집·중·해·부! 퀀텀닷 SUHD TV_②퀀텀닷, 삼성 TV와 만나다

머리카락 수만 분의 1 크기 입자로 자연의 모습을 그대로 담아낼 수 있는 차세대 디스플레이 소재 퀀텀닷(quantum dot). 지난 편에선 퀀텀닷의 탄생 배경과 향후 발전 가능성 등에 대해 소개해드렸는데요. 오늘은 삼성 퀀텀닷 SUHD TV에 탑재된 퀀텀닷 디스플레이의 매력을 조목조목 짚어보겠습니다. 차세대 TV 시장을 선점하기 위해 내로라하는 글로벌 기업이 각축을 벌이는 요즘, 퀀텀닷 디스플레이의 경쟁력은 어디서 찾을 수 있을까요?

색, 재현력·정확도 나란히 ‘업그레이드’

디스플레이 소재는 크게 무기물과 유기물로 나뉩니다. 둘은 각각 상반된 특징을 지니는데요. 무기물 소재인 퀀텀닷의 최대 장점은 동일한 물질로도 여러 색을 낼 수 있다는 겁니다. 입자 크기를 조절, 빛의 삼원색(파랑∙초록∙빨강)을 모두 구현할 수 있기 때문이죠<아래 영상 참조>.

색 재현력은 디스플레이의 성능과 비례합니다. 자연히 같은 입자로 모든 색을 구현할 수 있는 퀀텀닷 디스플레이 사용자는 보다 선명한 화질을 즐길 수 있죠. 무기물 소재의 특성상 우수한 내구성도 퀀텀닷의 장점 중 하나입니다.

반면, 유기물 소재는 색에 따라 다른 재료가 사용되기 때문에 성능에도 차이가 발생합니다. 이를테면 빛 파장이 짧은 파란색은 색 정확도가 높지만 수명이 길지 않죠. 반면, 빛 파장이 긴 빨간색 재료는 발광 효율과 색 순도가 낮다는 단점을 지닙니다. 빛과 열에 약한 유기물 소재의 특성으로 인해 시간이 경과하며 색 재현율이 떨어지는 문제도 있습니다. 동일 화면에 오래 노출됐을 때 해당 부분의 색이 변하는 '번인(Burn-in)' 현상도 종종 지적되죠.

퀀텀닷의 또 다른 장점은 색 정확도입니다. 색 정확도는 발광선의 폭을 통해 알 수 있는데요. 폭이 좁을수록 더 정확한 색을 낼 수 있습니다. 예를 들어 같은 빨간색이라도 발광선 폭이 넓다면 주변 색이 섞이게 돼 색 순도는 떨어지게 마련입니다. 반면, 발광선 폭이 좁다면 섞이는 색도 적어져 그만큼 순수한 색을 표현할 수 있게 되죠.

퀀텀닷의 발광선 폭은 일반 형광체의 1/3에서 1/4 수준에 불과해 그만큼 색 정확도가 탁월합니다. 이와 관련, 퀀텀닷 분야 전문가로 30년간 관련 연구를 지속해온 폴 알리비사토스 교수는 "퀀텀닷은 눈에 보이지 않을 정도로 입자가 작아 순도 높은 색을 세밀하고 정확하게 표현할 수 있는 소재"라고 밝히기도 했습니다.

*해당 영상은 사용기한 만료로 삭제되었습니다

15년여 간 관련 특허만 150개 이상 확보

삼성전자가 퀀텀닷 기술 개발에 본격적으로 나선 건 지난 2001년입니다. 이후 관련 특허만 150여 개를 확보하며 꾸준히 노하우를 쌓아왔는데요. 화학 업체의 주력 분야로 여겨지던 기술에 도전, (해당 기술 탑재 제품) 수 백만 대 양산에까지 성공한 삼성전자의 뚝심은 한때 업계에서 회자될 정도로 화제에 올랐습니다.

물론 퀀텀닷 기술 개발 과정은 난관의 연속이었습니다. 가장 큰 숙제는 산소와 수분, 열에 취약한 퀀텀닷 소재를 안정화하는 작업이었죠. 실제로 개발 초기엔 1주일을 꼬박 투자해 만든 디스플레이가 불과 한 시간 만에 꺼지는 등 기술 구현에 상당히 애를 먹었다는 후문입니다. 입자 하나하나를 감싸는 일명 ‘4중 보호막’으로 최상의 화질과 색상을 유지하는 기술은 신뢰성 확보에만 2년 이상 걸렸을 정도로 최고 수준을 자랑합니다. 삼성 퀀텀닷 SUHD TV는 이 모든 노력의 산물이라고 할 수 있죠.

삼성 퀀텀닷 SUHD TV엔 삼성전자가 오랜 시행착오를 거치며 건져 올린 노하우를 바탕으로 퀀텀닷 디스플레이의 성능을 최고치까지 끌어올릴 수 있는 독자 기술이 대거 탑재됐습니다. 나노 크기 입자로 순도 높은 색을 구현하는 ‘퀀텀닷 컬러’ 기술을 비롯해 △HDR(High Dynamic Range) △패널 △백라이트 △소재 등 거의 모든 부문에 걸쳐 첨단 기술이 녹아있죠.

'SUHD 리마스터링 엔진' 도입으로 콘텐츠에 따라 최적화된 화질 제공이 가능해진 점에도 주목할 필요가 있습니다. 덕분에 삼성 퀀텀닷 SUHD TV 사용자는 UHD급 영상을 포함, 화질이 다소 떨어지는 영상도 최적의 상태로 즐길 수 있습니다. 삼성 퀀텀닷 SUHD TV가 “TV 화면 속 빛과 색의 영역을 재정의했다”는 평가를 받는 비결은 이처럼 퀀텀닷 기술의 특성을 이해하고 그에 맞춰 아주 작은 요소까지 일일이 배려한 ‘디테일(detail)’에 있습니다.

삼성 퀀텀닷 SUHD TV는 ‘친환경 기술’을 기반으로 개발된 제품이기도 합니다. 사실 퀀텀닷 중심체는 황화카드뮴(CdS), 셀레나이드(CdSe) 같은 독성 물질로 구성됩니다. 퀀텀닷 디스플레이가 탁월한 색 재현력과 색 정확도를 갖추고도 그간 좀처럼 대중화되지 못했던 이유도 바로 거기 있는데요. 삼성전자는 업계 최초로 ‘카드뮴 프리(free) 퀀텀닷 TV’ 기술을 개발, 카드뮴을 쓰지 않고도 퀀텀닷 TV의 장점은 고스란히 살린 제품 양산에 성공했습니다.

할리우드 ‘레퍼런스 모니터’ 채택, 그 의미는?

‘좋은 그림’을 위해 화가에게 필요한 것 중 하나는 물감 개수일 겁니다. 쓸 수 있는 색이 한정적이라면 표현하고자 하는 사물을 사실적으로 그려내는 데 한계가 있을 수밖에 없으니까요. TV도 마찬가집니다. 색 재현력과 명암비가 우수해질수록 TV로 구현 가능한 영상의 폭도 그만큼 다양해지죠.

삼성 퀀텀닷 SUHD TV는 출시와 동시에 영상 제작 전문가 사이에서 특히 호평 받고 있습니다. 1000니트(nit, 휘도 단위) 이상도 표현 가능할 만큼 우수한 명암비, 그리고 10억 개 색을 나타낼 수 있는 세밀한 표현력을 두루 갖춘 덕분입니다. 색과 밝기 구현이 모두 자유로운 만큼 어떤 영상을 재생하더라도 제작자의 의도가 완벽하게 드러날 수 있겠죠? (실제로 삼성 퀀텀닷 SUHD TV는 할리우드 영화 제작사들이 최종 영상을 확인하기 위해 사용하는 레퍼런스 모니터로 채택됐습니다.)

지금까지 삼성 퀀텀닷 SUHD TV에 숨겨진 퀀텀닷 기술에 관한 얘길 들려드렸는데 어떠셨나요? 다음 편의 주제는 퀀텀닷 기술과 함께 삼성 퀀텀닷 SUHD TV에 탑재된 핵심 기술 중 하나로 손꼽히는 HDR입니다. 자연광을 최대한 사실과 가깝게 구현해내는 삼성 퀀텀닷 SUHD TV의 비결, 삼성전자 뉴스룸에서 하나씩 확인하시기 바랍니다.