학계와 산업계 주목 받는 소재 '양자점'

[산업일보]
2002년 미래기술로 예상되는 나노 소재 기반의 첨단 연구인 양자점 과제를 직접 착수했다. 이는 기업 연구소로는 파격적인 목표 선정으로, 당시 국내 대학 및 연구기관 중에서도 가장 빠른 시점에 새로운 기술 개발에 도전한 사례다.

양자점은 별도 장치 없이 스스로 다양한 색의 빛을 내는 차세대 발광소자로 OLED에 비해 색재현성이 좋고, 디스플레이 크기를 크게 할 수 있는 장점이 있다.

새로운 특성으로 학계와 산업계의 주목을 받는 소재기도 하다. 실제 제품에 적용되는데 필요한 요소 기술은 파악하기 어려운 상황이었지만, 장은주 마스터와 그 연구팀은 다양한 사업부와 공동 개발을 진행하며 요소기술의 한계점과 개발 방향을 자체적으로 정의해 나갔다.

이를 통해 양자점의 합성기술을 최적화 하고, TV 적용에 필요한 효율과 신뢰성을 확보한 후 양산에 필요한 공정까지 설계해, 사업부에 기술을 이전했다. 이후, ‘카드뮴’이라는 환경이슈 물질을 포함하지 않은 친환경소재 개발에 도전한 결과, 삼성전자㈜ 장은주 마스터가 세계 최고 효율(95%이상)과 신뢰성(LED TV 1000시간 가속수명 확보 등)을 확보해 사업화에 성공했다.

장은주 마스터는 양자점 소재의 독자적인 설계에서부터, 합성 메커니즘 분석 등의 기술적 전문지식으로 연구팀을 리드했다. 또한 한솔케미컬 기술 이전을 통해 신규 공정라인을 구축하는 성과를 이루었다. 아울러 기술적 한계를 넘어 새로운 기술과 접목되는 영역에서도 전문성을 발휘하며 해답을 찾아가는 적극적인 연구자의 자세를 보여줬다.

장은주 마스터는 TV에 크기에 따라 다른 색채를 내는 수십 나노 크기의 반도체 결정구조로, 선명한 색을 유지하면서 발광효율이 높은 나노 크리스탈(Nano Crystal) 소재를 적용시켜 색재현성을 92%까지 향상시켰다. 또한, 환경오염 문제를 극복하기 위해 카드뮴이 없는 나노 크리스탈 소재의 상용화 기술을 확보하는 등 현재까지 166건의 국내ㆍ외 특허 등록 및 433건의 특허를 출원했다.

한편 장 마스터는 세계 최초로 인체에 유해한 카드뮴 소재를 사용하지 않으면서도 정밀한 색 표현이 가능한 친환경 나노 크리스탈 기술을 개발해, 이를 SUHD TV제품에 적용해 상용화시킨 공로를 인정받아 수상자로 선정됐다.

장은주 마스터는 “아이디어와 기술력을 바탕으로 새로운 소재를 확보하기 위한 오랜 노력이 좋은 결과물로 소비자에게 선보일 수 있게 돼 큰 영광이다”며 “함께 열정을 바쳐 훌륭한 제품을 만들어 낸 동료들과, 늘 곁에서 지지해주는 가족에게 고마움이 크다”고 수상소감을 밝혔다.