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성언 서문
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1 2015 October no.19 융합 Weekly 발행일 _ 2015.10.

1 October no.19 융합 Weekly 발행일 _ 발행처 _ 융합연구정책센터 TIP 플렉시블디스플레이기술개발동향 박용욱 남서울대학교 선정사유 플렉시블디스플레이 (Flexible Display) 는이를탑재한곡면 TV 와스마트폰, 스마트워치등의등장으로새로운디스플레이시장을창출하는핵심기술로부상함 - 내외주요 TV 제조업체들간에는곡면 TV 출시경쟁이점차가열되고, 소형플렉시블 OLED 디스플레이를탑재한스마트폰, 스마트위치를잇달아출시하며소형플렉시블디스플레이탑재기기시장도창출됨 - 아직진정한의미의플렉시블에는미치지못하지만플렉시블디스플레이시대를개척하고있다는점에서의미가있음 \ 그림 1. 플렉시블디스플레이산업활용도 ( 출처 : 2013 IHS)

2 개요 플렉시블디스플레이는종이처럼얇고유연한기판을사용하여깨지지않으며, 다양하게변형할수있는차세대디스플레이임 - 얇고가벼우며깨지지않기때문에형태의제약없이임의의모양으로제작할수있고이동이편리하여, 다양한분야에응용이가능하여새로운시장을창출할수있을것으로기대됨 플렉시블디스플레이의디스플레이모드는 OLED, LCD, E-paper 등으로구분되며, 각각의장단점존재 - OLED

2 2 개요 플렉시블디스플레이는종이처럼얇고유연한기판을사용하여깨지지않으며, 다양하게변형할수있는차세대디스플레이임 - 얇고가벼우며깨지지않기때문에형태의제약없이임의의모양으로제작할수있고이동이편리하여, 다양한분야에응용이가능하여새로운시장을창출할수있을것으로기대됨 플렉시블디스플레이의디스플레이모드는 OLED, LCD, E-paper 등으로구분되며, 각각의장단점존재 - OLED 와 LCD 를적용한제품이다수이나, 고가의배리어특성을요구하지않는 E-paper 형태의표시소자의연구가상용화되고있음 표 1. 플렉시블디스플레이의종류및특성 구분 장점 특성 단점 Flexible OLED Flexible LCD Flexible E-Paper - 완전한플렉시블디스플레이구현가능 - 보조광원 (back light unit) 불필요 - 구동방식및제조방식이간단 - 수분이나산소에민감하지않음 - 완전한플렉시블디스플레이구현용이 - 수분이나산소에민감하지않음 - 소비전력이작아모바일기기에유리 - 수분이나산소에민감 - 대면적구현을위한구동방식복잡 - 완전한플렉시블디스플레이적용이어려움 - 보조광원개발이필요 - 색구현및고색재현율구현이어려움 - 느린응답속도로동영상구현이어려움 ( 출처 : 특허청, ) 플렉시블디스플레이는 Hype Cycle 상에서 2 단계로나아가는중이며, 향후 5~10 년후에는제품이안정화단계에접어들전망 - 현재 OLED 와 LCD 등응용제품이시장에출시되고있지만, 유연성 (Flexibility) 구현에한계가적은 OLED 가주도하게될것으로전망 그림2. IT제품서비스의하이프사이클 ( 출처 : Gartner ( )) Hype Cycle 은시장조사회사인 Gartner 가 IT혁신이확산되는양상을설명하기위해채택한개념. 시간경과에따른기술성숙도 (x축 ) 와업계에회자되는가시성 (y축 ) 을이용해기술의진화를설명. 신기술등장 (1단계 ), 부풀려진기대의정점도달 (2단계 ), 거품소멸 (3단계 ), 점진적시장수용 (4단계 ), 생산성안정화 (5단계 ) 의 5단계로구성

3 3 주요개발현황 한국은메가트렌드변화, 기술발전동향, 시장수요등을종합적으로고려하여 6 개의플렉시블디스플레이전략후보제품을도출하여현재연구개발중 표 2. 플렉시블디스플레이전략후보제품 전략제품롤러블디스플레이스트레처블디스플레이 IO 일체형디스플레이폴더블디스플레이인쇄형디스플레이전자스킨디스플레이 개요고내구성두루마리형롤러블디스플레이 3차원형태변형이가능한스트레처블디스플레이 I/O 일체형 Multi-function 디스플레이항온항습신뢰도개선형폴더블디스플레이용액형 OLED 발광형인쇄전자디스플레이 3차원굴곡대응 3D Deformable 전자스킨디스플레이 ( 고내구성두루마리형유연롤러블디스플레이 ) 두루마리형태로말수있는디스플레이 - 기존유리기반디스플레이보다강한내구성, 가벼운무게, 얇은두께등의이점을가지고본체기기보다넓은면적의디스플레이구현가능 - 3D-Deformable ( 모든방향으로접혀 3차원적으로변형가능 ) 디스플레이가가능하여, 디스플레이가전자제품의표시부에서벗어나스스로제품이됨으로써패션및건축물외장등에사용가능함 - 향후 5년이내출시가가능한제품으로, 기존의광고용 / 교육용및현수막 ( 소형 + 대형 ) 시장을대체할가능성이높음 그림 3. 롤러블디스플레이

4 (3 차원형태변형이가능한스트레처블디스플레이 ) 연신성이있어휘거나, 접거나, 신축이가능하여다양한형태의디자인구현이가능 - 전자기기뿐만아니라,

디스플레이등으로응용이가능하며섬유형웨어러블디스플레이, 전자피부형디스플레이로진화할것으로예측 - 기술발아단계로현재시장은형성되어있지않으나, 15년초기단계의접이형디스플레이를시작으로

스트레처블디스플레이응용분야 (I/O 일체형 Multi-function 디스플레이 ) 기존디스플레이에오감기능이포함된스마트디스플레이제품 - 음성인식, 가상촉각기능, 아이트래킹,

4 4 (3 차원형태변형이가능한스트레처블디스플레이 ) 연신성이있어휘거나, 접거나, 신축이가능하여다양한형태의디자인구현이가능 - 전자기기뿐만아니라, 다양한산업과의융합을통해신시장창출이가능한차세대디스플레이 - 종이접기와같은다중접이모바일디스플레이, 제로베절을통한초대형모듈라 Wall 디스플레이등으로응용이가능하며섬유형웨어러블디스플레이, 전자피부형디스플레이로진화할것으로예측 - 기술발아단계로현재시장은형성되어있지않으나, 15년초기단계의접이형디스플레이를시작으로 2020년 100억불규모로확대될것으로예측 ( 산업부, 미래형디스플레이발전전략보고서 (2013)) 그림 4. 스트레처블디스플레이응용분야 (I/O 일체형 Multi-function 디스플레이 ) 기존디스플레이에오감기능이포함된스마트디스플레이제품 - 음성인식, 가상촉각기능, 아이트래킹, 위험가스감지, 음식분석테스트기능및바이오테라피, 웰니스 (Wellness) 기능등이포함됨 - Output 기능만을갖는 1세대디스플레이와 Touch 기능까지추가된 Input/Output 기능의 2 세대디스플레이에이어, 가까운시일내기능이개선된 3세대디스플레이제품이출시될예정 그림 5. Multi-function 디스플레이를이용한제품및기능

5 ( 항온 항습폴더블디스플레이 ) 대형디스플레이의휴대및다양한디자인적용가능성의확대됨 - 접히는기능,

기술을대체하여전자회로를종이에인쇄하듯제조하는기술 - 친환경, 저비용, 롤투롤대량생산,

5 5 ( 항온 항습폴더블디스플레이 ) 대형디스플레이의휴대및다양한디자인적용가능성의확대됨 - 접히는기능, 외부사용환경에대응하기위한기능이보완된디스플레이 - 웨어러블스마트기기는물론, 자동차 가전제품 인테리어등다양한분야의제품에디스플레이를확장할수있음 그림 6. 폴더블디스플레이 ( 용액형 OLED 발광형인쇄전자디스플레이 ) 고가의노광 (Photo-lithography) 기술을대체하여전자회로를종이에인쇄하듯제조하는기술 - 친환경, 저비용, 롤투롤대량생산, 플렉시블화디스플레이의추세에따라인쇄공정을도입하여 OLED, LCD, 전자종이, TSP 등을제조할수있음 - 인쇄전자기술은플렉시블디스플레이를본격적으로대량생산하는기술로, 두루마리형태의전자신문, 전자잡지, RFID 스마트태그, 면조명, 하이브리드조명, 스마트제품, OLED 조명, 태양전지등다양한제품에적용가능함 그림 7. 인쇄전자활용제품

6 (3 차원굴곡대응 3D Deformable 전자스킨디스플레이 ) 모든제품의표면에장착되어색상, 패턴, 질감을원하는대로변경할수있는제품으로정보, 디자인및감성표시가가능하며바이오, 의료, 패션등소프트웨어와융합된새로운플랫폼으로활용가능 - 3차원굴곡대응 3D Deformable 디스플레이, 초저소비전력기반메모리타입디스플레이등이있으며, 유 / 무선통신및유 /

탄소나노튜브로이루어진박막트랜지스터등을조합하여디스플레이를구현 (Nature Materials, 13.7.21) 그림 8.

6 6 (3 차원굴곡대응 3D Deformable 전자스킨디스플레이 ) 모든제품의표면에장착되어색상, 패턴, 질감을원하는대로변경할수있는제품으로정보, 디자인및감성표시가가능하며바이오, 의료, 패션등소프트웨어와융합된새로운플랫폼으로활용가능 - 3차원굴곡대응 3D Deformable 디스플레이, 초저소비전력기반메모리타입디스플레이등이있으며, 유 / 무선통신및유 / 무선전력전달을통한디자인변경가능모듈이필요함 - Liquid powder 기반초저소비전력메모리타입디스플레이의개발이진행되어왔으며, 플렉시블디스플레이프로토타입의가능성을제시함 ( 전자부품연구원 ) - 플라스틱기판위에 Contact printing 기법을이용하여, 전도성고무재료, 유기발광다이오드 (OLED), 탄소나노튜브로이루어진박막트랜지스터등을조합하여디스플레이를구현 (Nature Materials, ) 그림 8. 전자스킨개념도및제품적용도 국내 외개발동향 국내에서는플렉시블디스플레이등차세대디스플레이개발을위해정부 기업간협력체계구축 - 정부는디스플레이분야세계선두기업인삼성디스플레이, LG디스플레이둥과함께 미래디스플레이핵심기술개발을위한투자협력양해각서 (MOU) 체결 ( 14.7) - 정부와삼성, LG 는미래형디스플레이원천기술개발에앞으로 5 년간총약 300 억원을투자할예정 미국, 유럽, 일본등주요선진국에서도플렉시블디스플레이의미래시장선점및차세대기술확보를위한경쟁치열 - ( 미국 ) 국방부를중심으로 Arizona State University(ASU) 연구단지내에플렉시블디스플레이센터 (FDC:Flexible Display Center) 를설립하고, 2004 년부터 5년간 4,370 만달러를지원하였으며, 추가로 5년간 5,000 만달러투자 - ( 일본 ) 정부차원의 R&D 지원과관리가이뤄지는 NEDO(New Energy And Industrial Development Organization) 를구축하여, 플렉시블디스플레이 R&D 프로젝트운영 - ( 유럽 ) FlexiDis 프로젝트를통해 Cambridge 대학, Stuttgart 대학, 노키아연구소, 필립스연구센터, 톰슨및 ST마이크로일렉트로닉스등에서플렉시블디스플레이기술개발 * 6년이내플렉시블디스플레이의상용화를위한플렉시블오팹 (Flex-o-Fab) 계획에 3년간추가로 1120만유로 (161억원 ) 투입 ( 13)

7 국내 외산업동향및시장전망 (LG 디스플레이 ) 플라스틱 OLED 위주의첨단제품을전시 (SID 2015) 하였고, 특히 UHD 급의 55/65/77 인치대형

77, 65, 55 인치 LG UHD OLED TV ( 출처 : 2015 SID) - DFHD 해상도의 21.

5 인치커브드 LCD 와플라스틱 OLED ( 출처 : 2015 SID) ( 삼성전자 ) 105, 78, 65, 55 인치곡면 UHD TV 전시 (CES

7 7 국내 외산업동향및시장전망 (LG 디스플레이 ) 플라스틱 OLED 위주의첨단제품을전시 (SID 2015) 하였고, 특히 UHD 급의 55/65/77 인치대형 OLED TV 를전시하여제품경쟁력을과시하여중국, 일본등타사대비높은완성도를시연함 그림 9. 77, 65, 55 인치 LG UHD OLED TV ( 출처 : 2015 SID) - DFHD 해상도의 21.5 커브드 LCD 를포함하여, 원형의스마트와치용플라스틱 OLED, 18 플라스틱 OLED 등제품을선보여주목받음 그림 10. LG 가전시한차량용 21.5 인치커브드 LCD 와플라스틱 OLED ( 출처 : 2015 SID) ( 삼성전자 ) 105, 78, 65, 55 인치곡면 UHD TV 전시 (CES 2014) 하였고, 상반기에해당제품을판매함 - Samsung's YOUM Bended Display 로 2015 년 Award for Display of the Year 를수상 (CES 2015) 그림 11. Samsung's YOUM Bended Display ( 출처 : 2015 SID) ( 일본 SEL) 플렉시블 AMOLED 를활용한폴더블디스플레이모듈을준비하여 2 면을갖는 1 축폴더블제품과 3 면을갖는 2 축폴더블제품을전시 (SID 2015) - 올해처음으로기와연결방식으로 13.5 인치제품을 6x6 개연결하여 81인치대형 8k급 'Kawara type AMOLED multi display' 를전시함

5 인치 Full HD 인셀터치 AMOLED 등을전시 (SID 2015)

8 8 그림 12. SEL 의폴더블 AMOLED ( 출처 : 2015 SID) ( 대만 AUO) 1.4 인치 400x400 해상도의원형플라스틱 AMOLED 와 5.5 인치 Full HD 인셀터치 AMOLED 등을전시 (SID 2015) 그림 13. AUO 의원형플라스틱 AMOLED 모듈과제품 ( 출처 : 2015 SID) 시장전망 - 전세계플렉시블디스플레이시장은 2013 년 1억달러에서연평균 120% 씩성장하여 2020 년에는 413 억달러규모에도달할전망 - 응용분야별시장은기존의핸드폰, 태블릿 PC와같은모바일기기시장이전체시장의 54% 를점유할것으로예상되며, 웨어러블기기등새로운응용분야가 40% 에달할것으로전망 그림 14. 플렉시블 -Non 플렉시블디스플레이산업성장전망비교 ( 출처 : Displaybank 2012)

9 9 - 국내평판디스플레이패널생산액은 2012년기준 43.7조원이며, 수출은 349억달러로전체수출의 6.4% 를차지 - 국내플렉시블디스플레이시장은지속적인성장이예상되나후방산업 ( 장비, 소재 ) 의경쟁력은여전히취약하여보강필요 - 플렉시블디스플레이의핵심소재수입의존도가높아지속적인연구개발을통하여선제적시장선점노력이필요하며, 핵심소재의연구개발을통하여국산화율증대가필요함 - Display Search 에따르면, 글로벌곡면 TV 시장은 14년 78.6만대, '15년 332.7만대그리고 '17년엔 608.9만대규모로성장할전망 - 전통적으로디스플레이부문에강한일본이최근 OLED 사업본격추진에나섰으며, 중국은초고해상도, 커브드, AMOLED 의키워드속개발에정부가투자금액의 60% 를지원하는정책을펼치면서 OLED 시장진입을가속화하는등디스플레이산업이약진하고있는상황 국내 외기술수준분석 한국은세계최초로플렉시블디스플레이제품을생산하면서모듈분야에서는최고의기술력을확보하고있으나, 핵심소재및장비는선진국대비 2 년내외의기술격차 표 3. 관련분야의국 내외기술수준 기술분야 세부기술분야 해외수준 ( 최고수준 : 100%) 국내수준 ( 최고수준국가대비 :%) 모듈 100% 100% 기술분야 소재 100% 80% 소재 100% 70% - 하지만, 플라스틱기판등핵심소재의원자재및원천기술은전량수입에의존하고있어기술격차를좁히기위한중장기전략이필요함 - 일본이플렉시블디스플레이용소재, 장비분야에세계최고기술력을보유하고있으며, 미국과유럽등이원천기술을보유함 - 중국은모듈기술을중심으로기술추격에나서고있으며, 민관공동의노력으로모듈분야에서는해마다기술격차가줄어들고있음 - 모듈, 소재, 장비를종합하여플렉시블디스플레이의상대적기술수준을종합하여비교하면일본, 미국, 유럽, 한국, 중국순 시사점 플렉시블디스플레이는디스플레이산업의새로운성장기를열것으로기대됨 - OLED 기반의플렉시블디스플레이는혁신성, 소비자만족등차세대디스플레이의핵심적가치를제공할것으로기대

10 10 - 최근까지상용제품에탑재된플렉시블디스플레이는 e-paper 형태만존재했으나, 국내기업들이 LCD, OLED 기반의플렉시블디스플레이탑재제품을출시하며새로운전기를마련 진정한플렉시블디스플레이의구현까지는다양한해결과제가잔존하고있어, 기술개발을통해디스플레이주도권선점이필요함 - 시제품으로만보면폴더블제품까지공개되고있으나기기에탑재된상용제품의경우커브드단계가시장에출시됨 - 플렉시블디스플레이가주력제품으로성장하기위해서는안정적공급, 안정적인수율확보및공정개선을통한가격경쟁력확보가필요하며, 대량생산을위해인쇄방식의개발등도해결해야함

KEIT PD(15-8)-8.26.indd

KEIT PD(15-8)-8.26.indd / KEIT PD / KEIT PD / SUMMARY Society for Information Display(SID) Display Week 2015 R&D `SID 2015' Flexible Display, E-paper, Wearables, Digital signage, Printed electronics, 275 185, (Curved), 2~3, SID