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1 중소기업기술로드맵 Technology Roadmap for SME - 디스플레이 -

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3 CONTENTS 전략분야 디스플레이 1. 개요 1 2. 국내외정책동향 5 3. 산업이슈및동향 시장동향및전망 기술동향및이슈 중소기업시장대응전략 주요제품현황 중소기업기술개발테마 41 기술개발테마 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 86 웨어러블디스플레이 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 144

4 디지털사이니지용디스플레이 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 182 마이크로 LED 디스플레이 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 238 Head Mounted Display(HMD) 용모니터 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 294 양자점 LED 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 341

5 6. 기술로드맵기획 347 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 388 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 425 차세대디스플레이용기능성필름 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 479

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7 디스플레이 전략분야현황분석

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9 디스플레이 디스플레이 1. 개요 가. 정의 디스플레이는다양한전자정보를인간이볼수있도록화면으로구현해주는영상표시장치로서 UI/UX 기술을포함한영상기기를통칭통칭하는것으로디스플레이산업은디스플레이와관련된소재부품, 장비의생산에필요한모든활동을포함 * 기존디스플레이 : 유리기반의 LCD 와소형 OLED 제품 - 신형태 : 플렉시블, 투명, 마이크로디스플레이및홀로그램 - 신소재 : 스트레처블재료, 용액형산화물반도체, 양자점발광체등 - 신공정 : 용액공정, 롤공정, 프린팅공정및연속생산방식 [ 차세대디스플레이정의 ] 디스플레이산업은패널을중심으로전후방연관효과가큰시스템산업으로기술개발의선도에따라세계시장의주도권이결정되는산업 패널의경쟁력은제조장비와소재의기술력이결정하기때문에대규모생산설비와적극적인기술개발이필요함 1

10 전략분야현황분석 패널의제작방식에따라 LCD, OLED, 플렉시블디스플레이, 신기능디스플레이, 융복합 디스플레이등으로구분됨 [ 디스플레이의기술분야별정의 ] 기술분야 정의 LCD 백라이트가필요한액정을사용해제작한디스플레이 OLED 자체발광하는유기물을사용해제작한디스플레이 플렉시블디스플레이 구부리거나접을수있는디스플레이 신기능디스플레이 가상현실을구현할수있거나투명한패널을사용하는등의신기술이접목된디스플레이 디스플레이기술들의정의는구체적으로다음과같음 LCD는 Liquid Crystal Display의줄임말로서디스플레이에서는일반적으로액정표시장치를말하며, 인가전압에따른액정투과도의변화를이용하여각종장치에서발생하는여러가지전기적인정보를시각정보로변화시켜전달하는전기소자를뜻함 OLED는 Organic Light Emitting Diodes의줄임말로서형광성의유기화합물에전류를흘려보내면스스로빛을내는자체발광형디스플레이로, 낮은전압에서도구동이가능하고박형 ( 薄型 ) 으로만들수있으며넓은시야각과빠른응답속도를갖고있어일반 LCD와달리바로옆에서보아도화질이변하지않고화면에잔상이남지않는장점을가지고있음 플렉시블디스플레이는플라스틱등유연한재료를사용하여기능의손실없이자유롭게구부릴수있거나혹은두루마리처럼말거나접을수있는형태의디스플레이를뜻함 신기능디스플레이는공간형디스플레이, 프로젝션디스플레이, 투명디스플레이, 반사형디스플레이등다양한신기술들을적용해기존평판디스플레이의한계를뛰어넘는디스플레이를통칭 2

11 디스플레이 * 출처 : LCD 와비교를통해알아보는 OLED 구조의차이 (LG 디스플레이블로그, 2015) [ LCD 와 OLED 의구조비교 ] 나. 범위및분류 (1) 범위 디스플레이는 LCD, OLED, 플렉시블디스플레이, 신기능디스플레이등기반기술에따라 4개의분야로나눌수있음 LCD는 LCD가적용된소 중 대형디스플레이패널, 모듈및제품, LCD 디스플레이와관련된소재 부품 공정장비를포함하며, LCD 응용제품, LCD 소재및부품, LCD 공정및검사장비등으로구분 OLED는 OLED가적용된소 중 대형디스플레이패널, 모듈및제품, OLED 디스플레이와관련된소재 부품 공정장비를포함하며, OLED 응용제품, OLED 소재및부품, OLED 공정및검사장비등으로구분 플렉시블디스플레이는플렉시블기판, 플렉시블전극소재, 플렉시블반도체소재, 유기및무기인쇄소재, 봉지소재등의플렉시블소재및부품, 인쇄공정중심의 Roll to Roll 공정장비및부품, 웨어러블기기의사용자편의를위한 UI UX 부품, 플렉시블디스플레이패널및모듈등을포함 신기능디스플레이는안경식 3차원디스플레이시스템및패널, 무안경식 3차원디스플레이시스템및패널, 홀로그래피디스플레이시스템및관련광학부품, 투사형투명디스플레이와직시형투명디스플레이등을포함 3

12 전략분야현황분석 [ 디스플레이의범위 ] 구분 범위 LCD 디스플레이패널, 모듈및제품, 소재 부품 공정장비, 응용제품, 소재및부품, 검사장비등 OLED 디스플레이패널, 모듈및제품, 소재 부품 공정장비, 응용제품, 소재및부품, 검사장비등 플렉시블디스플레이 플렉시블디스플레이패널및모듈, 플렉시블기판, 플렉시블소재및부품, Roll to Roll 공정장비및부품등 신기능디스플레이 안경식 무안경식 3 차원디스플레이시스템및패널, 홀로그래피디스플레이시스템및관련광학부품, 투사형 직시형투명디스플레이등 (2) 분류 기술분류 [ 디스플레이의기술분류 ] 대분류중분류소분류 / 세분류 LCD 패널과모듈 디스플레이 LCD OLED 플렉시블디스플레이신기능디스플레이융합디스플레이 LCD용장비 LCD 소재부품소형 AMOLED 패널과모듈대형 AMOLED 패널과모듈 AMOLED용장비 AMOLED 소재부품플렉시블디스플레이패널과모듈플렉시블디스플레이용장비플렉시블디스플레이소재부품마이크로디스플레이 μled 디스플레이공간형디스플레이투명 / 반사형디스플레이입력장치및 UI/UX 퍼블릭디스플레이수송기기용디스플레이교육, 의료, 건축등융합디스플레이 4

13 디스플레이 2. 국내외정책동향 가. 정책적환경 (1) 해외정책동향 경쟁적인디스플레이산업육성 지원 중국정부는각종지원정책을통해중국디스플레이산업을육성중 중국은경쟁국중가장뒤늦게시장에참여한후발생산국이지만정부의강력한지원책및거대 내수시장을기반으로급성장하여 LCD 생산기반을대폭확충 2015 년세계 LCD 시장점유율의 15.5% 를차지, 2016 년부터일부 LCD 는한국추월 * 전망 * 8 세대이상 LCD 생산능력점유율 ('15 '16, %, IHS) : ( 韓 ) ( 中 ) 글로벌 LCD 시장의공급과잉에도불구하고기업투자와 LCD 패널생산라인건설을장려하고 있으며, 각종우대정책과지원책을통해자국의디스플레이산업을 12 차 5 개년 규획 (2011~2015 년 ) 의전략적신흥산업으로지정하여적극적으로육성. 특히 TFT-LCD 생산능력을지속적으로확대하여 2015 년패널자급률목표치를 80% 로설정하고, 관세율 조정 (3% 5%) 을통한자국디스플레이소자업체를육성 차세대디스플레이혁신발전행동규획에서는 2016 년까지생산량이용률을합리적인 수준으로유지하고제품구조를계속업그레이드시키며, 업계자원환경효율을확실히끌어올려, 면적기준으로출하량세계 2 위를달성하여글로벌시장점유율을 20% 이상으로, 총산업규모를 3000 억위안이상 으로만들겠다는발전목표아래구체적지원방안을제시 디스플레이업체에대한세금정책우대와금융서비스환경개선, 산업발전현황정보모니터링 시스템구축등전 후방산업에대한구체적이고실용적인정부지원결과, 디스플레이산업의고속 발전과국산화수준대폭제고의성과를얻었을뿐만아니라전체중국경제의경쟁력을높이는데 기여 최근중국은글로벌수요의 OLED 전환등에따라, 기존 LCD 중심에서 OLED 집중육성으로의 전환추세 중국정부의 OLED 집중육성전략발표에이어보조금지원도 OLED 분야로집중됨에따라, 중국 기업간 OLED 양산투자경쟁치열 - 다만, 11 년부터 OLED 양산개시를시작했음에도불구, 여전히시제품개발단계로판단되며 3~5 년내우리를추월하기는어려울전망 - 중국 OLED 업체인 Visionox( 11 년 ~), EDO( 14 년 ~) 는스마트와치용패널을화웨이에공급중이며, 휴대폰용패널을로컬업체에소량공급하는수준 (BOE) 정부지원을바탕으로 10.5 세대 LCD 패널생산라인건설중 * 15.4 월中 BOE 社는 LCD 10.5 세대투자계획발표 ( 약 7 조원, '18.3Q 양산목표 ) 22 년세계디스플레이 1 위기업을목표로 OLED 라인투자진행 * 16.3 월, BOE- 청두시 6 세대 LTPS/AMOED 2 기생산라인투자 ( 약 4.5 조원 ) 협약 체결 (1 기생산라인은 17 년양산개시를목표로 월착공, 약 4.1 조원 ) 5

14 전략분야현황분석 대만의디스플레이산업은양안관계를통해성장하였으나, 최근중국의자급률확대정책에따라선도기업간합병을통한수익성확보및차세대진출을모색하고있음 대만은자국 IT산업의공급선네트워크및탄력적인생산관리체계, 일본과의기술제휴 * 등을바탕으로 2000년대꾸준히 2위자리를유지하고있음 대만의중국내 TV용 LCD 패널시장점유율 (%): ( 11) 52.8% ( 12) 42.9% ( 13) 38.4% ( 14)38.8% 16.3월臺홍하이의 샤프인수를통해샤프의기술력과홍하이의자금력및 OEM 경쟁력등을결합하여, LCD 시장잠식및차세대 OLED 시장진출예상 미국과일본, 유럽등의선진국을중심으로 AMOLED, 양자점소재, 플렉시블디스플레이등의미래시장선점및차세대기술확보를위한경쟁이치열하게전개중 미국은국방부를중심으로 Flexible Display Center(FDC) 를 Arizona State University(ASU) 연구단지내에설립. 2004년부터 5년간 4,370만달러를지원했으며, 2009년부터는 5년간 5,000만달러를지원 미국정부는또한 FlexTech Alliance를중심으로플렉서블디스플레이연구개발수행 일본은차세대연구개발을위해정부차원의 R&D 지원과관리가이뤄지는 NEDO를구축하여, 플렉시블디스플레이 R&D 프로젝트를운영중 또한일본정부는글로벌경쟁에서살아남고차세대디스플레이시장을선점하기위해대규모자금투입하여중소형패널회사통합운영 (JDC) 및자회사출범 (JOLED) 유럽에서는 FlexiDis 프로젝트를통해캠브리지대학, 독일의슈투트가르트대학, 노키아연구소, 필립스연구센터, 프랑스의톰슨및 ST마이크로일렉트로닉스등에서플렉시블디스플레이기술개발중 기간에제 7 Framework program으로 Horizon 2020 추진 홀로그램등미래원천기술개발에노력집중, 그리고 3D 영상의획득, 부호화, 전송, 디스플레이등과같이다양한프로젝트를진행 인도의경우 IT 산업을위해 LCD 등적극육성 LCD, LED, 태양광등약 9개전자산업을지정하여해당전자산업에대해서는정부에서투자비의 40% 를지원 디스플레이기업을설립하고 LCD 사업을위해국내외디스플레이기업과지속기술이전, 합작, 중고라인매입등을위해접촉중 6

15 디스플레이 (2) 국내정책동향 정부는수출및취약산업지원확대를위한 2016 년탄력관세운용계획을국무회의를통해 확정하고, 디스플레이 반도체 이차전지등의장비및원재료에대한할당관세적용을확대 할당관세적용이확대되면서 15 년 4 개품목, 53 억원수준에서 16 년 9 개품목, 608 억원 수준으로증가 ( 디스플레이, 반도체, 이차전지전체 ) 주요품목별로살펴보면디스플레이는건식식각기, 물리적증착기, 화학적증착기, 이온 주입기, 라미네이터가포함되었고, 반도체는블랭크마스크, 석영유리기판이포함 [ 할당관세적용품목및관세율 ] ( 기본세율 할당세율, %) 구분 15 년운용품목 16 년운용품목 디스플레이 건식식각기 (5/8 0) 물리적증착기 (5/8 0) 화학적증착기 (5/8 0) 이온주입기 (8 0) 건식식각기 (5/8 0) 물리적증착기 (5/8 0) 화학적증착기 (5/8 0) 이온주입기 (8 0) 라미네이터 (8 0) 반도체 - 블랭크마스크 (3 0) 석영유리기판 (3 0) * 출처 : 2016 년탄력관세 ( 할당조정 ) 운용계획 ( 기획재정부, 2015) 과학기술정보통신부, 문화체육관광부, 산업통상자원부는 2017 년예산안의 5 대투자 중점 ( 일자리창출, 미래성장동력창출, 경제활력회복, 민생안정, 국민안심사회구현 ) 중 하나인 미래성장동력창출분야예산안 내역을발표 미래성장동력창출지원은 4 차산업혁명에대비해기존 19 대미래성장동력조기성과가시화, ICT 및문화 콘텐츠분야의신산업육성등을목표로진행 플렉시블 스트레처블등차세대디스플레이기술개발사업을신설 (116 억원 ) 해기존주력 산업을고도화하는한편, 소재분야원천기술확보를통한주력산업고도화및중소기업 육성을위해수요산업체와연계한소재분야공동기술개발을추진 디스플레이의제품경쟁력은후방산업인부품소재경쟁력으로결정되나, 우리나라의후방 산업경쟁력은취약한수준으로해외의존도가높음 디스플레이장비 부품소재분야는대부분중소기업으로, 전문인력비중이상대적으로낮음 7

16 전략분야현황분석 현재대학의학문중심적대학원교육과정은기업이필요로하는현장밀착형기술인력양성에한계가있음 OLED, 플렉시블, 웨어러블스마트디바이스등차세대디스플레이기술수요에부합하는디스플레이장비부품전문인력양성을계획중 정부는 2015 년 12 월 11 일 ( 금 ) 제 17 회국가과학기술심의회운영위원회 를개최하여국가산업경쟁력강화를위한세계최고수준의기술개발지원방안을심의확정함 경쟁력이있는기술분야를중심으로국가산업경쟁력을유지하고나아가세계최고수준으로육성하기위함 정부는 120 개국가전략기술을기반으로현재우리가경쟁력을확보하고있고지속적인노력을통해경쟁력을유지하면서세계최고수준으로끌어올릴가능성이높은기술들을전문가와함께협의하여 9 개기술을도출함 [ 9 대기술선정결과및기술별정의 ] 기술명 OLED 정의 형광성유기화합물에전류를흘려자체발광시키는유기물질관련기술 플렉시블디스플레이 의도적인형태변화가가능한디스플레이패널및모듈제작기술 고용량이차전지 충전을통해전기에너지를화학에너지로저장하여사용하는전지기술 초고집적메모리반도체 기존메모리반도체대비집적도를극대화한차세대메모리 ( 기억소자 ) 기술 초광대역유무선네트워크 현재보다속도와용량을 1 천배이상높일수있는유 무선통합네트워크기술 5G 통신 4G 통신보다 1 천배향상 ( 전송속도, 기기수용율, 서비스지연 ) 된차세대통신기술 중소형원자로 높은안정성과경제성을구비한발전규모 700MW 이하의원자로 시스템반도체 다양한기능을집약한시스템을하나의칩으로만드는반도체기술 고부가가치선박 친환경 고효율화및 IT 와의융복합을통해부가가치를극대화한선박기술 * 출처 : 과학기술정보통신부 ( ) 위 9 대기술은민간역량이성숙된분야임을감안하여, 정부는민간이투자하기어려운 기초분야, 미래를대비할원천기술분야에선제적인투자를통해민간의 R&D 를선도하고 사업체에서요구하는인력양성, 테스트베드등과같은인프라구축등에중점을두고지원할 8

17 디스플레이 예정 미래부, 산업부, 해수부등범부처가협력하여관련부처별역할을분담추진 기술별시장동향과세계시장에서의경쟁력을고려한맞춤형지원을위해산업기술고도화분야와성장원천분야로구분하여서로다른전략을바탕으로지원할예정 [ 유형별지원대상기술 ] 구분 대상기술 산업기술고도화분야 (4 개 ) OLED, 고용량이차전지, 플렉시블디스플레이, 초고집적메모리반도체 성장원천분야 (5 개 ) 5G 통신, 초광대역유무선네트워크, 중소형원자로, 시스템반도체, 고부가가치선박 * 출처 : 과학기술정보통신부 ( ) 산업부는미래디스플레이연구개발생태계조성을위한미래디스플레이핵심요소기술개발사업단 (KDRC, Korea Display Research Consortium) 을출범시켰고, 정부와민간공동투자 ( 15 ~ 19년약 280억원 ) 를통한미래디스플레이핵심요소기술개발로산업생태계활성화및인력양성을도모 차세대디스플레이핵심요소기술확보를위해선순환적인차세대기술생태계구축기술개발지원 정부와민간공동투자를통해미래디스플레이핵심기술을개발, 산업생태계활성화및인력양성을도모 차세대디스플레이에대규모의민간투자를유도함과동시에중장기적원천기술개발을추진 디스플레이산업에파급효과가크고, 기업들이적극적으로투자하기어려운혁신적인소자, 공정, 소재원천기술중심으로선정 백플레인기술 4개, OLED 기술 5개, OLED 응용기술 2개, 신개념디스플레이소자기술 5개, 센서임베디드기술 2개, 신소재 / 신공정 6개등총괄과제포함 25개사업이선정 정부는미래형디스플레이원천기술확보및 R&D 생태계활성화를추진하고, 신기술 시장창출대응을위한융합형디스플레이개발, 디스플레이전략적핵심소재 부품및혁신공정개발등의추진전략을마련해서 2016년중점추진연구개발분야를정해단계적으로진행중임 9

18 전략분야현황분석 [ 2016 년플렉시블디스플레이연구개발중점추진계획 ] 중점영역추진내용투자방향 미래형디스플레이원천기술 신시장창출대응을위한융합형디스플레이기술 디스플레이전략적핵심소재부품및핵심장비기술 기업이플렉시블 OLED 다음세대의미래디스플레이원천기술수요를제시하고, 대학 / 연구소가연구개발하는새로운산학연 R&D 협력모델추진 60 인치이상 UD 급투명플렉시블디스플레이및이를활용한 IT 융합형인포테인먼트시스템기술개발 디스플레이융복합기술개발추진 - 주간증강현실용투명스크린및프로젝션기술 - 타일링이가능한액티브구동패널용퍼블릭디스플레이기술 - 내환경성 ( 내열, 내한 ) 및고신뢰성디스플레이소재기술 - 초경량투명 / 유연디스플레이패널및모듈기술등 UI/UX 융합형디스플레이기술개발추진 - 교육용, 광고용, 의료용, 건축용등응용을위한다양한사용자편의를제공하는인터렉션디스플레이기술 ( 소재 부품 ) 플렉시블디스플레이등미래형디스플레이를위한소재 부품원천기술 ( 공정 장비 ) 고해상도대면적 AMOLED 용핵심공정 장비기술, 플렉시블 AMOLED 용핵심공정 장비기술등혁신공정기술개발추진 * 출처 : 정부, 차세대디스플레이핵심요소기술확보위해팔걷는다 (HelloT, 2016) 정부와민간협력투자강화 정부투자강화 중소기업지원강화 정부와민간협력투자강화 중소기업지원강화 중소기업벤처부의 2017년중소기업기술개발지원사업 은총 21개 ( 내역사업기준 ) 로, 2016년 (9,429억원 ) 보다 0.9% 증가한 9,517억원의예산이투입 R&D 사업포트폴리오를 기업성장촉진 과 산업생태계활성 의양대축으로재편해성과중심투자가이뤄질수있도록신성장동력, 수출분야에중점 주력산업고도화와신시장창출등유망품목범위내기업이 R&D 과제를자유롭게제안하는 전략적자유응모 사업을확대 과학기술정보통신부가주관하는관계부처합동설명회, 지방중소기업벤처부를통한지역순회설명회, 온라인설명회등을실시할예정 10

19 디스플레이 3. 산업이슈및동향 가. 산업이슈 중국등경쟁국간주도권경쟁이치열 중국의대규모투자등경쟁국의추격으로향후시장점유율및수출감소가예상되는상황 디스플레이세계시장점유율변화 ('10년 '16년, %) : ( 韓 ) ( 中 ) 우리나라 LCD 세계시장점유율 (%) : ('10년) 44.8 ('16년) 36.7 우리나라디스플레이수출액 ( 억달러 ) : ('12년) 369 ('16년) 251 중국은 8 세대이상 LCD 생산능력점유율은 16 년부터이미한국을추월 8 세대이상 LCD 생산능력점유율 (%, '15 '16) : ( 한 ) 42 37, ( 중 ) 신시장창출을위한노력필요 패널분야의강점에도불구하고, 전방산업으로신제품발굴미진으로성장지연양상 자동차계기판, 옥외전광판등자동차및공공분야新시장개척으로지속적인투자가필요 - 국가별차량용디스플레이시장점유율 ('15 년, %) : ( 臺 ) 41.6 ( ) 41.0 ( 韓 ) 12.2 일본 미국등은광학기술등신개념원천기술을확보하고 VR, 차량용, 웨어러블디바이스등 융복합분야시장을주도 VR 기기시장점유율 ( 16 년, %) : ( 소니 ) 67 ( 美오큘러스 ) 25 핵심분야후방산업경쟁력열세 국산화개선노력에도불구하고, 핵심분야의소재 장비기술력은미진하여부가가치해외유출지속 국산화율 (%) : ( 장비 ) LCD 71, OLED 56, ( 소재 부품 ) LCD 65, OLED 57 노광기 증착기등핵심공정장비는 Nikon, Canon, Tokki, Ulvac 등일본기업이시장장악 후방산업기술경쟁력도일본대비상대적으로취약하며 ( 일본 100 : 부품소재 85, 장비 90), 우리패널업체도검증된해외장비 소재우선도입 11

20 전략분야현황분석 4 차산업혁명도래와산업현안 4차산업혁명의도래로 IoT를통해획득된빅데이터를인공지능이분석하여개인에게지속적인맞춤형서비스제공될것으로예측 이에, 개인과근접한사물과일상에서디스플레이가정보제공을위한기본수단로작용하는 DoT(Display on Things) 시대도래 핵심 Keyword 미래변화상 Servitization Sustainability 개인맞춤형디스플레이서비스제공 웨어러블디바이스, 부착형기기 스마트미러 스마트계기판등 Smart Platform 다품종디바이스를통한정보제공플랫폼 유연생산을통한다품종소량융복합시장창출 신기후체재와산업현안 최근 2020 년이후의기후변화대응을목적으로전세계국가들이신기후체제 ( 파리협정 ) 를 통해온실가스배출량감축을선언함 2030 년온실가스배출전망치 (BAU) 대비 37% 를 줄이는것이정부목표이며, 디스플레이산업은 5.7% 를감축해야함 정부에서는이산화탄소배출권거래제를도입하여업계의원활한감축활동을촉진하고자 하나, 목표자체가높은면이있어조기감축에따른거래는거의없는상황임 최근한국에너지공단에서는삼성디스플레이, LG 전자, LG 화학등 21 개기업과에너지챔피언 인증제도추진을위한업무협약을체결 ( 17.6 월 ) 하여규제중심의감축정책에서벗어나 인센티브를지원하는정책을추진중임 디스플레이업계에서는제조과정에서의온실가스주요배출원인인 SF6 가스를 NF3 가스로대체하기위해대대적인환경투자를진행하고 CDA 공급부하감소, 냉동기증발기효율개선, 난방및온수과정의열펌프개선등다양한에너지절감활동을진행중이며, 초절전디스플레이제품개발을위해노력하고있음 주력산업고도화중점투자 (OLED 전환 ) 대규모투자가필요한 OLED 로의신속한전환을지원 12

21 디스플레이 설비투자세제지원으로미래지향적투자적극유도 할당관세지원 : 전량수입에의존하고있는핵심장비에대한할당관세지원으로설비투자에대한기업부담경감 - 中,, 臺등경쟁국들의해당품목관세율은 0% 인반면, 우리는 5~8% 부과 (LCD 고도화 ) 중국등경쟁국의추격이가시화된 LCD 분야는신기능 융복합디스플레이등고부가틈새시장개척을통해시장지배력유지 성숙기인 LCD의새로운수익창출을위해초대형, 초고해상도의고부가가치화전략추진 디지털사이니지등 LCD 활성화를위해신기능 융복합디스플레이시장개척 4 차산업혁명시대와원천기술 차세대융복합제품에대응할수있는신제품 R&D 원천기술개발필요 ( 실감형공간디스플레이 ) 디스플레이는실감화, 융복합화, 유연화, 다기능화, 경량화의방향으로진화하고있는데초실감디스플레이는초대형고해상도구현기술, 공감입체영상을구현하는기술과고휘도, 장수명의새로운자발광디스플레이기술, 유연하여웨어러블이가능한디스플레이기술등을포함한궁극적인실감구현을위한핵심적디스플레이기술개발필요 ( 디스플레이혁신공정 *) 고품질유연기판제조용핵심소재및공정기술, 유연기판공정에적용할수있는디스플레이제조공정기술 ( 저온공정, 고해상도및대면적가능기술 ) 로중견패널업체 중소세트업체등의시장진입활성화지원 - 기존의장비 소재업체들에도새로운혁신공정에따른신소재및장비개발수요제시 ( 유리기판 진공공정 플라스틱기판 상압공정등 ) [ 혁신공정예시 ] 기술발전 단계 1 단계 ('18 '20) 2 단계 ('21 '23) 3 단계 ('24 '26) 상압성막기술정밀패턴인쇄기술롤투롤연속생산기술 예시 (Micro디스플레이* 와 μled디스플레이 ) 반도체 기판에 LCD와 OLED 기술을 접목하여 인체 역작용을 배제하고 몰입감을 높이는 고해상도 화소 형성 및 구동기술로 이루어진 마이크로 디스플레이와 고휘도 마이크로 LED를 디스플레이 화소 적용하여 대면적 패널화를 위한 μled디스플레이 - 마이크로디스플레이 ( 반도체기술과 융합하여 투과 반사를 통해 활용하는 1인치 이하 디스플레이 ) 시장은 20년 150억달러 ( 연평균 23.3%, 15 20년) 전망 13

22 전략분야현황분석 기타산업현안 ( 마케팅 ) R&D, 마케팅등집중지원으로국내소재 장비업체의對中수출경쟁력강화필요 對중국수출확대를위해한 중교류회, 해외전시참가, 수출상담회, 수출전담반운영등마케팅지원강화 - 중국패널기업장비수요 ( 백만불 ): ( 15년) 2,594 ( 16년) 3,358 (29.5% ) ( 인력양성 ) 패널업계에치중된고급연구인력의중소 중견기업지원을위해장비 부품 전문인력을양성하고, 취업연계지원필요 ( 기술보호 ) 차세대디스플레이에대해대규모투자에나선중국이핵심기술인력에대한 파격적인대우와우회취업등의전략적인인력유치를통한기술습득에나서고있어, 법적인대책외의고급인력활용안등인력유출방지를통한기술보호대책이수립필요 디스플레이산업의표준화동향 IEC(International Electrotechnical Commission) 국제표준화현황 IEC 는전기, 전자, 통신, 원자력등의분야에서각국의규격 표준의조정을행하는국제기관으로 1906 년에설립되어 1947 년이후는 ISO 의전기 전자부문을담당 14

23 디스플레이 [ IEC TC 110 기술위원회현황 ] WG/PT/MT 명칭의장 /PL(Project Leader) 담당표준현황 TC110/WG2 Liquid crystal display devices Mr. Hidefumi Yoshida( 일본 ) LCD 관련표준 TC110/WG5 Organic light emitting diode displays(oled) 이정노 ( 한국 ) OLED 관련표준 TC110/WG6 3D Display Devices(3DDD) 김남 ( 한국 ) 3DD 관련표준 TC110/WG7 Electronic paper displays(epd) Mr Tatsumi Takahashi( 일본 ) EPD 관련표준 TC110/WG8 Flexible display devices(fdd) 홍용택 ( 한국 ) FDD 관련표준 TC110/WG9 Touch and interactive displays 이태윤 ( 한국 ) TC110/WG1 0 Project Teams Maintenance Teams Advisory Groups Laser display devices Mr Weidong Liu( 중국 ) Electronic display devices-evaluation of optical characteristics Mura Mr Steve Hasegawa( 일본 ) Touch 와 interactive displays 관련표준 Laser display 관련표준 모든디스플레이에서 Mura 관련표준 Display lighting unit Mr Junichi Kinoshita( 일본 ) BLU 관련표준 Advisory Group on Strategy(AGS) Mr Yoshi Shibahara( 일본 ) * 출처 : 한국산업기술평가관리원 ( ) TC 110 로드맵, 작업반구조, 시장에필요한표준안제정관련논의 ISO(International Organization for Standardization) 국제표준화현황 ISO는스위스민법에따른민간기관으로국제적인표준개발을위해 1947년설립 ISO의표준은 ISO/TC 159(Ergonomics) 내 ISO/TC 159/SC 04(Ergonomics of human-system interaction) 내에서각 Working Group에의해표준개발및제정 Working Group 2(Visual display requirements) 에서는평판디스플레이의인간공학적요구사항및그평가방법에대한표준을다룸 Working Group 9(Tactile and haptic interaction) 에서는 Tactile and haptic interaction에대한표준을다룸 Working Group 12(Image safety) 에서는 3D 디스플레이의인간공학적평가방법과 Safety 관련규정에대한표준을다룸 ICDM(Information Committee for Display Metrology) 및기타국제표준화현황 ICDM 은화질표준전문가들의자발적인움직임으로만들어진표준화조직임 15

24 전략분야현황분석 2012년 6월에 IDMS(Information Display Measurements Standard) 라는첫번째표준집을발간하였으며, 이 IDMS는디스플레이산업의시작과함께가장많이활용된 VESA의 FPDM 표준을근간으로삼아개발됨 ICDM은 2007년 VESA FPDM 표준을만들었던전문가들을중심으로 SID(Society of Information Display) 내 Committee로재출발하여, IDMS는현재존재하는거의대부분의평가방법들이약 560여페이지의분량으로총 18개 Chapter에걸쳐망라되어있음 이표준의상당부분은 IEC나 ISO는물론이고다양한사실상의표준 (De facto Standard) 들에서도참조하고있는백과사전식표준임 총 12개분과로구성되어있으며, 한국에서도일부전문가들이각분야에서문서작성, 의견제시등의적극적활동을통하여표준화에기여하고있음 국내디스플레이업계는세계최고의양산기술을바탕으로국제표준에서도우위를선점하기위해신기술관련국제표준제정에신속히대응해야함 3D, 플렉시블디스플레이, 투명디스플레이, 터치및인터렉티브디스플레이에대한각국의기술개발이치열해짐에따라핵심요소기술의표준우위를통한신기술시장선점필요 16

25 디스플레이 나. 핵심플레이어동향 해외업체동향 중국업체는정부지원에따른 LCD성과를바탕으로 OLED로급속으로전환을시행하고있음 BOE는정부지원을바탕으로 10.5세대 LCD 패널생산라인을건설하여 '18.3Q 양산예정임 또한 22년세계디스플레이 1위기업을목표로 OLED 라인투자를진행하고있으며, 16.3월, BOE-청두시 6세대 LTPS/AMOED 2기생산라인투자 ( 약 4.5조원 ) 협약을체결함 (1기생산라인은 17년양산개시를목표로 15.10월착공, 약 4.1조원 ) CSOT는우한 (Wuhan) 지역에서 11세대 LCD패널생산라인및 6세대 LTPS LCD/OLED 라인투자를진행하여 2016년 4사분기부터양산을진행중임 기타 Tianma, Visionox, CPT, EDO등의기업이 17년에장비발주하여 18년생산목표로투자진행중임 일본업체는전략적제휴를통한중소형틈새시장공략에주력하고있음 Sharp는대형 LCD사업애로등경영부진사업에대한강도높은구조조정을통해경영재건추진 ( 16.3월, 臺홍하이샤프인수 (3,888억엔)) JDI는 LTPS 6세대급양산라인보유로중소형고부가가치패널에강점을보유하고있으며, 애플아이폰에패널을공급중 (33% 비중 ) 이며공급량확대를위해 2016년말 1.4조원규모의신규 LTPS 생산라인을건설하였음 대만업체는기술제휴및해외인수합병을통한수익성확보에주력하고있음 Innolux사는최근샤프社를인수한혼하이 (HonHai) 그룹의계열사로중국 TV 세트업체내에서패널공급점유율 1위를차지 15년말웨어러블용스마트와치 1.45 AMOLED 패널양산시작 국내업체동향 LG 디스플레이의경우세계최초 77 투명플렉서블 OLED TV 개발을통해대형 OLED 시장주도권을선점하고있으며, OLED TV 생태계확대에주력 세계최대대형 OLED 디스플레이공장건설발표 ( 17~18 년, 약 10 조원 ) 삼성디스플레이의경우 6세대절반크기의기판으로중소형 OLED 패널과플렉서블의확고한경쟁력으로세계시장을선점하고있으며, 대형보다는중소형플렉서블중심으로투자진행 초대형퍼블릭디스플레이등신규어플리케이션개발및그간삼성전자 ( 갤럭시 ) 에집중하던공급패턴을벗어나미국 ( 애플 ), 중국 ( 레노버 ), 러시아 ( 요타폰2) 등으로 AMOLED 거래선다변화, 17

26 전략분야현황분석 삼성전자와미국할리우드영화사들과 QLED 기술공동체를구성하여제품개발투자진행 디스플레이의중심축이 LCD에서 OLED로넘어가면서해당패널을제조하는장비에대한수요가증가했으며, 이기회를국내중소기업장비업체들이효과적으로이용하는중 AP시스템은 1994년 9월설립된회사로, 사업영역은디스플레이및반도체장비 (AMOLED 90%, 반도체 6%, LCD 1%, 기타 3%) 이고, 주요고객은삼성디스플레이를비롯하여삼성전자와 EDO Tianma 등임 FAB장비사업부, FPD장비사업부, 레이저장비사업부등 3개사업부를갖고있으며 1999년 RTP장비의국산화를시작으로, 2002년 ODF장비의국산화를이루었으며, 2005년에는레이저어닐링장비의국산화를이루었음 OLED 디스플레이제조장비로는화면잔상을줄이고패널산화를최소화하도록돕는장비를생산하며, 2016년 1분기부터시작된삼성디스플레이의플렉시블 OLED 라인에도장비를납품해매출과영업이익이급증할전망 비아트론은 2001년 12월설립된회사로, 사업영역은 TFT 열처리장비 (2014년기준 : LTPS 76%, Oxide 16%, 플렉시블 7%, 기타 1%) 이고주요고객은삼성디스플레이, LG디스플레이, BOE, CSOT 등임비아트론의사업은디스플레이장비를제조하는것으로, 구체적으로보면 LTPS TFT 또는 Oxide TFT를이용한 AMOLED나, 고해상도 LCD 플렉시블디스플레이같은차세대디스플레이패널의전공정중에서기판 (Backplane) 제조에적용되는열처리장비를생산한다. 향후주력제품은플렉시블 OLED 공정에필수적으로적용되는 PI Curing 장비로 2017년중화권패널업체들의플렉시블 OLED 패널투자에긍정적효과를얻을것으로예상됨 에스에프에이는 OLED 제조공정용물류및후공정장비부문에서독보적인시장입지를확보하고있음이를기반으로증착기등전공정핵심장비시장에진입하기위한노력을꾸준히전개해왔으며, 15년부터그성과가나타나기시작함향후중국패널업체들의 OLED 설비투자확대추세가펼쳐질전망인데, 이에따라증착장비수요기반은대폭확대될것임한편국내에서는주력고객사의 6세대플렉시블라인증설에따른 OLED 진공물류, 모듈, 후공정장비등의수혜가집중될것으로예상됨 원익IPS는종합장비업체로메모리 / 비메모리반도체증착장비외에도디스플레이 (LCD/OLED) 식각장비, 특수가스등을모두영위하는메이저종합장비업체임원익IPS가흡수합병을시도중인테라세미콘은반도체 디스플레이의열처리장비전문업체로주요장비로는 AMOLED 공정에필수적인 PI Curing 장비와 LTPS 열처리장비등을생산하고있으며, 주요고객사는삼성디스플레이, 삼성전자로디스플레이장비군매출비중이 70% 이상임 2016년하반기주요고객사의 OLED 패널라인증설투자확대에힘입어수주잔고와실적이크게개선되고있음 OLED 제품의수명과연관된새로운공정방식이등장해관련기술을보유하고있는기업이수혜를입을전망임 VDO(Vacuum Dry Oven) 장비는 AMOLED TV의수명과연관된장비로, 컬러필터를제조시발생하는잔류가스를최단시간내에제거해생산성및 TV의수명을향상시키는장비 Auto Clave는디스플레이모듈의유리와필름, 유리와유리사이에남아있는기포를압력을가하여제거하는장비로모바일 LCD에주로적용되다모바일 AMOLED까지전방위적으로확대적용되고있음 예스티는열원제어와진공기술을응용한반도체및디스플레이장비생산업체로 VDO 장비와 Auto Clave에강점을갖고있어 2016년과 2017년의성장동력이될전망 18

27 디스플레이 현재 OLED 생산비중소재가차지하는비율이매우높기때문에소재를제작하는기업들의매출액이증가중이나 OLED의핵심소재에대한특허는대부분외국기업이취득한상황이라새로운소재기술의개발이필요함 덕산네오룩스는 OLED 소재중정공수송층 (HTL) 과적색인광호스트소재를주로공급하는업체로최근고객사의중소형 OLED 패널가동률상승으로소재수요가증가해실적이개선됨특히 OLED TV 시장이열릴경우덕산네오룩스의성장잠재력이폭발적으로분출될가능성높음 솔브레인은현재삼성전자, SK하이닉스반도체, LG디스플레이등국내반도체및디스플레이제조사에공정용화학재료등을안정적으로공급하고있으며삼성SDI, SK이노베이션등의국내 2차전지제조사에도관련제품을공급중. 또한중국디스플레이시장진출을위해 2014년 5월에는중경지역에디스플레이재료생산을위한솔브레인 ( 중경 ) 전자재료유한공사를설립하였고, 2016년 2월에는동관지역에동관솔브레인전자재료유한공사를설립함 아이컴포넌트는압출및코팅기술기반의광학필름전문업체로디스플레이패널에서흡습차단기능을하는고기능배리어 (Barrier) 필름과압출도광판등을주력으로하고있음 2015년부터퀀텀닷 TV와플렉시블 OLED 시장이열리면서아이컴포넌트의배리어필름수요가확대되는추세임 엘티씨는디스플레이공정용박리액을생산하는업체로 2015년상반기에인수한 LTCAM을통해반도체용슬러리및세정액시장에진출했고, 2016년부터는본격적인점유율확대가이루어질것으로예상됨 원익머트리얼은반도체와디스플레이제조공정용특수가스제조업체로창사이래한번도매출액이역성장하지않았을만큼안정적으로성장했으며, 산업특성상진입장벽이높고폐쇄적이기때문에앞으로도꾸준히성장할가능성이높음반도체와 LCD용특수가스는후발주자로서아직점유율이낮은편이지만, OLED 부문은초기단계부터진입에성공해압도적인시장지배력을확보하고있음 SKC코오롱PI는폴리이미드필름제조업체로, 전방산업이 FPCB, 방열시트에이어플렉시블 / 폴더블 OLED로확장되면서기업가치가상승할전망. 원가경쟁력, 특허기술, 자본적진입장벽등의측면에서국내업계 1위위치가흔들릴가능성은제한적임 솔루에타는 2003년 6월에전자파차폐소재생산 / 판매를주요사업목적으로설립되었으며, 현재전도성테이프, 전도성쿠션을생산 / 판매하고있음삼성, LG, 팬텍등의국내대기업뿐만아니라 Apple, Nokia, Motorola 등유수의해외업체에서도품질우수성을인정받았고, 최근플렉시블디스플레이용초박막전자파차단신소재를개발함 19

28 전략분야현황분석 [ 핵심플레이어분석종합 ] 구분 OLED 장비 OLED 소재 LCD/OLED 패널 주요제품 / 기술 레이저리프트오프 (LLO) 장비열처리장비증착장비마스크공정장비디스플레이이송장비식각장비공정자동화장비광특성검사장비 공통층, 발광층, 봉지층소재폴리이미드소재필름봉지용필름공정용케미칼 LCD 패널, OLED 패널, 플렉시블디스플레이패널, 투명디스플레이패널등 해외기업 Applied Materials, Canon Tokki, AIXTRON 등 UDC, Dow Chemical, NSCC, 코닥, 이데미츠코산, 미쓰비시, 3M 등 BOE, 차이나스타 (CSOT), 티안마, 에버디스플레이, 비전옥스, JDI 등 국내기업 AP 시스템, 비아트론, 원익 IPS, 테라세미콘, 에스에프에이 (SFA), 선익시스템, 에스엔유, HB 테크놀러지, 기가레인, 영우디에스피, 이엘피, 디이엔티, 케이맥등 덕산네오룩스, SKC 코오롱 PI, 코오롱인더스트리, 이녹스, 아이컴포넌트, 솔브레인, 원익머트리얼, SK 머트리얼, 이엔에프테크놀로지, 엘티씨, 동진쎄미켐등 LG 디스플레이, 삼성디스플레이 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 * 중소기업참여정도와점유율은주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 20

29 디스플레이 4. 시장동향및전망 가. 세계시장 LCD 시장이정체되고있는가운데 OLED 가급격히성장중 중국의급부상, 일본 대만의전략적제휴로새로운경쟁구도형성전망. 중국과는자본경쟁, 일본 대만과는기술경쟁이본격화될전망 글로벌시장은 LCD 에서 OLED 로전환진행중 LCD 시장은시장성숙기에도달. ( 수요정체 ) 글로벌경기침체에따른 IT기기 TV용 LCD 수요감소및시장성숙으로인한수요정체상황 (LCD 공급과잉 ) 중국정부의자국산업육성의지에따라 LCD 투자가급속히확대되면서공급과잉우려 [ 대형 LCD 의공급과잉률 ] * 자료 : IHS(2016.3) 21

30 전략분야현황분석 OLED 가 LCD 시장을대체하면서, OLED 비중이 15 년 11% 에서 22 년 27% 까지확대전망 ( 금액기준 ) [ 디스플레이세계시장규모및전망 ( 단위 : 억달러 ) ] 현재 OLED 는모바일기기, TV, IT 기기위주로채용되고있으나, 투명 플렉시블디스플레이분야에상용화될경우시장은더욱확대될전망 [ 디스플레이제품별시장전망 ] 장비 소재시장도 LCD OLED 전환 장비시장은패널기업의라인증설에따른설비투자와맞물려변동하고있으며, LCD 는중국, OLED 는한국이설비투자주도 - 장비시장규모 : 14 년 75 억달러 15 년 68 억달러 16 년 129 억달러 17 년 130 억달러 디스플레이소재시장은품목별패널시장과유사한경향 - LCD 소재시장은 LCD 패널산업의저성장기조에따라 19 년까지연평균성장률 2% 이하로예상 ( 14 년 49 조원 ) - OLED 소재시장은 OLED 의급격한성장에힘입어 14 년 9 억달러에서 19 년 37 억달러에이를 것으로전망 22

31 디스플레이 세계디스플레이시장은최근 3 년간감소했으나내년부터다시증가할것으로예상 IHS( 16Q2) 자료에의하면 2016 년세계디스플레이시장규모는 996 억달러로전년대비 5.29% 감소하였으나, 2017 년부터는 OLED 의수요증가로인해내년부터다시증가세로돌아서서꾸준히상승할것으로전망 LCD 는수요둔화, 중국발공급과잉, 가격하락으로인해 2019 년시장규모는 2015 년과비슷한수준으로유지할것으로예측 중소형디스플레이의판도가 LCD 에서 OLED 로넘어가는중이며, 스마트폰용패널의제조원가는이미 OLED(14.3 달러 ) 가 LCD(14.6 달러 ) 를앞지른상황 [ 세계디스플레이산업의시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 99, , , , , , * 출처 : IHS 16Q2 중소형디스플레이시장에서 OLED 비중은 2015 년 28% 에서 2020 년 43% 로증가하며 LCD 를대체 대형디스플레이시장에서 OLED 점유율은 2015 년 1% 에서 2020 년 8% 로증가 TV 용 OLED 디스플레이제조원가는프리미엄급 LCD 대비 2 배이상으로 2019 년이후가격경쟁력이제고될전망 스마트폰디스플레이에서 OLED 비중은 2015 년 17% 에서 2020 년 33% 로증가했으며, 2015 년부터다수의스마트폰모델이 OLED 를채택 삼성디스플레이가삼성전자외다른기업들에게도 OLED 디스플레이를공급하면서 2015 년에 50 개이상스마트폰모델이 OLED 를채택 2016년에는중국기업이스마트폰용 OLED 수요를견인함 중국기업들은경쟁력을높이기위해프리미엄급스마트폰에 OLED를탑재 중국기업스마트폰의 OLED 탑재비율은 2015년 10% 에서 2016년 15% 로증가 화웨이, 비보, 오포등의기업에서는자사프리미엄급스마트폰에대화면커브드 OLED를적극적으로탑재 23

32 전략분야현황분석 중국이생산을확충하고있는대형LCD 를벗어나자국기업간의연합인 재팬디스플레이 (JDI) 를통해중소형 LCD 및 OLED 패널에집중했지만스마트폰및태블릿패널의시장장악력을약 95% 가까이차지하고있는삼성디스플레이와 TV용대형제품에서이들보다한발앞서시장을장악한 LG에밀려고전을면치못함 16년들어최대매출처인애플의판매량이하락하고 OLED에공격적투자를한중국과대만업체들까지시장에뛰어드는바람에 16년 2분기 35억엔의적자를기록 나. 국내시장 2016 년 570 억 8 천만달러에서연평균 5.4% 씩증가해 2019 년에는 668 억 4 천만달러로 증가했으며 2021 년에는 742 억 5 천만달러에다다를전망임 [ 국내디스플레이패널산업의시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 609, , , , , , * 출처 : MarketandMarkets 가전망한세계시장규모에 Invest Korea 가전망한국내시장점유율 (45.1%) 을바탕으로계산함 24

33 디스플레이 5. 기술동향및이슈 가. 기술동향 (1) 해외기술동향 해외의경우양자점관련특허활동이매년증가세를유지하고있으며, 아시아권역에서는 양자점부품과공정등응용특허를중심으로, 미국및유럽권역에서는양자점소재특허를 중심으로특허출원및등록활동을보이고있음 연도별특허활동을살펴보면 2010 년이후양자점기술과관련된특허의출원및등록건수가 증가하고있으며, 2014 년에는전년대비약 2 배에이르는 480 여건의출원활동이이루어짐 국가별특허활동을살펴보면중국의양자점기술과관련된특허출원건수가가장높고 우리나라는 3 위를차지하고있는데, 양국이보유한특허의다수는양자점부품및제품 제조공정관련특허로파악됨 미국과유럽또한양자점과관련해활발한특허출원활동을보이고있으며주로대학이나 연구기관에서의특허출원이많음 * 출처 : 양자점디스플레이기술및시장동향 ( 연구성과실용화진흥원, 2015) [ 연도별양자점특허출원현황 ] 25

34 전략분야현황분석 해외주요국가별기술경쟁력현황 국가 주요내용 미국 한중일중심의 LCD, OLED Fab 은없으나신개념디스플레이에대한관심은지속구글 ( 구글글래스 ), 페이스북 ( 오큘러스 ), MS( 홀로렌즈 ) 등실리콘밸리기업들은 AR/VR 중심으로디스플레이를활용하거나자체적인영상기술을확보하여디스플레이업계를선도하려는노력을지속이미 2004 년부터는 Arizona State University 에 Flexible Display Center(FDC) 를설립운영중 ( 최근 10 년간 1 억달러지원 ) 일본 LCD 원천기술강국이었으나디스플레이기업들의추락으로일본정부주도로 JDI(Japan Display) 설립하여재기모색중 JDI 는최근구조조정을실시하며 Asset-light 하는한편, OLED 투자를강화하고있음디스플레이관련소재 ( 이데미츠코산, 후지필름, 쿠라레이, 치소, 니토등 ) 및장비 ( 캐논토키, DNP 등 ) 기술은여전히세계최고기술을유지하고있음한편으로는자국내수요감소에따라글로벌화를적극추진중임 Soluble OLED 에도선도적인기술을가진 Kylux 등디스플레이원천기술은계속리딩하려하고있음 유럽 유럽은 LCD, OLED 생산보다는대학교, 연구소등에서요소기술단위에서디스플레이소재 / 부품연구를수행중이며일례로벨기에 IMEC 등은 Stretchable Display 관련개발인프라를주도하고있고, 영국맨체스터대등을중심으로 Graphene 관련 Flagship 투자를강화하여차세대디스플레이소재개발노력중 중국 중국은정부주도의디스플레이육성책으로 2015 년에 LCD 시장점유율 15% 돌파하였으며공급과잉속에서도투자를지속함자국 12 차 5 개년규획의전략적신흥산업으로지정하여 LCD 의경우 2015 년패널자급률목표 80% 및관세율상향조정으로자국디스플레이기업육성중 2014~2016 년차세대디스플레이혁신발전행동규획으로지속투자하여면적기준출하량한국에이어 2 위수준임 LCD 외에 OLED 로선제적으로육성하여 BOE, Visionox, Ever display, Tianma 등이선제적투자실시하고자국스마트폰업체들도적극자국제품채용가능성이존재함 26

35 디스플레이 (2) 국내기술동향 LG 전자와삼성전자는각자다른기술로프리미엄 TV 시장을공략하고있음 LG 전자는 OLED(WOLED) 디스플레이, 삼성전자는퀀텀닷 ( 양자점 ) 디스플레이를제시했으며, 두 기술중어느기술이우위에있는가에대해양측의입장이첨예하게대립하는중 LG 전자의 OLED TV 는유기물을이용한자체발광소자를이용해 LCD TV 의백라이트가 필요없어화면의어두운부분을온전히나타낼수있고, 이를통해무한대에가까운명암비 구현이가능 삼성전자의퀀텀닷 TV 는백라이트와컬러필터등으로구성되는 LCD TV 의구조에퀀텀닷 필터를더한것으로, 백라이트에서나온빛이퀀텀닷필터를통과하며증폭돼 1000nit 수준의밝기구현이가능 OLED TV는보다높은명암비, 퀀텀닷 TV는보다높은휘도가장점이나 OLED TV는오랜시간동안빛과열을받은유기물의수명문제가문제이고, 퀀텀닷 TV는백라이트때문에완전한검은화면을만들수없다는점이문제로지적 LG전자는자체테스트를통해 10만시간까지문제가없다고주장했고, 삼성전자는분할된섹션별 LED 백라이트를끄는것으로검은화면을만들수있다고주장 현재시장상황은같은크기에서 OLED TV 가퀀텀닷 TV 보다높은가격대에위치하고있어 OLED TV 는전체 1% 수준에머물고있음 플렉시블디스플레이는중소형 OLED 패널의새로운성장동력으로, IHS에따르면작년전세계플렉시블디스플레이시장매출규모는 24억 1,200만달러 ( 약 2조 9000억원 ) 에그쳤으나올해는 53억 6,600만달러 ( 약 6조 5000억원 ) 를나타내두배이상성장할것으로전망 전체 OLED 디스플레이에서플렉시블디스플레이가차지하는비중은올해 24% 에서 2018 년 34% 까지늘어날것으로전망 작년플렉시블디스플레이의출하량은 5,700 만개에도달, 전체 OLED 디스플레이에서의 시장점유율을 16% 로끌어올렸으며, 올해출하량예상치는 1 억 2,000 만개이상, 오는 2020 년까지의연평균성장률은 44.8% 에이를것으로예측 휘어지는플렉시블디스플레이의첫단계인언브레이커블 (Unbreakable) 패널은지난 2014 년부터 본격적으로양산이시작됐으며, 구부릴수있는벤더블 (Bendable), 둘둘말수있는롤러블 (Rollable), 접을수있는폴더블 (Foldable) 등으로진화할것으로예상 27

36 전략분야현황분석 폴더블디스플레이는이르면올해삼성디스플레이가제품을내놓을것으로예상되며 LG 디스플레이도비슷한시기에양산체제를갖출것으로예상 잉크젯프린팅공정은대형 OLED 패널의원가절감에적지않은영향을끼치기때문에 LG디스플레이와삼성디스플레이모두잉크젯프린팅증착공정을도입하기위해협력사와긴밀한관계를유지 LG디스플레이는머크 ( 재료 ), 도쿄일렉트론 ( 장비 ), 엡손 ( 노즐 ) 과협력하고있으며, 삼성디스플레이는카티바와협력중 3M 은 Nanosys 와공동으로태블릿 PC 수요를확보하기위해필름타입기술을적용하여 QDEF 를상용화하고 Amazon 의 Kindle Fire 에도입함 엘엠에스, 미래나노텍, 상보, 아이컴포넌트, LG화학등국내화학 소재업체들이양자점광학필름시장에진출함 미래나노텍은 3M이차지하고있던광학필름시장에진출하여 10년만에세계시장점유율 20% 고지를넘어서는저력을보이고있으며한솔케미칼로부터양자점소재를공급받고, 아이컴포넌트로부터베리어필름을공급받아양자점필름을생산하고있음 아이컴포넌트는광학필름을압출방식으로생산하는평판디스플레이용부품제조전문기업으로 2014년부터베리어필름을양자점 TV에적용하고있음 LG화학은 LCD TV 완제품패널에붙여색재현성을높일수있는양자점물질코팅필름을제조 삼성전자는 2011 년 Nanosys 와기술제휴를위한파트너쉽을체결하였고, Evident Technologies 와도양자점제조기술에관한특허계약을체결하였음 LG 디스플레이는 2010 년 QD Vision 과양자점기술개발을위한협약을체결하였으며, LG 이노텍은 Nanosys 와협력계약을체결하였음 28

37 디스플레이 [ 국내산업기술현황및동향 ] 내용구분 주력분야 주요내용 TV, 모바일폰등대부분의 Application 에서국내기업들이글로벌 1~2 위지위를유지하고있으며, 4K 고해상도, 초슬림화등기술력을기반으로한하이엔드급제품선도개발과생산기술에기반한비용절감추진중모바일용 OLED 는국내기업이세계시장 90% 이상으로압도적 1 위를차지하고있으며, TV 용대형 OLED 는국내기업에서유일하게생산중임 bended 형태의 Plastic OLED(POLED) 는국내기업이현재 95% 이상점유한시장이며 Flexibility, 즉곡률반경성능을강화하는차원의연구를주도하고있음양자점 (Quantum Dot) 을활용한 QD-LCD TV 는삼성전자에서독자적인 QD 기술을개발 / 생산하여적용함으로서고색재현구현이가능한, 프리미엄급 TV 를판매하며신기능디스플레이를주도하고있음 미흡분야 LCD 용소재부품 / 장비는 Value Chain 상전방산업인 LCD 패널이나 set 대비상대적미흡하나액정 (Merck) 이나증착 / 노광장비등의격차이슈는이미오래전부터제기되어왔음 OLED 소재는먼저개발을시작한일본, 미국, 유럽기업들이강력한특허와핵심요소기술력을보유하여시장을주도하고있음공정용마스크 (FMM) 나전공정장비또한선진소수기업들 (Applied Materials, Canon Tokki 등 ) 이독점적지위를유지 Flexible 구현을위한기판소재인폴리이미드 (Polyimide) 의경우투명성과내구성이요구되며, 이를족하는선두기업은일본우베와카네카이며후발주자로국내기업이진입중임새롭게주목받고있는 마이크로 LED' 디스플레이는기존 LCD/OLED 와는다른개념으로현재소니, 필립스, 애플등이관심을갖고적극개발중임 제도 / 정책 / 투자 LCD 산업성숙으로디스플레이강국유지를위한 Post-LCD, 차세대차원의제도 / 정책적지원은지속필요모바일용 OLED(POLED) 투자를삼성, LG 에서관심을갖고투자하고있으며, 정부에서는관련장비개발 / 생산등에는중소기업, 소재부품개발에는학교, 연구소까지참여하는정부사업들이旣추진중임신기능디스플레이와관련된산자부, 과기부중심의정부개발과제들이다수존재함미래디스플레이구현이가능한요소기술개발과제들이보다넓은관점에서어떤디스플레이구현이가능한지가고려된 R&BD 정책개발이요구됨정부는신기술 / 신시장창출대응을위한융합형디스플레이개발을위해정부투자강화및중소 / 중견기업지원강화를계획하고있음 그외이슈 최근 LCD 수요의경우 IT용은마이너스, TV용은 2% 미만성장 (Unit 기준 ), 국내기업입장에서는 Market에서의평균단가의지속하락으로이러한정체국면을돌파할 Killer application 마련이필요한시점임최근 5년사이중국정부의 LCD 산업육성정책이본격화하면서급속히 Capa 확대중향후 2년내 (2018~2019년) 에 BOE 등중화권기업들의 10.5세대본격양산되면서 LCD 시장치킨게임예상됨현존디스플레이업계에서플렉시블이후개발 form에대해서는산업생태계강화차원에서정부투자가필요함 Bended 형태의현재 POLED 형태는 Foldable, Rollable OLED로의발전방향을모색하고있으며현실화를위해많은혁신적인요소기술들이수반되어야가능할것임퍼블릭이나자동차용은비교적기존디스플레이패널을확장하고내구성강화, Design 등이강조되고있으며국내에서도창의적인 H/W+S/W 결합된제품개발에대한산학연노력이필요할것임 [ 국내외기술개발현황및전망요약 ] 29

38 전략분야현황분석 구분현재기술 (~ 에서 ) 개발방향 (~ 로 ) LCD OLED 플렉서블디스플레이 신기능디스플레이 융합디스플레이 모듈기술 장비기술 초고해상도도입에서 TV, MNT, NBPC, Mobile 중심에서 도포, 노광, 식각공정에서고가진공장비에서 초고해상도확대전개, 커브드, 고색재현율, 투명기술개발로자동차, Digital Signage, 공공디스플레이등신시장개척으로노광공정단계축소형장비개발로저가비진공장비로 소재부품기술무기형광체의 BLU 에서나노형광체 (QD) 의고색재현율용 BLU 로 소형패널기술 대형패널기술 장비기술 소재부품기술 패널기술 소재부품기술 장비기술 LED 디스플레이 공간형디스플레이 마이크로디스플레이 투명 / 반사형디스플레이 수송기기 / 건축용디스플레이 교육 / 의료용디스플레이 퍼블릭디스플레이 rigid, 엣지 AMOLED에서낮은수율, 신뢰성확보모바일스마트폰응용고해상도, 커브드기술에서낮은수율, 신뢰성, 수명 TV 중심에서소면적에서수율낮음에서고가진공장비에서형광청색소재에서낮은수명 / 생산성재 / 부품에서모바일 Bendable에서 unbreakable 웨어러블에서 Rigid 소재 / 부품에서고체상태소재에서 Laser Lift off 장비에서 Batch Process에서유리기반의공정 / 장비에서 LED 화소에서전력소모가높은전류구동 (Static/Dynamic) 방식에서저밀도에서 (5PPI 이하 ) 비정형, 초대형에서안경식기술에서수동형광학판부품 / 소재방식에서 Personal theater 방식에서정지 / 단색홀로그래픽기술에서고해상도에서모바일스마트폰디스플레이시각디스플레이 LCoS에서소면적, 저투과, 저재현율패널에서 Rugged에서수동형투과율가변에서디스플레이응용에서소면적 / 저해상도디스플레이에서평판디스플레이에서낮은내환경성에서단순정보표시에서디스플레이패널위주에서단방향정보표시에서고해상도, 대면적에서낮은휘도, 내환경성단방향정보표시 플렉서블, 밴더블 / 폴더블기술로저가공정, 높은수율, 신뢰성확보자동차, 가상현실등신시장개척으로대화면, 초고해상도, 투명, 디스플레이기술로저가공정, 높은수율, 신뢰성, 수명확보디지털사이니지등신시장개척으로대면적으로수율개선으로저가비진공장비로인광또는지연형광청색소재로장수명 / 고효율 / 고생산성소재 / 부품으로모바일 Foldable Stretchable 로 Stretchable 웨어러블 E-textile 로플렉서블소재 / 부품으로용액상태소재로다양한 De-lamination. 장비로 Continuous process로플라스틱기반의공정 / 장비기술로 µled 화소로초절전전압구동 (AM) 방식으로고밀도로 (40 PPI 이상 ) 유연으로정형, 중소형으로무안경식기술로능동형고속액정렌즈기반기술로가상현실구현기기로동영상 / 컬러홀로그래픽기술로초고해상도, 고명암비로가상. 증강현실전용디스플레이촉각디스플레이등인터렉션디스플레이 OLEDos / µledos로대면적, 고투과 / 고색재현율패널로플렉서블로능동형투과율가변으로 DID, ESL, 조형물등응용다변화로대면적 / 고해상도디스플레이로 Conformal/ 초경량 / 초박막디스플레이로높은내환경성디스플레이로다기능 UI/UX 복합기능위주로센서, 회로복합위주로양방향정보표시위주로초고해상도, 초대면적으로높은휘도, 신뢰성양방향정보표시 30

39 디스플레이 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 대규모투자를통한가격경쟁력및시장확대에중점 중화권디스플레이업체가맹렬한기세로 AMOLED 패널양산을위한설비투자에나서며, 현재디스플레이시장을주도하고있는한국을위협하고있음 2020년까지 6세대 (1500 mm x 1850 mm) AMOLED 패널투자계획을합해월평균 23만장을생산할수있는생산라인을갖출것으로예상됨 [ 글로벌기업주요동향 ] 구분기업명핵심경쟁력미래전략 1 BOE 2 CSOT 3 이노룩스 4 JDI 5 Sharp 거대한내수시장 생산기술확보를통한가격경쟁력강화 거대내수시장및세트업체보유 대형 LCD TV 기술 대형세트업체보유 대형 LCD TV 기술 중소형고부가 LCD 기술 중소형 AMOLED 원천기술 프리폼디스플레이기술 IGZO 산화물 TFT 기술 10.5 세대급초대형 LCD 및 6세대급플렉서블 OLED 동시투자를통한시장장악 11 세대급초대형 LCD 및 6세대급플렉서블 OLED 동시투자등, BOE와투자경쟁 폭스콘, 샤프와연합체를형성한 OLED 기술협력 풀엑티브제품등고부가디스플레이판매 * 풀엑티브 : 터치기능이디스플레이에내장된 2 세대픽셀아이즈제품군 폭스콘을통한중국 TV 판매확대 ( 中 :BOE) 중국최대패널업체이며대규모정부지원을바탕으로지난해 5월청두에 6세대 AMOLED 생산라인을착공하고최근몐양시에약 8조원의 6세대 AMOLED 라인투자진행중 ( 中 :CSOT) : 중국내라이벌인 BOE 와투자경쟁을벌이며, 중소형플렉서블 AMOLED 기술 확보를위해 2020 년까지약 6 조원을투입해서월 4 만 5000 장규모의생산능력을갖는 6 세대 AMOLED 생산라인 T4 를건설할계획임 ( 臺 : 이노룩스 ) 샤프社를인수한훙하이그룹 ( 폭스콘 ) 의계열사로, 최근폭스콘-샤프-이노룩스연합을형성하며, AMOLED 공동개발및설비투자단일화를진행중. 이를통해효율적으로시장경쟁에대응하며 AMOLED 시장을독주하던한국디스플레이업체들에게위협되고있음 ( : 샤프 ) 현재프리폼디스플레이, IGZO 디스플레이를주요제품군으로내세우고있으며, 대만훙하이그룹산하로들어간후 OLED, 8K TV 등을집중개발할계획을발표함 31

40 전략분야현황분석 ( :JDI) 최근 3 분기연속순적자를기록하였으며, 이에따라올해중인수예정이었던 JOLED 인수가미뤄지고, 애플이본격적으로신제품에 OLED 디스플레이를적용할것으로예상되는 2018 년으로맞추어양산하려던 OLED 패널양산에난항을겪고있음 (2) 국내업체동향 신시장창출등경쟁국과차별화된전략으로격차확대노력중 경쟁국보다우위를점하고있는 OLED 관련소재, 공정, 장비, 패널등의분야에서기업을중심으로신기술개발을통한응용분야및시장확대를추진중임 업체명 LG디스플레이삼성디스플레이 AP시스템 사업영역및주요내용 대형 OLED 디스플레이양산에있어서주도권을선점하고있으며앞으로도투자가계속확대될예정. 스트레처블디스플레이를위한한국산업기술평가관리원연구과제를수행중임 막대한투자를바탕으로중소형 OLED 디스플레이를생산하고있으며, 플렉서블, 스트레처블등신기능디스플레이를위한 OLED 및초고해상도디스플레이를위한 QLED 기술개발이활발히진행되는중임 LTPS 결정화장비개발업체이며, 특히 LTPS OLED 영역에서는독보적인양산경험을갖고있음삼성디스플레이와중국업체들에납품하면서점점시장지배력을높여가고있음 비아트론 OLED 열처리장비시장에서선두권의기술력과양산경험보유. LG 디스플레이및중화권시장에서지배력이높으며, 패널업체들의 OLED 투자확대에따라막대한성장예상 차세대 OLED 에대한투자확대 (LG 디스플레이 ) 세계최초 77 투명플렉서블 OLED TV 개발을통해대형 OLED 시장주도권을선점하고있으며, OLED TV 생태계확대에주력 - 세계최대대형 OLED 디스플레이공장건설발표 ( 17~18 년, 약 10 조원 ) ( 삼성디스플레이 ) 6 세대절반크기의기판으로중소형 OLED 패널과플렉서블의확고한경쟁력으로세계시장을선점하고있으며, 대형보다는중소형플렉서블중심으로투자진행 - 중소형 OLED 디스플레이증설투자발표 ( 17~18 년, 약 16 조원 ) - 6 세대플렉서블 OLED 생산라인건설발표 ( 19 년부터양산예정 ) ( 두산전자 ) 패키지및 OLED 용소재공급분야투자확대에따른매출확대예상, 애플과중국업체들로매출처확대 (AP 시스템 ) LTPS OLED 영역결정화장비양산에있어서독보적인기업, 플렉서블 OLED 장비공급확대를위한중국및국내디스플레이업체투자와후공정모듈장비를포함한제품영역확대 - ( 비아트론 ) LG 디스플레이와 OLED 디스플레이용제조장비계약체결, 중국패널업체 BOE 와장비공급계약을하면서중국에서의시장점유율확대 32

41 디스플레이 - (SKC 코오롱 PI) 국내 PI 필름독점공급업체, 플렉서블 OLED 용 PI 수요가확대됨에따라 TFT 기판용 PI 양산을위한전용라인투자계획 OLED 신시장확보에노력 (LG디스플레이) 고성장이예상되는차량용디스플레이분야점유율확대에노력, 독일의자동차업체와연계하여연구개발추진중 년에출시되는벤츠, 아우디, 폭스바겐등주요완성차업체의자동차에 OLED 패널적용을위한양산계획중 ( 삼성디스플레이 ) 초대형퍼블릭디스플레이등신규어플리케이션개발및그간삼성전자 ( 갤럭시 ) 에집중하던공급패턴을벗어나미국 ( 애플 ), 중국 ( 레노버 ), 러시아 ( 요타폰2) 등으로 AMOLED 거래선다변화, 삼성전자와미국할리우드영화사들과 QLED 기술공동체를구성하여제품개발투자진행 ( 아이컴포넌트 ) OLED TV를견제하기위한 QD물질을발광원으로하는 QLED TV 기술적대응에있어필요한 QD용 Barrier 필름을제작하는업체로설비투자를확대및중국등거래선다변화에노력중 (SKC코오롱PI) 기존 PI 제품과달리, 플렉서블 OLED 디스플레이 TFT용기판재료로사용되는 PI 바니시시장진출을위해다수의디스플레이업체들과기술테스트진행중 33

42 전략분야현황분석 다. 기술인프라현황 디스플레이의최고기술국일본대비한국의상대수준은 96.4%, 기술격차 0.4 년임 2015 년 < 디스플레이 > 대분류기술수준 93.6% 대비 2.8% 증가하고기술격차기간은 0.5 년에서 0.1 년감소한것으로나타남 구분 상대수준 응답수 : 630 개, 단위 : %, 년 한국미국일본유럽중국 격차기간 상대수준 격차기간 상대수준 격차기간 상대수준 격차기간 상대수준 격차기간 (2017 년 ) 디스플레이 (2015 년 ) 디스플레이 (2013 년 ) 디스플레이 디스플레이분야의세계최고수준기술보유국 : 일본 상대수준 ( 최고수준 : 100%) 기술격차 ( 최고수준 : 0 년 ) 상대수준변화 (2013~2017) 디스플레이는전반적으로일본이최고기술수준을유지하고있고, 한국은대부분의분야에서 최고기술국과동등한수준 (90% 이상 ) 으로 LCD(99.1%), OLED(99.9%) 로높은수준임 34

43 디스플레이 2017 년도상대기술수준 ( 최고수준 : 100%) 주요국 한국 미국 LCD OLED 플렉시블 디스플레이 신기능 디스플레이 융합 디스플레이 일본 유럽 중국

44 전략분야현황분석 한국과최고기술국간의기술격차 ( 최고수준 : 0 년 ) 주요국 플렉시블신기능융합 LCD OLED 디스플레이디스플레이디스플레이 한국 미국 일본 유럽 중국 LCD는기술성숙기산업으로, 고부가가치화, 저가격화활발히추진중임 대면적화및고해상도화기술개발이가속화되어 105인치 UHD 커브드 TV가개발되었으며, 고색재현율을위한 QD 형광체필름기술이적용되기시작함 LCD 저가격화측면에서공정단계축소및운영비용을절감할수있는장비개발및저가비진공장비, Tact Time을개선할수있는장비를중심으로개발중 OLED는모바일을중심으로대면적화, 저가격화및고해상도화에집중 관련기술격차는일부소재를제외하고한국이주도하고있으며, 시작품측면에서중국이상당한추격을하고있으나, 양산기술측면에서는상당수준의격차가존재하고있음 저가격화를위한생산성 / 수율향상기술개발이진행되고있으며, 또한, 플라스틱기판의 OLED 패널이양산에성공함으로써기존기술로는구현이어려운플렉서블 / 폴더블패널기술개발이가속화되고있음 OLED 대형화의가장큰난제는낮은수율과그로인한높은생산원가로, 생산원가를 TFT-LCD 수준으로절감할수있는장비기술개발필요함현재개발초기단계로, 선제적기술개발노력을통해장비시장의조기선점이가능한분야임 36

45 디스플레이 플렉시블 / 변형형디스플레이의경우현재초기제품에대한생산단계로, 선제적기술개발노력을통해산업을선도할수있는분야임 한국이주도할수있는영역으로소재측면에서국내기술을육성해야함일본의 SEL 등 IP 무기화전략에대응할필요가있음 신기능디스플레이는인문사회적경쟁력이높은국가에서보유한빅데이터, 정보표현콘텐츠등을기반으로지능화기기에연동하는공간영역디스플레이기술을선도하고있음 1~4인치크기의무안경 3D 디스플레이 (Auto Stereoscopic Display) 방식을적용한스마트폰, 태블릿 PC, 디지털카메라, 캠코더, 휴대용게임기 초실감전시및공연콘텐츠확대, 스마트홈인테이리어의다기능화, 웨어러블형태의공간투사기기 국내는학연을중심으로기업과협업하여기술개발을통한기초단계에서상용화연계개발추진 미국, 일본, 유럽등은디스플레이강소기업을중심으로광학, 반도체, 디스플레이기업간협업을통한경쟁력확보 반도체, 신호처리등 IT기술과디스플레이기술을가상 증강현실기기에동시에내장하여소형화, 초실감화실현기술확보국가가시장을주도 HMD, HUD, Pico projector 등초고속비행, 일반차량의단방향디스플레이개념을넘어서사용자와의교감및상호작용이가능한하드웨어, 소프트웨어, 빅데이터서비스제공솔루션기업이시장선점 어지러움등인체역작용을배제하기위한고밀도, 고휘도디스플레이기술확보기업이기술선도 융복합디스플레이의경우 소비재가전, 의료, 교육분야에지능화, 양방향성교감이가능한디스플레이의고기능화로콘텐츠및 IT 기술을융복화한국가가시장선도 수송기기, 자동차등의디스플레이는고도의사회직간접인프라발달국가에서완성기기에선제대응하여시장경쟁력우위차지 국내 µled 디스플레이수준은선진국대비 1년 ~4년이상격차존재 - 한국은최근 3 4년간 µled 화소제조용 MOCVD 장비를비롯한시설투자미진행, 기술개발추진력약화 - 중국은국가차원에서인프라투자를확대하면서최고의가격경쟁력을보유 - 미국 / 일본은 µled 전문기업에민간주도투자, 제품기업의인수합병등을통하여자금력확보로기술개발가속화 - 유럽의독일, 벨기에, 아일랜드, 영국등은전문연구기관에국가투자와민간기업주도간접투자, 인수합병등으로핵심요소기술확보, 상용화추진 37

46 전략분야현황분석 6. 중소기업시장대응전략 Factor 기회요인위협요인 정책 향후디스플레이의높은성장을예측하여국가적인기술개발연구의지원및확대 5 개신산업육성분야 등산업육성을위한관련정책추진하며, 기술개발과동시에개발성과사업화지원사업을통해시장진출지원프로그램마련 디지털사이니지의경우외부광고관련법규정비필요 디스플레이패널의핵심부품개발을위한정책이미흡한상태 산업 일본의디스플레이산업이점차퇴출될전망 일본의빈자리를중국과대만이차지할것으로보이나신기술이접목된프리미엄시장은국내기업의점유율이상승할전망 전체수요량감소로매출액감소 중국정부와기업들의대규모투자정책으로국내기업과의기술간격이좁아짐 시장 국내기업이강점을가지고있는대형 TV 시장의판매량증가예상 LCD TV 의프리미엄화마케팅에한계점봉착 삼성의경우양자점기술을이용해 LCD TV 의판매수명을늘리고있지만, 중국에서관련기술을복제해판매중 기술 OLED 디스플레이의제품화와관련된기술들은삼성디스플레이와 LG 디스플레이같은대기업뿐만아니라국내중소기업들도큰강점을보임 핵심소재의국산화율이낮음 유럽과미국에비해 VR/AR 관련기술의격차가큼 고부가가치사업 디지털사이니지시장확대 AMOLED 시장확대 VR / AR 시장확대 핵심소재기술의국산화율낮음 관련산업정책적극적지원 중소기업의시장대응전략 국가정책적지원확대에따라시장진입이용이해질전망으로시장진입을위한구체적목표시장수립 차세대디스플레이생산용장비들에대한기술력이높기때문에이를바탕으로세계장비시장에대한적극적인진출필요 신규소재개발에대한기술적진보가이루어져고부가가치산업이확대될전망으로관련기술에대한추가연구필요 38

47 디스플레이 7. 주요제품현황 가. 제품별개요 기술개발테마 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 웨어러블디스플레이 개요 Roll to Roll 은필름이나디스플레이용전자회로를제조할때, 얇은동필름을롤에그대로감아가공하는공정방식을의미하며, Roll to Roll 장비는이때사용되는생산장비들을통칭 기존전통적인디스플레이에서인체에착용가능한디스플레이로다양한형태및다양한착용부위로적용가능한소형디스플레이기술 디지털사이니지용디스플레이 Head Mounted Display 용모니터 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 마이크로 LED 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 차세대디스플레이용기능성필름 양자점 LED 플렉시블 OLED 디스플레이핵심부품제조용초고속레이저직접패터닝장지 차량용헤드업디스플레이 신축성디스플레이소재기술 공공장소또는대중적접근이많은장소에서다양한정보를보여주는광고및정보제공용디스플레이기술 보안경이나헬멧형태로눈앞의지근거리에초점이형성된가상스크린을보는모니터장치 플렉시블 / 폴더블등차세대디스플레이의신뢰성및특성을다양한항목들로평가할수있는장비 크기가 5~30 마이크로미터에불과한초소형 LED 칩을발광화소로사용하는 2 인치이하마이크로디스플레이혹은 80 인치이상대형디스플레이 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자적용을위한박막봉지시스템으로써유무기혹은무무기등의다층구조를대기압공정없이진공공정으로만수행하는공정및장비기술 기재가되는고분자필름에코팅이나증착등의 2 차가공을하거나, 베이스필름원료에다양한유무기물질을첨가하여기능성을부여한필름 크기와전압에따라다양한빛을내는수나노미터 (1 나노미터 =10 억분의 1 미터 ) 의반도체결정으로만든발광소자로입자가작을수록파장이짧은빛을내고입자가클수록파장이긴빛을내는특징이있고입자의크기를조절함으로써가시광선영역에서나타낼수있는원하는파장의빛을낼수있어보다선명한영상구현이가능함 플렉시블 OLED 디스플레이부품을제조하는데필요한멀티빔스캐너기반의초고속레이저직접패터닝장비 운전자가머리를움직이지않고도계기판, 교통상황, 네비게이션등의시각적정보를눈으로확인할수있게표현하는디스플레이제품 신축성전자소자를구현하기위한소재 고출력 UV-LED 플렉시블 / 폴더블디스플레이 AOI 및특성평가장비 터치콘트롤러 키오스크 초고형 LED 칩을발광화소로사용하는 2 인치이하마이크로디스플레이 플렉시블 / 폴더블등차세대디스플레이의신뢰성및특성을다양한항목들로평가할수있는장비 센서에서전송된전기신호를디지털신호로변환하고좌표값을메인제어자잋로전달하는터치스크린패널의핵심부품 물품및서비스를제공하는소규모점포또는공공장소에설치되는터치스크린방식의무인정보단말기 39

48 전략분야현황분석 나. 제품별동향및전망 기술개발테마 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 웨어러블디스플레이 동향및전망 Roll to Roll 장비는현재주요전자제품생산라인에확산되고있으며국내중소기업이강점을가지는박막코팅기술적용및응용가능 웨어러블디스플레이는생산기술이아직확고히정립되지않은상황으로, 부품 소재분야국내중소기업들이선제적으로기술을개발하여동반성장할수있는기회존재 디지털사이니지용디스플레이 Head Mounted Display 용모니터 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 마이크로 LED 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 차세대디스플레이용기능성필름 일부기업중심으로하드웨어에편중되어있으나플랫폼, 콘텐츠등소프트웨어분야에서중소기업시장진출가능 HMD 시장은글로벌 IT 기업은물론스타트업들까지디바이스를출시하고있으며, 국내중소기업은모듈및완제품분야에서강점을가짐플렉시블 OLED는양산기술이표준화되어있지않기때문에선제적투자통해중소기업시장선도가능하며, 그중 AOI 특성평가장비분야의중소기업경쟁력은관련산업내에서굉장히높은수준임플렉시블디스플레이, 스마트섬유, 인체부착및무선통신분야까지광범위하게활용가능하여공정기술에강점을가진국내 LED 관련중소기업들이다시한번도약할수있는시장분야 OLED 봉지기술의세계장비시장은 20 년까지총 5 억달러의시장규모가형성될것으로전망되며, 기존진공공정에강점을가진국내중소기업진출적합분야 국내중소기업은지속적인연구를통해투명전도필름, 유무기복합화소재등에서다양한제품을개발하고있으며, 꾸준한투자통해향후시장선도가능한분야 양자점 LED 소형 OLED 의해상도한계를극복할수있는차세대기술로서가상현실및마이크로디스플레이시장에적용가능하며, OLED 소자뿐만아니라패키징및평가등에강점을가지고있는국내중소기업에적합 플렉시블 OLED 디스플레이핵심부품제조용초고속레이저직접패터닝장비 차량용헤드업디스플레이 신축성디스플레이소재기술 고출력 UV-LED 플렉시블 / 폴더블디스플레이 AOI 및특성평가장비 터치콘트롤러 레이저패터닝장비는디스플레이분야핵심장비로향후유망함 차량용헤드업디스플레이는자율주행차량, 스마트카등으로인한중소기업진출가능 신축성디스플레이소재는향후플렉서블, 웨어러블디스플레이생산에꼭필요한분야 UV-LED 는에너지절약가능한차세대 LED 디스플레이검사장비의시장이더욱커지고있는상황으로중소기업시장진출가능분야 터치콘트롤러는터치스크린의핵심부품으로향후수요증가예상 키오스크 무인정보단말기의비중은점점커지고있음 40

49 디스플레이 8. 중소기업기술개발테마 가. 중소기업기술수요 중소기업, 대기업 공기업등에대하여설문조사및방문조사를통하여기술수요조사를실시 조사결과최근스마트글래스용모듈식광학계기술개발, 스마트디지털사이니지시스템개발, LCD용고휘도반사편광필름, OLED 패턴증착을위한진공용 6축얼라인먼트개발, OLED 플렉시블디바이스용고밀도플라즈마장비개발, 나노구조체기반포토마스크및투명전극필름개발, OCA 필름개발을위한실험분석장비활용, 태양광충전방식의블록화모듈 LED간판등의수요가있는것으로조사 [ 중소기업벤처부 R&D 지원사업신청과제현황 ] 주요품목 과제건수 합계 점유율 (%) 평균증가율 (%) 3D EL E-Paper 생산기반 FED LCD PDP 기타디스플레이 디스플레이부품및소재 디스플레이제조장비 디스플레이측정및검사장비 합계 중소기업벤처부 R&D지원사업에신청한과제를분석해보면, 디스플레이부품및소재 (39.9%), 기타디스플레이 (18.3%), 디스플레이제조장비 (18.0%), 디스플레이측정및검사장비 (10.0%), LCD(5.2%), 3D(4.3%), EL(2.7%), E-Paper(1.5%), FED(0.1%), PDP(0.1%) 순으로기술개발에관심을보이는것으로분석 주요품목별기술개발과제의증가추세를살펴보면기타디스플레이분야의증가율이가장높게나타났으며, E-Paper, 3D 순으로기술개발이증가하는것으로나타남 주요기술분야별신청과제에대한내용을분석하여각분야별로중소기업이관심을갖는 제품을파악 디스플레이부품및소재분야에서는플렉시블 OLED 마스크프레임, 스트레처블특성이우수한 41

50 전략분야현황분석 코팅액, 투명도전성 필름 등과 관련된 기술개발에 대한 수요가 높은 것으로 나타났으며, 기타 디스플레이 분야에서는 웨어러블 기기용 디스플레이 등에 대한 기술개발 수요가 높은 것으로 나타남 디스플레이제조장비분야에서는플렉시블 OLED 생산을위한장비개발, 평판디스플레이생산성 향상등과관련된기술개발에대한수요가높은것으로나타났으며, 디스플레이측정및검사장비 분야에서는인쇄회로기판의외관결함자동비전검사기, 플렉시블 OLED용다기능내구성평가 장비등에대한기술개발수요가높은것으로나타남 42

51 디스플레이 나. 중소기업기술개발테마 [ 디스플레이분야기술개발테마 ] 기술개발테마 개요 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 Roll to Roll 은필름이나디스플레이용전자회로를제조할때, 얇은동필름을롤에그대로감아가공하는공정방식을의미하며, Roll to Roll 장비는이때사용되는생산장비들을통칭 웨어러블디스플레이 기존전통적인디스플레이에서인체에착용가능한디스플레이로다양한형태및다양한착용부위로적용가능한소형디스플레이기술 디지털사이니지용디스플레이 공공장소또는대중적접근이많은장소에서다양한정보를보여주는광고및정보제공용디스플레이기술 Head Mounted Display 용모니터 보안경이나헬멧형태로눈앞의지근거리에초점이형성된가상스크린을보는모니터장치 디스플레이 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 마이크로 LED 플렉시블 / 폴더블등차세대디스플레이의신뢰성및특성을다양한항목들로평가할수있는장비 크기가 5~30 마이크로미터에불과한초소형 LED 칩을발광화소로사용하는 2 인치이하마이크로디스플레이혹은 80 인치이상대형디스플레이 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자적용을위한박막봉지시스템으로써유무기혹은무무기등의다층구조를대기압공정없이진공공정으로만수행하는공정및장비기술 차세대디스플레이용기능성필름 기재가되는고분자필름에코팅이나증착등의 2 차가공을하거나, 베이스필름원료에다양한유무기물질을첨가하여기능성을부여한필름 양자점 LED 크기와전압에따라다양한빛을내는수나노미터 (1 나노미터 =10 억분의 1 미터 ) 의반도체결정으로만든발광소자로입자가작을수록파장이짧은빛을내고입자가클수록파장이긴빛을내는특징이있고입자의크기를조절함으로써가시광선영역에서나타낼수있는원하는파장의빛을낼수있어보다선명한영상구현을가능하게하는 LED 소자 43

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53 기술개발테마현황분석 디스플레이기능성 필름제작을위한 Roll to Roll 장비

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55 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 정의및범위 고분자필름이나종이등과같이유연성을가지며, 폭에비해두께가얇고긴기판소재를가지고 여러단계의구동부와 Roll 등의구성부품을이용하여이송시키면서연속적으로증착 / 패턴 / 열처리 등여러공정을수행하는장치 정부지원정책 대한민국은 2012년 IEC에서인쇄전자세계표준을정립하기위한인쇄전자 TC-119 운영의간사국으로지정되어현재인쇄전자특히 Roll to Roll 기술의표준제정을위해노력중 한국인쇄전자산업협회 (KoPEA) 중심의컨소시엄이 2012년부터지식경제부 R&D 전략기획단에서추진하고있는미래산업선도기술개발사업중 인쇄전자용초정밀연속생산시스템 사업을수행중에있고이를통해 Roll to Roll 공정과장비에대해중소기업스스로의노력과정부차원의지원을효과적으로결합해글로벌경쟁력을쌓아가고있음 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 중소벤처기업부등정부의다양한부처에서 Roll to Roll 연속제조시스템에대한기술개발과제투자지원중임 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 저가대량생산에유리 대면적공정에유리 유연 / 신축전자소자구현에적합기회 (Opportunity) 다양한응용제품에활용가능 IT부품, 디스플레이, 태양전지등첨단산업군에적용 IEC 인쇄전자기술위원회설립주도로산업표준선도 약점 (Weakness) 부품소재에대한높은해외의존도 선진국대비원천기술부족 연구개발인프라부족위협 (Threat) 글로벌경제위기로인한소비부진 소재및장비국산화저조 인쇄전자, Roll to Roll 관련중국의약진 중소기업의시장대응전략 Roll to Roll 공정을위한소재 / 공정 / 소자의원천기술확보 유연 / 신축디바이스로의시장변화에능동적대처

56 핵심요소기술로드맵

57 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 1. 개요 가. 정의및필요성 Roll to Roll 장비기술이란고분자필름이나종이등과같이유연성을가지며, 폭에비해두께가얇고긴기판소재를가지고여러단계의구동부와 Roll 등의구성부품을이용하여이송시키면서연속적으로여러공정을수행하는장치 Roll to Roll 공정은주로신문, 잡지등대량제작하던기술로차세대디스플레이제조에적용할경우연속공정으로대량생산이가능하며, 대면적저온공정이가능하다는여러가지장점이있음 플렉서블디스플레이를구현하는데있어가장효과적인공정으로기대되고있는 Roll to Roll공정은이상적인생산방식으로인해해외많은기업들이관심을갖고있음특히 Roll to Roll 장비의장점인대량생산시스템으로인해디스플레이이외에도태양전지, RFID 등다양한분야에활용이가능할것으로기대됨 최근플렉서블디스플레이가개발되면서유리기판이플라스틱기판으로바뀌게됨에따라공정장비역시배치형에서 Roll to Roll로전환을하고자하며이에따라전세계적으로 Roll to Roll 기술개발을활발히진행하고있음 [Roll to Roll 장비기술 ] 인쇄전자기술 Roll to Roll 공정 Roll to Roll 장비기술에는 Roll to Roll 박막증착장비기술과 Roll to Roll 프린팅패턴장비기술로크게나눌수있는데, Roll to Roll 기반으로박막을물리적증착이나화학적증착으로형성하는기술은해상도와중첩정밀도를만족시켜야하는프린팅장비기술보다는단기적으로시장진입이가능한기술임 Roll to Roll 열처리기술과표면처리기술은박막증착장비나프린팅장비의앞단과뒷단에필요에따라배치되어전체 Roll to Roll 연속생산시스템으로발전하여저가대량생산이가능함 인쇄전자기술은기존의반도체공정인 Photolithography ( 노광 ) 기술을대체할수있는기술로써산업용인쇄기기를이용하여기능성재료 ( 잉크 ) 를원하는위치에형상화 ( 패터닝 ) 하여전자소자를제작하는초저가친환경기술인데, 인쇄전자소자기술의특징을가장잘구현할수있는공정기술이 Roll to Roll 생산방식임 49

58 기술개발테마현황분석 Roll to Roll 공정은 IT 부품, 디스플레이, RFID 태그, 스마트센서, 태양전지등의다양한 응용분야에서대량생산기술로유망함 제 4 의산업혁명, 생산제조공정의패러다임전환등으로불리는인쇄전자 Roll to Roll 기술은저가, 대면적, 고속생산이라는고유한특징으로시장확대가전망됨 나. 범위 (1) 제품분류관점 인쇄공정기술은방식에따라접촉식과비접촉방식으로나뉘며특히 Roll to Roll 공정에주로활용되는방식은접촉식방식임인쇄전자소자는기판을유연플라스틱필름을 sheet로공급하느냐연속 Roll로공급하느냐에따라 sheet-to-sheet 배치타입과 Roll to Roll 타입으로분류가능함 인쇄공정으로는접촉식프린팅과비접촉식프린팅기술로나뉘며, 접촉식프린팅방식에는 offset printing, flexo printing, gravure printing 등이있고, 비접촉식프린팅에는잉크젯프린팅, Aerosol, Direct Nanolithography 등이있음 Roll to Roll에많이사용되는인쇄공정은 gravure, gravure offset, reverse offset, flexo 프린팅기술임 * 출처 : Flex Tech Alliance [ 인쇄방식에따른접촉식과비접촉식분류 ] 50

59 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 Flexo Printing 판의볼록부위에잉크를묻혀이를피인쇄체에전이하는방식으로 letter press, relief printing 이라고도함 장점은단순하고, 인쇄속도가비교적빠르고, 표면상태가비교적나쁜피인쇄체에도인쇄가가능함 단점은대면적에서인쇄압을조절하기어렵고, 인쇄압이비교적커서인쇄판면에잉크가약간만나와도윤곽얼룩이생기기쉽고, 해상도가낮음 Gravure Printing 오목판에잉크를채운후이를피인쇄체에전이시켜인쇄하는방식 그리바아인쇄는폭넓은피인쇄체에적용될수있기때문에포장재료의인쇄에널리사용되고있음 고속성, 제판의안정성이높아서연속인쇄가능원통형상의제판을이용한 R2R 인쇄가가능다양한점도의잉크선택가능 인쇄해상도가낮고인쇄두께가수십 um로비교적두꺼움. 오목판에서잉크가남으면연속인쇄시인쇄품질저하. 제판의제작가격이비쌈. 피인쇄물의표면이일정해야함 Gravure Offset Printing 오목인쇄방식인그라비아인쇄법과 Blanket Roll 을사용하여인쇄하는 offset 방식을결합한인쇄방식 Gravure offset 방식은 gravure 인쇄법이가진낮은해상도의단점을보완하기위해고안된방식 음각의그라비아롤과 Blanket roll 그리고피인쇄체기판의 3 가지요소가필요하며그라비아음각에채워진잉크가잉크의흡착력이우수한 Blanket Roll 에전이되고다시 Blanket Roll 에서피인쇄체기판에전이되는방식으로인쇄가이루어짐. Gravure offset 인쇄법의해상도및인쇄품질을좌우하는중요한요소는 Blanket Roll 이며주로 Rubber 로제작되거나, PDMS 등 Rubber like 한고분자소재를패턴전이를위한표면으로하여제작 Reverse Offset Printing Reverse Offset printing 은 gravure offset 인쇄법과유사하지만이를역 (reverse) 이용하는방식 Blanket roll 에 slit die nozzle 등을이용해서얇고균일한잉크박막을형성하고이를클리세 (cliche) 기판에전이시킴. 이때 cliche 에새겨진패턴은실제형성하고자하는패턴의역모양을가지고있어서 reverse gravure offset 이라함실제모양의 reverse 한패턴을 cliche 를통해제거한후에 Blanket Roll 에남아있는패턴을실제피인쇄체기판위에전이하여원하는패턴을형성하게됨 높은해상도의인쇄가가능하고얇은두께의정밀한패턴형성가능 인쇄품질이환경적요인에민감함클리세에미세패턴형성이어려움. 클리세를매공정마다 세척해야함현재로는 R2R 공정이어려움. 51

60 기술개발테마현황분석 [ Roll to Roll 장비제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 Flexo 대면적화, 해상도증가 인쇄압조절기술 Roll to Roll 프린팅패턴장비 Gravure Gravure Offset 인쇄두께감소및고해상도기술 제판저가격화, 인쇄품질개선 Blanket Roll 기술 연속공정인쇄품질유지기술 Roll to Roll 장비 Reverse Offset Sputter High Aspect 클리세제판가공기술 R2R 공정시클리세연속세정기술 Sub micron 패턴해상도기술 Web 폭증가및코팅속도증가기술 PET, PI, PEN 등플라스틱기판상에터치패널용 ITO 필름, 반사필름, 태양전지, 플렉서블 low-e 필름등성막기술 Roll to Roll 증착장비 CVD ALD 대면적, 대량표면처리기술 저온성막기술 Throughput 증착속도향상기술 Pinhole Free 고밀도박막성막기술 저산소 / 수분투과도막형성기술 52

61 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 (2) 공급망관점 Roll to Roll 인쇄공정은공정방법에따라차이가있을수있지만, 크게인쇄공정용인쇄롤 ( 패턴롤 ), 롤러 (Roller), 기판소재, 잉크, 닥터플레이드 (Doctor Blade), 건조로등으로구분이 가능함 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 Roll to Roll 장비 기판소재 잉크 공정장비 PET (Polyethylene Terephthalate) PEN (Polyethylene Naphthalate) PI (Polyimide) 유기 / 무기소재잉크 나노금속입자잉크 반도체 / 도체 / 절연체잉크 롤더, 닥터블레이드, 건조로, Load/Unload, 제판, 열처리부, 표면처리부 53

62 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 Roll to Roll 공정기술로대변되는인쇄전자기술은제 4 의산업혁명, 제조공정의패러다임변환등으로불리며저가, 대면적, 고속생산이라는고유한특징에고해상도, 고정밀, 친환경이라는나노기술이접목된것으로여러가지기술적, 산업적특징이많음 인쇄전자기술의 Roll to Roll 공정은적용할수있는응용분야가매우다양하고넓으며플렉서블디스플레이를비롯하여, OLED 조명, 유연태양전지, 박막전지등향후 10 년이내에시장의대규모성장이기대되는대표적인지식기반산업임인쇄전자기술은중소기업중심의신융합산업으로발전하고있음 인쇄전자기술은인쇄가가능한기능성전자잉크소재를이용하여초저가격의프린팅공정을통해서다양한전자소자를제작하는기술로서, 차세대모바일 IT 기기의제작에적합한전자제품을생산하는데적합한공정기술로인식되고있음현재는일부요소부품을제작하는수준에머무르고있으나, 여러가지잉크소재및다양한초미세인쇄가가능한 Roll to Roll 장비의개발이진행됨에따라향후다양한공정분야에적용될것으로예상되며, 궁극적으로는전자제품을생산하는기존반도체공정을대체하는공정으로자리매김할것으로예상됨 인쇄전자시장은주로유기물기반전자산업분야로예측되고있으며, 시장규모는 2006 년 10 억달러에서 2025 년에는유기물관련시장이 2,500 억달러, 무기물관련시장이 500 억달러등총 3,000 억달러로기하급수적으로성장될것으로전망됨향후 1~2 년이내에인쇄전자분야로인한직접적인산업적파급효과는크지않을것으로예상되지만그성장가능성은매우크며현재의기술개발속도를감안할때, 향후 5 년이내에는많은분야에서산업화진행될것으로예상됨 국내 Roll to Roll 시장규모는약 2 조원규모로추정됨반도체, 디스플레이등주요산업에사용되는 Roll to Roll 장비는외국산에대한신뢰도가높고, 장비구매시가격보다는브랜드인지도와난품실적등의비중이높기때문에아직국사화율은 10% 미만인상황임 Roll to Roll 공정은 EMI, 박막형태양전지, ITO 필름과같은특수기능성필를증착및차세대디스플레이 (Flexible, 3D, AMOLED) 제작에서각종패터닝공정에도적용될수있음 최신형스마트폰, 태블릿 PC 등에적용되는 CPU 용기판은회로폭의넓이가 25um 수준 (PC 에 사용되는기판은 15um 수준 ) 인쇄전자기술을활용하면 7~8um 이하수준까지도미세선폭을구현할수있어인쇄집적도를 높이고대량생산에유리한이점을보유할수있음 54

63 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 기존에는복잡한미세패턴때문에반도체공정수준의제조방식을통해서만제조가가능했던전자파차단필름 (EMI), 박막태양전지용필름, 터치패널용 ITO 필름등의제작이용이함 Flexible, 3D, AAMOLED 등차세대디스플레이제조공정에서도인쇄전자, Roll to Roll 공정이사용될것으로전망됨 [ 인쇄전자 Roll to Roll 공정의다양한응용분야 ] 55

64 기술개발테마현황분석 (2) 산업의구조 인쇄전자소자 / 부품의가치사슬은크게소재, 장비, 디자인 / 공정으로구분가능하며각분야는상호유기적인협력이필요함 소재와장비분야가인쇄전자산업성장의단기적인병목이되나, 이부분은기술발전에따라해결이가능해지고그이후로는디자인 / 공정분야의중요성이부각될전망임 분야별로는소재가가장큰 50% (2015년)~60% (2016년) 정도의시장비중을차지할것으로예상됨 인쇄전자산업전세계에는약 3,000 개이상의기관이참여중인데, 소재 / 기판과 Power (Photovoltaic, Battery) 분야에가장많은업체들이참여하고있음 기판 (Substrate), 잉크 (Ink), 인쇄장비분야에서는일부시장에서기업들이생산을시작하고 있으나, 아직은시장초기단계임 기판분야에서는 Dupont Teijin Films이가장두각을나타내고있으며, 이외에도 3M, Dow Coring 등이성장잠재력을보유하고있고, 국내에서는 WPM 사업의일환으로플렉서블디스플레이의기판연구가진행중임 잉크소재분야에서는은잉크시장은 Cabot이주도하고있으며, 그외에 Advanced Nanotech, CIBA 등다수업체가전도성잉크시장에진입을시도하고있음 장비분야에서는여러프린팅기술을활용해인쇄전자소자를제작하는연구들이활발히진행되고있으며, Gravure는 DNP, Toppan Printing 등일본업체들이두각을나타내고있음국내에서는한국기계연구원이최소 7um 수준의미세선폭을연속적으로대량인쇄할수있는 Gravure offset 인쇄공정기술의원천기술을개발함나래나노텍에서는 Gravure offset이나 Reverse offset Roll to Roll 장비를개발하여시장에진입함 차세대디스플레이는점차발전하고있으며, 이에따라상용화되어가는플렉서블디스플레이사용비중또한높아지고있음플렉서블디스플레이등차세대디스플레이에응용될수있는 Roll to Roll 공정 / 장비 / 부품의시장또한지속적인성장을보일것으로전망됨 Roll to Roll 공정이가능한인쇄전자시장을기준으로봤을때, 2013년세계시장규모는약 100억달러에서 2017년 1070억달러까지큰폭으로지속적인성장을할것으로예상되며, 국내시장또한 2013년약 4조원에서 2017년 52조원까지연평균 80% 이상의상승률로지속적으로고성장할것으로전망됨 Roll to Roll 공정 / 장비 / 부품분야에서다양한중소기업들이여러제품의개발및판매를 진행하고있음 ITO 롤투롤스퍼터, 롤투롤건조기, 레이저응용레이저응용미세가공 시스템등이있음 56

65 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 Roll to Roll 공정은기존의배치타입공정대비생산단가가낮고대면적, 대량생산이가능하므로기술적인경쟁에서는앞서있으나기존에배치타입진공증착장비에서증착된기능성필름보다박막품질이낮고, 패턴된형상의해상도나정밀도가 photolithography 공정대비낮은근본적인문제를시급히해결해야시장에본격진입이가능함 후방산업 Roll to Roll 장비분야전방산업 인쇄공정용인쇄룔 ( 패턴롤 ), 롤러 (Roller), 롤기판 (Roll Substrate), 잉크 (Ink), 닥터블레이드 (Doctor Blade), 를리세 (Cliche), 건조로등 [ Roll to Roll 장비분야산업구조 ] 그라비아 (Gravure), 그라비아옵셋 (Gravure Offset), 리버스옵셋 (Reverse Offset), 플렉소 (Flexo Graphy), Roll to Roll Sputter, Roll to Roll CVD, Roll to Roll ALD, Roll to Roll Evaporator 등 Flexible 디스플레이, RFID (Radio Frequency Identification), AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode), OTFT (Organic Thin Film Transistor), OPV (Organic Photovoltaic), Sensor, Touch Panel, E-paper 등 57

66 기술개발테마현황분석 [ Roll to Roll 장비분야제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류 Roll to Roll 제작에필요함각종부품소재 Roll to Roll 장비 Roll to Roll 공정으로생산되는제품 주요품목및기술 인쇄공정용인쇄룔 ( 패턴롤 ), 롤러 (Roller), 롤기판 (Roll Substrate), 잉크 (Ink), 닥터블레이드 (Doctor Blade), 를리세 (Cliche), 건조로등 그라비아 (Gravure), 그라비아옵셋 (Gravure Offset), 리버스옵셋 (Reverse Offset), 플렉소 (Flexo Graphy), Roll to Roll Sputter, Roll to Roll CVD, Roll to Roll ALD, Roll to Roll Evaporator 등 Flexible 디스플레이, RFID (Radio Frequency Identification), AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode), OTFT (Organic Thin Film Transistor), OPV (Organic Photovoltaic), Sensor, Touch Panel, E-paper 등 해외기업 스미토모, 3M, Merck, E-ink, Novaled, QD vision, Advanced Nanotech, CIBA 등 Dai Nippon Printing, Toppan Printing, Seiko-Epson, Litrex, Microfab, Optomec. Dimitrax, Cabot, Philips, NEC, Xerox, HP, Applied Materials, ULVAC, KOBELCO, Bobst Manchester, Von Ardenne, SCHIMID, Ishikawa, MEYER BURGER, BENEQ, Louts Applied Technology 등 Sharp, Sony, 도시바, 파나소닉, Fujitsu, HP, PARC 등 국내기업 잉크테크, ANP, LG 이노텍, LG 화학, 하이셀, 엔티케이, 아이컴포넌트, 미래나노텍등 피엔티, 팸스, 유니젯, 디씨엔, 나래나노텍, 아바코, 석원등 LG 화학, 삼성디스플레이, 삼성 SDI, LG 전자, SK 이노베이션, 삼성전기, 삼성전자, LG 디스플레이, 이그잭스, 빅텍, 파루등 58

67 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 BCC Research에의하면 Roll to Roll 기술에기반하여제조된전체플렉서블디바이스의시장규모는 2015년 67억 800만달러에서 2020년에는 244억 3,100만달러로 CAGR 29.5% 로성장할것으로예측함이시장규모에는 Roll to Roll 장비뿐만아니라 Roll to Roll 공정으로제작되는플렉서블디스플레이, 태양전지, RFID 등다양한유연전자소자의시장이모두포함됨 [ Roll to Roll 장비분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 8,687 11,250 14,568 18,865 24,431 31, % * Global Markets for Roll-to-Roll Technologies for Flexible Devices ( , BCC Research), Flexible Display (2013, DisplayBank), 2014 Data from DisplayBank, , FPCB 산업 HMC 투자증권등의자료를참고하여전망치추정 59

68 기술개발테마현황분석 (2) 국내시장 국내시장은 2016 년도기준 2 조원규모에서 2020 년까지연평균 18.92% 성장하여 5 조 6,559 억원을형성할것으로기대됨 [ Roll to Roll 장비분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 23,784 28,284 33,636 40,000 47,569 56, * Global Markets for Roll-to-Roll Technologies for Flexible Devices ( , BCC Research), Flexible Display (2013, DisplayBank), 2014 Data from DisplayBank, , FPCB 산업 HMC 투자증권등의자료를참고하여전망치추정 60

69 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 (3) 무역현황 Roll to Roll 장비분야로품목단위의무역현황을분석하는데한계가있어수출품목중유기발광다이오드 (OLED) 제조용기기의무역현황을살펴보았으며, 2012~2016년모두수입이더많은모습을보이나 2015년에들어서면서수출량이급증하는것을확인할수있음 [ Roll to Roll 장비관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 ,308 3, 수입금액 2,716 9,039 33,485 12,527 11, 무역수지 -2,068-9,020-33,465-9,219-8,013 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 61

70 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 인쇄전자 (Printed Electronics) 란플렉시블디스플레이 (Flexible Display), RFID Tag, 태양전지, E-Book, Touch Screen Panel 등을제작하는데있어서전도체, 반도체, 절연체의기능성잉크소재를직접인쇄하는기술을통해기존의진공공정과여러가지화학물질을배출하는공정을대체하여전자소자등을제조하는기술임 인쇄전자기술을이용하면인쇄공정한가지만을통해값싸게전극과트랜지스터를만들어전자회로를구성할수있을뿐만아니라대량으로저가격형전자소자생산이가능함 [ 전자소자제작의기존공정과인쇄공정의비교 ] 전자소자에있어서인쇄전자적용을통해저가의대량생산을하기위한방법중하나가 Roll to Roll 인쇄기술을그예로들수있으며, Roll to Roll 인쇄기술의연속공정을이용한전자소자의 생산기술은최근디스플레이, 태양전지, e-book 등의분야에서크게주목받고있음 Roll to Roll 방식은큰면적의장치를생산하는경우에주로활용되며크레세가지기법으로분류되며, 다음과같이인쇄종류별 3가지로구분됨 그라비어 (Gravure) 인쇄 : 음각판에전자인쇄잉크를채우고, 압동 (impression roller) 과의사이에기질을끼워압력을가해인쇄하는방법으로증착이용이하다는장점이있어정밀한반도체제작에활용 플렉소 (Flexographic) 인쇄 : 유연한판재료에잉크를묻힌다음기질에인쇄하는방식으로대면적인쇄와도체잉크, 유기유전체잉크인쇄에주로활용 오프셋 (Offset) 인쇄 : 금속판에칠해진잉크가고무롤러를통해서기질에묻어가는압식으로무기도체와유기도체, 유전체잉크의경우에활용 62

71 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 Roll to Roll 그라비어, 그라비어옵셋인쇄공정의비교 인쇄전자소자를 제작하기 위한 인쇄기술에는 그라비어, 그라비어옵셋, 플렉소, 스크린, 잉크젯 등으로구분됨 그라비어인쇄기술은요판인쇄의일종으로요철을형성한원통형인쇄판 (Pattern Roll) 에잉크를 묻혀 볼록한 부분에 묻는 잉크를 긁어낸 후 오목한 부분에 들어간 잉크를 피인쇄물 ( 필름 및 기판 ) 에전사하는공정 그라비어옵셋기술은잉크를인쇄판에서고무블랑켓 (Blanket) 으로전사하여블랑켓의잉크를다시 피인쇄물에전사하는공정 [ 그라비어옵셋인쇄공정 ] 그라비어프린팅공정은패터닝정밀도가 10~20mm 정도이며, 두께는수 mm 정도임플렉소프린팅공정은패터닝정밀도가 40mm 정도이며, 두께는 1mm에가까운정도이며, 오프셋프린팅공정은프린팅공정기법중에가장낮은정도의두께를패터닝하는공정으로서서브마이크론큽두께가가능함 최근에는리버스옵셋 (Reverse offset) 프린팅기술이개발되어각광받고있는데, 리버스옵셋프린팅법은그라비어옵셋인쇄법과유사하지만, reverse를이용하는차이가있음리버스옵셋프린팅은 blanket roll에 slit die nozzle 등을이용해서얇고균일한잉크박막을형성하고이를미리 photolithography나 E-Beam lithography로제작된패턴이새겨진 cliche 기판위에전이시키고이때 cliche에새겨진패턴은실제형성하고자하는패턴의역모양을가지고있어서실제모양의 reverse한패턴을 cliche를통해서제거한후에 blanket roll에남아있는패턴을실제피인쇄체기판위에전이하여원하는패턴을형성하는기술인데 cliche의패턴해상도에의해실제패턴의해상도가결정되므로초고해상도프린팅이가능함 리버스옵셋프린팅기술의장점은높은해상도인쇄가가능하고얇은두께의패턴형성이가능하여실제플렉서블디스플레이용백플레인 TFT 인쇄나 RFID와같은전자회로의인쇄에가장적합한인쇄기법이나인쇄품질이환경적요인에민감하고, 매공정마다 cliche를세척해야한다는것, 그리고현재로는 Roll to Plate가주로연구되고있고, Roll to Roll은장비연구개발이더필요하다는것이단점이있음 63

72 기술개발테마현황분석 [ 리버스옵셋프린팅개념도 (Roll to Plate) ] 인쇄전자의응용영역확대로인한 Roll to Roll 공정필요성증대 전기전자제품의공정과디자인을새롭게정의할수있는인쇄전자는 RFID 태그, 센서, 조명, 디스플레이, 태양전지등반도체나전자소자, 회로등이쓰이는거의모든영역에일대변혁을일으킬것으로보임 Roll to Roll 공정은공정특성상적용시가격저감, 대면적화등파급력이클것으로예측됨 플라스틱을기판으로하는 TFT 를 Roll to Roll 공정으로제작하는것은 LCD 나 OLED 구동부가요구하는성능과의기술격차가커장시간의연구개발이필요함 인쇄전자는다양한잉크및기판재료, 인쇄기술이한데어우러져제품으로이어지며, 이에따라실제단독으로사업을전개하기보다는대부분기업들이서로협력하고있는추세임 Roll to Roll 증착및패터닝장비의국산화가시작됨 노르웨이의 Thin Film은 PARC (Palo Alto Research Center, Xerox), 한국의잉크테크, RFID 기업인 PolyIC, 프린터및센서에강점을지닌 Soligie, 소재기업 Solvay 등과제휴하면서인쇄집적회로 (IC) 의리더가되기위해노력중 일본의경우, 산업기술종합연구소를중심으로스미토모화학, DNP, Toppan, 파나소닉, 소니, 도시바등총 27개관련기업및기관이참여하고있으며, 플라스틱기판위에 TFT 어레이를고속으로연속생산하는기술이나관련재료의고도화를위해연구개발중 기업들의협력과맞물려인쇄전자에서는최종제품의디자인에따라다양한재료와공정의 하이브리드가주류를이룰것이며, 다양한유기및무기재료의혼용, 잉크젯과그라비아 (Gravure) 인쇄혹은스크린인쇄등인쇄기술이연결된공정등이가능할것으로보여짐 64

73 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 인쇄전자산업은다양한소재에프린팅방식을도입할수있다는점에서다양한응용제품이등장할가능성이높음식각공정을거치지않아유해물질사용량이극히제한적으로각국의환경규제에도적합한기술. 정밀한회로구현이가능하고저온에서도인쇄가가능. 다양한첨단산업군제조에응용가능함 플렉서블디스플레이의대량생산을위한 Roll to Roll 기술은증착 ( 코팅 ), 패터닝, 식각및 현상장비또는이를연속으로진행하는프린팅기술이요구되고있고본격진입을준비 중임 국내에서는 Roll to Roll 습식코터와스퍼터장비를개발및생산하고있으나원천기술이 부족하여해외장비에비해기술적인경쟁력이떨어짐 국내디스플레이업체가세계시장을 40% 이상점유하고, 시장경쟁력을가지고있는반면 미래디스플레이를위한장비기술은경쟁국에비해뒤쳐져있음제조장비는미국, 독일, 일본의기술주도가심화되고있음 Roll to Roll 핵심장비인성막증착, 노광, 식각장비에대한원천기술을확보해야하며, 미세패턴을위한기술은반드시보유해야플렉서블디스플레이시대가구현되는시점에 지속적인시장장악력을유지할수있을것임 65

74 기술개발테마현황분석 (2) 기술환경분석 한국인쇄전자산업협회 (KoPEA) 중심의컨소시엄이 2012년부터지식경제부 R&D 전략기획단에서추진하고있는미래산업선도기술개발사업중 인쇄전자용초정밀연속생산시스템 사업을수행중에있고이를통해 Roll to Roll 공정과장비에대해중소기업스스로의노력과정부차원의지원을효과적으로결합해글로벌경쟁력을쌓아가고있음이와같은정부지원을기반으로플렉서블디스플레이에활용가능한 Roll to Roll 장비를근간으로하는연속생산시스템개발이진행중임 플렉서블디스플레이는기판이기존의유리와같은딱딱하고깨지기쉬운디스플레이와는달리유연기판을사용하여가볍고, 얇고, 내충격성이강하며, 구부림을자유롭게할수있는디스플레이를지칭함이러한디스플레이는대형 TV 뿐만아니라웨어러블스마트기기의핵심부품으로종이처럼얇고유연한기판을사용하여휘거나구부릴수있는디스플레이면서깨어지지않기때문에 OLED를이용한플렉서블디스플레이개발이활발히이루어지고있음그러나제조시에는기판의플렉서블특성으로인해이송, 증착및패터닝등에서많은애로를격고있어새로운제조공정의도입이필요함그중에서도 Roll to Roll 제조방식이가장적합한것으로알려져있지만아직이에맞는장비개발이이루어져있지않아롤투롤공정도입에많은애로를격고있음 IHS (2015) 에의하면플렉서블디스플레이세계시장은스마트폰, 대형 TV 등다양한분야에서곡면디스플레이채용으로 2013년 4억달러에서연평균 89% 로성장하여 2018년 90억달러, 2020년 160억달러까지성장할것으로전망함 2015년은삼성갤럭시 S6엣지, 애플워치등곡면디스플레이제품출시이후플렉서블디스플레이시장의폭발적인성장세가예상됨또한플렉서블디스플레이시장에서 20% 이상의비중을차지하는생산장비부문도 2020년에는 18억달러까지성장할것으로예상됨 * 출처 : 디지털밸리뉴스, 2016 [ 플렉서블디스플레이세계 / 국내장비시장규모 ] 66

75 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 플렉서블디스플레이시장은 LG디스플레이, 삼성등대기업패널업체를중심으로수직계열화된공급망을이루고있으며, 관련소재와장비기술은아직도입기로초기시장에불과함플렉서블디스플레이산업은원재료와부품, 장비를공급받아생산하는대기업과장비와부품소재를조달하는중소중견기업으로수직적분업구조로이루어져있어후방산업의경쟁력이디스플레이의품질과경쟁력을좌우하고있음 플렉서블디스플레이제조방법에있어서기판공정에따라다음 3가지로나뉠수있음 PI 등바니쉬 (varnish) 재료를캐리어기판인글라스에코팅하는기판형성공정. 이러한기판을기존디스플레이공정으로패널을제조하는공정, 캐리어기판에서패널을떼어내는공정으로제조하는방법, 플렉서블기판에직접박막공정으로패널을제조하는방법, 플렉서블기판을롤투롤장비를이용하여 Rewinding-Winding하면서제조하는방법 현재는첫번째방법을사용하고있으며이때필요한장비로는기존디스플레이공정에서 PI Coater 및 Curing 등기판제조장비, LLO (Laser Lift-Off) 등탈착장비가필요함두번째방법은기판이송때문에현재사용하지않고있으며, 이방법을사용하기위해서는기판이송방법을해결해야됨세번째방법은높은생산성으로가장선호하지만롤투롤박막증착 ( 코팅 ), 롤투롤패터닝 (patterning), 식각, digital printing 등새로운형태의장비개발이필요하기에현재개발단계임전세계롤투롤시장은지속적으로성장할것이며플렉서블롤투롤장비시장규모는 2015년 146억달러규모에서 2022년에는 290억달러규모로성장할것임 67

76 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 Roll to Roll 기술은소재 / 장비 / 소자기업으로세가지분류로나눌수있음 Roll to Roll 소재는대주전자재료, 대한잉크, 동진쎄미켐, 잉크테크, 나노신소재등의기업에서그라비이어 옵셋이나리버스옵셋프린팅용잉크를연구개발중에있음 Roll to Roll 장비는나래나노텍, 성안기계, 아이펜, 유니젯, 주성엔지니어링, 포르템, 에스에프에이, 아바코, 석원등의기업에서 Roll to Roll 프린팅패턴장비와 Roll to Roll sputter, CVD, ALD 등증착장비를개발중에있음 Roll to Roll 소재와장비를활용하여율촌화학, 이그잭스, 이엘케이, 파루, 펨스, 토바, 피이솔브등의기업에서는안테나프린팅, RFID, 태양전지등의응용분야에활용하고있음 한국화학연구원의화학소재솔루션센터는롤투롤기반의화학소재코팅공정장비와인프라를구축하고있음파일럿스케일로폭이 700mm 급의롤투롤코팅장비를구축하여플렉서블디스플레이용핵심소재의코팅기술개발에주력하고있음주요구축장비로는롤투롤스퍼터, 롤투롤습식코터, 롤투룰 PECVD이며롤투롤디스플레이용 TFT, 투명전극, 배리어박막등의핵심기술을개발하고있음 한국기계연구원에서는롤투롤방식의 1um급초미세선폭인쇄기술및관련장비기술로유연디스플레이, RFID 등의사물인터넷 (IoT), 나노박막태양전지등의차세대융복합디방스를연구하고있음또한폭 1m급대면적롤투롤나노임프린트 (nano-imprint) 장비기술로대면적의유연필름표면에나노 / 마이크로패턴을형성하여디스플레이또는태양전지의광학필름, LGP (Light Guide Panel) 등유연광학및전자소자를개발하고있음 재료연구소에서는플라즈마및촉매기술을이용한에너지환경, 디스플레이, 산업기계분야에서요구하는부품소재에투명기판상기능성코팅, 나노구조물응용표면고기능화, 환경정화및에너지용소재, 마모코팅및플라즈마공정기술등표면처리신기술개말및실용화연구를수행하고있으며, 플렉서블디스플레이의기판은투명전도성박막과보호막이구비된폴리머필름으로서롤투롤스퍼터링법과플라즈마화학증착법을이용하여우수한특성을갖는기능성박막제조기술을개발하고있음 68

77 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 국내중소기업사례 나래나노텍은전극인쇄용그라비어오프셋프린터장비설계와제작기술을개발한것은물론이를위한요소공정기술과 TSP 전극인쇄용그라비어오프셋프린팅양산검증및 TSp 모듈시제품제작까지이뤄냄으로써, 19건에이르는지식재산권확보 펨스는제주대학교와같이국내최초로 EHD 프린팅기술을이용한 3마이크로미터급디스플레이전극리페어기술개발성공 유니젯은 17년 6세대 TFE 장비를개발및양산라인에공급할계획이며, 향후잉크젯기술을기반으로한생산설비를국내는물론중국, 일본, 대만등으로수출할계획 아바코는 LG디스플레이와공동연구해세계최초로 8세대이상대형 산화물스퍼터 개발에성공했으며이를독점으로납품하고있는만큼커다란수혜가예상 잉크테크는차세대스마트폰박막절연필름양산에성공했으며잉크테크가개발한박막절연필름은 FPCB 양면에프레스로합지해회로를보호할수있는차세대제품 아이컴포넌트는산업통상자원부의지원을받아디스플레이용필름기술을개발에성공하였으며새로운 LCD 패널에대응하는제품을지속적으로개발중 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 나래나노텍 143,765 64, 아바코 170, , 잉크테크 121,052 72, 아이컴포넌트 69,364 53,

78 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 CAMM (Center for Advanced Microelectronics Manufacturing, 미국 ) 롤투롤장비를이용한대면적플렉서블디스플레이구현을위한연구진행중 롤투롤결함검출기, 롤투롤고진공코터, 롤투롤스퍼터등을이용하여다양한기능성박막형성및평가중 홀스터센터 (Holst Centre, 네덜란드 ) 홀스터센터의롤투롤프린팅 & 캐스팅기술은플렉서블 OLED의생산단가를획기적으로낮출수있을뿐아니라대면적에용이한기술이며고정밀롤투롤슬롯다이설비를구축하고있음 플렉서블 OLED 디스플레이의패시베이션을위해롤투롤배리어필름기술개발중 프라운호퍼 (Fraunhofer, 독일 ) 유기전자, 전자빔및플라즈마기술을기반으로진공코팅, 가공, 롤투롤대면적화기술등을바탕으로 OLED 디스플레이, 투명전극, 배리어, 유기및무기센서, 광학필터와같은대면적플렉서블기술을개발중 롤투롤증발기 (evaporator), 롤투롤스퍼터, 롤투롤라미네이션등장비구축 어플라이트머티리얼즈 (Applied Materials, 미국 ) SmartWeb TM 이라는롤투롤멀티프로세스코팅시스템을개발하였음 Applied Materials 사는대량생산, 편리한운영및유지비절감등에최적화된고성능진공코팅시스템을제공하고있음다양한크기의얇은폴리머필름 (PET, PEN, PI 등 ) 사용과터치패널스크린, 플렉서블디스플레이, 플렉서블태양전지등의분야에응용할수있음 기존에는롤투롤스퍼터에집중하였으나최근몇년사이에기업들의관심이롤투롤 CVD 개발중 롤투롤 Evaporator로는 Al, Cr, Cu, Ni, Ag, Ti 등의금속이나 SiOx, SiO2, Al2O3, MgO 등의절연체를매우빠른속도로증착하여전자소자의금속배선, 광학용, 배리어코팅용으로사용중 70

79 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 * 자료 : Applied Materials [ SmartWeb TM 롤투롤코팅시스템 ] 알박 (ULVAC, 일본 ) 일본증착장비업체인 ULVAC에서개발한 SPW-165 모델은필름이나얇은금속박편상에절연체, 금속, 투명전극을고팅할수있음 Web 최대너비는 1600mm, 타겟물질로는 ITO, SiO2, Cu 등이가능함 코벨코 (KOBELCO, 일본 ) KOBELCO에서는투명전도성산화물 (ITO, ZnO 등 ), 광학코팅 (SiO2, SiOx, NBOX 등 ) 및금속물질을증착할수있는롤투롤스퍼터시스템을생산하고있음스퍼터링공정은주로투명전도성산화물 (TCO), 광학코팅, 터치패널, FPD, 태양전지에용구되는다양한캐소드에사용되고있음 플라즈마 CVD 롤투롤코터 W60C 시리즈를개발하여투명한배리어코핑필름. 광학코팅필름등을제조하고있음 슈미트 (SCHMID, 독일 ) 디스플레이용투명전극제작용롤투롤스퍼터를제작하고있으며, 주로 Rotatable Cathode를채용하고있음주요코팅박막은 ITO, AZO, Nb2O5, TiO2, SnO2 등으로투명전극및 Window Film으로응용하고있음 베네크 (BENEQ, 핀란드 ) 베네크에서는고밀도, 고접착, Conformal, Pinhole Free 박막을증착할수있는롤투롤 ALD 장비를개발하였음매우얇은박막으로도플렉서블디스플레이에서요구되는배리어특성을만족하는것으로발표하고있음 71

80 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 아바코 (AVACO, 대한민국 ) 아바코는스퍼터장비전문회사로서디스플레이용대형스퍼터장비를개발하여제작하고있음롤투롤스퍼터장비인 FRS 시리즈는유연기판에고투과박막을진공상태에서증착할수있는장비로서터치패널및플렉서블디스플레이용으로제작하였음 Web폭은 1,350mm, 코팅속도는 0.2~20m/min이며 Si, Nb, NbO, ITO 등의물질을증착할수있음 석원 (SUKWON, 대한민국 ) 석원은스퍼터링에의한박막코팅기술을보유하고있으며, 최근개발한롤투롤스퍼터링시스템은플렉서블디스플레이패널용필름등기능성필름제조용코팅장비로서얇은필름에증착막두께를유지하면서고속증착을할수있음석원은필름폭최대 1,600mm까지상용화하여양산에성공하였으며, PET, PI, PEI 등플라스틱기판을소재로터치패널용 ITO 필름, 반사필름, 태양전지, 플렉서블 Low-E 필름등다양한분야에응용하고있음 * 자료 : 아바코 / 석원제공 [ 아바코 ( 왼쪽 ) 과석원 ( 오른쪽 ) 롤투롤스퍼터시스템 ] 72

81 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 Roll to Roll 장비개발동향 OLED 디스플레이의경우상업적으로현재저분자유기소재가주로사용되고있음유기조명이나 디스플레이로 활용되는 OLED는 모두 저분자 유기소재를 사용하는 진공공정을 통해 생산되고 있으나최근에생산단가를낮추기위한방안으로용액공정이나 Roll to Roll 공정을사용하고자하는 시도가이루어짐. - 아직까지는용액공정및 Roll to Roll 공정을위한소재와장비의기술적인한계로인해유기 조명이나디스플레이의대량생산기술은진공공정에초점이맞춰져있음 - 유기 디스플레이는 현재 휴대 전화기의 디스플레이로 활용되는 소형의 경우에는 기존의 액정 디스플레이와의 경쟁에서 우위를 점하기 시작하는 단계고까지 발전하였으며 TV용 대형 디스플레이의경우에도점차경쟁력을확보해가고있음 - OLED가주로유기물로만들어지기때문에유연성을가질수있다는장점을활용하여접거나말수 있는 foldable 혹은 rollable 디스플레이가 한창 개발 중에 있으며 수년 내로 이러한 유기 디스플레이가차세대디스플레이의주류가될것으로예상됨 - OLED의높은생산가격문제는생산량의증가를통해생산단가를낮추는방향으로일부해결이 이루어질 것으로 판단되지만, 추가적인 제조 단가 하락을 위해서는 Roll to Roll 공정 적용이 필수적임 수분투과방지막 (Barrier) Roll to Roll 증착기술 - OLED는수분이나산소에취약하기때문에장수명의확보를위하여배리어를활용하여외부의 수분과 산소를 차단하는 것이 필요함 PET와 같은 플라스틱 기판 표면에 배리어를 형성하기 위해서는 일반적으로 활용되는 방법은 알루미늄산화물 (Al2O3) 이나 혹은 실리콘질화물 (Si3N4) 등과같은무기물박막과유기고분자박막을여러층으로적층하는방법이필요한데, 이러한 유무기 다층 배리어를 롤투롤 공정으로 증착하기위해서는 플라스틱 기판에 영향을주지않을 정도의저온에서무기층의증착이가능해야하기때문에낮은온도에서도무기층의성막이가능한 플라즈마기상증착법이나원자층성장법이사용됨 투명전극롤투롤형성기술 - 플라스틱 기판 표면에 투명전극을 형성하기 위해서는 유리 기판 상에 사용하는 일반적인 투명전극처럼 ITO를사용하거나혹은그래핀, 투명전도성고분자, AgNW 등의소재를사용할수 있는데이를 Roll to Roll 공정으로제작하는것에관심이높음 박막트랜지스터백플레인 (backplane) 롤투롤형성기술 - OLED 디스플레이를 구동하기 위해서는 박막트랜지스터 백플렌을 원하는 디스플레이 해상도로 구현해야함이때유연성이있는기판상에롤투롤공정을사용하여백플레인공정을진행하기 위해서는 1. 플라스틱기판을상요하기때문에저온에서공정이가능할것, 2. 디스플레이의높은 해상도를구현하기위해서박막트랜지스터채널형성시높은정렬도의확보가가능한기술이를 동시에 만족시키는 SAIL 기술은 정밀을 요하는 패턴이 이미 self-aligne되어 있기 때문에 후속공정에서 정렬의문제가 전혀 없으며 모든 공정이연속적으로진행되기 때문에기판롤을 풀거나감을필요가없다는장점이있음 73

82 기술개발테마현황분석 OLED 롤투롤진공증착기술 - OLED의롤투롤진공증착은독일의 Fraunhofer 연구소, 일본의 Konica Minolta 사및 CEREBA 연구소등에서연구개발이진행되고있음기존의유리기판기반의디스플레이생산시설은생산성확보를위해점차세대가증가하여현재는 10세대를넘어서면서공정설비의규모도매우크기때문에설비투자비용도비약적으로증가하고있음롤투롤진공증착의경우에는플라스틱기판롤폭만넓히는것으로대형디스플레이의생산이가능하기때문에고생산성확보에유리함 Roll to Roll 공정응용분야 유연 / 신축성전자소자의시대가도래함에따라유연한플라스틱기판을 Roll로공급하며고속으로대량생산할수있는 Roll to Roll 공정의응용분야가크게확대되고있음 Roll to Roll 공정은기존공정과달리기계적으로 alignment를맞추는기술로해상도와중첩정밀도에서는단점이있어 Roll to Roll 증착기술이 Roll to Roll 패터닝기술보다먼저상용화가시작되고있음 전세계적으로 OLED 조명이나디스플레이를위해배리어, 투명전극, 그리고박막트랜지스터백플레인등을롤투롤로제작하는기술을여러기업과연구소에서경쟁적으로개발하고있음 74

83 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 나. 특허동향분석 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비주요기술 주요기술 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술은크게 Roll to Roll 소재기술과장치및공정기술로분류되며, 소재기술은배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재에대한기술을포함하고, 장치및공정기술은롤기판핸들링, 미세패턴가공, 멀티패시베이션박막, Offset 프린팅, 열처리공정, 상압플라즈마기반표면처리로분류됨 분류요소기술설명 롤기판핸들링 대면적플렉서블공정을위한광폭 / 박형롤기판핸들링 장치및공정기술 미세패턴가공 멀티패시베이션박막 고해상도 Offset 프린팅 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅 열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 그라비아정밀제판 / 클리세미세패턴가공 고균일도유무기멀티패시베이션박막 고해상도 Gravure Offset/Reverse Offset 프린팅 고정밀도 Multilayer 중첩 Gravure Offset/Reverse Offset 프린팅 대면적 / 고효율 /High Throughput 연속열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 소재기술 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재에대한기술 75

84 기술개발테마현황분석 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10년간의특허데이터를비교분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 롤기판핸들링 미세패턴가공 멀티패시베이션박막 장치및공정기술 고해상도 Offset 프린팅 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅 열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 소재기술 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 합계 ,808 국가별요소기술별특허동향에서롤기판핸들링, 열처리는미국이가장많은비중을차지하고 있으며, 멀티패시베이션박막, 고해상도 Offset 프린팅, 상압플라즈마기반연속표면처리는일본이 가장많은비중을차지하며, 한국은나머지분야에서출원건수비중이가장높음 76

85 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 롤기판핸들링미세패턴가공멀티패시베이션박막 NITTO DENKO 한국화학연구원한국기계연구원 LG화학한국기계연구원삼성전자 DENSO TAIWAN SEMICONDUCTOR MFG MITSUBISHI ELECTRIC 출연연, 대학중심중심한국화학연구원, 한국기계연구원, 삼성전기, 등대기업, 출연연중심 LG화학, 한국기계연구원, 삼성전자, 등 대학교, 출연연, 대학중심삼성전자, 한국기계연구원, 한양대학교, 등 장치및공정기술 고해상도 Offset 프린팅 SUMITOMO RUBBER IND TOYO INK SC HOLDINGS 동우화인켐 대기업, 출연연중심동우화인캠, 한국기계연구원, LG 화학 소재기술 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅 열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 한국기계연구원 IBM MITSUBISHI MATERIALS CORP Corning 3M Sumitomo metal Sumitomo metal Toray Eng Konicaminolta 니토덴코파루 3M 대기업, 출연연중심한국기계연구원, 파루, LG, 화학, 등 대기업, 출연연중심포스코, LG이노텍, 한국기계연구원, 등대학교, 기업중심성균관대학교, 피앤티, 한국기계연구원, 등 대학교, 기업중심건국대학교, 파루, 한국기계연구원등 장치및공정기술분야주요출원인동향 롤기판핸들링기술분야는 NITTO DENKO가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는한국화학연구원, 한국기계연구원등이많은특허를보유하고있는일본회사와한국출연연기술들이주류를이루고있음 미세패턴가공기술분야는 LG화학이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는한국기계연구원, 삼성전자등이많은특허를보유하고있는등한국회사들이주류를이루고있음 멀티패시베이션박막기술분야는 DENSO가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 TAIWAN SEMICONDUCTOR MFG, MITSUBISHI ELECTRIC 등이많은특허를보유하고있는일본회사기술들이주류를이루고있음 77

86 기술개발테마현황분석 고해상도 Offset 프린팅기술분야는 SUMITOMO RUBBER가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 TOYO INK SC HOLDINGS, 동우화인켐등이많은특허를보유하고있는일본회사기술들이주류를이루고있음 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset프린팅기술분야는한국기계연구원이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 IBM, MITSUBISHI MATERIALS CORP 등이많은특허를보유하고있는다양한회사기술들이주류를이루고있음 연속열처리기술분야는 Corning이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 3M, Sumitomo metal 등이많은특허를보유하고있는다양한회사기술들이주류를이루고있음 상압플라즈마기반연속표면처리기술분야는 Sumitomo metal이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Toray Eng, Konicaminolta 등이많은특허를보유하고있는일본회사기술들이주류를이루고있음 소재기술기술분야주요출원인동향 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 기술분야는니토덴코가가장많은특허를보유하고 있으며그다음으로는파루, 3M 등이많은특허를출원하고있음 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술분야의주요경쟁기술및 공백기술 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술분야의주요경쟁기술은멀티 패시베이션박막기술과, 소재기술이고, 공백기술은고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅기술, 연속열처리기술, 상압플라즈마기반연속표면처리기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 장치및공정기술 롤기판핸들링미세패턴가공멀티패시베이션박막고해상도 Offset 프린팅고정밀도 Multilayer 중첩 Offset프린팅열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 소재기술 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 : 400 건이상, : 300~399 건, : 200~299 건, : 100~199 건, : 100 건미만 78

87 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 롤기판핸들링 중합성재료의점적들을필름시트에패턴형성하는기술 용액공정을기반기술 미세패턴가공 오프셋인쇄용블랭킷을이용하는기술 패턴을상기유연기판에인쇄하는인쇄부그리고인쇄부에서인쇄되어나온유연기판에형성된제 1 얼라인마크와제 2 얼라인마크의이미지를획득하는이미지획득부를포함하는기술 멀티패시베이션박막 에테르화유기실리콘화합물로이루어지는랜덤공중합체를포함하는코팅조성물기술 장치및공정기술 고해상도 Offset 프린팅 피인쇄기재의인쇄면에용매흡수능을조절하여수지층을형성하는공정기술 유연성클리셰를이용하여, 유연성클리셰에형성된패턴을이용하여블랭킷롤의잉크를패터닝하는기술 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅 그라비어오프셋인쇄유닛에의한다색중첩인쇄기술 실시간위치조정이가능한인쇄전자윤전인쇄의정밀중첩인쇄기술 열처리 상압플라즈마기반연속표면처리 롤투롤 IR-IPL 열처리기를사용하는기술 인라인방식의열증착장치기술 플렉시블필름을향하여플라즈마를발생하므로상기플렉시블필름의표면을증착이용이하도록처리하는트리트먼트캐소드를포함하는기술 소재기술 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 투명도전막측의백색의흐릿한느낌 ( 헤이즈 ) 을저감시켜, 양호한투명성을갖는투명도전성필름및그것을사용한터치센서를제공하는기술 롤투롤연속공정을통한보조전극을포함하는전극의제조방법, 이에따라제조한전극및이를포함하는전자소자를제공하는기술 국내특허동향을살펴보면대기업과대학, 출연연이롤투롤장비를이용한기능성디스플레이 기술을집중적으로연구개발하고있으며, 중소기업은배선금속도체 / 투명전도성 도체 / 반도체 / 유전체잉크소재에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 79

88 기술개발테마현황분석 중소기업특허전략수립방향및시사점 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술분야의공백기술분야는고정밀도 Multilayer 중첩 Offset프린팅기술, 연속열처리기술, 상압플라즈마기반연속표면처리기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는상압플라즈마기반연속표면처리기술로나타남 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비기술분야는일본화학회사를중심으로연구개발이진행되고있고, 국내에는한국기계연구원을중심으로화학분야대기업, 대학교가연구개발을진행하고있는기술분야임 단일기술로개발이되기어려운기술이기때문에출연연및대학의기술을바탕으로향후대기업과의협력을통해사업화가진행되야할것으로판단됨 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은고정밀도 Multilayer 중첩 Offset프린팅기술, 연속열처리기술, 상압플라즈마기반연속표면처리기술을공공연구기관의기술을이전받거나공동은연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 특히소재기술과상압플라즈마기반연속표면처리기술은성균관대학교, 건국대학교등의대학과한국기계연구원이보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 80

89 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 Roll to Roll 분야주요연구개발기관 한국기계연구원인쇄전자연구실 ( 실장이택민책임연구원 ) - Gravure offset, Reverse offset 프린팅장비기술개발 - 고해상도 / 고중첩정밀도 Roll to Roll 장비기술개발 - 태양전지 / 플렉서블 TFT 등의응용분야에 Roll to Roll 공정적용시도 한국화학연구원그린화학소재연구본부 ( 본부장최영민책임연구원 ) - 플렉서블디스플레이, 태양전지, 플렉서블센서등에 Roll to Roll 공정기술적용 - Roll to Roll 가능한용액공정기반핵심소재기술개발 한국생산기술연구원 ( 강경태책임연구원 ) - 잉크젯프린팅핵심장비기술개발 - Roll to Roll 열처리장비기술개발 - 인쇄전자스마트패키징등프린팅핵심기술개발 UNIST 신소재공학과 ( 박장웅교수 ) - 고해상도잉크젯 E-jet 장비및공정기술개발 - 유연 / 신축성전자소자에 Roll to Roll 공정적용연구 - 웨어러블디바이스제작에 Roll to Roll 소재 / 소자 / 공정기술적용 서울대학교전기전자공학부 ( 홍용택교수 ) - 잉크젯기반유연 / 신축성디바이스연구 - 인쇄전자핵심기술연구 나래나노텍 - Roll to Roll Gravure offset, Reverse offset 장비개발 아바코 / 석원 - Roll to Roll Sputter 연속생산시스템장비개발 (2) 연구개발자원 정부지원프로그램 미래산업선도기술개발사업, 인쇄전자용초정밀연속생산시스템 ( 산업통상자원부 ) 81

90 기술개발테마현황분석 - 한국인쇄전자산업협회 (KoPEA) 중심의컨소시엄이 2012년부터지식경제부 R&D 전략기획단에서추진하고있는미래산업선도기술개발사업중 인쇄전자용초정밀연속생산시스템 사업을수행중에있고이를통해 Roll to Roll 공정과장비에대한핵심기술개발중 롤투롤등대면적 OLED 혁신공정을위한핵심요소기술개발예타추진 - 18년도디스플레이롤투롤혁신공정개발사업추진을위한예비타당성조사추진준비 ( 위 ) 구성및운영 (16년 2월 ~) - 그간의정부정책용역결과물들을활용한혁신공정 (R2R 등 ) 도입방안세부실행계획수립및필요 R&D 기술도출 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 중소기업벤처부등의정부부처를통한 Roll to Roll 장비기술개발과제지원중 중소기업대상시설및장비지원 국가나노팹연구인프라구축 - 전주나노팹, 광주나노팹을통해 Roll to Roll 공정기술개발을위한인프라구축및기업들의기술개발지원 - 전공정 Roll to Roll 연속생산시스템연구개발체계를갖춘국가지원센터구축필요함 인쇄전자기술개발센터 ( 한국기계연구원 ) - Roll to Roll 핵심장비구축및중소기업장비기술지원 한국인쇄전자산업협회 (KoPEA) - 인쇄전자산업협회에서는인쇄전자전문가인력풀을구축하고인쇄전자기술지원센터를통해중소기업애로기술지원 82

91 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 나. 연구개발인력 Roll to Roll 소재 / 소자 / 공정기술분야는한국기계연구원, 한국전자통신연구원, 한국화학연구원, 전자부품연구원에서주로연구개발을진행하고있음 [ Roll to Roll 소재 / 소자 / 공정분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한국기계연구원 이택민 실장 한국기계연구원 조정대 책임연구원 한국기계연구원 권신 선임연구원 한국기계연구원 강동우 선임연구원 한국생산기술연구원 강경태 센터장 한국생산기술연구원 강희석 책임연구원 한국생산기술연구원 이상호 책임연구원 한국화학연구원 이창진 본부장 한국화학연구원 최영민 본부장 한국기계연구원 윤성철 책임연구원 한국전자통신연구원 구재본 책임연구원 한국전자통신연구원 유인규 책임연구원 한국전자통신연구원 양용석 책임연구원 순천대 조규진 교수 성균관대 이후정 교수 부경대 신동윤 교수 부경대 이지열 교수 전자부품연구원 최주환 센터장 전자부품연구원 이범주 책임연구원 전자부품연구원 정학준 선임연구원 고려대 정재원 교수 공주대 김상호 교수 서울대 홍용택 교수 ( 사 ) 한국인쇄전자산업협회에서는 Roll to Roll 기술을포함하는인쇄전자전반적인기술에 대해국제표준화활동, 국내단체표준의지원뿐만아니라, 전문가인력풀을지원하고있음 특히인쇄전자기술지원센터를통해중소중견기업의애로기술해결을지원하고있음 83

92 기술개발테마현황분석 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 기술은크게소재, 소자, 장비, 공정기술 총네개의분류로구분가능함 기술이전이가능한기관은한국기계연구원, 한국전자통신연구원, 전자부품연구원, 한국화학연구원 등이있음 [ Roll to Roll 요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 고해상도 Reverse offset printing 장비기술 한국기계연구원 Roll to Roll 장비 고정밀도 Gravure offset printing 장비기술 한국기계연구원 Roll to Roll 열처리장비기술 한국생산기술연구원 Roll to Roll 프린팅을이용한 RFID 기술 순천대 Roll to Roll 소자 Roll to Roll 기반플렉서블 TFT 소자기술 한국전자통신연구원 Roll to Roll 기반로직회로기술 전자부품연구원 Roll to Roll 소재 Roll to Roll 공정용나노잉크소재기술 Roll to Roll 공정용투명전극소재기술 공주대 한국화학연구원 Roll to Roll 공정기반연속 OLED 조명제작기술 한국전자통신연구원 Roll to Roll 공정 Roll to Roll 기반플렉서블디스플레이제조기술 한국전자통신연구원 Roll to Roll 기반태양전지연속제작시스템기술 한국기계연구원 84

93 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ 고해상도 Reverse offset printing 장비기술 ] 분류 기술명 세부내용 고해상도 Reverse offset printing 장비기술 기술개요 본기술은 Roll to Roll 프린팅기술중가장고해상도구현이가능한 reverse offset printing 기술을가능하게하는장비기술로궁극적으로는 cliche 패턴의 해상도에의해프린팅해상도가결정되어 sub micron 까지도패터닝이가능함 기술이전목적및필요성 Roll to Roll 기반으로고집적 TFT를제작하기위해서는 short channel의배선 패터닝이 필요하고 이에 가장 적합한 Roll to Roll 방식이 reverse offset printing임 고해상도 Reverse offset printing 장비는 플렉서블 디스플레이, RFID, 태양전지, OLED 조명등의응용분야에서전극의형성에필요함 고해상도뿐만아니라고중첩정밀도를구비한장비개발이필요하며, 이를 구현한 Reverse offset printing 장비는활용도가증대되고있음 Sub micron 급초고해상도 Line & Space 패터닝가능 기술의특징및장점 5um 급중첩정밀도가능 Roll to Roll 연속열처리장치구비 잉크소모를최소화할수있는 Cliche 구조및장치구비 기술성숙도 (TRL) 단계 : 5 85

94 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비분야키워드클러스터링 ] 86

95 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 [ 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 Thin film 6~8 1. Roll-to-roll processed PEDOT:PSS thin films: application in flexible electrochromic devices 2. Thin film processing apparatuses for adjustable volume accommodation 3. Printing apparatus and method for forming thin film pattern using the printing apparatus 클러스터 02 Temperature Low 7~8 1. Amorphous InGaZnO thin-film transistors compatible with roll-to-roll fabrication at room temperature 2. POLYIMIDE RESINS FOR HIGH TEMPERATURE APPLICATIONS 3. Low-temperature roll-to-roll atmospheric atomic layer deposition of Al2O3 thin films 클러스터 03 Offset Printing 6~7 1. Development of a gravure offset printing system for the printing electrodes of flat panel display 2. OFFSET PRINTING FOR HIGH-SPEED CORRUGATION APPLICATIONS 3. APPARATUS AND METHOD FOR REVERSE OFFSET PRINTING 클러스터 04 Microporous Film 6~7 1. Reusable macroporous photonic crystal-based ethanol vapor detectors by doctor blade coating 2. MANUFACTURING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR MICROPOROUS PLASTIC FILM 3. APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING MICROPOROUS PLASTIC FILM ROLL 클러스터 05 adhesive film 7~8 1. High performance silver nanowire based transparent electrodes reinforced by EVA resin adhesive 2. Reliability study on adhesive interconnections in flex-to-flex printed electronics applications under environmental stresses 3. Adhesive-free aramid-polyester laminate, method of manufacturing the same and apparatus for manufacturing the same 클러스터 06 Carbon Film 5~7 1. A fully roll-to-roll gravure-printed carbon nanotube-based active matrix for multi-touch sensors 2. Integration of carbon-nanotube common-electrode in active-matrix electrophoretic plastic display 3. Carbon Laminated Enclosure 클러스터 07 Transfer Layer 7~9 1. COOPERATIVELY-CONTROLLED SURGICAL ROBOTIC SYSTEM WITH REDUNDANT FORCE SENSING 2. Glass film transfer apparatus 3. Roll-to-roll graphene transfer: Machine design and potential challenges 클러스터 08 Thermal Transfer 7~8 1. Large-area freestanding graphene paper for superior thermal management 2. THERMAL TRANSFER INK RIBBON FOR CARTRIDGE AND PRINTING APPARATUS 클러스터 09 elastic laminate 4~7 1. Elastic buckling analysis of webs transported through rollers with misalignment 2. Absorbent article process and apparatus for intermittently deactivating elastics in elastic laminates 87

96 기술개발테마현황분석 클러스터 10 flexible substrate 6~7 1. Direct imaging exposure equipment with high overlay accuracy for flexible substrate in roll-to-roll method 2. In-line Quality Control of Organic Thin Film Fabrication on Rigid and Flexible Substrates 3. FLEXIBLE SUBSTRATE FOR ROLL-TO-ROLL PROCESSING AND METHOD OF MANUFACTURING 88

97 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 Roll to Roll 인쇄롤 Roll to Roll 박막장비 Roll to Roll 패턴장비 Roll to Roll 전후공정 Roll to Roll 소재기술 장치및공정기술 Load/Unload 기술기판이송가이드기술블랑켓 / 클리세기술저온 PVD 박막증착기술유무기 Multilayer 박막증착기술미세패턴형성기술중첩정밀도향상기술열처리기술플라즈마전처리기술화학적전처리기술잉크소재기술그라비어인쇄롤드럼기술유연기판이송, 가압, 고정기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 특허분석, 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 온도 ( 가열 / 냉각 ) 제어장치기술 특허 / 논문클러스터링 89

98 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업적합성 (10) 을고려하여평가 [ 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 Roll to Roll 인쇄롤 Load/Unload 기술 블랑켓 / 클리세기술 유연기판을감고풀수있는기판롤링시스템기술 Offset 인쇄시패턴할인쇄형상을갖고있는클리세및인쇄매개전달체블랑켓소재및가공기술 Roll to Roll 박막장비 유무기 Multilayer 박막증착기술 디바이스의보호패시베이션을위해유 / 무기박막을교대로적층하여형성할수있는기술 Roll to Roll 패턴장비 미세패턴형성기술 중첩정밀도향상기술 Roll to Roll 그라비어옵셋이나리버스옵셋프린팅으로미세패턴형성기술 Roll to Roll 다층인쇄시중첩정밀도향상을위한기구부오차저감및어라인정밀도향상기술 Roll to Roll 전후공정 열처리기술 화학적전처리기술 인쇄패턴형성후저온에서 Roll to Roll 상태이송중열처리하여패턴을굳히는기술 ( 열, 레이저, 마이크로웨이브전자파, 광펄스 ) 대면적고속 Roll to Roll 공정전에화학적소수성표면처리하는기술 Roll to Roll 소재 잉크소재기술 전도성잉크, 컬러필터, 고분자등의디스플레이소재로서점도, 표면장력등인쇄공정에최적화된소재 90

99 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 나. Roll to Roll 장비기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 91

100 기술개발테마현황분석 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ Roll to Roll 장비분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 Roll to Roll 인쇄롤 Load/Unload 기술 기판 Rolling 시스템기술 대면적플렉서블공정폭 > 1200 mm, PI Film 두께 < 30μm 대면적플렉서블공정폭 > 1300 mm, PI Film 두께 < 20μm 대면적플렉서블공정폭 > 1500 mm, PI Film 두께 < 10μm 대면적플렉서블공정폭 > 1500 mm, PI Film 두께 < 10μm 블랑켓 / 클리세기술 그라비아정밀제판 / 클리세미세패턴 정밀제판 < 20μm, 클리세선폭 < 3μm 정밀제판 < 15μm, 클리세선폭 < 2μm 정밀제판 < 10μm, 클리세선폭 < 1μm 정밀제판 < 10μm, 클리세선폭 < 1μm Roll to Roll 박막장비 유무기 Multilayer 박막증착기술 대면적유무기 Mutilayer 패시베이션박막증착, 산소 / 수분투과도, 균일도 < 10-4 g/m2day, 균일도 < 10% < 10-5 g/m2day, 균일도 < 7% < 10-6 g/m2day, 균일도 < 5% < 10-6 g/m2day, 균일도 < 5% Roll to Roll 패턴장비 미세패턴형성기술 Gravure Offset 프린팅해상도 < 10μm < 5μm < 3μm < 3μm 중첩정밀도향상기술 Offset 프린팅중첩정밀도 < 8μm < 5μm < 3μm < 3μm Roll to Roll 전후공정 열처리기술 화학적전처리기술 Roll to Roll 연속열처리 정밀스캔및소수성화 공정온도 < 200 C 접촉각 > 70 도 (water) 공정온도 < 180 C 접촉각 > 75 도 (water) 공정온도 < 150 C 접촉각 > 80 도 (water) 공정온도 < 150 C 접촉각 > 80 도 (water) Roll to Roll 소재 잉크소재기술 도체잉크반도체잉크 15μΩcm 1cm2/Vs 10μΩcm 3cm2/Vs 5μΩcm 5cm2/Vs 5μΩcm 5cm2/Vs 92

101 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 라. 핵심요소기술심층분석 롤기판핸들링 기술개발 필요성 대면적플렉서블공정을위한광폭 / 박형롤기판핸들링기술로서유연기판을감고풀수있는기판롤링시스템기술이개발이필요함 기술개발전략 인쇄무늬와엠보무늬를일치시킴에있어서인쇄되는무늬와엠보싱무늬을동조기술등이필요함 롤러와기판을밀착시키는방법에대한기술 No 명칭 출원인 1 코팅면비접촉유연기판증착코팅장치및코팅면비접촉유연기판증착코팅방법 석원 2 롤-투-롤박막증착을위한유연한웹기재의한쪽측면과접촉하는기재이동메커니즘 로터스어플라이드테크놀로지 관련특허현황 3 롤투롤기반의다층적층방법제주대학교 4 롤투롤인쇄장치피엔티 롤투롤로터리스크린인쇄장치및그를이용한 5 유기태양전지제조방법 6 연성기판처리장치 코오롱인더스트리 엘지디스플레이, 인베니아 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 삼성전자, 엘지디스플레이, 인베니아, 피엔티, 코오롱인더스트리, 가온테크, 덕유, 석원, 토바 해외 : 로터스어플라이드테크놀로지, 캐논나노테크놀로지즈, 에이에스엠엘, 스크린홀딩스 93

102 기술개발테마현황분석 미세패턴가공 기술개발 필요성 그라비아정밀제판 / 클리세의미세패턴가공기술 Offset 인쇄시패턴할인쇄형상을갖고있는클리세및인쇄매개전달체블랑켓 소재및가공기술의개발이필요함 금속범프형성을통하여고종횡비를가지는미세패턴을형성하는전략 기술개발전략 음각부와양각부의패턴라인의깊이와선폭을제한하는개발전략 인쇄층에접착력을조절하는블랭킷개발전략 No 명칭출원인 1 롤투롤인쇄전자공정기술을이용한미세패턴형성장치 및제조방법 한밭대학교 2 롤투롤인쇄장치피엔티 관련특허현황 3 미세패턴의형성방법및리버스오프셋인쇄용클리쉐네패스 4 오프셋인쇄용클리쉐및이의제조방법엘지화학 5 6 오프셋인쇄용블랭킷및이를이용하여형성된미세패턴도금프로세스를이용한그라비어미세선폭가공방법및이에의해미세패턴이형성된그라비어인쇄제판롤 엘지화학 융덕산업 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 피엔티, 엘지화학, 네패스, 융덕산업, 삼성전자, 성안기계, 동우화인캠, 태창엔지니어링 해외 : TOPPAN PRINTING, SCREEN HOLDINGS, DAINIPPON PRINTING, Uni-Pixel Displays, 94

103 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 멀티패시베이션박막 기술개발 필요성 유연성가지는디바이스의보호및패시베이션을위해유 / 무기박막을교대로 적층하여형성할수있는고균일도유무기멀티패시베이션박막이필요함 이온성고분자물질을포함하는유무기하이브리드수분차단막개발 기술개발전략 유무기복합에폭시수지와 필요함 열경화성개시제구성되는봉지재조성물개발전략이 유무기복합코팅층에실란화합물을코팅기술 No 명칭출원인 1 유 - 무기박막증착장치및유 - 무기박막증착방법넥서스비 관련특허현황 2 유무기복합소재의박막기판및이의제조방법 유니드 3 이온성고분자물질을포함하는유무기하이브리드페로브스카이트광전변환소자용수분차단막, 이를포함하는광 한국과학기술연구원 전변환소자및이의제조방법 4 발광다이오드소자용봉지재조성물 코오롱인더스트리 5 유무기하이브리드베리어필름및그제조방법 한국생산기술연구 원 6 보호막으로서유용한유 - 무기복합체수지조성물동진쎄미켐 7 디스플레이용광학투명복합필름및이의제조방법아이콤포넌트 적용가능분야 OLED 수분차단막 관련기업 국내 : 넥서스비, 유니드, 코오롱, 동진세미켐, 아이컴포넌트, 엘지화학, 삼성전자 해외 : SEKISUI CHEM, APPLIED MATERIALS, Shanghai Tianma AM-OLED, 95

104 기술개발테마현황분석 고해상도 Offset 프린팅 기술개발 필요성 고종횡비 (aspect ratio) 의미세패턴을갖는인쇄판을제작하기위한고해상도 Gravure Offset/Reverse Offset 프린팅이필요 정밀한얼라인마크를이용하여고해상도 Offset 프린팅이가능하게하는개발전략 기술개발전략 유연성클리셰를이용하여, 유연성클리셰에형성된패턴을이용하여블랭킷롤의 잉크를패터닝하는기술 No 명칭출원인 1 롤투롤리버스옵셋인쇄장치및이의얼라인방법한국기계연구원 2 그라비어오프셋인쇄방법, 그라비어오프셋인쇄장치 및그라비어판 디아이씨 ( 일 ) 관련특허현황 3 리버스오프셋프린팅용클리세제조방법 엠엠테크 4 그라비아옵셋인쇄장치의롤을상하방향이송하는장치 플렉스피이 5 롤투롤인쇄전자공정기술을이용한미세패턴형성장치및제조방법 한밭대학교 6 롤투롤인쇄장치피엔티 7 미세패턴의형성방법및리버스오프셋인쇄용클리쉐네패스 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 피엔티, 엘지화학, 네패스, 융덕산업, 삼성전자, 성안기계, 동우화인캠, 태창엔지니어링, 엠엠테크, 플렉스피이 해외 : 디아이씨, TOPPAN PRINTING, SCREEN HOLDINGS, DAINIPPON PRINTING, Uni-Pixel Displays 96

105 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 고정밀도 Multilayer 중첩 Offset 프린팅 기술개발 필요성 고정밀도 Multilayer 중첩 Gravure Offset/Reverse Offset 프린팅정밀도향상을위한해서는기구부의오차를저감하고, 어라인정밀도를향상시키는기술이필요함 기술개발전략 그라비어오프셋인쇄유닛에의한다색중첩인쇄기술 실시간위치조정이가능한인쇄전자윤전인쇄의정밀중첩인쇄기술 No 명칭출원인 1 롤투롤리버스옵셋인쇄장치및이의얼라인방법한국기계연구원 관련특허현황 2 3 지폐위변조방지인쇄효과를위한그라비어오프셋인쇄유닛에의한다색중첩인쇄방법실시간위치조정이가능한인쇄전자윤전인쇄의정밀중첩인쇄방법 한국기계연구원한국기계연구원 4 5 매우평활하고재이용가능한인쇄가능시트및그제조방법실시간위치조정이가능한인쇄전자윤전인쇄의정밀중첩인쇄방법 ARJO WIGGINS FINE PAPERS 한국기계연구원 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 피엔티, 엘지화학, 네패스, 융덕산업, 삼성전자, 성안기계, 동우화인캠, 태창엔지니어링, 엠엠테크, 플렉스피이 해외 : 디아이씨, TOPPAN PRINTING, SCREEN HOLDINGS, DAINIPPON PRINTING, Uni-Pixel Displays 97

106 기술개발테마현황분석 열처리기술 기술개발 필요성 대면적 / 고효율 /High Throughput 연속열처리 인쇄패턴형성후저온에서 Roll to Roll 상태이송중열처리하여패턴을굳히는기술 ( 열, 레이저, 마이크로웨이브전자파, 광펄스 ) 기술개발전략 기판의종류에상관없이열처리를할수있게하는장치기술 인라인방식의소재에따른적절한열처리소스를이용해증착하는기술 No 명칭 출원인 1 롤투롤 IR-IPL 열처리장치를구비하는인쇄장치및방법 한국기계연구원 2 인라인방식의열증착장치 에스에프에이 관련특허현황 3 롤투롤기판제조장치삼성전기 4 필름열처리장치김태형 5 열처리장치및열처리방법 스크린홀딩스 6 IR히터를이용한연속적 ITO필름열처리방법 브이티에스 7 수지필름의열처리방법, 그것을이용한도금적층체제조방법및그열처리장치 SUMITOMO METAL MINING 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 에스에프에이, 삼성전기, 파루, 엘지이노텍 해외 : 스크린홀딩스, SUMITOMO METAL MINING 98

107 디스플레이기능성필름제작을위한 Roll to Roll 장비 상압플라즈마기반연속표면처리 기술개발 필요성 상압플라즈마기반연속표면처리를위해 Roll to Roll 공정전에화학적소수성표면처리하는기술 기술개발전략 트리트먼트캐소드를포함하는기술 열기반표면처리장치로인한주름을줄이는기술 No 명칭출원인 관련특허현황 1 표면처리장치와롤투롤스퍼트시스템및금속증착방법 에이티 2 수지필름의표면처리방법및이것을포함한동박적층판제조방법 SUMITOMO METAL MINING 3 장척수지필름의표면처리장치 SUMITOMO METAL MINING 4 코어어댑터및이것을가지는감는장치및상기장치를구비한롤투롤표면처리장치 SUMITOMO METAL MINING 5 주름늘려롤과주름늘려방법및표면처리장치와표면처리방법 SUMITOMO METAL MINING 6 표면처리방법및그것을이용한금속화수지필름제조방법 SUMITOMO METAL MINING 7 FujiFilm Method and apparatus for plasma surface Manufacturing treatment of a moving substrate Europe 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 에이티, 토바, 가온테크 해외 : SUMITOMO METAL MINING, FujiFilm Manufacturing Europe 99

108 배선금속도체 / 투명전도성도체 / 반도체 / 유전체잉크소재 기술개발 필요성 전도성잉크, 컬러필터, 고분자등의디스플레이소재로서점도, 표면장력등인쇄공정에최적화된소재가필요함 기술개발전략 투명도전막측의헤이즈를저감시키는기술전략 전기전도성나노오브젝트들을포함하는잉크를도포하는기술 매트릭스폴리머와전도성입자를조합하는기술 관련특허현황 No 명칭 출원인 1 패터닝된투명전도성필름을제조하는방법및투명전도성필름 BASF 2 투명한압력감지필름조성물 롬앤드하스일렉트로닉머트어리얼즈 3 전도성반사방지성필름 맥더미드오토타입리미티드 4 은나노와이어와투명나노클레이가내장된투명, 고내열, 고전도성폴리이미드기판및이를이용한유연투명전극필름제조 한국과학기술원 5 광동어글레이어탄소나노튜브-폴리머층상복합투명플렉서블전극및압토일렉트라닉그제조방법머티어리얼즈 6 융합네트워크를갖는투명전도성필름의형성을위한금속나노와이어잉크 시쓰리나노인크 7 투명도전막의제조방법, 스퍼터링장치및스퍼터링타겟 아루박 8 분산안정성이우수한탄소나노튜브-금속나노와이어복합체잉크의제조방법, 이에의하여제조된탄소나노튜브- 금속나노와이어복합체잉크및이를이용하여제조한박 다산 막 9 디스플레이용투명전극필름제조방법및디스플레이용투명전극필름 잉크테크 10 표면처리된투명전도성고분자박막의제조방법및이를이용하여제조한투명전극 엘지화학 적용가능분야 박막형태양전지, 대면적플렉시블디스플레이 관련기업 국내 : 다우글로벌테크놀로지, 다산, 잉크테크, 엘지화학 해외 : BASF, 롬앤드하스일렉트로닉머트어리얼즈, 맥더미드오토타입리미티드, 광동어글레이어압토일렉트라닉머티어리얼즈, 시쓰리나노, 아루박

109 기술개발테마현황분석 웨어러블디스플레이

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111 웨어러블디스플레이 정의및범위 일상적으로몸에부착가능한형태로설계된웨어러블디스플레이는안경이나시계와같이신체에착용가능한액서세리형, 직물형태로의류와같은의류일체형디스플레이및이와연관된디스플레이패널 / 부품 / 소재로정의함 Hands-free 디스플레이를위한초소형고해상도패널, 광학계, 광원, 비구면렌즈, 구동회로부품, 증강현실구현을위한부품, 영상융합시스템, 사용자편의를위한 UI/UX 기술과 E-textile 웨어러블디스플레이를위한전자섬유신축성전극및소자, fiber electronics 전자소자및배터리기술등을범위에포함함정부지원정책 2013년 10대기술로신체부착형웨어러블디바이스의일종인스마트워치를선정, 웨어러블제품관련벤처투자및소비자의관심이증대되는사회적관심폭증 (MIT Technology Review) 13대미래성장동력중하나로착용형스마트디바이스분야가지정. 발표 ( ) K-ICT 전략 ( ) 에서창조경제실현을위한 9대전략산업으로 스마트디바이스 를선정하고글로벌스타기업육성지원 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 세계최고패널기술 차세대디스플레이개발역량축적 글로벌세트기업존재기회 (Opportunity) 수요산업의고부가가치화 타산업과의융합가속화, 신규시장창출가능 신규시장창출가능 약점 (Weakness) 장비 / 소재기업규모영세및기술력 cnldir 차별화된정책지원부족 미래준비인프라등전략부재위협 (Threat) 기술경쟁국의급성장으로인한기술격차 인력유출심각 산업규제심화 중소기업의시장대응전략 측정모듈기술, 이미지센서기술, 고화질디스플레이및 AR 실현웨어러블글라스 / 렌즈기술개발등의적극적인 R&D 필요 하드웨어기능강화뿐만아니라 UI/UX, 응용서비스등소프트웨어측면의성능향상추진

112 핵심요소기술로드맵

113 기술개발테마현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 웨어러블디바이스는어떤특정형태의단말기를지칭하기보다일상적으로몸에걸치고다닐수있는형태로설계된모든정보기기를총칭하며, 안경형태나시계형태등신체에착용되는디스플레이와직물형태로의류와융합하여제작된 E-textile 디스플레이및이와관련된디스플레이패널 / 부품 / 소재로정의됨 웨어러블디스플레이의대표적인제품으로는웨어러블 watch, 웨어러블 glass, 웨어러블 VR 기기, 웨어러블스마트셔츠등으로분류가가능함 [ 웨어러블디스플레이제품, LGD 블로그 ] 구글글래스로대표되는글래스타입디바이스, 스마트워치, 오큘러스VR 같은가상현실체험을위한 HMD (Head Mounted Display), 그리고운동기록과헬스케어를도와주는핏빗 (Fitbit) 같은밴드형제품까지웨어러블디바이스가현재출시되었고, 이런제품에웨어러블디스플레이가장착됨 E-textile 웨어러블디스플레이의경우각종센서들이내재된웨어러블스마트셔츠와더불어발광할수있는소자와구동소자를섬유에융합한웨어러블스마트셔츠로개발되고있음 웨어러블디바이스는유비쿼터스컴퓨팅을구현할수있는최적의형태라, 사용자가거부감없이항시착용하며사용하는것으로, 언제어느곳에서나사용할수있는기기로사용자와밀접하여다양한서비스를실시간으로제공할수있음 언제어느곳에서나 ( 항시성 ), 쉽고편리하게사용할수있고 ( 편의성 ), 착용하여사용하기에용이하며 ( 착용감 ), 안전하고보기좋은 ( 안정성 / 사회성 ) 특성을가져야함 105

114 기술개발테마현황분석 웨어러블디바이스의연구는모바일컴퓨팅분야와중복되는경우가많으나, 웨어러블디바이스의 경우착용이라는특성때문에착용감을증진하기위한하드웨어플렛폼이신체의특성을 반영해야하며, 웨어러블환경에특화된사용자인터페이스기술개발이필수적임 초기웨어러블디바이스의경우크기가상당한컴퓨터를옷또는몸에부착가능한크기의모듈로분해하여신체의여러장소에분산하는형태로구현되는경우가많았음 분해된모듈은기능에따라시계형태로사용하는손목부착형, 안경형태로착용하는얼굴착용형, 박스형태로허리에부착하거나등에메는형식등다양한형태로구현됨 다수의모듈로분해하여분산배치하였음에도불구하고각모듈의부피와무게는착용시편리함을확보하지못하는경우가많았으나, 최근기술발전에따라소형으로예전수준의 PC 성능을구현할수있게됨에따라웨어러블디바이스발전에탄력을받고있는추세임 수년전부터웨어러블디바이스는선풍적인인기를끌며스마트폰이후각광받을단말로 예상되어왔으나, 아직까지내세울만한대표제품이부재한상태임하지만시기의문제일뿐 가까운미래에새로운디바이스가출현해사람들에게많이사용될것으로기대됨 웨어러블디바이스는소비자의요구가높은건강관리및피트니스시장확대를시작으로 네비게이션, 상거래, 미디어등다양한분야에서 5-10 년내생활전반을빠르게변화시킬 것으로전망됨 초기시장은피트니스밴드등저가제품을중심으로시장이형성될것이나향후스마트 워치, 스마트글래스등의고가제품으로시장이확대될전망 106

115 웨어러블디스플레이 나. 범위 (1) 제품분류관점 웨어러블디바이스는형태혹은착용상태에따라액서세리형, 직물 / 의류일체형, 신체부착형등으로분류되며궁극적으로생체이식형방향으로발전해나갈전망임 웨어러블디바이스는장시간사용이가능한저전력기술, 착용감을향상할수있는초소형, 유연 신축전자기술등의개발이요구되고있음 액서세리형웨어러블디바이스는스마트폰의기능을분담하는형태가아닌추가적인기능을수행하는독자적인기기로발전해나갈전망임 안경, 시계등과같이착용형으로초소형 / 저전력시스템이필요하며인체공학적디자인을통해착용감한계극복이필요함 상시착용을통해 24시간동안사용자와접촉이가능하고사용자의움직임을파악할수있어스마트폰으로불가능한기능을수행가능할것으로예측됨 Glass-type ( 구글안경 ), Wrist-watch type( 아이와치 ) 등웨어러블컴퓨터및스마트모바일기기와연동되어융합형시장창출가능할것으로전망됨 HMD (Head Mounted Display) 는다수의기업에서이미시제품을선보인제품으로 웨어러블디스플레이의단기상용화제품이될가능성이높음 의복형웨어러블디바이스는전도성섬유, 직물센서등새로운소재기술의발전에따라 실제착용하는의복에전자기판을구현하여하나의컴퓨터로만드는시도가활발히 이루어지고있음 직물의류일체형웨어러블디바이스 (E-textile) 는직물형태에집적된디스플레이시스템 구현을위해전도성 기능성섬유, 유연한직물회로보드등의핵심요소기술이선행되어야 하며, 이를통해향후신시장창출이가능할것으로보임 신체부착형웨어러블디바이스는피부와디바이스를일체시키는것을컨셉으로하며, 스킨패치와같은피부부착형디스플레이시스템, 유연한고분자회로보드등의핵심기술개발이필요함 인간친화형신시장및각종센서연동하여새로운지능형서비스시장개척이가능할것으로전망됨 생체이식형웨어러블디바이스는이식형혈류측정센서, 생체이식형압력센서, 칩이식형 혈당센서등의료기기분야에적용이가능하나신축성, 유연성, 인체무해성, 양산기술등의 문제점으로인해개발이가속화되지않고있음 107

116 기술개발테마현황분석 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류주요제품 웨어러블디스플레이 액세서리형직물 / 의류일체형신체부착형생체이식형 스마트안경, 스마트와치 직물센서, 스마트웨어, 의류일체형컴퓨터 스킨패치형센서및장치 이식형센서및장치 (2) 공급망관점 웨어러블디바이스의기능적메커니즘은웨어러블디바이스를착용한사용자의신체변화정보 ( 움직임, 생체신호등 ) 와사용자주위를둘러싼환경정보 ( 온도, 습도등 ) 를사용자에게제공또는주변의 IoT(Internet of Thing) 에명령을통해전달되어적절한행동의서비스가이루어지는것이며, 이는많은주요기술 ( 센서, 통신등 ) 의밀접한연결이필요함 미래지능형산업, 초연결시대를열어갈최첨단소자로서제조, 환경, 모바일, 의료 헬스케어, 자동차, 우주, 항공, 군수등다양한응용산업에적용 이에, 소형전자기기에탑재되는고용량고효율소형배터리기술, 블루투스등과같이단거리의한계를극복하는광대역통신기술, 장시간착용에따른부품의저발열 저전력 소형화를이룰수있는부품소형화 저전력화기술, 인체의곡선이나의류에쉽게부착될수있는플렉서블 종이형태화기술, 생체신호및환경오염등을센싱하는스마트센서기술등이필요함 108

117 웨어러블디스플레이 전략제품공급망관점세부기술 웨어러블디스플레이기술 전원부 송수신부 운영체제 센서 인터페이스 [ 공급망관점기술범위 ] 배터리의충전용량을늘려웨이러블디바이스의사용시간을늘릴수있는대용량배터리기술. 얇으면서도대용량의배터리를개발하여디자인자유도와완성도향상 한번충전으로장시간을사용할수있는저소비전력기술을위한디스플레이, 센서, 통신모듈등각부품의저전력화 웨어러블디바이스의정보를확인하기위해서는실시간무선통신연결이필요 웨어러블디바이스특성상적은소비전력및공간의제약으로인해블루투스등을활용하여스마트폰등의단말과동반되어사용해야하며, 이러한불편함때문에이용을저하시켰지만최근자체통신기능을내장함으로서독립적인전자기기로발전함 주요기술들의효율적연동 동작과응용서비스개발을손쉽게제작하고, 확산하기위한보안강화된저전력운영체제및 SDK(Software Development Kit) 가필요함 타이젠 ( 삼성전자기어S), 안드로이드 (LG전자 G워치R), ios (apple 애플워치 ) 의운영체제등이개발 생체정보인식, 환자상태실시간센싱, 동작센싱등의정보를유무선통신기능을통하여전달하고분석하여서비스에활용하는데사용되는관련센서 가속도센서, 온도센서, 음향센서, 이미징센서, 심장박동센서, 맥박센서, 혈당센서등 초기사각형의프레임과딱딱한소재의디스플레이로제작된웨어러블디바이스는착용감과심미적인디자인요소를감소시켜일상생활에서자유로운착용을방해함 현재디스플레이는원형프레임과커브드화면까지진화됨 원형프레임을사용함으로써기존의시계와비슷하여생활속에서패션시계처럼착용가능하며, 커브드화면은손목의편안한착용감을제공하는동시에화면의크기를넓혀더욱많은정보를즉시확인할수있기때문에기존의딱딱한사각플레임의착용감과좁은화면의단점을보완함 웨어러블디바이스는동전보다조금큰정도의화면크기여서입력자판을표시하기에답답하고타이핑을하기에도쉽지않으므로키보드없이도음성으로쉽고빠르게검색, 전화걸기, 문자보내기, 메모입력등을할수있는기술의적용이필요함 109

118 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 디스플레이산업은원재료와부품, 장비를공급받아라인에서가공및조립하는시스템산업으로서자본력있는대기업이라인설비투자를하고, 중소기업들이장비와부품 소재를조달하는수직적분업구조로이루어져있어후방산업의경쟁력이디스플레이의품질과경쟁력을좌우함 2000년대에접어들어 IT 기술이비약적으로발전하고다양한개인서비스가확산되면서노트북, 아이패드, 스마트폰등개인컴퓨팅장치보편화로산업규모가성장함 웨어러블디스플레이산업분야는컴퓨터의소형화, 내재화, 편재화에따라기계중심에서인간중심컴퓨팅으로변화하는환경에대응할수있는방안을제공할것으로보임 사용자중심의 IT환경제공을통해기존정보화로부터소외된계층의정보격차를해소시킬수있는인간친화적인기술패러다임을제시할것으로전망됨 편리하고안전한사회, 삶의질과인간능력의향상 (QoLT) 등미래사회의변화요구에조기대응이가능함 웨어러블디스플레이산업분야는편의성, 휴대성, 이동성의제약이있는현재컴퓨터기술의한계를극복할수있는유망산업분야임 휴대형플랫폼, 차세대 UI등에서 IPR 확보를통한차별적경쟁우위를확보함으로써컴퓨터산업의새로운가치창출과함께지속적인성장유지가가능한산업임 110

119 웨어러블디스플레이 (2) 산업의구조 웨어러블디스플레이의적용이가능한전방산업으로는시계 / 안경을포함한액세서리산업, 의료기기산업, BT/NT 산업, 소형가전산업, 패션산업등이있음 웨어러블디스플레이의부품소재시장인후방산업은섬유 / 의류산업, 플레서블디스플레이 산업, OLED 디스플레이, 투명디스플레이, 소프트웨어산업등으로구분이가능함 웨어러블디바이스시장의개발및상용화는디스플레이, 센서, 소프트웨어, 통신, 프로세서, 기계, 섬유등다양한유관기술과연동이필요해, 사업자간의생태계조성이이루어져야 시장성장이가능할것으로보임 [ 웨어러블디스플레이기술분야산업구조 ] 후방산업웨어러블디스플레이전방산업 섬유 / 의류산업플렉서블디스플레이 OLED 디스플레이소프트웨어산업 액세서리형웨어러블직물의류일체형웨어러블신체부착형웨어러블 HMD 웨어러블 액세서리산업의료기기 BT/NT 산업소형가전패션산업 111

120 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 [ 웨어러블디스플레이기술분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 5,500 7,100 1,000 15,200 18,100 23, * 출처 : IHS Technology(2014.4) 재구성 웨어러블디바이스시장은대량생산과낮은수익기회시장일수있으며, 파편화된 제품시장에또다른가치추가가필수적임 신체부위별웨어러블기기중가장많은것은피트니스밴드 ( 팔찌형 ) 형제품이며, 이들대부분은운동량측정에중점을두고있음 첨단기능이탑재된고성능스마트와치가아닌단순센싱기능만있는저가형피트니스밴드시장은중국업체가세로레드오션에진입함 무선통신기술발달로스포츠, 비즈니스등다양한용도의웨어러블기기판매증가 특히실시간으로건강상태를모니터링할수있으며운동성취도등을확인할수있는피트니스관련웨어러블제품이현지소비자들에게각광받고있음 또한이동중에간단한업무를처리할수있으며, 감각적인디자인으로만들어진스마트워치도젊은직장인등을대상으로인기를얻고있음 웨어러블디스플레이는기판의형태에따라 rigid, flexible, stretchable 디스플레이로구분할 수있음디스플레이적용률을보면, 2014 년매출액기준 rigid 디스플레이가 70% 이상, flexible 디스플레이는약 26% 차지함 2023 년에는 rigid 디스플레이가약 10% 까지하락하고 stretchable 디스플레이가약 30%, flexible 디스플레이가약 50% 까지상승하면서웨어러블디스플레이시장을주도할것으로 예상됨 현재웨어러블시장은스마트워치와피트니스밴드가주도중이지만, 이들의성장세는점차 느려지면서전체웨어러블시장의 75% 점유율에서 2021 년까지 50% 점유율수준으로 떨어질것으로보임이러한틈을스마트안경이파고들것으로전망됨 112

121 웨어러블디스플레이 주니퍼리서치는 2016년약 3억2700만달러규모인스마트안경시장규모가 2020년 90억달러까지성장할것으로전망함스마트안경은앞으로 5년간소비자웨어러블시장에서가장높은성장을보여줄품목으로선정됨이런성장세에힘입어스마트안경은 2021년까지전체웨어러블기기시장의 11% 를점유할것으로예측됨 글로벌시장조사업체스트래티지애널리틱스 (SA) 에따르면, 스마트안경은 2022 년까지스마트워치 다음으로큰시장이될것으로전망함이시장은 10 억명이상의안경착용자중 5~10% 만 대체해도수천만시장을형성할수있음 디스플레이기술적용에따른웨어러블전자기기의글로벌매출액은 년까지 10억달러 이상을기록할것으로예상됨이후 2021년을기점으로 flexible 및 stretchable 디스플레이 기술의적용과함께 20억달러이상의매출액을 기록하면서 2021년에는 231억달러의 대규모시장이형성될것으로예상됨 113

122 기술개발테마현황분석 (2) 국내시장 국내웨어러블디바이스기술개발은액세서리또는직물기반의플랫폼연구위주로진행되어왔으며최근신체부착이가능한패치형시스템개발도시도되고있음 단말개발및상용화능력은세계최고수준으로액세서리형태의플랫폼에서는경쟁력확보가용이하나, 직물및패치형태의플랫폼에서는핵심원천기술확보가미흡한상황임 국내업체들의대형평면디스플레이에대한기술력및경쟁력은매우높으며, 필름형햅틱장치를이용한사용자인터페이스및시촉각융합디스플레이기술개발을진행하고있으나소재등에대한해외의존도가높음 [ 웨어러블디스플레이기술분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 세계시장 2,663 2,998 3,368 3,784 4,242 4, * 자료 : Data obtained through primary and secondary research with our partner firms and the following URLs datagroup.asia, lucintel.com, berginsight.com, strategicmarketingassociates.com, futurehorizons.com, strategyr.com, zeefer.org, euromonitor.com, marketsandmarkets.com 114

123 웨어러블디스플레이 (3) 무역현황 무역현황은 OLED 디스플레이 의무역현황으로살펴보았으며, 수출량이급격히늘어나고있는추세임 최근 5년 ( 12~ 16년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 12.34% 로증가하였으며, 수입금액은 10.39% 로증가한것으로나타남 무역특화지수는 12 년 (-0.32) 부터 16 년 (0.4) 까지증가한것으로나타나점차수출특화 상태로국내기업의수출량이증가하고있는것으로나타났으며, 국내의웨어러블 디스플레이제품관련해해외시장진출이활발하게이루어지고있는것으로분석 [ 디스플레이관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 5,599,065 7,254,932 7,289,457 8,193,349 9,201, 수입금액 2,855,841 3,857,866 3,124,944 3,437,438 3,781, 무역수지 2,743,224 3,397,066 4,164,513 4,755,911 5,419,950 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 115

124 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 액세서리형웨어러블디바이스는휴대폰기능, 운동측정기능, 헬스케어등을지원하며시계, 안경, 반지, 모자, 밴드등다양한제품이출시되고있는추세. 피트니스밴드 ( 팔찌형 ) 는이미 레드오션화됨에따라최첨단기술접목등을통한차별화를추진. 의류형웨어러블디바이스는스마트섬유, 라이프셔츠등고기능섬유및미래형융복합 섬유에대한관심이높지만기술력및생산기반이선진국대비취약. 미국과일본은듀퐁, 도레이, 데이진, 도요보등주요기업을중심으로원천기술력을보유하여 세계시장을선도하고있으며, 유럽은 ICT 분야와융복합을위한첨단전자섬유와메디칼 섬유등의원천기술확보에주력하고있고, 스마트섬유및스마트의류등기술을확보. 신체부착형웨어러블디바이스는주로피부에부착할수있는형태와안구에부착하는콘택트렌즈형태를중심으로다양한연구가진행. 신체에부착하여지속적인사용을위하여신체의특성을고려한유연 / 신축전자회로기술, 장기간생체에문제없이부착하기위한생체친화형소재및탈부착기술, 전원공급기술이필요. 확장지능형디스플레이기술의경우, 해외에는다축접이식디스플레이기술은컨셉디자인만발표된상태이며, 접이식디스플레이기술의경우대학및연구소를중심으로신축성 / 접이식 OLED 소자에대한연구논문이보고 (Inventables, UCLA). 국내에는삼성전자의 2개패널을이용한 1축접이식디스플레이와삼성디스플레이의플렉시블 AMOLED 시제품이있음 섬유일체형정보표시소자기술의경우, 해외에는직물에무기발광다이오드를삽입하여패션및의료용으로개발된제품이발표되었으며 ( 필립스 ), 섬유일체형기술은대학을중심으로단위 TFT연구논문이보고되고있으나, 발광소자연구는미미한실정. 국내에는코오롱스포츠의전도성섬유와광성유를이용한발열 / 발광스마트재킷제품 (HeaTex) 이있음 신체부착형정보표시소자기술의경우, 해외에는회사시제품형태의기술이아직보고된바없으며, 대학을중심으로신축성유기발광단위소자또는신축성무기발광다이오드어레이관련연구논문이보고 (UCLA, 동경대, UIUC). 국내에는회사시제품형태의기술은아직없으며, 신축성무기발광다이오드어레이및전극구현을위해대학을중심으로연구논문이보고. 신체이식형정보표시소자기술의경우, 해외에는대학을중심으로무기발광다이오드 어레이의바이오응용관련연구논문이보고 (UIUC), 국내에는삽입형전극을제외한 광전자소자의이식형연구는거의전무한상태. 116

125 웨어러블디스플레이 (2) 기술환경분석 신정부의중점키워드인창조경제는 ICT 의역할이크며, 이중웨어러블디바이스와관련된 분야는창조경제를이끌어갈미래동력으로각광받는중임이와관련하여웨어러블 디바이스와관련된정책적지원이증가될전망임 개인정보보호, 안전등을위한규제 제도마련으로안정적인시장조성조건이미확보됨초기시장진입을위한정책보다는향후시장선점을위해역량의저변을확장해나가는방향의중장기정책수립이필요하나이러한정책이미비한실정임기술선도국 선도기업과의기술격차를조기에극복하고, 창업및일자리창출을지원할수있는연구소, 대학및기업간협력네트워크구축을통한정보공유및협업관계가미구축됨웨어러블디바이스의특장점을활용할수있는모듈및제품화를위한전략적특허확보방안이미비함 음성인식, 플렉서블스크린등과같은관련하드웨어기술들의발전으로인해휴대성과 사용편의성이높아지고있음네트워크통신의발달로컴퓨팅기능을가진모든사물들이 서로연결되는사물인터넷 (Internet of Things) 시대로진입하고있음 디스플레이제조를위한패널및전방산업중심의생산기술및공정기술을보유하고있어제품개발에용이함초기에는스마트폰의기능을일부보조하거나연동되어인터넷서비스를이용하는정도의수준일수있으나, 점차음성 / 동작인식등 UI/UX 기술이발전됨에따라독립적인미래정보단말로성장할수있는가능성을지니고있음 웨어러블디바이스에적합한형태의새로운서비스, 어플리케이션, 컨텐츠가부족함 액세서리형의경우크기, 무게, 배터리지속시간에대한기술적한계와입출력방식기술력 강화의문제가존재함 의류일체형의경우굽힘, 접힘, 오염등에강인한내구성과세탁성및양산기술에관한기술력한계가주요문제임신체부착 / 생체이식형의경우신축성, 유연성, 인체무해성, 양산기술에관한기술력한계가저해요인으로작용함기술개발투자가예상만큼이루어지지않았으며그동안출시된제품들은소비자의눈높이를충족시키지못함 117

126 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 웨어러블디스플레이는웨어러블디바이스의핵심부품으로웨어러블시장확대와더불어그 규모가커질것으로예상되며, 타분야시장형성에큰영향을줄것으로예측되고있음 초기웨어러블다비이스는특수목적용으로개발되거나한정된시장만을대상으로했으나최근에는일반소비자들이일상적인용도로사용할수있는형태로개발이진행되고있음 웨어러블디바이스는보건ㆍ의료, 산업및군수분야등과같은특수목적용도외에도피트니스와웰니스, 인포테인먼트와같은일상적용도에도활용이가능하며, 향후활용범위가더욱늘어날것으로전망되고있음 아직시장형성초기상태에있지만기존이동형디바이스의기능과생태계를적절히활용한다면빠른시일내에정보통신산업의주요제품으로자리잡을것으로보임 대부분의웨어러블디바이스는혈당, 심박측정등생체신호측정에집중되어있었으나최근운동화, 게임기기, 시계, 안경등에접목되면서시장규모가커지고있음 2012년 1,400만대수준시장규모에서 2016년 1억 7천만대규모, 매출 60억달러에이를것으로보임 액세서리수준의단순기능을탑재한저사양시장 (Low-end) 은 2016년기준 3,920만불수준이될것으로보이며, 사용자에게인포테인먼트를제공하는고사양시장은꾸준히성장하여 2016년에는총매출의 38% 를차지할것으로전망됨 (IMS Research) 구글글래스의출시와더불어한국을비롯한세계각국에서웨어러블디바이스개발필요성이다시주목받기시작함 2013년 5월공개된구글글래스는최신기술이만들어낸안경형태의모듈형웨어러블디바이스로실제상용가능한형태로구현된첫제품임 구글글래스가충분한성능을가지고있다면기존스마트폰은조작을위한작은창을가진통신모듈의기능만을수행하고나머지 UI 부분은구글글래스가모두수행하는형태가가능할것으로전망됨 또한애플이아이워치라불리는새로운형태의단말을출시준비하고있다는계획이알려짐에따라스마트폰이후의정보통신단말로웨어러블디바이스가큰관심을끌게됨 웨어러블디바이스와관련된시장보고서는다양한의견들을제시하고있으나대부분관련 산업의성장가능성이높은것으로예측하고있으며, 일부보고서는성장가능성에대해 조심스러운예측을하는기관도존재함 118

127 웨어러블디스플레이 구글글래스와애플스마트워치가대중앞에등장하여보편화되는 2016년전후가이후웨어러블디바이스산업시장확대의향방을좌우하는중요한시점이될것으로예상됨 안경 / 시계형태의웨어러블디바이스위주로가전응용부문 (Consumer Application sector) 이시장을주도할것으로예측되며, 2016년이후에는 smart & e-textiles 제품들도시장에진입할것으로예측이되고있음 기존스마트디바이스가채우지못한새로운 IT융합분야의활성화및의료, 엔터테인먼트등개인활동에밀접한산업분야와의융합을통한다양한혁신을가져올것으로기대됨 미국의경우, 10년후웨어러블디바이스를활용한 MBAN(MedicalBody Area Network) 를통한의료서비스가전체의 80% 에달할것으로예상됨 (IMS Research) [ 제품분류별주요기업 ] 구분업체응용분야 모토롤라 moto360, 구글스마트워치, 소니스마트워치, 퀄컴 Toq( 스마트워치 ), 페블 E- 페이퍼워치 스마트시계 액세서리유형 구글글래스, 독일 Fraunhofer Institute OLED 데이터안경, 일본 AIRScouter, 리퀴드이미지 (Liquid Image) OPS 고글, 구글슈즈, 미국 RHL 비전테크놀로지스핀 (FIn), MIT Ring Theory Sesame Ring 스마트안경 스마트슈즈, 반지 조본 (Jawbone) 업 (Up), 레이저 (Razer) 나부 (Nabu), 나이키퓨얼밴드, Garmin Vivofit 스마트밴드 삼성전자겔럭시기어, 전자부품연구원 EGD, ETRI Finger Motion, 아이리버 IriverOn 스마트시계, 안경, 의류유형 Vivometrics 사의라이프셔츠, 엑센추어테크놀로지랩 (ATL) 사의라이프셔츠, 조지아공대와센사텍스 (Sensatex) 사의스마트셔츠, 맥심 (Maxim) 사의 Fit 셔츠, 헥소신 (Hexoshin) 사의바이오메트릭셔츠, 아디다스심박측정브라 스마트의류 ETRI 바이오셔츠, KAIST, 제일모직스마트슈트, 블랙야크스마트웨어야크온 P, 코오롱글로텍 HEATEX 스마트의류 신체부착유형 미국 Corventis 사 PiiX, TOUMAZ 그룹패치, VACIVE 사 Metria IH1, Misfit 사의 Shine, 미국 Infinite Corridor Technology LIMBER board 미국 UIUC 의 John Rogers 연구그룹, 서울대김대형교수, Northwestern 대학, 미국 MC10 Biostamp 부착형 전자피부 119

128 기술개발테마현황분석 국내중소기업사례 유테크는디스플레이부품소재개발의노하우를바탕으로반도체, 디스플레이장비신규사업에 활발히진출중 한교아이씨는합성수지필름, 플라스틱필름제조업체로, 자체디스플레이홀로그램기술 함께고효율유가금속회수용자성나노입자 - 산화그래핀복합체개발역량보유 발과 스마디는스마트프로덕트전문개발업체로 SK텔레콤과협약하여스마트밴드웨어러블상품을공동개발하여사물인터넷신상품출시예정 퓨처테크는 Virtual Tour를위한 3D 가상현실 (VR) 정지궤도위성체험플랫폼개발기업 펨트론은차세대웨어러블디스플레이에적용가능한나노구조체의대량생산을위한나노기술상용화기반구축 라온텍은세계최소전력마이크로디스플레이를개발, 배터리소모가심했던 HMD(Head Mounted Display) 도헤드세트처럼언제든지휴대가가능한제품으로만들수있는환경을조성함 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 유테크 61,623 25, 한교아이씨 7,884 13, 스마디 퓨처테크 1,219 1, 펨트론 159,42 18, 라온텍 6,642 7,

129 웨어러블디스플레이 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 애플은구글보다앞서애플글래스를고안했으나현재는아이와치에집중하고있으며, 구글은구글글래스, 신발, 스마트시계등다양한포트폴리오보유하고있음 글로벌미디어기업비즈니스인사이더는애플이현재궁극적으로개발하려고하는것이 ' 스마트안경 ' 이라고보도함비즈니스인사이더는애플이 AR( 증강현실 ) 카메라앱개발하고있는데이는 AR기반의스마트안경을개발하기위한과정중하나라고설명함 블룸버그통신또한애플이 AR 기술을장착한스마트안경을비밀리에개발하고있으며, 가능성이큰동시에잠재적수익성도큰스마트안경분야로진출하는방안을진지하게검토중이라고보도함 애플이개발중인스마트안경은현재까지초기실험단계인것으로전해졌으며, 무선으로아이폰과연결돼사용자가 AR 콘텐츠를즐길수있는방식이라고밝혀짐. 블룸버그는애플은현재잠재적부품공급사들과논의중이며한협력관계의회사로부터는테스트를위한스마트안경용디스플레이를일부주문했다고말함 글로벌카드사비자 (VISA) 는지불결제가가능한스마트선글라스프로토타입 (prototype) 을선보여업계의주목을받음비자가선보인지불결제가능한신개념선글라스는옆면에칩이내장된것을제외하고는기존일반선글라스와외형은다르지않음 비자 (VISA) 가선보인이제품은 NFC(Near Field Communications: 근거리무선통신 ) 결제가가능한단말기에서물건구매를가능하게함결제가가능한형태의제품으로선글라스뿐만아니라, 반지및다양한형태의제품으로도발전이가능함 프로토타입단계의스마트선글라스에대해시장성을검토하고있으며, 주요은행및여러브랜드회사들과다양한방향으로제휴가능성을타진중임 구글은오픈정책을시행하고있어직접개발하는안경, 운동화 ( 구글 - 아디다스 ) 이외의 영역에서도안드로이드플랫폼이사용됨에따라지배력을더욱강화해나갈것으로전망됨 ST Microelectronics는스위스제네바에본사를둔전자제품과반도체를생산하는기업으로웨어러블디바이스및이에활용가능한제품들을출시함 2012년 10월에보행가능환자의치명적이지않은수준의심장부정맥을대상으로하는심장부정맥감지및모니터링을위한바디가디언원격모니터링시스템을개발함 최저전력효율을자랑하는블루투스 4.0 저에너지싱글모드칩 Blue NRG 공개및유효전류를소모하여초저전력기기들을소형동전형배터리만으로도수개월, 길게는수년간작동할수있는기술을개발함 Sony 는 2011 년 11 월에머리에착용하여대형 3D 화면을눈앞에구현해주는디스플레이 제품인 HMZ-T1 이라는미래형홈시네마기기를출시함 121

130 기술개발테마현황분석 Microsoft 는 2011 년 10 월레이저기반의피코프로젝터와고감도감지카메라를결합해 임의의모든물체표면에그래픽, 인터랙티브, 멀티터치입력을가능하게하는 Omni Touch 제품을출시함 독일자이스 (Zeiss), 이스라엘루무스 (Lumus) 등의새로운기술과이탈리아룩소티카 (Luxottica) 같은아이웨어명가의대규모투자가결합돼스마트안경의품질, 사용성, 가격, 디자인이 개선되면서전통적인안경을대체할것으로예측함 미국조지아텍교수이자구글글라스개발의일원이었던태드스타너 (Thad Starner) 에따르면스마트안경이존재하고있는웨어러블기술전망을제시함실생활에서웨어러블기기가유용하게사용될수있을것이며, 청각장애인이웨어러블기기를통해대화할수있도록하거나, 웨어러블기기를활용해특정질병등을탐지하는등다양한분야에서사용가능하다고전함 노베로 (Novero) 사는 펜던트 타입의 블루투스 이어셋 (Bluetooth Pendant Necklace) 을 개발하였음 오픈형목걸이디자인의이기기는한쪽에는이어폰이, 다른한쪽에는블루투스펜던트가달려있음 전화가오면팬던트의작은버튼을누르고이어폰을귀에꼽으면간단하게통화를할수있음 의류형웨어러블디바이스는아디다스, 나이키, 리복등스포츠브랜드를중심으로특화된 응용을발굴하고, 센서들이내장된신발, 모자, 브라등의제품을출시하여차별화와 부가가치증진을시도하면서초기시장형성을시도중임 리복과 MC10 은머리의상처를감지하는장치인 Check Light 을개발하였음 운동선수들이헬멧을쓰기전에안에쓰는것으로유연한센서로구성되어머리에밀착하여착용할 수있고, 운동중두상에심한충격이가해졌을때충격위치와시간을알려주는기능을함 나이키는 2012 년기존의 Nike+ 기능에추가하여점프횟수, 운동강도등을기록하는 농구화를출시하였음신발에내장되는 Nike+ Training 모듈에는압력센서와아이폰과 연동을위한블루투스가탑재되어있음 아디다스는꾸준히심박을측정할수있는스포츠브라를출시하고있음 가슴부분에전기전도성섬유로구성된심전도전극이있는것이특징으로 ECG 및모션, 체온, 호흡등을인식할수있는 micoach 모듈은심전도전극과연결된스냅단추를이용해브라에고정되어있음 조본 (Jawbone) 의 업 (UP)' 은팔찌형태의웨어러블디바이스로사용자의움직임과수면활동을기록하며, 앱을통해세밀한붆석데이터를볼수있고사용자가먹은음식을기록하면 122

131 웨어러블디스플레이 칼로리와영양분석을해주는기능을제공함 쌀믹 (Thalmic) 랩이개발중인 MYO는아대형식으로되어있고팔뚝에착용하는장치임 아대에는 6축자이로센서와근육이움직일때발생하는작은전기적신호를감지하는센서가내장되어있어손움직임으로블루투스로연동되기기에각종명령을줄수있음 현재손가락, 손목, 팔등움직여프리젠테이션을하고, 무선비행기를조정하고, TV로게임등을즐길수있는기능이구현된상태임 수영안경에끼우는인스타빗은귀앞쪽의동맥으로심박수를측정하며수영안경에색깔을 비춰목표지점에얼마나가까이다가왔는지, 수영을통해칼로리를얼마나소모했는지, 손발을몇번움직였는지알려줌 스윙자세와속도, 템포, 위치를알수있는골프센스장갑 (GolfSense Glove) 은개인 스마트폰과연동되어, 공을치기직전에속도가줄어드는지, 스윙을너무빨리하는지와같은 다양한정보를제공함 스냅 (Snap) 은시간이지나면사라지는메시지를통해소통하는소셜미디어서비스기업 ' 스냅챗 ' 이만든스마트안경이출시됨비즈니스인사이더에따르면스냅챗안경 ' 스펙터클스 (Spectacles)' 은왼쪽에카메라가달려있어바로영상을촬영하고공유할수있도록설계됨이에따라, 핸드폰이아니라선글라스를통해기존의스냅플랫폼을활용해소비자들은서비스를이용할수있게됨스냅은현재이익을내기어려운소셜미디어기업의한계라는의심을극복하기위해스펙터클이라는스냅용안경웨어러블을출시시키면서소셜미디어의한계를하드웨어로극복하는것을목표로하고있음 123

132 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 2013 년 9 월삼성전자가출시한갤럭시기어는삼성전자의스마트폰갤럭시노트 3 와블루투스로연동해작동하는웨어러블디바이스임 스마트폰으로오는메시지, e 메일을받을수있으며카메라로도사용가능하나현재까지는독립적기능이아닌스마트폰의종속적기능수행에그침 2013 년 7 월 LG 전자는국내특허청에 G Watch( 스마트워치 ), G Pad( 태블릿 ), G Glass ( 스마트글래스 ) 등의스마트기기에대한상표출원등록을마침 2013 년 7 월아이리버가출시한신개념피트니스센서이어세트아이리버온은음악듣기기능에스마트폰과연계한개인별운동가이드가결합된제품임 2013 년 5 월이담정보통신은블루투스와전용애플리케이션을통해스마트폰과연동되는스마트와치인 와치독 (WATCHDOG) 을출시함 스마트폰안드로이드마켓에서 와치독 애플리케이션을다운로드받아실행하면블루투스를통해와치독제품과연동되는형태임 국내벤처기업인비젼스케이프는 2013 년 8 월출시된미스핏샤인 (Misfit Shine) 의생산을맡고있음 라온텍은세계최소전력마이크로디스플레이를개발, 배터리소모가심했던 HMD(Head Mounted Display) 도헤드세트처럼언제든지휴대가가능한제품으로만들수있는환경을조성함 소비전력이 150 mw에불과하면서 HD( ) 급영상을재생할수있는마이크로디스플레이 `RDP500H` 를개발하고샘플공급을시작함 광학기술전문기업아큐픽스는 2012 년 3 월, 국내최초, 세계에서는 4 번째인개인용 3DHMD(Head Mounted Display) 마이버드 (Mybud) 를발표함 코오롱인더스트리는야간산행과위급상황시위치파악이용이하도록 LED 를내장한등산복을 2011 년개발하였고, 2012 년코오롱글로텍은자체발생열로체온을일정하게유지시켜보온성과쾌적함을느낄수있도록하는발열섬유 (HeatTex) 를개발하여등산복에내장함 전자부품연구원은휴대폰및웨어러블컴퓨터 (Wearable PC) 등의이동형소형단말기와연결하여실내및야외에서언제어디서나 60 인치급고화질 (SVGA) 가상화면을제공할수있는 EGD(Eye Glass Display) 모듈개발 (2008 년 ) 124

133 웨어러블디스플레이 ETRI 는손가락의움직임을인식하기위해손목부근의손가락힘줄 (Finger Flexor Tendons) 변화를광센서로센싱하여 Finger Motion 을인식하는손목밴드개발 아이리버는음악을들으면서정확한운동량을체크하고운동의목적에따라서효과적인 피드백을제공. 심박수, 거리, 시간, 칼로리소비를실시간으로확인할수있고, 운동후 스마트폰화면을통해페이스, 속도, 고도, 리듬에대한결과값을그래프로확인. 125

134 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 웨어러블기술은여러분야로확장적용되어가고있으며, 이와관련된다양한연구목표가설정되어연구진행중에있음 IT( 정보통신 ) 분야에서연구하는웨어러블디바이스는 IT 기능을이용하여인간지능의보완 증대를목표로함 섬유 / 패션분야에서는기능성섬유, 섬유의 IT 화등과같이의복혹은섬유의기능을다양화하는연구를진행하고있으며, 새로운패션트렌드를제공하기도함 로봇분야에서의연구는기계적인기능을이용하여인간신체의능력을증대하는목적을가지고있으며, 산업, 군사, 재활분야등에적용할수있음 웨어러블디바이스는초소형액세서리형시스템, 무구속 / 무자각생체신호측정시스템, 직물기반의플렉서블시스템과같은신개념의기술방향으로개발중임 본격적웨어러블단말이라할수있는상용제품은아직그수와종류가제한적인수준임 크기와무게같은기본적인사양은물론고객가치, 이용방법과같은측면에서도웨어러블디바이스는아직개선의여지가많은상황임 웨어러블디바이스와관련하여장시간착용에따른불쾌감과신체적피로감을최소화하기위해기존의컴퓨팅기능을위한전자부품이나기기를저발열, 저전력및초소형으로개선하기위한기술개발이이루어지고있음 또한터치, 사운드, 햅틱스기술을융합한멀티모달사용자경험을제공하기위한실감디스플레이 UI/UX 핵심요소기술개발이진행되고있음 동작인식의경우센서나장치를부착하여이용하는접촉식방식과카메라를이용하여영상분석을통해인식하는비접촉식방식이있으며또한사용자에게촉감을전달하기위한햅틱기술들이개발되고있음 사용자인터랙션기술은인간의음성 / 동작등을인식하고해석하여기기와인터페이스하는기술로현재는음성, 터치, 제스처, 상황인식등의기술이있으나, 터치를제외하고는아직기술적완성도가낮아사용이불편함 시계형웨어러블디바이스관련해서는소니, 나이키, 페블, 모토롤라, 구글등이진행하고있으며, 사용자의움직임을모니터링하기위한센서류 ( 가속도, 광센서, 터치센서등 ) 내장, 문자메시지및이메일확인등의기능을가진시계형단말을개발하고있음 악세서리형은초소형 / 고용량배터리, 저전력고성능 SoC, 플렉서블, 박막형투과형디스플레이, 초소형 / 정밀비전센서, 사용자인터렉션기술을핵심요소기술로연구되고있으며크기, 무게, 배터리지속시간, 입출력방식이해결해야될문제기술로파악되고있음 126

135 웨어러블디스플레이 의류일체형은전도성실, 섬유, 직물센서개발, 직물회로보드기술, 접착형전자소자패키징 기술중심으로 R&D 진행중이나굽힘, 접힘, 오염강인한내구성과세탁성및양산기술에 대한기술력한계를보임 2000년중기이후부터학계를중심으로섬유센서, 섬유회로보드등핵심기술과생체모니터링및소방 / 군사용등특수분야의복에대한연구가활발하였으나, 핵심응용기술부족등으로인해직물에완전일체화된제품은아직상용시장에진출하지못하고있음 초기전자섬유는대부분부피가크고각종전자장치가부착되는형태로구성되어섬유의유연함과편안함을기대할수없었지만, 최근섬유와 IT기술간의기술융합이활발히이루어지면서실형태의우수한전도성섬유가개발되고있고, 섬유트랜지스터, 압전 온도센서, 섬유디스플레이등에대한연구가진행중임 제일모직은섬유기반의스마트센서용전도사및직물개발, 삼광염직은섬유기반스마트센서소재의기능성염가공기술개발, 한국봉제기술연구소는센서소재를 IT와융합한다양한제품을개발중임 한국전자통신연구원은 2008년부터언제, 어디서나손쉽게컴퓨팅환경을사용할수있게하는의류형플랫폼기술을개발하고있으며, 이기술은직물형회로보드기술과직물형수동소자기술, 직물기반통신기술및사용자인터페이스기술등을포함하고있음또한한국전자통신연구원에서는동박을직물에전사하는기술을개발하고이를이용하여다양한직물시스템을개발하였음 신체부착 / 생체이식형은고분자회로보드및전자소자패키징기술, 안테나및통신기술, 소재및탈부착기술중심의연구개발이진행되고있으나신축성 / 유연성, 인체무해성, 양산기술해결에대한어려움이있음 피부에부착하거나생체에이식하여생체신호를측정하는용도로인간의피부의특성에부합하도록신축가능한회로로이루어진센서개발위주의선도적인연구들이주로수행되고있음 신축전자 (stretchable electronics) 분야에서기술을선도하고있는미국일리노이대학의존로저스연구그룹은 MC10 회사를설립하여웨어러블디바이스응용전분야로영역을확대중임 일리노이대학의존로저스연구그룹과서울대김대영교수는피부에붙여생체신호를측정하는전자피부와접촉물질에따라착용자의피부에촉각을전달하는골무형태센서를개발함 독일의 Campus Micro Technologies는이식가능한압력센서를개발하였으며이는수술후지속적으로두개내압측정이필요한수두증치료에이용되고있음 코네티컷대학은당뇨병환자를위한침이식형혈당센서를개발하고있음 미국조지아공대엘렌교수는혈압, 혈류속도를동시에측정할수있는이식형혈류측정센서를개발하였음 국내웨어러블디바이스와관련된연구로는디바이스소셜리티를이용한무설정방식의이종 디바이스간상호연동기술, 시 촉각융합디스플레이기술및렌더링엔진기술, 체감형 전자책서비스를위한멀티모달디스플레이 UX 기술, 전자소자내장형 SoT 기반의웨어러블 127

136 기술개발테마현황분석 컴퓨팅기술, 무구속형옴니비전표정 / 행위정보기반의감성인지플랫폼기술, 스마트카 안전운전을위한멀티모달내추럴인터페이스통합기술개발등이있으며이는 2016 년까지 산 학 연공동개발로 40~60 억원의예산으로연구개발이진행중에있음 128

137 웨어러블디스플레이 나. 특허동향분석 웨어러블디스플레이주요기술 주요기술 웨어러블디스플레이기술은크게디스플레이기술과배터리기술, 메모리및 CPU 기술, 센서기술, 음향기술, UI 기술로분류되며, 디스플레이기술의요소기술은발광물질제조기술, TFT 제조기술, 전극재료기술, 봉지제제조기술로분류되며, 카메라모듈기술은이미지센서제조기술과렌즈모듈제조기술, IR-filter 제조기술로분류됨 분류요소기술설명 디스플레이 발광물질제조기술 TFT 제조기술전극재료기술봉지재제조기술 웨어러블디스플레이에대응되는 OLED 발광물질 OLED를위한 TFT 제조기술 OLED를위한전극재료기술 OLED를위한봉지재제조기술 배터리대용량배터리제조기술웨어러블디스플레이에최적화된유연대용량배터리제조기술 메모리및 CPU DRAM CPU 웨어러블디스플레이에최적화된 DRAM 웨어러블디스플레이에최적화된 CPU 센서센서제조기술센서제조기술 카메라모듈 이미지센서제조기술 렌즈모듈제조기술 IR-Filter 제조기술 이미지센서제조기술 렌즈모듈제조기술 IR-Filter 제조기술 음향오디오변환기제조기술오디오변환기제조기술 UI 설계및제조기술설계및제조기술 129

138 기술개발테마현황분석 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 웨어러블디스플레이기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의 특허데이터를비교분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 발광물질제조기술 ,660 디스플레이 TFT 제조기술 * 전극재료기술 봉지재제조기술 배터리대용량배터리제조기술 메모리및 CPU DRAM CPU 센서센서제조기술 이미지센서제조기술 카메라모듈 렌즈모듈제조기술 IR-Filter 제조기술 음향 오디오변환기제조기술 UI 설계및제조기술 합계 3,471 1,569 1, ,956 국가별요소기술별특허동향에서오디오변환기제조기술, 설계및제조기술을제외한모든기술요소에서한국이가장많은비중을차지하고있으며, 오디오변환기제조기술, 설계및제조기술은미국, 웨어러블디스플레이용메모리및 CPU, IR-filter 제조기술은거의특허가나타나지않았음 130

139 웨어러블디스플레이 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술 집중도 주요출원인 국내특허동향 발광물질제조기술 삼성디스플레이 엘지디스플레이 삼성모바일디스플레이 디스플레이대기업중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 삼성모바일디스플레이, 등 디스플레이 TFT 제조기술 삼성디스플레이 엘지디스플레이 삼성모바일디스플레이 디스플레이대기업중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 삼성모바일디스플레이, 등 전극재료기술 삼성디스플레이 엘지디스플레이 생고뱅글라스 디스플레이대기업중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 삼성모바일디스플레이, 등 봉지재제조기술 삼성디스플레이 코닝 APPLIED MATERIALS 디스플레이대기업중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 삼성 SDI, 등 배터리 대용량배터리제조기술 DRAM 메모리및 CPU CPU 센서 센서제조기술 아모그린텍 엘지전자 SEL 플렉스컴 OTO Technologies 삼성전자 EXELIS Apple 삼성전자 구글 인텔 중견기업, 대기업, 출연연, 대학교 아모그린텍, LG 전자, 한국과학기술원, 서울대학교, 등 중소기업 플렉스컴 기존 CPU, APU 기술활용 삼성전자 대기업, 출연연중심 삼성전자, 한국과학기술연구원, 전자부품연구원, 등 이미지센서제조기술 삼성전자 파나소닉 인텔 대기업, 출연연, 대학중심 삼성전자, 연세대학교, 한국과학기술원 카메라모듈 렌즈모듈제조기술 에실러인터네셔널 구글 TOPCON 대기업, 출연연, 대학중심 엘지전자, 동아대학교, 광기술원 IR-Filter 제조기술 음향오디오변환기제조기술 UI 설계및제조기술 엘지전자 Oticon Aliphcom 구글 애플 ETRI 대기업중심 엘지전자, 삼성전자현대자동차, 등 대기업, 출연연중심 ETRI, 삼성전자, 엘지전자 131

140 기술개발테마현황분석 디스플레이분야주요출원인동향 발광물질제조기술기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지디스플레이, 삼성모바일디스플레이등이많은특허를보유하고있는등한국디스플레이대기업이주류를이루고있음 TFT 제조기술기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지디스플레이, 삼성모바일디스플레이등이많은특허를보유하고있는등한국디스플레이대기업이주류를이루고있음 전극재료기술기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지디스플레이, 생고뱅글라스등이많은특허를보유하고있는등한국디스플레이대기업이주류를이루고있음 봉지재제조기술기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는코닝, APPLIED MATERIALS 등이많은특허를보유하고있는등다국적필름및증착장비기업이주류를이루고있음 배터리제조기술기술분야주요출원인동향 대용량배터리제조기술기술분야는아모그린텍이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 엘지전자, SEL, 등이많은특허를출원하고있음 메모리및 CPU 기술분야주요출원인동향 DRAM 기술분야는매우적은수의특허가출원되었으며, 그중에서한국플렉스컴, OTO Technologies의특허가나타났음 CPU 기술분야는매우적은수의특허가출원되었으며, 삼성전자, EXELIS, Apple이가장많은특허를보유하고있음 센서기술분야주요출원인동향 센서제조기술기술분야는삼성전자이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는구글, 인텔, 등이많은특허를출원하고있음 카메라모듈기술분야주요출원인동향 이미지센서제조기술기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는파나소닉, 인텔, 등이많은특허를보유하고있음 렌즈모듈제조기술기술분야는에실러인터네셔널이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는구글과 TOPCON, 등이많은특허를보유하고있음 음향기술기술분야주요출원인동향 132

141 웨어러블디스플레이 오디오변환기제조기술기술분야는엘지전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Oticon, Aliphcom, 등이많은특허를출원하고있음 UI 기술기술분야주요출원인동향 설계및제조기술기술분야는구글이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는애플, ETRI, 등이많은특허를출원하고있음 웨어러블디스플레이기술분야의주요경쟁기술및공백기술 웨어러블디스플레이기술분야의주요경쟁기술은디스플레이분야와센서, 음향, UI 분야이고, 공백기술은웨어러블용메모리, CPU, IR-filter 제조기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 디스플레이 발광물질제조기술 TFT 제조기술 전극재료기술 봉지재제조기술 배터리대용량배터리제조기술 메모리및 CPU DRAM CPU 센서센서제조기술 카메라모듈 이미지센서제조기술 렌즈모듈제조기술 IR-Filter 제조기술 음향오디오변환기제조기술 UI 설계및제조기술 : 150 건이상, : 110~149 건, : 70~109 건, : 30~69 건, : 30 건미만 133

142 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 발광물질제조기술 유기광전자소자용화합물 환형포스파젠화합물 디스플레이 TFT 제조기술 전극재료기술 봉지재제조기술 누설전류를감소시키고, 제조공정을단순화하여제조비용을절감하는기술 박막트랜지스터 (Thin film transistor :TFT) 이차지하는면적을줄여개구율을늘리는기술 반사전극을구비한유기전계발광표시장치 메탈나노와이어를포함하는투광성전극 게터 (getter) 물질이포함된다수의점착층을이격되게형성하는점착층형성하는기술 무기장벽층과유기장벽층을포함하는장벽스택 배터리 대용량배터리제조기술 수축및이완을위한패턴이외장재및전극조립체에모두형성하는기술 전도성나노섬유웹이트위스팅되어형성된얀기반기술 메모리및 CPU 센서 카메라모듈 DRAM CPU 센서제조기술이미지센서제조기술렌즈모듈제조기술 메모리최적화기술 신축성을가지는구조의메모리 손목근육들의움직임들에상응하는사용자입력을처리할수있는애플리케이션프로세서기술 인체의움직임을감지하는스트레인센서 자가발전형직물센서 뎁스인식카메라 행동인식카메라 렌즈에디스플레이를구현하는기술 헤드업디스플레이의넓은시야각을확보하는기술 IR-Filter 제조기술 음향 UI 오디오변환기제조기술 설계및제조기술 공기전도와조직전도변환기술 외부위험감지를위한오디오변환기술 어플리케이션별사용자인터페이스기술 동작을기반으로한사용자인터페이스기술 국내특허동향을살펴보면주로디스플레이분야는디스플레이대기업을중심으로출원이진행되고 있으며, 웨어러블용배터리, 메모리기술은매우적지만중소기업이연구를진행하고있는 것으로나타남 134

143 웨어러블디스플레이 중소기업특허전략수립방향및시사점 웨어러블 디스플레이 기술 분야의 공백기술 분야는 웨어러블용 메모리, CPU, IR-filter 제조기술이고 중소기업의 시장진입 상대적으로 수월한 분야는 웨어러블용 메모리 기술로 나타남 웨어러블디스플레이기술분야는디스플레이회사를중심으로연구개발이진행되고있고, 그외에도 이미지센서제조기술과웨어러블용메모리분야에서중소기업및대학교에서연구개발을 진행하고있는 기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은웨어러블용소자기술을공공연구기관의기술과 대학교의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할 것으로판단됨 특히 IR-Filter 제조기술은 거의 특허가 없지만웨어러블 디스플레이의특성을 바탕으로진입할 필요가있음 135

144 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 액세서리형 삼성전자갤럭시기어 년 320x mm 크기의슈퍼 OLED 디스플레이와 190 만화소카메라를탑재한스마트워치인 겔럭시기어 를출시 - 안드로이드기반스마트워치였지만, 타이젠 OS 업데이트이후 'Samsung Gear' 로공식변경됨 - 삼성기어는통화, 메시지, 이메일, 일정등다양한콘텐츠활용가능 전자부품연구원 - 휴대폰및웨어러블컴퓨터 (Wearable PC) 등의이동형소형단말기와연결하여실내및야외에서언제어디서나 60 인치급고화질 (SVGA) 가상화면을제공할수있는 EGD(Eye Glass Display) 모듈개발 ETRI - 손가락의움직임을인식하기위해손목부근의손가락힘줄 (Finger Flexor Tendons) 변화를광센서로센싱하여 Finger Motion 을인식하는손목밴드개발 아이리버 - 음악을들으면서정확한운동량을체크하고운동의목적에따라서효과적인피드백을제공 - 심박수, 거리, 시간, 칼로리소비를실시간으로확인할수있고, 운동후스마트폰화면을통해페이스, 속도, 고도, 리듬에대한결과값을그래프로확인 - 무게가 45g 으로목에무리를주지않으며, 블루투스방식으로스마트폰과페어링되어전화가걸려오면이어폰을통해전화가왔음을알려줌 대우조선해양 - 옷처럼몸에착용하고동작의도에따라근력을증폭하여 30 kg이상의물체를들어올릴수있는전기식 / 유압식하반신형착용로봇개발 (2013 년 ) 한국국방부 - 국내국방부에서는정밀관측장비회피와개인의은폐효과를증대시키고, 고신축성, 흡한속건, 항구김성, 항균성, 견뢰도등기능을향상시킨차세대신형전투복개발 (2011 년 ) 액세서리형 ETRI - 심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링할수있는바이오셔츠개발. 바이오셔츠는천소재센서가내장된의복과생체정보를처리하여무선전송을하는생체신호처리모듈로구성. 측정된심전도신호와기속도신호를이용하여심박수, 호흡수, 속도, 운동량등건강정보가추출가능하며, 이상징후발생시경보기능제공 KAIST 136

145 웨어러블디스플레이 - 체온과땀의변화등생체신호를측정하는칩을옷감에직접장착하여실시간건강을점검할수있는직물장착용건강모니터링시스템발표 (2008 년 ). 의류를만드는직물자체에전자회로를구성하고그속에아주적은전력으로작동하는건강모니터링칩을장착 제일모직 - 무선통신모듈인 NFC 태그를상의스마트폰전용주머니안에삽입하여다양한스마트서비스제공 (2014 년 ). 스마트주머니에휴대폰을넣었다빼면자동으로화면잠금이해제되는 Un-lock 기능, SNS 좵 좵 NFC 를이용한내명함전송기능, 회의참석등에티켓이필요할때무음과전화수신차단까지한번에변경되는에티켓모드기능제공 블랙야크 - 의류내심박측정시스템을장착하여심박근간의운동량칼로리소모량이나운동거리를측정하며, 모바일앱과연동하여운동효과의시각화기능제공 코오롱글로텍 - 섬유기재 (Textile Substrate) 상에 Printed Electronics 기술을구현한자체발열스마트섬유. 방한복, KOLON Sports LIFETECH 자켓, KIA MOTERS K5 바이오케어온열시트출시 신체부착형 서울대김대형교수 - 온도센서, 변형계, ECG/EMG 센서, 안테나, LED, 무선전력코일, 트랜지스터들로구성된얇은막형태의전자피부개발 ( 미세신축성구조의탄성보드형태 ) 울산과학기술대 LED 컨텍트렌즈 - 2 차원그래핀 (Graphene) 기반의나노구조와 1 차원금속나노와이어네트워크로구성된하이브리드투명전극소재를개발하여콘텍트렌즈위에유기 LED 를구현 2000 년중기이후부터학계를중심으로섬유센서, 섬유회로보드등핵심기술과생체모니터링및소방 / 군사용등특수분야의복에대한연구가활발하였으나, 핵심응용기술부족등으로인해직물에완전일체화된제품은아직상용시장에진출하지못하고있음 제일모직은섬유기반의스마트센서용전도사및직물개발, 삼광염직은섬유기반스마트센서소재의기능성염가공기술개발, 한국봉제기술연구소는센서소재를 IT 와융합한다양한제품을개발중임 한국전자통신연구원은 2008 년부터언제, 어디서나손쉽게컴퓨팅환경을사용할수있게하는의류형플랫폼기술을개발하고있으며, 이기술은직물형회로보드기술과직물형수동소자기술, 직물기반통신기술및사용자인터페이스기술등을포함하고있음또한한국전자통신연구원에서는동박을직물에전사하는기술을개발하고이를이용하여다양한직물시스템을개발하였음 신체부착 / 생체이식형은고분자회로보드및전자소자패키징기술, 안테나및통신기술, 소재및탈부착기술중심의연구개발이진행되고있으나신축성 / 유연성, 인체무해성, 양산기술해결에대한어려움이있음 피부에부착하거나생체에이식하여생체신호를측정하는용도로인간의피부의특성에부합하도록신축가능한회로로이루어진센서개발위주의선도적인연구들이주로수행되고있음 신축전자 (stretchable electronics) 분야에서기술을선도하고있는미국일리노이대학의존 137

146 기술개발테마현황분석 로저스연구그룹은 MC10 회사를설립하여웨어러블디바이스응용전분야로영역을확대중임 일리노이대학의존로저스연구그룹과서울대김대영교수는피부에붙여생체신호를측정하는전자피부와접촉물질에따라착용자의피부에촉각을전달하는골무형태센서를개발함 독일의 Campus Micro Technologies 는이식가능한압력센서를개발하였으며이는수술후지속적으로두개내압측정이필요한수두증치료에이용되고있음 코네티컷대학은당뇨병환자를위한침이식형혈당센서를개발하고있음 미국조지아공대엘렌교수는혈압, 혈류속도를동시에측정할수있는이식형혈류측정센서를개발하였음 LG 화학웨어러블디바이스용배터리는기존배터리의사각형형태를벗어나배터리위에배터리를쌓는스텝트 (Stepped) 배터리, 곡면형으로휘어지는커브드 (Curved) 배터리, 구부리고감아쓸수있는케이블 (Cable) 배터리를개발. 케이블배터리는스프링을모사한 Hollow-Spiral 구조로제작에성공하여신발끈이나이어폰줄등패션과접목하여사용가능하고, 직물형태로짜서의류를제조할수있을것으로기대. KAIST 의 PET 직물을이용한 Wearable Textile Battery 는폴리에스테르섬유에니켈무전해도금을하는등의방법을활용하여유연한집전체를만들고, 이러한섬유기반배터리는딱딱한기존배터리와달리구부림, 접힘, 구겨짐등의특성을모두구현. 체열을활용하여전기를생산하는열전소자를개발하였으며, 열전소자는유리섬유를이용하여의류형태로가공할수있고, 무게가가볍고전력생산효율도높음 138

147 웨어러블디스플레이 나. 연구개발인력 웨어러블디스플레이기술분야는한국전자통신연구원, 한국전기연구원, 전자부품연구원, 삼성디스플레이, 서울대, KAIST, 울산과기대등에서주로연구개발을진행하고있음 [ 웨어러블디스플레이기술분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한국전자통신연구원 이정익 본부장 한국전자통신연구원 황치선 그룹장 한국전자통신연구원 구재본 책임연구원 한국전자통신연구원 박찬우 책임연구원 한국전자통신연구원 손용기 책임연구원 한국전자통신연구원 전황수 책임연구원 서울대학교 김대형 교수 울산과기대 박장웅 교수 서울대 홍용택 교수 한국전기연구원 이건웅 센터장 동국대 노용영 교수 삼성디스플레이 박원상 수석연구원 연세대 정운룡 교수 전자부품연구원 김건년 센터장 서울과학기술대 좌성훈 교수 연세대 안종현 교수 명지대 이준협 교수 고려대 주병권 교수 한양대 김재훈 교수 경희대 윤성민 교수 호서대 배병성 교수 KAIST 이건재 교수 숭실대 김도환 교수 울산과기대 고현협 교수 139

148 기술개발테마현황분석 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 웨어러블디스플레이의요소기술은크게이벤트웨어러블센서기술, 웨어러블하드웨어 기술, 웨어러블통신및플랫폼기술등으로구분됨 기술이전이가능한기관은전자부품연구원, 한국과학기술연구원, 한국전자통신연구원, 한국전기연구원, 재료연구소등이있음 [ 웨어러블디스플레이요소기술연구기관 ] 분류요소기술기관 플렉서블멀티모드촉각센서기술 전자부품연구원 차세대나노반도체기반이미지센서기술 한국과학기술연구원 웨어러블센서기술 스마트센서기술 전자부품연구원 차세대웨어러블스마트기기용유연전극기술 한국전기연구원 고신축성웨어러블사물인터넷스트레인센서 KAIST 인체활동기반에너지하베스팅시스템기술 한국전자통신연구원 웨어러블하드웨어기술 신축성전극및회로제조기술 텍스타일기반웨어러블센서및에너지소자기술 플렉서블배터리기술 한국전자통신연구원 재료연구소 UNIST 잉크기반고정밀 3D 프린팅기술 한국전기연구원 웨어러블제스처기술 한국전자통신연구원 웨어러블통신및플랫폼기술 인체통신기술 탄소나노소재기반고전도성섬유기술 한국전자통신연구원 한국전기연구원 유연신축 PCB 기술 한국전자통신연구원 140

149 웨어러블디스플레이 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ 텍스타일기반웨어러블센서및에너지소자기술 ] 분류 기술명 세부내용 텍스타일기반웨어러블센서및에너지소자기술 기술개요 일상생활에서실시간으로대기유해물질 (HAPs, Hazard Air Pollutants) 정보를수집하고대처하기위한자가에너지발전및저장형개인용웨어러블센싱시스템 별도의전원공급및충전이필요없고, 휴대가편리하며의복형착용이가능한웨어러블스마트텍스타일기반의일체형에너지발전, 저장소자및센싱시스템기술 기술이전목적및필요성 세계센서시장은 2015 년 795 억달러에서연평균 7.9% 의성장률을보이며 2019 년에는 1,161 억달러로성장할전망 스마트시계, 스마트의류등의웨어러블전자제품, 유해환경, 헬스케어용인체신호등모니터링센서, 휴대용전자기기등에적용가능함 기술의특징및장점 주택, 사무실등주거공간및일상생황의환경물질모니터링서비스 농업, 산업및군사유해환경에서의실시간센싱기능 텍스타일형에너지발전복합소재기술 의복형생활에너지발전소자기술 계층적다공성 3 차원탄소나노구조체중간재기술 와이어타입스트레처블수퍼커패시터기술 대기오염가스및유해자외선동시센싱물질기술 모노필라멘트 / 텍스타일기반웨어러블 FET 소자기술 141

150 기술개발테마현황분석 [ 인체통신기술 ] 분류 세부내용 기술명기술개요 인체통신기술인체를매질로전기적신호를전달하는직관적인 인체를매질로전기적신호를전달하는직관적인 TAP(Touch-And-Play) 방식 TAP(Touch-And-Play) 의통신기술방식의통신기술 인체주변기기들간에간에인체를인체를매질로매질로사용자의사용자의접촉을접촉을통해다양한통해컨텍스트다양한 ( 개인인증정보, 지불정보, 센서측정정보 ) 를전달하는신호전송기술컨텍스트 ( 개인인증정보, 지불정보, 센서측정정보 ) 를전달하는신호전송기술 기술이전목적및필요성 세계센서시장은 2015년 795억달러에서연평균 7.9% 의성장률을 세계센서시장은 2015년 795억달러에서연평균 7.9% 의성장률을보이며 2019 보이며년에는2019 1,161 년에는억달러로 1,161성장할억달러로전망성장할전망 스마트시계,, 스마트의류등의등의웨어러블웨어러블전자제품전자제품, 유해환경, 유해환경, 헬스케어용, 헬스케어용인체신호등모니터링센서, 휴대용전자기기등에적용가능함인체신호등모니터링센서, 휴대용전자기기등에적용가능함 무선방식대비소비전력, 전송속도, 개인보안등에서우수한성능 기술의특징및장점 무선방식접촉만으로대비정보를소비전력전송할, 전송속도수, 있으므로개인보안등에서보안및우수한안전이성능요구되는개인인증분야 접촉만으로및정보를웨어러블디바이스전송할수있으므로 / 센서 / 보안단말에및적합한안전이요구되는통신기술개인인증분야및웨어러블디바이스 / 센서 / 단말에적합한통신기술 원격의료에필수인필수인 개인생체데이터 개인생체데이터 확보에 확보에최적화된최적화된통신기술통신기술 스마트기기의사용이사용이어려운어려운노인이나노인이나장애인도장애인도손쉽게사용할손쉽게수사용할있는이지수디바이스구현가능있는이지디바이스구현가능 인체통신을활용한개인인증등핀테크분야 개인생체데이터인체통신을활용한확보를개인인증통한원격의료등핀테크등스마트의료분야 개인생체데이터확보를통한원격의료등스마트의료분야 142

151 웨어러블디스플레이 [ 웨어러블스마트체온유도센서기술 ] 분류 기술명 웨어러블스마트체온유도센서기술 세부내용 기술개요 건강한삶에대한관심과환자및노약자의먼역력향상중요성, 그리고아웃도어활동이증가하고있는 4060 세대가일상생활에서도편하게착용가능한웨어러블스마트체온유도센서기술임 개인의체온을인위적으로조정함으로써치료분야에직접적으로적용할수있을것으로기대되고체온관련질환과개인의웰니스증진을위한명확하고객관적인기준을마련하는계기가되며, 특히현대적해석과분석접근및설명이가능하여, 체계화에기여할수있는기술임 기술이전목적및필요성 스마트웨어러블기술개발은미국, 독일등선진국의소수기업이주도하고있는가운데최근한국, 대만등이기술개발을통해빠르게추격하고있는상태 국내업체들이스마트의류시장에서시장추격자가아닌경쟁우위를확보할수있도록원천기술개발을통해글로벌시장선도기술력확보필요가능함 기술의특징및장점 체온유도센서의핵심모듈로서기존의웨어러블센서에장착가능함 무선통신, 무선충전이가능해부착후배터리를교체하기위한절차가필요가없고저전력, 고효율로생체정보를무선으로컨트롤할수있는장점이있음 고령인구를위한체온조절서비스제공, 체온관련질환환자들의일상생활지원, 응급실내활용, 일반인들의일상생활에서의체온조절기능등이있음 사용자의체온을인위적으로유도함으로써 1 인 1 냉난방이가능하도록하는웨어러블가능한스마트체온유도센서개발 1 인 1 냉, 난방시대가능 143

152 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 웨어러블디스플레이분야키워드클러스터링 ] 144

153 웨어러블디스플레이 [ 웨어러블디스플레이분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 flexible display 6~8 1. FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME 2. Truly wearable display comprised of a flexible battery, flexible display panel, and flexible printed circuit 3. Snaplet: Using body shape to inform function in mobile flexible display devices 클러스터 02 Image Sensor 7~8 1. A miniature wearable optical imaging system for guiding surgeries 2. Selective imaging zones of an imaging sensor 3. METHOD AND SYSTEM FOR IMAGE GEOREGISTRATION 클러스터 03 display Processor 6~7 1. Wearable display system and method 2. LightTouch: Securely connecting wearables to ambient displays with user intent 3. A 126.1mW real-time natural UI/UX processor with embedded deep-learning core for low-power smart glasses 클러스터 04 eye velocity 6~7 1. CONTROL DEVICE, CONTROL METHOD, AND PROGRAM 2. WEARABLE DISPLAY APPARATUS, INFORMATION PROCESSING APPARATUS, AND CONTROL METHOD THEREFOR 3. Augmented system for immersive 3D expansion and interaction 클러스터 05 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 클러스터 09 클러스터 10 virtual reality User Interface Head mounted Focal length communicati on device display information 7~8 5~7 7~9 7~8 4~7 6~7 1. Design and preliminary evaluation of Free-Hand travel techniques for wearable immersive virtual reality systems with egocentric sensing 2. Design of waveguide holographic configuration for display 3. Dual-Mode Augmented/Virtual Reality (AR/VR) Near-Eye Wearable Displays 1. CABIN MANAGEMENT SYSTEM USING WEARABLE DISPLAY DEVICE 2. INTERACTIVE WEARABLE AND PORTABLE SMART DEVICES 3. Challenges in embedded vision for augmented reality 1. Challenges in embedded vision for augmented reality 2. Dynamic text management for see-through wearable and heads-up display systems 3. HEAD MOUNTED DISPLAY UTILIZING COMPRESSED IMAGERY IN THE VISUAL PERIPHERY 1. OPTICAL MODULE, OPTICAL DEVICE AND WEARABLE DISPLAY DEVICE 2. WEARABLE DISPLAY FOR STEREOSCOPIC VIEWING 3. Fast-response switchable lens for 3D and wearable displays 1. Wearables challenge the display industry to a new round of development 2. USER INTERFACE OF A SMALL TOUCH SENSITIVE DISPLAY FOR AN ELECTRONIC DATA AND COMMUNICATION DEVICE 3. System and method for enabling mirror video chat using a wearable display device 1. CONTROL DEVICE, CONTROL METHOD, AND PROGRAM 2. GLASS OPACITY SHIFT BASED ON DETERMINED CHARACTERISTICS 3. Present information through afterimage with eyes closed 145

154 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 웨어러블디스플레이분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 제품및응용기술 입력기술 광추출층소재기술박막봉지 (Encapsulation) 소재기술신뢰성및안전성평가기술전자수송층소재기술정공주입층소재기술소재부품 / 시스템통합기술유기발광층소재기술용액형유기발광층소재기술인체정보 / 환경정보측정기술 UI/UX 입력기술 전문가추천 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천 전문가추천 전문가추천 기술 / 시장분석, 특허 / 논문클러스터링, 전문가추천 전문가추천 전문가추천 기술수요, 특허 / 논문클러스터링, 전문가추천 특허 / 논문클러스터링 발전기술 / 에너지변환및전달기술 특허 / 논문클러스터링 전원기술 에너지저장기술 기술 / 시장분석, 기술수요, 특허 / 논문클러스터링, 전문가추천 처리기술 출력기술 SW/HW 기술 시각기술 청각 / 촉각기술 특허 / 논문클러스터링 기술 / 시장분석, 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 특허 / 논문클러스터링, 전문가추천 146

155 웨어러블디스플레이 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 분류핵심요소기술개요 제품및응용기술 신뢰성및안전성평가기술 소재부품 / 시스템통합기술 [ 웨어러블디스플레이분야핵심요소기술 ] OLED 발광소자가구성되는플렉시블기판기술. 내열성, 투 명도및우수한투습봉지기능을함께구현할수있는기 판기술. 유기, 무기혹은유, 무기복합소재의박막혹은후막의보호 및시스템통합기술 발전기술 / 에너지변환및전달기술 적색, 청색, 녹색, 황색, 주황색, 인광등저분자량을갖는발 광층소재 (Alq3, DCJTB, DDP, DBP 등 ) 전원기술 에너지저장기술 외부환경으로부터산소및수분에의한 OLED 소자열화를방지하기위하여 OLED 소자제작공정이완료된후유기, 무기혹은유, 무기복합소재의박막혹은후막의보호막을적용하는기술 시각기술 디바이스시각출력기술 출력기술 청각촉각기술 디바이스의청각, 촉각출력기술 처리기술 SW/HW 기술디바이스 HW/SW 기술 입력기술 인체정보 / 환경정보측정기술 UI/UX 입력기술 웨어러블디스플레이인체정보및환경정보측정 사용자인터페이스입력기술 147

156 기술개발테마현황분석 나. 웨어러블디스플레이기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 148

157 웨어러블디스플레이 다. 연구개발목표설정 [ 웨어러블디스플레이기술분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 입력기술 인체정보 / 환경정보측정기술 인체 / 환경정보측정 섬유 / 직물형센서 / 터치기술 감성정보검출기술 UI/UX 입력기술 UI/UX 입력플렉서블터치기술투명햅틱기술 지능 / 공간검출기술 투명디스플레이기술 고성능센서기술개발 처리기술 SW/HW 기술 SW/HW 섬유형단위소자회로기술 마이크로프로세서 영상처리 / 송수신기술개발 출력기술 시각기술디스플레이발광형섬유기술 청각 / 촉각기술액츄에이터패브릭소자 투명디스플레이 패브릭디스플레이 신체부착형디스플레이 부착형디스플레이 투명 / 웨어러블출력기술 전원기술 발전기술 / 에너지변환및전달기술 발전기술 / 에너지변환 / 전달 자기공명무선전력전송 에너지저장기술에너지저장플렉서블전극소재 마이크로웨이브기반무선전력전송 플렉서블배터리 전자기유도기반무선전력전송 패브릭배터리 에너지 / 배터리전력전송기술 제품및응용기술 신뢰성및안정성평가기술 소재부품 / 시스템통합기술 신뢰성및안정성평가 소재부품 / 시스템통합 전자파 / 신체접촉안정성기술 전도성섬유기술 내환경성 / 내구성기술 플렉서블기판 / 전극기술 인체정보연계기술 집적화기술 안전 / 신뢰기반소자 / 공정기술개발 149

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159 기술개발테마현황분석 디지털사이니지용 디스플레이

160

161 디지털사이니지용디스플레이 정의및범위 디지털사이니지 (Digital Signage) 란디지털정보디스플레이 (digital information display, DID) 를 이용한옥외광고로, 관제센터에서통신망을통해각종정보와광고내용을제어할수있는 광고판을말함 정부지원정책 정부는 2018년까지디지털사이니지실증단지구축및기술개발에총 789억원을투입 민간수요창출을위해전국 5개소에실증단지를구축하고, 평창올림픽과연계해 5곳에사이니지거리조성. 체험관 10개로확대 전국 3곳에디지털사이니지특화지원센터를설립하고, 송도에있는품질인증시험센터의기능을확대하는등전체 200여개기업의 80% 를차지하는중소기업에대한맞춤형지원을통해 20개글로벌스타기업육성 2018년까지총 333억원을투입해취약한 SW 및콘텐츠와차세대디스플레이분야의핵심요소기술을확보하고, 초기단계인국제표준화활동에적극대응 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 다양한 IT 사업추진사례풍부 디지털사이니지구축사례경험 디스플레이제조부분강점기회 (Opportunity) 해외시장확장에따른동반성장 개발도상국대상의시장진출용이 글로벌기업과의협업체계 약점 (Weakness) 수익모델의부재 산업간기술력불균형심화 소프트웨어기술력이낮음위협 (Threat) 글로벌통신사와옥외광고사업자와의경쟁 선진국은기본시장규모를확보 법, 제도의규제 중소기업의시장대응전략 하고, AR, VR 기술등다양한 ICT 기술과결합하는새로운서비스개발등소프트웨어영역에서의기술경쟁력향상을위한노력 광고수익에편중되어있는수익모델을다변화

162 핵심요소기술로드맵

163 디지털사이니지용디스플레이 1. 개요 가. 정의및필요성 [ 디지털사이니지개념도 ] 디지털사이니지 (Digital Signage) 란디지털정보디스플레이 (digital information display, DID) 를이용한옥외광고로, 관제센터에서통신망을통해광고내용을제어할수있는광고판을말한다. 공공장소와상업시설에설치된간판, 안내문등을 LCD, LED, PDP, CRT 등의다양한디지털정보디스플레이를통해다양한콘텐츠를전달하는새로운미디어 IT 네트워크를통해중앙집중형콘텐츠관리및지역 / 시간 / 매장에따른차별화된정보전달이가능한장점이있으며, TV/ 신문등대중매체대비개인화된정보제공이가능한장점이있다. 기존정지된이미지나동영상형태의광고를시간대별로번갈아보여주는옥외광고와같은단순노출위주의기존미디어와달리, 상호작용을중심으로하는매체로써인식되면서빠른발전을야기하고있으며인터넷에연결되어각종정보와광고를쌍방향으로제공하는 IT 융합시스템으로 TV, PC, 휴대폰등기존 3대스크린에이은 제 4의스크린미디어 로주목받고있다. 155

164 기술개발테마현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 디지털사이니지는크게설치장소나노출형태에따라분류될수있으며, 설치장소의특성이나콘텐츠의내용등다양한방법으로분류되고있음 디지털사이니지는설치장소가외부인지, 내부인지에따라인도어 (Indoor) 형과아웃도어 (Outdoor) 형으로도구분할수있음 인도어 (Indoor) 형디지털사이니지는대형쇼핑몰내벽에설치하거나입간판형태를띠고있음 단순히아웃도어디지털사이니지의크기만줄인미니버전인경우가많지만, 터치스크린방식의키오스크 (kiosk) 를채용해사용자와의적극적인의사소통을겨냥한형태도빠르게증가하고있음 영화 마이너리티리포트 의광고판처럼얼굴을인식하는디지털사이니지도등장. 일본에서는행인의얼굴을카메라로인식해성별및나이대에맞는광고를보여주는디지털사이니지가상용화단계에놓여있음글로벌 IT업체인텔도행인의나이, 성별, 광고주시시간을측정하는디지털사이니지기술을개발 [ 인도어 (Indoor) 형디지털사이니지 ] 아웃도어 (Outdoor) 형디지털사이니지는현재가장흔한디지털사이니지의유형중하나는건물외벽이나전광판에설치된아웃도어디지털사지니지임방수처리된대형 LCD TV에서 TV CF와비슷한동영상광고나실시간뉴스를다룸. 보통중앙관제센터의 PC와인터넷으로연결되어있으며, 이 PC에서광고교체명령을내리게됨 아직까진쌍방향소통과는거리가먼원시적인형태로, 일반옥외광고처럼사람이광고를일일이교체할필요가없다는효율성에의의가있으며, 보는재미를제공함 건물전체를하나의대형디스플레이로활용하는미디어파사드 (media Facade) 도이중하나임미디어파사드는건물외벽에수천개에서수만개의 LED 조명을부착해하나의대형전광판을만들거나, 벽면에빔프로젝터로영상을투사해만듦 156

165 디지털사이니지용디스플레이 디지털사이니지콘텐츠전송및디스플레이를위하여디스플레이장치, 콘텐츠처리, 네트워크, 디스플레이솔루션등다양한관련 ICT 기술이필요할것으로예상 UHD콘텐츠실시간처리- 최근디지털사이니지시스템은경제적인비용으로 UHD 디지털사아니지콘텐츠를실시간으로디코딩하고디스플레이할수있는요구사항을만족해야함 다중시스템기반디지털사이니지콘텐츠디스플레이- 디지털사이니지서비스는인터랙션을기본적으로지원하므로다중시스템에서의실시간인터랙션처리가요구됨 비정형디지털사이니지콘텐츠디스플레이- 다양한형태의디스플레이형태를가지고하나의콘텐츠를여러형태의디스플레이장치에적절하게매핑하는기술필요. 비정형디스플레이장치에서모션, 터치, 인물, 얼굴등다양한형태의사용자인터랙션을수용하여적절한디스플레이를지원해야함 사용자관점의디지털사이니지서비스개발및광고효과분석- 시스템을이용하는사용자들의특성및요구사항에맞는콘텐츠서비스필요 [ 디스플레이관점기술범위 ] 전략제품디스플레이관점세부기술 UHD 콘텐츠고속디코딩 UHD 콘텐츠고속디코딩기술 UHD 디지털사이니지에최적화된하이브리드형비디오디코더기술 UHD 고해상도디지털사이니지콘텐츠실시간디스플레이기술 분할인코딩된콘텐츠의동기화및디스플레이기술 디지털사이니지디스플레이 다중시스템기반디지털사이니지디스플레이 다중시스템기반사용자인터랙션기술 다중디바이스를이용한실시간동시출력및디스플레이동기화기술 비정형디지털사이니지디스플레이 디지털사이니지서비스 비정형 UHD 디지털사이니지디스플레이기술 제스처및다양한사용자인터랙션지원 사용자맞춤형디지털사이니지콘텐츠광고 디지털사이니지광고효과분석 제작분류관점 디스플레이형태중에형태의제약을받지않는것이디지털사이니지이며, 앞으로는투명디스플레이, 비정형디스플레이, 곡면디스플레이등사이니지가디스플레이의기술을선도할것으로예상되어이러한환경에적합한디지털사이니지콘텐츠제작기술이필요할것으로예상 UHD 디지털사이니지콘텐츠고속인코딩- 최근디지털사이니지는 UHD급초고해상도콘텐츠를지원하는추세로콘텐츠제작의생산성향상을위한고속인코딩기술이필요함대용량의디지털사이니지콘텐츠를낮은대역폭을이용하여전송할수있는효율적인콘텐츠제작및전송방식이 157

166 기술개발테마현황분석 필요함 다중시스템기반디지털사이니지콘텐츠제작 - 다수의시스템이연동하여하나의대형디스플레이 환경을동작시크는형태이므로이를지원하기위한콘텐츠제작기술이필요함 비정형디지털사이니지콘텐츠제작 - 일반적으로다양한비정형디스플레이형태를지원하는것이 디지털사이니지시스템의특성이며이러한환경에적응할수있는콘텐츠제작기술이필요함 [ 제작분류관점기술범위 ] 전략제품제작분류관점세부기술 디지털사이니지콘텐츠고속인코딩 고품질의 UHD 콘텐츠제작을위한고속인코딩 UHD 디지털사이니지콘텐츠패키징및실시간전송기술 대용량고해상도콘텐츠의낮은대역폭환경에서전송을위한분할인코딩 대화형디지털사이니지서비스지원을위한사이니지콘텐츠제작 디지털사이니지콘텐츠 다중시스템기반디지털사이니지콘텐츠제작 UHD 콘텐츠의다중디스플레이용인코딩기술 다중시스템기반 UHD 디지털사이니지콘텐츠관리기술 다중디지털사이니지시스템지원다채널분할전송기술 비정형디지털사이니지콘텐츠제작 UHD 콘텐츠의비정형다중디스플레이용인코딩기술 비정형분할인코딩지원콘텐츠변환기술 확장형멀티월디지털사이니지인코딩기술 멀티월콘텐츠분할인코딩지원콘텐츠변환기술 158

167 디지털사이니지용디스플레이 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 디지털사이니지산업은하드웨어, 소프트웨어, 컨텐츠를중심으로하여네트워크와기구물 설계및제작, 설치를위한구축그리고건축과미디어영역으로산업이확장되었다. 산업의 확장과융합으로여러분야에서다양한수익모델을만들어내고있음 디지털사이니지기술은영상매체, 웹등다양한응용서비스의결합을통해융합콘텐츠를 소비할수있는기술로서국민들에게다양한융합서비스및공적인서비스를제공할수 있는기술임 공연, 전시, 스포츠등문화콘텐츠기술에대한파급효과가큰산업 초대형콘텐츠를통해전시효과를극대화시킬수있는엑스포, 국제스포츠경기행사등에본개발기술의적용을통한성공적인문화행사진행가능 메인전시분야나고도의실감성이필요한건축물체험과같은분야에서원거리및근거리에서실감성을제공할수있는고해상도멀티미디어기술제공 극대화된실감성이필요한무대공연에서고해상도멀티미디어콘텐츠를기반으로하는고화질영상기반무대배경및장치시스템구현 디지털사이니지는 ICT 제조기반의서비스산업이다. 생태계내협업기업들중특정기업이경쟁력을갖추고있으면다른기업에도영향을끼치면서시장경쟁력을동반상승시키는효과를지니고있다. 국내의디지털사이니지산업에서디스플레이부분은세계최고의경쟁력을갖고있다. 이를기반으로국내디지털사이니지산업의경쟁력을상승시킬수있는대중소협력방안마련이필요함 디지털사이니지의핵심기술부분은디스플레이제조, 시스템통합 (SI), 기기간통신 (M2M), 빅데이터, 인공지능 (AI) 소프트웨어, 클라우드, 센싱기술등이다. 기반기술이발전을하면서핵심기술이되는부분으로빅데이터와인공지는소프트웨어와디스플레이제조기술임 159

168 기술개발테마현황분석 (2) 산업의구조 광고수입에전적으로의존하는사업모델 플랫폼사업자는디지털사이니지설치 운영비, 공간임대료를지불하고, 광고주로부터의공고료를 통해보전하는구조 사업자들은통행량이많은상업공간 ( 코엑스인근, 강남역주변등 ) 중심으로아날로그광고판 대체를통한광고수익확대노력중 통신서비스기반을가진통신사 ( 플랫폼사업자 ) 주도형생태계 KT, CJ파워캐스트등통신사는아파트, 지하철역사, 편의점, 병원등에서디스플레이를포함한전체 인프라구축과운영을주도 중소기업은이들과협력하여콘텐츠공급, S/W 솔루션개발, H/W 부품납품, 디스플레이 완성품조립등을담당 [ 플랫폼사업자주요구축사례 ] 사업자구축사업지역규모 KT 지하철 ( 신분당선 ), APT 엘레베이터전국 4,000 대 LG U+ APT 엘리베이터, 골프장 ( 화장실미러광고 ) 전국 20,000 대 CJ 파워캐스트코엑스, 인천공항, CGV 등전국 6,000 대 GS 넷비전편의점 (GS25), 동대문 DDP 등전국 3,000 대 대부분 H/W 중심의영세한중소기업 총 198개의기업의 80%(159개 ) 를차지하는중소기업은 C-P-N-D 각분야에고루분포하나, 영세한업체가대부분 시장이큰디스플레이분야는중소기업비중이 96% 로대기업으로부터패널을제공받아추가기능탑재, 함체조립 ( 하우징 ) 등다양한디스플레이제작과설치를담당 160

169 디지털사이니지용디스플레이 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 옥외광고물을단순대체하는수준에서네트워크접속, 상황 / 사용자인지, 상호작용, 개인화 등스마트하게진화중 통신및 IT 기업, DS 전문기업, 플랫폼업체등다양한참여자가서비스차별화및제휴하는 경쟁적생태계를형성중 글로벌디지털사이니지시장규모는 16 년 193 억달러에서 21 년 354 억달러로연평균 12.9% 의성장세를유지할것으로전망 14 년기준 HW 가 80 억달러로전체시장의 52.9%( 디스플레이 39.7%) 로가장높은비중을 차지하였지만, 광고 / 콘텐츠시장의성장세 ( 연평균 16.7%) 로점차관련시장이커질것으로전망 [ 디지털사이니지용디스플레이분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 19,300 21,789 24,600 27,773 31,400 35, * 출처 : 과학기술정보통신부, 디지털사이니지산업활성화대책 ( 안 ), 2015 [ 디지털사이니지세계시장전망 ] 161

170 기술개발테마현황분석 국가별시장규모 미국은 2015년기준약 29.3억달러로집계됨 (emarketer, 2015) 일본을 2014년 715억엔 ( 약 7,258억원 ) 이며 2018년기준 5,387억엔 ( 약 5조 4,900억원 ) 으로고속성장예상 ( 미츠비시종합연구소, 2014) 중국은 2019년 36억달러 (4조 2천억원 ) 규모로성장전망 (PWC, 2015) IHS 는디지털사이니지산업이향후몇년간 4.7%~5.6% 까지지속적으로성장할것이며, 스마트콘텐츠와지능화되고있는인터페이스, 실시간데티어적용의혹산등으로인해 매출이점차증가하고있다고발표 고객의구매경험이향상되고디지털사이니지에서의체류시간도길어지고있기때문에 디지털사이니지솔루션에대한수요도증가하고있다고분석 디스플레이 ( 하드웨어 ) 중심으로시장이형성및확대되고있으며, 서비스 미디어 광고 분야의매출도빠르게늘어나고있음 디지털사이니지를가장많이도입할산업으로리테일 (50%) / 광고 (15%) / 금융 (6%) / 교통 (5%) / 고객대응 (5%) / 엔터테인먼트 (5%) / 공공 (4%) / 교육 (4%) / 스포츠 / 경기장 (2%) / 전시회 (1%) 순으로나타남 162

171 디지털사이니지용디스플레이 (2) 국내시장 16년약 2조 5000억원 ( 세계시장의 11% 수준 ) 에서 21년에는약 4조 5000억원으로연평균 13.4% 로성장할것으로전망 디스플레이가전체생산의과반수이상 ( 14년기준 66.8%) 을차지하며국내디지털사이니지시장성장을견인 [ 국내디지털사이니지용디스플레이산업시장규모현황및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내내수시장 25,500 28,917 33,100 37,535 39,700 45, * 출처 : 과학기술정보통신부, 디지털사이니지산업활성화대책 ( 안 ), 2015 [ 디지털사이니지국내시장전망 ] 국내디지털사이니지주력전문기업은 100여개이며중소기업이 90.1% 를차지하는중소기업위주의산업구조를보이고있음 2005~2009년에설립된기업이전체기업중 36%, 2010년이후설립된기업이 14% 로디지털사이니지산업으로인한신규기업증대에기여 디지털사이니지종사인력은 3,411명이며 12년신규인력을충원한기업은 36.6% 로높은고용창출효과 디지털사이니지시장의특성상기반시설을가진기업들은대기업이며, 지식, 문화및사용자접점의기업들은중견, 중소기업들이많으며대기업이인프라를담당하면서서비스를지원해주고, 중견, 중소기업들이서비스를개발하면서대기업과협력하여시장의가치를창출하는방식 163

172 기술개발테마현황분석 국내의주요사업자로는 KT, LG 유플러스, CJ 파워케스트, 다음등이있음 한국은디지털사이니지를 ICT 트렌드중하나로인식하고, 시장확대를정부가지원하고있는것도특징. 한국정부는모바일클라우드애드-스마트 TV, 텔레스크린을 3대신성장 IT융합생태계로규정하고, 2015년까지 1,039억원을투자 디지털사이니지를스마트스크린사업의일환으로파악하고, 자국뿐아니라세계시장의주도권을확보하는것을목표로표준화를진행하고있음 디지털사이니지단말 ( 디스플레이 ) 분야는 TV 와마찬가지로국내업체들이두각을나타내는 분야. 삼성전자는지난 2010 년 10.2% 의점유율을보인데이어, 2013 년에는 2 배이상인 26.3% 의시장점유율로 1 위를유지하고있음 LG 전자역시삼성전자와일본 NEC 에이어 2013 년 5.8% 의점유율을차지하며추락을겁하고 있는파나소닉을제치고업계 3 위로올라섰음 국내상황도글로벌시장과유사하게디지털사이니지를가장많이도입할산업으로 리테일 (50%) / 광고 (15%) / 금융 (6%) / 교통 (5%) / 고객대응 (5%) / 엔터테인먼트 (5%) / 공공 (4%) / 교육 (4%) / 스포츠 / 경기장 (2%) / 전시회 (1%) 순으로나타남 국내전문가들의의견에따르면디지털사이니지산업에가장많은영향을줄기술로는휴대폰과 NFC 인터랙션 (38%), 터치스크린 / 멀티터치 (32%), 소셜네트워킹 (26%), 고객인식 / 측정 (26%), 다른모바일인터랙티브 (20%), 행동기반인터랙션 (19%), 사용자제작콘텐츠 (19%), 디스플레이기능향상 ( 내장된미디어플레이등 )(18%), 생체인식 (15%), 3D 디스플레이기술 (15%), RFID(13%), 4K(13%), Gamification(12%), 테이블 (9%) 순으로응답이됨 고객이투자하는목적과디지털사이니지기술을비교하면고객경험, 참여와상호작용이라는 측면에서같은맥락을가지고있어, 고객의투자목적에따른기술적용과개발이필요 (3) 무역현황 무역현황은 OLED 디스플레이 의무역현황으로살펴보았으며, 수출량이급격히늘어나고있는추세임 최근 5년 ( 12~ 16년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 12.34% 로증가하였으며, 수입금액은 10.39% 로증가한것으로나타탐 무역특화지수는 12 년 (0.32) 부터 16 년 (0.4) 까지증가한것으로나타나점차수출특화상태로 국내기업의수출량이증가하고있는것으로나타났으며, 국내의센서제품관련해 해외시장진출이활발하게이루어지고있는것으로분석 164

173 디지털사이니지용디스플레이 [ 디스플레이관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 5,599,065 7,254,932 7,289,457 8,193,349 9,201, 수입금액 2,855,841 3,857,866 3,124,944 3,437,438 3,781, 무역수지 2,743,224 3,397,066 4,164,513 4,755,911 5,419,950 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 165

174 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 새로운미디어매체들이등장하는상황에더욱촘촘한픽셀단위 LED 제품의등장으로실내에서도 LED 사용이가능해지고, 고해상도프로젝터제품이기존 LCD 를대체할수있는수준에이르고있음 고화질대화면화와사이니지용디스플레이다양화 콘텐츠실감성향상을위하여디스플레이가대형화되는추세임 LCD 패널가격의하락으로여러개의디스플레이장치를통하여초대형디지털사이니지시스템서비스가증가추세 지난 ISE 2014 에서나타난삼성전자와 LG 전자주도로 UHD 디스플레이가디지털사이니지에도본격적으로접목되기시작했다는점, 특히삼성전자와 LG 전자가공개한 100 인치이상의 UHD 디지털사이니지는특정건물의벽면전체를차지할정도의크기이면서보다선명한화질을제공할수있기에광고매체로서의가치가더욱커질수있을것으로보임 디스플레이장치의비정형화 2D, 3D 다양한형태를가지는디스플레이의정형화. 디지털사이니지가단순한정보전달뿐아니라게임, 쇼핑, 교육등다양한분야에활용되면서디스플레이형태가다양화되고있음 이러한디스플레이장치의다양화에따라콘텐츠의배치, 인터랙션의댜앙화등비정형화를지원할수있는기술개발필요 다양한인터랙션 다수사용자의복합적인인터랙션지원필요. 디지털사이니지가다른콘텐츠서비스와차별화되는점은사용자의인터랙션에반응을요구하는것임 기존의인터랙션은주로한사람의사용자에의한터치와같은단일인터랙션을처리하는디지털사이니지가주류를이루고있음 최근디지털사이니지의활용범위가확장됨에따라다수의사용자가터치, 모션인식, 음성인식, 이미지인식등다양한인터랙션을동시에처리할수있는형태로발전하고있음 ICT 기술과융합 최근스마트폰의대중화에따라스마트폰과디지털사이니지시스템간연동을통한다양한서비스출현 NFC 와 QR 코드와결합하여사용자와보다더용이하게인터랙션을할수있는환경으로발전하고있음 AR, VR 기술과결합하여게임, 엔터테인먼트및의류쇼핑과같은분야의서비스와결합하여디지털사이니지기술의적용범위를확대할수있는기술개발필요 166

175 디지털사이니지용디스플레이 (2) 기술환경분석 디지털사이니지는정부정책의방향에따라방송통신융복합미디어에서스마트광고그리고스마트미디어로변화함산업에서는옥외광고를기반한디지털광고미디어에서점진적으로스마트미디어로광고를포함한다양한콘텐츠를서비스하는공공미디어로발전해가고있음 2015년과학기술정보통신부가국내디지털사이니지산업을활성화하기위해 2018년까지네가지정책방안을추진하겠다고밝힘. 디지털사이니지산업^비기술수준 86% ( 14) 90% ( 18) 디지털사이니지선순환생태계조성 - 공공수요를창출하기위해디지털사이니지를활용한재난 / 안전시스템을구축하고지자체공공서비스개발프로젝트추진 - 민간수요를창출하기위해전국에 5개실증단지조성. 평창올림픽과연계하여 5곳에사이니지거리조성 중소벤처지원확대 - 전국 3개지역에중소벤처기업이이용할수있는디지털사이니지특화지원센터열림. 이런지원을통해세계적창업기업 20개육성 기술개발분야 333억원투자 - 소프트웨어, 콘텐츠와차세대디스플레이핵심기술확보 - 국내개발통신기준 (ITU-T) 국제표준화활동 산업활성화를저해하는법제도개선 - 옥외광고물관련법령을개정하고미국타임스퀘어와같은자유표시구역을도입 - 신기술에대한임시허가제추진 167

176 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 주요국내 IT 기업의디지털사이니지시장공략 삼성전자는미국의 LED 상업용디스플레이전문기업인 YESCO Electronics 를인수하였으며, L전자역시전사적인관련기술강화를통해, 디지털사이니지 (DS 모니터 ) 시장에서강세를보이고있음 국내의경우일부기업들만이솔루션 & 운영 / HW 시스템등의분야에서각각두각을나타내고있지만, 해외의경우여러업체들이디지털사이니지시장의성장을견인하고있음 미국디지털사이니지시장동향 미국은클라우드등웹기반으로, N-스크린서비스도입에선도적. 미국은세계최대의디지털사이니지시장으로, 특히옥외광고가시장의큰비중을차지하고잇음세계적인빌보드운영사업자인클리어채널아웃도어, 씨비에스아웃도어, 라마등업체가시장을리드하고있음 주사용분야는기업건물 소매업소 교통시설 의료기관 교육 엔터테인먼트 경기장 금융등다양한분야에서이뤄지고있으며, 이중소매분야의경우피알앤사가월마트등의소매없고 6,000개소에서 6만 5,000개의디지털사이니지를보유하고프로모션및광고사업을전개하고있음 미국의경우이전까지하드웨어 소프트웨어 콘텐츠를패키지시스템형태로제공하는게주류였는데, 최근에는 SaaS형 ( 클라우드등웹기반 ) 서비스도확대되고있는추세. 특히, 브로드사인이해당서비스에주력하고있고, 스칼라등대기업벤더도 SaaS형서비스제공에적극나서고있음 뉴욕, 시카고, LA 등주정부중심으로디지털사이니지도입및시범사업진행중 세계최대규모시장인프라기반, 응용기술및서비스다양화추세 새로운전략으로는웹기술을활용하여모바일및 TV 등다양한스크린이연결되는서비스기능을추가하는움직임이활발함 일본디지털사이니지시장동향 정부육성정책및대기업중심의시장창출 디스플레이기술경쟁력을바탕으로디지털사이니지기술개발주도 중국디지털사이니지시장동향 주요기업으로는포커스미디어를들수잇음동사는약 100개도시의상업및주거시설에네트워크를구축해, 다양한디지털사이니지사업을진행하고있음 철도나매장등각분야의유망사업자가해당시장에국한되어사업을전개하고있으나, 향후에는 168

177 디지털사이니지용디스플레이 분야별플랫폼간의연계를통해콘텐츠공유등의서비스를확대할수있는표준화기반의사업에 관심 국내중소기업사례 지스마트글로벌이개발한투명 LED 유리 (G-glass) 는세계최초의투명전광유리이며전세계독점판매하고있는제품으로판매 2년만에매출 900억원을넘어설만큼국내외에서그기술력과시장성을인정받고있음 이트라이브는도심형 VR 테마파크사업에활발히진출하고있으며국내 VR 시장의선도적인기업으로성장 에스지에이는임베디드소프트웨어개발업체로, 시스템통합과솔루션분야에강점보유 오디하이텍은 보안용매직 LCD 제품을개발하여보안모니터용이나보안기술연구소에공급계획 딜리는 UV 프린터전문제조업체로서디지털잉크젯기술의선도기업으로도약중 키오스크코리아는투명디스플레이와멀티비젼기술에강점을가진현재국내에서촉망받는디지털사이니지공급업체체 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 지스마트글로벌 115,037 90, 이트라이브 2,914 8, 에스지에이 75,821 33, 오디하이텍 4,133 3, 딜리 58,245 37, 키오스크코리아 2,691 4,

178 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 NEC 디지털사이니지관리솔루션 DisplayNote를선보였는데, 이는콘텐츠공유와소통을가능하게해주는플랫폼으로서, 윈도우즈, 안드로이드, ios 등다양한플랫폼에서구동이가능한것이특징 80인치 UHD 대형디지털사이니지를발표하면서 24인치이상의모델에 UHD 패널을순차적으로적용할계획이라고발표 그외에도레이저광원을사용한고성능프로젝터 PH1400U를선보이기도함 Philips 소규모소매업자를위한 55인치이하의디지털사이니지 Q-Line 제품군과병원, 숙박, 그리고교통시설등에이용할수있는 40-65인치크기의중대형디지털사이니지 E-Line, 그리고 IPS기술을활용한고화질하이엔드급사이니지 V-Line을선보였으며, 65인치와 84인치크기의 UHD 디스플레이를공개 협력사인 MMS와함께디지털사이니지플랫폼 SmartCollection을선보였는데, 이는특히타깃광고를가능하게하는데초점을맞추고있음 Sharp 자사의 2세대협업형디스플레이모델인 Big Pad를 ISE 2014에서선보이면서터치스크린기술이접목된 Big Pad는최대 4명의이용자가하나의화면을동시에사용할수있으며, 무선스타일리스펜을활용하여화이트보드형태로도활용이가능한것이특징 24인치와 20인치디지털사이니지용 Full-HD LCD 디스플레이공개 170

179 디지털사이니지용디스플레이 (2) 국내업체동향 삼성, LG 전자등국내대기업은디지털사이니지시장에서최신 OLED 사이니지제품을생산하는등디스플레이분야에서선두를달리고있음 글로벌시장조사기관 IHS 에따르면삼성전자는 15 년기준디지털사이니지시장점유율 28.1% 로 7 년연속세계 1 위를유지 [ 삼성전자디지털사이니지시장점유율 ] 삼성전자는 삼성세이프티트럭 ( 트럭뒷면에아웃도어용디지털사이니지를적용해도로위추월사고예방 ), 투명올레드디스플레이비디오월, 야구장전광판 LED 사이니지 를개발하는등디지털사이니지관련투자확대 OLED 에대한업체들의대규모투자 삼성과 LG 는 OLED 패널생산시설에대한대규모투자를진행하고있으며, 각각 2016 년에만 11 조원, 4.5 조원투자 프리미엄 TV 수준의화질에장소에따라다양하게적용할수있는디자인까지적용 ISE 2017 에서삼성전자는 QLED 기술을적용한 Q 사이니지 2 종 (55 65 형 ) 과 LED 사이니지 IF 시리즈 3 종을선보임 QLED 사이니지는사용환경제약없이 100% 컬러볼륨을구현한세계최초상업용디스플레이로타이젠운용체계 (OS) 를탑재해다양한콘텐츠를손쉽게제작가능 플렉시블디스플레이가본격적으로양산 ISE 2017 에서 LG 전자는다양한올레드사이니지를전면에내세움. 올레드사이니지는백라이트가없어기존 LCD 에비해두께가얇고, 곡면형태조형물을제작하기쉬움. ISE 에는 플렉시블 / 양면 / 인글래스 (In-Glass) 올레드사이니지, 울트라스트레치 LCD 사이니지, ' LED 사이니지 ' 등혁신적인제품을선보임플렉시블올레드사이니지는사용자가원하는형태로휘어짐을조절할수있는것이특징. 171

180 기술개발테마현황분석 국내디지털사이니지기술은일부대기업중심으로하드웨어 ( 디스플레이 ) 에편중되어플랫폼, 콘텐츠등소프트웨어영역에서의기술경쟁력향상을위한노력필요 글로벌시장선점을유지하기위해서는센서, IoT, 클라우드등과결합한핵심기술개발에대한적극적지원이필요 광고와정보콘텐츠위주로편중되어있는디지털사이니지산업을게임, 음악, 헬스케어등다양한분야로확대하고공익적 예술적목적으로의활용범위도넓혀간다면, 발전가능성이더욱높아질것으로기대 통신사업자, 시스템솔루션, 광고업체등을중심으로디지털사이니지의초기시장을형성 KT, CJ 파워캐스트, Daum 등사이니지서비스전문업체의진출이확대되고있고, 정보매체, 미디어아트등댜앙한시도 172

181 디지털사이니지용디스플레이 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 고화질 / 대형디스플레이, 스마트폰과센서를이용한사용자맞춤형기술및 3D 기술등이개발 적용되면서스마트한형태의디지털사이니지로변화중 인터렉션- 블루투스, 근거리무선통신 (NFC), 적외선센서, 영상처리기술등의발달로사용자와의상호작용을증대시킨양방향커뮤니케이션가능 개인화- RFID, 안면인식기술등의발달과함꼐사용자의성별, 연령, 위치등을인식하여사용자맞춤형콘텐츠를제공 모바일 / 웹연동- 유무선네트워크기술을이용하기때문에장소에구애받지않고서비스를제공하고, 스마트폰의대중화로 SNS를비롯한다양한모바일서비스웹과연동가능 광고효과극대화- 3D, 증강현실기술등이디지털사이니지에적용됨으로써 3차원광고제작 뿐만아니라기존 LED, LCD 디스플레이에서벗어나벽면, 바닥등디지털사이니지적용스크린이다양화되고, 상업적이용목적이외에도예술적표현매체로이용하는등활용범위확대 TV 시장의단골경쟁요소인화질, 화면크기, 운용기술이디지털사이니지시장으로옮겨가면서다양한디스플레이혁신이이루어지면서다양한공간에서디자인가능 [ 분야별기술개발동향 ] 구분서비스 / 콘텐츠플랫폼네트워크디스플레이 기술개발동향 단방향광고를보여주는형태에서사용자상호작용을통한양방향광고제공 모바일웹서비스형태로문화 예술등다양한분야의콘텐츠를제공 다양한스마트기기에공통적용할수있는웹기반의플랫폼기술 클라우스시스템, CDN(Content Delivery Network), 사물통신기술 다양한사용자정보수집을위한다중센서기술 주변환경및사물을스크린으로활용하기위한통신모듈경량화기술 LCD, LED 디스플레이는 4K 고화질및대형화 투명투사 (Projection), 비평면투사, 3D 디스플레이기술 * 출처 : 과학기술정보통신부, 디지털사이니지산업활성화대책 ( 안 ),

182 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 디지털샤이니지용디스플레이주요기술 주요기술 디지털샤이니지용디스플레이기술은크게폼팩터관련기술, 디스플레이기술, 네트워크기술, 소프트웨어기술로분류되며, 폼팩터관련기술은폼팩터디스플레이외관기술과보호기술이있으며, 디스플레이기술은반사형 LCD 기술과, 고해상도구현기술, 색영역확대기술, 네트워크기술, 소프트웨어기술이있음 분류요소기술설명 폼팩터 디스플레이기술 네트워크기술 폼팩터디스플레이외관 보호기술 반사형 LCD 기술 고해상도구현기술 색영역확대기술 네트워크및인터랙티브기술 용도에따른디스플레이크기, 형태, 종횡비, 베젤리스등의기술 온도, 습도, 먼지등의외부환경에보조하는기술 태양광하에서고명암비와넓은시야각을제공하고, 백라이트를제거해단가를낮추는기술 UHD 이상의해상도구현을위한기술 자연색에가까운색영역확대기술 5G 표준화동향에따른디지털샤이니지용네트워크및인터랙티브기술 소프트웨어기술플렛폼기술광고유통과맞춤형기능제공을위한소프트웨어플랫폼기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 디지털샤이니지용디스플레이기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 분류 요소기술 한국 미국 일본 유럽 계 폼팩터 폼팩터디스플레이외관 보호기술 반사형 LCD 기술 디스플레이기술 고해상도구현기술 색영역확대기술 네트워크기술 네트워크및인터랙티브기술 소프트웨어기술 플렛폼기술 합계 ,171 국가별요소기술별특허동향에서반사형 LCD 기술과색영역확대기술은일본이가장많은비중을 174

183 디지털사이니지용디스플레이 차지하고있으며, 네트워크및인터랙티브기술은미국이, 폼팩터디스플레이외관과고해상도구현기술은한국이높은비중을나타내고있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 폼팩터디스플레이외관 Ÿ Ÿ Ÿ 한국전자통신연구원 NTT 서울과학기술대학교 출연연, 대학, 대기업중심 한국전자통신연구원, 서울과학기술대학교, 에스케이플레닛등 폼팩터 보호기술 Ÿ Ÿ Ÿ LG전자 Hitachi Sharp 대기업, 일반기업중심 LG 전자, 아바비젼, 등 반사형 LCD 기술 Ÿ Ÿ Ÿ 세이코앱슨 SEL LG디스플레이 디스플레이기업중심 LG 디스플레이, 삼성전자, LG 화학, 삼성디스플레이등 디스플레이기술 고해상도구현기술 Ÿ Ÿ Ÿ LG디스플레이삼성전자 SEL 디스플레이기업중심 LG 디스플레이, 삼성전자, 삼성디스플레이, 등 네트워크기술 색영역확대기술 네트워크 및 인터랙티브 기술 소프트웨어기술플렛폼기술 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ FUJIFILM LG디스플레이 Sharp ETRI 3M Inovat. NTT ETRI Yahoo CASIO 디스플레이기업중심 LG 디스플레이, 삼성전자, 삼성디스플레이, 등 출연연대기업중심 ETRI, LG 전자, 에스케이플래닛, 등 출연연대기업중심 ETRI, LG 전자, 에스케이플래닛, 등 폼팩터분야주요출원인동향 폼팩터디스플레이외관기술분야는한국전자통신연구원이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 NTT, 서울과학기술대학교등이많은특허를보유하고있는등출연연과대학교가주류를이루고있음 보호기술기술분야는 LG전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Hitachi, Sharp 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 175

184 기술개발테마현황분석 디스플레이기술분야주요출원인동향 반사형 LCD 기술분야는세이코앱슨가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 SEL, LG디스플레이, 등이많은특허를출원하고있음 고해상도구현기술분야는 LG디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는삼성전자, SEL, 등이많은특허를보유하고있는등대기업과출연연이주류를이루고있음 색영역확대기술분야는 FUJIFILM이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, Sharp, 등이많은특허를보유하고있는등일본기업이주류를이루고있음 네트워크기술분야주요출원인동향 네트워크및인터랙티브기술분야는 ETRI 가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 3M Inovat., NTT 등이많은특허를보유하고있으며, 통신관련출연연및회사들이주를이루고있음 소프트웨어기술분야주요출원인동향 플렛폼기술분야는 ETRI 가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 Yahoo, CASIO 등이 많은특허를보유하고있으며, 통신관련출연연및회사들이주를이루고있음 디지털샤이니지용디스플레이기술분야의주요경쟁기술및공백기술 디지털샤이니지용디스플레이기술분야의주요경쟁기술은디스플레이기술분야중반사형 LCD 기술, 고해상도구현기술, 색영역확대기술이고, 공백기술은전반적으로 폼팩터디스플레이외관, 보호기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 폼팩터디스플레이외관 폼팩터 보호기술 반사형 LCD 기술 디스플레이기술 고해상도구현기술 색영역확대기술 네트워크기술네트워크및인터랙티브기술 소프트웨어기술플렛폼기술 : 280 건이상, : 210~279 건, : 140~219 건, : 70~139 건, : 70 건미만 176

185 디지털사이니지용디스플레이 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 폼팩터디스플레이외관 베젤리스기술 폼팩터 보호기술 원통형태의방열파이프활용기술 투명스크린기능을구비한투명차열부재활용기술 반사형 LCD 기술 개구율향상구조기술 어레이기판의외측전체에엠보싱패턴을가지는기술 디스플레이기술 고해상도구현기술 고개구율을확보하는기술 별도의가열공정없이고해상도의패턴을형성할수있는포토레지스트조성물및이를이용한박막패터닝기술 네트워크기술 색영역확대기술 네트워크및인터랙티브기술 양자점시트등의휘도보상필름활용기술 색소다량체를포함하는착색경화성조성물기술 다중센서등을활용한 IOT 기술 컨텐츠를표시하는복수개의디스플레이들각각을제어하는개별제어부와중앙제어부를가지는기술 소프트웨어기술플렛폼기술 맞춤형광고서비스제공시스템기술 국내특허동향을살펴보면대기업과대학, 출연연은폼팩터디스플레이외관기술을집중적으로연구개발하고있으며, 네트워크및인터랙티브기술과플렛폼기술은출연연을중심으로연구개발을진행중이며, 중소기업은보호기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 디지털샤이니지용디스플레이기술분야의공백기술분야는폼팩터디스플레이외관, 보호기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는폼팩터디스플레이외관기술로나타남 디지털샤이니지용디스플레이기술분야는디스플레이회사를중심으로연구개발이진행되고있고, 그외에도소재와소프트웨어등다양한분야가융합되는기술로현재는대기업, 대학, 출연연, 중소기업모두가연구개발을진행하고있는기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은폼팩터디스플레이외관기술을공공연구기관및대학의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 특히폼팩터디스플레이외관기술은한국전자통신연구원, 서울과학기술대학교가보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 177

186 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 삼성디스플레이 ( 주 ) 101.6cm(40인치 ) 부터 266.7cm(105인치 ) 까지 총 9종류의 다양한 UHD TV 패널 사이즈를 바탕으로보급형부터프리미엄까지모든라인업을커버할수있는뛰어난제품경쟁력을가짐 세계최고로양산된플렉서블디스플레이로주목을받았음 커브드디스플레이등대거출품, 또한저소비전력을구현한친환경 그린 LCD 도선보임 LG디스플레이 ( 주 ) 대형 LCD 분야연속세계 1위 OLED 제품라인업강화- OLED TV 구현방식인 WRGB 기술은 RGB 기술대비 200만개더많은서브픽셀로완벽한자연색을구현하고넓은색시야각으로최고의화질을제공함또 OLED 대형화와대량양산의걸림돌인미세마스크공정을사용하지않기때문에현재로선대형 TV용제품생산에가장적합한기술로평가받고있음 삼성전자 ( 주 ) 상업용디스플레이 스마트사이니지 를통해토털솔루션제공업체로서사업영역을확장하고다양한비즈니스모델을포괄하는전략 110인치대형사이즈와 3.5mm 초슬림베젤을적용한초고화질 (UHD) LFD와이밖에 95인치 LFD(ME95C) 를통해실제와동일한크기로보여주는제품영상을확인할수있으며, 쇼윈도로꾸며진공간에서수많은제품을가상체험을제공함 LG전자 ( 주 ) 울트라HD로상업용디스플레이시장공략 84형울트라HD 사이니지는터치가가능한멀티터치인터랙티브제품임 10포인트터치기술을적용, 손가락열개를동시에감지함쇼핑몰이나갤러리, 교육기관등에서활용하기에적합 ( 주 ) 딜리 사인이지 (SIGNEASY) 라인업은 4K 초고해상도영상을구현하는비디오월과콘텐츠제작템플릿이제공되는 DID로구성됨디스플레이를사용자가원하는각도로회전시켜배치할수있는것은물론, 어떠한환경에서도밝은화면을제공해광고뿐만아니라인테리어소품등활용의다양성을크게넓힘 178

187 디지털사이니지용디스플레이 오디하이텍 ( 주 ) 세계최초 84인치투명 LCD 개발- 유리판처럼속이비치는투명 LCD 디스플레이로서제품진열과광고영상을동시에보여줄수있음투명 LCD는기존 LCD제품에필요한백라이트유닛 (BLU) 를제거하고, 주변빛을광원으로활용하는기술로기존의포로젝터방식과 LCD, PDP 패널의단점을보완한새로운방식의영상시스템 키오스크코리아 ( 주 ) 디지털사이니지및디지털정보디스플레이 (DID) 분야의솔루션제공업체로멀티비젼, 투명디스플레이, DID, LED 관련사업 LG CNS 디자인을입은스마트사이니지솔루션은 LG CNS의주요사업분야 중앙통제실에서서로다른회사가만든미디어디스플레이를한눈에살펴보고콘텐츠배포및스케줄관리, 빔프로젝트램프수명주기통합관리등 지하나의솔루션으로해결가능했던것과또한이들기능을스마트폰으로도외부에서원격관리할수있게한것도 LG CNS의기술임 SGA( 주 ) 디지털사이니지제품및솔루션, 보안솔루션등의 S/W 개발뿐아니라, 글로벌메인보드업체의 국내유통채널로서시제품개발에필요한 H/W 설계및소싱능력까지보유 지스마트글로벌 ( 주 ) 미디어파사드등건축물을활용한미디어들이활성화되면서지스마트글로벌의 LED전광판유리가관련해외시장에서각광을받고잇음 자체개발한스마트글라스 G-GLASS 는전류가흐르는특수유리와커버유리사이에 LED를촘촘하게박아투명성을유지하면서이미지를구현할수있는투명유리전광제품임 ( 주 ) 이트라이브 미디어융합기술바탕으로통합브랜드마케팅을추구하고있으며, 광고 / 전시분야에특화된뉴미디어기술이강점 디지털사이니지통합솔루션인 'VCMS' 개발로획기적인사용자반응형인터랙티브통합제어시스템마련. 광고부분에접목시킬수있는기술개발에주력 ( 주 )KT KT 와협력사인 AQ 가함께개발한 NFC 미디어플보유 179

188 기술개발테마현황분석 나. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 [ 디지털사이니지관련기술연구기관 ] 분류요소기술기관 폼팩터 폼팩터디스플레이외관 보호기술 한국기계연구원 전자부품연구원 디스플레이기술 반사형 LCD 기술 고해상도구현기술 색영역확대기술 한국전자통신연구원한국기계연구원전자부품연구원 네트워크기술 네트워크기술 인터랙티브기술 한국전자통신연구원 한국전자통신연구원 소프트웨어기술 플랫폼기술 한국전자통신연구원 180

189 디지털사이니지용디스플레이 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ 마이크로 LED 디스플레이 ] 분류 기술명 세부내용 마이크로 LED 디스플레이 기술개요 본기술은기존의 LED 와구조는비슷하지만크기가 100 μm이하인초소형 LED. 디스플레이에적용시 OLED 디스플레이처럼별도의백라이트없이도자체발광이가능해하나의화소로활용할수있음 기술이전목적및필요성 정보의유통이크게증가할제 4 차혁명시대에는대량의정보를실시간으로전달하는빠른디스플레이, 다양한형태변화가가능한소비자적응형신축성디스플레이, 전력소모가적은초고해상도증강현실용투명디스플레이등새로운기술에대한수요가급증하고있는상황 기술의특징및장점 이론적으로 2,000ppi 이상의고해상도구현이가능하며높은휘도와빠른응답속도, 우수한명암비, 높은색채율, 긴수명등의장점을가짐. 현재발전해야할사항 크기가작은수백만개이상의마이크로 LED 디스플레이칩들을회로뒤판에정밀하고빠른속도로이송해야하므로수백만번의이송공정을빠르게진행하면서픽셀영역에정확히내려놓아야하는정밀한이송기술이필요. 한기판에서생성되는마이크로 LED 디스플레이칩간의색상균일도가낮아질수있기때문에버려지는마이크로 LED 디스플레이칩이많이밣생하며, 이에따른비용증가이슈문제 활용방안및기대성과 기계적인신뢰성이높고자유자재로형태가바뀌는투명디스플레이등차세대디스플레이로주목받는마이크로 LED 디스플레이를기존 LED 디스플레이보다평균 1 만배빨리제작패널의크기와형태에구애받지안아플렉서블디스플레이구현이 100 인치이상의초대형공공디스플레이에도적용될것으로기대. 저전력소모와적은비용으로대량생산가능 181

190 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술도출 [ 디지털샤이니지용디스플레이분야키워드클러스터링 ] 182

191 디지털사이니지용디스플레이 [ 디지털샤이니지용디스플레이분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 advertising system 6~8 1. Mutually Advertising System, Advertisement Distribution Planning Apparatus and Method, and Computer Program 2. Dynamic and interactive intelligent signage system 클러스터 02 signage Network 7~8 1. Infoshare : Design and implementation of scalable multimedia signage architecture for wireless ubiquitous environments 2. Next generation physical analytics for digital signage 3. Distributed monitoring and control of network components 클러스터 03 display panel 6~7 1. Digital signage 2. Digital signage retrofit for vending machine 3. Digital signage system for supporting high quality resolution 클러스터 04 optimization constraint 6~7 1. SYSTEM AND METHOD FOR DELIVERING AND OPTIMIZING MEDIA PROGRAMMING IN PUBLIC SPACES WITH FEDERATION OF DIGITAL SIGNAGE NETWORKS 2. SYSTEM AND METHOD FOR DELIVERING AND OPTIMIZING MEDIA PROGRAMMING IN PUBLIC SPACES WITH FEDERATION OF DIGITAL SIGNAGE NETWORKS 클러스터 05 immersive view 7~8 1. Digital signage for immersive views 2. How to evaluate public displays 클러스터 06 targeted advertising 5~7 1. System and method for providing targeted advertising through traffic analysis in a network environment 2. SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING TARGETED ADVERTISING THROUGH TRAFFIC ANALYSIS IN A NETWORK ENVIRONMENT 3. METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING TARGETED ADVERTISING 클러스터 07 color identification 7~9 1. METHOD FOR PROVIDING ADVERTISEMENT, DISPLAY DEVICE, MOBILE DEVICE, AND NON-TRANSITORY RECORDABLE MEDIUM 2. Smart signage: A draggable cyber-physical broadcast/multicast media system 클러스터 08 user interface 7~ th IFIP TC 13 International Conference on Human-Computer Interaction, INTERACT Advertising service server and digital signage device 3. USER TERMINAL DEVICE, DIGITAL SIGNAGE DEVICE, AND CONTROLLING METHODS THEREOF 클러스터 09 event managemen t 4~7 1. Apparatus and methods for distributing and displaying emergency communications 2. Performance analysis of smart digital signage system based on software-defined IoT and invisible image sensor communication 클러스터 10 flexible display 6~7 1. Invited paper: Creative integration of Christie MicroTiles in tiled-display applications 2. Fabrication of electrophoretic display driven by membrane switch array 3. Interactivity in a digital public signage network architecture 183

192 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 디지털사이니지용디스플레이분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 폼팩터 폼팩터디스플레이외관 보호기술 전문가추천, 기술수요 전문가추천, 기술수요 반사형 LCD 기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 디스플레이기술 고해상도구현기술 전문가추천, 기술수요 색영역확대기술 전문가추천, 기술수요 네트워크기술 네트워크기술 인터랙티브기술 전문가추천, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 소프트웨어기술 플랫폼기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 184

193 디지털사이니지용디스플레이 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ 디지털사이니지용디스플레이분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 폼팩터 폼팩터디스플레이외관 보호기술 형태적제약을극복하는유연성 (Flexibility) 향상기술 온도, 습도, 먼지등의외부환경에보조하는기술 반사형 LCD 기술 전기영동 (Electrophoretic) 메모리 LCD MEMS 기술 디스플레이기술 고해상도구현기술 LCD, OLED, 플렉시블, 신기능, 디스플레이기술 색영역확대기술 양자점 LED 통한색영역확대 네트워크기술 네트워크기술 인터랙티브기술 embb, ullc 기술, emtc 기술활용한네트워크기반기술 모션인식, 기반기술, 사용자몰입감증대기술이용한상호작용기술 소프트웨어기술 플랫폼기술 서비스네트워크데이터기술통한플랫폼구축기술 185

194 기술개발테마현황분석 나. 디지털사이니지용디스플레이기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 186

195 디지털사이니지용디스플레이 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 디지털사이니지용디스플레이분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 폼팩터 폼팩터디스플레이외관 형태적제약을극복하는유연성 (Flexibility) 향상기술 커브드 벤터블의고정형 폴더블 롤러블의단일축가변형 스트레처블의프리폼 (Free-form) 자유롭고편리한플렉서블디스플레이기술개발 보호기술 온도, 습도, 먼지등의외부환경에보조하는기술 폼팩터의변화에따른정밀소재기술개발 발전 외부환경보조기술개발 반사형 LCD 기술 전기영동 (Electrophoretic) 메모리 LCD MEMS 비발광형 저소비력기술개발 저중량 선명한천연색색상구현기술개발 적절한응답시간기술개발 저전력소모와적은비용으로대량생산가능한기술개발 디스플레이기술 고해상도구현기술 LCD OLED 플렉시블신기능디스플레이기술 디스플레이부품및소재성능향상기술개발 디스플레이성능향상기술구축 신기능 Micro LED 디스플레이개발 디스플레이기술시장확대 색영역확대기술 양자점 LED 양자점소재향상개발 소재기반응용기술개발 양자점기술확대 세계최고수준효율달성 네트워크기술 네트워크기술 인터랙티브기술 embb 기술 ullc 기술 emtc 기술 모션인식기반기술사용자몰입감증대기술 embb 기술기반서비스개발 센서성능향상개발 ullc 기술기반서비스개발 기술기반제품유형과서비스개발 emtc 기술기반서비스개발 서비스시장확대 ( 게임, 공연등 ) 5G 네트워크기술진화에따른서비스진화 사용자상호작용서비스구축 소프트웨어기술 플랫폼기술 서비스네트워크데이터기술 플랫폼인프라개발 플랫폼기술로공공미디어등미래지향적서비스모델구현 플랫폼개발의유연성으로다양한수익모델개발 플랫폼구축으로유통과기능제공의유연성확보 187

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197 기술개발테마현황분석 마이크로 LED 디스플레이기술

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199 마이크로 LED 디스플레이 핵심요소기술로드맵

200 기술개발테마현황분석 1. 개요 가. 정의및필요성 마이크로 LED란칩의사이즈를기존 300~2,000um에서 1~100um 수준으로작게제작되며저전력화, 소형화, 경량화가필요한모든광응용분야에적용가능함 LED 칩을수십마이크로수준으로작게제작하게되면무기물재료의특성상휘어질때깨지는단점을극복할수있으며유연한기판에 LED 칩을전사함으로써유연성을부여하여플렉서블디스플레이 (Flexible Display), 섬유와 LED가결합한스마트섬유, 인체부착및삽입형의료기기, 바이오컨텍트렌즈, HMD (Head Mounted Display) 및무선통신분야에까지광범위하게활용가능함위에언급된다양한응용분야에서 LED 광원이적용되기위해서는유연소재 소자를기반하는맞춤형마이크로 LED 칩개발이필수적이고, 마이크로 LED 개별또는어레이된칩들을유연한기판에전사하는공정기술개발이필요함 마이크로 LED 기술을통해효율향상, 에너지절감뿐만아니라 LED 칩의전사를통해다양한분야에융합이가능하여차세대디스플레이, 자율주행차, 웨어러블, 농수산및스마트공장등신기능기술을 4차산업혁명신산업분야에활용할수있는핵심기술임 구분기존 LED 마이크로 LED 형태 크기 ( 두께 ) 300um 2,000um (~150um) 1um 100um (~7 um) 제조공정 5 단계 ( 에피 - 칩 - 패키지 - 모듈 - 시스템 ) 3 단계 ( 에피 - 칩 - 모듈 / 시스템통합 ) 성능기준 : 형광등 (30W, 80lm/W) 소비전력 13 W 10 W 효율 185 lm/w 230 lm/w 시장수준성숙기태동기 [ 마이크로 LED 개념및특징 ] 차세대디스플레이로꼽히는마이크로 LED 시장을둘러싼주도권경쟁이달아오르고있으며마이크로LED 성장성에국내외디스플레이업체들의움직임이빨라지고있음 마이크로 LED는가로 세로각각 100um 이하의초소형LED를회로기판에직접장착하여 LED 자체를화소로활용하는디스플레이기술임 192

201 마이크로 LED 디스플레이 백라이트없이 LED 칩이적녹청 (RGB) 색을표현하기때문에여러형태의플렉서블디스플레이를구현할수있고저전력화, 경량화, 소형화디스플레이를만들수있다는장점이있음 저전력, 소형화에대한마이크로 LED 디스플레이의장점은차세대디스플레이라고하는 OLED를대체할기술로많은관심을받고있음 마이크로 LED의전력효율이기존의디스플레이보다높기때문에웨어러블기기나스마트시계, VR/AR과같은소형디바이스에서경쟁력을가질수있을것으로기대됨 초소형 LED를붙이는방식으로휘거나접을수있는디자인을가진소자뿐아니라, 플렉시블형태에서늘어나는스트레처블까지포함할수있는디스플레이소자로확대될수있을것으로판단됨 기존 ( 현재 ) 상용화된 LED 광소자의칩사이즈가 300~2,000um인데반해마이크로 LED는칩사이즈를 100um 이하로줄인 LED 광소자로서크기의집적화및유연화에의한신기능및융합신제품창출가능 * 출처 : Yole Development 2017, Micro LED Displays [ 마이크로 LED 를이용한디스플레이구현개략도 ] 배터리소모가요구되는모바일스마트기기용디스플레이는고휘도, 고효율, 초절전성능요구가증가됨에따라애플, 소니등산업을주도하고있는거대기업들은마이크로 LED 기술개발에대한관심도가증가하고있음 OLED 디스플레이산업이지속적인시장성장이예측되는가운데 2020년이후시장에대비하여가상증강현실산업등의대표적인거대시장에신기능디스플레이로서마이크로 LED 역할은매우클것으로예측 특히, 마이크로 LED의중단기적인성장동력은스마트폰, 스마트워치, 퍼블릭디스플레이분야로예측하고있으며, 향후 10년이내에기술적난재해결과전자소비재산업의필요에따라급격한시장확대가예상됨 광원으로사용되는 LED 소자를마이크로수준의작은소자로제작할경우유연한소자구현이가능해져인체에부착하거나체내에삽입하여세포자극, 광유전학치료, 상처치료및진단등의다양한의료분야에적용가능 마이크로 LED를적용한웨어러블스마트디바이스는안경, 시계, 의복에착용하거나치료를목적으로인체에직접부착또는삽입할수있는형태로적용이예상 193

202 기술개발테마현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 마이크로 LED를스마트한기능과접목하여기존 LED의효율한계를극복하고에너지절감및온실가스감축등의친환경화에기여있는기술분야임 마이크로 LED를집적화 유연화하여초연결 지능화시스템에적용가능한기술로분류 4차산업혁명시대신산업분야와의융합을통한시장창출 전기 자율차, 차세대디스플레이, IoT 가전, VR AR, 항공 드론, 로봇, 스마트선박등 [ 마이크로 LED 적용사례 ] 제품 적용기술 사례 차세대디스플레이 ( 능동구동형디스플레이패널 ) RGB 마이크로 LED 를발광화소로직접적용, TFT 백플레인에조립하여고해상도퍼블릭디스플레이패널로개발 - 소니, 파나소닉, 크리스티, 삼성등 웨어러블 VR AR ( 스마트글래스 스마트워치 LED 의류 ) 마이크로 LED 를성장기판에형성, 기판분리및전사, TFT 회로를형성, 고밀도 RGB 화소배열 / 패널로적용 - 애플 ( 아이폰 3 스마트워치 ), 오큘러스 구글 ( 스마트글래스 ), 큐트써킷 발렌타인 필립스 (LED 셔츠 ) 등 194

203 마이크로 LED 디스플레이 제품 적용기술 사례 시스템조명 스마트공장조명 스마트팜 (LED 조명광원모듈 ) 고효율면조명제품에적용, 250 lm/w 효율한계를극복할수있는핵심요소기술로급부상 - 오스람, 필립스, GE 등선진사들은마이크로 LED 칩개발기업과협업중 마이크로 LED 를배선기판에배열 조립하여형광체도포, 필름형태부착등으로백색조명으로개발 Tile 형태로조립하여면조명으로패널화 - 유럽, 일본, 미국등의 LED 조명선진사 전기차 자율주행차 ( 헤드램프 Lidar 자동차용실내외조명 ) 스마트카분야에기존대비저전력, 안전기능제공 - 마이크로 LED 적용매트릭스 AFS (adaptive front-lighting system) 전조등 19 년출시예정 차량용전조등, 라이다용센서광원등으로 10W 이내에서 CMOS 스위칭소자와직접화하여모듈화 - 아우디, 헬라, 프라운호퍼, 오스람협업개발 ( 16 년 ) 개인이동수단 로봇 드론 ( 휴대형 LED 조명 ) 마이크로 LED 를조명패널화시이동수단, 로봇, 드론등에배터리사용량감소기대로각국의중소기업들은소형모듈개발준비중 195

204 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 마이크로 LED는초절전신기능기술을 4차산업혁명신산업분야에적극적으로활용하는융합기술을개발하고있음 자율차, 전기차, 로봇, 드론, VR AR 디바이스등다양한모빌리티장치들의등장에따라초절전에너지실현의위해마이크로 LED가유력기술로부각되고있음 마이크로 LED의칩사이즈극소화로집적화 유연화에의한신기능 ( 초절전 / 초실감 / 초지능 ) 및융합신제품창출가능 [ 공급망관점기술적용분야 ] 전략제품공급망관점기술적용분야 디스플레이 마이크로 LED 를적용한고해상도대화면 flexible 차세대 디스플레이로기술개발. LED 구동방식의변화, 지능형 환경적응제어등화질향상과더불어에너지절감이가능 자율주행차전기차의 CO 2 배출및배터리전력소모를줄이기위한 자동차 고효율전기장치기술개발이활발하며, 적응형 LED 전조등, 매트릭스 LED 전조등, 실내외조명장치에마이크로 LED 를적용하여 효율향상을통한전력소모절감, 안전성강화, 자율주행서비스제공 마이크로 LED 및신기능융합기술 웨어러블기기 농수산 스마트워치, 스마트글래스 등 웨어러블 기기의 사용증가에 따라 디스플레이소모전력을감소시키기위해마이크로 LED 적용기술 개발가속화 미래형섬유, 의복은충전장치사용이필수로서빛을활용한경량화 패션의류연구가활발히진행되고있음 기후환경변화, 환경오염에 의해 가정내 식물재배, 스마트 팜에 적용하기위한 LED-환경융합기술개발비중이증가하고있으며, 식물생장에서 분자농업, 미세조류생장 등의 대체식품 생산기술 개발에적용 경계안전 전력소모가높은취약지역에야간저전력보안안전서비스가 가능한지능형근적외선마이크로 LED 기술개발가속화 의료 의료분야에서는각파장의효과가지속적으로증명, 무선충전형 피부부착치료, 독립전원형인체삽입등에마이크로 LED 기술융합 196

205 마이크로 LED 디스플레이 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 기존 LED 는백색조명, BLU 및전광판분야에활용되어왔으나, 최근마이크로 LED 등장과함께상용화기술개발이가속화되면서차세대디스플레이로주목받고있음 현재디스플레이는 LCD, OLED 가시장을주도하고있으며, 마이크로 LED 의다양한연구를 통하여대형에서부터초소형디스플레이용화소로서신규개발이이루어지고있음 시장조사기관인 Yole Development 에따르면최근개발중인마이크로 LED 는전력소모, 밝기, 응답속도및수명등에서기존화소용광원대비높은성능및신뢰성을가지고있는것으로보고함 미국에너지성 (DOE) 에서 LED 의외부양자효율 * 은 25 년청색은 86%, 녹색은 50%, 적색은 65% 로서백색기준으로형광등의약 3 배수준인 255 lm/w 로예측하고있음 * 외부양자효율은내부양자효율, 주입효율, 적출효율을모두감안한전체효율 마이크로 LED 는기존의 LED 대비최소 1/10 이하의작은크기로서패키지및패널단위로조립시각각의발열량이작고, 넓은면적으로균등분포하여열선속이감소하며, 에피박막만을활용하기때문에광추출효율이향상되는장점을가지고있음 * 마이크로 LED 광원의종류와접합방식에따라광학적성능은달라질수있으며, 이에대한기술적인성숙도를높이기위한기술이개발이진행중임 미래사회에서배터리소모가요구되는모바일스마트기기용디스플레이는고휘도, 고효율, 초절전성능요구가증가됨에따라애플, 소니등의산업을주도하고있는거대기업들의마이크로 LED 기술개발에대한관심도가증가하고있음 OLED 디스플레이 산업이 지속적인 시장성장이 예측되는 가운데 20년 이후 시장에 대비하여 가상 증강현실 산업 등의 대표적인 거대시장에 신기능 디스플레이로의 µled 역할은 매우 클 것으로예측 마이크로 LED 디스플레이의중단기적인성장동력은스마트폰, 스마트워치, 퍼블릭디스플레이분야로예측하고있으며, 향후 10 년이내에기술적어려움해결과전자소비재산업의필요에따라급격한시장확대예상 `10 년대초반부터소니를필두로하여애플등이기술개발을본격화하였고. 기업간국가간협력투자가활성화되고있으며, 디스플레이산업과 LED 산업간의상업적 - 기술적융합을통하여마이크로 LED 신생태계가조성되고있음 조명 /BLU 의국내산업침체로마이크로 LED 응용산업을동일한산업으로분류하면서정부투자의지연으로기술경쟁력저하, 국가주도의 4 차산업형마이크로디스플레이기술선도를위한전략적투자가요구됨 유럽, 미국, 대만등의디스플레이경쟁기업들은시장주도권경쟁에서우위를점유하기위해마이크로 LED 디스플레이에대한일정규모이상의투자, 조기상용화에집중 197

206 기술개발테마현황분석 가상 증강현실용고휘도디스플레이에글로벌서비스기업과디스플레이기업의협업, 마이크로 LED 선발주자기업의인수합병등에대응하여국내관련기업들의적극적인협력과기술협업이가능한 개발투자가요구됨 사용환경에제약을받지않는고휘도, 고신뢰성마이크로디스플레이용마이크로LED는대기업과상생협력이필요한중소기업주도산업으로서기존 LED를활용한조명 /BLU 산업과밸류체인상이하여산업신생태계조성이절실히필요 대한민국은디스플레이 / 반도체강국으로서가상 증강현실디스플레이용고휘도 / 고해상도마이크로 LED 디스플레이기술개발에대한기반인프라를보유하여 OLED 및반도체기술에버금가는글로벌주도산업으로육성필요 국내마이크로디스플레이의기술경쟁력확보와중소 / 중견기업의시장참여를통한일자리창출및매출확대기대 제조공정과밸류체인변화에따라기존방식으로대응이불가하며기업의시장진입을위한기술개발및인프라투자가필요함 * 출처 : Yole Development 2017, Micro LED Displays : Hype and Reality, Hopes and Challenges [ 마이크로 LED 디스플레이응용기술 ] 198

207 마이크로 LED 디스플레이 (2) 산업의구조 디스플레이는다양한정보를인간이볼수있도록화면으로구현해주는영상표시장치를통칭하며전자기기와사람과의인터페이스로, 각종전자기기로부터출력되는전기적정보신호를광정보신호로변환하여인간이시각을통해인식할수있는숫자, 문자, 도형, 화상등의패턴화된정보로표시하는장치및이를위한각종부품, 재료를포함함 차세대디스플레이는 AMOLED, 투명디스플레이, 3D 디스플레이, 플렉서블디스플레이, 터치디스플레이와같이기존의디스플레이와차별화된성능을구현하는디스플레이로정의하며, 최근유기발광다이오드 (OLED) 를이용한디스플레이가차세대디스플레이로서각광받고있음 유기발광디스플레이는기존의 LCD(Liquid Crystal Display) 에비해응답속도가빨라동화상재생시잔상이거의없고, 자체발광으로서백라이트가필요하지않아슬림한디자인구현이가능하지만대형화가어렵고제품수명이짧은단점이존재함 [ 디스플레이방식별주요특징 ] * 출처 : Semiconductor Today 2011 반면, LED의경우도 OLED와같이스스로빛을낼뿐만아니라 (R/G/B 구현가능 ) 수십마이크로수준의크기로제작할경우휘어지게만들수도있어플렉서블디스플레이로의적용이가능할뿐만아니라, 대형화가쉽고제품수명이높은장점을가지고있음 최근애플과삼성등에서출시된스마트와치의 (OLED 디스플레이적용 ) 전력소모량매우큰것으로알려져소비전력을개선할수있는디스플레이의관심이높아지고있음 LED 디스플레이의경우 power saving 측면에서 OLED에비해약 5배이상개선될수있어서 LED 칩제조단가및고속전사공정 / 장비가현실화된다면 OLED를능가하는차세대디스플레이가될것으로기대됨 4 차산업혁명의플랫폼으로서소비자와의접점에서품질과기술력을체감하는마이크로 디스플레이를차세대유망산업의성장동력으로기대됨 199

208 기술개발테마현황분석 컴퓨터나스마트폰과같이산업혁명을주도하는플랫폼도구로서가상증강현실기기에서의디스플레이는사용자의접점에서인지와소통의핵심부품으로기존디스플레이대비고도화된소재, 공정및장비등이요구 ( 광원 /Front-Panel) 1,000 PPI급이상의고밀도화소구현을위해서는반도체소자에준하는고품질의미세광원형성공정이요구, 특히고휘도광원이필요한가상 혼합현실디스플레이제품은 CMOS 반도체와마이크로 LED의융합가능 ( 소재 / 공정 ) 초미세 RGB 화소를형성하기위해서는광학적 / 열적안정성이높은나노단위의 QD, 형광체, 접합소재와μm단위의정밀제어가가능한장비등이요구, 기업단독개발및투자로는글로벌선도기업대비경쟁력향상이어려워국가주도의산학연협력을통한단기간 Jump-Up 전략필요 ( 구동 / 백플레인 ) 마이크로LED의저전력구동, ns 단위의고응답속도에적합한화소제어소자의신규소재 *, 온도와공정편차에안정적인동작회로와구동소자가집적된신규백플레인요구, LCD와 OLED* 에서적용되어오던기술활용이난해하여산학연전문기술을바탕으로중소기업중심으로제품화가가능한소재및신기술개발투자필요 신사업분야에마이크로 LED 융합기술활용으로마이크로 LED 응용신시장창출가능 ( 디스플레이 ) 마이크로 LED 디스플레이는전통적인 LED 전광판에서탈피하여공공 상업용고해상도대화면디스플레이로의적용이가능하며, LED 구동방식변화, 지능형환경적응제어등화질향상이가능한마이크로 LED 디스플레이기술개발 ( 자율주행차 ) 적응형 LED전조등, 매트릭스 LED 전조등, 실내외조명장치에마이크로 LED를적용하여효율향상 / 전력소모절감, 안전성강화, 자율주행서비스제공 ( 웨어러블 ) 마이크로 LED의경우, 웨어러블디바이스의디스플레이, 섬유와 LED가결합된스마트섬유, 바이오콘택렌즈, HMD (Head Mounted Display), 인체부착가능한의료용패치뿐만아니라생체조직과일체화된전자장치에이식되어신경세포활성화, 치료 / 진단등의목적으로활용되는보조장치로활용가능 ( 농수산 ) 스마트공장의생산제품인식, 생산환경조성등인공지능적생산활동이조명환경제어시스템기술적용증가. 동작인식, 이미지센서, IoT 등의기술과융합한연색성조절절전형기술 ( 스마트공장 ) 스마트공장의생산제품인식, 생산환경조성등인공지능적생산활동이조명환경제어시스템기술적용증가. 동작인식, 이미지센서, IoT 등의기술과융합한연색성조절절전형기술 ( 경계안전 ) 전력소모가높은취약지역에야간저전력보안 / 안전서비스가가능한지능형근적외선마이크로 LED 기술개발가속화. 상시밝은상태로감시하는백색LED조명과달리근적외선 LED 적용시센서, 통신등의기능을적용하여전력소모를 3배이상감소 ( 바이오 / 의료 ) 광원으로사용되는 LED 소자를마이크로수준의작은소자로제작할경우유연한소자구현이가능해져인체에부착하거나체내에삽입하여세포자극, 광유전학치료, 상처치료및진단등의다양한의료분야에적용가능 ( 라이파이 (Ri-Fi) 통신 ) 라이파이는육안으로볼수없는 LED 조도에서도통신할수있고주파수혼신등무선통신이불가능한환경에서도쓸수있다는장점이있음저렴한비용에에너지효율을높일수있는것은물론전파로인한인체의영향이적어상용화전망이밝음 200

209 마이크로 LED 디스플레이 [ 12 대신산업과 LED 융합연계성 ] 분야연계성연계제품에너지절감 전기 자율차 마이크로 LED 조명, 헤드램프 스마트선박 고효율방폭등, 안전센서적외선 LED IoT 가전 LED 통신, 시스템조명 로봇 충전형마이크로 LED 조명 바이오헬스 치료용 LED 항공 드론 충전형마이크로 LED 조명 프리미엄소비재 - 에너지신산업 시스템조명, 스마트공장조명, LED 전광판 첨단신소재 LED 제조공정용소재 VR AR 스마트글래스용디스플레이 차세대디스플레이 퍼블릭 / 스트레쳐블 / 밴더블디스플레이 차세대반도체 - * 매우높음 :, 높음 :, 보통 :, 없음 : * 출처 : 4 차산업혁명시대신산업창출을위한정책과제 ( 산업부, 제 4 차신산업민관협의회, ) 201

210 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 시장조사전문기관인 Yole Development 및 MarketandMarkets 분석에따르면마이크로 LED 시장은 `17년 2.5억달러규모의시장이형성되어연평균 50% 이상의성장률로 `25년 196억달러, 약 3.3억대규모의시장을예측 `25년전체시장의 98%, 약 196억달러규모는디스플레이분야에적용되어 TV, 스마트폰, 웨어러블기기를포함하는전자제품에마이크로 LED 디스플레이적용시장은 160억달러, 80% 이상을점유할것으로예상 [ 마이크로 LED 분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 ,412 1,594 3, * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets 마이크로 LED 디스플레이 증강 혼합현실분야등에 near-to-eye 디스플레이 ( 눈가까이에서기능을수행하는포괄적인개념의스마트제품 ) 로적용될것으로예상되며, 19년부터시장이개화하여 `25년약 2.8억달러규모의시장이예측 가상현실분야는 OLED와의차별성이없고, LCD 등과의가격경쟁력이낮아시장침투는어려울것으로예상되며, 대기업및중소기업등의다양한기업들이시장선점을위한시제품을선보이고있음 OLED를기반으로하는마이크로디스플레이에비하여시장진출이늦은도입기단계로서야외에서활용이가능한고휘도저전력제품에적용되어시장확대가될것으로예상됨 중소형디스플레이 초소형디스플레이에비하여화소밀도는낮으나전사면적이비교적넓은소형디스플레이용스마트워치, 모바일기기시장은 AMOLED가주도하고있으며, 모니터, Tablet, Lap-top 및중소형 TV에적용되는중형크기의디스플레이는 LCD와 OLED가혼재되어시장이형성되어있음 202

211 마이크로 LED 디스플레이 * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets [ 초소형및중소형디스플레이시장, (a) 초소형, (b) 중소형 ] 전체시장의 81% 이상을차지할것으로예상되는중소형디스플레이분야에마이크로 LED 디스플레이는스마트워치, 스마트폰등에 21년본격적으로적용되어연평균 115.9% 로성장률로 `25년 159 억달러규모의시장이형성될것으로예상됨 마이크로 LED를적용한 TV용디스플레이는대면적전사에대한기술적난재를해결하고양산수준의공정 / 장비에대한밸류체인형성까지시간이소요될것으로판단하고있으며, `23년이후부터시장이개화될것으로예측됨 203

212 기술개발테마현황분석 초대형디스플레이 광고판, 비디오월등에퍼블릭디스플레이로명명되는대형디스플레이는소니, 삼성전자, 파나소닉, 크리스티, Leyard Optoelectronics, Deepsky 등에서시장을주도하여 `17년 2.53 억달러에서 `25년 8.7억달러규모의시장을예측됨 (a) * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets [ 초대형디스플레이시장, (a) 전체출하량, (b) 마이크로 LED 적용 ] (b) 마이크로 LED와 Mini-LED 적용에대한경계는모호하나, OLED 및 LCD 디스플레이에비하여고휘도, 저전력실현과동시에높은명암비구현을위하여기존 LED 디스플레이와는차별화된구동방식과화소적용을통하여영화관, 상황실등에좀더가까운영상표현이요구되는신시장으로확대될것으로예상하고있음 마이크로 LED는차세대디스플레이로서의역할이기대되는가운데, 시장및기술성장이된 OLED 주도산업이성숙기단계로돌입하는 `22년이후에기술적한계를뛰어넘은마이크로 LED의시장진입장벽이높을것을판단됨 OLED 디스플레이에집중하고있는삼성, LG 등의선도기업에서스마트웨어러블및신규응용제품에적극적인개발을통하여시장확대를주도하고있음 204

213 마이크로 LED 디스플레이 중장기상용화모델로예측되고있는 TV, 모니터, 노트북등의중소형가전분야에서시장성장은 둔화되고있으나, 시장선순환구조를바탕으로기존 LCD 대비 OLED 및 QD-LED 를적용한 시장점유율이높아질것으로판단되어 µled 시장침투지연예상 기존디스플레이시장은포화상태에가까워질것이나, 웨어러블산업분야에서마이크로 LED 디스플레이시장성장은견고히이어갈것으로예상되며, 중단기적으로웨어러블및초대형디스플레이시장에서사업성공가능성이높을것으로예측됨 시장확대를위한원가구조개선, 대량생산장비및공정기술로서 µled에적합한대구경실리콘웨이퍼개발이독일및일본기업들을중심으로가속화되고있음 디스플레이시장은 `16년 1,060억달러에서연평균 7.5% 성장률로 `22년 1,692억달러시장규모가예측되며, 마이크로 LED 디스플레이는기존에형성되어있는 LCD 및 OLED 제품을대체하기보다는새로운형태와응용산업에적용되어공존할것으로예측됨 * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets [ 디스플레이시장예측 ] 일반적인산업화시나리오로서소형디스플레이응용제품이시장에서성공하게되면양산기술을바탕으로대형디스플레이의상용화가가속되는형태였으나, 마이크로 LED는디스플레이크기에따라제조공법이상이하여기존과다른양상으로밸류체인이형성되어동시다발적인시장형성이이루어질것으로예측됨 고해상도, 고밀도화소형성이요구되는소형디스플레이는 2인치이상의웨이퍼에서발광층을성장하여 CMOS 백플레인에웨이퍼본딩형태로직접전사를하거나 TFT를증착하는반도체공정기술로발전할것임 TV, 노트북, 모니터등은초대형디스플레이대비높은해상도로고밀도와대면적공정을동시에해결하는고난이도기술적난제를해결해야만이저가격화를통한시장확대가가능할것으로예상됨 초대형디스플레이는화소밀도가상대적으로낮아고정밀도 PCB 또는 TFT 백플레인에마이크로 LED 및패키지를전사하는형태로개발되어소니의 CLEDIS와같이 COB형태의모듈에서대형기판에직접접합하는방식으로발전하여장비 / 소재의새로운밸류체인이형성될것을전망 기존 LED조명의제조방법과상이하면서도디스플레이장비활용이불가능하므로공정기술은물론상용화 205

214 기술개발테마현황분석 품목별생산장비개발이동시에이루어져야하며, 전사 / 접합, Interconnect, 마이크로 LED 전용 TFT 백플레인공정등이초대형, 중대형, 소형, 초소형의각각의생산가능한전용장비시장이활성활될예정임 디스플레이크기별다양한전사및접합에대한선진기업들과마이크로 LED 전문기업들의지적재산권분쟁이시장확대및성장을저해할가능성이있을것으로예상됨 * 출처 : Yole Development 2017, Micro LED Displays : Hype and Reality, Hopes and Challenges [ 마이크로 LED 디스플레이용소재 / 장비수요예측, (a) MOCVD, (b) 웨이퍼, (c) 전사장비 ] 206

215 마이크로 LED 디스플레이 (2) 국내시장 MarketandMarkets 시장전문보고서에따르면, 국내마이크로 LED( 발광다이오드 ) 디스플레이내수시장은 17 년약 110 억원규모에서 25 년 11 조원규모로성장할것으로 전망 [ 마이크로 LED 디스플레이기술분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 , * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets 국내내수시장은세계시장보다높은성장률이예상되며, 관련시장의선두사인 LG, 삼성의역할로인해, 전세계최초관련기술이채용된제품의상용화가이루어질것으로보임 국내중대화면마이크로 LED 디스플레이시장은연평균 84.2% 의성장률을보이며, 2016년 89억원에서 2022년 3,475억원규모의시장을형성할것으로전망됨 [ 국내마이크로 LED 디스플레이산업시장규모현황및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내내수시장 , * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets, 국내시장을세계시장의 3.9%(2017 년기준 ) 으로산정 국내관련기업은관련시장의글로벌선도기업에의해서, 모듈, 시스템등에대한경쟁력은확보되어있으나, 핵심소자및모듈등은해외기업으로부터주로조달 마이크로 LED 디스플레이관련수요기업은성능 신뢰성등을이유로해외제품을사용하고국내관련기업은연구개발초기단계와세계기업과기술수준격차발생 국내기업중에서도글로벌화된수요기업은검증된마이크로 LED 소자및모듈을사용하나, 자체생산위주로구성되어있어, 국내소자관련기업은개발역량취약의악순환지속 예상시장점유율에서는중대형디스플레이용 FHD 패널을위한 100 μm 이하마이크로광원및소자집적화기술개발을연구개발 4년, 사업화 2년을완료한후, 시장에진입하는 2024년부터 2028년까지향후 5년간중대화면국내시장점유율은 40.0%, 국외시장점유율은 18.7% 가예상됨 207

216 기술개발테마현황분석 [ 국내마이크로 LED 디스플레이예상시장점유율 ] ( 단위 : %) 구분 CAGR 국내내수시장 * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets, 국내시장을세계시장의 3.9%(2017 년기준 ) 으로산정 국내예상시장총매출액기준으로 2024년에서부터 2028년까지 5년간국내시장총매출액은 30조원규모로성장으로예상됨 중대형마이크로 LED 디스플레이시장은높은성장세에따라서, 도입기시장으로판단되며, 마이크로 LED 소자를디스플레이로활용하기위한기술에주목하고있음 특히 OLED 이후차세대디스플레이기술을이용하여관련시장을선점하기위한노력이확대되고있으며, 시장의집중도는신표준산업코드 (SIC) 에분류되어, 34.5% 로시장경쟁강도는낮은편으로판단됨 [ 국내마이크로 LED 디스플레이예상총매출액 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 합계 국내내수시장 1,623 6,540 26,358 79, , ,505 * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets, 국내시장을세계시장의 3.9%(2017 년기준 ) 으로산정 (3) 무역현황 무역현황은 OLED 디스플레이 의무역현황으로살펴보았으며, 수출량이급격히늘어나고있는추세임 수출현황은 12년 55억달러에서 16년 29억달러수준으로 2배가까이증가하였으며, 수입현황은 12년 28억달러에서 16년 37억달러수준으로증가하여무역수지적자폭이감소한것으로나타남 최근 5년 ( 11~ 15년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 12.34% 로증가하였으며, 수입금액은 % 로증가한것으로나타남 무역특화지수는 12 년 (0.32) 부터 16 년 (0.4) 까지증가한것으로나타나점차수출특화상태로 국내기업의수출량이증가하고있는것으로나타났으며, 국내의센서제품관련해 해외시장진출이활발하게이루어지고있는것으로분석 208

217 마이크로 LED 디스플레이 [ OLED 디스플레이관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 5,599,065 7,254,932 7,289,457 8,193,349 9,201, 수입금액 2,855,841 3,857,866 3,124,944 3,437,438 3,781, 무역수지 2,743,224 3,397,066 4,164,513 4,755,911 5,419,950 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 209

218 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 연구개발동향 다양한 IT 기기발전에따라최적의디스플레이를적용하기위한개발경쟁이치열하며, 1인치이하의초소형디스플레이에서부터 200인치이상의초대형디스플레이적용을위한디스플레이산업의경쟁이가속되고있음 칩크기가마이크로미터수준인초소형 LED( 발광다이오드 ) 를디스플레이서브픽셀로사용함으로써, 초소형디바이스적용및기존 OLED의약점이었던대형디스플레이분야에활용할려는업체간움직임이활발하며, 광원인 LED 소자의초소형화와함께, 마이크로 LED를원하는위치로이동및부착할수있는제어기술이마이크로LED 디스플레이의실용화의핵심경쟁력으로주목받고있음 최근자동차, 모바일, 웨어러블에적용되는디스플레이모듈등대표적인핵심 6 대응용분야에 대한관심이집중, 국가적차원의지원과산업화가집중적으로진행중 [ 8 대핵심마이크로 LED 디스플레이분야 ] 적용분야중분류주요기능및적용제품 ( 시스템 ) 차세대디스플레이 스마트 Glass 투명디스플레이, 유연화디스플레이스마트 Glass, 스마트컨텍트렌즈 Flexible 디스플레이, 홀로그램, 투명디스플레이모듈 Wearable Glass, 스마트컨텍트렌즈 모바일디스플레이마이크로디스플레이 모바일 IT, Wearable IT 기기 웨어러블 IT 마이크로 LED 섬유 스마트 IT 디스플레이섬유, IT 셔츠 수송장치자동차내, 외장조명장치 자동차용 HUD, 통신, 헤드램프등내외장용조명장치 광의료 체내삽입진단, 치료장치 적외선 / 가시광을이용한체내이식, 의료패치, 바이오 콘텍트렌즈 * 출처 : 마이크로 LED 특허동향보고서, 마이크로 LED 기술의주요이슈는소자와패키징, 시스템기술로구분할수있고소자는유연화소재및소자를기반으로하는맞춤형마이크로칩개발이핵심으로, 주요소자이슈로는저전력화, 소형화, 고성능화등이며, 패키징, 시스템이슈로는색상별 LED소자가제작된웨이퍼에서칩을분리하고, 디스플레이픽셀배치임 시스템분야는소형화와대량생산화등의패키지분야의이슈가크며, RGB 색상별 LED 소자가제작된웨이퍼에서소자를분리하고, 픽셀에배치하는칩전사 (transfer) 이슈이며, 이를극복하기위한전사기법의표준화공정이없음 210

219 마이크로 LED 디스플레이 마이크로 LED 를디스플레이에응용하기위한맞춤형마이크로칩개발이필요함 ( 풀 HD 급모바일 디스플레이의경우, RGB 서브픽셀의크기가 52x26 μm 이므로, 스마트폰에적용하기위해서는칩 크기가 26 μm 이하의구현필요하며, 현재소형화를위한활발한기술개발이추진중임 우리나라의마이크로 LED 디스플레이융복합기술수준은 LCD, OLED 기술에서앞서있는디스플레이기술을제외하고선진기업과큰차이를보이며, 대부분초기연구개발의연구활동을펼치고있는것으로판단 주요마이크로 LED 디스플레이 ( 대분류 6대마이크로 LED 디스플레이 ) 의시장단계는도입기 ( 스마트 Glass, 웨어러블 IT, 광의료 ), 성장기 ( 차세대디스플레이, 모바일디스플레이, 수송장치 ) 로분류 미래융 복합산업의경쟁력저하는물론, 국내주력산업성장이마이크로 LED 디스플레이융복합기술의수입을부추기는부작용으로나타날가능성이높은것으로예상 주력산업의지능화와미래신산업수요에필수적인마이크로 LED 디스플레이융복합시장변화에대응할수있는체계마련및 R&D 투자강화필요 [ 6 대마이크로 LED 디스플레이융복합분야별국내기술개발동향 ] 디스플레이차세대디스플레이스마트 Glass 모바일디스플레이 동향 디스플레이기술의선두국가로서, 마이크로 LED 기술의융복합을통한디스플레이 기술의선두국가목표로추진중 구글 Glass, Epson Glass 이후일반시장에대중화단계까지진행되지않았으나, 향후 웨어러블 IT 기기에적용하기위한기술시도및삼성은특허확보및자사 VR 기기에 기술적용하여응용가능성타진중 디스플레이기술의선두국가로서, OLED 기술의차세대대안으로마이크로 LED 기술의 융복합기술의선두국가유지를목표로진행중임 웨어러블 IT 수송장치 광의료 전도성섬유와결합한유연화디스플레이기술은영국의큐트서킷 (CuteCircuit) 이세계최초로마이크로 LED디스플레이를적용한스마트셔츠개발이후, 대기업에서연구를진행하여시작품을제작한바있으나양산에성공하여상용화된사례는없음 국내업체에서일부국산화를진행하기는하였으나, 집적화및모듈화를진행하는마이크로 LED 디스플레이기술의사례는진행된바없으며, 해외수입에의존중임 체내이식, 의료패치, 바이오콘텍트렌즈의경우해외선두업체인 Google의스마트콘텍트렌즈기술등과격차가존재함 국내에서는내시경위주의카메라기술과결합된체내이식형캡슐화기술융복합이활발하게이루어지고있음 * 출처 : 산업혁명변화에걸맞는 LED 산업경쟁력제고방안, 산업자원부,

220 기술개발테마현황분석 (2) 기술환경분석 산업통상자원부는초절전, 초소형, 초지능실현이가능한마이크로 LED를 4차산업혁명의기반기술로지정하여, LED 산업경쟁력제고방안을통해 2020년세계 3대 LED산업강국유지를목표로하고있음 4차산업혁명에적극대응하기위한초절전, 초소형, 초지능을제공할마이크로 LED 및융합신기술개발을위해 8대중점추진과제를제안하고, 기술로드맵을완성하였음 4차산업혁명신산업분야와연계한신시장을창출을목표로, 디스플레이, 융복합 IT기기산업계, 학계 연구계전문가들이뜻을모아긴밀한네트워크를구축하고, 협력의장을마련함 - 빅데이터, 인공지능, IOT와마이크로 LED를융합하여, 에너지소비, 스마트기기고도화에기여하고, BLU, 휴대폰, 조명등의보수시장을신시장으로체질개선하고, 신생태계조성할계획임 - 6대핵심마이크로 LED 융복합기술 * 을개발 국산화하고, 마이크로 LED 광원, 소자기술관련전문중견기업육성등을통해글로벌경쟁력을확보한다는계획 * 6 대핵심마이크로 LED 융복합기술 : 디스플레이, 자동차, 자율수송, 웨어러블, 보안 / 안전, 의료 [ 13 개산업엔진프로젝트 ] 시스템산업 웨어러블스마트디바이스 자율주행자동차 극한환경용해양플랜트 고속 - 수직이착륙무인항공기 국민안전 건강로봇 첨단소재가공시스템 소재 부품산업창의산업에너지산업 탄소소재 첨단산업용비철금속소재 * 출처 : 산업통상자원부 개인맞춤형건강관리시스템 생체모사디바이스 가상훈련시스템 고효율초소형화발전시스템 직류송배전시스템 마이크로 LED 융복합디스플레이산업발전의기반을조성하기위해미래성장동력창출분야에 대해서, 4 차산업혁명에대비해신산업육성등을목표로진행 플렉시블, 스트레처블등차세대디스플레이기술개발사업을신설 (116 억원, 2016 년 ) 해기존주력 산업을고도화하는한편, 소재분야원천기술확보를통한주력산업고도화및중소, 중견기업 육성을위해수요산업체와연계한소재분야공동기술개발을추진 정부는 2015 년 12 월, 제 17 회국가과학기술심의회운영위원회를개최하여국가산업경쟁력강화를 위한세계최고수준의기술개발지원방안을심의확정하였고이를바탕 9 대기술 * 기반으로 디스플레이고도화추진중 * 9 대기술 : OLED, 플렉시블디스플레이, 고용량이차전지, 초고집적메모리반도체, 초광대역유무선네트워크, 5G 통신, 중소형원자로, 시스템반도체, 고부가가치선박 이중산업기술고도화분야로디스플레이관련사업이선정되었으며, 이중기업들이적극적으로 투자하기어려운혁신적인소자, 공정, 소재원천기술중심으로선정 212

221 마이크로 LED 디스플레이 마이크로 LED 관련산업의경제적효과를분석한결과, 17 년기준 110 억원규모에서 2025 년 11 조원이상의경제규모상승이발생할것으로전망됨 *. * 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets 중대화면마이크로 LED 디스플레이분야는 2014 년산업연관표상기타전자부품으로분ㄹ되어, 직간접적부가가치는 로낮으며, 이에대하여중대화면마이크로 LED 디스플레이시장에 대한고용창출효과는평균대비낮은것 (8.2 명 ) 으로나타남 * 그러나연관업종매출이익률이 3.21% 이며, 융복합 IT 제품의성장과연계하여, 매년국낸시장기준 62.9% 의 CAGR 을달성할 것으로추정 ** * 출처 : 2017 년소재부품이종기술융합형기획보고서 ** 출처 : Micro-LED market, Global forecast to 2025, MarkestandMarkets [ R&D 정책방향 ] 분류 정부정책방향 4 차산업혁명시대신산업창출을위한정책과제 ( 제 4 차신산업민관협의화, ) 의 12 개분야중마이크로 LED 등의초절전신기능기술이적용 차세대디스플레이핵심요소기술, 융복합디스플레이기술을중점추진연구개발분야로선정하여, 중견중소기업육성을위한정부투자강화목적의사업추진중 가상, 증강현실디스플레이소재, 공정, 자동차, 증강현실등에대한적용분야로마이크로 LED 디스플레이를채용하여, 기존기술과차별화되고에너지절감이가능한신시장개척용기술로선정 213

222 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 차세대디스플레이기술로마이크로 LED는성능과융합산업활용도측면에서최적광원으로평가받고있으나, 국내투자상황및경쟁력은취약한상황임 글로벌기업들의기존보유제품의한계를극복하고자초소형화, 휘어짐, 경량화가가능한마이크로 LED 개발을빠르게전개하고있고, M&A를통한기술확보가활발하게이루어지고있음 국내는중국의국가차원 LED 인프라투자를통해발생한조명산업의경쟁력약화로 LED 산업가치가저평가되면서기업및정부의투자가저조, 차세대디스플레이원천기술인마이크로 LED 기술개발이소홀해짐 미국 / 일본은마이크로 LED 기술확보를위해매머드급기업을통해활발한투자및인수합병이이루어지고있으나, 국내는삼성과 LG 위주의소극적인개발만이루어지고있어, 선진국과의기술격차가계속벌어질것으로예상됨 국가별기술수준은미국 일본등이최고수준을보유 [ 국가별마이크로 LED 기술격차 ] 구분한국미국일본유럽중국평균 기판 마이크로 LED 소재 디스플레이 * 출처 : 한국산업기술평가관리원 `16 년기술수준조사 장비 마이크로 LED 응용분야가다변화되면서기판, 소재, 장비, 응용제품등의산업분야가확대될것으로기대되고있어, 국가경쟁력의필수요소가되고있음 LED 광원은기존의전통조명의범위를넘어다양한산업에적용되기위한새로운시도가이루어지고있는데, 특히저전력구동이가능한마이크로 LED를이용한디스플레이, 웨어러블용부착형정보표시소자, 전도성섬유와 LED 광원이결합한 photonics textile 분야, 인체부착및삽입형의료기기, 광유전학유효검증을위한바이오융합분야, HMD(Head Mounted Display) 및무선통신분야등에서다양한응용결과들이보고되고있음 전세계적으로마이크로 LED 적용이가속화될것으로예상되고, 관련산업분야에미치는파급효과가커서전략산업으로육성할필요가있으며, 또한타기술과의융합을통한 4차산업혁명시대의핵심부품으로육성이필요 일본, 유럽등은국가적차원에서집중지원되고있고, 미국은애플같은주요기업위주로투자및개발이되고있어, 국가차원의적극적인지원이되지않으면기술력강화에대한한계가있음 214

223 마이크로 LED 디스플레이 [ 주요 Micro LED 개발기업 ] 기업명 국가 ( 설립 ) 제품 기술개발동향 Apple 미국 - - 마이크로 LED 를사용한스마트워치개발 : 마이크로 LED 전사공정기술보유벤처기업 ( 럭스뷰, 美 ) 인수하여개발추진 III-N Technology elux 미국 (1999) 미국 ( ) Green micro-led display - 웨어러블헤드기어, 마이크로프로젝터또는웨어러블디스플레이로사용가능 Foxconn 4 개자회사인수 Sharp 는 21 건의관련특허현물출자 Lumiode 미국 ( 12) Smart Glass/Lens 개발 ( 13 년 ) 고휘도 LED 디스플레이개발벤처 HUD, AR 용실용화목표 1mm2 공간에 2,500 개의단색 LED 패킹가능 LuxVue 미국 ( 09.5) 20um, 100um, 300um micro-led 개발 다량의 micro-led 특허및기술보유 14 년 5 월 Apple 에인수 Ostendo Technologies 미국 ( 05) AR/VR 용디스플레이패널개발발표 ( 15 년 ) Micro LED 를적용 1.2 인치크기에 5,000 ppi 를구현 Rohinni 미국 ( 13) PiXey(Micro LED 시트 ) 키보드용백라이트와박형조명부문에서실용화 VerLASE 미국 ( 04) - Chromover 파장변환기술개발청색 LED 어레이에서박막변환층을여기 Mikro Mesa Technology 대만 - 미국특허청에 Micro LED 관련 12 건의특허보유현지 TFT-LED 패널메이커 HKC Optoelectronics Technology 와공동으로중국충칭시에 Micro LED Lab 설립추진 PlayNitride III-V Lab 대만 ( 14.6) 프랑스 ( 04) - 동사최초로 10um 이하 micro LED 개발 ( 15 년 ) TFT LED RGB Micro 디스플레이생산수율향상을위한기술개발중 LED 올하반기부터시험생산라인건설에나설 CEA-Leti 프랑스 (1967) iled matrix EQE 5.9%, 휘도 108cd/m2의녹색 Micro LED, EQE 9.5%, 휘도 107cd/m2의청색 Micro LED 풀컬러디스플레이를구현하기위해양자점을사용하며 Micro LED 피치는 10um InfiniLED 아일랜드 ( 10) - - ILED 라는저전력디스플레이개발 - 16 년에 Oculus 에인수 mled 영국 ( 10.7) 20um Micro-LED 개발 - University of Strathclyde 의 Micro-LED 연구팀이분사설립. 이후마이크로 LED 개발집중 - 해상도 1,200ppi, X-celeprint 아일랜드 ( 13.7) Micro-Transfer-Printing (µtp) - University of Illinois 의 John Rogers 교수설립. Micro-LED 웨이퍼전사특허관련배타적권리이전 - µtp 기술을통한고밀도실장기술보유 - LED 과플렉서블트랜지스터등에응용도모 Mercedes-Be nz, BMW, Audi 독일 - - 마이크로 LED 적용매트릭스헤드램프개발中 : VGA 급 (1024 픽셀이상 ) Micro LED array 응용자율주행차량탑재용스마트전조등 Sony 일본 - 한국광기술원 한국기계연구원 한국 - 한국 - - 마이크로 LED 초대형스크린디스플레이 CLEDIS (Crystal LED Integrated Structure) 개발 - 수직형 / 수평형마이크로 LED 제조공법및생체모방전사기술개발 : 3μm 급마이크로 LED 및전사기술연구개발中 - 플렉서블기판위에롤투롤방식의연속공정으로마이크로 LED 전사공정기술개발 * 출처 : LEDinside.com( ) 외각종언론자료 215

224 기술개발테마현황분석 국내중소기업사례 루멘스는 17년 1월에 0.75인치의 HD(1280x720) 급마이크로 LED 디스플레이모듈개발발표및 CES 2017에서공개하였으며, 이는국내에서연구단계를뛰어넘는첫사례로평가받고있음. 17년내풀컬러지원 Micro-LED 디스플레이모듈개발계획도가지고있음. 또한, 루멘스는한국기계연구원으로부터마이크로 LED 양산기술을이전받아양산체제구축을완료한것으로보도되고있음 삼익전자공업은발광다이오드기술을바탕으로전광판, 교통안내표지판사업에진출중 우리이앤엘은한국광기술원과 AR/VR 용마이크로 LED 디스플레이광원모듈개발착수를발표하였으며 ( 17/8), 18년까지 1인치크기의 SVGA(800x600) 급마이크로 LED 디스플레이개발을목표로진행하고있음 엘트린은 wafer bonder 기술을바탕으로마이크로 LED와반도체패키징시장에진출중 실리콘디스플레이는 LCD 박막, TFT 기술을바탕으로마이크로 LED 기술개발을진행중 한미반도체는국내반도체 / 디스플레이장비업체중하나로후공정에특화되어있는기술력을보유 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 루멘스 321, , 우리이앤엘 201, , 실리콘디스플레이 6,599 4, 한미반도체 280, ,

225 마이크로 LED 디스플레이 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 Apple, Sony, Misubishi, Oculus, Hon hai, Samsung, LG 등글로벌기업들이 micro-led R&D를주도 마이크로 LED 분야는미국의 UIUC 대학의 John A. Rogers 그룹에서연구개발을선도하고있음 2009년무기물 AlGaInP LED를이용한마이크로 LED 소자제작방법을 Science 저널에처음으로보고한이래로 GaN on Si 소자기반으로하는마이크로 LED 및 GaN on sapphire 기반의마이크로 LED 소자를제작하여디스플레이로의적용가능성을보고하였음 미국의 X-Celeprint ( 일리노이 Roger 연구그룸에서 Spin-Off) 는움직임또는모션제어를통해전사하는방식을개발하였으며, 원리는반데르발스력 (Van Der Waals) 에의해접합력이발생하고, 유연성이있는 Stamp(PDMS) 를떼어낼때의속도에의한모션력으로 µled를분리하는기술임 (a) (b) [X-Celeprint 의전사 Stamp (a) 속도 / 모션제어를위한탄성 Stamp, (b) 속도와접합력의상관관계 ] 2014년미국애플사는차세대웨어러블컴퓨팅기술로주목받는마이크로 LED 디스플레이업체럭스뷰테크놀러지 (Ruxvue Technology) 사를인수함마이크로 LED 디스플레이는기존 OLED 디스플레이보다전력소모량이매우낮고화면밝기가뛰어나향후애플의웨어러블기기인스마트와치에마이크로 LED 디스플레이기술을적용할것으로예상됨 LuxVue-Apple의경우정전기적인외부입력 (Electrostatic 방식 ) 으로 µled를전사하는방식을적용하고있으며, Stamp는 SOI(Silicone On Insulator) 기판에 MEMS 기술을적용제작하여원하는위치에전압을가하면정전력이발생하여 µled와의접합력이발생하는기술을개발함 (a) (b) [Luxvue 의정전력발생 Stamp (a) 초기개발구조, (b) 휨등에의한 Air Gap 으로접합력감소문제점해결구조 ] 217

226 기술개발테마현황분석 미국의 Rohinni 는인테리어용디스플레이로유연 µled 모듈을대면적대량생산형으로제작하기 위하여 µled 를광반응형드럼에옮겼다가다시기판에정전방식으로전사하는기술을제안하였음 [ 정전방식 R2R 전사 Rohinni ] 대만 ITRI, Texas Tech. University 는녹색마이크로 LED 와 CMOS 회로를집적하는기술을개발, Flip-Chip µled 를군집배열 / 전사하여 HMD 용디스플레이적용 (a) [ 녹색마이크로 LED 디스플레이, (a) Texas Tech. University, (b) ITRI ] (b) 벨기에 IMEC은스트레쳐블디스플레이개발발표, 신축 / 팽창이가능한소재를활용, a-igzo 플렉서블 TFT 백플레인에마이크로 LED 패널제작 네델란드필립스루마리브사는유연기판에 RGB LED를형성하고어레이를만든후섬유나직물에삽입시켜 14x14픽셀어레이를가지는 Fabric display를구현 (a) (b) [ 웨어러블디스플레이 (a) IMEC, (b) 필립스루마리브 ] 218

227 마이크로 LED 디스플레이 Hon hai(foxconn) 는 OLED 사업경쟁력확보에어려움을느끼며마이크로 LED 기술개발에역량을집중하고있음이는삼성디스플레이가중소형 OLED에투자를대폭확대하면서후발주자인 Foxconn이기술력과가격경쟁력을따라잡는것이사실상어려워진데따른것으로분석됨 2017년 Sharp와공동으로마이크로 LED 기술을보유한벤처기업 elux 인수를발표하였으며, Sharp가 elux에마이크로 LED 디스플레이생산기술에관한특허를양도하므로적극적인양산화가전개될것으로예상됨 SONY( 일본 ) 사는소형디스플레이를집중하고있는 Apple 과달리대형제품에집중하고있음 Micro LED 가 OLED 대비대형화에유리하다는장점을활용하여 TV, 사이니지등대형디스플레이개발에집중하고있음크리스탈 TV 라는이름으로 Red, Green, Blue LED 를이용하여실제 LED TV( 화소자체가 LED, 55 ) 를구현하여 CES 2012 전시회에출품하였으며, 또한상업용디스플레이전시회 Infocomm 2016 에서 CLEDIS(Crystal LED Integrated Structure) 라는이름으로 400 인치를공개함 * 출처 : LEDinside, [ 일본 Sony Crystal LED TV ( 왼쪽 ), CLEDIS( 오른쪽 )] 중국의 BACO 사는 55 인치 LED 픽셀 TV 를상용화. 320 x 180 픽셀로된하나의패널을 6 6 패널로이어붙여서사용하였고, 1920 x 1080 full HD (2K) 해상도를구현함개별화소로사용된 R/G/B LED 램프는 3 in 1 타입으로 SMD1010 PKG 를채용. 사용된 LED 의칩크기가 100um 이하수준은아니지만수십마이크로수준으로작게제작될경우더높은해상도구현가능 프랑스의 CEA-LETI 는 100 만니트급 10 μm간격의화소로배열된디스플레이를개발하였으며, 미국의 Ostendo 는적층형 µled 적용 5,000 PPI 급디스플레이개발 (a) (b) [ 마이크로디스플레이개발, (a) CEA-LETI, (b) Ostendo ] 대만의 AUO 와미국의 Cooledge 는 Luxvue 와유사한방식으로탄성 Stamp 를 MEMS 기술이아닌 Patterning 하여전사기술을개발하였으며, 대만의 PlayNitride 는전자유도방식으로서 MEMS 기술로 Stamp 를제작하고 µled 를자성물질로코팅하여선택적인전사가가능한기술을개발하였음 219

228 기술개발테마현황분석 (a) (b) [ 정전력및전자유도방식의전사 Stamp (a) 정전력유도탄성 Stamp, (b) 전자유도방식의 Stamp 아일랜드의 infiniled 사는 1mW 광출력을가지는 405nm 파장의단일마이크로 LED를개발했다고보고 (20um chip size). 이마이크로 LED의광출력밀도 (output power density) 는 300W/cm2 수준으로상용화된 LED 보다훨씬높은수준을가진다고보고하였고, 이외에도 10mA에서각각 2.7mW 및 0.47mW 광출력을가지는 450nm 및 525nm 파장대의단일픽셀의마이크로 LED도상용화함 2) 국내기술개발현황 국내마이크로 LED 디스플레이분야에서대기업들은해외기업들에비해상대적으로겉으로 드러나는움직임은조용하며, 오히려최근관련중견기업루멘스, 한국기계연구원, 한국광기술원 등에서연구성과공개함 GIST의박성주교수그룹에서는 LLO 방식을이용한무기물기반의유연 LED 제작방법에대해보고하였으며, 유연 LED 제작을위해효율적이며대면적 GaN layer 전사가가능한연구결과를주로발표함 국내코오롱사는전도성섬유를이용하여발열하는섬유소재와광섬유를이용하여빛을외부로내보내는기술을이용하여스마트재킷기술을선보임또한 LED 시스템을의복에탑재하여야간산행과위급상황시위치파악이용이한섬유제품을보고하였음현재광원이나 IT 기기를부착하는수동형단계에서벗어나향후에는섬유스스로신호의전달, 생성, 에너지수급등이가능한능동형전자섬유시스템으로발전될것으로기대 한국기계연구원은세계최초로 롤전사 공정을이용한마이크로 LED 디스플레이대량생산기술을발표 ( 17/7/24). 현재는 100 마이크로이상의칩들을전사하는기술을보고했으나, 향후 100 마이크로이하박막형마이크로LED 칩들을전사하는기술을개발할예정 220

229 마이크로 LED 디스플레이 * 출처 : 한국기계연구원 [ 롤전사방식마이크로 LED 생산기술모식도 ] 한국광기술원은수직형및수평형마이크로 LED 칩을제작하여박막형의 ( 두께 10 마이크로이하 ) 마이크로 LED 층만을기판에서분리하고생체모방소재를이용하여선택적으로전사하여픽셀디스플레이어레이를구현 * 출처 : 한국광기술원 [ 마이크로 LED 광원및픽셀어레이구현 ] 루멘스는 17 년 1 월에 0.75 인치의 HD(1280x720) 급마이크로 LED 디스플레이모듈개발발표및 CES 2017 에서공개하였으며, 이는국내에서연구단계를뛰어넘는첫사례로평가받고있음 17 년내풀컬러지원 Micro-LED 디스플레이모듈개발계획도가지고있음또한, 루멘스는한국기계연구원으로부터마이크로 LED 양산기술을이전받아양산체제구축을완료한것으로보도되고있음 우리이앤엘은한국광기술원과 AR/VR 용마이크로 LED 디스플레이광원모듈개발착수를발표하였으며 ( 17/8), 18 년까지 1 인치크기의 SVGA(800x600) 급마이크로 LED 디스플레이개발을목표로진행하고있음 마이크로 LED 관련소자 / 소재개발에는다소시간이요구되며, 전략적인투자가절실한분야로 관련기업, 연구소및대학간의적극적인협력을통해시급히개발되어야할분야임 221

230 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 마이크로 LED 광소자개발동향 ( 마이크로 LED 에피박막개발 ) 마이크로 LED 에피박막은기존의상용화된 LED 에피구조와유사하지만수율및균일도관점에서중요성은기존의 LED 에피와는더욱큰중요한차별성을나타내므로, 결함제어 가마이크로에피박막성장에서가장큰이슈 - GaN-on-Si 또는 GaN-on-Sapphire 이종기판을사용하는에피탁시의경우매우높은결정결함을나타내고있음마이크로 LED 광원을디스플레이적용시 dead 픽셀이될수있는결정결함을에피성장에서제어하는기술개발진행중 - 청색마이크로 LED를기반으로하여컬러필터를이용한마이크로 LED 디스플레이는청색 LED 광원파장의균일도는향후전사공정이후의디스플레이특성에직접적으로영향을주기때문에파장균일도의향상기술필요 ( 마이크로 LED 광소자개발 ) 마이크로 LED는칩의사이즈가일반적으로 10~100um 수준으로제작되며저전력화, 소형화, 경량화기능을가지고있어모든광응용분야에적용가능 - LED 칩을수십마이크로수준으로작게제작하게되면휘어질때깨지는단점을극복할수있으며플렉서블 (flexible) 한기판에 LED 칩을전사함으로써유연성 (flexibility) 을부여, 플렉서블디스플레이 (Flexible Display), 섬유와 LED가결합한스마트섬유, 인체부착및삽입형의료기기, 바이오콘택렌즈, HMD(Head Mounted Display) 및무선통신분야에까지광범위하게활용가능 * 출처 : T. I. Kim, et al. SMALL (2012) [ 마이크로 LED 칩제조공정및 Transfer printing 공정을이용한마이크로 LED array ] ( 마이크로 LED 전사기술개발 ) 전사 (transfer) 란마이크로 LED 단일또는다수의칩을원하는기판 (target substrate) 에이송하는공정으로, LED칩의면적이작아짐에따라다수의칩을한번에이송하는기술 - 응용분야및응용제품의색재현발광화소배열방법에따라선택적전사와일정영역을웨이퍼단위에서전사하는기술개발필요 222

231 마이크로 LED 디스플레이 - 마이크로 LED를기판에이송하기위한방법은미국의 Ruxvue Technology사가개발한정전헤드 (Electrostatic Head) 를이용하는방법으로, 제작된마이크로 LED 상에정전헤드를위치시킨후전압을걸어 LED를픽업 (Pick-up) 하고이송하는방식이개발됨 - 또다른방법은탄성이있는고분자물질 ( 일반적으로 PDMS를사용 ) 을프린트헤드로사용하여 source wafer (LED wafer) 로부터 LED를모두픽업하고픽업된 LED칩또는어레이를플렉서블또는리지드기판에전사하는방법이개발됨 마이크로 LED 응용분야 마이크로 LED의응용분야중가장큰비중을차지하는것은차세대디스플레이임 - LED의경우도 OLED와같이스스로빛을낼뿐만아니라 (R/G/B 구현가능 ) 수십마이크로수준의크기로제작할경우휘어지게만들수도있어플렉서블디스플레이로의적용이가능할뿐만아니라, 대형화가쉽고제품수명이높은장점을가지고있음 - 최근애플과삼성등에서출시된스마트와치의 (OLED 디스플레이적용 ) 소비전력을개선할수있는디스플레이의관심이높아지고있음 LED 디스플레이의경우 power saving 측면에서 OLED에비해약 5배이상개선될수있어서 OLED를능가하는차세대디스플레이가될것으로기대 - 일본소니사는 16년 2세대 15 PPI급마이크로 LED 디스플레이 CLEDIS (Crystal LED Integrated Structure) 출시, 패널내에 RGB 마이크로 LED를배치해각화소를독립적으로구동시키는자체발광디스플레이개발 - 디스플레이용으로적용되는수μm크기의 µled의외부양자효율을높이는기술로는칩의표면과반사막형성에대한개발이이루어지고있으며, 초소형및소형디스플레이용으로 Monolithic 배열형화소로적용하기위하여마이크로렌즈, 반사경등의외부광학계를집적하거나, Cavity 등의광학적구조개발이진행되고있음 4차산업혁명과관련된웨어러블응용분야적용확대 - ( 스마트워치 ) 애플사는마이크로 LED 전문기업럭스뷰인수하여마이크로 LED 디스플레이의해상도향상에집중 - ( 스마트글래스 ) 대만의 ITRI와미국의 Texas Tech. 대학은녹색마이크로 LED와 CMOS회로를집적하는기술개발, Flip-Chip 마이크로 LED를군집배열및전사하여스마트글래스, HMD(Head Mount Display) 용디스플레이에적용 - ( 스트레쳐블 ) 벨기에 IMEC 연구소는신축 / 팽창이가능한소재를활용, a-igzo* 플렉서블 TFT 백플레인에마이크로 LED 패널제작 - ( 의류 ) 마이크로 LED를섬유나직물에전사하여패션의류개발, 네델란드필립스루마리브사는유연기판에 RGB LED를형성하고어레이를만든후섬유나직물에삽입시켜 20cm2넓이에 14 14픽셀어레이를가지는 Fabric display를구현, LED 보호를위한방수섬유적용, USB 연결가능, Li ion 배터리장착, 영국큐트서킷사는세계최초로초박형 RGB LED 디스플레이를내장하여 tshirtos 셔츠를판매, 앱을통한디스플레이, 프로그래밍, 세탁가능, USB를통한충전, 카메라키트등가장완성도가높은의류일체형기술개발 인간수명이늘어남에따라상처치료, 광유전학치료및진단분야에서 LED 광원의응용 - LED는저출력레이저치료법 (LLLT, Low Level Laser Therapy) 와비슷한역할을가진의료용광원으로인체의세포나조직에조사되면광생체조절 (photobiomodulation) 능력을나타냄으로써세포나조직을활성화시키는기능을가지고있으며, 피부질환에관여하는면역학및염증을조절가능하게하는광에너지로사용가능 223

232 기술개발테마현황분석 - 기존의레이저에광원에비하여 LED 의경우조직세포의손상이적고, 가격이저렴하고, 낮은소비전력에서동작가능하여다양한파장의광원을제공할수있는장점이있음 - 광원으로사용되는 LED 소자를마이크로수준의작은소자로제작할경우유연한소자구현이가능해져인체에부착하거나체내에삽입하여세포자극, 광유전학 * 치료, 상처치료및진단등의다양한의료분야에적용가능 빛의파장을이용해빠른통신속도를구현하는라이파이 (Ri-Fi) 통신 - 라이파이는육안으로볼수없는 LED 조도에서도통신할수있고주파수혼신등무선통신이불가능한환경에서도쓸수있다는장점 - 렴한비용에에너지효율을높일수있는것은물론전파로인한인체의영향이적어상용화전망이밝음다만, 현재까지는장비의소형화가어렵고빛을직접수신받을수있는환경에서만사용가능하다는한계가있어추가적인개발이필요함 자율주행미래자동차의 IT 융합인텔리전스 - 독일아우디, 미국크라이슬러, 독일오스람, 독일프라운호퍼, 독일헬라등은산학연협력기술개발을통해자동차에마이크로 LED 기술적용한매트릭스 AFLS(Adaptive Front Light System) 헤드램프개발발표 - 포르쉐및아우디에서최근마이크로 LED 를적용한자동차후미등을개발하고있는것으로보고되고있음 OLED 에비해가격이 5 배저렴하고, 시인성및심미성이우수하고, 플렉서블이가능하여향후차세대미래자동차에적용예상 4 차산업혁명에꼭필요한광소자마이크로 LED 마이크로 LED 칩및응용제품의핵심요소기술확보, 시장선점, 각산업분야와의융합을통한신산업생태계조성이필요 - 마이크로 LED는디스플레이, AR/VR, 자동차, 의료, 통신, 환경, 생산장비등각산업분야에서 마이크로 LED를 적용하는 시스템의 구동, 동작제어, 센서 등의 융합기술 개발에 핵심이 되는 광소자 - ( 디스플레이 ) Active 동작을위한 TFT 백플레인제조방식은이미개발되어있으나, LED 의 L-I-V ( 밝기 - 전류 - 전압 ) 특성에적합한구동방식최적화가필요하고, 화소밀도에따라배열화를위한전사장비, 공정, 소재등에대한개발필요 - ( 의료 ) 인체내의삽입및체외부착에따른초소형화, 전력공급, 인체유해성, 치료효과검증등에대한소재개발, 제작방법, 평가및인증에걸친다양한분야의전문가들의협력을통한기술개발요구 - ( 자율차 ) 매트릭스헤드램프뿐만아니라안전용센서, 라이다 / 레이더용레이져다이오드를대체하여근적외선파장대역의마이크로 LED 의 Eye Safety 특성, 수광센서와의정합도, 집광마이크로광학계등에대한기술개발이필요 - ( 웨어러블기기 ) OLED 및 LCD 를적용하는스마트폰, 스마트워치, 스마트글래스, AR/VR 분야에서저전력디스플레이구현, 고내구성, 초소형화등에적합한집적화및유연화소재, 통합설계방법, 제작공정등에대한기술개발이요구 - ( 조명 ) 마이크로 LED 를유연면조명을위한소재, 제조공정개발로 OLED 대비고효율, 저가격화솔루션제공필요 - 마이크로 LED 를적용한응용제품은초기광고, 문화예술, 엔터테인먼트분야에적용되는대화면디스플레이를시작으로스마트워치등의소형디스플레이와 AR/VR 용마이크로디스플레이가시장을본격적으로주도할것으로예상하여각국의선진기업들은세계시장을주도할수있는선도기술선점에집중 224

233 마이크로 LED 디스플레이 [ 마이크로 LED 응용산업분야 ] 기존 LED 제조기술과다른새로운기술융합형마이크로 LED - 엔지니어링관점에서개념은이미정립되고시제품이나오는단계이지만, 대량생산에있어서응용분야에맞는제조단가측면에서여러기술적문제에직면하고있는상태 * 출처 : Yole Development 2017, Micro LED Displays : Hype and Reality, Hopes and Challenges [ 마이크로 LED 디스플레이개발을위한핵심기술 ] - 마이크로 LED 기술은스마트시계및증강현실 / 혼합현실에적용되는마이크로디스플레이의광원으로사용될것으로기대되고있지만, 이러한마이크로 LED 디스플레이는기본적으로각픽셀을독립적으로다루어야하는매우복잡한기술 - 마이크로디스플레이용 LED 광원은 10 μm이하의화소가요구되어고품위의광원제조공정과소재가필요하며 1), 기존조명용에피 / 칩기술과는차별화된고도화된기술이필요함에따라산학연공동협력을통한국가적기술투자필요 225

234 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 마이크로 LED 디스플레이주요기술 주요기술 마이크로 LED 디스플레이 기술은 크게 소재기술, 접합기술, 구동기술, 리페어기술, 측정기술로 분류되며, 소재기술은청색 / 녹색 Epi. 및칩기술, GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술, Thin-GaN 박막형성기술, 색변환소재기술이있으며, 접합기술은 Pick and Place 방식의대량전사기술, 직접전사방식의접합기술이있고, 구동기술은구동스위치및드라이브 IC기술이있고, 리페어기술은 리페어 (repair) 기술이있고, 측정기술은마이크로LED 측정장비기술이있음 분류요소기술설명 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 Sapphire 또는 Si 기반의청색 / 녹색 InGaN Epi. 성장기술및박막형의마이크로 LED 칩제조기술 소재기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 Thin-GaN 박막형성기술 GaAs 기반의적색 InGaAlP Epi. 성장기술및박막형의마이크로 LED 칩제조기술 마이크로 LED 칩을제조하기위한박막형 GaN 형성기술 ( 예, Laser lift-off, chemical lift-off 기술 ) 색변환소재기술 풀컬러를구현하기위한색변환소재기술 ( 나노형광체, 퀀텀닷, 컬러필터등 ) 접합기술 Pick and Place 방식의대량전사기술 직접전사방식의접합기술 Pick and place 방식의마이크로 LED 칩대량이송기술 ( 정전척방식, 롤투롤방식, 전자석방식, 고분자스탬프방식, 유체결합방식, 접착력방식 ) 단위셀 (cell) 로분리된마이크로 LED 어레이칩을구동부회로기판과직접접합하는기술 구동기술 구동스위치및드라이브 IC 기술 마이크로 LED 디스플레이를구현하기위한스위칭소자및구동드라이브 IC 집적화기술 리페어기술리페어 (repair) 기술불량마이크로 LED 픽셀을리페어하기위한기술 측정기술 마이크로 LED 측정장비 컨택또는비컨택방식의마이크로 LED 칩및어레이고속측정기술 226

235 마이크로 LED 디스플레이 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 마이크로 LED 디스플레이기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 ,514 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 소재기술 Thin-GaN 박막형성기술 색변환소재기술 접합기술 Pick and Place 방식의대량전사기술 직접전사방식의접합기술 구동기술 구동스위치및드라이브 IC기술 리페어기술 리페어 (repair) 기술 측정기술 마이크로LED 측정장비 합계 1,110 1, ,347 국가별요소기술별특허동향에서청색 / 녹색 Epi. 및칩기술은일본이가장많은비중을차지하고있으며, GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술과 Thin-GaN 박막형성기술, Pick and Place 방식의대량전사기술, 직접전사방식의접합기술은미국이, 색변환소재기술과구동스위치및드라이브 IC기술, 마이크로LED 측정장비기술은한국이높은비중을나타내고있음 227

236 기술개발테마현황분석 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 Ÿ Ÿ Ÿ 엘지디스플레이샤프서울반도체 대기업중심 엘지디스플레이, 서울반도체, 삼성전자, 등 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 Ÿ Ÿ Ÿ 삼성전자한국화학연구원서울반도체 대기업, 대학중심 삼성전자, 한국화학연구원, 서울반도체, 등 소재기술 Thin-GaN 박막형성기술 Ÿ Ÿ Ÿ UNIV CALIFORNIA SMITOMO ELECTRIC 삼성전자 대학교, 출연연중심 인제대학교, 피앤에스미캐닉스, 한국생산기술연구원, 한국전자통신연구원, 등 색변환소재기술 Ÿ Ÿ Ÿ 코닝정밀소재삼성전자서울반도체 대기업중심 코닝정밀소재, 삼성전자, 서울반도체, 루멘스, 등 Pick and Place 방식의대량전사기술 Ÿ Ÿ Ÿ X-CELEPRINT APPLE Intel 해외기업중심 한국기계연구원, 등 접합기술 직접전사 방식의 접합기 술 Ÿ Ÿ Ÿ X-CELEPRINT APPLE 엔티에이치디그리테크놀로지스 해외기업중심 한국기계연구원, 등 구동기술 구동스위치 및 드라이브 IC기술 Ÿ Ÿ Ÿ SONY X-CELEPRINT NTHDEGREE TECHNOLOGIES WORLDWIDE 대기업, 중소기업, 개인중심 LG 전자, 씨티아이월드, 아이디스 리페어기술리페어 (repair) 기술 Ÿ Goertek 국내기업거의없음 측정기술마이크로 LED 측정장비 Ÿ Ÿ Ÿ Apple TRIDONIC AG SONY 국내기업거의없음 228

237 마이크로 LED 디스플레이 소재기술분야주요출원인동향 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술분야는엘지디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는샤프, 서울반도체등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는한국화학연구원, 서울반도체등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 Thin-GaN 박막형성기술분야는 UNIV CALIFORNIA가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 SMITOMO ELECTRIC, 삼성전자등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 색변환소재기술분야는코닝정밀소재가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는삼성전자, 서울반도체등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 접합기술분야주요출원인동향 Pick and Place 방식의대량전사기술분야는 X-CELEPRIN이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 APPLE, Intel 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 직접전사방식의접합기술분야는 X-CELEPRIN이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 APPLE, 엔티에이치디그리테크놀로지등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 구동기술분야주요출원인동향 구동스위치및드라이브 IC기술분야는 SONY가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 X-CELEPRINT, NTHDEGREE TECHNOLOGIES WORLDWIDE 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 리페어기술분야주요출원인동향 리페어 (repair) 기술분야는 Goertek 이가장많은특허를보유하고있음 측정기술분야주요출원인동향 마이크로 LED 측정장비분야는 Apple 이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 TRIDONIC AG, SONY 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 229

238 기술개발테마현황분석 마이크로 LED 디스플레이기술분야의주요경쟁기술및공백기술 마이크로 LED 디스플레이기술분야의주요경쟁기술은청색 / 녹색 Epi. 및칩기술이고, 공백기술은전반적으로접합기술, 구동기술, 리페어기술, 측정기술에서전체적으로나타남 세부분야요소기술기술집중도 소재기술 접합기술 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 Thin-GaN 박막형성기술색변환소재기술 Pick and Place 방식의대량전사기술직접전사방식의접합기술 구동기술구동스위치및드라이브 IC 기술 리페어기술리페어 (repair) 기술 측정기술마이크로 LED 측정장비 : 1000 건이상, : 600~999 건, : 300~599 건, : 100~299 건, : 99 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 인광물질을이용하는기술 LAO 기판에기반한무극성블루 LED 에피웨이퍼기술희토류금속산화물입자를포함하는기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩 적색형광체를이용하는기술 기술 나노스케일로표면요철을형성하는기술 소재기술 공기캐비티를형성하는기술 Thin-GaN 박막형성기술 온도조절및수소공급을통해용이하게경사형초격자 박막층을형성하는기술 광변환필름을이용한색변환기술 색변환소재기술 형광체를이용한색변환기술 파장변환층을이용한기술 Pick and Place 방식의대량 소수성 (hydrophobic) 또는 전사기술초소수성 (super-hydrophobic) 이되도록처리하는기술접합기술반사뱅크구조를이용하는방법직접전사방식의접합기술컴파운드마이크로-어셈블리방법 작은구동전류및온도에걸쳐작은색변화를가지는 구동기술 녹색 LED 장치기술구동스위치및드라이브복수의발광다이오드를복수의블록으로구분하여, 각 IC기술블록별로서로다른스캔신호를인가하도록제어하는 기술 리페어기술 리페어 (repair) 기술 레이저를가진리페어이송기판 측정기술 마이크로LED 측정장비 REDUNDANCY SCHEME을이용한불량검출전압을측정하는접촉식기술 230

239 마이크로 LED 디스플레이 국내특허동향을살펴보면대기업은청색 / 녹색 Epi. 및칩기술, GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술, 색변환소재기술, 구동스위치및드라이브 IC기술을집중적으로연구개발하고있으며, Thin-GaN 박막형성기술은대학교및출연연을중심으로연구개발을진행중이며, 중소기업은구동스위치및드라이브 IC기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 마이크로 LED 디스플레이기술분야의공백기술분야는접합기술, 구동기술, 리페어기술, 측정기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야도접합기술, 구동기술, 리페어기술, 측정기술로나타남 마이크로 LED 디스플레이기술분야는대기업과소재기업, 장비기업을중심으로연구개발이진행되고있고, 그외에도접합분야기술이매우중요함 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은접합기술, 구동기술, 리페어기술, 측정기술을공공연구기관의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로판단됨 특히접합기술은한국기계연구원이보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 231

240 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 마이크로 LED 기술분야주요연구개발기관 한국광기술원 ( 마이크로LED연구센터 ) - 무기물 GaN 층을직접전사공정을통해유연한폴리이미드 (PI) 또는전도성섬유물질에전사하여유연한 LED를구현하였고, LED 휨에따른주요특성변화연구 - 30 마이크로크기의수평형, 플립칩및수직형구조마이크로LED 광원개발및건식접착소재를이용한선택적전사기술개발 - 건식접착소재를이용한전사장비개발 GIST ( 이동선교수 ) - 이종물질간의 ( 예, 적색 & 녹색 ) 웨이퍼본딩기술을통한 multi-color 구현기술개발. 마이크로픽셀디스플레이에응용가능 GIST( 박성주교수 ) - LLO 방식을이용한무기물기반의유연 LED 제작방법에대해보고하였으며, 유연 LED 제작을위해효율적이며대면적 GaN layer 전사연구 한국기계연구원 ( 나노응용역학연구실 ) - 플렉서블기판에 Roll to Roll 방식의연속공정으로전사하는방식에대한개발 루멘스 - 헤드마운트디스플레이 (HMD), 헤드업디스플레이 (HUD), 피코프로젝터등에활용에가능한 0.57인치의해상도 급, 8μm크기의 µled가배열된단색마이크로디스플레이개발, RGB Full-Color 디스플레이개발예정 삼성 - 150~200 마이크로수준의 R/G/B LED를이용하여영화관용대형 LED 스크린개발. 현재마이크로 LED를이용한 TV 개발진행중 코오롱 - 전도성섬유를이용하여발열하는섬유소재와광섬유를이용하여빛을외부로내보내는기술을이용하여스마트재킷기술을선보임또한 LED 시스템을의복에탑재하여야간산행과위급상황시위치파악이용이한섬유제품개발 엘이디라이텍 - 자동차헤드램프용 matrix-led에대한연구 232

241 마이크로 LED 디스플레이 (2) 연구개발자원 정부지원추진경과및진행프로그램 광산업육성사업 - 1단계 (00~03, 4,020 억원 ) : 인프라중심집적화단지조성 - 2단계 (04~08, 3,863 억원 ) : LED 및응용부문으로사업대상확대 - 3단계 (09~12, 564 억원 ) : 차세대光기반융합산업육성 LED조명보급정책 - (06. 11) LED조명 15/30 보급프로젝트발표 : 조명을 2015년까지전체조명의 30% 보급목표 - (11. 06) 녹색조명사회실현을위한 LED 조명 2060 계획 제시 : 20년까지국가전체보급률 60%( 공공 100%) 달성, 민간건물 주택의 LED 고효율조명사용단계적의무화추진 R&D / 인프라사업 - (08~15) 전자정보디바이스 (LED/ 광 ) 산업원천기술개발사업 : R&D지원 : 총 135건, 1,434억원 - (09~13) LED 조명기반구축및실증센터구축 : LED조명고효율화, 대체효과검증, 기업지원센터건립 - (12~17) LED 시스템조명사업추진 : 빌딩 / 복합건물용에너지절감을위한실증기반 LED시스템조명상용화개발 LED산업발전전략발표 - (08. 05) LED산업新성장동력화발전전략 : 12년세계 TOP3 LED산업강국실현목표 - (11. 05) 융합 조명新시장선도를통한 LED산업제2도약전략 : 15년 LED 조명 융합산업글로벌선두진입 - (16. 06) LED 산업경쟁력제고방안 : 20년세계 3대 LED산업강국유지 ( 글로벌 ) 지구온난화방지를위한국제환경변화대응 - ( 16.11) 미션이노베이션선언 : 6대분야 13개세부기술영역선별, LED조명은건물에너지효율향상로드맵수립 2018년산업핵심요소기술개발사업 - (18. 01) 융복합디스플레이마이크로 LED 기술개발 2018년초절전LED융합기술개발사업 - (18. 01) 초절전 초실감 초지능의디스플레이 조명 센싱기능을제공할마이크로 LED 및융합신기술개발 2018년소재부품기술개발사업 - (18. 01) 패키지형 / 이종기술융합형소재부품기술개발사업 : 4차산업혁명및관련신산업창출이가능한고부가가치첨단新소재 부품 233

242 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 마이크로 LED 연구개발기업및수요기업 [ 고휘도마이크로 LED 개발기업및수요기업 ] 현주력사업기업명미래사업확대포트폴리오분야생산품목우리이앤엘 LED LED패키지 µled를적용한 AR용고밀도디스플레이모듈 BLU사업에서 µled 적용퍼블릭루멘스 LED LED패키지디스플레이 /HUD/HMD 모듈 Sapphire, UV LED조명사업에서 µled 적용퍼블릭디스플레이한솔테크닉스 LED LED / HMD 모듈 LED에피 / 칩 / 패키 LED에서 µled 광원, 디스플레이및자동차서울반도체 LED 지응용모듈빛샘전자 Display 전광판전광판에서 µled 디스플레이사업확대삼익전자 Display 전광판전광판에서 µled 디스플레이사업확대싸인텔레콤 LED 전광판전광판에서 µled 디스플레이사업확대 LED에피 / 칩 / 패키 LED / 지, OLED, LCD, LED 사업영역, µled 적용퍼블릭삼성전자 Display / VR/TV/ 퍼블릭디스플레이 / HMD 모듈반도체디스플레이 VR/TV/ 퍼블릭 OLED, LCD, LED 사업영역, µled 적용퍼블릭 LG디스플레이 Display 디스플레이디스플레이 / HMD 모듈 LED에피 / 칩 / 패키 LED에서 µled 광원, 디스플레이및자동차 LG이노텍 LED 지응용모듈삼성디스플레이 Display LCD/OLED 실리콘, LCD 박막제조기술실리콘디스플레이 Display OLED/ 백플레인기반으로 µled 디스플레이용 TFT 기판 LCoS 기반가상현실기기 µoled 및 µled 패널라온테크 AR/VR AR/VR 기기적용 LCD 및 OLED용 CMOS 백플레이인에서 µled 메이반도체 CMOS 백플레인분야확대아이디스광반도체 µled/ 백플레인가상증강현실용 µled 분야확대 LCD 및 OLED용 CMOS 백플레이인에서 µled 실리콘인사이드반도체 µled/ 백플레인분야확대동부하이텍반도체 CMOS 백플레인 CMOS Foundry 서비스 SK하이닉스반도체 CMOS 백플레인 CMOS Foundry 서비스 LCD 및 OLED 장비에서 µled 전사 / 접합장비코스텍시스템장비장비개발반도체웨이퍼본더장비를기반으로 µled 엘트린장비장비웨이퍼접합장비개발반도체, FPD, LED 장비사업확대, µled QMC 장비장비전사 / 접합장비개발 FPD, LED 장비사업확대, µled 전사 / 접합효광장비장비장비개발반도체, FPD 사업확대, µled 전사 / 접합장비프로텍장비장비확대검토반도체장비사업확대, µled 전사 / 접합장비한미반도체장비장비개발광학기기, 반도체장비사업확대, µled 서울엔지니어링장비장비전사 / 접합장비개발호전에이블소재접합소재전자부품접합소재, 전사 / 접합소재개발 LCD측정기, 광산분석기기술을기반으로 µled 한국오츠카전자장비장비및디스플레이휘도측정장비개발 LCD/OLED/ 백플 OLED, LCD, LED 사업영역, µled 적용퍼블릭레인 / 모바일 / 마이크로디스플레이모듈 234

243 마이크로 LED 디스플레이 에타맥스 장비 장비 µled 검사장비개발 코오롱 소재 투명 / 유연기판 투명 / 유연고분자소재, 플렉서블및전사소재개발 한솔케미컬 소재 QD QD 소재및필름개발 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 마이크로LED 디스플레이요소기술은크게마이크로LED 광원, 마이크로LED 대량전사 / 접합, 스위칭및구동드라이브 IC, 색변환소재및기타공정총네개의분류로구분됨 기술이전이가능한연구기관은한국광기술원, 한국기계연구원, 전자부품연구원, 한국전자통신연구원, GIST, 경희대, 한국나노기술원이있음 [ 마이크로 LED 디스플레이요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 마이크로 LED 광원 마이크로 LED 전사 / 접합 스위칭및구동드라이브 IC 색변환소재및기타공정 고해상도마이크로LED 광원제작기술 Monolithic multi-color 마이크로LED 구현기술마이크로LED 광원제작기술마이크로LED 칩대량전사장비 (Pick and Place 방식 ) 기술마이크로LED 선택적전사공정기술 ( 고분자 Stemp 방식 ) 마이크로LED 칩대량전사장비 (Roll to Roll 방식 ) 기술 TFT 스위칭소자기술 Si기반의반도체스위칭소자기술색변환소재및디스플레이공정기술 한국광기술원 GIST 한국나노기술원한국광기술원한국광기술원한국기계연구원경희대학교한국전자통신연구원전자부품연구원 235

244 기술개발테마현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ 마이크로 LED 대량전사기술 ] 분류 기술명 세부내용 건식접착소재를이용한마이크로 LED 대량전사기술 기술개요 본기술은대량의마이크로LED 칩을건식접착소재를이용하여선택적으로전사하는기술에관한것으로, 양품의마이크로LED 칩만을선택적으로픽업 (pick-up) 하고최종 target substrate에실장하는기술을포함함수십초안에수천개의마이크로led 칩을전사함으로써전사공정에서의 tack time을줄여 cost-effective한전사기술임 기술이전목적및필요성 마이크로LED 디스플레이를구현하기위해서는대량의마이크로LED 칩들을픽업하여이송 ( 전사 ) 하는기술이필수임본기술은생체모방방식의건식접착소재를이용하여반복적인전사공정에도접착력저하없이마이크로LED 칩들을픽업하여이송하는방식의기술임 본기술은일반적인마이크로LED 디스플레이제품뿐만아니라웨어러블디바이스, 플렉서블디스플레이, 전기전자, ICT, 섬유, 스포츠등의다양한분야에활용가능성이높음다양한분야로의접근이가능하여중소중견기업의차세대아이템으로매우적합하여관련산업으로의파급효과가클것으로예상 Thin-GaN Micro-LED 제작기술 (50~75um chip size) Laser 분리방식을이용한 thin-gan micro-led pick-up 기술 생체모방소재를이용한 thin-gan micro-led 전사기술 기술의특징및장점 전사공정시칩간거리변화최소화공정기술 Single 및 array 전사공정기술 접착력과생체모방소재의수명확보를위한최적미세섬모구조기술 Thin-GaN micro-led array 구성을위한 metal interconnection 기술 Flexible micro-led 시제품제작기술 기술성숙도 (TRL) 단계 : 5 활용방안및기대성과 기술이전내용및범위 웨어러블디바이스적용뿐만아니라플렉서블디스플레이, 전기전자, ICT, 섬유, 스포츠등의다양한분야에적용가능함으로관련산업으로의파급효과가큼 국내시장조사기관 Displaybank 에의하면 Flexible Display 시장규모는 10년 28억달러에서 17년전체 121억달러로전망. 향후매년 30% 이상의고성장예상 본기술은마이크로LED 디스플레이뿐만아니라섬유와 LED가결합된전자섬유, 인체부착형정보표시소자, 바이오융합분야등에서활용가능성이높음다양한분야로의접근이가능하여중소중견기업의차세대아이템으로매우적합하여관련산업으로의파급효과가클것으로예상디바이스에활용가능 Thin-GaN Micro-LED 제작기술 (50~75um chip size) Laser 분리방식을이용한 thin-gan micro-led pick-up 기술 236

245 마이크로 LED 디스플레이 생체모방소재를이용한 thin-gan micro-led 전사기술 마이크로 LED 칩대량이송장비기술 마이크로 LED 어레이형성기술 특허 2 건 관련지적재산권 1) 건식접착구조를갖는 LED 구조체어레이의전사체와이를이용한 LED 구조체어레이의이송방법및 LED 구조체 ( 등록번호 : ) 2) LED 구조체및이의이송방법 ( 특허등록 : ) 세부문의 기술관련 계약관련 기술개발발표당시 현재 기술개발발표당시 현재 마이크로LED연구센터정탁 tjeong@kopti.re.kr 마이크로LED연구센터정탁 tjeong@kopti.re.kr 성과관리팀 psykiest@kopti.re.kr 성과관리팀 psykiest@kopti.re.kr 237

246 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 마이크로 LED 디스플레이분야키워드클러스터링 ] 238

247 마이크로 LED 디스플레이 [ 마이크로 LED 디스플레이분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 epitaxial layer 6~8 1. Methods and apparatus for improving micro-led devices 2. Micro-light-emitting-diode array with dual functions of visible light communication and illuminat 3. Fabrication, characterization and applications of flexible vertical InGaN micro-light emitting diode arrays 클러스터 02 MICRO PICK 7~8 1. MICRO DEVICE TRANSFER SYSTEM WITH PIVOT MOUNT 2. MICRO PICK AND BOND ASSEMBLY 클러스터 03 stabilization layer 6~7 1. Micro device with stabilization post 2. Stabilization structure including shear release posts 3. Adhesive wafer bonding with sacrificial spacers for controlled thickness variation 클러스터 04 bonding substrate 6~7 1. MICROLED DISPLAY&ASSEMBLY 2. Flexible GaN Light-Emitting Diodes Using GaN Microdisks Epitaxial Laterally Overgrown on Graphene Dots 3. PROCESS FOR FORMING ULTRA-MICRO LEDS AND ILLUMINATION STRUCTURE 클러스터 05 intermediate substrate 7~8 1. III-V MICRO-LED ARRAYS AND METHODS FOR PREPARING THE SAME 2. COMPOUND MICRO-ASSEMBLY STRATEGIES AND DEVICES 클러스터 06 statistic parameter 5~7 1. OPTICAL DETECTION OF BENDING MOTIONS OF A FLEXIBLE DISPLAY 2. Micro LED with wavelength conversion layer 3. Methods and apparatus for improving micro-led devices 클러스터 07 hydrophobic layer 7~9 1. PROCESS FOR FORMING ULTRA-MICRO LEDS AND ILLUMINATION STRUCTURE 2. Process for forming ultra-micro LEDS 클러스터 08 bonding layer 7~8 1. METHOD OF FORMING A MICRO LED STRUCTURE AND ARRAY OF MICRO LED STRUCTURES WITH AN ELECTRICALLY INSULATING LAYER 2. MICRO LIGHT EMITTING DIODE 3. MICRO DEVICE TRANSFER HEAD HEATER ASSEMBLY AND METHOD OF TRANSFERRING A MICRO DEVICE 클러스터 09 base substrate 4~7 1. Compliant micro device transfer head 2. Electrostatic clamp and method of making said electrostatic clamp 클러스터 10 host substrate 6~7 1. SUBSTRATE-TRANSFERRED STACKED OPTICAL COATINGS 2. III-V MICRO-LED ARRAYS AND METHODS FOR PREPARING THE SAME 3. REPAIRING METHOD, MANUFACTURING METHOD, DEVICE AND ELECTRONIC APPARATUS OF MICRO-LED 239

248 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 마이크로 LED 디스플레이분야요소기술도출 ] 분류핵심요소기술개요 마이크로 LED 광원 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 전문가추천, 기술수요 전문가추천, 기술수요 Pick and Place 방식의대량전사기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 마이크로 LED 어레이화소구현 직접전사방식의접합기술 전문가추천, 기술수요 색변환소재기술 전문가추천, 기술수요 구동 IC 구동스위치및드라이브 IC 기술 전문가추천, 기술수요 리페어및측정 리페어 (repair) 기술 전기 / 광학적측정기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 고속대량전사장비 전문가추천, 기술수요 장비 고정밀접합장비 불량픽셀리페어장비 전문가추천, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 마이크로 LED 측정장비 전문가추천, 기술수요 240

249 마이크로 LED 디스플레이 (3) 핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여선정 [ 마이크로 LED 디스플레이분야핵심요소기술도출 ] 분류핵심요소기술개요 마이크로 LED 광원 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 Sapphire 또는 Si 기반의청색 / 녹색 InGaN Epi. 성장기술및박막형의마이크로LED 칩제조기술 GaAs 기반의적색 InGaAlP Epi. 성장기술및박막형의마이크로 LED 칩제조기술 마이크로 LED 어레이화소구현 Pick and Place 방식의대량전사기술 직접전사방식의접합기술 Pick and place 방식의마이크로 LED 칩대량이송기술 ( 정전척방식, 롤투롤방식, 전자석방식, 고분자스탬프방식, 유체결합방식, 접착력방식 ) 단위셀 (cell) 로분리된마이크로LED 어레이칩을구동부회로기판과직접접합하는기술 색변환소재기술 풀컬러를구현하기위한색변환소재기술 ( 나노형광체, 퀀텀닷, 컬러필터등 ) 구동 IC 구동스위치및드라이브 IC 기술 마이크로 LED 디스플레이를구현하기위한스위칭소자및구동드라이브 IC 집적화기술 리페어및측정 리페어 (repair) 기술 전기 / 광학적측정기술 불량마이크로 LED 픽셀을리페어하기위한기술 마이크로 LED 칩및어레이의전기 / 광학적측정기술 ( 컨택또는비컨택방식 ) 고속대량전사장비 마이크로 LED 를대량으로이송하기위한고속전사장비기술 장비 고정밀접합장비 단위셀로분리된마이크로 LED 칩을구동회로기판과직접접합하기위한고정밀접합장비기술 불량픽셀리페어장비 불량마이크로 LED 를리페어하기위한장비기술 마이크로 LED 측정장비 컨택또는비컨택방식의마이크로 LED 칩및어레이고속측정기술 241

250 기술개발테마현황분석 나. 마이크로 LED 디스플레이기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 242

251 마이크로 LED 디스플레이 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는선정된핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종 목표를도출 [ 마이크로 LED 디스플레이분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 마이크로 LED 광원 마이크로 LED 어레이화소구현 청색 / 녹색 Epi. 및칩기술 GaAs 기반의적색 Epi. 및칩기술 Pick and Place 방식의대량전사기술 직접전사방식의접합기술 효율 (%)* Chip size(um) 효율 (%) Chip size(um) 연차별개발목 표 1차년도 2차년도 3차년도 >10( 청색 )>5 녹색 ) <70 >10 <70 >15( 청색 )>1 0 녹색 ) <30 >10 <70 >20( 청색 )>1 5( 녹색 ) <10 >10 <70 전사수율 (%) >98 >99 >99.9 접합수율 (%) >98 >99 >99.9 색변환소재기술색재현성 (%) >110 >120 >130 최종목표 고효율청색 / 녹색 LED 칩개발 고효율적색 LED 칩개발 고수율의픽 & 플레이스방식의전사기술개발 직접전사방식의접합기술개발 풀컬러구현을위한색변환소재개발 구동 IC 구동스위치및드라이브 IC 기술 구동속도 (Hz) 인터페이스속도 (Gbps) >100 >3 >110 >4 >120 >5 마이크로 LED 칩구동을위한스위칭 & 드라이버 IC 개발 리페어및측정 장비 리페어 (repair) 기술 전기 / 광학적측정기술 고속대량전사장비 수율 (%) >98 >99 >99.9 측정매수 (/hr) 한번에전사된칩수 (ea) 4 매 (2 인치 ) 1 매 (4 인치 ) 6 매 (2 인치 ) 1.5 매 (4 인치 ) 8 매 (2 인치 ) 2 매 (4 인치 ) >1,000 >5,000 >10,000 고정밀접합장비전사정밀도 (um) >98 >99 >99.9 불량픽셀리페어장비 리페어수율 (%) >98 >99 >99.9 불량픽셀리페어기술개발 마이크로 LED 전기 / 광학적측정기술개발 고속 / 대량전사장비개발 고정밀접합장비개발 불량픽셀리페어장비개발 마이크로 LED 측정장비 측정정확성 (%) >98 >99 >99.9 * 효율의경우세계최고수준이 10% 수준임 (chip size : 10um, 청색 LED 기준 ) 마이크로 LED 측정장비개발 243

252

253 기술개발테마현황분석 Head Mounted Display(HMD) 용 모니터

254

255 Head Mounted Display(HMD) 용모니터 정의및범위 HMD(Head Mounted Display) 용모니터는보안경이나헬멧형태로눈앞의지근거리에초점이형성된가상스크린을보는모니터장치를말하며, 주로가상현실 (VR, Virtual Reality) 또는증강현실 (AR, Augmented Reality) 의구현을위한디스플레이장치로사용되는모니터를의미 HMD용모니터기술에는가상현실과증강현실을구현하는데사용되는있는광학계, 디스플레이소자, 카메라, 센서류및 UI/UX를포함정부지원정책 정부에서는 2017년부터가상 증강현분야의미래기술확보를위해, 과학기술정보통신부, 문화체육관광부, 산업통상자원부등의범부처사업으로약250억원을투입해기술기반구축하고자함 산업통상자원부는가상현실을 13대산업엔진 중하나로선정하여타산업훈련시스템개발을위한공통플랫폼개발및수송 의료분야가상훈련시스템개발을위해 2016년부터 59억원을지원 과학기술정보통신부는가상현실관련원천 R&D부터기술상용화, 서비스창출까지지원하는 VR 5대선도프로젝트에 2016년부터 600억원이상지원중 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 폭넓은얼리어답터소비층 ( 기술 ) 글로벌수준 ICT 제조경쟁력 ( 정책 ) 정부의적극적 AR/VR 산업지원기회 (Opportunity) ( 환경 ) AR/VR 시장성장가속화 ( 기술 ) 글로벌강자미형성 ( 정책 ) 정부와업계의높은니즈 약점 (Weakness) ( 환경 ) 수평적협업생태계미흡 ( 기술 ) 핵심원천부품기술력미흡 ( 정책 ) 법제도선제적대응지연위협 (Threat) ( 환경 ) 글로벌선도기업의플랫폼선점을통한생태계선도조짐 ( 기술 ) 첨단원천기술의융합확산 ( 정책 ) 시 청각정보불일치해결등안전규제강화 중소기업의시장대응전략 성장기의초기시장에서초기서비스테스트가가능한제조 - 네트워크 소비기반활용 정부 R&D 지원을통한 AR/VR 원천기술에대한지속적확보

256 핵심요소기술로드맵

257 Head Mounted Display 용모니터 1. 개요 가. 정의및필요성 HMD(Head Mounted Display) 모니터는머리에쓰는형태의디스플레이기기로눈앞에있는화면을통해거대한화면을보는듯한실감적효과를내는장치를지칭하는것으로주로가상현실 (VR, Virtual Reality), 증강현실 (AR, Augmented Reality), 혼합현실 (Mixed Reality) 용착용형디바이스로활용되며, 광학부, 디스플레이부, 센서를포함한구동부로구분될수있음 AR 및 VR은최근등장한기술이아니라오래전부터이미기술개발이시작되었으나최근몇년전부터글로벌 IT 기업의관심집중 영화속상상의한장면에머물던 VR 및 AR 콘텐츠가현실화되기시작한것은스마트폰등모바일기기의성능향상및대중화, 네트워크속도및용량확대, 그래픽처리기술상승등에기반 VR 용 HMD 모니터는다양한입출력기술과신호처리기술의융합을통해구현된 3D 가상환경에서인체의오감 ( 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각 ) 을활용하여몰입감과현실감을 경험할수있는모니터 [ VR 용 HMD 모니터의기본구조 (Oculus rift CV1) ] VR용 HMD 모니터의발전형태는 PC기반의영상처리운영부를갖춘형태와모바일기반의운영부를갖춘형태로발전되고있음 VR HMD 구성은사용자에게제시할콘텐츠정보를시뮬레이션하는운영부, 시각정보를출력하는영상출력부, 영상출력부의이미지가사용자의시야범위내에서확대된크기의가상스크린이미지로인식될수있도록처리하는영상확대부와가상과현실세계가양방향으로정보를교환하기위한인터렉션처리부로구성됨 이중 VR용 HMD 모니터의광학모듈은영상출력부 ( 디스플레이패널 ) 와영상확대부 ( 광학렌즈모듈 ) 를포함하는개념이며, 사용자에게완전몰입감을제공하기위해서는역할론적으로가장중요한역할을하고있음 249

258 기술개발테마현황분석 VR HMD 모니터를중심으로하는 H/W 플랫폼은경쟁기술들이유사한수준으로평준화되는 추세이므로, 콘텐츠를중심으로소비자가격대비차별화된사용자경험을제공할수있는 서비스가중요해지고있음 AR용 HMD 모니터는실제의이미지나배경에유의미한상황정보를기반으로한 2D/3D 영상, 텍스트, 소리등의가상정보를나타내어사용자의경험이증강되고현실세계와동기화할수있는모니터 AR용 HMD 모니터의광학모듈은실사를배경으로가상정보를덧입히는역할을하기때문에 VR용 HMD 모니터의광학모듈 (See-closed) 과는달리, 광학적으로투과형 (Optical See-through) 형태가되어야함 AR용 HMD 디바이스는사용하는광원에따라 Micro FPD(Flat Panel Display) 와 Pico Projector 형태로나뉠수있으며, Micro FPD에는 TFT LCD, LCOS, OLED, LED로나뉘어지며, 색재현율과선명도로인해 Micro LCOS와 Micro OLED가주를이룸 구현하는방식에따른분류에는 Half-mirror, Prism-based, Waveguide-based, Retinal Scanning 방식으로분류되며, 각각의구현방식은화각 (F.O.V), 화질, 광학계의무게및두께와밀접한관계가있고, 이를극복하고자두가지이상이혼합된광학모듈이주를이루고있고, 3D 구현과증강효과의최대화를위해서스테레오스코픽 ( 양안 ) 을채택하고있는추세임 * 출처 : Hainich and Bimber, Displays Fundamentals and Applications, 2011 [ AR 용 HMD 모니터의구현방식 ] 성숙기에접어든 VR 용 HMD 모니터와달리 AR 용 HMD 모니터는화각 (F.O.V) 과선명도를 개선하여입체감과증강효과를최대화하는개발과주로 AR 디바이스는 EGD(Eye Glass-type Display) 로개발되기때문에광학모듈의두께감소와경량화에초점을두고있음 AR/VR HMD 모니터의경우는키보드, 마우스등의전통적입력기기를사용하기어려워 이를대체하기위한다양한입력기기가연구되고있음이중사용자의의도가반영된 자연스러운신체동작자체를 AR/VR 서비스의입력방법으로활용하기위한 NUI(Natural 250

259 Head Mounted Display 용모니터 User Interface) 와사용자의경험을반영하기위한 NUX 대한연구가주변센서와카메라모듈과같이주목받고있음 인체동작인지 / 인식기술은신체에부착되어작동하는접촉센서또는신체와분리되어작동하는비접촉센서를통해취득한데이터를분석하는방법으로나눌수있으며사용의편의성으로인해최근에는카메라를통해취득한영상을기반으로인체동작을분석하는비접촉센서방식을선호 인체동작인지 / 인식기술을통해서디스플레이로출력되는콘텐츠를사용자의의도를표현하는동작으로제어하는등의자유로운인체-디스플레이인터렉션을가능케하여해당콘텐츠의사용자서비스몰입도증가및사용자의의도를반영한인터렉티브콘텐츠제공 인체동작인지 / 인식기술을통해서디스플레이로출력되는콘텐츠를사용자의의도를표현하는동작으로제어하는등의자유로운인체-디스플레이인터렉션을가능케하여해당콘텐츠의사용자서비스몰입도증가및사용자의의도를반영한인터렉티브콘텐츠제공 인체동작인지 / 인식기술의궁극적목표는센서및카메라모듈로부터입력된사진및영상내인체또는인체부위의 3차원위치및수행된동작을통한사용자의의도를정확히판별하는것으로, 이를활용하여디스플레이를통해출력된영상과사용자와의자유로운인터렉션이가능해짐 [ HMD 모니터의인체동작인지 / 인식기술기반인체 - 디스플레이인터렉션 ] 251

260 기술개발테마현황분석 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 HMD 모니터는광학계의방식에따라크게 VR에사용되는차폐형 (See-closed type) 과 AR에사용되는투과형 (See-through type) 으로나눌수있으며, VR/AR HMD 모니터의콘텐츠구동을위한 HMD 모니터용 Sensor 및 UI/UX으로구분 최근차폐형 HMD 모니터에카메라모듈을이용하여 AV(Augmented Virtual) 을구현하기위한비디오투과형 (Video See-through type) 이선보였으나카메라로받은영상을 HMD 모니터에재생하면서발생하는시간적손실 (Latency) 로인해주목을받지못하고있음 AR용 HMD의모니터의요소기술로는투과형광학계기술, 마이크로디스플레이기술등이있음 투과형광학계기술은사용하는디스플레이의형태에따라반투과미러, 프리즘, 및광도파로방식이있음 AR용 HMD 모니터에사용되는마이크로디스플레이는, TFT LCD, OLED, LCOS, DLP, 및 Pico projector가있음 VR용 HMD의모니터의요소기술로는차폐형광학계기술, 고해상도디스플레이기술, FPS와 Refresh Rate 매칭기술등이있음 차폐형광학계기술은광학각기술로발전하고있음 VR용 HMD 모니터의디스플레이는모니터자체디스플레이와휴대폰을결합하는형태로나누어지고, 4K에서 8K로진화하고있으며, 주로 TFT LCD나 OLED를주로사용 Sensor 및 UI/UX 의요소기술로는카메라모듈, 모션인식용센서, UI 기술등이있음 스마트폰의발달로인해일부 Sensor 및 UI/UX 의요소기술들이 HMD 모니터의요소기술들과 공유하고있음 252

261 Head Mounted Display 용모니터 (2) 공급망관점 HMD 모니터는 4차산업혁명시대의사람과 IT기기들을연결하는단말기로서, 교육, 의료, 제조, 물류, 게임, 군수산업등에적용 HMD 모니터는 VR과 AR의공급망관점이다르며, 산업의특성상두분야가혼재하거나단독적인공급망을가짐 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 교육 VR 을이용한가상체험및원격쳄험솔루션, 항공기가상시률레이 터, 실감형박물관, O2O 캠퍼스구축을위한 VR/AR 플랫폼, 언어 번역용 AR 솔루션, 의료 VR 을이용한가상수술시뮬레이터, VR 을이용치료시스템, 의료 시술용 AR 디바이스, 난시교정용 VR/AR 디바이스 HMD 모니터 제조 뮬류 VR/AR을이용한스마트팩토리, 최적용접을위한 AR 디바이스, 소방안전을위한 AR 디바이스, 건축물외관및실내설계를위한 VR 디바스, 제조현장작업관리를위한 AR 디바이스, 지하매설물관리용 AR 디바이스, 정밀기기정비를위한 AR 매뉴얼디바이스 O2O 기반 VR 커머스솔루션, 이륜차량용스마트헬멧, 운전자용 EGD 기반 AR 디바이스, 물류창고입출하용 AR 디바이스 게임 / 스포츠 / 엔터테인먼트 4D 영화용 VR 솔루션, 실감및체감형 VR 게임디바이스, AR/VR 용멀티모달인터렉션디바이스, 라이딩용 AR 디바이스, 착용형 AR 캐디디바이스, 드론용 FPV(First Person View) 시스템 군수 무인정찰기조종및운영용 FPV(First Person View) 시스템, 저격소 총용 AR 시스템, 군수기기정비용 AR 교범, 할공기시뮬레이터 253

262 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 최근 HMD 모니터와콘텐츠서비스를직접적으로접하는 N세대가등장하고확대됨에따라가상공간에서체험을통해축적된정보를가지고실세계에서소비하는패턴이두드러지게나타날것으로예측 가상공간에서 AR VR 콘텐츠서비스에대한수요증가는실제세계에서자아를구현하던한계에서벗어나가상현실속에서자아를구현하거나양공간이혼합된형태의자아형성이가능한생활패턴으로변화가능 현재 AR VR 산업은기술적으로나시장상황을고려했을때도입기를지나성장기로전환했다고볼수있으며킬러 AR VR 콘텐츠서비스가폭발할즈음급속도로시장이확대될것으로예상 AR VR 산업의급속한성장은현재와다른다양한서비스와비즈니스형태가출현할것으로전망되며과거의가상화폐와같이현재의법, 제도및규제로인해산업의성장이지체될수있으므로이에대한선도적대응필요 현재 AR/VR 시장은도입기를지나성장기에진입한단계로산업구조적으로정형화된형태가구축되지않은상태 AR/VR 산업생태계는최종사용자관점에서 AR/VR 기기 ( 디바이스 ) 부문과 AR/VR 콘텐츠부문그리고 AR/VR 플랫폼부문으로구성 네트워크부문은 AR/VR 시장의기반으로유선으로는기기인터넷, 무선으로는 5G 이상의환경이제공될예정 AR/VR 공급시장참여자들은 C-P-N-D 생태계측면에서자사의경쟁력을생태계경쟁력으로전이시킴으로써 AR/VR 시장선점노력중 HMD 모니터산업은 UHD급디스플레이의개발, 모션및위치정보기술의대중화, 고사양그래픽과 5G 수준의네트워크보급등기반기술의발달과함께게임, 하드웨어, 영화, 테마파크, 의료등을중심으로급성장할전망 주요선진국은 AR VR 관련 R&D를통한원천기술및표준화확보와서비스활성화에따른부작용해소정책에중점을두고있으며 AR VR 시장의잠재성장성을가정하여혼합현실중심의연구개발을집중적으로지원 AR VR 산업생태계는아직정형화된모습이형성된것이아니기때문에공급시장참여자들은자사의경쟁력을기반으로 AR VR 산업생태계선점을위한노력진행중 AR VR 관련원천기술확보를위해정부차원의중 장기적 R&D 지원이필요하며특히표준화활동에도적극적인참여요구 254

263 Head Mounted Display 용모니터 ICT 제조업경쟁력을바탕으로 AR VR 글로벌시장생태계형성을도모할필요가있으며국내우수 중소디지털콘텐츠업체들이다양한 AR VR 콘텐츠를생산하고서비스할수있도록기기, 플랫폼 대기업들과생상협력모델마련필요 출처 : 신산업기술로드맵, KIAT 2017 [ HMD 모니터의산업구조도 ] HMD 모니터의콘텐츠는실감형콘텐츠의한영역으로발전할것으로예측되고있으며타디지털콘텐츠산업과마찬가지로인프라 (infrastructure), 디바이스, 콘텐츠 / 어플리케이션의선순환생태계를형성 최근가상현실이새로운플랫폼으로서주목되기시작했으며, 마크저커버그페이스북 CEO는지난 MWC에서차세대소셜플랫폼으로 VR을점찍으며생태계구축을위한투자확대 VR 및 AR이시장에서성공하기위해서는디바이스뿐만아니라관련 SW, 서비스플랫폼, 콘텐츠등생태계형성이필수 VR 및 AR 콘텐츠 / 어플리케이션제공을위해서는촬영기기 ( 카메라, 스캐너등 ), 영상제작툴 ( 스티칭툴5), 개발엔진등 ), 입력장치 ( 모션트랙커등 ), 시청을위한디바이스, 관련 SW들이필요 255

264 기술개발테마현황분석 (2) 산업의구조 후방산업은 HMD 모니터에사용되는디스플레이, 광학모듈, 리듐폴리머베터리, 센서류, 카메라모듈, 무선통신모듈등이있음 HMD 용모니터용디스플레이는최근빠른응답속도와저소비전력으로인해 OLED 가주로사용되고있으며, VR 용디스플레이는스마트폰의디스플레이를그대로사용하거나, 별도의 2K 급이상의모니터를하용하고있음 AR 용디스플레이용으론, 피코프로젝터나 1 인치미만의마이크로 OLED 가주로사용되고있으며, 점차적으로고화질화되어가는경향이있음 광학모듈은플라스틱기반으로광각형태로진화 스탠드얼론형태의디바이스들은모듈의무게를줄이고경량화를위해고용량리듐폴리머선호 센서기술은모션센서, 위치센서, 트랙킹센서가활용되고있음 카메라모듈은트랙킹용과이미지저장및녹화용으로고화소화및경량화로진행 독립형디바이스의자유도를제공하기위해무선통신기술이활용 VR 과 AR 기술의특성으로두기술을활용한최적화된콘텐츠는조금상이하며, AR 활용콘텐츠가 VR 활용콘텐츠에비해주변의환경 ( 위치, 속도 ) 에더욱밀접 VR 은완전한가상현실속에모든콘텐츠를구현하여높은몰입감을제공함으로서게임및방송등영상관련분야부터발전할것이며, AR 은현실세계를기반으로가상의사물과정보를합성해부가적인콘텐츠를제공함으로써산업분야나정보제공콘텐츠로발전전망 게임산업에서는고성능 HMD 와동작인식기술을기반으로몰입감을최대화하며, RPG, 슈팅, MMORPG 등다양한분야의게임개발이시도되고있으며주로 VR 기술활용 교육산업에서는 VR 및 AR 기술을활용하여생물, 지질, 천문, 해부학등공교육과정및의학등전문교육에활용시도중 방송영상산업에서는 360 도카메라등을활용하여다양한영상을촬영하고유튜브, 오큘러스스토어등을통해공유되고있으며, 방송 영화사에서도몰입감확대를위해 VR 기술활용영상물제작 물류산업에서는 VR 및 AR 기술을활용하여제품광고의 360 도영상제작, 제품가상체험등에활용 최근테마파크에서 VR 기술의활용이활발한분야중하나로기존의물리적공간이나장비들을활용하여몰입감과현장감을높게제공하는놀이기구제공 의료산업에서는환자의치료방안으로사용가능하며, 수술가상체험등교육용으로도사용, 또한환자의재활에도사용등, 활용도확대 커뮤니티분야에서는세컨라이프에서시작되었던가상환경이새롭게주목되고있으며, 페이스북도다른사람과옆에있는것과같은효과를얻는메신저를개발중 군방분야에서는실제비행기조정훈련에 VR 기술을활용하고있으며, 가상전쟁훈련까지진행 제조산업에서는 VR 및 AR 기술을활용하여가상주택체험이나 AR 을활용한부동산정보제공 등에활용되고있으며, 제품이나부품의유지보수및정비등에도활용시도중 256

265 Head Mounted Display 용모니터 [ HMD 모니터의전 후방산업 ] 후방산업 HMD 용모니터기술분야전방산업 디스플레이, 광학모듈, 리듐폴리머베터리, 센서, 카메라모듈, 무선통신모듈 VR 디바이스, AR 디바이스, MR 디바이스 제조 AR VR, 의료 AR VR, 물류 AR VR, 게임, 교육 AR VR, 방송영상, 국방 AR VR, 커뮤니티 AR/VR 기기공급은 B2B 단계에서센서공급자, 전자적부품공급자, 디스플레이공급자들이 존재하며주로북미와유럽기업들이기술경쟁력을보유 최종소비자에인도되는 AR/VR 기기는세계 ICT 강자 ( 구글, MS, 페이스북, 소니, HTC, 삼성전자등 ) 과일부첨단스타트업 ( 립모션, 매직립, 버툭스등 ) 들이시장선점을위해제휴 및경쟁중 AR/VR 콘텐츠공급은초기시장으로아직다수의콘텐츠가공급되고있지는않지만게임, 영상 등분야별개발기업이담당하고있으며 SDK 등 SW 개발자와특정콘텐츠개발기업이가치를 창출 AR/VR 콘텐츠의소비의접점은플랫폼에서이루어질전망이며 B2B 와 B2C 시장공존예정 257

266 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 세계증강현실 ( 이하 AR)/ 가상현실 ( 이하 VR) 시장규모는 2016 년 30 억달러수준에서향후 5 년간 33.9% 의고성장속에서 2021 년 136 억달러까지성장할전망 [ HMD 모니터의세계시장규모 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2016년 2017년 2018년 2019년 2020년 2021년 CAGR Sensors & Devices 2,302 3,225 4,354 6,095 8,533 11, Applications ,067 1,237 1,435 1, Total 3,063 4,119 5,422 7, , 출처 : AUGMENTED REALITY & VIRTUAL REALITY MARKET( ), MarketstandMarkets, 2014 시장조사기관별전망은조금씩상이하나, 향후시장은폭발적으로성장할것으로예상하고있으며, 최근 ICT 분야의핵심아이콘이라는데이견은없는것으로분석 세계 AR/VR 시장의가치사슬상하드웨어부문에서중요한요소는가속센서, 자이로센서등센서시장, 동기프로세싱, 렌더링프로세싱등의소자시장과입력장치및단순한디스플레이기능만을강조한모니터와같은출력장치기기시장으로구성 AR/VR 관련센서시장과소자시장은 MEMS 기술의발전과함께 2015 년 8 억달러수준에서 2018 년 24 억달러규모로 3 년간 3 배수준으로급성장할것으로예측 HMD 를중심의기기시장은 2015 년 7 억달러규모에서 2018 년 19 억달러수준으로연평균 36% 정도의성장이예상되나기기의인지부조화가빠르게해결되고저렴한개인화장비가시장에빠르게침투된다면 100% 이상의성장도가능할것으로예견 [ HMD 모니터의센서및기기시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2013 년 2014 년 2015 년 2016 년 2017 년 2018 년 CAGR Sensors & Components ,224 1,755 2, Devices ,078 1,470 1, Total 667 1,044 1,584 2,302 3,225 4, 출처 : AUGMENTED REALITY & VIRTUAL REALITY MARKET( ), MarketstandMarkets, 2014 AR/VR 기반의 Application 시장은 2015년 6.7억달러수준에서 2018년 10.7억달러수준으로연평균 16.7% 성장예상 2015년기준으로국방분야의 Application 시장이 2.7억달러규모로가장크나성장률은 5% 수준에불과 258

267 Head Mounted Display 용모니터 성장률측면에서는전자상거래와교육분야의 Application 시장이 30.9%, 32.1% 의높은성장이예상 [ HMD 모니터의 Application 시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 2013년 2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 CAGR E-commerce Education Industrial Military Game Medical Total , 출처 : AUGMENTED REALITY & VIRTUAL REALITY MARKET( ), MarketstandMarkets, 년대 AR/VR 시장 1 차붐 (boom) 과 2000 년대후반 3D 시장상황과달리현재의 AR/VR 시장은기존시장의붕괴와새로운시장의형성등급격한성장을예상 90 년대 VR 1 차붐은닌텐도의 Virtual Boy 와영화 Lawnmower Man 이대표상품이며, 2000 년대후반영화아바타의인기로시작된 3D 붐은향후시장이급속도로성장할것으로전망하였으나고비용, 낮은그래픽수준과컴퓨팅파워그리고전송및실행의시간격차 (Time lags) 등으로시장성장에한계봉착 AR/VR 시장의급격한성장을예견하는첫번째요소는 UHD 급디스플레이의개발, 모션및위치정보기술의대중화, 고사양그래픽과 5G 수준의네트워크보급등기술적완성도를지목 AR/VR 시장이성장기로접어들고있다는두번째요소는 AR/VR 분야에벤처투자가집중적으로발생하는것에주목 2014 년이후 2016 년 1 분기까지 AR/VR 관련투자는 46 억달러수준으로다양한 AR/VR 디바이스, 플랫폼그리고콘텐츠가개발중이며특히, 인지부조화에서오는부작용을해소하기위한노력경주중 출처 : 2016 ICT Spot Issue. 현실로다가온 AR VR, 정보통신산업진흥원부설정보통신기술진흥센터 [AR/VR 관련투자현황 (2010 년 ~2016 년 1 분기 )] 259

268 기술개발테마현황분석 세계 ICT 강자들은 AR/VR 시장선점을위해 C-P-N-D(Contents Platform Network- Device) 생태계관점에서경쟁중 디바이스관점에서오큘러스리프트 ( 페이스북 ), 기어VR( 삼성 ), 구글카드보드와글래스 ( 구글 ), 홀로렌즈 (MS) 등이출시되었고모피어스 ( 소니 ), HTC의 HTC Vive도곧출시될예정이며목표고객에따라다양한성능과가격존재 - 이외에도아베간트글리프 ( 아베간트 ), 포브VR( 포브 ), 레이저 OSVR( 레이저 ), VR원 ( 자이스 ), 호미도 ( 호미도 ), 아코스 VR헤드셋 ( 아코스 ) 등이출시 AR/VR 플랫폼은세계강자들이가장주력하고있는부분으로개발된디바이스나운용중인플랫폼에서 3rd Party 콘텐츠개발사들의콘텐츠가시연이가능토록 SDK 및유관 SW 제공중 - 구글은매직리프를인수한후뉴욕타임스와공동으로구글카드보드를통해 VR 콘텐츠를제공하는 VR 저널리즘을시도. 또한유튜브에 VR 지원영상을올려카드보드로볼수있으며이와함께 AR을구현할수있는웨어러블기기에대한특허를취득하는등 AR/VR 플랫폼과콘텐츠시장생태계를구축하려노력 - 소니는게임콘텐츠를중심으로 AR/VR 시장을공략. 모피어스기반의전용게임콘텐츠를내놓을예정인데, 과거에게임콘솔 ( 플레이스테이션 ) 을통해게임과콘솔시장을주도했던영광을 AR/VR 시장에서도재현하려는전략으로풀이 - 오큘러스를인수하면서 AR/VR 시장에진입한페이스북도최근 360도파노라마동영상기능을공개하고스타워즈예고편, NBC 버라이어티쇼 SNL, NBA 선수인르브론제임스영상을제공하는등몰입감넘치는콘텐츠를제공하는데주력 AR/VR 소비시장은얼리어답터들이소비를형성하고있으며다양한시제품 ( 기기 ) 과콘텐츠에대한관심고조 CS Insight(infoccsinsight.com) 에따르면 AR/VR 기기판매대수는 2015년 2.5백만대수준에서 2018년 24백만대로 10배이상급성장할것으로전망 260

269 Head Mounted Display 용모니터 (2) 국내시장 국내 AR/VR 시장규모는 2016년 1조 3,736억원에서연평균 39.7% 의높은성장속에 2021년 7조 9,817억원시장을형성할것으로전망 AR/VR 유관기기및시스템관련시장은 16년 1조 2,678억원규모로삼성, 엘지등이 2016년이후 VR 기기를본격적으로제조하고있으며, KT, SKT 등네트워크사업자가 AR/VR 서비스를추진하면서급속한성장이예상 AR/VR 콘텐츠시장은 2016년 1000억원규모에서 2021년 3,522억원규모로확대될전망 활용분야는 AR 의경우물류, 지원 ( 서비스 ), 디자인, 의학, 교육등이며, VR 의경우게임, 영상, 관광, 마케팅, SNS 등으로전망 [ 국내 HMD 모니터의시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원 ) 구분 2016년 2017년 2018년 2019년 2020년 2021년 CAGR HW & System 12,678 18,255 26,286 37,848 54,497 76, Content 1,057 1,346 1,713 2,180 2,774 3, Total 13,736 19,601 27,998 40,028 57,271 79, * 출처 : 정보통신산업진흥원 (NIPA), 2015 AR/VR 시장은콘텐츠산업특성상 CPND( 콘텐츠-플랫폼-네트워크-디바이스 ) 로구성된산업생태계를요구하고있으며, 국내시장은삼성전자, LG전자, 그리고네트워크와플랫폼을책임지는 SKT, KT 등을중심으로구성 삼성전자는 16년 HMD ' 기어VR' 과 VR용카메라 기어360 을선보이는등 VR 자체보다는스마트폰생태계확장에초점을맞춰편의성높은서비스이용측면에서전략적접근 LG전자는 16년스마트폰 G5 기반 VR기기 LG360VR' 과 VR용카메라 LG360캠 을선보이며, VR자체보다는 G5의 UX를확대하는측면으로접근 통신사들은 5G 이동통신망과의접목을통해파급력을기대하며관련콘텐츠제작을지속적으로지원 - SK브로드밴드는 VR과관련된콘텐츠업체나장비업체를지원함으로써다양한콘텐츠를확보하고플랫폼경쟁력을강화시키는방향으로접근 - SKT는 5G혁신센터를기반으로세계 IT기업들이공동참여한테스트베드와미래서비스를체험할수있는가상체험공간을제공 - KT는최근 MWC 2016에서 5G네트워크기반 VR생중계서비스를시연, 15년에는올레tv 모바일에 360VR전용관 을개설운영하여, 자체제작및공동제작콘텐츠를지속적으로제공 261

270 기술개발테마현황분석 국내 AR/VR 시장에대한기대감이커지면서국내토종기업들의 AR/VR 시장진출도지속적으로진행 AR분야에는증강현실네비게이션, 교육콘텐츠, SNS 등다양한서비스를공개하며시장을공략중 - 팅크웨어는국내최초로실사 3D 지도를탑재한증강현실매립네비게이션을출시 ( 14) 했으며, 15년 CES 2015' 에서관련서비스를출시하는등적극적행보 - SKT는증강현실솔루션개발을위해구글과협력하여 15년구글개발자컨퍼런스에서증강현실플랫폼 T-AR for Tango' 을 IT 기기탱고를이용하여시연 - 서커스 AR은한국교육학술정보원과함께초중등디지털교과서에총 6종의증강현실교육콘텐츠를제작 15년 4월부터제공 국내업체의 VR 시장진출은게임, 영화, 테마파크등다양한분야에서이루어지고있으며, 게임시장진출이가장활발하게진행중으로 PC, 플레이스테이션VR, 기어VR 등다양한플랫폼으로개발 - 대부분의게임들은 VR 환경에바로적용가능하며현장감과몰입감이극대화되는 1인칭시점의 FPS, 슈팅, 공포, 어드벤처장르라는특징보유 - 앱노리, 스코넥엔터테인먼트, 볼레크리에이티브, 조이시티등다양한콘텐츠기업들이참여 262

271 Head Mounted Display 용모니터 (3) 무역현황 AR MR 용 Smart Glass 장비로품목단위의무역현황을분석하는데한계가있어수출품목중안경, 고글, 카메라및광학기기등의측정기기ㆍ검사기기ㆍ정밀기기ㆍ의료용기기에대한품목의무역현황을살펴보았으며, 수출량과수입량은상승세를보이다가 AR MR 용 Smart Glass 가보급되기시작한 16년부터수출량은급격히감소하고, 수입량은증가하는추세 안경, 고글, 카메라및광학기기등의측정기기ㆍ검사기기ㆍ정밀기기ㆍ의료용기기에대한품목의수출 현황은 13 년 6700 만달러에서 17 년 4450 만달러수준으로감소하였으며, 수입현황은 13 년 60 만달러에서 17 년 220 만달러수준으로증가하여무역수지적자폭이점차증가 무역특화지수는 12 년 (0.98) 부터 16 년 (0.90) 까지점차감소한것으로나타나점차 수출량보다수입량이증가하고있는것으로나타났으며, 국내의 AR MR 용 Smart Glass 장비에대한사업이미진하여수입에의존하고있는것으로분석 [ AR MR 용 Smart Glass 장비관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 6,705 7,400 7,648 5,404 4, % 수입금액 % 무역수지 6,640 7,302 7,454 5,242 4,233 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 263

272 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 독립형태의모바일디바이스로진화 PC기반과스마트폰기반디바이스가경쟁하는가운데, 기기성능향상으로향후스마트폰과같은독립형디바이스로발전할전망 애플은아이폰에 OLED* 를탑재하면서 VR디바이스출시를앞두고있으며, 구글도보급형 (79불) 제품을신규출시하면서시장공략 알리바바, 퀄컴등에서 20억달러의대규모투자를유치한 AR 전문업체 MagicLeap가제품출시를앞두고있으고있어 AR분야의큰파급효과예상 개별플랫폼에서거대플랫폼으로통합추세 페이스북 ( 오큘러스 ), MS, 구글, 소니등은자사디바이스기반의별도의개발 유통플랫폼을운영중 페이스북 Oculus Share', 구글 Daydream', 마이크로소프트 Holographic' 등 선점효과, 참여기업규모확대에따라페이스북연합, 구글 ( 안드로이드 ) 연합, 중국연합등 3대플랫폼으로통합 재편가시화 메이져업체들이 VR 콘텐츠제작에참여하기시작 메이저영화사 방송사등이 VR콘텐츠서비스를시작하고있으며, 게임 테마파크사업자도본격시장진입중 CNN, Fox Sports 등주요방송사는대선토론회, 카레이싱등을 VR로제공하고있으며, 디즈니등영화사도 VR버전제작활발 20세기폭스 100여개영화타이틀제공, 디즈니는스타워즈를 VR 콘텐츠로제공 유니버설스튜디오와디즈니랜드는 VR테마파크를준비중이며, 세계최대게임유통사인밸브코퍼페이션은 VR게임플랫폼출시 활용영역이확대되면서새로운서비스가창출 가상훈련, 마켓팅, 자동차, 의료등다양한분야에 VR 활용확대 보잉은항공기배선조립및도색공정에 VR기술을적용하고있으며, 도요타는세계 20여개국에 VR센터를구축운영 아우디, 람보르기니등은가상드라이브체험을통해신차를홍보하고있으며 GM, 재규어등은신차에 AR 주행정보기능탑재 264

273 Head Mounted Display 용모니터 AR/VR 시장의지속적성장을위해서는 VR 멀미등의휴먼팩터와실제현실과괴리되는사회적역기능에대한해소방안마련중요 소비자가 AR/VR 기기와콘텐츠를활용함에있어실제와가상간차이에서오는인지부조화에따른인체영향을연구하여이용자가이드라인개발필요 - 이용자의특성 ( 연령별, 성별, 상황별 ( 임신, 질병, 장애등 )) 을반영하여과도한빛 ( 화면 ) 노출에따른시각장애, 인지행동부조화에따른구토, 어지러움등을고려 인터넷중독, 게임과몰입의선례와같이 AR/VR 시장성장에따른사회부적응에대한해소방안마련필요 [ HMD 모니터의활용트랜드 ] 업체명 ( 분야 ) 사진 활용트랜드 GE ( 발전 ) 빅데이터 +IoT+VR/AR 을활용하여발전소에서일어날수있는다양한조건을시뮬레이션하여사고예방및정비효율향상 BMW ( 자동차 ) 가상프로토타이핑을기반으로차량디자인및내 외부설계수정, 가상환경에서시운행하여설계에따른오류수정 소니 ( 게임 ) 동시에 4 명이함께즐길수있는 VR 게임플랫폼인 PSVR 출시 로레알 ( 뷰티 / 마케팅 ) AR 기술을활용, 가상으로로레알화장품을발라볼수있는 메이크업지니어스 를출시 ILMxLAB ( 테마파크 / 극장 ) VR 과 AR 기술을활용해새롭게몰입할수있는테마파크, 극장체험기술개발 HYVE ( 헬스케어 ) VR 헤드셋을착용한상태로다양한움직임이가능한기구를탑승하여근육트레이닝 메디컬리얼리티즈 ( 의료 / 교육 ) VR 기술을통해서수술장면을실시간으로전세계에최초로중계. 265

274 기술개발테마현황분석 VR/AR 산업전반 대기업영역인디바이스 (HMD) 와네트워크는비교적우수하나, 중소기업영역인부품및콘텐츠제작분야는경쟁력이취약 글로벌기업이선점하고있는유통플랫폼은단기간내추격이어려움 VR 디바이스분야 완제품은시장선도, 부품등핵심요소기술은열세임 삼성, LG는자사스마트폰기반의 VR기기를선제적으로출시하여시장을선도 * 하고있으나, 센서등핵심부품은대부분수입에의존 - VR 디바이스판매전망 ( 16년) : 삼성기어VR(540만대 ), 오큘러스리프트 (360만대), HTC VIVE(210만대 ), 소니 PS VR(140만대 ) < 자료 : IHS> 가상훈련시뮬레이터 ( 예 ; T-50 시뮬레이터대당 10억원 ) 등부가가치가높은분야의기술력은선진국대비매우열세 최고기술보유국은미국이며, EU 일본 한국 중국등이추격 - 국내기술수준은미국대비 83.3% 수준이며, 기술격차는 2년내외 (KISTEP, 2014년기술수준평가 ) 콘텐츠분야 중소기업중심의산업생태계로경쟁력취약 게임분야를중심으로콘텐츠가제작되고있으며영화, 테마파크등분야는정부시범사업 ( 미래부플래그쉽프로젝트등 ) 을통해시작단계 - 콘텐츠출시량 : ( 미 ) 1,686 vs. ( 한 ) 231 < 단위 : 개, 기준 > 국내 VR콘텐츠기업은대부분중소기업 ( 약 200개사 ) 이며, VR엔진등콘텐츠저작도구도국내제품이전무한상태 - 해외유명콘텐츠제작 S/W개발사 (Unity 등 ) 는무료배포정책으로점유율확대 플랫폼분야 글로벌기업의시장선점으로국내기업의영향력미약 디바이스및콘텐츠모두해외기업 ( 구글, 오큘러스등 ) 이제공하는플랫폼을이용하여개발, 제작되고있음 유통플랫폼역시삼성 LG가자사 HMD기반온라인스토어를구축하였으나, 해외대기업의선점효과로이용도가낮은상태 266

275 Head Mounted Display 용모니터 네트워크분야 VR AR 활성화를위한국내통신인프라기반은강점 5G 를선도하는높은통신기반을보유하고있어, 기존일반영상대비높은트래픽을유발하는 VR 데이터전송에유리한환경 영상등 VR 콘텐츠는기존대비 6 배이상의데이터트래픽을유발 국내통신사들은인터넷을통해 VR 서비스를도입하고있으며, 평창올림픽계기로무선망을통한 VR 시범서비스제공예정 응용분야 다양한분야에활용되는선진국대비, 국내활용여건은제한 제조, 유통, 물류등에도입하여경험을축척한선진국에비해기술미비, 수요처의인식부족등으로산업적활용분야가제한적 [ 국내산업구성별경쟁력수준 ] 완제품 디바이스 부품 서비스콘텐츠네트워크 관련산업군대기업중소기업대기업중소 / 대대기업 기술경쟁력상하하하상 기술개발중요도상상중상중 * 출처 : 전문가설문조사및 IITP 자료종합, 2015 AR 디바이스분야 See-through 형스마트글래스의영상표시광학모듈기반기술은매우초기단계이며, 국내상용제품은전무한상황 - 안경형모니터방식의제품은일부기술내재화가진행되고있으나, 폐쇄형의 See-closed 방식이주류를이룸 - 국내상용제품의경우 2 매이상의분리형유리렌즈로구성된광학계채용으로부피가크고중량이무거운단점이있음 - 낮은렌즈해상력, 좁은재생화각, 높은광학수차, 낮은편심도등의단점 KAIST 는헤드트래킹, 공간인지, 시선추적, 동작 / 음성인식을지원하는 AR 디바이스용전용저전력프로세싱유닛을개발 Gaze Tracking 기술 - 국내스타트업 Visual Camp 에서는 eye tracking 소프트웨어기술을개발하여삼성의 VR 기기에탑재될예정 - 연세대학교는 CMOS 이미지센서상에서아날로그연산을이용해동공검출이가능한센서를 267

276 기술개발테마현황분석 설계하여발표 Marker/Object Recognition 기술 - 국내에서는본과제의참여기관인 KAIST 유회준교수연구팀에서 Object Recognition을위한 Processor연구가진행되었음 - 국내에서연구되고있는 Object Recognition용하드웨어는저전력소모를위해구현되었으며, 모바일용반도체시스템칩을목표로설계됨 - 국내에서는네이버, 삼성등에서물체인식관련연구를진행하고있으며, 기타국내기업들은카메라로부터받은영상을인터넷에서검색하기위한제품으로출시를함 Gesture Recognition 기술 - 국내동작인식기술은해외에비해상대적으로연구가활발하지않으며, 국내대학은관련알고리즘을, SAMSUNG, KETI, ETRI 등이개발한기술은게임과인터페이스등주로상업용으로개발 년 SAMSUNG은스마트 TV를통해동작인식기술을처음선보였으며스마트 TV를기반으로비약적인발전보다는기술안정도를높이고있다. 2014년에는 Finger gesture 기술을통해손가락으로채널및음량조절, 이전화면복귀등의기능을추가 Voice Recognition 기술 - 국내에서는삼성, 네이버, 카카오톡등의많은회사들에서음성인식관련연구를진행하고있음 - 대부분스마트폰에서음성검색, 이미지분류등을목적으로사용되고있으며, 서버를이용한머신러닝을이용하여서비스를제공하고있음 KAIST는 AR 디바이스전용저전력프로세싱유닛이탑재된 AR 디바이스 K-Glass 3를개발 (2016) 라온텍은국내팹리스반도체업체로독자기술로개발한 LCoS 기반의마이크로디스플레이와패널제어를위한컨트롤러 IC를탑재한 AR 디바이스를출시 (2017) 상용 VR 디바이스의 AR/MR 확장모듈기술 KETI는 VR HMD(Oculus DK2) 에 MR 기능을추가로지원하기위해외부에장착할수있는모듈형태의기능확장모듈을 FPGA 기반으로개발 경북대학교에서는상용 VR HMD에 MR 기능을추가하기위해스테레오카메라를 VR HMD에장착하고여기에서획득된스테레오영상을 S/W로처리하여 MR 기능을제공 268

277 Head Mounted Display 용모니터 (2) 기술환경분석 정부는 2016 년 8 월 10 일열린제 2 차과학기술전략회의에서성장동력확보와삶의질제고를위해 9 대국가전략프로젝트를발표 9 대국가전략프로젝트로는인공지능 (AI), 가상 증강현실 (VR AR), 자율주행차, 경량소재, 스마트시티, 정밀의료, 신약, 탄소자원, 미세먼지등으로선정 가상증강현실분야에서는 VR AR분야의미래원천기술확보 를목표로다부처 ( 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 문화체육관광부 ) 형태의과제로진행 - 정부는가상 증강산업육성을위해 17~ 20 년까지총 250 억원을지원할계획임 - 국가전략프로젝트에서는의료, 디바이스원천, 스포츠분야로세분하여지원 [ 9 대국가전략프로젝트 ] 신성장동력확보 인공지능 가상 증강현실 자율주행차 경량소재 삶의질제고 스마트시티 정밀의료 신약 탄소자원화 미세먼지 과학기술정보통신부는가상현실 (VR) 기술의융복합화촉진을통해다양한영역의신산업창출을지원하고가상현실관련산업의생태계를조성하기위해 K-ICT 디지털콘텐츠플래그십프로젝트 를발표 최근 4 차산업의핵심으로부각되고있는가상 증강현실기술을기반으로산업간융합촉진을통해신산업창출하고미래글로벌시장에서의선도적지위확보를위해적극지원 R&D 및콘텐츠개발등을통합 연계지원하는방식으로향후 2 년간약 280 억원 (2017 년정부 70 억원, 민간 70 억원 ) 을투자하며성과가우수할경우추가 2 년을더지원해민관이공동으로의료, 국방, 제조분야에대한신시장창출을추진 의료분야는그동안해부, 수술, 시술등의교육에있어서생체의확보의어려움, 환자를대상으로하는직접적교육 훈련이어려운점을고려해가상기반의의학교육실습이가능한환경을제공함을목적으로함 국방분야는고도의숙련도가필요한군정비인력의능력을제고하고고위험도의군장비의효율적정비와수리를위해가상정비환경을구축 제조분야도생산공장, 플랜트등의산업현장또는자동차, 보일러, 수도등생활환경에서빈번하게발생하는각종고장, 정비등을상시적으로가상환경을통해훈련토록함으로써안전하고효과적인정비 관리가가능토록환경을제공 제조분야도생산공장, 플랜트등의산업현장또는자동차, 보일러, 수도등생활환경에서빈번하게발생하는각종고장, 정비등을상시적으로가상환경을통해훈련토록함으로써안전하고효과적인정비 관리가가능토록환경을제공 269

278 기술개발테마현황분석 출처 : 과학기술정보통신부 [AR/VR 관련투자현황 (2010 년 ~2016 년 1 분기 )] 산업통산자원부는가상현실을 13 대산업엔진 중하나로선정하여타산업훈련시스템 개발을위한공통플랫폼개발및수송 의료분야가상훈련시스템개발을위해 2016 년부터 59 억원을지원 경험지식기반현장체감형가상훈련시스템개발과제를통해경험지식의확장성을갖는몰입형 가상훈련시스템개발지원 과학기술정보통신부는가상현실관련원천 R&D부터기술상용화, 서비스창출까지지원하는 VR 5대선도프로젝트에 2016년부터 600억원이상지원중 과학기술정보통신부는가상현실인프라구성을위해상암동 DMC내에 AR VR 콘텐츠전문인력양성을위한개방형캠퍼스 (COC: Creative Open Campus) 를조성하고, 가상현실시제품을전시할수있는공간을제공하고있으며매년개최되는 DMC 페스티벌에가상현실선도콘텐츠가소개될수있는기회마련중 문화체육관광부는가상현실기술을통해게임산업이재도약할수있도록지원할예정이며 이를위해 2016 년 190 억원을투입하여 VR/AR 체감형게임콘텐츠원천기술개발및 ICT 융복합기능성게임제작 추진중 270

279 Head Mounted Display 용모니터 3. 기업분석 가. 주요기업비교 페이스북 페이스북은 가상현실 플랫폼이 차세대 컴퓨팅 플랫폼으로 자리 잡을 것으로 전망하고 있으며 경쟁력을 확보하고 있는 Social Network분야에 인공지능 (AI), 가상현실 (VR), 증강현실 (AR) 을 결합하여향후엔터테인먼트산업과교육분야에 몰입형 3차원경험 (Immersive 3-D Experience) 형 서비스를제공할예정 [ 페이스북 AR/VR 라인업 ] 출력입력컴퓨팅플랫폼콘텐츠 ( 저작 ) 오큘러스 DK2 (HMD) 컨스텔레이션 ( 트래킹개선 ) 오큘러스터치 PC - 오큘러스홈 - 오큘러스쉐어 - 13th Lab - Two Big Ears - Surreal Vison - Nimble VR 페이스북은 HMD방식의가상현실디바이스 ( 오클러스리프트 ) 를개발한 Oculus를 2014년 20억달러에인수하면서 AR VR산업생태계강자로대두 이와함께 3D 영상기술업체 (13th Lab), 3D 영상사운드제작업체 (Two Big Ears), 가상현실영상및동작인식입력기술업체들 (Surreal Vison, Nimble VR) 을인수하여전방위적기술력확보 구글 구글은 VR 기기 (HMD) 개발 보급, VR 영상촬영, VR 콘텐츠의공유및감상을할수있는플랫폼구축까지 VR 생태계를구축하는전략추진중 - 컴퓨팅은스마트폰을활용, 플랫폼은유튜브를기반으로생태계장악을시도 2014년저개발국가학습지원을위한 Expedition 프로젝트의일환으로 DIY 방식의저가 HMD인카드보드 (Cardboard) 를출시한후 SDK를공개하여 WWGC(Works with Google Cardboard) 인증프로그램을통해현재까지 8개사 11개제품의유사카드보드가시장에서유통 - 16년 5월구글카드보드2.0을개발, 시장에본격적으로출시 ( 미국에서만구매가능 ) 2016년에는스마트폰없이모비디우스社의추적기술을활용한프로세서, 디스플레이, 카메라등을탑재한고사양 HMD 개발중 ( 월스트리트저널 ) 271

280 기술개발테마현황분석 [ 구글 VR 생태계라인업 ] 출력입력플랫폼콘텐츠 ( 저작 ) 카드보드 (HMD) 3D 스캐닝기술 (AR 중심 ) 어레이 구글점프 구글은액션캠업체고프로와제휴하여 360도동영상촬영이가능한카메라 ( 어레이 ) 를개발하였고촬영된영상을편집, 재생등이가능한 VR 플랫폼구글점프프로젝트추진중이며만들어진 360도동영상은유튜브에올려서카드보드를통해시청가능 구글은스마트폰이나테블릿으로현재공간을스캔하여 3차원 AR VR 공간플랫폼형성을위한 구글탱고 프로젝트추진 마이크로소프트 증강현실 HMD인 홀로렌즈 (HoloLens) 를공개하며증강ㆍ가상현실기기개발경쟁에합류하고있으며증강현실기기임에도불구하고 EGD(Eye Glass Display) 보다 HMD에가까운형태를보유하고있으며, 현실시야보다 3D 가상영상에초점 홀로렌즈는내부에 CPU와 GPU는물론사용자의시선, 제스처, 공간의위치정보등을실시간인식 처리하는프로세서인 HPU을탑재하여외부기기와연결없이자체구동가능 윈도우10에홀로그래픽 API를추가하는등운영체제와홀로렌즈를연계함으로써가상현실플랫폼주도권을확보하려는전략추진중 소니 소니는콘솔게임시장에서의경쟁력을 VR 시장으로확대하려는전략추진 2014년과 2015년 GDC에서자사 HMD 시제품인 모피어스 를공개한이후 2016년 GDC에서상용화버전출시발표 소니는 230명이상의개발자가기존플레이스테이션플랫폼에가상현실콘텐츠개발을추진하고있으며 2016년에 PSVR용게임타이틀 50개이상이출시될예정 272

281 Head Mounted Display 용모니터 [VR/AR 주요업체동향 ] 업체명 주요동향 페이스북오큘러스리프트상용버전출시 ( 16.1), 2.5 억달러추가투자발표 ( 16.10) 구글구글카드보드의후속으로 데이드림뷰 (Daydream View)' 공개 ( 16.10) 소니 PS4 용 PSVR 발표하고, 27 개의전용 VR 게임타이틀출시 ( 16.10) MS 애플 AR 디바이스 ( 홀로렌즈 ) 개발자버전공급 ( 16.3), 윈도우 10 에서지원예정 AR 전문업체인 Metaio 인수 ( 15.5), AR 관련다수특허취득 HTC 세계최대게임유통사인밸브社와협력하여 VR 디바이스출시 ( 16.4) 미국, 유럽, 이스라엘등은전통적으로광학설계및제조기술분야에있어높은기술력및장벽을보유함 군수용제품을위한선행연구개발이오랜기간진행되었고, 이에대한부산물로해당광학소자설계 / 제작및생산기술에관한핵심지적재산권을다수보유 / 행사하고있음 국외대표상용제품들은단순정보전달을목적으로개발되었기때문에저해상도의단안용영상표시광학모듈및무선통신기능이강조된구성임 최근, 폭넓은시장형성을위해민군수용 HD급이상의고해상도양안용 See-though 광학계가개발되고있으며, 경박단소화를위한광굴절형 / 회절형 Waveguide 방식이채택되고있는추세임 또한, 생활형상용제품개발을목적으로외관디자인에대한연구개발도활발히진행중임 - Lumus : 멀티편광코팅기반 Waveguide 형안경형디스플레이광학계 ( 고비용, 저화질, 좁은재생화각 ) - Vuzix : 광회절기반 Grating waveguide 형안경형디스플레이광학계 ( 낮은재현성 / 반복성, 회절노이즈, 저화질, 좁은재생화각 ) 273

282 기술개발테마현황분석 [AR 용디바이스 (EGD Type) 주요기업기술현황 ] 국가기업기술현황제품 Google Project Glasses 명으로착용자의눈을통해실시간으로데이터를전송하는스마트글래스로제품 / 서비스시작하였음 미국 Vuzix 3D 정보를보여주는글래스인 Wrap 1200DX 를 CES 2014 에선보임생활에서선글라스로사용할수있도록제작하였음 핀란드 Nokia 동공의움직임으로시선을추적하고 Haptic Feedback 과 Fetch 기능을가진손목디바이스로 See-through HMD 를조정하는디바이스연구중에있음 프랑스 Laster SmartVision Spectracles 은제안과제결과물과가장유사한형태를갖추고있으나독립형시스템이아닌 PC 연동형구조로휴대에제약적임 이스라엘 Lumus 29g 의 3D 와 720p 해상도를가지는 See-through HMD 개발킷을 2012 년 CES 에발표하고, 그후 10g 의 640x360 해상도의다양한프레임에적용가능한 See-through HMD 디바이스개발중에있음 일본 Epson See-through 글래스멀티미디어플레이어인 MOVERIO 를상용화하였음 274

283 Head Mounted Display 용모니터 국내중소기업사례 세코닉스는현재차량용전방카메라, 후방카메라, 헤드업디스플레이 (HUD) 등을생산하고있으며, 차량용카메라렌즈사업에서국내의많은대기업을주요고객사로두고있음 그린광학은구글등글로벌기업들이중점적으로뛰어든특수산업시장인스마트글라스 (HMD) 분야에서도남다른기술력을확보하고있으며, 10년간의연구를독자적으로거치면서응용이가능한광학계구조기술과기술특허를보유중. 최근엔청각장애우시각화의사소통에활용될자막용 HMD 개발에성공함. 자막용 HMD는한류콘텐츠를즐기고자하는글로벌수요도충족시킬수있는것으로전망됨 맥스트는 17년성능과기능을향상시킨증강현실소프트웨어개발도구를개발하여즉석으로현실세계를인식해가상물체를증강시키는인스턴트트래킹기술을탑재하여기기의다양한방면으로의활용이가능하게함 한울네오텍은 AR콘텐츠개발에한우물을파고있는기업이며다양한시뮬레이션프로그램과교육용 AR 제품을시장에내놓고있음 지스톰은컨텐츠제작기술을기반으로제조업체와의협업을확대중이며, 현재형태가고정되고시간과비용이드는모델하우스대신에인터리어의옵션을바꿔가면서다양한환경을 HMD로볼수있는 VR 솔루션을개방중 파트론은블루투스이어폰, 밴드등스마트디바이스라인업을완성하고디자인, 개발, 생산을자체소화함을통해차별화를시도하고있음 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 세코닉스 273, , 그린광학 41,886 30, 맥스트 1, 한울네오텍 지스톰 1,594 1, 파트론 477, ,

284 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 MicroSoft사는현존최고의 AR 디바이스인 Hololens를출시 4개의비젼카메라, 1개의깊이카메라, 주변밝기센서, IMU, 4개의마이크로폰등의센서데이터를실시간으로처리하여사용자로하여금자연스러운증강현실을느낄수있도록기능을제공하며, OS 및응용프로그램구동을위한 CPU, 콘텐츠 3D 렌더링을위한 GPU, 센서데이터처리를위한 HPU, 총 3개의프로세싱유닛을하나의플랫폼에탑재시킴 [MicroSoft 사의 Holens] ODG 사는렌즈중앙하단부에별도의투과형디스플레이를탑재하여증강현실재현에활용 헤드트래킹을위한가속도센서, 자이로스코프, 자력계및기타고도및습도센서까지탑재 META 사는 90 도의 FOV, 2.5K 해상도및 60Hz refresh rate 를제공하는 META 2 AR EGD 디바이스를출시. 디바이스내에서는사용자위치및헤드트래킹, 손동작인식 기능을지원 [Meta 사의 META2AR EGD] Sony사는 See-through 방식의양안증강현실디바이스개발 내장된 300만화소카메라로주변환경을파악해 85% 투과율의디스플레이에단색 8bit 컬러기반으로각종정보를표시해주며, 가속도계, 자이로스코프, 전자컴파스, 조도센서, 노이즈감소마이크, 스피커, NFC 등을탑재. 무선랜과블루투스를통해안드로이드 4.4 이상버전의디바이스와연결가능하며, 최대 150분 276

285 Head Mounted Display 용모니터 연속사용이가능한리튬이온배터리는마이크로 USB 포트를이용해충전이가능한 Smart Eyeglass 를출시 [Sony 사의 Smart Eyeglass] HTC: HTC Vive (with Motion Tracking System, Lighthouse) HTC Vive는라이트하우스 (Lighthouse) 방식으로사용자의동작 ( 헤드셋과컨트롤러 ) 를인식함 2개의 Base Station을이용함으로써 3차원공간에서움직임을인식함 싱크케이블로연결된 2개의 Base Station에의해인식가능한사각의영역이룸스케일 (room scale) 이되며, 이영역을사용자가가상환경내에서사용자공간으로인식함 [HTC 사의 Vive] Vuzix: Vuzix M 년에세계최초로상용화된안경형증강현실디바이스 안드로이드 OS 에기반하여개발되었고구글글래스와유사기능을탑재함 [Vuzix 사의 M

286 기술개발테마현황분석 Google: Google Glass 날씨, 실시간영상공유, 지도, 메시징, 음성인식등스마트폰기능의다수를증강현실형태로이용할수있고, 운전중도로정보를알려주거나스포츠활동을하면서생체정보를눈앞에보여줌 짧은배터리사용시간, 발열, 개인정보유출등여러문제들로인해사용자버전판매가중단됨 [Google 사의 Google Glass] (2) 국내업체동향 삼성전자 2015년 오큘러스와 협업을통해 스마트폰기반의 기어 VR (Gear VR) 을 출시하며 가상현실 시장에본격진출 이와 함께 사용자가 360도 가상현실 영상 콘텐츠 개발을 용이하게 할 수 있도록 360 카메라 ( 기어360 ) 를 출시하였으며, 프로젝트 비욘드 (Project Beyond) 를 진행하는 등 가상현실 분야의투자를확대 삼성은드림웍스, 워너브라더스, 마블등을통해콘텐츠를확보하고있으며 VR 유통플랫폼인 밀크 VR 을구축하여디바이스경쟁력을가상현실시장의경쟁력으로전이시키려는전략추진중 엘지전자 엘지는모듈교환식스마트폰 G5 출시와함께고해상도의 HMD 360VR 출시로가상현실시장에진입 이와함께 360도영상콘텐츠제작이가능한 360CAM 을출시하고이를이용해응용프로그램을개발할수있는 SDK를공개함으로써개발자가유입될수있는가상현실생태계조성에주력 국내이동통신사업자 국내이동통신사업자들도가상현실콘텐츠서비스를 5G 통신세대의킬러콘텐츠로주목하고있으며가상현실유통플랫폼과 360도 VR 영상콘텐츠확보에주력 SK브로드밴드는 CJ헬로비전과합병후 3,200억원규모펀드조성계획을발표하는등플랫폼경쟁력강화를위한전략을수립 - VOD 오리지널콘텐츠제작 (1,200억원 ), 멀티채널네트워크 (MCN) 와 VR 등뉴미디어콘텐츠 (600억 278

287 Head Mounted Display 용모니터 원 ), 국내제작사해외진출 (400억원 ), 미디어스타트업 (1,000억원 ) 등에투자한다는방침 KT는올레tv 모바일에 360 VR 전용관 을개관하여국내외관광지영상, 아티스트공연영상, 연예인운동영상등약 30여편의콘텐츠를무료로제공하고있으며, 매달 1편의단편영화, 리얼리티쇼를자체제작해제공할예정 LG유플러스는무버, 베러스트와같은 VR 전문콘텐츠기업들과전략적제휴를체결하여 VR 서비스를시작, 2월부터 LTE비디오포털을통해 VR 콘텐츠를제공하는등지속적인방송콘텐츠 VR영상을자체제작할방침 279

288 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 독립형 VR HMD 모니터개발동향 시장에공개된 VR HMD의대표사례들은하드웨어를구성하는부품의특징과지원하는기능이서로유사한수준으로개발되고있음 현재몰입형 HMD에는휴대폰부품산업을기반으로수급이용이한약 5~6인치크기의영상패널부품을활용해서약 100 내외의시야각을구현한확대광학계가적용 해상도는 fullhd ( ) 수준의해상도를가진영상을양안에독립적으로제시하는수준 screen door effect를제거하기위해단위화소의배치패턴 ( 예, RGB stripe type, PenTiletype) 을변화시켜서화소-활성화정도를높이거나광확산필터 (diffusion filter) 를추가해서감소시킴으로써부드러운영상이미지가제공 실시간양방향상호작용을지원하기위해서는시간 (latency) 을 10~20ms 유지 개인의휴먼팩터 (human factor) 특성에최대한대응하려는노력으로, 시력조절부 (diopter adjustment) 와두눈사이의거리 (Inter Pupil Distance: IPD) 조절부를내장 운영부 (PC) 에내장되는그래픽카드에도대용량고품질의 VR 콘텐츠를실시간에처리할수있도록지원하는기술이개발 모바일결합형 VR HMD 모니터개발동향 독립형 VR HMD 모니터에비해상대적으로보급이용이한스마트기기인프라를활용하는방법인모바일 VR HMD 기술이각광을받고있음 다수의제품들에적용된기술들이유사한수준의사용자경험을제공하고있으므로, 최종소비자가격및콘텐츠서비스플랫폼의사용성등이제품차별화의기준으로제시 휴대성기능을강화시킨디자인으로접이식구조를적용한제품도출시되고있음 모바일 VR용콘텐츠는일정한데이터처리량을예측할수있는동영상이나상대적으로가벼운수준의그래픽리소스를활용하는 3D 콘텐츠로제작 Avegant사는 Texas Instrument사의 720p HD급초소형 Digital Light Processing(DLP) 모듈을기반으로가상영상이착용자의망막에프로젝션되는 Virtual Retinal Display 기술을구현한헤드폰형태의 HMD를상용화 emagin사는약 1인치크기의마이크로디스플레이 OLED 패널의해상도를각각의눈에 2K 2K로높이고, 대각시야각 (diagonal FOV) 약 113 를제공하는 HMD 시작품을개발함으로써, 초고해상도의광시야각 HMD를소형고글형태로구현할수있는기술을제시 280

289 Head Mounted Display 용모니터 AR HMD 모니터개발동향 광학투시형 HMD를개발하는기업들은시각인터페이스의중요한요소인시야각과해상도의감소를수용하면서, 모바일사용환경에서의사용자경험요소를원활하게지원할수있는착용형인터페이스장치를개발 최근다수의사례가안경에부착하면약5인치내외의크기를가진휴대폰영상을눈앞에위치시켜서양손의자율성을확보할수있는보조정보디스플레이기기로활용하는경험을제공 META사는 2015년 KickStarter 프로젝트로 EPSON사의 BT-100와 Creative사의 Senz3D 카메라센서를개조한 META Dev Kit 1과 LUMUS사의시야각 40 를지원하는광경로가이드형광학모듈을활용한 META Pro를개발해서, 모바일 AR환경을위한킬러콘텐츠를발굴 스마트기기용패널을상단에배치하고시야각 90 를구현한반사형광학계를적용한 META2를공개했다. MS, Meta 및 Seebright의사례와같이최근광학투시형 HMD는시야각이확장된광학계와함께소형화된 depth camera를기반으로다수의센서를융합한상호작용부로구현 281

290 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 Head Mounted Display(HMD) 용모니터주요기술 주요기술 Head Mounted Display(HMD) 용 모니터 기술은 크게 하드웨어 기술, 디스플레이 장치 기술, UI/UX 기술로분류되며, 하드웨어기술은렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보, 고정밀카메라 매칭기술이있으며, 디스플레이장치기술은고해상도디스플레이기술, FPS와 Refresh Rate 매칭기술이있고, UI/UX 기술은 HMD 컨트롤을위한모션인식센서, Tracking을위한영상및 자이로센서기술이있음 분류요소기술설명 하드웨어기술 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보 고정밀카메라매칭기술 광학계에상이맺히면서외부를볼수있도록반사율과투과율을고려하여, F.O.V 가 60 이상의고화각, 얇은두께의렌즈제작기술 고화소카메라를사용하여, 사용자의시야와카메라의시야를오차와지연시간없이맞추어위화감을없애는매칭기술 디스플레이장치기술 UI/UX 고해상도디스플레이기술 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking 을위한영상및자이로센서 차폐형광학계로인해확대된영상에서 Pixel이보이지않을정도 (8k 이상 ) 의영상을보여줄수있는디스플레이제작기술사용하는 PC의 FPS(Frames Per Second) 에 HMD로전송되는영상의재생률 (Refresh Rate) 을 150hz이상으로맞추는기술현실의행동과가상의행동의괴리감을지우기위한 No Delay Head tracking(zero Latency) 기술과모션인식컨트롤러제작기술자이로센서등을이용하여 Head Tracking 등사용자의제스쳐를인식하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 Head Mounted Display(HMD) 용모니터기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 282

291 Head Mounted Display 용모니터 분류요소기술한국미국일본유럽계 하드웨어기술 디스플레이장치기술 UI/UX 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보 고정밀카메라매칭기술 고해상도디스플레이기술 FPS와 Refresh Rate 매칭기술 HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking을위한영상및자이로센서 합계 ,108 국가별요소기술별특허동향에서고정밀카메라매칭기술과 HMD 컨트롤을위한모션인식센서 기술은일본이가장많은비중을차지하고있으며, 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술과 고해상도디스플레이기술, FPS 와 Refresh Rate 매칭기술은미국이높은비중을나타내고있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 하드웨어기술 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보 Ÿ Ÿ Ÿ 구글록히드마틴 UNIV CENTRAL FLORIDA RES FOUND 출연연, 중소기업중심 한국과학기술연구원, 세코닉스, 젠텍스, 등 고정밀카메라매칭기술 Ÿ Ÿ Ÿ BROTHER IND 캐논소니 기업중심 엘지전자, 동부하이텍, 한국항공우주산업, 등 디스플레이장치기술 고해상도디스플레이기술 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ SEL 마이크로소프트구글 BROTHER IND 구글소니 대기업출연연중심 엘지전자, ETRI, 한국과학기술연구원 대기업출연연중심 엘지전자, 삼성전자, 한국과학기술원 UI/UX HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking 을위한영상및자이로센서 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 엘지전자 COLOPL INC 세이코엡슨구글니콘세이코엡슨 대기업출연연중심 엘지전자, 삼성전자, ETRI 대기업출연연중심 삼성전자, ETRI, 연세대학교 283

292 기술개발테마현황분석 하드웨어기술분야주요출원인동향 렌즈의두께최소화와넓은 F.O.V. 확보기술분야는구글이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는록히드마틴, UNIV CENTRAL FLORIDA RES FOUN 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 고정밀카메라매칭기술분야는 BROTHER IND가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는캐논과소니등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 디스플레이장치기술분야주요출원인동향 고해상도디스플레이기술분야는 SEL가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는마이크로소프트, 구글, 등이많은특허를출원하고있음 FPS와 Refresh Rate 매칭기술분야는 BROTHER IND가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는구글과소니등이많은특허를보유하고있는등일본기업이주류를이루고있음 UI/UX 기술분야주요출원인동향 HMD 컨트롤을위한모션인식센서기술분야는엘지전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 COLOPL INC, 세이코엡슨등이많은특허를보유하고있는등한국, 일본회사들이주류를이루고있음 Tracking을위한영상및자이로센서기술분야는구글이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는니콘과세이코엡슨등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 284

293 Head Mounted Display 용모니터 Head Mounted Display(HMD) 용모니터기술분야의주요경쟁기술및공백기술 Head Mounted Display(HMD) 용모니터기술분야의주요경쟁기술은디스플레이장치 기술분야중 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술과 HMD 컨트롤을위한모션인식센서기술이고, 공백기술은렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보 하드웨어기술 고정밀카메라매칭기술 디스플레이장치기술 고해상도디스플레이기술 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 UI/UX HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking 을위한영상및자이로센서 : 200 건이상, : 150~199 건, : 100~149 건, : 50~99 건, : 50 건미만 285

294 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 하드웨어기술 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보 고정밀카메라매칭기술 주광선의각도를증가시켜화각을개선하는기술 초근거리를볼수있는렌즈기술 화상해석부의해석결과에기초해출력데이터를생성해출력하는출력데이터생성부와해석결과에기초해허용시간의설정값을조정하는기술 HMD 의표시영역을페이드아웃하는기술 디스플레이장치기술 고해상도디스플레이기술 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 가변해상도처리장치의제어방법 이미지프레임들의일부분들을다른이미지프레임에매칭시키는기술 쿨러를이용해리프레시레이트를높이는기술 획득된프레임간변화량을분석하고, 분석결과를기초로해상도를결정하는기술 UI/UX HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking 을위한영상및자이로센서 사용자의머리움직임을기반으로원격지에있는카메라의위치및움직임을제어 센서부의측정값으로부터사용자의시선방향을산출하는기술 초기머리추적용벡터및하나이상의머리추적용벡터에기초하여시간이지남에따른엔드유저의머리움직임을추적하는기술 국내특허동향을살펴보면대기업과출연연이디스플레이장치기술과 UI/UX 기술을집중적으로연구개발하고있으며, 중소기업은렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 Head Mounted Display(HMD) 용모니터기술분야의공백기술분야는렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야또한인렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술로나타남 Head Mounted Display(HMD) 용모니터기술분야는디스플레이회사보다는전자회사를중심으로연구개발이진행되고있고, 대기업, 대학, 출연연, 중소기업모두가연구개발을진행하고있는기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V. 확보기술, HMD 컨트롤을위한모션인식센서기술, Tracking 을위한영상및자이로센서기술을공공연구기관의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 특히 Tracking 을위한영상및자이로센서기술은 ETRI 와연세대학교가보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 286

295 Head Mounted Display 용모니터 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 HMD 모니터기술분야주요연구개발기관 한국광기술원공간광정보연구센터 ( 센터장이동길 ) - 한국광기술원공간광정보연구센터에서는국내에서는유일하게 VR AR용 HMD 모니터광학계연구개발을주도해나가고있으며, 이와관련된광학부품의초정밀가공및측정평가기술을지원하고있으며, VR AR과관련 S/W 개발지원및분석을지원하고있음 전자부품연구원 AR/VR연구센터 ( 박영충센터장 ) - 전자부품연구원의 VR/AR연구센터는가상 증강현실과관련하여, 인지 감성컴퓨팅, 실감UI/UX 서비스, 실감미디어저작도구 S/W, 가상훈련 S/W, 현실-가상세계융합기술등과같은연구를수행하고있음 한국전자통신연구원 VR/AR기술연구그룹 ( 박창준그룹장 ) - VR/AR기술연구그룹에서는실-가상융합형콘텐츠환경에서다양한체험을제공하는콘텐츠핵심기술연구, VR/MR/AR 융복합콘텐츠기술개발, 체험형 / 스포츠게임콘텐츠기술개발등과같은연구를수행 MAXT - 증강현실 S/W 개발 / 공급 / 자문 / 온라인정보제공 Raontech - HMD용모니터의 LCoS 마이크로디스플레이솔루션개발및제공 ( 주 )ElvisionTech - 증강현실관련양안및단안 EGD 개발및제공, HMD 모니터용 Platform H/W 개발및제공 ( 주 ) 그린광학 - HMD용광학렌즈개발및증강현실관련양안및단안 EGD 개발및제공 ( 주 ) 세코닉스 - HUD 및디스플레이용광학모듈개발및생산, HMD용광학렌즈개발 임베디드솔루션 - HMD 관련전자 H/W 및영상처리솔루션제공 한울네오텍 - 가상 / 증강현실솔루션개발및제공, 가상 / 증강현실용콘텐츠개발 287

296 기술개발테마현황분석 (2) 연구개발자원 정부지원프로그램 가상증강분야국가전략프로젝트 ( 과학기술정보통신부, 관계부처합동 ) - 다양한산업분야에서융합이가능한가상증강현실기술역량을확보하고생태계조성을통해글로벌신시장창출및플랫폼선도 - 가상증강현실분야핵심원천기술및국산디바이스제작을위한부품및모듈개발 - 의료, 스포츠등응용콘텐츠개발을통한가상증강생태계조성목표 디지털콘텐츠 (VR/AR/MR) 플래그십프로젝트 ( 과학기술정보통신부 ) - 4차산업의핵심으로부각되고있는가상증강현실 (VR/AR/MR) 을기반으로산업간융합촉진을통해차세대디지털콘텐츠신시장창출, 글로벌시장주도등신생태계조성을위한선도프로젝트 추진 - R&D와사업화 ( 콘텐츠개발, 서비스등 ) 를연계하여국방, 제조, 의료등타산업과의융합을통해신규시장창출이가능한분야에집중지원 VR/AR 및연계기술 R&D 결과의글로벌진출을위한프로그램 ( 과학기술정보통신부 ) - ICT R&D 결과의글로벌시장창출및생태계선점을위해글로벌현지에서활용가능성이높은혁신서비스와기술력을보유한 VR/AR 및연계기술우수기관을대상으로 KIC( 글로벌혁신센터 ) 실리콘벨리, 페이스북과함께현지화엑셀러레이팅프로그램을진행 - R&D결과의실현가능성을증명하고현지고객과시장에적합한맞춤형제품및솔루션을완성하기위해 KIC 실리콘벨리가주관하는엑셀러레이팅수행 - IITP-KIC 실리콘벨리-페이스북이공동으로개최하는 TR(Technology Revolution) Camp에참가하여기술력을검증 실감미디어 R&D기반구축 ( 과학기술정보통신부 ) - 차세대실감미디어산업육성을위한핵심요소기술및원천기술개발하고, 실감미디어를활용한새로운비즈니스모델창출및활성화함으로써차세대실감미디어산업의세계선도국가실현 - 실감미디어산업기반조성및활성화위한동서실감미디어광역벨트조성을통하여산업기반조성과성과확산의연계 VR 산업거점조성 ( 과학기술정보통신부 ) - 고가의 AR VR 관련장비를집적하여중소업체가양질의 AR VR 콘텐츠를개발하고경쟁력있는 AR VR 고급인력양성기반마련 - AR VR 관련실용 R&D 개발부터콘텐츠개발, 상설전시장구축및사업화지원까지 AR VR 산업이조기에활성화될수있는기반조성 게임제작지원사업 ( 문화체육관광부, 한국콘텐츠진흥원 ) - 첨단융 복합게임제작지원 (15편) 기능성게임제작지원 (8편) 체감형아케이드게임제작지원 (2편) 등총 25개의게임을선정해총 96억원을지원 - 가상현실 (VR), 증강현실 (AR), 혼합현실 (MR) 등첨단융 복합기술기반의게임시장에선도적으로대응하고, 신기술과결합해새로운게임체험을제공하는킬러콘텐츠를발굴하기위한사업 - 게임의재미요소와교육 의료 학습등다양한영역및공공목적의결합을통해게임의활용을다양한 288

297 Head Mounted Display 용모니터 영역으로확대하고, 사회적효용을증대 - 최신경향의기술을접목해남녀노소누구나손쉽게게임의재미를직접체감할수있는아케이드 게임을발굴, 지원함으로써국내아케이드게임창작을활성화 지역주도형 VR콘텐츠체험존조성지원 ( 한국콘텐츠진흥원 ) - 전국지역별 VR콘텐츠체험존조성지원을통해 VR시장성장을견인하고지역경제 관광활성화 - 지역별공공인프라등을활용해 VR 콘텐츠대중화를견인하고, 비즈니스플랫폼으로기능하는 VR콘텐츠체험존조성지원 중소기업대상시설및장비지원 3D상용지원센터구축사업 ( 광주TP, 전자부품연구원, 한국광기술원, 한국통신연구원 ) - 3D상용화지원센터구축사업으로구축된초정밀가공기및광융복합측정기를중소기업에 AR/VR, 콘텐츠제작장비지원 - AR/VR 관련시제품제작지원및상용화지원 - 공동연구수행 누리꿈스퀘어 ( 정보통신산업진흥원 ) - 경북지역내중소기업중스마트센서기업및업종다각화희망기업대상 - 스마트센서관련제품개발및조기상품화를위한시제품설계지원 - 회로설계, 전자기파간섭해석, 소비전력해석 SW 지원 - 수혜기업기업부담금없음 실감미디어센터 ( 동신대, 동국대 ) - 시청각형콘텐츠재현장비, 초실감형영상재현 / 촬용장비, 초실감형영상기록장비, 인터렉션콘텐츠 QA시스템, 실감공연콘텐츠 QA시스템, 프로젝션매핑콘텐츠 QA시스템, 실감형체험콘텐츠계측장비, 시각기반휴먼팩터측정장비 - 전송테스트베드구축을위한관제시설및인프라환경제어시스템구축 - 초고화질부호화시스템, 실감미디어다중화시스템, 실감미디어운영관리시스템, 스트리밍시스템, 실감메타데이터수신시스템, 모니터링시스템, 분석시스템구축 감성터치산업기술지원센터 ( 대구테크노파크나노융합실용화센터 ) - 감성터치산업기술발전을위한인프라구축및혁신역량강화 - 감성터치 4대핵심요소기술분야 ( 소재부품, 공정 / 장비, 디바이스, 감성융합 ) 지원을통한사업화촉진및기술고도화 - 감성터치센터-관련기업체-대학 / 연구소間초광역협력클러스터구축 - 핵심역량을갖춘터치패널선도기업발굴및집중지원 289

298 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 HMD 모니터관련기술분야는한국광기술원, 전자부품연구원, 한국전자통신연구원, 한국과학기술원, 한국과학기술연구원, 구미전자정보기술원등과같은연구기관과, 서울대학교, 명지대학교, 부경대학교, 동국대학교등과같은대학에서연구개발을활발히진행하고있음 [ HMD 모니터관련주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한양대학교 박종일 교수 전자부품연구원 김건년 팀장 전자부품연구원 박영충 센터장 경북IT융합산업기술원 우승탁 책임연구원 한국광기술원 이동길 센터장 한국광기술원 이광훈 선임연구원 한국광기술원 윤선규 선임연구원 한국과학기술연구원 김성규 책임연구원 전자부품연구원 최병호 팀장 구미전자정보기술원 구정식 선임연구원 한국과학기술원 박민철 책임연구원 명지대학교 김재순 교수 부경대학교 박한운 교수 한국전자통신연구원 황본우 책임연구원 한국전자통신연구원 김종성 책임연구원 서울대학교 이병호 교수 한국전자통신연구원 손욱호 팀장 광주과학기술원 류제하 교수 동국대학교 김성민 교수 한국전자통신연구원 박창준 그룹장 한국전자통신연구원 김호원 실장 한국과학기술원 임채열 교수 전자부품연구원 장민혁 팀장 290

299 Head Mounted Display 용모니터 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 HMD 모니터의요소기술은 AR 광학계, VR 광학계, 센서및 UI/UX, S/W 및콘텐츠의 네개의분류로구분됨 총 기술이전이가능한기관은한국광기술원, 구미전자정보기술원, 한국전자통신연구원, 전자부품연구원등이 있음 [ HMD 모니터관련연구기관 ] 분류요소기술기관 B/S 광학계광학설계및제작기술 한국광기술원 AR 광학계 Light Guide 및 DOE 광학설계및제작기술 전자부품연구원 Projector 형광학설계및제작기술 구미전자정보기술원 VR 광학계 광학설계및제작기술 VR 디바이스확장모듈기술 한국광기술원 전자부품연구원 IMU 센서기술 전자부품연구원 센서및 UI/UX 비전및깊이카메라기술 한국광기술원 UI/UX 기술 한국전자통신연구원 S/W 및콘텐츠 마커인식및핸드트랙킹기술 SLAM 및동작인식기술 AR/VR 용콘텐츠제작기술 한국광기술원한국전자통신연구원 한국전자통신연구원 전자부품연구원한국전자통신연구원 291

300 기술개발테마현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ AR HMD 모니터기술 ] 분류기술명기술개요기술이전목적및필요성 세부내용 Anamorphic 광학계를이용한투시형 HMD 본기술은 Anamophic 광학계를이용하여, 투시형광학계에서광화각을구현할수있는기술로써, 기본적으로 Beam Splitter 광학계에시네마스코픽에적용되는 Anamorphic 렌즈를결합한복합 Beam Splitter를구현함으써투시형 HMD 광학계에서광화각을구현할수있는기술임 고해상도저가격화를실현한투시형 HMD 모듈의개발은증강현실을이용하는제품들의눈부신발전을유도할것이고휴대형네이게이션, 원격교육, 원격정비, 원격진료등응용분야가넓은 AR 산업전반에걸쳐큰영향을줄것으로전망됨음 현재출시되고있는대부분의 AR HMD들은디스플레이의해상도가낮거나, 또는 See-closed 형태를이용한증강현실구현방법으로써, 외부환경이차폐된상태에서글래스형태의단말기를이용하여증강현실서비스를다양한방식의사용자인터랙션으로제공하고있음 본기술은AR HMD 제품에있어서영상표시장치부분의핵심기술은광학렌즈와빔스플릿터와같은광학부품을설계및제조에관한기술로서, 투시형광학시스템과마이크로디스플레이를적용하여대화면의영상을구현하는영상표시광학시스템의개발이핵심기술이라고볼수있음 본기술에서는양안식투시형 AR HMD에적용되는모든광학부품을플라스틱 Anamophic 광학계를채용하여, 완벽한콘텐츠를제공할수있는차세대디스플레이를개발함과동시에제품의경량화, 저가격화및고품질화를이루고자함 플라스틱광학계구현 플라스틱 Anamorphic 복합 Beam Splitter 구현 화각 50도이상, full HD 맞춤형광학설계및제작기술기술의특징및장점 양안식및단안식구현 사출성형방식채용으로인한생산성확보 안드로이드플랫폼제공 AR S/W SDK 제공기술성숙도 (TRL) 단계 : 5 착용형디스플레이장치 의료시술용 AR 디바이스활용방안및기대성과 물류관리용 AR 디바이스 스포츠용 AR 디바이스 스마트제조를 AR 디바이스 기술이전내용및범위 Anamorphic 광학계적용광학설계 초정밀금형가공및광학계측정평가기술 292

301 Head Mounted Display 용모니터 Index Matching 을이용한 B/S 접합공정 AR S/W 및 SDK 특허 2 건 1) 애너모픽렌즈를이용한광학장치 관련지적재산권 실시권허용범위 계약기간 ( 출원번호 : ) 2) 시력보정이가능한광학장치 ( 출원번호 : ) 비독점적통상실시권 계약체결일로부터 5 년간 경상기술료 기술이전조건 세부문의 기술료조건 ( 부가세별도 ) 구분중소기업중견기업대기업 착수기본료 ( 천원 ) 매출정률 사용료 (%) 기술전수교육 1 개월 / 1,213.2 천원정 ( 부가세별도 ) 기타특기사항 기술관련 계약관련 28,000 57,000 57, 위기술료에는시제품 2 종이모두포함 ( 필요시 A 또는 B 중 1 개이상필수 선택해야함 ) ( 단위 / 천원 ) A. Anamorphic 광학모듈시제품 1 개 중소기업 : 2,500 중견 / 대기업 : 5,000 B. AR HMD 모니터및 AR SDK 시제품 1 개 중소기업 : 2,500 중견 / 대기업 : 5,000 기술개발발표당시 현재 기술개발발표당시 현재 공간광정보연구센터이동길 dklee@kopti.re.kr 공간광정보연구센터이동길 dklee@kopti.re.kr 기술이전팀안수창 moaascoh@kopti.re.kr 기술이전팀안수창 moaascoh@kopti.re.kr 293

302 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ Head Mounted Display 용모니터분야키워드클러스터링 ] 294

303 Head Mounted Display 용모니터 [ Head Mounted Display 용모니터분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 클러스터 02 클러스터 03 display informatio n head up display liquid crystal 6~8 7~8 6~7 1. Peripheral vision head-mounted display for imparting information to a user without distraction and associated methods 2. Clamshell car head-up display device 3. Head-mounted display system 1. Effects of guided arrows on head-up display towards the vehicle windshield 2. A brain-computer interface in the context of a head up display system 3. Enhanced low visibility operations- Increasing flight operations services in the National Airspace System in low visibility conditions 1. LCOS micro displays: A roadmap to the road 2. A submillisecond-response liquid crystal for color sequential projection displays 3. Display device having a liquid crystal display and method for protecting a liquid crystal display 클러스터 04 projected image 6~7 1. Head-up display for night vision goggles 2. Head up display having a combiner with wedge lenses 3. HYBRID HEAD-UP DISPLAY 클러스터 05 processing unit 7~8 1. Vehicle head-up display arrangement 2. Gesture recognition apparatus, gesture recognition method, and recording medium 3. Head-mounted display system 클러스터 06 drive signal 5~7 1. Head-up display device for vehicle 2. Automotive HUD interaction design based on lane changing Scenario 3. Avoiding interference artifacts in a head-up display or a reflected see-through type display 클러스터 07 display area 7~9 1. HEAD-UP DISPLAY SYSTEM 2. INFORMATION PRESENTATION DEVICE, INFORMATION PRESENTATION METHOD AND PROGRAM 3. Consideration on appropriate display area for head-up displays 클러스터 08 motor vehicle 7~8 1. Usability and safety of a HUD during powered chair navigation: A pilot study 2. Fatalities of pedestrians, bicycle riders, and motorists due to distracted driving motor vehicle crashes in the U.S., IMAGE-GENERATION SYSTEM FOR HEAD-UP DISPLAY AND ASSOCIATED HEAD-UP DISPLAY FOR A MOTOR VEHICLE 클러스터 09 eye position 4~7 1. Vehicle head-up display arrangement 2. ON-BOARD HEAD-UP DISPLAY DEVICE, DISPLAY METHOD, AND CAR COMPRISING THE ON-BOARD HEAD-UP DISPLAY 클러스터 10 navigation information 6~7 1. Interface development for early notification warning system: Full windshield head-up display case study 2. The method of 3D information display for automobile HUD 3. Driver Assistance Apparatus And Vehicle Including The Same 295

304 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ Head Mounted Display 용모니터분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 HUD 구조및배치 전문가추천, 기술수요 유저인터페이스 (UI) 전문가추천, 기술수요 AR 고해상도기술 (2k) 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V 확보 전문가추천 전문가추천 고정밀카메라매칭기술 전문가추천 차량정보제어기술 특허 / 논문클러스터링 초고해상도기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 넓은화각 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 VR FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 차량용 TFT-LCD 기술 전문가추천 전문가추천, 기술수요 차량용 OLED 기술 전문가추천, 기술수요 광학기구기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 Sensor HMD 컨트롤을위한모션인식센서 Tracking 을위한영상및자이로센서 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링 프로젝션방식디스플레이기술 특허 / 논문클러스터링 296

305 Head Mounted Display 용모니터 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ Head Mounted Display 용모니터분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 HMD 컨트롤을위한모션인식센서 헤드업디스플레이구현을위한구성요소, 구성요소의형태및배치등에관한기술 Sensor Tracking 을위한영상및자이로센서 운전자및차량상태에따라이미지투영위치및각도, 휘도등을제어하는기술 초고해상도기술 해상도극대화기술 VR 넓은화각 디스플레이방식에따른하우징, 방열, 모터, 통신부품기술 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 ECU(Engine Control Unit), 운전자정보, 차량환경정보, 주행정보등수집, 변환기술 고해상도기술 VFD, CRT, LCD, LED 등의디스플레이소자를이용하여정보를표시하는기술 AR 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V 확보 투과형 LCD, AMOLED 를이용하여전면차량유리창에디스플레이를직접설치하는기술 고정밀카메라매칭기술 차량전면유리창에발광물질을코팅하고레이저빔으로정보를표시하는기술 297

306 기술개발테마현황분석 나. HMD 용모니터기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 298

307 Head Mounted Display 용모니터 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된핵심요소기술을 대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ Head Mount Display 분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 고해상도기술해상도 1K 1.5K 2K 2K AR 렌즈의두께최소화, 넓은 F.O.V 확보 이미지투영위치조절 (degree) 15 도 25 도 35 도 45 도 고정밀카메라매칭기술 사용자조작편의성 터치인식 음성인식 제스쳐인식 멀티모달제어 초고해상도기술해상도 6K 7K 8K 8K VR 넓은화각화각 120 도 130 도 140 도 140 도 FPS 와 Refresh Rate 매칭기술 매칭율 70% 80% 95% 100% HMD 컨트롤을위한모션인식센서 인식율 70% 85% 99% 100% SenSor Targeting 을위한영상자이로센서 매칭율 80% 90% 100% 100% 299

308

309 양자점 LED 기술개발테마현황분석

310

311 양자점 LED 정의및범위 양자점 LED란수나노미터크기이하의초미세반도체나노입자로정의되는양자점을발광체이용한 LED로발광효율이우수하고발광파장의조절이용이하며색순도가높은것이특징 양자점 LED는일반적으로기존의 OLED와유사한구조의양자점자체를발광층으로사용한발광소자 (QLED 또는 QD-LED) 를지칭하지만, 기존의화합물반도체 (GaN) 기반의청색 LED에양자점을형광체와같이패키징하여색을변환시키는광발광을이용하는소자에대해서도동일한이름으로부르기도하며, 현재두가지기술에대한용어의정리가완벽하게이루어지지않아서업계에서혼용되는경우가많음정부지원정책 양자점 LED는디스플레이제작에큰영향을주는기술로, 중국이나미국등의 LCD 및 OLED 기술격차가좁아지는상황에서양자점 LED는 AMOLED의뒤를이을수있는차세대디스플레이용핵심기술로평가받고있음 고순도, 고성능의비카드뮴계친환경양자점소재에대한대량합성 (scale-up) 기술개발, 양자점표면개질및폴리머내양자점분산기술개발에대한중소 / 중견기업의참여확대필요한상황이며, 이와함께양자점 LED 소자개발에대한연구를병행하나, 실험실스케일에서는학교와연구소중심, prototype 응용에관해서는대기업연구소를중심으로아직본격적인산업화를위해지속적인연구개발이필요 산업통상자원부는양자점 LED에대한정부주도 R&D 사업을진행, 현재 2017년 7건이상의 R&D 사업이진행되고있는것으로보아정부에서도지속적으로관심을가지고있음소재분야에서는비카드뮴계양자점의합성기술개발을위한 R&D가, 디스플레이분야에서는양자점 LED의효율, 수명향상및공정개발에대한 R&D를추진중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 소재, 부품, 세트업체의유기적인산업구조 ( 기술 ) 대기업과의협업으로함게발전가능성 ( 정책 ) 산업지원정책수립기회 (Opportunity) ( 환경 ) 비카드뮨양자점 LED 기술우위 ( 기술 ) 기반기술연구 개발 ( 정책 ) 정부와업계의높은니즈 약점 (Weakness) ( 환경 ) 대기업위주의산업구조 ( 기술 ) 핵심원천소재기반기술미흡 ( 정책 ) 디스플레이이외의응용분야확장이미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 중국디스플레이업체들의무서운성장세 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 중소기업의시장대응전략 소재개발에만머무르지말고, 소재, 소자, 생산공정등다수의기업에의한다방면의연구개발이 필요함

312 핵심요소기술로드맵

313 양자점 LED 1. 개요 가. 정의및필요성 양자점 LED란콜로이드상태의반도체나노입자결정인양자점 (Quantum Dot, QD) 을발광체로이용한 LED로발광효율이우수하고발광파장의조절이용이하며색순도가높은것이특징 양자점은 3~10 nm 정도크기의매우작은반도체결정으로양자구속효과 (Quantum Confinement Effect) 에의해입자의크기에따라발광파장이달라지고반치전폭 (FWHM) 이 30~50 nm 수준으로매우좁은발광선폭을가지는소재로, 발광소자로응용시높은효율과색순도를얻을수있음 현재발광효율이우수한양자점소재는카드뮴원소를포함한경우가대부분이나유해물질제한지침 (Restriction of Hazardous Substances Directive, RoHS) 등에의해사용에제한을받는경우가많고, 앞으로점차그제약이심해질것으로보임 2017년 2월에유럽위원회는디스플레이시스템에사용되는광발광 LED 내의카드뮴양자점의사용은일정한도 ( 카드뮴 0.2 μg/mm2 이내 ) 까지예외적으로허용되고있으나이에대한예외적용중지가지속적으로논의중에있으므로산업적응용을위해서는카드뮴원소를포함하지않는소재개발이요구됨 [ 양자점구조모식도및크기에따른발광색상 ] 엄밀하게는양자점을 LED의발광층에적용하여전기발광 (Electroluminescence) 하도록하는 OLED와유사한소자 (QLED 또는 QD-LED) 를말하지만, 기존의 GaN와같은무기물기반의청색계열 LED에양자점을같이패키징하여양자점의색을광발광 (Photoluminescence) 방법으로얻는 LED에대해서도동일한명칭으로부르기도하며, 현재두가지기술에대한용어의정리가완벽하게이루어지지않아서업계에서혼용되는경우가많음 전기발광양자점 LED는다이오드구조의양쪽전극에서각각전자 (Electron) 와정공 (Hole) 을주입하여양자점발광층에서만나여기자 (Exciton) 를형성후재결합 (Recombination) 하여빛을내는소자로, 양자점층이외에도유기반도체나무기물나노입자등으로이루어진전자주입 / 전달층 (Electron Injection/Transport Layer), 정공주입 / 전달층 (Hole Injection/Transport Layer) 등이추가로필요하며, 이는기존의 OLED와유사한기술 305

314 기술개발테마현황분석 양자점의광발광을이용하는 LED는청색 LED 위에적색, 녹색등의양자점을얹어제작하는 LED로양자점이고에너지광자 (Photon) 인청색빛을흡수하여양자점고유의빛을다시발산하는원리로색의변환을가능하게함 LED 패키징시양자점-고분자복합체를함께패키징하거나복합체를필름또는 Plate 형태로제작하여패키징하는방법등이있음청색 LED에 YAG와같은황색형광체를이용하는현재의백색 LED 제작방법과유사한기술 [ 양자점 LED 구조및원리 ] 전기발광양자점 LED 광발광양자점 LED 두전극사이에정공전달 / 주입층, 양자점, 전자전달 / 주입층이차례로쌓여있는구조 청색 LED 패키징에적색 / 녹색양자점이함께있는구조 청색 LED 에적색 / 녹색양자점필름 /Plate 가함께패키징된구조 전기발광양자점 LED는외부에서인가해주는전압및전류에따라양자점에서스스로빛을내게하는기술로, 우수한색순도덕분에이를이용한디스플레이구현시기존디스플레이기술대비넓은색재현성 (Color Gamut) 을가질수있고 OLED처럼투명, 플렉시블형태의디스플레이제작이가능하므로차세대디스플레이응용가능성이매우높음 현재시장에서가장널리사용되는디스플레이기술은 LCD이며 OLED가소형모바일기기를중심으로대형 TV에이르기까지그영역을확장하고있음우리나라는세계디스플레이시장에서기술측면이나점유율측면모두에서가장앞서있는상황이나, 중국이정부주도의대규모의공격적투자로기술격차를줄이고있는상황임이에따라국내디스플레이업계는 OLED로의전환을서두르는한편 OLED의뒤를이을차세대디스플레이기술로양자점 LED가가장유망한것으로보고이에대한 R&D를준비하는상황 전기발광양자점 LED 기술은난이도가높은기술로아직까지발광효율이낮고수명이짧아서디스플레이응용을위해서는소재합성, 소자구조및공정기술등다방면의 R&D가요구됨이를이용하여고해상도디스플레이를제작하는것은대기업에더적합한기술이며, 중소기업에적합한기술은양자점 LED 제작을위한소재및소자, 공정에대한원천기술확보와이에필요한장비를개발하는기술이더욱적합하다고여겨짐 양자점 LED를이용한고해상도및대형디스플레이제작을위해서는용액공정을기반으로다양한색의양자점미세화소형성기술이요구되므로이에대한기술개발역시중소기업에적합할것으로생각됨현재고려되고있는미세화소형성기술의예로는잉크젯프린팅, 접촉프린팅, 사진공정 (Photolithography) 등이있으며, 잉크젯프린팅이가장유망한기술로여겨지지만새로운공정이개발될가능성도있음 양자점 LED 소재기술은고효율의비카드뮴양자점소재대량합성기술, LED의성능과안정성향상을위한양자점의합성및표면개질기술, 잉크젯프린팅등을위한공정에적합한소재로의 306

315 양자점 LED 개발기술, 그리고양자점 LED의주변기능성공통층 ( 앞서언급한전자주입 / 전달층및정공주입 / 전달층 ) 소재합성기술포함 양자점 LED 소자기술은각소재의구성을통해소자의성능과안정성을향상시키는소자구조개발기술, 소자의안정성을위한봉지 (Encapsulation) 기술, 광추출효율향상기술등을포함하며이기술은 OLED의기술과높은호환성을가질것으로여겨짐 양자점 LED 공정기술은양자점화소형성기술, 용액공정기반적층기술, 주변기능성유기층의증착기술등을포함하는기술 [ 전기발광양자점 LED 소자및 OLED 와의스펙트럼비교 ] * 출처 : CNET 기사 (Photo by QD Vison) 광발광양자점 LED는양자점이고에너지의청색이나자외선 LED의빛을흡수한후양자점의고유한색으로발광하는것을이용하는것으로, 전기발광양자점 LED에비해상대적으로제작이쉽고구조가간단한장점이있음백색양자점 LED를개발하는경우 LCD의백라이트로사용하거나대형전광판, 조명등에활용가능 청색 LED에 YAG와같은황색형광체를이용하여제작하는기존의백색 LED 제작기술과유사하며, 양자점을다른형광체와비교했을때제조비용이저렴하고대량생산이용이하며발광효율또한우수함앞서설명한것과같이발광파장의조절이용이하므로다양한색의 LED를손쉽게개발할수있는장점이있음 청색 LED와적색, 녹색양자점을이용하면 3파장의백색 LED를제작할수있으며이는기존의청색과황색 (YAG) 을사용한 2파장백색 LED에비해정확한적색, 녹색성분을가지므로아래의그림에나타난것처럼 LCD의백라이트로활용시컬러필터의투과율을향상시켜생동감있는색표현과함께고휘도또는저전력 LCD 제작을가능하게함 307

316 기술개발테마현황분석 [ LCD 에서의백색 LED 응용비교 ] 광발광양자점 LED 제작을위해서는청색 LED에양자점을함께패키징해야되며, 에폭시수지등에양자점을혼합하여패키징하거나양자점을포함하는필름이나 Plate를제작후이것을같이패키징하는방법등이있음두경우모두양자점을수지나고분자에균일하게혼합하는기술이요구되며양자점의표면을개질하는기술도필요함 LED에양자점을패키징하는경우양자점이 LED에근접하여위치하게되므로매우큰수준의빛과열을전달받게됨이로인해양자점의효율과수명이점차떨어지는문제가발생하여아직널리활용되지못하고있음이와같은기술적이슈를회피하고자현재 LCD에사용되는양자점은필름형태로제작되어 LED로부터멀리떨어진 LCD 광학계내부에배치됨따라서양자점의광안정성, 열안정성을확보하는기술이요구되며, 소재및계면활성분자 (Surfactant) 개선, 안정성을향상시키는수지나고분자의개발등이함께필요 양자점필름은디스플레이로응용이국한되지만, 광발광양자점 LED는전광판이나조명, 장식등현재 LED의모든응용범위에동일하게사용가능한기술이므로개발완료시디스플레이이외의추가적인응용가능성이생김 308

317 양자점 LED 나. 범위 (1) 제품분류관점 양자점 LED 기술은전계발광과광발광의두가지형태로구분되며각각의기술은다양한하위기술을포함하는종합적인기술 전기발광양자점 LED 기술에는양자점합성기술, 소자구조및제작기술, 공정기술및공정에따른양자점개질, 그리고양자점주변층을위한소재와공정기술을포함 광발광양자점 LED 기술은양자점과계면활성분자합성기술, 표면개질기술, 양자점과고분자복합체제작기술등을포함 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 양자점합성기술 카드뮴을포함하지않는고발광효율의양자점대량합성기술 InP, CuInS, Nano Carbon 등으로이루어진코어 (Core) 와껍질 (Shell) 합성 양자점 LED 제작공정에적합한용매로의분산기술 전계발광양자점 LED 소자구조및제작기술 양자점 LED 공정기술 고효율의양자점 LED 구조 / 공정개발및단위소자제작기술 장수명의양자점 LED 구조및공정개발 양자점 LED 의박막봉지 (Encapsulation) 기술 양자점 LED 의광추출효율향상기술 ( 광학구조물, 공진구조등 ) 용액공정기반양자점 LED 제작기술 용액공정호환양자점 / 주변층적층공정기술 미세화소 (Pixel) 형성을위한양자점패터닝기술 ( 프린팅등 ) 양자점 LED 주변층소재및공정기술 양자점주변층에적합한유기 / 무기반도체소재합성또는이용기술 저가격 / 대면적제작을위한양자점주변층적층기술 양자점합성기술 카드뮴을포함하지않는고발광효율의양자점대량합성기술 InP, CuInS, Nano Carbon 등으로이루어진코어 (Core) 와껍질 (Shell) 합성 빛 / 열에대한양자점의발광안정성확보 광발광양자점 LED 계면활성분자및표면개질 양자점 - 고분자복합체기술 안정성이높은계면활성분자 (Surfactant) 개발 고분자와복합체제작에필요한표면개질기술 양자점을고분자내에균일하게혼합하여우수한균일도의복합체형성 복합체용고분자신규소재개발 수분 / 산소등에대한복합체의안정성 ( 수명 ) 향상기술 309

318 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 양자점 LED 기술은제품분류관점에서분류외에공급망관점에서다양한소재합성기술, 소재및소자에대한공정기술, 공정을위한장비제작기술, 평가및응용기술등이포함 전기발광양자점 LED 기술에는소재합성기술, 소자기술및공정기술, 그리고이를위한다양한장비제작기술을포함그리고완료된기술을제품에적용하는경우디스플레이나조명등의응용제품제조기술, 응용공정설계기술및서비스기술, 응용제품에대한평가기술및장비, 부대설비기술등포함 광발광양자점 LED 기술에는소재합성기술, 화학공정기술, 그리고이를위한설비기술, LED 제작적용을위한패키징기술, 광학설계및평가기술과장비, 부대설비기술등포함 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 양자점합성기술 무기나노입자합성기술, 대량합성기술및설비, 온도제어기술 주변소재합성기술 전기발광양자점 LED 광발광양자점 LED 계면활성분자합성기술, 전달층유 / 무기소재합성기술, 대량합성을위한설비기술, 양자점잉크화 ( 첨가제 ) 기술 계면활성분자합성기술, 양자점분산용고분자합성기술, 대량합성및양자점표면개질을위한설비기술 전기발광양자점 LED 양자점패터닝기술, 양자점적층기술, 양자점패터닝기술, 주변층적층기술, 봉지 (Encapsulation) 기술 양자점 LED 공정기술 광발광양자점 LED 양자점 - 고분자복합체패키징기술, 양자점 - 고분자필름 /Plate 제작및패키징기술 제품화기술 전기발광양자점 LED 광발광양자점 LED 전체디스플레이기술및공정기술 ( 백플레인, 프런트플레인 ) LED 제작기술및공정기술, 광학설계기술 평가 / 관리기술 요구물성부합평가기술 ( 발광효율, 안정성등 ), 소자또는제품특성평가기술, 품질관리기술 310

319 양자점 LED 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 디스플레이산업과의연계성이매우높은산업으로소재및부품기술산업에해당하여, 디스플레이제작을위한핵심소재및부품, 또는기술을개발하며최종제품의품질및성능에큰영향을미치는산업 양자점소재의생산기술은디스플레이이외에도조명, 바이오등의다양한응용이가능하므로우수한소재를개발한다면꾸준하고장기적인수요가있을것으로기대. 현재시점에서는비카드뮴기반의양자점소재가대량생산되거나상용으로판매되지않고있으므로이러한기술에대한원천기술을확보하는것이필요함반면소재의품질및성능에대한요구사항이엄격하고까다로우므로최고수준의품질관리가요구됨기술적난이도는높으나생산설비등의비용이상대적으로낮고시장에서가치를높게평가받을수있는고부가가치산업 전기발광양자점 LED 소자제작기술은양자점 LED를이용한고성능디스플레이장치의핵심적기술이며, 중소기업이직접 LED를생산하는산업이아니라관련기술을개발하여양자점 LED 제작에필요한소재, 소자구조, 제작공정등관련기술에대한노하우와지식재산권을통해이윤을얻을수있는사업. 사업화이후에도지속적인 R&D가요구되는산업 광발광양자점 LED 소자제작기술의핵심기술은양자점을 LED에패키징할때필요한양자점주변의계면활성분자개발및고분자와혼합하는기술. 따라서중소기업에서접근하기쉬울것으로생각되지만이에대한개발과정이양자점소재의성능에도영향을미치므로소재에대한깊이있는이해가필요한산업. 또한기술개발을통해전기발광양자점 LED나양자점필름등의유사기술에영향을미칠수있는산업 기술노하우에대한폐쇄성이강하기때문에신기술에대해단기간에기술모방이어려워개방형혁신보다독자적연구개발을통한기술혁신이주로일어나는산업 디스플레이응용을위한양자점 LED의이전세대기술에해당하는양자점필름을이용한 LCD 디스플레이의경우초기기술개발단계를넘어발전단계에진입하였으며, 대기업으로부터기술을전수받은기업만이양자점소재와필름을제작하여독점공급하는형태로시장이형성되어있음국내디스플레이업체뿐만아니라중국대형디스플레이업체에서도양자점필름을이용한제품출시를서두르는상황이므로, 국내외에서독자기술을통해양자점필름을제조하는중소업체는당분간더늘어나고매출이증가할것으로예상 양자점 LED 및관련기술은기술개발초기단계로실현시기에대해짧게는 3년부터길게는 10년까지예상하는등기술적불확실성이높은동시에개발시혁신성이가장높은기술. 양자점 LED 및관련개발품의품질향상을위해양자점소재및공정장비개발사와협력해야하며지속적인피드백을통해품질수준을향상시킬수있음또한개발된장치와함께소재, 공정을하나의세트기술로판매할수도있으므로높은부가가치창출가능 기술의특성상소재, 소자, 공정기술등이융복합화하여개발하는것이필요하며, 기존디스플레이및부품을대체하는파급력이큰기술과산업 311

320 기술개발테마현황분석 비카드뮴양자점의개발에대한필요성이지속적으로대두되며우수한성능을갖는비카드뮴양자점개발및이를이용한양자점 LED 개발이주목받는상황 현재성능이우수한양자점은카드뮴원소를포함하고있으며중국의대다수디스플레이제조업체는카드뮴기반양자점을이용한양자점필름을 TV 등제조에활용하고있음장기적으로 RoHS 등의규정을만족시키려면비카드뮴양자점을이용한제품의개발이절대적으로요구되나아직까지만족할만한성능을얻지못하는상황 양자점 LED의경우아직개발된제품은없지만대다수의 R&D에서카드뮴양자점을이용했음양자점소재업체에서는비카드뮴양자점개발에전력을다하고있으며반치전폭, 안정성및효율등발광체로서의성능이매년향상되고있기때문에양자점 LED도비카드뮴양자점을이용하는형태로바뀌어야함이렇게되면기존에개발된카드뮴양자점 LED에대한기술이비카드뮴양자점에적합한형태로상당부분바뀌어야할것으로예상되므로현시점이양자점 LED 관련기술에대한 R&D와이를통한원천기술확보에적합 선진국에서는소재또는양자점 LED 원천기술확보에주력하고있으나관련산업이실재하지않으므로국내중소기업에서는양자점 LED의디스플레이적용및대량생산을위한핵심적인공정기술및상용화기술개발에투자할필요 양자점소재의경우구조측면에서코어 / 쉘구조, 소재측면에서는 InP 등주요재료를벗어나기쉽지않아현재실효중인원천특허에영향을받는경우가많으며, 계면활성분자의개발부분에서추가적인 R&D 여지가남아있을것으로생각됨양자점-고분자복합체제작기술의경우많은연구가이루어졌으나추가적인연구개발의여지는남아있을것으로보임 양자점 LED의경우단위소자등에대한원천기술은실효특허로상당수있겠지만, 제품화된사례가없으며디스플레이응용및이를위한공정기술측면에서개발여지가많음 유사기술인용액공정 OLED의개발상황과유사하게진행될수있으므로이에대한진행상황을면밀히관찰할필요가있음장기적으로는용액공정을이용한 OLED 기술이양자점 LED 기술의가장큰경쟁기술로부각될전망 312

321 양자점 LED (2) 산업의구조 전방산업으로서주요시장은 TV, 모바일기기등의디스플레이장치이고그이외에도조명장치, 자동차의디스플레이및표시장치등에활용가능하여연간생산및판매량이매우클것으로예상 양자점 LED 산업은차세대디스플레이적용가능성이가장높기때문에디스플레이완성품업체와밀접한관계를가지는산업이며조명이나자동차분야로그응용의폭이확대되고있음 개발완료시제품의성능이기존의기술대비매우우수하므로현재디스플레이제품대부분을대체할수있으며, 최고급제품또는부품으로활용될가능성이높음 현재유사기술로볼수있는 OLED 산업의경우디스플레이응용이대부분이지만양자점 LED의소재및용액공정기반기술은 OLED보다낮은비용이예상되므로더욱넓은범위에서활용될수있으며, 이를통해신규시장형성도가능할것으로예상 후방산업은양자점, 계면활성분자및주변층에사용되는유 / 무기소재, 복합체제작을위한고분자소재등의양자점 LED 관련소재산업이주류를이루고, LED 제작을위한공정및평가장비시장도활발할것으로예상 소재의성능이양자점 LED 성능에미치는영향이매우크기때문에다양한후방산업가운데소재분야가가장중요한분야로자리할것이며후방산업과의공동연구및활발한교류가필요 용액공정기반의디스플레이제조공정장비의개발이필요. 특히고해상도디스플레이를제작하기위해서는매우높은수준의정확성과신뢰성이요구되므로장비산업은고부가가치산업이될것으로여겨짐. 디스플레이산업은장비의투자규모가수조 ~ 수십조원에달하는대규모이나현황을살펴보면아직도외산장비의사용이많으므로이를국산화한다면큰시장을형성 소재합성분야의후방산업인양자점전구체 (Precursor) 나유기물중간체 (Intermediate) 물질을합성하는산업역시활기를띌수있을것으로보임 [ 양자점 LED 분야산업구조 ] 후방산업양자점 LED 분야전방산업 양자점소재합성및분산계면활성분자합성및치환주변층유기소재합성고분자수지소재 LED 제조공정및평가장비 전기발광소자구조코팅및박막공정패터닝및적층공정광발광소재 - 고분자복합체제조봉지기술 디스플레이조명자동차 ( 바이오센서등신규응용시장형성가능 ) 313

322 기술개발테마현황분석 (1) 세계시장 나. 시장환경분석 양자점 LED, 특히전기발광양자점 LED의경우아직상용화된기술이아니므로시장규모는정확하게예상하기어려움. 하지만양자점소재에대한시장자료는속속발표되고있으며, 양자점 LED 기술이상용화되는경우장기적으로현재양자점필름과 LCD 혹은 OLED 디스플레이기술을대체하게될것이므로전체적인디스플레이시장전망을통해간접적예측가능 시장조사업체인 IHS 에서는양자점소재시장규모가 2016 년 2,000 만달러에서 2020 년 9 억 4,600 만달러로급성장할것으로예상 [ 양자점 LED 소재분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 * 출처 : IHS Quantum Dot Display Technology & Market Report, 2015 년 양자점디스플레이시장은대형광발광기반 LCD TV를중심으로시장을시작으로하여소형모바일기기로확산될것으로예상. 시장조사업체인 Display Supply Chain Consultants (DSCC) 의보고서에따르면양자점광발광기반 LCD TV 출하량을 2016년 4백만대에서 2021년에는 9.5천만대에달할것으로예측 [ 양자점광발광기반 LCD TV 출하량 ] ( 단위 : 백만 unit) 구분 CAGR 출하량 * 자료 : Display Supply Chain Consultants (DSCC) report 2017 년 IHS의발표에근거한 KATS의 2017년기술보고서에따르면 2017년세계디스플레이시장은스마트폰 TV의 OLED 채용증가에따른 OLED 시장의꾸준한성장속에 LCD 가격상승및대형사이즈대한 LCD TV 수요증가등으로전년대비 14.9% 성장한 1,172억달러로성장, 2023년까지 1,200억달러이상의시장이유지될것으로전망 314

323 양자점 LED (2) 국내시장 위의세계시장과마찬가지로국내시장의예측역시디스플레이시장에비추어국내업체의세계시장내점유율등을고려하여추정하는것이가장적합한것으로사료됨 국내소재시장의경우아직까지는규모가집계되기어려운수준이며, 한솔케미칼이삼성전자에납품하기위해생산하는소재의규모가가장클것으로생각되나규모는알려져있지않음 IHS의발표에근거한 KATS의 2017년기술보고서에따르면 LCD의경우중국의무서운성장세로 2010년시장점유율 4.1% 에서 2016년 20.3% 까지증가한반면, 가은기간한국은 44.8% 에서 36.7% 로하락. 그러나 OLED의경우같은기간 98% 이상의시장을점유하고있어, 디스플레이세계시장점유율은 2010년부터 2016년동안꾸준히 45 50% 의점유 양자점 LED의경우도광발광의경우 LCD 시장, 전기발광의경우 OLED 시장의흐름에맞춰유사한형태로전개될것으로생각됨 [ 양자점 LED 소재분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 ,767 3,525 7, 출처 : IHS Quantum Dot Display Technology & Market Report(2015 년 ) 과유비산업리서치의 2016 OLED Display Annual Report(2016) 를참고해전망함 [ 국가별디스플레이세계시장점유율 ] ( 단위 : %) 국가 대한민국 중국 일본 대만 * 자료 : KATS 기술보고서 ( 차세대디스플레이산헙현황및표준화동향 ) 및 IHS 16.Q4 315

324 기술개발테마현황분석 (3) 무역현황 앞서와마찬가지로양자점관련기술의무역현황은자료가거의없으므로디스플레이산업의수입현황을살펴보았으며, 국내대표산업인만큼수출규모를차지하고있음 디스플레이산업은국내기업이세계 1,2위를차지하고있기때문에수입이크게발생하지않으며규모가작은상황임 양자점필름을적용한 TV의경우에도국내업체가사실상대량생산및판매를하고있는유일한회사이며, 기타업체의경우시장점유율이미미한수준임 [ 디스플레이산업무역현황 ] ( 단위 : 달러, %) 구분 CAGR 수출금액 31,931,000 29,331,000 28,380,000 32,506,000 31,350, 수입금액 6,461,000 5,546,000 55,75,000 5,827,000 5,419, 무역수지 25,470,000 23,785,000 22,805,000 26,679,000 25,931,710 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 국가지표체계 ( IT 수출입동향, ICT 산업수출입동향참고 316

325 양자점 LED 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 양자점은지름이수십나노미터이하의 0차원반도체결정으로결정의크기와전압에따라별도장치없이도스스로다양한색의빛을내는물질을말함 1970년대에너지위기극복을위해태양전지를연구하는과정에서벨연구소의루이스부르스 (Louis Brus) 박사와러시아의알렉세이아키모프 (Alexei Ekimov) 박사에의해처음발견됨 양자점은다양하고순도높은빛을발광한다는점과화학적특성이우수하다는점에서디스플레이, 태양전지, 바이오센서, 양자컴퓨터등다양한분야에사용될수있음 이중에서양자점을형광물질혹은발광물질로사용하여디스플레이의특성을향상시키거나디스플레이자체로활용하는것을양자점디스플레이라고함 양자점은중심체인코어 (Core) 와쉘 (Shell) 로이루어져있으며, 코어의크기에따라색깔을달리구현할수있고코어를둘러싼쉘은발광특성을개선시키는역할을함 즉, 입자의크기가작으면짧은파장의빛이발생하여파란색을띄고, 입자의크기가클수록긴파장의빛을발생하면서빨간색에가까운색을구현할수있음 [ 양자점디스플레이광발광원리 ] 양자점구조 크기에따른발광색상변화 출처 : QD Vision 2015 양자점은디스플레이산업에서주도적으로사업화가추진되고있으나그응용범위는태양전지소재및바이오센서등으로넓어질수있음 양자점은무기물이기때문에 OLED와같은유기물질에비해가격이싸고수명이길며, 색재현성도높고외부광원이필요없어플렉시블 / 투명디스플레이등에활용이가능함 양자점을형광물질로사용하거나, 자체발광소자로사용함에따라 QD-LCD( 형광물질사용 ), QD-LED( 자체발광물질 ) 로양자점디스플레이의종류가나뉨 다만양자점을자체발광소자로사용하는 QD-LED의경우전극에서양자점발광층으로전자와정공이이동하는과정에서누설되는경우가많고이송층에서만나는단점때문에본격적으로 317

326 기술개발테마현황분석 디스플레이에채택하기에는기술적인난관이존재함 [ 디스플레이에서양자점의활용 ] 출처 : 전자부품연구원, 2014 따라서, 현재양자점을적용한디스플레이는자체발광소자로사용하기보다는양자점을 LED 와 조합하여형광및발광물질로사용하여 LED BLU 에적용하고있으며, Edge Optic, Film, On-chip 의 3 가지방식으로구현 [ QD-LCD 와 QD-LED 의기술적특징및구현방식 ] 종류특징방식 QD-LCD ( 형광물질로활용 ) LCD 구조에서 BLU 의 LED 내형광물질을양자점으로대체하여 LCD 의단점인색재현성을극대화 * 할수있으며, 대량양산을위한구현기술도개발이완료된상황임 * 기존 LED BLU 대비색재현성이약 2 배에가까움 QD-LED ( 자체발광물질로활용 ) 양자점은반도체이므로 OLED 와같은유기물질보다가격이싸며, 수명이길고 OLED 대비색재현성또한 10% 가량높으며전력효율또한우수하다는장점이있음 * 다만, 기술상용화를위해서는전자 / 정공의제어기술개발필요 318

327 양자점 LED [ QD-LCD 디스플레이의발광방식비교 ] * 출처 : 콜로이달양자점을이용한디스플레이응용기술 written by 김지완 (Ceramist 2016), Nanosys & LumenMax 양자점은입자의크기로색을조절하는특성상, OLED 와같은기존제품대비상용화가 빠르게진행될것으로예측되며이미국내 외다수의소재업체들이양산화를진행중임 다만, 유럽연합은특정유해물질규제 (RoHS, Restriction of Hazardous Substances) 지침을통해 2016년까지카드뮴디스플레이에대한사용을 1m2 당 10g 이하로규제하고있어각국의양자점소재생산업체는비카드뮴계양자점소재를앞다투어개발중임 양자점디스플레이와같은화학기술기반의전자재료산업은기술적진입장벽이높고최종제품에문제를일으킬경우비용부담이크기때문에공급업체선정에보수적인경향이있으나, 부가가치가높아매출이확대될수록이익률이빠르게개선됨 양자점필름등을이용한 LCD는사실양자점 LED의전단계기술로보아야하지만시장에서상품성을평가받기시작한것은불과 2~3년에지나지않는초기단계 현재양자점필름등을이용한 LCD를제조하는업체는약 10여개수준이며해마다늘어나는추세로당분간은 TV 등의대형화면을중심으로수요와공급모두증가할것으로예상 319

328 기술개발테마현황분석 양자점필름제작에사용되는양자점소재역시삼성전자와 Nanoco 의소재를사용하는곳 이외에는카드뮴을이용한양자점을사용하고있으며점차비카드뮴양자점으로전환이이루어질 것으로예상되며 TV 에서모니터로시장확대 [ 양자점필름을이용한디스플레이제품의예 ] Type Manufacturer Product Family / Model Diagonal ( ) Cadmium TV Samsung SUHD 48 to 85 No (InP) TV Hisense ULED 55 to 65 Yes TV Vizio Reference Series 65 Yes TV TCL H to 65 Yes Monitor BENQ SW2700PT 27 Yes Monitor Philips 276E6ADSW 27 Yes Notebook Asus NX Yes * 자료 : Assistance to the Commission on Technological Socio-Economic and Cost-Benefit Assessment Related to Exemptions from the Substance Restrictions in Electrical and Electronic Equipment: Pack 10 Final Report (2016), Data Submitted by 3M DMSD (2015) [ 2017 년삼성에서출시판매되고있는 SUHD 양자점 TV ] * 출처 : 삼성전자홈페이지 ( 320

329 양자점 LED 양자점필름을이용하거나양자점 LED를개발할때에도결국소재의품질과성능이핵심적인요소가운데하나 양자점소재의처리방법등에따라영향을받긴하지만, 일반적으로양자점의광발광효율이높으면양자점 LED를제작한경우에도성능이더우수한성능을나타냄. 따라서발광효율을향상시키는기술개발은꾸준하게이어져오고있으며, 주요소재개발업체의발표에따르면비카드뮴양자점의발광효율도카드뮴양자점에근접하는것으로보임 광발광효율의향상과함께양자점소재의안정성도중요한점이며실제상품화단계에서가장어려운부분이기도함소재의안정성은다양한요소에의해결정되며양자점이용액내에서콜로이드상태를유지하는콜로이드안정성, 양자점의지속적으로여기 (Excitation) 에따른광안정성, 그리고 LED에같이패키징하여 LED로부터지속적인열을받을때의열안정성등이양자점의안정성에대한지표가됨 소재의성능지표가운데중요한또하나의요소는발광스펙트럼의반치전폭으로, 양자점의디스플레이응용장점인넓은색재현성과관련. 카드뮴양자점의경우발광파장에따라반치전폭이 20~30 nm 전후에이를정도로매우좁은수준을나타내고있음반면비카드뮴양자점의경우반치전폭이 40~50 nm 수준에머물고있으며몇몇기업및연구팀에서 40 nm 이하의값을보고하기도함그러나이는아직까지카드뮴의반치전폭에는미치지못하는상황이며 InP 등을이용하는화합물조성과합성방법으로인해카드뮴수준으로줄이는것은상당한시일이소요될것으로예측 [ 발광선폭에따른색좌표및디스플레이색재현성영향 ] * 자료 : 서울시립대곽정훈교수 전기발광양자점 LED는소재의성능향상과함께소자의성능이지속적으로향상되고있으며카드뮴양자점을이용한 LED는효율면에서 OLED를맹추격하고있음 아직은대학, 연구소및기업의연구소를중심으로단위소자수준의연구를진행중이지만최근소자의성능이급격하게향상하고있으며 OLED 등기존기술에비해발전속도가월등히빠른것이특징 전기발광양자점 LED의효율을살펴보면 2015년미국의 NanoPhotonica에서카드뮴양자점을이용하여제작한소자의전류효율 (Current Efficiency) 이가장높은값으로, 적색 15 cd/a, 녹색 321

330 기술개발테마현황분석 63 cd/a, 청색 4.4 cd/a를나타내었음외부양자효율 (External Quantum Efficiency) 로는미국의 QD Vision이약 18%, 중국의연구팀이 20% 의효율을보고하며 OLED에견줄만한성능을나타내나이는모두카드뮴양자점을이용한결과임 비카드뮴양자점인 InP를이용한경우는카드뮴양자점을이용한소자에비해효율이낮으며대학연구실의소재기술의부족 양자점이필름형태로상용화되며기업들의기술및노하우에대한폐쇄성이증가됨 으로인해연구의양이그리많지않은상황. 녹색발광소자의경우서울대학교연구팀에서 2013년발표한 10.9 cd/a의전류효율이, 적색발광소자의경우에는 2016년홍익대학교연구팀이발표한 4.2 cd/a의전류효율이세계에서가장높은값으로기록되어있음 비카드뮴양자점의경우 InP가가장널리연구되고있으나그이외의소재로 3원소화합물인 CuInS도일부연구가진행중이며, 이를이용한소자의최고효율은 2016년홍익대학교연구팀에서황색발광소자를제작하여 18.2 cd/a의효율을보고한것임 한국과학기술연구원에서는 2012년기존의 InP나 CuInS 소재와다른산화물나노입자인 ZnO 나노입자와그래핀을혼성화한 ZnO-Graphene 하이브리드양자점합성및이를적용한백색발광 LED 소자를발표, 성능기존 InP의절반수준이나현재전세계적으로가속화되고있는광물자원분쟁에자유로운친환경나노소재로그가능성이충분이있음 [ ZnO-Graphene 하이브리드양자점 ] * 자료 : 한국과학기술연구원최원국박사 전기발광양자점 LED의소자구조는용액기반양자점의적층공정과양자점주변층의소재및공정에따라다양한형태로나타나고있음 소자의구조를크게둘로나누어보면, 기판위의투명전극 ( 보통 ITO) 을양극으로사용하여그위에차례대로정공주입 / 전달층, 양자점발광층, 전자전달 / 주입층, 전극을쌓는일반적인구조 (Normal Structure) 가있고, 이를반대로뒤집어서기판위의투명전극을음극으로사용하고전자주입 / 전달층, 양자점발광층, 정공전달 / 주입층, 전극을쌓는역구조 (Inverted Structure) 가있음이용하는주변층소재및공정에따라적합한형태를사용하여두가지모두널리사용됨 322

331 양자점 LED 양자점보다먼저형성되는주변층은용액공정을이용한양자점적층시손상을받지않아야하며이를위해가교 (Crosslink) 가능한고분자나 ZnO와같은무기물나노입자를활용하는것이일반적임또는주변층과양자점이서로영향을주지않는 Orthogonal 용매를이용하기도함 전기발광양자점 LED에사용되는주변층재료는대부분이 OLED에서도널리활용하는소재이나이는 OLED의유기물발광체에적합하도록디자인된재료로무기물인양자점과는에너지준위측면에서다소차이가있음따라서 10~30 nm 수준의균일한양자점박막적층에적합한주변층소재를개발하면양자점 LED의성능을향상시킬수있음 OLED와같이기판방향으로빛이방출되는 Bottom Emission 구조, 기판의반대방향으로빛을방출하는 Top Emission 구조가모두이용가능 디스플레이응용을위한양자점패터닝및수명향상기술 전기발광양자점 LED의디스플레이응용을위해서는적색, 녹색, 청색양자점의미세화소형성이필수적이며이에따라양자점패터닝기술이요구되며, 최근다양한방법을이용한패터닝기술이연구개발되고있음 양자점을직접패터닝하는프린팅방법이주로활용되고있으며, 이가운데접촉프린팅 (Contact Printing) 방법이가장많이연구되었음접촉프린팅은손쉽게양자점미세패턴을형성할수있는장점이있지만대량생산에적합하지않다는의견이있음 323

332 기술개발테마현황분석 [ 양자점접촉프린팅방법 ] * 출처 : (A) Nano Lett. 8, 4513 (2008), (B) Nat. Photonics 5, 176 (2011), (C) Nat. Commun. 6, 7149 (2015) 양자점을직접패터닝하는또다른프린팅방법으로는잉크젯프린팅이있으며, 양산가능성덕분에 산업계및학계에서많은연구를수행하고있음높은균일도의박막형성기술및커피링효과등의 단점을개선시키는것이가장큰이슈 [ 양자점잉크젯프린팅방법과프린팅한픽셀 ] * 출처 : J. Soc. Info. Disp. 24, 545 (2016), ACS Appl. Mater. Interfaces 8, (2016) 위의방법들이외에도 Photolithography 를비롯한 Electrohydrodynamic Jet 프린팅, 나노임프 린팅, 3D 프린팅등의방법으로양자점을패터닝한사례가보고된바있으며, 새로운공정이나 장비를통한패터닝방법의개발도가능 324

333 양자점 LED [ Photolithography 를이용한양자점패터닝 ] * 출처 : Nano Lett. 16, 6946 (2016) 전기발광양자점 LED의수명은아직많이연구되지않았지만, 카드뮴양자점의경우제법긴수명을나타내는것으로알려짐. 그러나비카드뮴양자점을이용한 LED는매우낮은수명을보이고있으므로이에대한연구개발이매우중요함비카드뮴양자점의효율이향상될수록수명또한함께증가하는추세 325

334 기술개발테마현황분석 (2) 기술환경분석 과학기술정보통부와산업통상자원부등 10개부처공동으로 대한민국나노혁신 2025 ( 제4기나노기술종합발전계획, ) 을발표 미래환경변화대응을위한한계극복기술로나노기술개발과산업화에대한세계각국의투자가계속되는상황에맞춰그동안국내에축적된나노기술의제조업현장의확산을추진하고, 미래유망산업주도기술에대하조기투자를통해글로벌나고기술혁신을선도하고자함 년 ( 제1기나노기술종합발전계획 * 수립 ) 부터추격형연구개발을추진하여나노기술수준이 01년미국대비 25% 수준에서 14년 81% 로향상되었고, 초정밀나노기술을바탕으로반도체, 디스플레이등나노융합산업도크게발전 기술혁신으로지속성장을견인하는나노선도국가 를실현한다는비전하에, R&D와산업화측면의 2025년목표달성을위해다음과같이 3대전략 12과제를추진 기존산업에대한파급력, 미래산업성장가능성등을고려하여신시장창출및기술혁신을주도할미래나노기술 30을선정, 이안에나노광소자및양자점소재가포함 [ 미래나노기술 30 ] * 출처 : 제 4 기나노기술종합발전계획 산미래성장동력과친환경에너지신산업에해당하고나노기술산업화 / 시장창출에근접한 7 대전략 분야산업화를통해 2025 년약 15 조원의매출이창출될것으로예상 326

335 양자점 LED 3. 기업분석 가. 주요기업비교 국내전기발광양자점 LED 기술은미성숙기술로대부분의기업은장기과제로보고핵심특허확보에주력하고있음소재및용액공정기술등기타기반기술의개발여부에따라상용화시기가결정될것으로보임 전기발광양자점 LED는삼성전자에서가장적극적으로개발을시도하고있으며 2011년에는 4인치규모의풀컬러양자점 LED 디스플레이를시연하기도하였음양산품인양자점필름을이용하는 LCD TV 제품이시장에서좋은반응을얻어여기에주력하는모습이지만장기적으로양자점 LED 기반의디스플레이전환을계획하고있음최근이루어진미국의 QD Vision 인수역시양자점 LED에대한특허확보를위한것으로알려짐 그외 LG디스플레이등국내디스플레이관련기업들의경우관심을보이고소규모연구를진행하고는있으며, 서울대, 홍익대, 한국과학기술원 (KIST), 전자부품연구원 (KETI) 등주요대학이나연구소를중심으로전기발광양자점 LED 연구가활발하게진행되고있음 해외의경우 Nanosys, Nanoco, NanoPhotonica 등소재업체를중심으로전기발광양자점 LED 개발이이루어지고있으며중국을제외하면디스플레이제조사를보유하고있지않으므로디스플레이메이커와긴밀하게협업을추진하려고하며, 한편으로는디스플레이이외의다양한응용분야를찾기위해노력하고있음 Nanosys는 QDEF 등양자점필름분야의해외선두주자로전기발광양자점 LED 기술도다수확보하고있는것으로알려져있음아직전기발광관련기술에대해서는공개자료없음 Nanoco의경우비카드뮴양자점을이용하여양자점 LED를개발하고있으며 2016년 11월에는 Kodak 으로부터전기발광양자점 LED 관련기술및특허를사들임 Dow Chemical 등대량생산및전세계공급망을가진소재업체와제휴를통해양자점 LED 디스플레이및조명응용을위해 LG화학, Philips 등다수의회사와공동개발을진행중 NanoPhotonica는미국플로리다대학에서전기발광양자점 LED 기술을바탕으로창립한벤처회사이며, 공개발표된자료를기준으로카드뮴양자점을이용한전기발광양자점 LED에서세계최고성능을기록하고있음 그러나아직까지국내외모두비카드뮴양자점을이용한 LED의성능은카드뮴양자점 LED에비해 1/10 정도의매우낮은수준을기록하고있음 327

336 기술개발테마현황분석 [ NanoPhotonica 에서발표한전기발광양자점 LED 디스플레이및소자성능요약 ] * 출처 : Nat. Photonics 9, 259 (2015) 광발광양자점 LED의경우기술장벽이높지않지만가격이슈가있으므로아직시장이형성되지못하고있으며양자점에대한원천특허및가격문제가해결된다면짧은시간내에시장에나올수있는기술 해결이필요한기술적이슈는양자점의열적안정성향상과이를위한고분자복합체분산기술등이며, 가격문제가가장큰걸림돌임 기술장벽이아주높지는않으므로국내의경우나노스퀘어와에코플럭스, 해외의경우 Nanosys, Nanoco 등소재업체에서관련연구를함께진행하는경우가많음 Philips 등의조명업체에서양자점을이용한 LED 조명개발에참여하고있음조명의경우색온도를조절하고연색지수 (Color Rendering Index) 를향상시킬수있으므로응용가능성이높음 2007년미국의양자점소재업체인 Evident Technologies에서는분홍색, 보라색, 청록색등의기존 LED로제작이어려운다양한색의광발광양자점 LED를제작하여판매를시도하였으나당시높은가격과특허소송등으로생산을중단한바있음 [ Evident Technologies 에서출시했던광발광양자점 LED ] * 출처 : Evident Technologies 양자점소재개발업체는국내외에상당수생겼으며소재기술을바탕으로조명, 전자, 바이오 328

337 양자점 LED 분야여러회사와함께그응용방법을찾고있는상황 대부분의업체가비카드뮴양자점합성및응용에대한연구를진행중 디스플레이분야는전기발광 LED 보다는광발광형태의광학부품 ( 필름이나막대 ) 을개발하는방향으로대부분의연구가진행되고있음 앞서언급하지않은소규모의국외주요업체로는 Ocean NanoTech, NajingTech, UbiQD, Pacific Light Technologies, Quantum Materials, Luminit 등다수존재 [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류전기발광양자점 LED 광발광양자점 LED 양자점소재및소재기반응용기술 주요품목및기술 전기발광소자구조기술, 양자점패터닝기술, 용액공정기술, 박막적층기술 계면활성분자제조및치환기술, 복합체제작기술 비카드뮴양자점합성기술, 대량생산기술, 계면활성분자제조및치환기술 해외기업 Nanosys, Nanoco, NanoPhotonica Nanosys, Nanoco, NanoPhotonica, Dow Chemical, Philips Nanosys, Nanoco, NanoPhotonica, Dow Chemical, 3M, Ocean NanoTech, NajingTech, UbiQD, Pacific Light Technologies, Quantum Materials, Luminit 국내기업 삼성전자, LG 디스플레이 나노스퀘어, 에코플럭스, 미래나노텍, 엘엠에스, LG 화학 나노스퀘어, 에코플럭스, 한솔케미칼, 큐디브릭 329

338 기술개발테마현황분석 국내중소기업사례 나노스퀘어는코어-쉘구조의양자점제조방법, 양자점필름키트, 양자점을포함하는발광장치등양자점소재생산기술을기반으로하여제품영역을넓혀가기위한연구개발활동, 2013년양자점나노형광체양산을시작하였으며, 기존카드뮴계열양자점이외에도 2015년하반기에는비카드뮴계열양자점소재를출하 에코플럭슨는양자점소재개발사업을추진하고있으며 LED, 태양전지, 의료영상등에적용가능한카드뮴계 / 비카드뮴계양자점제품을제조하고있으며, 전도성투명필름및기능성코팅소재전문기업인탑나노시스의계열사로양자점의사이즈를조절하여다양한색상을구현하는고발광효율양자점 LED를개발 미래나노텍은 3M이차지하고있던광학필름시장에진출하여 10년만에세계시장점유을 20% 고지를넘어섰으며한솔케미칼로부터양자점소재를공급받고, 아이컴포넌트로부터베리어필름을공급받아양자점필름을생산 엘엠에스는주요사업영역인프리즘시트의탄탄한실적을바탕으로양자점필름인 QLAS 와같은신규사업확장을통해제품다각화및고객다변화로기업성장동력확보를꾀하고있으며, Nanosys와공급계약을체결하고, 중국고객사를중심으로양자점필름상용화를준비하고있으며, 특히양자점필름은중소형제품중심으로이루어졌던기존프리즘시트사업과는달리모니터와 TV 영역까지확대할전망 큐디브릭은고유의양자점표면처리기술을바탕으로양자점 고분자, 양자점-실리카등의양자점포함복합체를제조하는기술을확보하고있으며이를바탕으로다양한응용분야에적용하여기술력과경험을인정받고있음 엘비전테크는스마트 3D 안경과초소형디스플레이광학모듈기술을보유하고있으며유기발광다이오드 (OLED) 디스플레이관련기술로차별성을확보중중 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 나노스퀘어 에코플럭스 미래나노텍 249, , 엘엠에스 208,587 92, 큐디브릭 엘비전테크 1,

339 양자점 LED 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 해외의경우양자점소재개발에치중하며연구단계인양자점 LED는디스플레이제작설비를가진한국, 일본, 중국등의업체와협력을통해개발. 영국 Nanoco와미국 Nanosys, NanoPhotonica가소재기술을바탕으로우수한성능을보고하고있으며, 최근에는중국이디스플레이시장에대한적극투자와함께양자점 LED 분야에도큰관심을보이고있음 비카드뮴양자점을개발하는 Nanoco의경우 2016년 11월 Kodak으로부터전기발광양자점 LED 관련기술및특허를인수하고국내외다수의회사와함께양자점 LED 공동개발을진행중 Nanosys 역시주요디스플레이업체를파트너로하여양자점 LED에대한개발을진행하고있음 NanoPhotonica는자체합성기술을바탕으로양자점 LED의성능을지속적으로끌어올리며학술논문및발표를이어가고있음중국디스플레이회사와 4인치규모의단색디스플레이를시연 QD Vision의경우전기발광양자점 LED 분야의기술과노하우를다수보유한것으로알려졌으며최근삼성전자에관련특허들을모두넘기고기업해산절차진행중 중국의경우자금력을바탕으로한다수의벤처회사가양자점 LED를사업목록에싣고있지만구체적성과는없음 QD Vision 인수전에중국 Najing Technology가참여하였음 유럽의경우는전기발광 LED에는큰관심을보이지는않으나광발광 LED를이용한조명기술등에 Philips 등의몇몇회사가참여중. QD Vision 인수전에 BASF가참여한바있음 위에서기술한기업들은대부분양자점 LED의소재및구조에대한핵심기술을 IP화하는데치중하고있으며연구의수준이매우높거나실제양산에가까운기술을가졌다고보기는어려움 유럽연합의카드뮴의사용및이에대한제재 앞서살펴본것과같이유럽연합에서는 2013년 RoHS 규정을통해디스플레이및조명용시스템제작시카드뮴을 10 μg/mm2 이하로사용하도록규정하고대체재개발을통해 2014년에폐기되는규정을만들었고현재 2017년 6월 30일까지연장되어있는상황 그러나여전히비카드뮴양자점소재기술이카드뮴의성능을대체할수준으로성숙하지못하여광발광양자점필름에사용하는카드뮴의함유량을 0.2 μg/mm2 이하로대폭줄여 2018년까지연장하는방안이논의되고있음예외규정에대해카드뮴양자점이주요생산품인업체들은연장을, 비카드뮴양자점을생산하는업체들은당장폐지를주장하고있으며, 이논의결과에대처하기위해각업체들은분주하게움직이는상황 ( 국내의경우삼성전자가이미비카드뮴양자점을생산및필름에적용하고있으므로비카드뮴쪽으로기울어지는모습 ) RoHS에서규정하고있는항목은광발광제품 ( 양자점필름등 ) 에대한것이지만, 전기발광양자점 LED가제품화될경우이에대한제재규정역시포함될가능성이높음 331

340 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 국내의경우도양자점소재업체가대다수이고양자점 LED를개발하는업체는대기업, 대학교및연구소등으로매우제한적인상황. 해외에비해서는양자점 LED 소자에대한연구가활발하게진행되고있으며디스플레이제작을위한공정기술개발에도큰관심을보임 삼성전자에서양자점 LED에대한연구를꾸준히해왔으며, 2010년에는광발광양자점 LED를이용한직하형 LCD를, 2009년과 2011년에는각각전기발광을이용한단색, 풀컬러디스플레이를시연하며양자점 LED에가장앞서있는모습. 그러나현재시중에주력판매중인제품은비카드뮴양자점필름을이용한것이므로양자점 LED 개발은중장기적계획으로가져가는모습임 [ 삼성전자에서발표한전기발광양자점 LED 및디스플레이 ] * 출처 : Nat. Photonics 5, 176 (2011) LG디스플레이도전기발광양자점 LED에관심을가지고있으며, LG화학의경우조명응용을위한광발광또는전기발광양자점 LED를연구하고있음아직구체적인결과나계획에대한언급은없는상황 중소 / 중견규모의디스플레이부품업체들은양자점필름등광발광이용기술에관심을갖고양자점-고분자복합체형성및분산기술등에초점을맞추어연구개발진행 - 한솔케미칼 : 삼성종합기술원로부터비카드뮴양자점재료기술을도입하여양자점원료물질제조를위한원천기술을기반으로양자점원료를제조해삼성전자에공급 - 나노스퀘어 : 전자재료신소재기업인네패스와서울대나노시스템연구소간공동출자를통해 2006년설립되었으며코어-쉘구조의양자점제조방법, 양자점필름키트, 양자점을포함하는발광장치등양자점소재생산기술을기반으로하여제품영역을넓혀가기위한연구개발활동, 2013년양자점나노형광체양산을시작하였으며, 기존카드뮴계열양자점이외에도 2015년하반기에는비카드뮴계열양자점소재를출하 - 에코플럭스 : 양자점양산기술을보유한큐디솔루션을 2014년 1월합병하여양자점소재개발사업을추진하고있으며 LED, 태양전지, 의료영상등에적용가능한카드뮴계 / 비카드뮴계양자점제품을제조하고있으며, 전도성투명필름및기능성코팅소재전문기업인탑나노시스의계열사로양자점의사이즈를조절하여다양한색상을구현하는고발광효율양자점 LED를개발 332

341 양자점 LED - 엘엠에스 : 주요사업영역인프리즘시트의탄탄한실적을바탕으로양자점필름인 QLAS 와같은신규사업확장을통해제품다각화및고객다변화로기업성장동력확보를꾀하고있으며, Nanosys와공급계약을체결하고, 중국고객사를중심으로양자점필름상용화를준비하고있으며, 특히양자점필름은중소형제품중심으로이루어졌던기존프리즘시트사업과는달리모니터와 TV 영역까지확대할전망 - 미래나노텍 : 3M이차지하고있던광학필름시장에진출하여 10년만에세계시장점유을 20% 고지를넘어섰으며한솔케미칼로부터양자점소재를공급받고, 아이컴포넌트로부터베리어필름을공급받아양자점필름을생산 333

342 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 친환경비카드뮴소재개발과성능및안정성향상에초점을두고연구개발에 위한기술개발역시필요 대량생산을 지금까지양자점소재및응용분야는양자점소재개발업체가소재의판로확보를위해다양한종류의응용분야를연구하였으나, 양자점필름을이용하는 LCD 디스플레이시장이가시화되고전기발광을이용하는기술도큰관심을받으면서디스플레이및소자연구개발이별도로이루어질수있는환경이갖추어짐 비싼소재의가격때문에양자점을이용한디스플레이가격이높게형성될수밖에없는상황으로소재의성능과안정성향상과더불어대량생산을위한기술개발을통해소재의단가를낮춤으로서양자점응용시장의규모를더욱키워야함 양자점 LED 시장이열리는시점이되면주변소재시장, 공정장비시장이확대될것으로보이며본격양산이이루어진다면국내외장비산업이호황을맞을것으로기대 대표전방산업인디스플레이시장은모바일기기부터 TV까지큰시장을형성하고있으므로양자점 LED 시장의개발과동시에크게요동칠것으로예상 현재디스플레이분야는 LCD가최대시장을차지하고있으나 OLED가빠른속도로영역을확장하고있으며, 투명및플렉시블디스플레이의활용이요구되는상황에서 OLED로의시장개편이이루어질것으로전망 양자점 LED는 OLED의다음기술로상용화시기는다소멀고예측하기어렵지만, 중국의추격을따돌리기위해국내주요기업들은양자점 LED에대한투자와연구개발을빠르게진행하고있음양자점 LED가디스플레이에사용되는순간 OLED에서양자점 LED로신속한전환이이루어질것으로생각됨 스마트시대에발맞춰기존의착용할수있는웨어러블기기들의발전과발맞춰, 기존의평판디스플레이를넘어선 flexible 디스플레이에대한연구는 OLED를중심으로지속적으로이루어지고있으며, 최근폴리이미드테입이나, 신축성있는우레탄기판에제작된 ultra-flexible 양자점 LED의연구결과도국내외연구기관에서보고되고있으며, 지속적인연구개발이필요 334

343 양자점 LED [ 웨어러블디스플레이응용이가능한 ultra-flexible 양자점 LED ] 출처 : (A) ACS Nano. 8, 8224 (2014), (B) J. Mater. Chem. C 5, 1596 (2017) 그외조명장치나자동차의실내외디스플레이및등화기장치에도활용가능할것으로여겨짐 OLED의뒤를이을수있는국내차세대디스플레이산업의경쟁력확보를위해중장기적인관점에서양자점 LED에대한다방면의투자와연구개발필요 삼성전자를제외하면해외에서경쟁할수있는수준의소재연구개발업체가거의없고, 양자점 LED에대한중장기연구를진행할수있는기업, 투자, 정부지원및정책등이사실상전무함중국과의기술격차를유지하고해외로의기술료유출을줄이기위해서는소재, 소자, 생산공정등다수의기업에의한다방면에걸친연구개발이요구되는시점 LCD, OLED 모두소재와제조장비의외국업체의존도가매우높은것이현실이므로단순히생산을잘하는수준에서벗어나기위해서는보다적극적인기업과정부의노력이필요 335

344 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 양자점 LED 주요기술 주요기술 양자점 LED 기술은크게소재기술, 공정기술, 향상기술로분류되며, 소재기술은대량합성기술, 양자점 LED 소자구조, 솔루션기술이있으며, 공정기술은자점패터닝기술, 양자점박막형성기술이있고, 향상기술은양자점 LED 효율성향상기술, 양자점 LED 안정성향상기술이있음 분류요소기술설명 소재기술 공정기술 향상기술 대량합성기술 양자점 LED 소자구조 솔루션기술 양자점패터닝기술 양자점박막형성기술 양자점 LED 효율성향상기술 양자점 LED 안정성향상기술 대량합성기술및균일도향상연구 비카드뮴양자점 LED 소자구조설계및제작기술 표면, 계면제어기술을통한양자점분산성향상및복합체개발기술 양자점패터닝기술 대면적양자점박막형성기술 발광효율및발광반폭향상연구 산화방지, 표면결함제어등지속안정성향상연구온도안정성, 방열특성향상, 수분침투방지등을위한웨이퍼레벨의패키징기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 양자점 LED 기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의 특허데이터를비교분석함 336

345 양자점 LED 분류요소기술한국미국일본유럽계 대량합성기술 소재기술 양자점 LED 소자구조 솔루션기술 공정기술 향상기술 양자점패터닝기술 양자점박막형성기술 양자점 LED 효율성향상기술 양자점 LED 안정성향상기술 합계 ,736 국가별요소기술별특허동향에서대량합성기술, 양자점 LED 소자구조, 솔루션기술, 양자점패터닝 기술, 양자점박막형성기술, 양자점 LED 효율성향상기술, 양자점 LED 안정성향상기술모두 한국이높은비중을나타내고있음 주요기술별출원인동향 337

346 기술개발테마현황분석 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 대량합성기술 삼성전자 LG 디스플레이서울대학교 대기업, 대학중심삼성전자, 엘지디스플레이, 서울대학교, LG 이노텍, 등 소재기술 양자점 LED 소자구조 삼성전자 LG 디스플레이삼성디스플레이 대기업중심삼성전자, LG 디스플레이, 삼성디스플레이, LG 이노텍, 등 솔루션기술 VALOYA OY LG 디스플레이서울대학교 대기업, 대학중심엘지디스플레이, 서울대학교, 삼성전자, 등 공정기술 양자점패터닝기술 양자점박막형성기술 삼성전자 LG 디스플레이우리엘에스티 후지필름엘지전자 3M 대기업, 대학중심삼성전자, LG 디스플레이, 우리엘에스티, 한국과학기술원, 등 대기업중심엘지전자, 삼성전자, LG 디스플레이, 삼성디스플레이, 등 양자점 LED 효율성향상기술 삼성전자 LG 디스플레이다이닛폰프린팅 대기업중심삼성전자, LG 디스플레이, LG 이노텍, 등 향상기술 양자점 LED 안정성향상기술 삼성전자 LG 디스플레이 NANOCO TECHNOLOGIES 대기업중심삼성전자, LG 디스플레이, LG 전자, 등 소재기술분야주요출원인동향 대량합성기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, 서울대학교등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 양자점 LED 소자구조기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, 삼성디스플레이등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 솔루션기술분야는 VALOYA OY가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, 서울대학교등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 338

347 양자점 LED 공정기술분야주요출원인동향 양자점패터닝기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, 우리엘에스티등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 양자점박막형성기술분야는후지필름이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지전자, 3M 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 향상기술분야주요출원인동향 양자점 LED 효율성향상기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, 다이닛폰프린팅등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 양자점 LED 안정성향상기술분야는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 LG디스플레이, NANOCO TECHNOLOGIES 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 양자점 LED 기술분야의주요경쟁기술및공백기술 양자점 LED 기술분야의주요경쟁기술은양자점 LED 소자구조기술, 양자점박막형성 기술이고, 공백기술은솔루션기술, 양자점패터닝기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 대량합성기술 소재기술 양자점 LED 소자구조 솔루션기술 공정기술 양자점패터닝기술 양자점박막형성기술 향상기술 양자점 LED 효율성향상기술 양자점 LED 안정성향상기술 : 300 건이상, : 240~299 건, : 180~239 건, : 120~199 건, : 120 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 소재기술 대량합성기술 그래핀산화물을열분해시켜그래핀양자점을형성하는기술 339

348 기술개발테마현황분석 탄소원이탄화되도록가열하여탄소양자점을제조하는기술 양자점 LED 소자구조 양자점형광체와다중반사막을이용하는소자기술 발광층및제 2 전극사이에개재되고금속의할로겐화물을포함하는구조기술 솔루션기술 양자점과화학결합을이루는폴리를이용한기술 마이크로캡슐형양자점 - 고분자복합체기술 공정기술 양자점패터닝기술 양자점박막형성기술 단일기판상에발광특성이서로다른복수개의양자점을패터닝하여형성하는방법 노즐구멍에서간헐적으로액적을토출하는물방울토출법 양자점또는염료를파이버 (fiber) 또는비드 (bead) 의형태로형성 향상기술 양자점 LED 효율성향상기술 인광발광층의인광소자의금지대 (forbidden band) 보다큰금지대를가지게만드는기술 경화성수지에서 QD-LED 스택을캡슐화하는기술 XIII 족과 XV 족에서선택되는제 1 내지제 3 원소와, XII 족과 XVI 족에서선택되는제 4 내지제 6 원소를포함하는기술 양자점 LED 안정성향상기술 수지또는유기용매중에분산된양자점을내포하는유리셀을활용한기술 소수성투명박막을증착하는기술 국내특허동향을살펴보면대기업과대학은대량합성기술, 솔루션기술, 양자점패터닝기술을집중적으로연구개발하고있으며, 중소기업은양자점패터닝기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 양자점 LED 기술분야의공백기술분야는솔루션기술, 양자점패터닝기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는양자점패터닝기술로나타남 양자점 LED 기술분야는대기업를중심으로연구개발이진행되고있고, 그외에도대량합성기술, 솔루션기술, 양자점패터닝기술등은다양한분야가융합되는기술로현재는대기업, 대학이연구개발을진행하고있는기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은솔루션기술, 양자점패터닝기술을출연연및대학으로부터이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로판단됨 특히대량합성기술, 솔루션기술, 양자점패터닝기술은서울대학교와한국과학기술원이보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 340

349 양자점 LED 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 양자점소재및 LED 소자기술관련주요연구개발기관 한국과학기술연구원 - 광전소재연구단, 광전하이브리드연구단, 물질구조제어연구단, 나노포토닉스연구단등다양한연구단에서양자점소재및응용소자에관한연구진행 - 전기발광, 광발광용고효율양자점소재합성및안정성향상에관한연구진행 - 친환경비카드뮴양자점의경우, 희유금속인 In을포함하지않는 ZnO ( 산화아연 ) 및나노카본을양자점소재개발및 LED 적용관련연구진행 - 양자점 LED 이외에도수광소자, 포토닉스소자, 바이오이미징등다양한양자점응용소자에관한연구진행 한국전자통신연구원 - ICT 소재부품연구소에서양자점기술을포함한다양한디스플레이기술을연구 년나노막대모양의양자점을이용한디스플레이와광검출기능을동시에할수있는다기능 LED 소자개발 한국전자부품연구원 - 디스플레이소재부품연구센터에서양자점 LED/OLED/ 플렉시블 / 스트레처블디스플레이, 차세대조명, 나노광결정및양자점필름등다양한연구진행 - 2차원나노반도체소재의양자점제조및응용소자에관한연구진행 서울대학교 - 이창희교수 : OLED 소자연구를바탕으로전기발광양자점 LED 소자제작및성능향상에관한연구를진행. OLED 성능에근접하는카드뮴계고성능양자점 LED 소자제작은물론, 비카드뮴계고성능 InP 양자점 LED 소자연구는물론, 양자점패터닝에관한연구를진행 - 차국헌교수 : 블록공중합체고분자를비롯양자점, 유기실리케이트, 중공형무기나노입자등기능성나노물질의제조및응용에관한연구를진행 - 현택환교수 : 다양한기능성나노입자소재를합성, 의료 바이오, 에너지 촉매를비롯한다양한응용분야에관한연구를진행. 김대형교수와협력연구를통해 2017년피부에부착이가능할정도로유연한양자점 LED 소자를개발 연세대학교 - 박철민교수 : 일반적인양자점 LED 구동이 DC 전압구동인데반해, AC 전압으로구동되는양자점 LED 소자개발, 압전고분자 PVDF-TrFE의메모리특성을이용하여기능성양자점 LED 소자에관한연구진행 홍익대학교 - 양희선교수 : 고성능카드뮴계양자점및친환경비카드뮴계 InP, CuInS2 등다양한양자점소재 341

350 기술개발테마현황분석 합성및 LED 소자응용연구 서울시립대학교 - 곽정훈교수 : OLED 소자및양자점 LED 소자제작및성능 안정성향상을위한연구진행. 최근가시광영역이외의적외선및자외선발광 LED 소자에관한연구진행. (2) 연구개발자원 정부지원프로그램 나노 소재기술개발사업 ( 과학기술정보통신부 ) - 나노 소재원천기술개발나노 소재분야의선도적기술발굴을통해미래사회기술수요대응및나노기술의산업화촉진 - 효율적나노기술투자및정책수립지원, 나노팹시설활용지원및전문인력양성, 선행공정 플랫폼기술개발등나노분야인프라활용강화 - 나노안전관련측정 특성 독성평가기술등의연구개발 (R&D) 추진을통해표준나노물질개발및보급, 국내나노물질특성시험평가결과의국제비교및인증등나노안전인증체계구축 - 독일막스플랑크와의연구협력을통해우수연구성과창출, 지속적인글로벌인재양성기여 년약 440억, 2017년약 480억연구비지원 이공학개인기초연구지원사업 ( 과학기술정보통신부 ) - 대학 출연연개인연구자들에게지정공모또는자율공모를통해원천기술을개발하는과제로국가과학기술지식정보서비스 (NTIS : National Science & Technology Information Service) 를이용조사해보면 2016년양자점관련해서약 30개의개발과제에대한연구비가지원되고있음 산업핵심요소기술사업 소재부품사업 미래성장동력 ( 산업통상자원부 ) - 산업핵심요소기술사업 : 성장동력창출을위해업종별대규모시장창출이가능한세계최고수준의기술확보를위한전략적선도기술개발사업 - 소재부품사업 : 국내부품 소재산업의지속적인발전을위해동분야및타분야의기술혁신과경쟁력제고에필요한소재 부품기술개발지원사업 - 미래성장동력 : 미래먹거리역할을할새로운산업의창출과산업생태계조성을위해산업적파급효과가큰대형 R&D사업 - 상기세분야의사업에디스플레이연관사업들이수행되고있으며, 2017년현재디스플레이연관양자점관련 7개의과제가수행되고있음 342

351 양자점 LED [ 산업통상자원부지원양자점수행과제 ] 1 과제명 고효율고안정성비카드뮴계 QLED 핵심소재개발을위한원천기술개발 수행기관 서울대학교산학협력단 2 구조제어및분산안정성이확보된친환경양자점소재기술개발서강대학교산학협력단 3 에너지전달저감형친환경양자점복합소재및고성능전계발광소자기술 서울대학교산학협력단 4 나노양자소재복합체의양자효율측정및평가기술개발한국기계연구원 5 90% 이상발광효율, 110% 이상색재현율을가지는 Cd free 양자점컬러변환층소재및화소형성기술개발 한국세라믹기술원 6 연색지수 92 이상을갖는플렉서블조명을위한 Cd-Free 나노발광소재 ( 주 ) 오디텍 7 srgb 150% 이상고색재현구현하며 RoHS 기준에만족하는광학필름소재개발 나노캠텍 ( 주 ) 중소기업대상시설및장비지원 국가나노인프라협의체운영 - 국내나노인프라간의전략적인연계를강화하여나노기술 R&D 및사업화를수행하는데산 학 연등에보다나은서비스를제공하고상호시너지효과를극대화하여나노인프라간상생발전과글로벌화를목적으로 2011년 12월에설립 - 나노팹시설활용지원, 나노기술연구자입종합안내, 나노기술인증등산 학 연연구지원 343

352 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 양자점소재및 LED 를비롯한응용소자분야는한국과학기술연구원, 한국정보통신연구원, 한국전자부품연구원등의연구수와서울대, 연세대등대학에서주로연구개발을하고있음 [ 양자점소재및 LED를비롯한응용소자기술분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한국과학기술연구원 최원국 책임연구원 한국과학기술연구원 장호성 책임연구원 한국과학기술연구원 배완기 선임연구원 한국과학기술연구원 황도경 선임연구원 한국전자통신연구원 이정익 본부장 한국전자통신연구원 남수지 선임연구원 전자부품연구원 한철종 책임연구원 전자부품연구원 오민석 책임연구원 전자부품연구원 유병욱 선임연구원 서울대학교 이창희 교수 서울대학교 차국헌 교수 서울대학교 현택환 교수 연세대학교 박철민 교수 홍익대학교 양희선 교수 서울시립대학교 곽정훈 교수 경기대학교 김지완 교수 정부는제 4 기나노기술종합발전계획에따르면, 현장형 나노인 을향상한다는계획으로, 기업이원하는나노기술전문인력양성및대중의친밀도향상을위해노력. 344

353 양자점 LED 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 비카드뮴친환경양자점소재의경우, 희유금속인 In 이포함된 InP 이주로사용되며, 이 경우이미국내소재업체들의특허를소지하고있으나, 희유 free 양자점소재의경우기술 이전가능성이존재 희유 free 양자점소재의기술이전이가능한기관은한국과학기술연구원, 한국전자부품연구원있음 [ 스마트팩토리센서및화상처리요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 비카드뮴, 희유 -free 양자점소재 산화물 - 그래핀양자점소재및발광소자기술 전이금속다이칼코게나이드양자점형성및광소자기술 한국과학기술연구원 한국전자부품연구원 (2) 이전기술에대한세부내용 산화물-그래핀양자점소재및발과소자기술 ( 한국과학기술연구원 ) 산화물반도체에전기적특성이우수한그래핀을화학적방법으로결합시켜서산화물반도체-그래핀핵-껍질양자점을제조하고, 이를이용하여발광소자를제조 산화물반도체재료와전기전도도가우수한그라핀의효율적인결합을통하여산화물반도체표면을그래핀으로둘러싸게하는산화물반도체-그라핀핵-껍질양자점구조를형성하게되면, 0차원구조를가지는양자점으로변형되어밴드갭조절을통해청색발광을얻을수있음 345

354 기술개발테마현황분석 전이금속다이칼코게나이드양자점형성및광소자기술 ( 한국전자부품연구원 ) 이차원평면구조의박막에대하여기계적박리법을통해형성한양자점을이용하여광전자소자를제조함으로써, 양자점외부에쉘및리간드를부착할수있고, 다양한층을가지는광전자소자를제작할수있음 전이금속다이칼코게나이드양자점형성및광소자제작 - 기존의화학적박리법에비해안전하고, 환경친화적기술 - 시간이나파워조절에의해정밀한크기조절이가능한기계적박리법사용 - 외부리간드를포함하고있지않으므로쉘이나리간드의추가부착가능 - 양자점형성후용액상태이므로, 스핀코팅등의용액공정을통한대면적박막형성이가능 - 원하는두가지이상물질을혼합한하이브리드박막형성가능 활용범위및응용분야 - 용액공정을이용한차세대디스플레이소재 / 소자 - 대면적고화질디스플레이를위한고이동도 TFT 소자 346

355 양자점 LED 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 양자점 LED 분야키워드클러스터링 ] 347

356 기술개발테마현황분석 [ 양자점 LED 분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 wavelength range 6~8 1. Liquid crystal display device 2. Lighting assembly 3. UV LED based color pixel backlight incorporating quantum dots for increasing color gamut of LCD 클러스터 02 클러스터 03 secondary light green light 7~8 6~7 1. QUANTUM DOT LED''S TO ENHANCE GROWTH IN PHOTOSYNTHETIC ORGANISMS 2. Phototherapy Mask With Quantum Dot Phosphors 3. Quantum Dot LED's to Enhance Growth in Photosynthetic Organisms 1. WAVELENGTH CONVERSION FOR PRODUCING WHITE LIGHT FROM HIGH POWER BLUE LED 2. Tunable photoluminescence of CsPbBr3 perovskite quantum dots for light emitting diodes application 3. Structural Properties of QLED Based on Hybrid Quantum Dots 클러스터 04 color temperature 6~7 1. Enhancing the thermal dissipation of a light-converting composite for quantum dot-based white light-emitting diodes through electrospinning nanofibers 2. Cesium lead halide perovskite quantum dot-based warm white light-emitting diodes with high color rendering index 3. Phosphor-free ingan white light emitting diodes using flip-chip technology 클러스터 05 클러스터 06 클러스터 07 클러스터 08 buffer layer 7~8 conversion layer 5~7 fluorescent powder hole transport 7~9 7~8 1. Solution processed tungsten oxide interfacial layer for efficient hole-injection in quantum dot light-emitting diodes 2. Current injected spectrum change in flat-topped InAs/InP QD arrayed waveguide LED with different QD heights 3. nverting bilayered composite plate of quantum-dot-polymer for high-color rendering white light-emitting diode 1. Performance of light-emitting-diode based on quantum dots 2. Quantum dots for light emitting diodes 3. WAVELENGTH CONVERSION FOR PRODUCING WHITE LIGHT FROM HIGH POWER BLUE LED 1. Quantum dots (QD) glass cells, and the manufacturing methods and applications thereof 2. Unique oxide overcoating of CuInS2/ZnS core/shell quantum dots with ZnGa2O4 for fabrication of white light-emitting diode with improved operational stability 3. Preparation of a photo-degradation- Resistant quantum dot-polymer composite plate for use in the fabrication of a high-stability white-light-emitting diode 1. Electroluminescence improvement of quantum dots light emitting diodes through organic hole transport layer optimization 2. Efficient full-color colloidal quantum dot light-emitting diodes using an inverted device structure 3. Highly efficient white light-emitting diodes based on quantum dots and polymer interface 348

357 양자점 LED (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 양자점 LED 요소기술도출 ] 분류요소기술출처 양자점 LED 발광기술 전기발광양자점 LED 발광기술 광발광양자점 LED 발광기술 전문가추천 전문가추천 양자점소재및소재기반응용기술 비카드뮴양자점합성및대량생산기술 전문가추천 양자점 LED 소자구현기술 나노형광체구조설계및미세형성기술 고출력고색순도나노형광체패키징기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 349

358 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ 양자점 LED 분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 전기발광양자점 LED 기술 비카드뮴전기발광양자점 LED 발광기술 양자점 LED 광발광양자점 LED 기술 비카드뮴광발광양자점 LED 발광기술 비카드뮴양자점합성및대량생산기술 양자점소재및소재기반응용기술 350

359 양자점 LED 나. 양자점 LED 기술로드맵 351

360 기술개발테마현황분석 다. 연구개발목표설정 [ 양자점 LED 분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 비카드뮴양자점 LED 소자구조설계및제작기술 전기발광소자구조및제작기술개발 : R/G/B 효율 (cd/a) 5/20/1 10/40/3 20/60/5 세계최고수준효율달성 대면적양자점박막형성기술 전기발광소자구조및제작기술개발 : R/G/B 반감수명 ( nit) 500/ 300/ 1 1,000/ 500/ 5 2,000/ 1,000/ 10 세계최고수준수명달성 전기 / 광발광양자점 LED 기술 양자점패터닝기술 표면, 계면제어기술을통한양자점분산성향상및복합체개발기술 양자점패터닝기술 : Pixel Size (μm) 계면활성분자제조및치환기술및분산안정성 : 치환양자점용액또는복합체의투과도변화 (1 개월후 ) (%) 80 이하 60 이하 40 이하 10 이하 6 이하 4 이하 55 인치이상디스플레이용픽셀패터닝기술확보 양자점 - 고분자복합체를이용한광발광소자기술확보 비카드뮴기반광발광양자점 LED 안정성향상기술 비카드뮴기반광발광양자점 LED 안정성 : 발광수명 ( 시간 ) 10k 이상 30k 이상 50k 이상 고안정성광발광양자점 LED 제작 발광효율및발광반폭향상연구 발광효율 (%) 80 이상 85 이상 90 이상 고효율양자점합성기술 양자점소재및소재기반응용기술 산화방지, 표면결함제어등지속안정성향상연구 대량합성기술및균일도향상연구 반치전폭 (nm) 대량합성배치별성능편차 (%) 50 이하 45 이하 40 이하 고성능양자점합성기술 ±10 이하 ±6 이하 ±3 이하대량합성기술 352

361 양자점 LED 기술개발테마현황분석 플렉시블디스플레이 검사및특성평가 장비 353

362

363 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 정의및범위 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비는플렉시블디스플레이의생산공정에따른불량을 검사하는장비 제품분류와제품공정순서에따라제품이구분됨 정부지원정책 디스플레이분야정부의정책은단순조립부품위주에서핵심소재및기술위주로정책이변화됨에 따라미래형디스플레이원천기술개발에정부와대기업이공동으로 2015 년부터 5 년간약 300 억 원을핵심소재및부품, 장비개발에투자할것으로발표하여관련시장은점차규모가확대될전망 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비의핵심원천기술을확보하기위해서산학협력강화 등이가능한공동연구센터, 기반센터, 공동센터인프라및지역별창조경제혁신센터등다양한 인프라를지원중 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비에대한신규 R&D 지원과제제시 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 국내기업의선도적기술개발로인해해당장비에서의기술격차가큼 빠른시장진입으로높은시장점유율을보임기회 (Opportunity) 플렉시블 OLED의수요가폭발적으로증가중 플렉시블 OLED의선도생산기업이국내기업이기때문에상호긴밀한협업이가능 중국시장에서플렉시블 OLED 관련투자급증 약점 (Weakness) 전방산업에대한종속도가큰산업 높은점유율을가지고있는 LCD가낮은가격과신기술을내세우며경쟁중위협 (Threat) Micro LED 등차세대디스플레이개발을위해일본, 중국, EU 등에서대형 R&D 프로젝트추진 플렉시블 OLED AOI 후발주자업체들의저가격을위시한시장참여 중소기업의시장대응전략 후발주자와의기술격차를더욱벌리기위한적극적 R&D 필요 OLED 의생산량대부분을차지하는대기업들과의협업필요

364 핵심요소기술로드맵

365 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 1. 개요 가. 정의및필요성 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비는플렉시블디스플레이의생산공정에따른 불량을검사하는장비로, 불량의검사는공정의효율적관리와생산수율향상을통한생산 코스트다운에필수적요소임 OLED 검사장비업체로는디아이티, HB테크놀로지, 기가레인, 영우디에스피, 케이맥등이있음 디아이티 : AOI( 광학검사기 ) 제조업체 HB테크놀로지 : AOI( 광학검사기 ) 제조업체 기가레인 : 미세피치의패턴검사기 영우디에스피 : 중소형 OLED 비전 (Vision) 검사기 케이맥 : FPD 공정용박막두께측정기 플렉시블디스플레이는휘어질수있는기판을이용하여만든디스플레이로휘는정도에따라서 Curved, Bendable, Rollable & Foldable 단계로구분가능함 Curved 단계는휘어진형태로고정되어변형이불가능한디스플레이임 Bendable 단계는제품의일부분만구부릴수있는정도의플렉시블디스플레이로주로웨어러블기기에적용가능할것으로전망됨 Rollable & Foldable 단계는자유롭게말거나접을수있는디스플레이로공간활용성이크게향상되며의류, 조명, 자동차등과융합해다양한형태로응용가능할것으로예상됨 평판디스플레이에비해얇고가벼우며깨지지않는장점이있음 형태의변형을통해공간활용성을높일수있으며다양한디자인구현이가능해휴대폰, TV 등의대표적인분야뿐만아니라자동차용디스플레이, 웨어러블기기및디지털사이니지 (Digital signage) 등의분야에도적용가능 OLED의특징과산업분야현황은다음과같음 고화질및초슬림구현가능 중소형 Application을중심으로적용됐으나, 최근대형 OLED TV의수율향상으로인한생산원가하락으로인해수요확대중 디자인, 유연성, 무게, 휴대성측면에서평면디스플레이에비해유리함 357

366 기술개발테마현황분석 보조광원이불필요하여완전한플렉시블을구현할수있으나, 공정난이도가 LCD에비해높고유기발광물질이수분에민감해상대적으로수명이짧은단점이있음 그러나이론상으로만존재했던기술을상용화하는과정에서대기업과중소기업들의기술역량이함께도약해세계 OLED 산업분야를선도하고있음 OLED는부품 장비부터완제품까지한국기업의시장장악력이상당기간유지될것으로전망됨 POLED는유리대신공업용플라스틱의일종인폴리이미드 (PI) 를기판으로사용해패널이휘어지는특징을가지고있으며, 2세대 Bendable과 3세대 Rollable & Foldable OLED 기술의장점을구현할수있음 LG 디스플레이는스마트폰용중소형 OLED 생산시설에 2 조원을투자 구미 E5 공장에 1 조 5000 억원을투자해 POLED 장비를반입하고공장을가동할예정이며, 파주 P9 공장에 6 세대 POLED 생산라인구축을위해 1 조 9900 억원을투자하기로결정 삼성디스플레이는플렉시블 OLED 생산라인에총 9조원을투자할예정 노무라증권의크리스창분석가에따르면 2016년부터 2019년까지삼성의설비투자규모는약 30조원에달할전망으로, 나머지업체들의규모를합친것보다큼 삼성은 POLED에설비투자자금대부분을집행하고 2019년까지시장에서 90% 의점유율을차지할것으로예상함 디스플레이시장이기존 LCD에서 OLED로전환되면서세계적으로 OLED 설비투자가폭발적으로증가중이며, 그로인해국내장비 부품업체들도매출이급성장중임 2018년이후에도중국정부의막강한지원을업고중국업체들의중소형 OLED 산업에대한공격적신규투자집행이예상되며, 월 180K 이상의중소형 OLED 신규투자를계획중 전세계디스플레이업체들이검토중인중소형 OLED 신규투자규모는국내 75K를비롯해총월 327K에달하는것으로파악됨 디스플레이업체들의신규투자계획을볼때중소형 OLED 투자사이클은단기에끝나는것이아니라 2018~2021년까지중장기적으로이어질가능성이높음 OLED 탑재제품은출하량기준 2015년약 3억대수준에서 2023년이되면약 9억대수준으로증가할전망 2018년부터는태블릿 PC, 노트북, 자동차에 OLED 탑재가확산될것으로전망 애플이 2017년출시한아이폰X에채택하면서 2018년에도삼성디스플레이를중심으로플렉시블 OLED 패널신규투자가큰폭으로증가할전망 358

367 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 [ 플렉시블 OLED 패널제조공정과정 ] 전공정 공정과정 PI(Polyimide) 기판형성 TFT Backplane 제조 Plasma 전처리 OLED 유기물증착 설명 평평한유리기판위에 PI 기판성분의도료를도포하고 PI Curing 장비로열처리함 TFT 를제조하기위해기본적인세정 증착 노광 식각공정을실시하고 ELA/ 열처리공정이추가됨 OLED 재료의발광효율을높일수있도록 Asher 장비로 Plasma 전처리함 공통층 (HTL, ETL, EIL) 과발광층에유기박막을증착함 봉지 유리기판제거 수분과산소에약한 OLED 소재의수명을확보하기위해 OLED 층을완전히덮어씌움 LLO(Laser Lift Off) 장비를이용해 Laser 를쏘아주면유리기판에서플렉시블 OLED 패널이떨어지게됨 형상 Cutting Module 공정이라고도하며, 각각의 OLED 패널을잘라냄 후공정 Film laminating 구동 IC 부착 Mobile 용 OLED Tape 부착 Laminating 장비로 Polarizer, Touch Film, 보호 Film 등을부착 플렉시블 OLED 에이방성전도필름을이용하여 COF(Chip On Film) 형태의 Mobile one chip 을연결 OLED 패널후면에차광, 차폐, 발열역할을하는 Tape 이부착됨 Cover Window OLED 패널을보호해주는 Cover glass 를부착 * 출처 : 하이투자증권 ( ) 359

368 기술개발테마현황분석 출처 : LG 디스플레이블로그 (2016) [ OLED 디스플레이의구조 ] AOI 장비는해당공정에서발생하는결함의종류와해당결함중제품의성능및수명에영향을줄수있는주요결함에따라그구조가결정되기때문에결함정보를보유하고있는패널제조사의경험과의견이기술개발의가장중요한요소로작용함 Flexible Display 의국제표준이정립되어있지않은상태이나, 기존삼성과 LG 등에서 Flexible Display AOI 검사경험을보유한국내업체가중국등신규라인증설시최우선 검토대상으로기술검토에참여하고있음 기술노하우에대한폐쇄성이강하기때문에신기술에대한단기간의기술모방이어려워 독자적연구개발을통한기술혁신이주로일어나는산업임 360

369 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 나. 범위 (1) 제품분류관점 세밀하게구분한제품분류관점에서의 LCD/OLED 검사장비는아래표와같음 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 휨 (Stress) 측정기기 실리콘웨이퍼표면의곡률을 1 차로측정하고, 글라스기판위에실리콘웨이퍼를부착시키고박막증착한반도체기판의곡률을 2 차로측정하여그곡률의차이값을이용, 박막의 stress( 휨 ) 를측정하는기기로본체와제어 PC 가같이제시 Automatic offset measuring machine 증착공정이완료된 AMOLED GLASS 기판상에구현된 PATTERN 을기준 MASK PATTERN 과비교하여불량유무를판단하는기기 Digital Stress Measurement system(digital image analysis) 광학소자, 렌즈, TV 용유리, 플라스틱등의응력을측정하여품질관리시활용 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 TFT AOI(Automated Optical Inspection) System Color Resister Slit Mura Inspection system TFT-LCD( 또는 OLED) 기판에존재하는패턴결함을광학적으로검출 분석하는장비 TFT LCD 제조공정중하나인 Color filter 공정중에포토레지스트도포후막의두께에기인한도포불량 (Slit Mura, 막두께 Mura), Resist dripping, Resist 매몰, Particle, 흡착 Table 에의한흡착 Mura 검사 * Mura : 재현된화면에서의비정상적인불균일성또는부분 ( 일반적으로화면에나타난얼룩을말함 ) Other Optical instruments and appliances TFT LCD 제조공정에사용되는배향막질의결함상태를측정하는장비로반입된 Glass 를 Roll 구동방식으로이동하면서 Glass 표면에반사조명 ( 가시광선 ) 을조사하여반사된빛을 CCD 카메라로감지하여배향막의코팅상태에대한배향막의반점의검사를통한양 불량을측정하는장비 파티클카운터 Particle Counter Bare glass 상의 Particle 의개수및분포를검출하는설비로특히 Sub-Micron Size 의 Particle 은 AMOLED 제품의누설전류불량과밀접한관계가있는요인이므로본설비를이용하여누설전류불량을낮추어전체제품수율향상에기여 Cell 검사기 Cell Tester TFT-LCD Panel 의고정밀 Alignment 및 Visual 점등검사를수행하는장비로 Contactor (Probe) 를 Data/Gate Line 전극에일괄접촉시켜외부구동회로에서전기신호를보내어 LCD Panel 의 R, G, B 화상을육안또는카메라의렌즈를이용하여양품ㆍ불량품을선별하는기기 361

370 기술개발테마현황분석 박막결정화측정기 평판디스플레이제조공정중 GLASS 기판표면에도포된폴리실리콘박막에레이저를조사하여정공을여기시키고마이크로파를조사하여주사및반사된값을비교하여자유전자의양을측정해산화물반도체가특성적으로균일하고양호하게증착되었는지여부를확인하는장비 삼차원측정기 피측정물과물리적인접촉없이측정대상을광원, 줌렌즈가장착된 CCD 카메라를이용하여촬영 - 확대한영상을 Pixel 단위로처리하여기하학적요소 ( 점, 선, 원, 타원, 면등 ) 와각요소간의상관관계 ( 교점, 교각, 거리, 각도, 진원도, 직각도, 경사도, 평행도등 ) 를측정하는기기 패턴제너레이터 TFT-LCD panel 의해상도, 휘도, 소모전류량등디스플레이성능을검사 어레이테스터 (Array Tester) TFT LCD 를구성하는상판 (Color Filter Array) 과하판 (TFT Array 기판 ) 인두기판을합판하기전에, TFT LCD 하판의 TFT( 박막트랜지스터, Thin Film Transistor) 의양 불량을검사하는장비로검사는상 하판이합착된시뮬레이션상태에서측정됨 라인 Open/Short 테스터 TFT LCD 기판제조시교류전류의위상변화를이용하여기판위의 TFT 소자를구성하는 Gate 라인, Source/Drain 라인의 Defect 를검출하기위한장비 수분투과율분석기 플렉시블 OLED 디스플레이개발관련하여, 고분자필름의투습특성평가를위해시료 ( 필름 ) 에수분을투과시킨후그투과된수분량을측정하여고분자필름의수분투과성을분석하는기기 LCD Cell Gap 측정기 광원, 편광프리즘, 분석프리즘, 분광광도계등을이용하여대상물의투과율을측정후두께를구하는기기 LED 모듈검사장비 (for BLU) 모니터, 중소형 TV 등에사용되는 LED 모듈의광특성 ( 휘도, 색도, 휘도균일도, 색균일도 ) 및전기적특성 ( 회로전압, 전압편차 ) 을검사하는장비 잔류가스분석기 AMOLED 디스플레이제조용장비인증착설비 CHAMBER 에부착하여디스플레이장치의수명또는불량발현에영향을주는 CHAMBER 內원인물질을분석 진동시험시스템 LCD, OLED 의운송포장품에대해진동을가하여내구성등을검사하는설비로제어용 pc, power amplifier, Vibrator 본체 (accelerometer, horizontal table 포함 ) 등으로구성 362

371 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (2) 공급망관점 공급망관점에서본플렉시블 / 폴더블디스플레이 AOI 및특성평가장비는전공정, 후공정으로나뉨 OLED 이전에는검사장비가후공정에집중되었으나, 수율및품질향상을위해전공정에도 검사장비가투입되는경향을나타냄 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품 플렉시블 / 폴더블디스플레이 AOI 및특성평가장비 공급망관점 전공정 후공정 세부기술 플라즈마공정진단기술, O2 Aging 기술등 Line, Dot, 이물, Uniformity, 휘도및색좌표이상등 363

372 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 Flexible Display AOI 는현재까지수요처가다양화되어있지않았으나, 2017 년을기점으로 점차해외시장의확대가진행중인상황이며, 2018 년부터는국내 AOI 설비업체의중국 OLED 제조사에본격적인납품이이루어질것으로예측됨 Flexible Display 산업은신규시장인만큼 AOI 기술개발에있어디스플레이제조사와의 협업이매우중요한요소로작용하기때문에정부지원및수요기업참여형태의 R&D 투자를적극적으로활용할필요가있음 AOI 장비는해당공정에서발생하는결함의종류와해당결함중제품의성능및수명에 영향을줄수있는주요결함에따라그구조가결정되기때문에결함정보를보유하고있는 패널제조사의경험과의견이기술개발의가장중요한요소로작용함 Flexible Display 의국제표준이정립되어있지않은상태로 AOI 또한시장진입의 초기이므로연구개발성과에따라전세계시장을주도할가능성이존재함 기술노하우에대한폐쇄성이강하기때문에신기술에대한단기간의기술모방이어려워 독자적연구개발을통한기술혁신이주로일어나는산업임 364

373 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (2) 산업의구조 장비자동화부품및머신비전부품 (Camera, Lens, Motor, Illumination, PLC 등 ) 을 중심으로후방산업과 Flexible Display 제조사가전방산업에위치함 장비업체에서생산된 AOI 장비가패널생산업체로공급되고, AOI 장비는자체설계를통한 가공품및자동화, Vision 부품으로장비를생산함 플렉시블 AOI 장비는기존 FPD AOI 장비제조노하우의연장선상에서개발이이루어지고 있으며, 정부기관과산합협력보다는주로각제조메이커가가진독자의노하우와 Flexible Display 제조사의 Needs 를중심으로한협업을통해신규개발이이루어지고있음 현재장비분야에서는선도적개발이이루어지고있으나중요부품인 Camera 및 Lens의기초기술부분분야에서경쟁국대비뒤쳐진상황이나, 최근 Camera 등의비전부품의국산화성공및양산설비적용으로점진적으로부품의국산화비율이높아지고있음 Camera 분야는유럽및미주국가에서독점적시장형성중 Lens 분야는특히해외선진업체들에대한의존도가높음 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비분야산업구조 ] 후방산업 OLED 소재분야전방산업 산업용 Camera 산업용 Lens Frame Grabber Motor, 자동화부품 AOI 용조명 TFT 용 AOI 장비 EVEN 용 AOI 장비 Film AOI 장비 Flexible Display 패널 365

374 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비는아직통계자료가없는관계로, OLED 용 공정및검사장비시장의국내시장규모를제시함 OLED 용공정및검사장비시장의 2016 년세계시장규모는 102 억달러에서 2021 년 580 억 달러로증가할전망 [ 디스플레이검사및특성평가장비시장의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 '16 '17 '18 '19 '20 '21 CAGR 세계시장 10,286 14,443 20,279 28,796 40,890 58, * 출처 : Data form DisplaySearch, IHS Technology, 국내외 OLED 3D Flexible 시장동향 (2013, UB 산업리서치 ) 에기반해추정 (2) 국내시장 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비는아직통계자료가없는관계로, OLED 용 공정및검사장비시장의국내시장규모를제시함 OLED 용공정및검사장비시장의 2016 년국내시장규모는 5,657 억원에서 2021 년 3 조 2,220 억원으로증가할전망 [ 디스플레이검사및특성평가장비시장의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 '16 '17 '18 '19 '20 '21 CAGR 국내시장 5,657 7,944 11,253 15,979 22,690 32, * 출처 : Data form DisplaySearch, IHS Technology, 국내외 OLED 3D Flexible 시장동향 (2013, UB 산업리서치 ) 에기반해추정 366

375 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (3) 무역현황 디스플레이검사장비의수출금액은 2014년 3억 6,838만달러에서 2015년 4억 8,012만달러로증가했으며, 수입금액은 2014년 2억 1,288만달러에서 2015년 2억 6,701만달러로증가함 수출금액의연평균성장률 (CAGR) 은 30.3%, 수입금액의연평균성장률은 25.4% 임 디스플레이검사장비의무역수지는 2014 년 1 억 5,550 만달러에서 2015 년 2 억 1,311 억달러 로증가함 디스플레이검사장비는수출이수입보다많은상태를나타내며, 무역특화지수는 2014 년 0.27, 2015 년 0.29 로분석됨 [ 디스플레이검사장비관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 , , , 수입금액 , , , 무역수지 , , ,319 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 * 11~ 13 무역현황부재 367

376 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 머신비전이란공장자동화를실현하기위한기술의하나로서, H/W 및 S/W 이용한화상처리기술을통해종래에사람이육안으로검사하던것을대신하여분류, 계측, 검사를실시하는시스템을말한다. 기타응용분야로는교통관제시스템및차량용카메라, 시큐리티용도의감시카메라등의어플리케이션도머신비전에포함된다. 비전시스템은카메라가사물을보는기능을갖고있거나, 영상정보를획득하는기능을말함, 일반적으로 비전 의영역은가시광선영역으로만제한되지않고, 적외선 (infrared) 과열영상 (thermal imaging) 과같은스펙트럼영역의빛도포함됨 * 자료 : 월간비전시스템 [ 회로검사를위한비전시스템화면 ] 전자제품들의소형, 경량화, 고기능화됨에따라서, 인쇄회로기판위의부품들은크기도작아지고, 배치도고밀도화가되어이를생산하는작업방법이더욱정밀하고고속화되고있으나, 종래의품질관리를위한 PCB의육안검사공정은작업성및신뢰성면에서한계에있음 이러한점을개선하여자동결함검사시스템이도입되고, 인간의시각및인지시스템을모방하여비전센서를탑재, 실시간으로영상을획득하여영상분석을통해결합을자동을탐지하는기술이나타남 영상처리분석과프로세서의기술이발달함에따라서신속한검사가가능해지고, 영상처리및분석기술에서다양한결함추출알고리즘이개발됨 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 TV 등 IT 제품수요확대와반도체패키징의고집적화, 실장방식변화, 부품소형화, PCB Fine pitch화로인하여디스플레이검사장비수요는지속적으로증가하고있음 3D AOI 시장이커지고있지만 2D AOI 시장도못지않게성장할것으로예상함 368

377 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 광학적으로물체의외관상황을파악하고, PC를활용한화상처리로양불을판정하는검사또는검사장비로고밀도화한인쇄배선판은대단히조밀한배선, Hole과부품이배치되어있어외관검사가육안으로는불가능함 화상처리기술을응용하여이외관검사작업을하는것이자동과학검사장비 (Automatic Optical Inspection) 임 디스플레이소자에도회로의감소증가, 결손, 전기적인 Short Open을 Test하는포선검사로는판정불가능한것을 AOI를이용하여, 보다정확히판정할수있음 정확성, 고속성, 연속성, 고신뢰성, 마이크로단위의미세사이즈의대응의면에서사람의눈과비교하여우수한특징이있음 * 자료 : [ AOI 설비내부이미지 ] 디스플레이검사장치제조를위해서는이미지프로세싱기술뿐만아니라, 최적의 화상획득을위해카메라, 렌즈, 조명에대한광학기술과모터컨트롤및로봇등의모션 제어기술, 전장설계및기구설계기술등의비전시스템이뒷받침되어야함 자동광학검사장비 (AOI) 에기술발전에있어서는카메라의발전이가장중요함이는산업계에서생산자동화에따른비전분야의기술적요구가늘어남에따라스마트카메라애플리케이션은품질보증, 검수등머신비전업무에많이활용되고있음 최근머신비전분야에서의경험과기술적인성공에힘입어많은스마트카메라애플리케이션영역들이접근제어, 문서처리, 교통공학, 소매물류등으로확대되고있음 카메라의경우 2015년부터 CMOS 제품군의비율이높아지기시작했고, 최근에는 90% 가까이 CMOS로대체되어가고있는상황임가격적인면에서 2~4배가량저렴하고고속촬영이가능하다는장점이있고, 각종센서및카메라개발업체에서지속적으로 CMOS 제품군의개발및출시를진행하고있음 369

378 기술개발테마현황분석 디스플레이제조공정에있어서최근에는검사장비본연의기능인결함검출과분류를넘어, 리페어기와연동또는검사장치와리페어기를결합한복합기로의개발도검토되고있음시장의요구에따라단순한공정결함검출장비에서, 생산장비로변해가는트렌드에있으며, 단순한결함검출에서탈피해, 종래의머신비전기술과딥러닝등의 A.I. 기술을결합하여별도의복잡한레시피작성없이도기계가사람과같이자동으로결함유형을인식하고분류하는기능의도입도적극적으로검토되고있음 370

379 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 3. 기업분석 가. 주요기업비교 전세계에서 Flexible Display 를생산하는제조사는국내와중국뿐이며해당제조사의 AOI 는 국내 4 개의장비회사와이스라엘 1 개의장비회사가공급하고있음 해당업체들은독자적으로핵심요소기술을개발하고있으나신규기술개발을토대로경쟁이 매우심한상태임 중국시장이빠르게성장하는가운데최근해외투자가대규모로이루어지면서다수의업체가 해외진출에성공하였음 국내 OLED 디스플레이관련투자규모가감소하고, 중국에서 BOE, GVO, CSOT 등대규모투자가집중됨에따라, 한국을위시한일본, 대만, 이스라엘등세계각국의디스플레이검사장비메이커들이중국시장에뛰어들면서가격경쟁이심화되고있음한편, 디스플레이제조사도고성능을유지하면서도저렴한가격을선호하고있으므로, 설비의구조적개선을통한제작비용절감노력이절실한상황이다. [ 제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 제품분류 Monomer AOI TFE AOI Film AOI 주요제품 / 기술 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술, 3D 측정기술, Mura 측정기술, 이미지제어 / 처리 S/W 기술 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술, 3D 측정기술, 이미지제어 / 처리 S/W 기술 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술, 검사제품이송시스템기술, 이미지제어 / 처리 S/W 기술 국내기업 HBTechnology DIT HBTechnology Hims DIT DIT 371

380 기술개발테마현황분석 전체 LCD/OLED 검사장비기업으로향후잠재적경쟁자가될기업들은아래와같음 브이원텍은디스플레이공정의전체검사장비를생산하고있으며, 특히압흔검사기분야에서세계최고의기술력을지닌것으로평가됨 - 압흔검사기는 LCD와 OLED가쓰이는패널과칩등의압착상태를검사하는장비 - 라인스캐닝방식을도입해촬상장치 ( 제품을촬영해검사하는장비 ) 를하나로통합했기때문에장비크기와검사시간은 30% 줄이고가격은 20% 낮춰경쟁력을갖춤 - LG전자, LG디스플레이, LG화학, 삼성전자, BOE, AUO, 샤프등국내외업체에공급함 디이엔티는 LCD패널제조공정에서점등을통한셀의픽셀, 라인, 무라 (Mura) 등의불량을검출하는장비를삼성디스플레이의대면적 LCD 제조라인에공급함 - 디이엔티가자체개발한비전기술이적용되었으며, 검사를자동화해사람에의한실수를최대한줄임 MSOTEK은 OLED 생산공정중실시간박막두께측정기술과 Glass 깨짐검출기술등을보유하고있으며대면적복합측정기를생산 / 공급할예정 동아엘텍은 LCD, OLED 검사장비를생산 / 공급하고있으며, 자회사를통하여 OLED 증착장비도생산 / 공급하고있음 - 디스플레이의화소불량을잡아내는 빛샘검사기 를통해휘도, 플리커 (Flicker), 광학검사등을한번에실시할수있기때문에화소불량을육안으로검사할필요가없음 - 자회사선익시스템 ( 본사지분율 70%) 은전공정중증착장비를생산 넥스트아이는머신비전 ( 자동외관검사장치 ) 분야전문기업으로 LCD 검사장비를공급함 - LCD 편광필름검사, LCD 검사, 글라스의모서리깨짐을발견하는특수검사장비 (GECD) 등 - LG디스플레이, 희성전자, 뉴옵틱스등에노트북및모니터용 BLU검사장비를공급 참엔지니어링 (2013) 은 AMOLED CVD 리페어장비와인라인검사 SEM 장비를생산 - TSP( 터치스크린패널용 ) 리페어장비 아성은 OLED의수명향상을위한신뢰성측정장비를제조 / 판매함 - OLED 재료에대한광학적특성분석, 패널의수명을예측 검사하기위한온도가속검사, 전류 / 전압 / 휘도측정, 초기 Aging 등이가능함 LG CNS는 LCD Color Filter 불량검출, LCD 편광필름검사및 PCB 기판검사등의장비를생산 아조는 LCD 평탄도검사장비와 LCD 측정장비, Film 검사장비등을제조 / 판매함 소닉스는 LCD, OLED 검사장비를제조 / 판매하며휴대폰용, 내비게이션용, 노트북용, TV용셀 / 모듈검사가가능함 쎄미시스코는 LCD 플라즈마진단장비, 유리기판검사장비를제조 / 판매하며, 주요매출처로삼성전자, LG디스플레이등이있음 세광테크는 Cover Glass 외관검사기, 터치패널의외관검사기등의장비를생산 영우디에스피는중소형패널화질검사장비, OLED의밝기와색상을보정하는보정복합설비와 OLED O2 Aging 장비등을생산 372

381 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 - 삼성전자의스마트폰인갤럭시시리즈에적용되면서매출이상승함 두원테크는 LCD/OLED 패널검사용패턴을생성하는장치를생산함 - 패널에다양한전압을공급하여패널이소비하는전류를측정하며전류제한기능이포함되어안전하게패널검사를진행할수있게함 HB테크놀러지는디스플레이용 TFT 광학검사장비업체로, OLED 기판을비롯하여플렉시블기판검사를위한장비를개발함 디아이티는디스플레이용 FPD 광학검사장비업체로, OLED / TSP 기판을비롯하여플렉시블기판검사를위한장비를개발함 국내중소기업사례 에이치비테크놀로지는 OLED, LCD, 컬러필터, 패널제조공정에발생되는각종결함을고속으로검출하는 AOI 장비를개발하여생산하고있음 디아이티는현재디스플레이검사장비분야에서가장두각을나타내고있는업체로초고속이미지처리프로세스기술과광학알고리즘, 고성능 TDI Scan Camera 제어기술을적용하여신속하게불량을검출하는시스템을개발하고있음 힘스는일반자동화분야, 디스플레이및반도체분야등다양한분야에서머신비전으로꾸준한성과를이루며발전해왔으며, 축적된노하우와기술력을통해전세계최초로마이크로 OLED 마스크용접기및검사기, 리페어기등의장비를개발, 양산에적용함 에스엔유프리시젼은다기능 AOI시스템을개발하였으며, 본장비는비접촉식 3D Nano 형상측정장비로서 3차원플렉시블 OLED표면에결함을측정할수있는시스템임 기가비스는반도체기판용광학검사장비분야에선도에있는기업으로서 8μm ( 마이크로미터 ) 인반도체회로기판을자동으로검사할수있는제품을세계최초로개발한바있음. 또한, 정확한검출력과가검출최소화의구현을현실화하였으며, 신뢰성을바탕으로고품질의장비를판매하고있음 고영테크놀러지는 2003년세계최초로 3D SPI 장비를개발하여 2006년이후세계 SPI 시장에서꾸준히 M/S 1위를유지하고있는업체이다. 2010년에는세계최초로 3D AOI 장비를출시하여 SMT 검사장비시장 (SPI, AOI) 에서 2013년이후세계 M/S 1위를달성하고있음 373

382 기술개발테마현황분석 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 에이치비테크놀로지 456, , 디아이티 133,395 58, 힘스 48,476 50, 에스엔유프리시젼 134,145 57, 기가비스 34,160 8, 고영테크놀러지 194, , 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 Orbotech 는비접촉광학식검사외에도어레이테스터와리페어솔루션을종합한 OLED향 End-toEnd 솔루션을제공하고있다. 검사기로는 Orbotech Quantum AOI, Orbotech Quantum Flex AOI 모델이있고, 어레이테스터로서는 Array Checker AC6088, 6068C, 그리고리페어기로 Prism의라인업을구성하고있다 Quantum AOI 시리즈는 Multi-Modality Imaging (MMI) 기술을통해 1번의스캔으로결함검출및결함분류를높이는다중검사가가능한솔루션을제시하고있다 Quantum Flex AOI 시리즈는 G6 Half 기판 flexible OLED display panel 검사에최적화된오프라인타입의 AOI Array Checker : Orbotech의 Array Checker AC6068C 테스트시스템은스마트폰, 태블릿, 스마트워치와같은중소형애플리케이션의전자적결함을검출가능한화수불량검사기 Prism : 메탈성결함리페어및 p-si와 Photo resit에대한 re-pattern이가능한리페어장치 ( 좌 ) Quantum AOI ( 중앙 ) Array Repair ( 우 ) Array Tester * 자료 : [ Orbotech 검사기라인업 ] 374

383 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (2) 국내업체동향 국내에는디스플레이관련장비업체를중심으로광학검사장비를개발생산하는회사가다수존재함, 그중에서에이치비테크놀로지와디아이티는 OLED, LCD, 컬러필터, 패널제조공정에발생되는각종결함을고속으로검출하는 AOI 장비를개발하여생산하고있음 초고속이미지처리프로세스기술과광학알고리즘, 고성능 TDI Scan Camera 제어기술을적용하여신속하게불량을검출하는시스템임 * 자료 : [ 에이치비테크놀로지 AOI 장비 ] * 자료 : [ 디아이티 AOI 장비 ] 에스앤유프리시젼은다기능 AOI 시스템을개발하였으며, 본장비는비접촉식 3D Nano 형상 측정장비로서 3 차원플렉시블 OLED 표면에결함을측정할수있는시스템임 * 자료 : [ 에스앤유프리시젼 AOI 장비 ] 375

384 기술개발테마현황분석 기가비스는반도체기판용광학검사장비분야에선도에있는기업으로서 8μm ( 마이크로미터 ) 인반도체회로기판을자동으로검사할수있는제품을세계최초로개발한바있음 AOI 장비는완벽한기준대비비교알고리즘을바탕으로진보된 Trace 측정알고리즘을사용하는특징이있음 정확한검출력과가검출최소화의구현을현실화하였으며, 신뢰성을바탕으로고품질의장비를판매하고있음 * 자료 : [ 기가비스 ( 주 ) 의 AOI 장비 ] 고영은 2002년설립, 2003년세계최초로 3D SPI 장비를개발하여 2006년이후세계 SPI 시장에서꾸준히 M/S 1위를유지하고있는업체이다. 2010년에는세계최초로 3D AOI 장비를출시하여 SMT 검사장비시장 (SPI, AOI) 에서 2013년이후세계 M/S 1위를달성하고있음 * 자료 : [ ( 주 ) 고영의표면실장기술내 AOI 장비 ] 376

385 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 최신카메라개발동향 뷰웍스 (VIEWORKS) 의 TDI(Time Delayed Integration) 라인컬러스캔카메라시리즈 를출시. 기존흑백카메라에비해컬러이미지로검사가가능해한층정밀한불량검수가가능해짐. 뷰웍스 (VIEWORKS) 의하이브리드센서를탑재한 TDI 라인스캔카메라를출시. 100KHz 라인속도에서초고해상도 (256 Stages, 23k 픽셀 ) 를성능을구현. CCD와 CMOS의잇점을결합한하이브리드이미지센서를이용해단일라인스캔센서대비최대 256배의감도를실현. 매우밝은이미지를얻을수있는것이강점 - 기존 CCD 센서가가진문제점인발열과카메라속도한계, 카메라크기제약에서탈피 - 최대 256 TDI와스테이지선택기능, 카메라의손쉬운정렬을위한 AREA 모드지원, 초고속이미지전송인터페이스, 전송거리최대 40미터, 낮은소비전력과적은발열등이특징 - VT-12K5X 모델의경우최대 200KHz의 LINE RATE를지원. 텔레다인 e2v에서는 Emeral 16 megapixel CMOS 컬러이미지센서를출시함 2.8um 픽셀크기에저노이즈글로벌셔터최대 110fps를지원한다. 텔레다인 e2v에서는 ELiiXA+ 라인스캔카메라의모노크롬 / 컬러버전을출시함 ELiiXA+ 16k 모노크롬모델의경우, Pixel, 4Line에 5um 픽셀사이즈를 140kHz로 CoaXPress 인터페이스를지원하며, 컬러모델의경우 Pixel, 2Line에 47.5kHz로 CoaXPress 인터페이스를지원하고있다. 텔레다인 DALSA에서는 CMOS 센서아키텍처를탑재한 CMOS Color TDI Line scan 카메라인 Piranha XL 16k XDR을발표했다. 16,352 Pixel * 12Line에, 최대 70kHz의 Line rate와 Pixel size 5um, CLHS 인터페이스를지원한다. 한편컬러지원카메라로는 Piranha XL Color 16k, 가있으며, 70kHz Line rate 로 16,352 Pixel * 12 Line에 Pixel Size 5um, CLHS 인터페이스를지원한다. 377

386 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비주요기술 주요기술 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술은크게검사분류기술, 장비기술로분류되며, 검사분류기술은박막봉지용검사장비기술, 파티클카운터기술, 유기막두께측정기술, Mura 측정기술을포함하고, 장비기술은필름이송기술, 이미지제어처리 S/W 기술로분류됨 분류요소기술설명 박막봉지용검사장비기술 유기 / 무기복합박막측정및기판과봉지재분석기술 검사분류 장비기술 파티클카운터기술유기막두께측정기술 Mura 측정기술필름이송기술이미지제어처리 S/W 기술 표면및내부파티클위치의판별과측정기술곡면패널전체의두께측정검사곡면패널전체의무라측정및토폴로지검사이송정밀도높이는기술실시간영상처리및두께변화인식기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터 입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 박막봉지용검사장비기술 검사분류 파티클카운터기술 유기막두께측정기술 Mura 측정기술 장비기술 필름이송기술 이미지제어처리 S/W 기술 합계 국가별요소기술별특허동향에서 Mura 측정기술과필름이송기술은일본이가장많은비중을 차지하고있으며, 이미지제어처리 S/W 기술은미국이높은비중을나타내고있으며, 파티클 카운터기술, 유기막두께측정기술은한국이가장높은비중을나타내고있음 378

387 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 박막봉지용검사장비기술 Ÿ Ÿ Ÿ 삼성디스플레이엘지디스플레이 SHENZHEN CHINA STAR OPTOELECTRO NICS 디스플레이업체및장비업체중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 세메스, 등 검사분류 파티클카운터기술 유기막두께측정기술 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 엘지전자샤프 TOPPAN PRINTING 삼성디스플레이파이오니어알박 디스플레이업체및장비업체중심 엘지전자, 에스에프에이, 에스엔유프리시전, 등 디스플레이업체및장비업체중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 에스에프에이, 등 Mura 측정기술 Ÿ Ÿ Ÿ RION ICRONIC LASER SYSTEM SEIKO INSTR 디스플레이업체및대학교중심 삼성디스플레이, 엘지디스플레이, 건국대학교, 등 장비기술 필름이송기술 Ÿ Ÿ Ÿ 캐논브라더리코 디스플레이업체및장비업체중심 삼성전자, 인베니아, 이랜텍 이미지제어처리 S/W 기술 Ÿ Ÿ Ÿ 니콘 KEYENCE 리코 한국전자통신연구원, 오코웰, 엔박등 하드웨어기술분야주요출원인동향 박막봉지용검사장비기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지디스플레이, SHENZHEN CHINA STAR OPTOELECTRONICS 등이많은특허를보유하고있는등한국회사들이주류를이루고있음 파티클카운터기술분야는엘지전자가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는샤프, TOPPAN PRINTING 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 유기막두께측정기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는파이오니어, 알박등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 Mura 측정기술분야는 RION이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 ICRONIC LASER SYSTEM, SEIKO INSTR 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 379

388 기술개발테마현황분석 하드웨어기술분야주요출원인동향 필름이송기술분야는캐논이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는브라더, 리코등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 이미지제어처리 S/W 기술분야는니콘이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 KEYENCE, 리코등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술분야의주요경쟁기술및공백기술 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술분야의주요경쟁기술은필름이송 기술이고, 공백기술은박막봉지용검사장비기술, 유기막두께측정기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 박막봉지용검사장비기술 검사분류 파티클카운터기술 유기막두께측정기술 Mura 측정기술 장비기술 필름이송기술 이미지제어처리 S/W 기술 : 80 건이상, : 60~79 건, : 40~59 건, : 20~39 건, : 20 건미만 380

389 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 박막봉지용검사장비기술 OLED 와이를보호하는봉지필름이결합한합착필름의합착상태정보를정확하게파악하는기술 실제로복합막봉지재분석장비관련기술은거의없음 검사분류 파티클카운터기술 유기막두께측정기술 판넬의두께를다수개의높이로분할한후분할된다수개의높이의각각의중심선에카메라의초점을정렬시켜촬영하는기술 다수의수평채널과다수의수직채널조명을이용하는기술 수정진동자의공진주파수변화에기초하여퇴적한유기막의막두께를측정하는기술 자외선조사후화상의휘도분포에기반한기술 Mura 측정기술 피가공물상의패턴에서의무라결함들의검출및정량화를진행하는기술 100mm 범위이내에서 10nm 보다우수한정밀도를갖는스테이지를가능하게하는기술 장비기술 필름이송기술 이미지제어처리 S/W 기술 검사체에검사대상물을진공흡착하여손쉽게자동으로정확히대응위치시키는기술 계조스테레오원리를사용해획득된이미지로부터정밀검사이미지를생성함의시간의파라미터의셋팅을용이하게하는기술 국내특허동향을살펴보면디스플레이업체및장비업체가이미지제어처리 S/W 기술을제외한모든기술을집중적으로연구개발하고있으며, 중소기업은박막봉지용검사장비기술와유기막두께측정기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술분야의공백기술분야는박막봉지용검사장비기술, 유기막두께측정기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는이미지제어처리 S/W 기술과 Mura 측정기술로나타남 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술분야는디스플레이회사와장비회사를중심으로연구개발이진행되고있고, 국내에는삼성디스플레이와엘지디스플레이를중심으로장비업체가연구개발을진행하고있는기술분야임 단독으로개발이되기어려운기술이기때문에출연연및대학의기술을바탕으로향후대기업과의협력을통해사업화가진행되야할것으로판단됨 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은이미지제어처리 S/W 기술과 Mura 측정기술, 박막봉지용검사장비기술을공공연구기관과대학교의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 특히이미지제어처리 S/W 기술과 Mura 측정기술은 ETRI 와건국대학교등이보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 381

390 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 플렉시블 / 폴더블디스플레이의 AOI 검사기연구개발 정부주도나산학협력에의한개발보다는각주요업체의독자적인머신비전노하우를기반으로한 솔루션제공및개발이주류를이루고있다. 머신비전기술분야주요연구개발기업 싸이로드 (CYLOD) - 열화상카메라, 올인원타입 3D 센서등카메라를이용한 FA 애플리케이션개발과 3D 머신비전을쉽게사용할수있는솔루션을제공. 뷰웍스 (VIEWORKS) - 산업용카메라를개발하고있으며, 주요라인업으로는 VC, VH, VN, VP, VA 시리즈등이있으며, 아날로그 / 디지털회로설계부터기본적인과학기술, 기구설계기술, 신호처리기술, 소프트웨어기술등을보유하고있다. COGNEX - 자동차, 전자제품등산업을중심으로다양한머신비전기술을제공해옴. 1D 바코드, 2D 데이터매트릭스코드등의바코드판독기술을가지고있다. 대곤코퍼레이션 - 모션제어및머신비전전문업체로산업장비및공정자동화분야에필수적인모션콘트롤과머신비전연관제품들을공급하고있음공정및전용장비에적합한솔루션을모듈화 / 시스템화하여엔지니어링서비스와함께제공. RTS Vision - 머신비젼시스템, 영상처리와관련된이미징 S/W, 프레임그래버, AREA SCAN CAMERA 등을취급하고있으며, 고성능프레임그래버이미징라이브러리에서카메라, 렌즈, 조명, 소프트웨어기술지원에대한비전솔루션을제공하고있다. 피엘텍 - 비전소프트웨어, 스마트카메라, 비전컨트롤러, Area 및 Line scan 카메라를취급하고있다. 엔아이텍 - IR / UV Laser, 특수현미경및검사장비제작과광학유닛, 렌즈, AFM 솔루션등을보유하고있다. 앤비젼 - 카메라, 렌즈, 프레임그래버, 이미징컴퓨터, 조명, 3D 모듈, 소프트웨어와주변장치에대한다양한제품군을보유하고있다. 382

391 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 엠비젼 - Machine Vision Total Solution 전문기업으로산업용 LED Illumination System 과산업용검사, 측정시스템, 머신비전솔루션및조명, 카메라, 렌즈등을제공하고있다. 바이렉스 (Virex) - 머신비전분야에사용되는 Frame Grabber, 산업용카메랴, 렌즈, S/W 라이브러리를제공한다. 싱크론 (SYNCRON) - 고속카메라, 고해상도산업용디지털카메라전문회사. 산업용고속카메라및프레임그래버를취급하고있다. 라온피플 - 컴퓨터비전과영상신호처리분야전문기업. 비전솔루션의개발공급판매및자체개발한비전소프트웨어와머신비전카메라, 바코드리더등비전컴포넌트를제조하고있다. 프로비젼테크놀러지 - 영상처리에필요한기계설계, 영상처리프로그램기술과각종컨트롤러의하드웨어기술, 광학및조명기술등의솔루션을제공하는비전컴포넌트전문기업. 특히비전시스템의핵심부품인스마트카메라는물론, 고객이사용하기편리한각종소프트웨어와컨트롤러및특수렌즈, 조명과시스템제작에필요한기계설계제공등고객맞춤형으로신속하게검사장비의모든솔루션을포함하는환경을제공함으로써영상처리시스템과비전검사솔루션을동시에공급한다. 알트시스템 - 머신비전용조명기술에대해연구, 제조하고있다. 다양한 LED 조명및렌즈, 비전프로그래밍을제공하고있다. 뮤트론 - 머신비전에서사용되는라인센서용고정배율렌즈, 대형라인센서용고성능매크로렌즈및조명을제공하고있다. 엘퓨젼옵틱스 - 각종산업에서요구되는정밀계측및검사광학시스템을연구개발제작. 렌즈기술및 3D 광학모듈, LED 조명기술등을가지고있다. 2D 검사뿐만아니라비접촉식 3 차원 (3D) 측정에필요한광학모듈을직접설계 제작하고있고광학적으로접근할수있는모든분야에서연구개발을하고있다. JAI - 산업용영상기기메이커로서 CCD 및 CMOS 센서를사용한카메라의설계, 제조, 판매를실시하고있다. TELEDYNE DALSA - 머신비전분야의글로벌선도기업으로 AREA SCAN, LINE SCAN, TDI LINE SCAN, SMART CAMERA 와이에대응하는 FRAME GRABBER, IMAGE SENSOR, VISION SYSTEM 은반도체및 FPD 등다양한산업에서사용되고있따. TELEDYNE e2v - 영국의이미지센서제조업체 e2v 테크놀로지, 센서, 카메라및무선주파수생성기와반도체를제조하고있으며, 특히머신비전검사시스템에서라인스캔카메라등고성능이미징솔루션을제공하고있다. 383

392 기술개발테마현황분석 머신비전관련기관 ( 사 ) 한국머신비전산업협회 - 머신비전소프트웨어및주변장치를개발하고, 교육기관과연계하여전문인력을양성함과동시에머신비전기술이제품의품질을높여경쟁력을향상시키고회워사간의정보교류와협력을목표로설립된기관으로, 조사통계사업, 정책제안및산학연교류지원사업, 기술표준화및보급사업, 국내외홍보및마케팅활동지원사업, 회원교류사업등을진행하고있다. (2) 연구개발자원 디스플레이산업협회는디스플레이장비핵심부분품및재료에대한성능평가시스템구축하여 중소기업에서개발한디스플레이관련장비, 소재, 부품관련한성능평가를지원함 디스플레이장비 재료기술개발활성화를위한성능평가기반구축 - 운영위원회구성및품목별성능평가지원팀운영 - 지속적인성과확산, 평가 DB 구축을위한홈페이지운영 - 기술교류회및워크숍개최를통한사업수행성과공유 디스플레이장비 재료기업의경쟁력향상을위한성능평가및인증추진 - 디스플레이부품, 소재신뢰성평가 * 공인인증기관을활용한기초신뢰성테스트 (1 차 ) * 패널업체신뢰성검증 (2 차 ) - 디스플레이장비핵심부분품성능평가 * 장비핵심부분품국산화품목발굴및장비업체채용을통한평가 디스플레이장비 재료산업의글로벌경쟁력강화 - 평가프로그램운영을통해개발품목에대한신뢰성제고및판로확보지원 - 국내패널업체기술진이참여하여평가기준충족의경우패널기업명의의성능평가교부서발행 - 영문성능평가교부서를추가발행하여해외판매처확보를간접적으로지원 [ 한국디스플레이산업협회디스플레이성능평가지원방법 ] 384

393 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 나. 연구개발인력 머신비전및딥러닝분야는한국기계연구원, 전자부품연구원에서주로연구개발을진행하고 있음 [ 디스플레이검사장비주요연구인력현황 ] 기관성명직책 한국기계연구원하태호첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원김동훈첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원노승국첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원송창규첨단생산장비연구본부전문가 전자부품연구원정혜동인공지능연구센터센터장 전자부품연구원고재진임베디드 SW 연구센터센터장 전자부품연구원정인성지능메카트로닉스연구센터센터장 한국표준과학연구원이혁교연구소장 KAIST AIM LAB 유창동교수 서울대학교 VISION&LEARNING LAB 김건희교수 한양대학교영상공학연구실김회율교수 서울대학교 DSL AIL 윤성로교수 385

394 기술개발테마현황분석 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 기술이전이가능한기관은전자부품연구원, 한국표준과학연구원등이있음 [ 검사측정 S/W 요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 형상측정장치및그방법 한국표준과학연구원 검사측정 삼차원박막두께형상측정법 두께변화측정장치및두께변화측정방법 한국표준과학연구원 한국표준과학연구원 공초점열반사현미경기술 한국기초과학지원연구원 S/W 설계 고성능컴퓨팅 SW 기술 인간 - 기계인터페이스기술 고신뢰성고실시간성 SW 전자부품연구원 전자부품연구원 전자부품연구원 제어 구동센서제어모듈설계 고정밀고신뢰성모터드라이브 전자부품연구원 전자부품연구원 딥러닝 분산빅데이터딥러닝 SW 병렬컴퓨팅 차세대기계학습및추론기술 전자부품연구원 전자부품연구원 386

395 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (2) 이전기술에대한세부내용 ( 예시 ) [ 삼차원박막두께형상측정법 ] 분류 세부내용 기술명기술개발내용기술의장점및기대효과키워드 삼차원박막두께형상측정법 본발명은삼차원박막두께측정방법에관한것으로, 더구체적으로백색광간섭법을이용한박막두께형상측정방법에관한것이다. 빠른측정속도, 높은정밀도와정확도, 그리고측정시외부진동이나환경에매우둔감함반도체소자및평판디스플레이산업, CMP 관련산업, 그리고각종박막제품군에전용프로브로개발이가능함기존장비를대체하여최소 3000억이상의파급효과가있으리라예상됨 삼차원박막두께형상측정 한국표준과학연구원기술이전센터 문의처 TEL : techtransfer@kriss.re.kr 387

396 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비분야키워드클러스터링 ] 388

397 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 lighting system 6~8 1. Lighting system and method for testing whether at least two gas discharge lamps to be operated with a ballast are of the same type 2. ARTIFICIAL LIGHTING SYSTEM FOR SIMULATING A NATURAL LIGHTING 3. Organic light emitting diode lighting systems 클러스터 02 light sensor 7~8 1. Display Characteristic Feedback Loop 2. CURRENT-ACTUATED-DISPLAY BACKPLANE TESTER AND METHOD 클러스터 03 polyimide resin 6~7 1. Laminate, and element comprising substrate manufactured using same 2. Polyimide resin and liquid crystal alignment layer and polyimide film using the same 3. Display device having a liquid crystal display and method for protecting a liquid crystal display 클러스터 04 signal process 6~7 1. A new type of digital ultrasonic inspection device 2. ELECTRONIC DEVICE EMPLOYING A FLEXIBLE DISPLAY AND OPERATING METHOD THEREOF 클러스터 05 flexible substrate 7~8 1. Flexible-characteristics inspection system for flexible substrates by using image feedback control 2. Heterostructures of vertical, aligned and dense SnO<inf>2</inf> nanorods on graphene sheets: In situ TEM measured mechanical, electrical and field emission properties 클러스터 06 image sensor 5~7 1. OPTICAL DETECTION OF BENDING MOTIONS OF A FLEXIBLE DISPLAY 2. Optical range-finding system using a single-image sensor with liquid crystal display aperture 3. Viewing direction measurements on flat and curved flexible E-paper displays 클러스터 07 optical sensor 7~9 1. Replaceable illumination module for a coordinate measuring machine 2. Optical sensor for measuring a force distribution 389

398 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여최종요소기술명확정 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비비요소기술도출 ] 분류요소기술출처 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술전문가추천, 기술수요 Particle counter 기술 전문가추천 무기막두께측정기술 전문가추천 측정기술 유기막두께측정기술 Mura 측정기술 전문가추천 전문가추천 Stage 기술 전문가추천 박막봉지용검사장비기술 전문가추천, 기술수요 고해상도카메라및광학계기술 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 H/W 검사제품이송시스템기술특허 / 논문클러스터링 S/W 이미지제어, 처리 S/W 기술 장비구동 S/W 기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 390

399 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술 공정중불량의최소화를확보하기위한기술 Particle counter 기술 저비용및 High throughput 달성을위한광원, 광학계, 화상처리 SW 기술 유기막두께측정기술 박막봉지막의유기막두께측정기술 플렉시블디스플레이검사장비 Mura 측정기술 Mura 측정기술. 저비용및 High throughput 달성을위한광원, 광학계, 화상처리 SW 기술 박막봉지용검사장비기술 박막봉지용검사장비기술 검사제품이송시스템기술 디스플레이제품검사를위한이송시스템기술 이미지제어, 처리 S/W 기술 이미지화면을감지하여불량유무를판단하기위한 S/W 알고리즘 391

400 기술개발테마현황분석 나. 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비기술로드맵 392

401 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 다. 연구개발목표설정 [ 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 플렉시블 OLED 제조를위한측정장비기술 측정장비기술 유기, 무기복합박막측정기술 유기, 무기복합박막분리측정기술 유기, 무기복합막동시측정기술 Substrate 나 Encapsulation 막의정밀분석 / 분리기술개발 Particle Counter 기술 이물위치판별기술 내부위치판별 내부위치측정 내부 / 외부위치및각레이어측정 결함위치에따른판정기술개발 유기막두께측정기술 유기막두께측정기술 2D 대면적측정기술 고속 2D 대면적측정기술 초고속 2D 대면적측정기술 패널전체의두께측정검사기술개발 플렉시블디스플레이검사및특성평가장비 Mura 측정기술 Mura 측정기술 2D Mura 측정 2.5D Mura 측정 3D Mura 측정 패널전체의 Topology 측정검사기술개발 박막봉지용검사장비기술 3D 측정기술 유기막표면측정 유기막표면및하부막동시측정 유기막표면측정및하부막측정하여두께측정 3D 측정을통한막두께측정기술개발 검사제품이송시스템기술 Film Display 이송시스템기술 Film 이송정밀도 ±50um Film 이송정밀도 ±30um Film 이송정밀도 ±10um 고정밀 Film 이송기술개발 이미지제어, 처리 S/W 기술 이미지제어, 처리 S/W 기술 Deep Learning 기술기반데이터수집 Deep Learning 기술기반아키텍쳐평가및검증 Deep Learning 기술기반자동결함분석 자동결함분류학습기능기술개발 393

402

403 기술개발테마현황분석 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비

404

405 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 정의및범위 현재의박막봉지기술은 PECVD를이용한진공증착무기막과잉크젯프린터를이용한대기압프린팅유기막의다층구조로구성되며, 진공및대기치환공정에서다양한문제점이발생됨 Non-vacuum break 박막봉지장비기술확보를위해서는대기압프린팅공정을대체하기위한것으로써, 진공에서유기막을증착하는장비기술및증착재료에대한연구개발필요. 또한플렉서블의구현을위해서는종래의 PECVD에의한무기막대비보다얇은두께로더욱우수한투습방지특성을확보할수있는무기막증착장비기술필요. 정부지원정책 디스플레이분야정부의정책은단순조립부품위주에서핵심소재및기술위주로정책이변화됨에 따라미래형디스플레이원천기술개발에정부와대기업이공동으로 2015 년부터 5 년간약 300 억 원을핵심소재및부품, 장비개발에투자할것으로발표하여관련시장은점차규모가확대될전망 박막봉지장비의핵심원천기술을확보하기위해서산학협력강화등이가능한공동연구센터, 기반센터, 공동센터인프라및지역별창조경제혁신센터등다양한인프라를지원중 디스플레이장비에대한신규 R&D 지원과제제시 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 유연한산업구조 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책수립기회 (Opportunity) ( 환경 ) 제조패러다임의변화 ( 기술 ) 기반기술연구 개발 ( 정책 ) 정부와업계의높은니즈 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조 ( 기술 ) 핵심원천기술미흡 ( 정책 ) 산업계연계미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 생산지원인프라부족 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 ( 정책 ) 미시적 R&D 정책 중소기업의시장대응전략 다양한재료및장비기술을활용하여새로운컨셉의유기막진공증착기술및고품위초박막무기막증착기술을개발하고대형장비기술로확장하여시장조기진입. 산학연의기술및인적네트워크구성으로다양한기술의접목및기술인력확보필요.

406 핵심요소기술로드맵

407 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 1. 개요 가. 정의및필요성 Non-vacuum break 박막봉지기술이란플렉시블 AMOLED 소자제조를위한박막봉지 제조공정에있어서, 대기압에서의공정없이진공증착만을이용한유무기다층구조형성 기술을말함 현재적용되고있는 AMOLED 박막봉지공정은 CMC 구조라언급되고있으며, C는 CVD, M은모노머의약어로써, PECVD 장비를이용하여진공분위기에서증착된 SiNx 박막을 C로표현하며, 잉크젯프린터장비를이용하여대기압분위기에서형성된폴리머 ( 모노머막에 UV를조하사여폴리머로변환 ) 막을 M 으로표현하고있고, 더불어 C 는무기막이고 M 은유기막으로유무기 3층구조로박막봉지층이형성됨 Non-vacuum break 박막봉지기술은종래기술의잉크젯프린팅과같은대기압공정이없이진공장비에서진공장비로기판이이송되면서유무기다층구조박막봉지를형성함을말하며, 이를위해서는특히진공장비에의한유기막증착공정개발이필요함 <CMC 구조박막봉지공정을위한양산장비개념도, PM:PECVD> 종래기술에의한유무기다층구조형성공정은기판이진공과대기압을번갈아이동하며공정이수행되므로다양한문제점이발생되고있음 종래기술에의한박막봉지공정에서첫번째무기막증착이후유기막형성을위해서는진공에서대기압으로기판이이송되어야하므로대기압으로의치환챔버에서공기를주입하여대기압을형성하며이때공기주입시파티클의비산이발생되며, 대기압프린팅이후두번째무기막증착을위한진공으로의치환챔버에서도진공펌핑시작시에급격한압력변화로인하여파티클비산의문제가발생됨 상기와같은파티클의비산이발생되면기판상소자의불량으로이어지므로수율이떨어지는문제점이발생되고이는박막봉지를다층으로형성하는것에대한효율성을저하되게함 진공및대기로의치환공정은공정소요시간을길어지게하므로생산성이저하되는요인으로작용하며, 치환챔버의경우챔버수명이낮아주기적인교체가필요하고빠른펌핑구현을위하여대용량의진공펌프가필요하므로장비투자비및운영비가높아지는문제점을야기함 현재적용되고있는박막봉지공정에의한다층구조두께는약 10 um 에이르므로반복 399

408 기술개발테마현황분석 굽힘이요구되는플렉서블소자로의적용은어려울것으로알려지고있으며, 박막봉지전체두께를획기적으로줄일수있는기술적인혁신이요구되고있음 프린팅공정으로형성되는유기막은두께가약 4 ~ 8 um 정도이며, 이는프린터의성능및모노머물질의특성에의하여결정되는데, 상기의두께를더줄이기위한다양한방법이시도되고있으나한계에이르고있음 OLED 소자는투습도 g/m 2 /day 이하봉지막이필요하고이의구현을위한 CMC 구조에서단일무기막층은약 g/m 2 /day 의투습도를확보하여야하며, 상기의투습도를확보할수있는 PECVD SiNx 무기막은 0.5 ~ 1 um 의두께가되어야함 즉, 현재의 CMC 구조박막봉지막은그두께가 5~10 um 정도에이르고있으며, 지속적인반복굽힘이요구되는플렉서블소자로의적용시무기막의깨짐및무기막과유기막의접합면분리등의다양한문제가발생될것으로알려지고있으므로플렉서블 AMOLED 소자가완성되기위해서는전체봉지막구조두께를획기적으로줄일수있는기술이필요함 < 다양한소자들에서요구되는투습도비교 > [ CMC 구조박막봉지의굽힘에의한스트레스형성예 ] 400

409 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 플렉서블봉지구현을위해서는봉지막두께를줄여야함과동시에 PECVD 에의한무기막의두께를줄여야함 현재적용되고있는무기막의증착은 PECVD를이용하여수행되고있으며, 상기무기막은증착시에마이크로핀홀이다수발생되며이러한핀홀에의한습기의투과를방지하기위하여다층구조를사용함 상기무기막의핀홀과더불어투습방지특성이양호하지않으므로단일막에서 g/m 2 /day 의투습도확보를위하여그두께를 0.5 ~ 1 um 로사용하며이는플렉서블봉지로의적용시막의두께로인하여깨짐발생가능성이있음 이러한현재무기막의단점들을보안할수있는고품위의무기막증착기술이필요하며, 플렉서블봉지의완성을위해서는단일막에서도핀홀이존재하지않고기존의 PECVD 막대비 1/5 이하수준의얇은두께에서도동일한투습방지특성을확보할수있어야함 [ PECVD 막에서나타날수있는핀홀개념도 ] [ 핀홀을통한투습을방지하기위한다층구조예 ] 401

410 기술개발테마현황분석 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 진공시스템을이용한박막증착장비는증착에사용되는물질, 증착방식, 플라즈마사용유무, 및진공도등에따라서다양하게분류됨 플라즈마를이용한박막증착장비는 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition), Sputter, PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), HDP-CVD(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition) 등이있으며 HDP-CVD에서는 ICP-CVD(Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition) 이대표적임 플라즈마를이용하지않는박막증착장비는 ALD(Atomic Layer Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), Thermal evaporator, E-beam evaporator, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등이있음 상기의다양한증착방식이있으나대형디스플레이기판생산용으로는 CVD 방식이주로사용되고있으며, 최근우수한막질의확보가가능한 ALD 증착기술을활발히연구하고있으며양산적용가능성확보에노력하고있음 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 PECVD Chemical source 기술 플라즈마균일도확보기술 플라즈마증착 ICP-CVD PEALD Chemical source 기술 고밀도및균일플라즈마확보기술 유기 ALD 소스및플라즈마제어기술 고속증착기술 Non-vac uum break 박막봉지장비 Sputter ALD 고진공환경제어기술 Reactive sputtering 제어기술 유기 ALD 소스기술 고속증착기술 비플라즈마증착 MBE /Thermal evaporator E-Beam 고진공환경제어기술 화합물조성제어기술 전자빔제어기술 양산화장비기술 MOCVD 유기 - 금속소스기술 온도제어기술 402

411 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (2) 공급망관점 플렉서블 AMOLED 박막봉지장비는 AMOLED 이외에도투습방지특성이필요한다양한산업분야로공급될수있음 태양전지, 식품, 바이오등다양한분야에서투습방지공정이요구되고있으며, 특히광투과성의투명및유연특성의투습방지막의경우부가가치가높은제품영역에적용될수있음 다양한분야중에서도 OLED 소자에서요구되는투습방지특성은가장높은사양이요구되므로 OLED 분야에서적용가능한기술은타산업으로즉시이전가능함 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 태양전지 광대역광투과도조절기술 (NUV~ NIR) 봉지막굴절율조절기술 Non-vacuum break 박막봉지 식품 증착소스기술 ( 친환경, 비독성 ) 내열, 내부식성기술 바이오 광대역광투과도조절기술 (NUV~ NIR) 증착소스기술 ( 친환경, 비독성 ) 403

412 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 진공증착장비산업은미국등해외선진장비사들에의하여독점되어있었으나최근약 5년전부터국내장비제조사들이시장을일부확보하며국산화진행되고있음 세계 1, 2위의디스플레이소자제조사들이국내에있음에도불구하고관련장비의국산화율은매우저조하였으나최근약 5년전부터국내장비제조사들이국산화에성공하여양산장비를공급함으로써국산화율이점차상승하고있음 그러나대형기판을이용한디스플레이소자의제조공정이더욱복잡해지고공정비용이급격히상승하면서주요공정장비들의국산화는더욱어려워지고있는상황으로기존의해외주요장비기업들이점유한시장에국내기업의진입이매우어려운실정임 공정난이도가비교적낮은분야에대한장비국산화율은높은수준으로국내장비기업의기술수준및인지도가점차상승되어본격적인시장진입이시도되고있음 전체디스플레이제조공정에서비교적공정난이도가낮은분야의장비는빠른속도로국산화가진행되고있으며, 그로인하여국내장비제조사들의기술수준및인지도가빠르게상승하고있음 이러한상승세를바탕으로공정난이도가높은전공정장비분야에서도국내장비기업들의기술수준이상당한수준에이르고는있으나주요패널제조사들의보수적인장비투자성향으로국내기업들의시장진입이어려움에처하고있음 국내장비기업과패널제조사의전략적인제휴를통한장비개발사례가최근늘어나고있으며이를통한시장진입및확대가기대됨 국내의주요장비사들은해외주요장비사들에비하여기술적인열세갖고있으므로공정난이도가높은전공정장비시장진출에어려움이있으며, 이를극복하기위한노력이여러가지방면에서나타나고있음 대표적인장비국산화노력으로는국내주요장비제조사들이패널제조사들과전략적인제휴를맺고패널제조사의공정에최적화된장비를개발하여독점공급하는사례가나타나고있음 그러나이러한공동개발과정에서국내장비제조사들은개발에필요한인력과자금의확보에어려움이있어개발진행에많은어려움을당하고있음 404

413 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (2) 산업의구조 진공증착장비산업은전체디스플레이장비산업에서높은비중을차지하는전방산업으로높은기술및자본집약도가요구되고높은수익성이보장되는산업임 현재디스플레이의주류를맡고있는 OLED 디스플레이생산장비를공정분야별로나누게되면진공증착장비는 TFT, OLED, 및 Encapsulation 의일부영역에포함되므로전체장비시장에서차지하는비중은약 60% 이상에이르는주요한공정장비로분류할수있음 뿐만아니라, 진공증착장비는그핵심기술이그외의다양한장비분야에전파될수있으므로진공증착장비시장을기확보하고있는해외선진장비제조사들이그기술력을바탕으로다양한분야의장비시장에진출하고있음 대형기판용진공증착장비개발은다양한첨단기술과많은비용이요구되는기술및자본집약적인분야이며연구개발에많은시간이소요됨 대형기판용진공증착장비의개발을위해서는플라즈마제어기술, 진공제어기술, 대형챔버제조기술, 대형개스분사노즐기술등다양한첨단기술이집약되어야만수행될수있음 또한개발에많은인력, 비용, 시간이요구되므로최소 3년이상개발투자를지속적으로수행할수있는기업들만이참여하고있어국내기업자체에의한개발착수는매우어려운실정임 그러므로이미관련장비시장을확보하고높은수익을창출하고있는해외유수의장비기업들이보다유리한고지를확보하고있음 405

414 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 전세계 OLED 용공정장비시장의 2016 년세계시장규모는 102 억달러에서 2021 년 580 억달러로증가할전망이며, 이가운데진공증착장비시장은전공정장비시장의약 20% 로써약 20 억달러에이를것으로보고되고있음 [ OLED 공정장비시장의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 '16 '17 '18 '19 '20 '21 CAGR 세계시장 10,286 14,443 20,279 28,796 40,890 58, * 출처 : Data form DisplaySearch, IHS Technology, 국내외 OLED 3D Flexible 시장동향 (2013, UB 산업리서치 ) 에기반해추정 봉지방식별장비시장에있어서 Frit glass 분야는 2017 년에이미시장점유가없어진 상태이고진공증착장비가포함되는 TFE 와 Hybrid 분야가 100% 차지하고있음 406

415 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (2) 국내시장 전세계 OLED 장비시장의국가별분포를살펴보면국내시장과중국시장이대등한 비율로써전체시장의 90% 이상을나타내고있음 [ OLED 용공정장비시장의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 '16 '17 '18 '19 '20 '21 CAGR 국내시장 5,657 7,944 11,253 15,979 22,690 32, * 출처 : Data form DisplaySearch, IHS Technology, 국내외 OLED 3D Flexible 시장동향 (2013, UB 산업리서치 ) 에기반해추정 세계 1, 2위의 OLED 패널제조사가국내에있으므로관련장비시장규모또한국내시장이절대적으로높은비중을차지하고있으며 2016년국내시장규모는 5,657억원에서 2021년 3조 2220억원으로증가할전망 반면, 중국의다수의패널제조사들이최근공격적으로생산설비를투자함으로써, 시장규모는 2017년부터국내시장규모와대등한수준에이를것으로예측됨 국내및중국패널제조사의경우국내장비제조사들을적극채용하는분위기가형성되어있으므로국내및중국장비시장의상당부분을국내장비제조사들이확보할수있을것으로사료됨 407

416 기술개발테마현황분석 (3) 무역현황 박막봉지장비분야로품목단위의무역현황을분석하는데한계가있어수출품목중유기발광다이오드 (OLED) 제조용기기의무역현황을살펴보았으며, 2012~2015 년모두수입이더많은모습을보이나 2015 년에들어서면서수출량이급증하는것을확인할수있음 OLED 제조설비및진공증착장비에있어서주요전공정장비의경우는해외선진장비 제조사들로부터높은비중으로수입되고있음 [ OLED 장비관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 ,308 3, 수입금액 2,716 9,039 33,485 12,527 11, 무역수지 -2,068-9,020-33,465-9,219-8,013 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 주요전공정장비의경우해외장비기업의점유율은 70% 이상에이르며, 반면 Cell 및 Module 장비의경우는국산화율이 90% 이상에달함 중국장비시장의경우는국내장비시장과유사한분포를나타내고있으며, 이는중국패널제조사들이국내패널제조사의장비투자방식을따르고있기때문임 즉, 국내 OLED 제조설비시장을점유하고있는장비기업들은중국패널제조사에관련장비들을수출하고있으며그비중이상당한수준에이르고있음 408

417 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 현재의 OLED 박막봉지기술은 2 가지로분류되며, 하나는현재생산되고있는 curved 디스플레이를위한것이고다른하나는향후방대한시장이예측되는플렉서블디스플레이를 위한것으로써, 장비또한상기의 2 가지로분류될수있음 기술개발동향은, 현재의 curved 박막봉지장비에관련된개발과향후를위한플렉서블디스플레이용박막봉지장비에관련된개발로나누어짐 Curved 박막봉지장비시장은 AKT의 PECVD 와 KATEEVA의잉크젯프린터가세계시장을석권하고있으며, curved 박막봉지의경우그시장지속성이현저히낮고기존거대기업들이주도하는시장의진입이극히어려울것으로예측되므로타장비제조사들의개발이미미한실정임 그러나, 국내의일부기업들이박막봉지용 PECVD 장비를개발하여국내패널제조사에데모테스트를시도하고있으며, 일부양산라인에적용되어지고있음 잉크젯프린터또한국내기업들이연구개발에성공하여양산라인에일부적용되고있음 그러나향후시장을대비한플렉서블박막봉지용장비개발에대한연구가다양한국내외기업들에의하여보다더활발하게진행되고있으며, 가시적인연구성과가일부보도되고있음 장비개발동향 해외유수의장비제조사들은풍부한개발인력및자금을확보하고있고대량생산체제를즉시구축가능하므로신규장비개발에용이하게접근하고있음 또한신규장비개발에있어서플라즈마전원, 제어모듈등핵심부분품을 custom made 제품으로주문하므로개발장비에특화된기능이부여된모듈을사용하므로장비개발이보다용이하게진행되고성능개선이효과적임 한편국내장비제조사들도종래각부분품들의조립에그치던수준에서핵심모듈을직접개발하고외부수급이필요한부품들은제조사와협력하여 custom made 제품의개발을시도하고있음 최근 2 ~ 3년간의장비개발동향을살펴보면, 종래의기술에의해분류되던장비개념이점차무너지고있으며, 대형기판용 ICP-CVD, Spatial ALD, ICP assisted sputter 등의핵심부품의장점을결합한 Hybrid 형태의장비가개발되어지고있음 이러한 Hybrid 형의장비들은제어모듈또한기존에존재하지않던것들이므로부품제조사들과긴밀한협조를통해야만개발성공을거둘수있으므로 custom made 부품개발이더욱중요시되고있는상황임 409

418 기술개발테마현황분석 [ Spatial ALD 장비개념도 ] 현재적용되는박막봉지구조는높은두께로인하여플렉서블 OLED 소자로의적용은어려울것으로인식되고있으며이를해결하기위한다양한연구가시도되고있음 현재박막봉지에적용되고있는대기압프린팅으로형성되는유기막은그두께를줄이는데한계가있으므로기판표면평탄화및파티클커버를효과적으로하면서도막두께를 1 um 이하로줄이는기술이필요하며이를위하여 PECVD, evaporation 등의다양한방식을이용한플라스틱유기막증착이시도되고있음 현재의 PECVD를이용한무기막또한플렉서블 OLED 봉지에적용하기에는다양한문제점이있으며, 높은두께및마이크로핀홀이가장심각한문제로지적되고있는데, 낮은두께에서핀홀수를획기적으로줄여서 0.1 um 수준의두께로충분한투습방지특성을확보할수있는기술의개발이요구됨 다양한연구자들에의하여상기 PECVD 공정의문제점을해결하기위한수단이제시되고있으나 ALD 기술이가장우수한결과를나타내고있으나증착시간이오래소요되는단점이있어이를극복하는것이핵심이슈로언급되고있음 410

419 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (2) 기술환경분석 산업통상자원부는 제조업혁신 3.0 전략 실행의일환으로센서산업을미래주력산업으로 육성하기위해산 학 연 관을포함한 첨단센서 2025 포럼 을발족 ( 15 년 11 월 ) 함 포럼은운영위원회와스마트기기, 자동차, 사물인터넷 (IoT) 웨어러블, 산업용 스마트공장등 4 개 분과위원회로구성되며, 각위원회별로센서수요기업, 센서기업, 학계, 연구계인사들로구성 2025 년까지센서 4 대강국 ( 현재 7 위 ) 진입 을목표로센서산업계, 학계 연구계전문가들이뜻을 모아긴밀한네트워크를구축하고, 협력의장을마련함 - 산업부는첨단센서산업육성을위해 15~ 20 년까지총 1,508 억원을지원할계획임 - 10 대핵심센서소자 * 를개발 국산화하고, 센서전문중견기업육성등을통해글로벌경쟁력을 확보한다는계획 * 10 대핵심센서소자 : 영상센서, 자기센서, 관성센서, 압력센서, 레이더센서, 환경센서, 광학센서, 적외선센서, 음향센서, 바이오의료센서 - 산업부가추진중인 13 대산업엔진프로젝트 중자율주행자동차, 웨어러블디바이스등은 첨단센서산업과관련성이높은사업들과연계성을높여나간다는계획임 [ 13 개산업엔진프로젝트 ] 시스템산업 웨어러블스마트디바이스 자율주행자동차 극한환경용해양플랜트 고속 - 수직이착륙무인항공기 국민안전 건강로봇 첨단소재가공시스템 소재 부품산업창의산업에너지산업 탄소소재 첨단산업용비철금속소재 * 출처 : 산업통상자원부 개인맞춤형건강관리시스템 생체모사디바이스 가상훈련시스템 고효율초소형화발전시스템 직류송배전시스템 센서산업발전의기반을조성하기위해시험 신뢰성평가, 시제품제작등을지원하는 ( 가칭 ) 센서산업화지원센터 구축을별도로추진 나노종합기술원, 전자부품연구원, 한국전자통신연구원등센서관련장비를보유한기관을지역거점으로지정 활용 스마트센서전문기업이수요 ( 세부분야, 기술수준등 ) 를제시하면이를바탕으로국내대학이이에맞는인재를양성하는 기업맞춤형고급센서인력 ( 연간 60여명 ) 양성 도본격적으로추진할계획 이번사업이정부차원에서첨단스마트센서를본격육성하기위한최초의시도인만큼, 향후업계및학계의의견을적극반영하여사물인터넷 (IoE) 시대를대비한미래먹거리산업으로발전시켜나갈계획 411

420 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 현재적용되고있는박막봉지방식은 CMC 구조가대표적이며, C 층은미국 AKT사의 PECVD 장비가적용되고있고 M 층은미국 KATEEVA 사의잉크젯프린트가주로적용되고있음 미국의 AKT사는대표적인디스플레이전공정장비제조사로세계 1위의매출을달성하고있으며, 높은시장점유율을바탕으로공격적이고지속적인장비개발을유지하고있음 특히, AKT사의 PECVD 시스템은 LCD 및 OLED 의 TFT 제조의핵심증착장비시장을 100% 확보하고있을정도로기술력을확보하고있고, 이를바탕으로박막봉지용무기막증착기시장또한 95% 이상을차지하고있음 AKT사의 PECVD가주요진공증착공정에적용되어있는상황에국내일부장비제조사들이공정난이도가낮은분야에장비를공급하고있으며, 주성엔지니어링이국내에서는가장많은시장을차지하고있고에스에프에이의경우약 5년전 PECVD를개발하여양산에납품하였으나소량의장비를납품한이후사업을철수한상태임 미국 KATEEVA사는 OLED RGB 발광화소프린팅장비제조사로출범하였으나관련기술을박막봉지용프린팅장비에적용하여개발성공하였으며, 현재국내주요패널제조사및중국시장을석권하고있음 국내잉크젯프린팅제조사로는유니젯등다수의중소기업들이있으나박막봉지용프린터로는유일하게유니젯사에서중국의 EDO에소형장비를한대납품한것에그치고있는수준으로기술적인진입장벽이높아신생개발장비가양산에적용되기에는매우어려운실정임 국내중소기업사례 주성엔지니어링은 PECVD 장비개발과동시에 PECVD 장비를일부개조한 ALD 장비를개발하여, 국내의패널제조사에공급하고있음 에이피시스템은플렉서블박막봉지를위한 ALD 장비를개발하고있으며, PECVD 장비와더불어다양한패널제조사를상대로데모테스트를진행중에있음 원익IPS는 PECVD 장비개발을성공하여국내패널제조사에서양산데모진행중이고동시에소형의 ALD 장비를개발하고패널제조사의개발라인에납품하여그성능평가를진행중 테스에서는 ALD 방식을이용한 Al2O3 증착장비를개발하고있으며, 2세대기판용의소형장비를중국패널제조사개발라인에공급하였고최근 Si 계물질증착기술개발을시도하고있음 야스는 OLED TV용또는 OLED 조명용증착시스템과 OLED 모바일용증발원등대형디스플레이용증착장비시장을선점하고있으며, 전세계에서유일한증발원생산업체라는점, 세계최초로자동화공정에추가된양산형 8G 대면적 OLED 증착시스템구축등이강점으로꼽힘 비아트론은차세대디스플레이용열처리장비의최초공급자로국내외많은기업에관련장비를공급한레퍼런스를보유, LG디스플레이에제품을독점공급하고있으며, 최근에는중국의패널업체들의공격적인투자로상당한수주를올리고있음 412

421 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 주성엔지니어링 184, , 에이피시스템 394, , 원익IPS 81,082 82, 테스 184, , 야스 31,898 82, 비아트론 3,265 1,

422 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 OLED 박막봉지용 PECVD를포함한플라즈마증착장비시장은미국의 AKT 사가주도하고있으며, PECVD 공정의한계를극복할수있는다양한개발이시도되고있음 AKT 사의경우기존박막봉지용 PECVD 시장을석권하고있으며이를바탕으로다양한연구개발을시도하고있으나뚜렷한성과는보고되지않고있음 AKT 사에서는수년전유럽의 Beneq 사를인수하였으며 Beneq 사는 ALD 장비를주력으로하는업체로써박막봉지용무기막의적용가능성을검토하였으나성과는거의없는것으로알려짐 상기와같이 AKT 사에서도 PECVD 장비의플렉서블박막봉지적용에한계가있음을인지하고있으며자체적인 ALD 장비개발및타업체인수를적극검토하고있음 AKT사는최근국내벤처기업의 ALD 기술력을인정하여인수하였으나소형기판에서는공정이가능하나대형기판용장비로의개발은매우어려운상황임 잉크젯프린터의경우미국의 KATEEVA 사에서양산장비시장을석권하고있으며, 국내외의다양한중소프린터업체들이시제품을선보이고있으나시장진입은불가한상황임 현재의 curved AMOLED 소자제작에는잉크젯프린팅에의한수 um 두께의유기막이박막봉지로활용되고있으나향후플렉서블 OLED 소자로의적용은불가능할것이라고예측이되므로 KATEEVA 사이외에다른업체들은박막봉지용잉크젯장비개발은거의시도하지않고있음 플렉서블봉지를위한잉크젯장비의단점을극복할수있는다른기술의개발이활발하게진행되고는있으나뚜렷한개발성과는보고되지않고있음 414

423 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (2) 국내업체동향 국내기업들에의한박막봉지개발또한현재의 curved 봉지와향후의플렉서블봉지의 2 가지방향으로나뉘어지고있으며대부분의기업들이 2 가지의개발을병행하고있음 주성엔지니어링은 PECVD 장비개발과동시에 PECVD 장비를일부개조한 ALD 장비를개발하여, 국내의패널제조사에공급하고있음 원익IPS는 PECVD 장비개발을성공하여국내패널제조사에서양산데모진행중이고동시에소형의 ALD 장비를개발하고패널제조사의개발라인에납품하여그성능평가를진행중임 에이피시스템은플렉서블박막봉지를위한 ALD 장비를개발하고있으며, PECVD 장비와더불어다양한패널제조사를상대로데모테스트를진행중에있음 테스에서는 ALD 방식을이용한 Al2O3 증착장비를개발하고있으며, 2세대기판용의소형장비를중국패널제조사개발라인에공급하였고최근 Si 계물질증착기술개발을시도하고있음 세메스에서는잉크젯프린터개발에성공하여국내패널제조사에양산공급하고있음 국내의세메스에서박막봉지용잉크젯프린터개발에성공하여국내패널제조사에양산공급하고있으며 KATEEVA 사에서 100% 확보하던시장에진출하여시장점유율을점차높이고있음 유니젯에서는중국에 2세대기판개발용장비를납품하였고양산장비공급을위하여연구개발을진행하고있음 415

424 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 현재박막봉지생산에적용되고있는 PECVD 및잉크젯프린터방식은시장을주도하는장비기업들과후발시장진입기업들로양분되어있으며플렉서블박막봉지로의적용이불가능하다는인식으로추가개발은미미한상황임 AKT사의 PECVD와 KATEEVA 사의잉크젯프린터는국내및중국대부분의시장을점유하고있으며, 국내주성엔지니어링및원익IPS의 PECVD와세메스의잉크젯프린터가시장점유율을확대해나가고있는상황임 종래의 PECVD 및잉크젯프린터에의한 CMC 구조는앞서언급된바와같이전체봉지막두께가수 um 에이르므로플렉서블봉지로의적용은불가능할것으로판단되어대부분의장비제조사들은플렉서블봉지구현이가능한새로운봉지구조및장비개발에주력하고있음 PECVD 막의문제를해결할수있는새로운개념의고품위무기막증착기술개발 OLED 박막봉지공정은 OLED 소자의열적손상문제로인하여 90도씨이하의저온에서증착하여야하고이때 PECVD 막은고온에서성막된것에비하여그특성이현저히떨어지게되는데, 특히박막내에다수의마이크로핀홀이존재하고 3000 ~ 5000A 이상으로그두께를증가시켜도투습방지특성의향상이미미하게됨 상기와같은수천 A 이상두께의 PECVD 막은반복적인굽힘환경에노출되면막의갈라짐이발생하는등다양한문제가발생되므로이러한문제점들을해결할수있는새로운개념의고품위무기막증착기술의개발이요구됨 현재까지개발되어진증착기술들중에서대형디스플레이기판용장비로제작하기에보다더적합한고품위무기막증착기술은 ALD 증착법으로써원자층단위로성막을하므로박막내에핀홀이거의없고 PECVD 대비 1/10 수준의얇은두께에서도동등혹은그이상의투습방지특성을확보할수있음 수년전미국의 VEECO 사에서 Al2O3 증착용 ALD 장비를개발하여국내패널제조사에공급하여양산적용가능성을시험하였으나 Al 2 O 3 막의증착과정에서발생되는부산물이챔버내부에쌓이고이들이일정시간경과후챔버내부에서비산하게되어기판의오염을발생시키는문제가발생되었고결국양산적용은실패하였음 이후 ALD 장비개발은상당히위축되었으나최근 PECVD 막의문제점이대두되면서다시 ALD 장비개발이활기를찾고있음 Non-vacuum break 박막봉지장비개발 현재의박막봉지기술은진공에서의 PECVD 공정이후대기압으로치환하여프린팅공정이수행되며이때다양한문제점이발생되고있으므로진공공정에의한유기막증착기술이반드시필요하며, 이를위해서는새로운개념의장비기술및증착소스물질이개발되어야함 416

425 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 나. 특허동향분석 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비주요기술 주요기술 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지 장비 기술은 크게 공정기술, 재료기술, 조명용도로분류되며, 공정기술은진공유기물증착기술, 파티클제거기술, 플라즈마 조절기술, 저온기술이있으며, 재료기술은전구체기술이있고, 조명용도기술은박막봉지기술이 있음 분류요소기술설명 공정기술 재료기술 진공유기물증착기술파티클제거기술플라즈마조절기술저온기술전구체기술 유기물증착을위한 PECVD 기술유기물증착후불순물을신속히빼내서진공을유지하는기술유기물의플라즈마에의한데미지를최소화하는기술유기물증착공정온도를낮추는기술테트라키스 ( 트리메틸실릴옥시 ) 실란 (tetrakis(trimethylsilyloxy)silane, TTMSS) 등의유기물증착천구체기술 조명용도박막봉지기술 OLED 조명용박막봉지기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비기술의요소기술별주요 국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 진공유기물증착기술 공정기술 파티클제거기술 플라즈마조절기술 저온기술 재료기술 전구체기술 조명용도 박막봉지기술 합계 ,

426 기술개발테마현황분석 국가별요소기술별특허동향에서전구체기술은미국이가장많은비중을차지하고있으며, 진공 유기물증착기술, 파티클제거기술, 플라즈마조절기술, 저온기술, 박막봉지기술은한국이 높은비중을나타내고있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 진공유기물증착기술 Ÿ Ÿ Ÿ 삼성디스플레이 APPLIED MATERIALS 인베니아 디스플레이장비중심 인베니아, 삼성디스플레이, 삼성전자, 등 공정기술 파티클제거기술 Ÿ Ÿ Ÿ APPLIED MATERIALS CANON ANELVA 선익시스템 진공장비업체및대학교중심 선익시스템, 고려대학교, 서울대학교, 등 플라즈마조절기술 Ÿ Ÿ Ÿ APPLIED MATERIALS 인베니아엘지전자 디스플레이장비중심 인베니아, 엘지전자, 동부하이텍, 세메스, 등 저온기술 Ÿ Ÿ Ÿ APPLIED MATERIALS 인텔삼성전자 대기업중심 삼성전자 재료기술전구체기술 Ÿ Ÿ Ÿ DU PONT IBIDEN NISSAN CHEMICAL 대기업, 출연연중심 코오롱, 삼성디스플레이, 한국화학연구원, 등 조명용도박막봉지기술 Ÿ Ÿ Ÿ 삼성디스플레이 GLOBAL OLED TECHNOLOGY PLEXTRONIC 대기업, 출연연중심 삼성디스플레이, ETRI, 엘지화학, 등 공정기술분야주요출원인동향 진공유기물증착기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 APPLIED MATERIALS, 인베니아등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고 있음 418

427 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 파티클제거기술분야는 APPLIED MATERIALS이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 CANON ANELVA, 선익시스템등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 플라즈마조절기술분야는 APPLIED MATERIALS이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는인베니아, 엘지전자등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 저온기술분야는 APPLIED MATERIALS이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는인텔, 삼성전자등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 재료기술분야주요출원인동향 전구체기술분야는 DU PONT 이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 IBIDEN, NISSAN CHEMICAL 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 조명용도분야주요출원인동향 박막봉지기술분야는삼성디스플레이가가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 GLOBAL OLED TECHNOLOGY, PLEXTRONIC 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비기술분야의주요경쟁기술및공백기술 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비기술분야의주요 경쟁기술은전구체기술이고, 공백기술은파티클제거기술, 저온기술로나타남 세부분야요소기술기술집중도 진공유기물증착기술 공정기술 파티클제거기술 플라즈마조절기술 저온기술 재료기술전구체기술 조명용도박막봉지기술 : 600 건이상, : 450~599 건, : 300~449 건, : 100~299 건, : 100 건미만 419

428 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 진공유기물증착기술 챔버리드를개폐하지않고도챔버내에기판을로딩및언로딩하는기술 베리어층위에버퍼층증착후불소 - 함유플라즈마로경화하는기술 공정기술 파티클제거기술 플라즈마조절기술 피증착물의온도를균일하게유지하는기술 진공상태의반응기를대기상태로전환하지않는기술 가스공급부로부터분리된위치에서공정챔버와결합되는전력공급부를구비하는기술 소스가스및반응가스를이용하여각각교대로플라즈마처리하는기술 저온기술 등각유전체확산장벽을형성하는방법 재료기술전구체기술 폴리벤족사진전구체 조명용도 박막봉지기술 개별 RGB 소자사이에무기봉지막제공 막의유닛두께당이온충격의에너지를변화시키면서증착하는기술 국내특허동향을살펴보면디스플레이기업과장비기업은진공유기물증착기술, 플라즈마조절기술을집중적으로연구개발하고있으며, 파티클제거기술은대학교를중심으로연구개발을진행중이며, 중소기업은진공유기물증착기술, 파티클제거기술, 플라즈마조절기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비기술분야의공백기술분야는파티클제거기술, 저온기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는진공유기물증착기술, 파티클제거기술, 플라즈마조절기술로나타남 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비기술분야는디스플레이기업과장비기업를중심으로연구개발이진행되고있는기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은파티클제거기술, 플라즈마조절기술을공공연구기관의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 특히파티클제거기술은고려대학교, 서울대학교가보유한기술을바탕으로기술을개발하여공동으로연구개발을추진하는것을우선적으로고려해볼수있을것으로판단됨 420

429 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 고품위무기막증착기술개발기관 주성엔지니어링 - PECVD 장비개발완료및양산공급중 - PECVD 장비를개조한 SiO 2 ALD 장비개발 - 국내 AMOLED 패널제조사와긴밀한협업관계구축으로양산장비개발에매진 원익IPS - PECVD 장비개발완료하여국내패널제조사에서양산적용가능성시험중 - ALD 장비개발및패널제조사 에이피시스템 - ALD 기술을이용한 SiNx 증착장비개발 - PECVD 개발 테스 - ICP 방식의 ALD 기술을이용한 Al 2 O 3 증착기술개발 - PECVD 개발 선익시스템 - CVD 방식의진공유기막증착기술개발 - Sputter를이용한무기막증착기술개발 전자통신연구원 - 고품위무기막증착기술개발 순천향대학교 ( 문대규교수 ) - Sputter를이용한무기절연막및투습방지막기술개발 고려대학교 ( 홍문표교수 ) - ECR CVD를이용한박막봉지무기막증착기술개발 성균관대학교 ( 서상준교수 ) - ALD를이용한박막봉지무기막증착기술개발 (2) 연구개발자원 디스플레이산업협회는디스플레이장비핵심부분품및재료에대한성능평가시스템구축하여 421

430 기술개발테마현황분석 중소기업에서개발한디스플레이관련장비, 소재, 부품관련한성능평가를지원함 디스플레이장비 재료기술개발활성화를위한성능평가기반구축 - 운영위원회구성및품목별성능평가지원팀운영 - 지속적인성과확산, 평가DB구축을위한홈페이지운영 - 기술교류회및워크숍개최를통한사업수행성과공유 디스플레이장비 재료기업의경쟁력향상을위한성능평가및인증추진 - 디스플레이부품, 소재신뢰성평가 - 공인인증기관을활용한기초신뢰성테스트 (1차) - 패널업체신뢰성검증 (2차) - 디스플레이장비핵심부분품성능평가 - 장비핵심부분품국산화품목발굴및장비업체채용을통한평가 디스플레이장비 재료산업의글로벌경쟁력강화 - 평가프로그램운영을통해개발품목에대한신뢰성제고및판로확보지원 - 국내패널업체기술진이참여하여평가기준충족의경우패널기업명의의성능평가교부서발행 - 영문성능평가교부서를추가발행하여해외판매처확보를간접적으로지원 422

431 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 나. 연구개발인력 AMOLED 박막봉지는최근가장주요한연구개발분야로패널제조사, 장비기업, 국공립 연구소, 학교, 등의기관과물리, 전자, 화학, 화공등다양한분야출신의연구인력들이 개발에참여하고하고있음 [ AMOLED 박막봉지기술분야주요연구인력현황 ] 기관성명직책 한국기계연구원하태호첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원김동훈첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원노승국첨단생산장비연구본부전문가 한국기계연구원송창규첨단생산장비연구본부전문가 전자부품연구원정혜동인공지능연구센터센터장 전자부품연구원고재진임베디드 SW 연구센터센터장 전자부품연구원정인성지능메카트로닉스연구센터센터장 한국표준과학연구원이혁교연구소장 KAIST AIM LAB 유창동교수 서울대학교 VISION&LEARNING LAB 김건희교수 한양대학교영상공학연구실김회율교수 서울대학교 DSL AIL 윤성로교수 423

432 기술개발테마현황분석 다. 기술이전가능기술 기술이전이가능한기관은전자부품연구원, 한국표준과학연구원등이있음 [ AMOLED 박막봉지장비요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 형상측정장치및그방법 한국표준과학연구원 검사측정 삼차원박막두께형상측정법 두께변화측정장치및두께변화측정방법 한국표준과학연구원 한국표준과학연구원 공초점열반사현미경기술 한국기초과학지원연구원 S/W 설계 고성능컴퓨팅 SW 기술 인간 - 기계인터페이스기술 고신뢰성고실시간성 SW 전자부품연구원 전자부품연구원 전자부품연구원 제어 구동센서제어모듈설계 고정밀고신뢰성모터드라이브 전자부품연구원 전자부품연구원 딥러닝 분산빅데이터딥러닝 SW 병렬컴퓨팅 차세대기계학습및추론기술 전자부품연구원 전자부품연구원 424

433 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 플렉시블 _ 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비분야키워드클러스터링 ] 425

434 기술개발테마현황분석 [ 플렉시블 _ 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 encapsulat ion method 6~8 1. Method for hybrid encapsulation of an organic light emitting diode 2. Method for encapsulating an organic light emitting diode 3. Thin-film flexible barriers for PV applications and OLED lighting 클러스터 02 encapsulat ion film 7~8 1. Roll-to-roll manufacturing of functional substrates and encapsulation films for organic electronics: Technologies and challenges 2. The improvement of thin film barrier performances of organic-inorganic hybrid nanolaminates employing a low-temperature MLD/ALD method 3. Foldable organic light emitting display device 클러스터 03 inorganic layer 6~7 1. Organic light-emitting display apparatus and manufacturing method thereof 2. Thin film encapsulation unit, organic light emitting diode display including the same and manufacturing method thereof 3. Hybrid inorganic-organic multilayer structures for flexible moisture-barrier films of flexible OLED lightings 클러스터 04 encapsulatio n structure 6~7 1. Organosilicon function of gas barrier films purely deposited by inductively coupled plasma chemical vapor deposition system 2. The process and reliability tests of glass-to-glass laser bonding for top-emission OLED device 3. Fluorine-containing polymerized HMDSO applications for OLED thin film encapsulation 클러스터 05 metal sheet 7~8 1. ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF 2. Organic light emitting diode display and manufacturing method thereof 클러스터 06 hybrid layer 5~7 1. Hybrid layers for use in coatings on electronic devices or other articles 2. OLED PACKAGING METHOD, PACKAGED STRUCTURE AND DISPLAY DEVICE 3. METHOD FOR HYBRID ENCAPSULATION OF AN ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE 클러스터 07 refractive index 7~9 1. Organic light emitting diode display 2. METHOD FOR FABRICATING MULTILAYERED ENCAPSULATION THIN FILM HAVING OPTICAL FUNCTIONALITY AND MUTILAYERED ENCAPSULATION THIN FILM FABRICATED BY THE SAME 3. Preparation of organic/inorganic hybrid nanocomposites by ultraviolet irradiation and their packaging applications for organic optoelectronic devices 클러스터 08 passivation layer 7~8 1. Low-cost and reliable thin film encapsulation for organic light emitting diodes using magnesium fluoride and zinc sulfide 2. Asymmetric brightness of transparent organic emitting device with passivation layer by annealing 3. ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DISPLAY OLED AND FABRICATION METHOD THEREOF 426

435 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 클러스터 09 film layer 4~7 1.PROCESS OF MAKING AN OPTICAL FILM BY ATOMIC LAYER DEPOSITION (ALD) AT ATMOSPHERIC PRESSURE 2. Display module encapsulating structure and preparing method thereof 3. OPTICAL THIN FILM LAMINATE FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DISPLAY ELEMENT, PRODUCTION METHOD THEREOF, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DISPLAY ELEMENT AND DISPLAY DEVIC 클러스터 10 insulating layer 6~7 1. Organic light emitting diode display, touch display device and method for fabricating the same 2. ORGANIC LIGHT-EMITTING DISPLAY APPARATUS HAVING PROTECTED EMISSION LAYER 3. A new kind of encapsulation material for OLEDs 427

436 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 진공유기막증착기술 유기막진공증착장비기술 진공증착용유기재료검토 전문가추천 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 무기막증착기술 무기막증착기술 투습도, 스트레스, 광투과도최적화 전문가추천, 기술수요 전문가추천 LLO 시스템기술 비엑시머레이저를이용한 laser lift-off(llo) 장비기술 레이저기술 전문가추천 특허 / 논문클러스터링, 전문가추천, 기술수요 광학기술기타광학계기술특허 / 논문클러스터링 다층구조박막봉지형성기술 유무기다층막증착장비기술 투습도, 스트레스, 광투과도최적화 특허 / 논문클러스터링 특허 / 논문클러스터링 S/W 기술소프트웨어기술특허 / 논문클러스터링 428

437 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 진공유기막증착기술 유기막진공증착장비기술 진공증착용유기재료검토 유기막증착장비기술 진공증착용유기재료 무기막증착기술 무기막증착기술 무기막증착기술 투습도, 스트레스, 광투과도최적화 무기막증착시투습도, 투과도최적화기술 다층구조박막봉지형성기술 유무기다층막증착장비기술 다층박막증착장비기술 투습도, 스트레스, 광투과도최적화 박막봉지공정시투습도, 광투과도최적화기술 429

438 기술개발테마현황분석 나. 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 430

439 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 플렉시블 / 폴더블 AMOLED 소자의 non-vacuum break 박막봉지장비분야핵심요소기술연구목표 ] 분류 핵심요소기술 기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 진공유기막증착기술 증착속도 (A /min) 막두께균일도 (%) > 1000 > 500 > 800 > 1000 < ±5 < ±8 < ±5 < ±5 고속유기막증착기술확보 막균일도최적화 무기막증착기술 Particle coverage (%) > 80 > 50 > 80 > 80 Particle coverage 최적화 g/m 2 /day 기준 증착시간 (min) < 10 < 15 < 12 < 10 고속무기막증착기술확보 막두께균일도 (%) < ±5 < ±8 < ±5 < ±5 막균일도최적화 다층구조박막봉지형성기술 전체막두께 1 um 이하 Particle coverage (%) 투습도 (g/m 2 /day) 광투과도 (%, 가시광 ) > 50 > 70 > 60 > 50 Particle coverage 최적화 < < < 다층구조투습도최적화 > 85 - > 75 > 85 광투과도최적화 다층구조유무기층수 (# of layer) 다층구조최적화 431

440

441 기술개발테마현황분석 차세대디스플레이용 기능성필름

442

443 차세대디스플레이용기능성필름 정의및범위 디스플레이패널에사용되는필름과그패널과연관된기능성필름즉디스플레이제조시사용되는기판필름, 디스플레이의광학적특성을개선하고새로운디스플레이를구현하기위한양자점소재를이용한필름또는디스플레이, 제조된디스플레이패널을보호하기위하여사용되는보호필름, 디스플레이패널의상하부에사용되는터치센서및디지타이저필름등을포함 디스플레이패널의기판소재로사용되는폴리이미드필름기술, 차세대디스플레이패널과터치센서에사용되는유연소재기반의투명전도성필름기술, 디스플레이패널의광학적특성을개선하기위한양자점필름기술, 디스플레이패널을보호하기위한유무기복합소재기반의보호필름기술로분류 정부지원정책 정부의국산화정책지원에힘입어기능성필름의점유율이증가해왔음 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 플렉시블디스플레이산업은국내기업이주도 OLED 디스플레이는국내에서제조 양자점디스플레이산업은국내기업이주도 관련제품을국내에서생산함 디스플레이산업육성을위하여다각도로방안을수립중기회 (Opportunity) 디스플레이산업이 LCD산업에서필름기판을사용하는플렉시블 OLED 산업으로변화되면서기능성필름에대한신시장이형성되고있음 플렉시블디스플레이산업으로변화되면서다양한형태와특성을가지는필름수요가증가 국내기업이산업을주도하고있으므로침투가능성이높음 약점 (Weakness) 원천소재에대한기술력부족 제조공정장비에대한기술력부족 기초소재즉 base film에대한기술력부족 제품제조기술부족위협 (Threat) 원천소재에대한기술력이약함으로새로운제품에대한빠른대응력이부족 원천소재에대한가격상승위협 원천소재공급에대한위협 중소기업의시장대응전략 플렉시블디스플레이제조업체와협력하여기초기술을확보 플렉시블디스플레이용기능성소재에대한기술력확보 플렉시블디스플레이제조공정에사용되는기능성필름에대한기술력확보 기능성필름제조가가능한공정장비및부품개발이필요

444 핵심요소기술로드맵

445 차세대디스플레이용기능성필름 1. 개요 가. 정의및필요성 일반적으로차세대디스플레이로기대되는디스플레이는플렉시블 OLED 를채용한것으로, 그구성은 OLED 패널, 각종센서, 편광필름, 윈도우, 보호필름등으로구성됨 [ 모바일디스플레이모듈구성도 ] 차세대디스플레이용기능성필름이란디스플레이패널에사용되는필름과그패널과연관된기능성필름즉디스플레이제조시사용되는기판필름, 디스플레이의광학적특성을개선하고새로운디스플레이를구현하기위한고강도윈도우필름, 우수한색재현성을위한양자점필름또는디스플레이, 제조된디스플레이패널을보호하기위하여사용되는보호필름, 디스플레이패널의상하부에사용되는터치센서및디지타이저필름등을포함함 차세대디스플레이용기능성필름을구현하기위한핵심기술로는유연소재기반투명전도성필름기술, 폴리이미드기반의기판필름기술, 양자점필름기술, 유무기복합소재를이용한고강도윈도우필름및공정필름이있음 유연소재기반투명전도성필름기술 플렉시블디스플레이또는터치센서등에사용되는투명전도성필름은단위셀을구동하거나센서를동작시키기위해우수한전기전도성을가져야하며, 동시에내부에서생성된빛또는외부의태양광등이투과될수있도록광학적으로투명한특성을가져야하고, 플렉시블디스플레이에사용할수있는정도의연성과내구성을가져야함 이와같은특성을가지는전극을투명전극이라고하며, 일반적으로 100 ohm/sq 이하의면저항 437

446 기술개발테마현황분석 (sheet resistance) 및가시광선영역에서 85% 이상의광투과도 (optical transmittance) 를가지는물질을통칭하는용어로사용됨 투명전극물질로가장널리사용되어온물질은인듐산화물 (Indium oxide) 에약 10% 의주석 산화물 (Tin oxide) 이도핑된 ITO (Indium Tin Oxide) 라는물질이며, 자유전자와광자간 Interaction 에의해광학적으로불투명한금속과달리매우투명하면서도전기전도성이탁월하여 대부분의디스플레이및터치센서등의투명전극물질로활용되어옴 [ 플렉시블디스플레이컨셉사진 ( 성균관대학교 ) ] 최근가볍고얇은전자디바이스및접거나늘릴수있는디스플레이, 즉플렉시블디스플레이 (Flexible display) 에대한소비자요구가날로증가함에따라, 투명전극또한이러한특성에대응할수있어야한다는기술적필요성이커지고있음 ITO는산화물특유의취성 (Brittleness) 때문에구부릴경우크랙이발생할가능성이매우높으며, 특별히전기적특성을개선하기위해결정화한결정질 ITO (Crystalline ITO) 의경우더욱취약하다는데문제의핵심이있음 일부결정상태를조절하여 ITO의유연성을향상시킨제품도개발되고있지만, 궁극적으로곡률반경이 1 mm 이하인디스플레이및터치센서등에적용하기는무리가있는수준임따라서 ITO를대체하기위한유연투명전극기술에대한수요가크게증가하고있는상황이며, 최근금속나노소재, 금속메쉬, 탄소나노소재및고분자나노소재등을기반으로한투명전극기술이속속발표되면서플렉시블투명전극개발에대한기대가고조되고있음 폴리이미드필름기술 폴리이미드는이미드관능기가반복되어연결되어있는고분자소재로서, 고내열성을특징으로하는엔지니어링플라스틱특유의강성과내열성때문에각종첨단산업분야에적극적으로활용되고있음 특히전자기기용회로기판 (FPCB) 의절연체로써적극적으로활용되어왔으면최근플렉시블디스플레이의핵심기판소재로써폴리이미드가그분야를확장해나아가고있음 뿐만아니라분말성형을통한금속대체용고성능고분자소재로써의분야또한확장하고있는상황이기때문에첨단반도체, 디스플레이, 전기전자산업에직접적으로연계되어있는핵심화학소재로써의가능성이점점더높아지고있고관련필요성또한지속적으로증대되고있음 438

447 차세대디스플레이용기능성필름 양자점필름기술 양자점필름은디스플레이의색순도를향상시키기위하여사용되는광학적필름으로지름이수십나노미터이하의반도체결정으로결정의크기와전압에따라별도장치없이도스스로다양한색의빛을내는물질을말함 양자점은중심체인코어 (Core) 와쉘 (Shell) 로이루어져있으며, 코어의크기에따라색깔을달리구현할수있고코어를둘러싼쉘은발광특성을개선시키는역할을함 즉, 입자의크기가작으면짧은파장의빛이발생하여파란색을띄고, 입자의크기가클수록긴파장의빛을발생하면서빨간색에가까운색을구현할수있음 [ 양자점구조및발광원리 ] 양자점은무기물이기때문에 OLED와같은유기물질에비해가격이싸고수명이길며, 색재현성도높아플렉시블디스플레이및투명디스플레이에활용가능성이높음 다만양자점을자체발광소자로사용하는 QD-LED의경우전극에서양자점발광층으로전자와정공이이동하는과정에서누설되는경우가많고이송층에서만나는단점때문에본격적으로디스플레이에채택하기에는기술적인난관이존재함 현재양자점을적용한디스플레이는자체발광소자로사용하기보다는양자점을 LED와조합하여형광및발광물질로사용하여 LED BLU에적용하고있음 양자점소재를이용한차세대디스플레이구현을위해서는지속적인연구개발이필요함 유무기복합소재를이용한기능성필름기술 유무기복합소재란두종류즉유기와무기 ( 금속 ) 소재를복합화하여물리적, 화학적으로각각의소재가원래의성질을유지하면서단독의재료로얻을수없는특성을지니게한소재임 이전까지의소재개발은주로소재의단일기능을확대하는방향이었다면, 차세대소재개발은기존의소재가갖고있지못한또다른기능이참가될수있도록진행되고있음 고정된형태의제품중심의산업에서 flexible, foldable 등새로운기능을갖춘디스플레이제품이요구되면서이를만족시키기위한유무기복합소재기술이필요로하고있음 439

448 기술개발테마현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 차세대디스플레이용기능성필름은디스플레이패널의기판소재로사용되는폴리이미드필름기술, 차세대디스플레이패널과터치센서에사용되는유연소재기반의투명전도성필름기술, 디스플레이패널의광학적특성을개선하기위한양자점필름기술, 디스플레이패널을보호하기위한유무기복합소재기반의보호필름기술로분류 [ 제품분류관점기술범위 ] 전략제품제품분류관점세부기술 유연전극소재 내재적으로유연한유연전도성소재기술개발 고투과, 무색및고전도특성구현가능소재및구조개발 고굴곡시손상되지않는내부구조설계기술 유연소재기반투명전도성필름 유연전극제조공정 유연전극소재에최적화된투명전극필름제조기술개발 유연전극및기판의 Interaction 을감안한공정설계 적용 Application 에적합한제조공정설계 유연전극용기판기술 고투과및고유연 free-standing 폴리머기술 유연전극소재와의 Interaction 을감안한최적소재개발 Post processing 시손상되지않는내열성확보소재개발 차세대디스플레이용기능성필름 폴리이미드필름 투명디스플레이용소재 필름화공정기술 고내열성, 치수안정성, 투명도등이우수한투명폴리이미드합성기술 고내열성, 고투과성을가지는필름화기술 폴리이미드필름을이용한기능성필름제조기술 양자점필름 양자점소재기술 양자점필름제조공정기술 균일한특성을가지는양자점소재합성기술 내구성이우수한양자점소재기술 고내구성양자점필름화기술 유무기복합소재및필름 유무기복합화공정기술 복합필름제조공정기술 기능성특성을가지는유무기합성기술 유무기합성소재를이용한필름화기술 유기소재와금속소재를합성한필름제조기술 440

449 차세대디스플레이용기능성필름 (2) 공급망관점 차세대디스플레이용기능성필름기술을공급망관점에서분류하면필름에관련된원천소재 기술, 원천소재를기반으로필름용소재합성소재, 합성소재를이용한필름화기술, 필름위에기능성을부가하는기능성필름화기술로분류됨 [ 공급망관점기술범위 ] 전략제품공급망관점세부기술 유연전극소재 전도성소재기술개발 (Ag Nano wire, 금속분말, 나노잉크, ITO, 유기물질등 ) 전도성소재를이용한잉크, 페이스트, 박막타겟제조기술 유연소재기반투명전도성필름 유연전극제조공정 유연전극소재에최적화된투명전극필름제조기술개발 유연전극및기판의 Interaction 을감안한구조설계기술 적용 Application 에적합한제조기술 유연전극용기판기술 디스플레이용전도성필름제조기술 터치센서용전도성필름제조기술 대전방지용전도성필름제조기술등 차세대디스플레이용기능성필름 폴리이미드필름 투명디스플레이용소재 필름화공정기술 고내열성, 치수안정성, 투명도등이우수한투명폴리이미드합성기술 폴리이미드대량합성최적화기술 고내열성, 고투과성을가지는투명디스플레이용필름화기술 폴리이미드필름에광학. 기계적기능을포함한필름기술 양자점필름 양자점소재기술 양자점필름제조공정기술 균일한특성을가지는양자점소재합성기술 양자점소재대량합성기술 고내구성양자점필름최적화기술 유무기복합소재및필름 유무기복합화공정기술 복합필름제조공정기술 기능성특성을가지는유무기합성기술 유무기복합소재대량합성기술 유무기합성소재를이용한필름최적화기술 유기소재와금속소재를합성한전자파차폐및흡수필름기술 441

450 기술개발테마현황분석 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 유연소재기반투명전도성필름기술 현재전세계 ITO 필름시장의 90% 이상을차지하고있는일본닛토덴코 (Nitto Denko) 사의 ITO 가격정책이유연소재기반투명전도성필름의시장진입여부및확장성을좌우하고있음 닛토덴코사는가격경쟁력을바탕으로디스플레이및터치센서시장에서유연소재기반투명전도성필름시장을장악하고있음또한비정질 ITO를적극적으로개발하여기존에비해개선된유연성을나타내는 ITO 필름을출시하여시장지배력을확대하고있음 하지만곡률반경 3mm 이내의플렉시블디스플레이개발이본격화되는시점에맞추어유연소재기반투명전도성필름의시장진입및확대는증가할것으로기대됨 유연소재기반의투명전도성필름시장은플렉시블디스플레이사용이확대되면사용용도도확대될것임 즉, 유연소재기반투명전도성필름산업은일본산 ITO 필름의가격경쟁력을넘어서는기술적완성도 ( 유연성, 화학-기계적안정성및광학적고품질화 ) 와적용제품군의시장확장성에달려있다고할수있음 폴리이미드필름기술 단량체합성, 정제및중간체인폴리아믹산전구체를형성하는화학합성산업과이를코팅하여필름화하는화학공정산업, 그리고이를전자재료화하는전방산업으로이루어짐 화학산업과전자산업이밀접하게연계되어야하는분야이며전자산업의빠른발전속도와신중하게발전하는화학산업간간극이발생하는특징을가지고있음 디스플레이산업이 LCD산업에서필름기판을사용하는플렉시블 OLED 산업으로변화되면서고내열성투명폴리이미드의관심이높아지고있음 디스플레이가플렉시블한형태로변화되면서폴리이미드재료를이용한필름이다양한분야로확대되고있음즉고방열소재인인조그라파이트, 내열성이우수한보호필름등으로확대 양자점필름기술 양자점은입자의크기로색을조절하는특성상, OLED와같은기존제품대비상용화가빠르게진행될것으로예측되며이미국내 외다수의소재업체들이양산화를진행중임 다만, 유럽연합은특정유해물질규제 (RoHS, Restriction of Hazardous Substances) 지침을통해카드뮴을사용한디스플레이에대한사용을제한하고있어각국의양자점소재생산업체는비카드뮴계양자점소재를앞다투어개발중임 양자점디스플레이와같은화학기술기반의전자재료산업은기술적진입장벽이높고최종제품에 442

451 차세대디스플레이용기능성필름 문제를일으킬경우비용부담이크기때문에공급업체선정에보수적인경향이있으나, 부가가치가높아매출이확대될수록이익률이빠르게개선됨 대형디스플레이소비시장인미국 유럽등의경기가점진적으로회복되고있음에도불구하고 TV, PC 등의보급률포화로업계의성장잠재력이저하된상태에서디스플레이산업의공급과잉을해소할수있는소비동력을확보하기쉽지않음 - ( 한국 ) 국내기업의경우패널, LED 등핵심부품들이수직계열화가되어있어품질및가격경쟁력을확보하고있으며 UHD TV, Curved TV, 스마트 TV 등의기술을선도하고있으므로프리미엄급제품에서지속적인성장이예상됨 - ( 중국 ) 중국은탄탄한내수시장증가세를바탕으로공급측면에서도새로운변수가되고있으며, 후발국가임에도불구하고빠르게성장하여프리미엄급 TV 시장의점유율을확대하고있고, 중국정부의강력한지원을기반으로주요업체가대규모설비투자를확대하고있어생산능력이큰폭으로확대될것으로보임 - ( 일본 ) 엔화약세, 원화강세상황은일본기업들에상대적으로유리한상황이며, 이에따라일본기업이가격경쟁력을확보하는만큼실질적인가격하락효과가발생하여국내업체들의수익성하락을초래할가능성이높음 유무기복합화소재기술 산업전반에걸친파급효과가큰원천소재이기때문에미국, 유럽연합 (EU), 일본등의선진국들이장기적계획으로신기술개발및실용화를통한시장개척을시도하고있음 국내에서는최근들어관련기업이태동하는단계이며, 환경규제가강화되는등의정책적이슈해결을위해경량대체재료로서자동차산업에서사용량이점진적으로증가하는추세임그러나중소기업들이개발필요성은인정하면서도높은가격으로인하여투자를주저하는실정 디스플레이산업의경우 LCD 산업에서플렉시블 OLED 산업으로변화되면서필름소재가가지고있는문제점, 즉내열성, 기계적강도등을해결하기위한수단으로복합소재가개발되고있음 복합소재분야에서한국은산업구조가탄탄하고디스플레이, 자동차, 화학소재분야에서기술력을갖고있다는점때문에시장성장이예상되나, 고부가가치창출이가능한고기능성복합소재분야에서는기술수준이낮아수입에의존하고있음 443

452 기술개발테마현황분석 (2) 산업의구조 유연소재기반투명전도성필름기술 유연소재기반투명전도성필름산업은투명전극을구성하는핵심물질인전도성소재 ( 금속소재, 탄소나노소재, 전도성고분자소재등 ) 제조사와전도성소재를지지하기위한필름제조사, 그리고전도성소재를필름에코팅또는인쇄하기위한코팅 / 인쇄업체등으로구성된후방산업과, 유연투명전도성필름을사용하여제품을개발하는플렉시블디스플레이업체, 터치센서업체, 태양전지업체및각종웨어러블디바이스제조업체등으로구성된전방산업을가짐 [ 유연소재기반투명전도성필름산업구조 ] 후방산업유연소재기반투명전극분야전방산업 유연전도성소재 ( 금속기반나노소재, 탄소기반나노소재및고분자나노소재등 ) 제조, 투명고분자잉크, 금속기반잉크및페이스트, 코팅용소재즉타겟제조 메탈메시기반투명전도성필름제조, 은나노와이어기반투명전도성필름제조, CNT 및그래핀등탄소소재기반전도성필름제조, 전도성고분자기반투명전도성필름제조 디스플레이패널제조, 태양전지모듈제조, 터치센서제조, 스마트글래스제조, 웨어러블디바이스제조, 디지털사이니지제조 폴리이미드필름기술 단량체합성, 정제, 중간체합성분야인화학산업으로부터바니시생산 바니시를공급받아필름화하는화학공정산업분야로부터필름, 분체및투명 PI 기판제공받음 전방산업인전자산업에서는폴리이미드필름자체보다는이를부품화한소재를제공받음 [ 폴리이미드필름산업구조 ] 후방산업폴리이미드필름분야전방산업 화학산업 ( 단량체합성, 정제, 중간체합성 ) 화학공정산업 ( 필름화, 동박접착, 분체화등 ) 전자산업 (FPCB, PI 분체부품, 플렉시블디스플레이등 ) 444

453 차세대디스플레이용기능성필름 양자점필름기술 기초물질을이용하여비 Cd계양자점소재를합성, 내구성이우수한형태로코팅하고기술, 양자점합성기술을기반으로대량생산기술이후방산업을구성함 대량생산된양자점소재를이용하여디스플레이의광학필름으로사용할수있도록필름화및가공하는전방산업으로구성됨 [ 양자점필름산업구조 ] 후방산업양자점필름분야전방산업 양자점합성및수용액코팅, Cd 계와 Cd 계로구분 양자점을수지에분산시켜광학필름생산 양자점광학필름을 LED BLU 에적용하여디스플레이생산 유무기복합화소재기술 금속, 및세라믹입자를나노크기로균일하게제조하는기술과제조된입자를고분자재료와합성하여잉크, 페이스트, 기타제조공정에사용할수있는형태로합성하는기술이후방산업으로구성되어있음 전방산업은나노세라믹소재및금속소재와유기소재를혼합한필름등을디스플레이, 자동차, 기타산업에사용할수있도록가공하는산업으로구성 [ 유무기복합화소재산업구조 ] 후방산업유무기복합소재분야전방산업 금속및세라믹입자, 유리및탄소강화재, 고분자수지등소재산업 경량유무기복합소재, 고방열유무기복합소재, 전자파차폐유무기복합소재, 다공성유무기복합소재, 디스플레이, 자동차, 항공, 선박, 전기전자, 에너지, 환경, 스포츠산업등 445

454 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 유연소재기반투명전도성필름기술 유연전도성소재기반투명전도필름시장은 2016 년부터점차성장하다 2019 년부터급격히 성장할것으로전망됨 2021 년에는약 60 억달러규모의시장을형성할것으로예상됨 [ 유연소재기반투명전도성필름세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 1,212 1,933 2,212 2,987 4,587 6, * 출처 : Touch Display Research, 유진투자증권 폴리이미드필름기술 화학기초소재산업재로써사용되고있을뿐아니라, 신규응용분야대두에의한신규시장또한 지속적으로발굴되고있어발전가능성높음 [ 폴리이미드필름세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 977 1,004 1,305 1,698 1,841 2, * 출처 : SKC Kolon IR book, 한양증권 SKC 코오롱분석보고서 양자점필름기술 세계양자점디스플레이시장은 2016년 2억 2,900만달러에서 37.2% 의연평균성장률을보이며 2021년에는약 24억 2,400만달러에이르는시장을형성할것으로전망 양자점디스플레이시장은미국이선도하고있으며그뒤를유럽과아시아시장이따르고있으나향후아시아시장점유율이더커질것으로전망됨 446

455 차세대디스플레이용기능성필름 [ 양자점필름세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 ,210 1,770 2, * 출처 : Quantum Dots (QD) Market Revenue, Allied Market Research(2016), 이노싱크컨설팅재구성 유무기복합화소재기술 세계금속복합소재시장에서미국시장이약 35%, 아시아권이약 30% 점유하고있음 전자장비경량화및반도체열방출등전자부품시장의성장에따라유무기복합소재관련시장이지속적성장을나타내고있음 [ 유무기복합화소재세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 823, , , ,537 1,017,873 1,056, * 출처 : 복합소재관련 Visiongain, Transparency Market Research, BCC Research 등의자료를참고하여전망치추정 447

456 기술개발테마현황분석 (2) 국내시장 유연소재기반투명전도성필름기술 디스플레이패널제조사와기타전자기기제조사가밀집한국내의경우시장규모가세계시장의약 10% 수준에이를것으로예상되며, 세계시장성장속도와동일하게성장하여 2021년에는약 6,432억원의시장을형성할것으로기대됨 [ 유연소재기반투명전도성필름국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 1,440 2,280 2,640 3,480 4,800 6, * 출처 : 유진투자증권 폴리이미드필름기술 폴리이미드시장은크게 FPCB, 모바일디스플레이용방열시트, 플렉시블디스플레이의기판시장으로나눌수있음 FPCB 시장은꾸준히성장하고있고, 모바일용방열시트의경우모바일제품의사용시간이점차길어짐으로써방열시트의채용률이증가하고있고, 삼성전자, 애플등의폰업체들이다음모델에플렉시블디스플레이를채용하는것을공식화함으로써폴리이미드필름의사용량은늘어날것으로예상됨 [ 폴리이미드필름국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 ,268 1,374 1, * 출처 : SKC Kolon IR book, 한양증권 SKC 코오롱분석보고서를통하여유추하여작성함 양자점필름기술 국내양자점디스플레이시장은 2015년 961억원에서 37.2% 의연평균성장률을보이며 2020년에는약 1조 124억원에이르는시장을형성할것으로전망됨 양자점디스플레이중하나인 QLED의경우기존고급디스플레이제품에적용되던 OLED보다저가격, 높은색재현율을보유하고있으며번인현상이발생하지않고웨어러블기기에응용가능하여향후높은성장이예상됨 448

457 차세대디스플레이용기능성필름 [ 양자점필름국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 1,307 1,884 4,037 6,920 10,124 13, * 출처 : Quantum Dots (QD) Market Revenue, Allied Market Research(2016), DisplayCenter 뉴스레터 (355 호 ), 이노싱크컨설팅재구성 유무기복합화소재기술 2016년기준유뮤기복합소재국내시장규모는 2,053억원이며, 2021년에는 2,618억원으로추정 향후국내자동차산업기반의고도화및반도체, 전자제품용방열소재의수요증가로금속및세라믹소재를복합화한복합소재의시장성장전망 [ 유무기복합화소재국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 2,053 2,166 2,278 2,399 2,525 2, * 출처 : 복합소재관련 Visiongain, Transparency Market Research, BCC Research 등의자료를참고하여전망치추정 449

458 기술개발테마현황분석 (3) 무역환경 유연소재기반투명전도성필름기술 현재까지의무역은모두 ITO 기준으로이루어졌으며, 이경우지난 5년간큰변화없이수입우위구도가유지되어왔음 향후유연소재분야기술선점이가능할경우수출우위구도로변모가능할것으로기대됨 [ 유연소재기반투명전도성필름무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 559, , , , , 수입금액 1,122,899 1,103,660 1,194,058 1,042,739 1,004, 무역수지 -563, , , , ,732 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 출처 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 폴리이미드필름기술 폴리이미드시장은국내의 SKC코오롱PI사가국내시장의 90% 이상을점유하고있는사항임 폴리이미드시장은 SKC코오롱PI가국내시장을독점하고있고, 생산되는일부물량에대해서중국으로수출하고있으므로무역수지는우수함 양자점필름기술 양자점관련제품은국내삼성전자에서사용되는디스플레이에주로적용되고있고, 제품생산은 한솔케미칼에서양자점소재를생산해국내업체에서필름화하여양산하고있음 유무기복합화소재기술 국내기업들의제품개발로무역수지가개선되고있음 2012년이래로무역수지흑자를기록하였으며, 지속적으로수출증가세를보이고있음 다만, 고부가가치를창출할수있는고기능성복합소재는미국과일본등에의존하고있는상황임 450

459 차세대디스플레이용기능성필름 [ 유무기복합화소재무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 4,874,586 5,659,455 5,698,282 5,736,581 6,023, 수입금액 4,594,212 4,064,183 3,649,711 3,253,078 2,960, 무역수지 280,356 1,595,272 2,048,571 2,483,503 3,063,110 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 출처 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 451

460 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 기능성고분자필름이란베이스재가되는플라스틱필름에코팅이나증착등의표면처리나라미네이트등의 2 차가공, 또는베이스필름원료자체의기능성화나하이브리드화등에의해기능을부여한필름 기능성필름은그기재가되는재료로부터도출되는기능과신소재탄소나노튜브, 금속나노입자등나노과학기술을접목한제품으로초전도성, 고선명, 내오염성, 적외선차단및열적성능향상등기능성이우수한친환경필름임 시장규모가가장큰 FPD(Flat Panel Display) 관련의경우기본적으로 LCD 와연동한시장임백라이트유닛관련해서는고가격의 LED 개수를줄여비용다운을하도록휘도향상필름수요가증가하고있음 TFT-LCD 용 BLU(Back Light Unit) 는 Lamp, 반사필름, 도광판, 확산필름, 프리즘시트, 보호필름등으로구성되어있으며, Lamp 에서나오는선광을 LCD 프론트전면으로면광원화하고휘도를향상시키기위해여러층의다양한기능을갖춘광학필름이사용됨 광학필름은 TFT-LCD 패널에서중요한광특성상의효율성과밀접한관련이있기때문에최종수요처인삼성전자와같은패널업체들로부터의승인이필요한핵심재료임 * 자료 : DisplaySearch [ 디스플레이분야의광학필름의종류 ] 반사필름과확산필름, 프리즘시트, 보호필름등으로구성된광학필름은패널업체들의원가개선노력과광학성능개선, 광원의변화등을거치면서다양한형태로개발되며성장하고있음 확산기능과프리즘기능을결합시킨마이크로렌즈필름이광원성능의향상과휘도개선등으로기존프리즘필름을대체하고있으며, 세트업체들은상판확산필름을줄이고휘도성능을향상시켜원가를대폭개선시키기위해복합필름을채택하고있음 452

461 차세대디스플레이용기능성필름 * 자료 : 유진투자증권 [ 광학필름의발전단계 ] 대형 LCD 디스플레이경우디스플레이의색순도를향상시키기위해 BLU 상부에양자점필름을 추가하여사용함 이와같이양자점필름을사용하는제품은프리미엄급제품으로 OLED TV 와경쟁구도에있음 스마트폰과태블릿PC시장이성장함에따라터치패널수요가큰폭으로증가하고있고, 특히 IT산업이스마트폰과태블릿PC 중심으로성장하면서일본의 Nitto Denko가사실상독점하고있고, 플렉시블 OLED에대응할수있는투명전도성필름기술이필요함 ITO필름은원단필름인 PET필름이나유리판위에인듐 (Indium) 과주석 (Tin) 을스퍼터링방식 (Sputtering) 으로증착시킨필름으로, 터치패널에서핵심적인부분임 ITO필름의주재료인 ITO는투명하고, 전도성이좋아터치패널, LCD 등디스플레이에서전극으로사용되고있음 2012년 ITO필름의공급부족이부각되면서, 이를대체하고자하는움직임이활발하게진행되고있으며, 메탈메쉬 (silver metal mesh) 방식필름이대표적인 ITO 대체필름으로부각되고있음 메탈메쉬필름은구리나은을미세하게필름에입혀전극을구성하는공법으로투과율이낮은저항값을구현할수있어, 향후 ITO필름을대체할기술로주목되고있음 * 자료 : Nikkei Business [ 은나노와이어필름구조 ] 453

462 기술개발테마현황분석 편광필름은자연광 ( 편광되지않은빛, 원편광 ) 의빛을받아들여한쪽방향으로만진동하는빛을투과시키는필름을뜻하며제조방법, 사용재료, 광학적원리, 광특성등에따라다양한종류가있음 편광필름제조공정은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을연신시켜, 요오드 (I2) 와이색성염료용액에담구어요오드분자 (I2) 와염료분자를연신방향으로나란하게배열하여완성됨 편광필름의핵심요소기술은 PVA를일정한간격으로당겨주는 라미네이팅 (Laminating) 기술과필름들을균등하게접착시키는합지기술이중요함 플렉시블 OLED에도원편광필름이사용되고있고, 얇은두께를가지는원편광필름기술이요구되고있음 디스플레이산업이 LCD 기반의산업에서 OLED 기반의산업으로변화되면서새로운형태의기능성필름을요구하고있음 스마트폰에사용되는디스플레이가 LCD에서플렉시블 OLED로변화되고, 디스플레이형태는평면상태에서엣지형태로변화되고, 더발전하여접는형태의디스플레이로변화가예고됨으로써 Window Glass를대체할수있는윈도우필름개발이요구됨 모바일폰이슬림화 / 경량화를추구하면서한정된공간에부품의집적도가점점높아져부품간의전기적간섭이발생하고, 시스템발열현상이발생함 이와같은전기적간섭을최소화하기위하여유무기복합재료를이용한전자파차폐필름및방열시트제조기술이요구됨 유연소재기반투명전도필름의경우다양한소재를이용하여기술개발이진행되어오고있음이중상용화가능성이비교적높은것만추리면, 금속계열을이용하는금속메쉬전극및은나노와이어기반소재가있고, 탄소계열을이용하는 Graphene 및 CNT (Carbon nanotube) 등이있음이들외에전도성고분자를이용한투명전도필름도연구중임 금속기반소재인금속메시및은나노와이어로대표되는금속나노와이어는금속특유의고전도도와낮은 Percolation density로고투과특성까지갖추어차세대투명전극물질로각광받고있음이중금속메쉬구조의경우매우탁월한 Figure of Merit ( 투과도대비전도도 ) 로인해대면적터치센서용전극으로사용되고있으며, 금속의우수한유연성을갖추고있으므로기판과의접착력이개선된다면낮은수준의플렉시블디스플레이용전극으로는사용될수있을것으로예상됨 은 나노와이어는 대량 합성이 용이하고 유연할 뿐만 아니라 매우 낮은 Percolation threshold로 인해 최근 플렉시블 OLED, OPV, TFT 및 터치센서용 투명전극 물질로 주목받고있음 최근 유연성을 극대화하기 위한 다양한 기술개발이 진행되고 있으며, 업계에서도 플렉시블 454

463 차세대디스플레이용기능성필름 디스플레이용전극용으로가장적합한물질로보고본격적인개발이진행중임 Graphene의경우는월등한 Intrinsic property에도불구하고사용될소재의작은부피로인해그특성이충분히발현되지못하므로소자에서요구하는전기전도도등을아직만족시키지못하고있으며, CNT는오랜연구기간에도원소재로부터의분리 정제, 용액분산및코팅과정에서아직어려움을겪고있음 최근이를해결하기위한도핑연구등이진행되고있으나, 상용화까지는상당한시일이걸릴것으로예상됨 PEDOT:PSS 등전도성폴리머의경우에도 ITO 대비낮은물리적인특성과고유의색상으로 인해현재로서는대체소재로적합하지않다는평가를받고있음 최근전기전도도를크게개선한상품과색도를개선한제품이출시되어기대로모으고있음 이와같이다양한유연소재연구가진행중에있으며, 향후각디바이스의특성에가장 적합한소재를선정하여최적화하는연구개발이진행될것으로보임 FPCB 에사용되는폴리이미드필름은점차박막화되어현재 10 μm정도의두께를가지는 필름이사용되고있고, 점차요구되는두께는얇아지고있음 폴리이미드필름을이용한인조 Graphite Sheet는금속인구리에대비 2~4배, 알루미늄에대비 3~7배, 천연 Graphite 보다 2배높은열전도도를가진것과같이상용화된방열소재중가장열전도성이뛰어난물질이자가장가벼운무게와얇은두께의구현이가능한소재이지만, 높은가격으로인해 CPU, 플래그쉽스마트폰등의분야로시장이한정되어있음 위와같은이유로가격경쟁력확보를위한기술개발을추진하고있음 디스플레이제품이유리제품에서필름제품으로변화되면서고내열성, 고투과특성을가지는 필름이여러영역에서요구되고있음 현재개발방향은기존 OLED 에서발광층을양자점으로대체한 QLED 기술과양자점을 형광체로적용하여 LCD 의색재현율을향상시키는 QD-LCD 가동시에개발되고있음 양자점을이용한 QD-LCD 디스플레이는크게패키지타입, 레일타입, 필름타입의 3 가지 방향으로개발중임 신뢰성이우수한양자점소재인 Cd 계는유해물질로분류되어비 Cd 계양자점소재개발이 455

464 기술개발테마현황분석 진행되고있고, 이들소재에대한신뢰성향상기술이개발되고있음 양자점재료를이용하는웨어러블제품으로활용할수있는새로운디스플레이및응용제품 개발이진행중에있음 모바일제품에사용가능한유무기복합소재를이용한제품개발이활발히진행되고있음 모바일제품이경박단소를요구하기때문에세라믹또는금속이가지는장점을활용한유기 소재개발이활발히진행되고있음 유무기복합소재를이용한디스플레이용케이스, 보호필름, 대전방지필름등이개발되고있음 456

465 차세대디스플레이용기능성필름 (2) 기술환경분석 미래신시장창출을위한디스플레이지원 ( 년도산업부국정감사 업무보고 ) 산업부는국회업무보고중 2016 년국정감사의업무보고자료로써 ICT 융복합등민간 주도의미래신산업에대해조기성과창출을위한지원강화로써디스플레이 R&D 지원발표 디스플레이, 신제품개발과투자역량집중 ( 년도산업부정부 3.0 실행계획 ) 정부 3.0 과관련하여산업부의실행계획을발표하였으며, 글로벌시장환경에대응하는산업 역량강화로글로벌경쟁우위확보를위한신제품개발과투자에역량집중보고 차세대디스플레이, 12 대신산업으로선정 ( 제 4 차신산업민관협의회 ) 산업통상자원부는민관공동으로신산업창출비전과과제를수립, 4 차산업혁명시대, 신산업창출을위한정책과제 에대해최종안을발표하였으며, 12 대신산업으로 차세대 디스플레이 를선정하여정책방향을제시 구분전기 자율차스마트선박 IoT가전로봇바이오헬스항공 드론프리미엄소비재 25년주요발전목표전기수소차 35만대수출, 레벨 4 자율차시대진입 LNG추진선등친환경선박점유율 70% 로확대 IoT 등을활용한가전수출 200억달러달성로봇산업생산 10조원, 수출 40억달러달성의료정보빅데이터화를통해디지털헬스케어플랫폼선점상업용 고기능 중대형무인기시장 30억달러창출 설화수 와같은글로벌매출 1조원프리미엄브랜드 15개창출 에너지신산업신재생수출 200 억달러, 스마트미터보급 2,200 만호확대 ( 20 년 ) 첨단신소재 AR/VR 탄소소재, 타이타늄등경량 친환경첨단소재수출 230 억달러 매출 1,000 억이상전문기업 100 개사창출 차세대디스플레이 OLED 로의주력품목전환 ( 매출액비중 75%) 차세대반도체 저전력 초경량 초고속시스템반도체세계시장점유율 10% 달성 4차산업혁명대응, 차세대디스플레이 ( 산업통상자원부 2017년연두업무보고 ) 산업부는 4대핵심분야 9대중점추진과제를발표하였으며, 4대핵심분야중 구조조정가속화 /4차산업혁명대응 부분에신산업민관협의회에서선정된 12대신산업 ( 차세대디스플레이포함 ) 중심의미래먹거리창출지원내용을발표 457

466 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 유연소재기반투명전도성필름기술 현재유연소재기반투명전도성필름의직접적인경쟁상대는닛토덴코등기존의 ITO 필름제조업체라고할수있음 이들업체는확보된양산력및높은인듐의가격경쟁력에힘입어대단히낮은수준까지 ITO 필름의가격을낮추었으며, 또한전기광학적품질및기계적신뢰성까지점차향상시켜현재디스플레이패널업체등에서요구하는수준을대체로만족시키고있음 유연소재기반투명전도성필름이시장에진입하고점유율을확장하기위해서는, 첫째로이들 ITO 필름이도달할수없는특성 ( 기계적유연성등 ) 을확보하여기술적차별화를이루는것, 둘째로 ITO 필름대비아직부족한특성 ( 시인성, 색도등광학적특성및전기화학적안정성등 ) 을개선하여품질을향상시키는것, 그리고마지막으로플렉시블디바이스시장이본격적으로개화하는것등이필요하다고할수있음 [ 유연소재기반투명전도성필름제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류 메탈메시기반투명전도필름 은나노와이어기반투명전도필름 CNT, 그래핀기반투명전도필름 전도성고분자기반투명전도필름 주요품목및기술 금속나노페이스트, 인쇄전자기술, 금속박막증착, 금속패터닝기술, 저온소성기술등 은나노와이어잉크, 나노와이어코팅, 나노와이어패터닝기술등 전도성 CNT 제조, 그래핀제조, 코팅및패터닝기술등 폴리머중합기술, 분리정제기술, 코팅및패터닝기술등 해외기업 3M, DNP, 후지필름, 도레이, 아트멜등 캠브리오스, 히타치케미칼, 도레이, 신에츠, 오이케등 도레이, Canatu, Unidym, 후지쯔등 NOF, 아그파, H.C. Starck Clevios 등 국내기업 미래나노텍, 잉크테크, 엘엠에스등 LG 전자, 효성, 제일모직, 나노픽시스등 삼성, 상보, 제일모직, 금호석유, 호남석유, 한화케미칼등 율촌화학 458

467 차세대디스플레이용기능성필름 폴리이미드필름기술 전통적화학강국인미국, 일본으로부터기술이산업화되어왔음국내에서는관련기술분야경쟁력확보가어려웠음 국내의경우 SKC와코오롱이폴리이미드의중요성을알고, 합작회사를설립하여양산화하였음 최근전자산업의강세를바탕으로전자소재, 부품용폴리이미드기술이서서히시장을확장해나아가고있음 [ 폴리이미드필름제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류 FPCB 용플렉시블디스플레이용분체성형용 주요품목및기술 동박접합기술, 반복굴곡대응기술 무색투명투과도, Low CTE 기술 성형성, 내열성 해외기업 Dupont, Kaneka, UBE Kaneka, UBE Dupont 국내기업 LG 화학 SKCKOLONPI SKCKOLONPI, LG 화학 LG 화학, 금호산업 양자점필름기술 양자점디스플레이산업은주요필름및세트 ( 완성품 ) 업체들이차세대디스플레이시장을선점하기위해양자점소재업체들과제휴를맺고있음 양자점소재업체, 양자점소재를활용한광학필름제조업체, 상기광학필름을적용하여 TV, 태블릿, 스마트폰을제조하는세트업체로산업이형성됨 [ 양자점필름제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류양자점소재기술광학필름기술제품화기술 주요품목및기술 Cd 계양자점소재합성비 Cd 계양자점소재합성양자점소재대량생산기술 양자점분산기술광학필름화기술 양자점필름을이용한디스플레이제조기술 해외기업 Nanosys, Nanoco 3M, QDVision sony, Amazon, Hisense 국내기업 한솔케미칼, 나노스퀘어, 루멘스 엘엠에스미래나노텍, 엘지화학, 아이컴포넌트 삼성전자, 엘지전자 459

468 기술개발테마현황분석 유무기복합화소재기술 일본의 Asahi사는산업용및건축분야복합소재에주력하여, 강화재인유리섬유의세계시장점유율은 4.3% 이고, 복합소재의세계시장 2.3% 를점유 중국의 China Fiber Glass사는산업용, 수송용, 선박용, 건축용, 풍력분야복합소재에주력하고있음 PPG사는산업용및전자, 의료등특수분야의복합소재에주력하고있으며, 강화재인유리섬유의세계시장점유율은 3.9% 이고, 복합소재의세계시장 2.1% 를점유 Saint-Gobain Vetrotex사는모기업의우수한연구개발능력을바탕으로고성능유리섬유복합소재에주력하고, 중국의 Chongqing polycomp사및인도의 Braj Binani 그룹과합작관계 미국의 Hexel사는항공기용경량, 고성능탄소섬유복합소재분야에특화된기업으로탄소섬유생산부터패브릭, 접착제, 하니콤까지일관생산하는수직계열화시스템운영 탄소섬유강화복합소재분야에서는부품가공및조립에서일부중소업체가항공기용부품공급중이며, 한화나노텍이 CNT 생산중 2013년 6월탄소섬유강화복합소재전문기업인독일의 SGL 그룹과삼성석유화학이삼성그룹내수요와국내시장에탄소섬유복합소재판매를위한합작기업인 Samsung SGL Carbon Composite Materials를설립 [ 유무기복합화소재제품분류별경쟁자 ] 구분 경쟁환경 기술분류원소재전기 / 전자디스플레이 주요품목및기술고분자소재, 나노소재대전방지, flexible 투명전도성필름 해외기업 도레이, 테이진, 3M, Solutia, 미쯔비시레이온 도레이, 히다치, TDK, 3M, UNIDYM, 미츠이화학, 아사히케미컬, Kureha, DuPont TDK, 니토덴코, 스미토모, UNIDYM 미츠이화학, 3M, 후지필름, Merck 트지덴, 키모토 국내기업 SKC, 코오롱, LG 화학, 한화, 호남석유, 율촌화학, 삼영, 성일화학, 에코스, 동방화학, 파낙코리아, 퓨레코, 코이즈등 SKC Hass, 한화, LG, 삼성코닝, 한국카본, 일진머터리얼즈옴니켐, 나노켐텍, 하이컴, ( 주 ) 아이앤씨, ( 주 ) 폴리메리츠, 에니텍, 피앤테크, SCC( 주 ), 이녹스, 반도, 원케미칼, 기승산업, 제론텍, 한국테이페트등 LG 화학, SKC, 한화, 삼성전기, 코오롱, 오토엠아티, 넥스켐, 신화인터텍, 미래나노텍, 나노켐텍, 인스텍, 한국유화, 에이스디지텍, KLK, 잉크테크, 화성코아텍엘엠에스 460

469 차세대디스플레이용기능성필름 국내중소기업사례 미래나노텍은 3M이차지하고있던광학필름시장에진출하여 10년만에세계시장점유을 20% 고지를넘어섰으며한솔케미칼로부터양자점소재를공급받고, 아이컴포넌트로부터베리어필름을공급받아양자점필름을생산 엘엠에스는주요사업영역인프리즘시트의탄탄한실적을바탕으로양자점필름인 QLAS 와같은신규사업확장을통해제품다각화및고객다변화로기업성장동력확보를꾀하고있으며, Nanosys와공급계약을체결하고, 중국고객사를중심으로양자점필름상용화를준비하고있으며, 특히양자점필름은중소형제품중심으로이루어졌던기존프리즘시트사업과는달리모니터와 TV 영역까지확대할전망 잉크테크는 1 ~ 3.5 um 수준의회로선폭을가지는메탈나노스트림을개발하여제품화하였으며, 은나노코팅잉크를주요필름업체들에게공급하고있음 신화인터텍은반사필름과확산필름, 프리즘시트, 보호필름등으로구성된광학필름을제조하며, 패널업체들의원가개선노력과광학성능개선, 광원의변화등을거치면서다양한형태로개발되며성장하고있음 큐디브릭은고유의양자점표면처리기술을바탕으로양자점 고분자, 양자점-실리카등의양자점포함복합체를제조하는기술을확보하고있으며이를바탕으로다양한응용분야에적용하여기술력과경험을인정받고있음 나노스퀘어는코어-쉘구조의양자점제조방법, 양자점필름키트, 양자점을포함하는발광장치등양자점소재생산기술을기반으로하여제품영역을넓혀가기위한연구개발활동, 2013년양자점나노형광체양산을시작하였으며, 기존카드뮴계열양자점이외에도 2015년하반기에는비카드뮴계열양자점소재를출하 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 미래나노텍 128,363 76, 엘엠에스 249, , 잉크테크 208,587 92, 신화인터텍 121,052 72, 큐디브릭 나노스퀘어

470 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 FPD( 평판디스플레이, Flat Panel Display) 시장이확대되고있는데, 그중편광판, 위상차필름, 광확산필름, 투명도전성필름, 반사방지필름등광학부재와그원단인 PET 필름과 TAC필름, 부재료인보호필름, 릴리스필름등각종고기능필름의수요가크게확대되고있음 일본필름메이커는광학분야에서도대화면화, 박형 ( 薄型 ) 경량화, 부재삭감, 복수기능의집약, 공정간소화등유저들의요구에따라필름메이커와기술을향상시켜새로운수요를끌어올려구현화하는제품 ( 원단, 가공품 ) 을개발, 공급하고있음 * 출처 : [ 일본디스플레이기능성필름산업구조 ] 필름메이커, 컨버터, 부재메이커모두가일본내에모여있는것은원단과가공이서로를충원, 상승효과를주면서최첨단기술과시장을개척하는것에도움을주기때문에, 가공 ( 컨버팅 ) 은일본고기능필름의새로운마켓창출을지지하는토대가되고있음 고기능필름시장은일본전문기업이강세를발휘하고있는분야로서필름에따른유리대체실현을 462

471 차세대디스플레이용기능성필름 중심으로추진되고있으며, TP 센서및커버의플라스틱화, OLED에대표되는디스플레이의플렉시블화의실현과연결될것으로전망됨 향후커버에필름이나플라스틱시트가사용된다면 Roll-to-Roll으로의가공성이나디스플레이플렉시블화로의대응이라는점에서필름센서의장점이발휘될것으로전망됨 유연소재기반투명전도성필름기술 3M은 55인치크기의금속메쉬구조터치센서적용의터치테이블을출시한바있음 삼성전자는터치센서를 OLED 상부에금속메쉬형태로형성하여사용함 C3Nano는 55인치터치센서용은나노와이어투명전도필름을개발하여출시한바있음 도레이는미국 Cambrios와합작으로은나노와이어기반투명전도필름을개발하여시장에선보이고있음 폴리이미드필름기술 카네카와우베등전통업체는글라스와비슷한수준인 4ppm 의열팽창계수를갖는저열팽창계수폴리이미드기술개발에매진하고있음 국내디스플레이업체인삼성디스플레이, LG디스플레이와협력하여최종플렉시블디스플레이성능에최적화된소재샘플제공및기술개발진행중임 양자점필름기술 양자점필름타입은미국의 3M사가 Nanosys사와공동으로태블릿단말을타겟으로하여 QDEF(Quantum Dot Enhancement Film) 라는제품으로상용화함 에지타입의 LED 모듈앞에레인모양의양자점소재부품을위치시켜디스플레이의광특성을개선하는제품은미국의 QDVision사가상용화하여일본의 Sony사제품에적용함 미국화학업체 Dow chemical은비카드뮴계양자점개발및제조업체인영국의 nanoco로부터비카드뮴계양자점의제조판매에대한글로벌독점권을확보하여 2020년에세계최초로양산한다는목표로국내에생산시설을구축중에있음 유무기복합화소재기술 디스플레이관련기능성복합필름분야의해외대표업체는니토덴코, 스미토모, 미츠이화학, 3M, 트지덴및키모토등이포함 후퍼옵틱사는세계최초로나노세라믹을코팅한멀티레이어특허기술로염료필름과금속필름에비해각각 3배와 4배더높은적외선차단율과가시광영역에서의낮은반사율을나타내는필름을양산화함 463

472 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 국내대표적인광학필름업체인미래나노텍과신화인터텍은반사필름과확산필름, 프리즘시트, 보호필름등으로구성된광학필름을제조하며, 패널업체들의원가개선노력과광학성능개선, 광원의변화등을거치면서다양한형태로개발되며성장하고있음 확산기능과프리즘기능을결합시킨마이크로렌즈필름이광원성능의향상과휘도개선등으로기존프리즘필름을대체하고있으며, 마이크로렌즈필름시장의성장을주도하고있음 원단필름업체와의전략적제휴강화와, 제조공정과정의내재화확대등을통해원가경쟁력을높이는동시에, ITO 대체필름과같은새로운시장영역으로진출하고있음 LG 화학은 ITO 필름공장을완공하여국산화에성공한이후지속적인투자를통하여연산 300 만m2규모의생산능력을확보하였으며, 주원료인 PET 에서부터 ITO 코팅까지일괄생산하고있을뿐만아니라이후생산라인의증설도추진하고있음 도레이첨단소재도터치패널과일반디스플레이용 ITO 필름국내공장에서제조해공급하고있으며, SKC 도 2010 년 ITO 를대체할수있는투명전극필름개발성공, 상용화한이후대만 TPK 에공급중이며, 중국업체로도수출하고있음 ITO 를대체할필름으로전망되는은나노와이어잉크의원천기술은미국의캠브리오스가갖고있으며, 은나노잉크를이용한필름시장에는미래나노텍과잉크테크, 신화인터텍, 이엘케이, LG 전자등이개발하고있음 미래나노텍의메탈메쉬방식필름은높은성장을기록할것으로예상됨 신화인터텍역시 ITO 대체필름시장진출을시도하고있으며, 잉크테크는은나노코팅잉크를주요필름업체들에게공급하고있음 유연소재기반투명전도성필름기술 LG 이노텍은 2013 년에금속메쉬기술개발을완료하여 2014 년부터관련매출이발생 미래나노텍과잉크테크는 1 ~ 3.5 um 수준의회로선폭을가지는메탈나노스트림을개발하여제품화하였음 삼성전자는 On-Cell 타입의금속메쉬터치센서를디스플레이상부에직접제작하는기술을개발하여상품화하였음 LG 디스플레이는금속메쉬를이용한터치센서기술을확보하여제품화하였음 폴리이미드필름기술 LG 화학에서는기보유중인폴리이미드기술을바탕으로기능성폴리이미드와저열팽창계수폴리이미드를기술개발하고있음 SKC 코오롱 PI 에서는투명폴리이미드와함께방열소재용폴리이미드등전자소재에최적화된 폴리이미드성능을향상시키는것에주력하고있음 464

473 차세대디스플레이용기능성필름 양자점필름기술 국내에서는 QD-solution, Nanosquare 등두기업에서나노양자점을합성하고, 이를 QD-LCD 부품에 적용하기위한연구를진행하고있음 유무기복합화소재기술 디스플레이용기능성필름분야의국내대표업체는 LG화학, SKC, 한화, 삼성전기, 코오롱, 에이스디지텍, 신화인터텍, 미래나노텍, 나노켐텍등이있고, 이분야는제품화되었을때시장규모가크므로중견기업들이관심을가지고다양한제품을개발하고있음 우신산업은나노기술 (Nano Technology) 을기반으로멀티레이어컬러코팅 (Multi Layer Color Coating) 및기능성코팅층을개발하여디스플레이용보호필름을제품화하였음 465

474 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 유연소재기반투명전도성필름기술 ITO 필름의공급가격이크게낮아지고필름의특성이개선됨따라유연소재기반투명전도필름의시장에서의상대경쟁력이저하되었고, 유연소재제조업체및코팅업체등이타격을입고사업을철수한사례도나타남 하지만, 2018년경으로예상되는본격적인플렉시블디스플레이시장개화에맞춰유연소재기반투명전도필름중경쟁력을갖춘소재의선전이예상되며, 이를공급하기위한여러유관업체들의수혜가예측됨 디스플레이기업의경우, 크기및화질경쟁에서이미포화상태에이른기술적한계를만회하기위하여플렉시블소자개발을신성장동력으로들고나올것으로예상됨 따라서신뢰성과내구성을확보할수있는유연소재기반의투명전도성필름기술개발이요구됨 폴리이미드필름기술 화학산업은전세계적인정체환경에서성장탈출구를위한신규아이템을찾고자노력하고있음그러나기업간이합집산을통해몸집불리기가화학산업의주요현상이며이과정에서새로운시너지를창출하고자하고있음 화학산업의신규먹거리는전자소재쪽에있다는것은자명하며이를위해고부가가치전자소재분야에신규투자하는화학회사가점점더증가하고있음 화학공정산업은점점더정밀가공화되면서장비산업과연계되고있음특히전용장비를생산을통한화학공정제품이보편화되면서장비 + 소재연계된신규소재에대한개발이지속적으로이루어지고있음 전자산업은스마트폰혁신, IoT 혁신등신규혁신이계속이루어지면서새로운성장잠재력을꾸준히보여주고있음 이러한신규전자부품에요구되는소재및부품은점점더고성능을요구하고있어이에대응할수있는고성능원천소재에대한기술개발을요구하고있음 양자점필름기술 시장조사업체 IHS는양자점소재시장규모를 2014년에 500만달러에서 2020년 4억 7,400만달러규모로급성장할것으로전망함 양자점소재를개발하는업체들은비Cd계양자점소재개발, 개발된소재의내구성확보, 대량생산기술개발에주력하고있음 전방업체의경우에는개발된양자점소재를활용하여필름으로사용하는형태의디스플레이개발, 또는양자점소재를직접디스플레이에적용하는기술을개발중에있음 양자점소재에대한기초기술을확보하기위하여기업간의경쟁이치열한상태임 466

475 차세대디스플레이용기능성필름 최근양자점디스플레이가차세대 TV로급부상하면서국내에서도엘엠에스, 미래나노텍, LG화학, 상보, 아이컴포넌트, 한솔케미칼 등 디스플레이 광학필름 제조업체들이 신규 사업으로 추진하고 있음 양자점소재를이용한디스플레이제조기술에대한개발요구가증가하고있음 유무기복합화소재기술 후방산업은고분자수지를비롯하여탄소나노튜브, 금속및세라믹입자등원소재관련산업으로대기업과중소기업이혼합되어사업을진행하고있음 전방산업은전기전자, 반도체, 자동차, 디스플레이등산업구조가견고한응용분야로구성되어있음 디스플레이산업이유리기판을기반으로하는 LCD 산업에서플렉시블디스플레이를기반으로하는 OLED 산업으로변화되면서유무기복합소재에대한개발요구가점차증가되고있음 현재주로요구되는기술로는얇고, 가볍운필름형태로방열차폐특성이우수한필름과모바일디스플레이용윈도우필름, 윈도우필름을보호할수있는보호필름기술이요구되고있음 467

476 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 차세대디스플레이용기능성필름주요기술 주요기술 차세대디스플레이용기능성필름기술은크게투명전도성필름, 기능성필름, 복합필름기술로분류되며, 투명전도성필름은유연소재기반투명전도성필름, 메쉬그리드투명전도성필름, 전도성필름소재기술이있으며, 기능성필름은폴리이미드필름, 양자점필름, 스마트기기보호필름기술이있고, 복합필름은유무기복합화소재기술이있음 분류요소기술설명 투명전도성필름 유연소재기반투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 전도성필름소재 유연소재를기반으로한투명전도성필름 메쉬그리드를기반으로한투명전도성필름소재 전도성물질이투명고분자막에코팅하여터치스크린, LCD, 태양전지에투명전극으로사용되는필름으로 ITO, 은나노섬유, 그래핀, CNT, 도전성폴리머등의소재를사용한필름 기능성필름 폴리이미드필름 양자점필름스마트기기보호필름 플렉시블한디스플레이의요구에따라고강도, 투명도를높인폴리이미드필름기술 QD를필름에분산시키거나배열하는기술자외선차단, 내열성, 강도, 항균성기능부여기술 복합필름유무기복합화소재기술기존원소재필름에유무기소재를배합, 코팅하는공정기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 차세대디스플레이용기능성필름기술의요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하였으며, 최근 10 년간의특허데이터를비교분석함 468

477 차세대디스플레이용기능성필름 분류요소기술한국미국일본유럽계 유연소재기반투명전도성필름 투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 전도성필름소재 폴리이미드필름 기능성필름 양자점필름 스마트기기보호필름 복합필름유무기복합화소재기술 합계 1, ,457 국가별요소기술별특허동향에서스마트기기보호필름은일본이가장많은비중을차지하고있으며, 투명전도성필름기술은미국이, 폴리이미드필름, 양자점필름기술은한국이높은비중을 나타내고있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 투명전도성필름 유연소재기반투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 Ÿ Ÿ Ÿ 후지필름엘지디스플레이 DAINIPPON PRINTING 대기업중심 엘지디스플레이, 삼성전자, 삼성디스플레이, 엘지화학, 등 전도성필름소재 폴리이미드필름 Ÿ Ÿ Ÿ 코오롱엘지화학 SUMITOMO BAKELITE 화학기업중심 코오롱, 엘지화학, 삼성전자, 등 기능성필름 양자점필름 Ÿ Ÿ Ÿ DAINIPPON PRINTING 엘지전자후지필름 대기업중심 엘지전자, 코오롱, 삼성전자, 엘지화학 스마트기기보호필름 Ÿ Ÿ Ÿ 후지필름 KONICA MINOLTA NITTO DENKO 화학기업중심 엘지화학, 동우화인캠, 비에프 복합필름유무기복합화소재기술 Ÿ Ÿ Ÿ 후지필름삼성에스디아이제이에스알 대기업중심 삼성에스디아이, 엘지화학, 삼성모바일디스플레이, 등 469

478 기술개발테마현황분석 투명전도성필름기술분야주요출원인동향 투명전도성필름기술분야는후지필름이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지디스플레이, DAINIPPON PRINTING 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 메쉬그리드투명전도성필름기술분야는코오롱이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지화학, SUMITOMO BAKELITE 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 전도성필름소재기술분야는 DAINIPPON PRINTING이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지전자, 후지필름등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 기능성필름기술분야주요출원인동향 폴리이미드필름기술분야는코오롱이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지화학, SUMITOMO BAKELITE 등이많은특허를보유하고있는등일본회사들이주류를이루고있음 양자점필름기술분야는 DAINIPPON PRINTING이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는엘지전자, 후지필름등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 스마트기기보호필름기술분야는후지필름이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 KONICA MINOLTA, NITTO DENKO 등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 복합필름기술분야주요출원인동향 유무기복합화소재기술기술분야는후지필름이가장많은특허를보유하고있으며그다음으로는 삼성에스디아이, 제이에스알등이많은특허를보유하고있는등미국회사들이주류를이루고있음 차세대디스플레이용기능성필름기술분야의주요경쟁기술및공백기술 차세대디스플레이용기능성필름기술분야의주요경쟁기술은투명전도성필름기술이고, 공백기술은전반적으로폴리이미드필름기술, 스마트기기보호필름으로나타남 470

479 차세대디스플레이용기능성필름 세부분야요소기술기술집중도 유연소재기반투명전도성필름 투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 전도성필름소재 기능성필름 폴리이미드필름 양자점필름 스마트기기보호필름 복합필름유무기복합화소재기술 : 800 건이상, : 700~799 건, : 500~699 건, : 300~499 건, : 300 건미만 471

480 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 유연소재기반투명전도성필름 플라스틱기재를없애투명전도성을확보하는기술 투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 무진공 (vacuum-free) 및저비용공정기술 우수한제막성을가지며패턴이시각적으로인지되지않게하는기술 전도성필름소재 ITO 를사용하지않고금속박막에고굴절저굴절산화물박막을교차하는기술 도전성미립자를분산시키는기술 기능성필름 복합필름 폴리이미드필름양자점필름스마트기기보호필름유무기복합화소재기술 내열성및고강도, 기계적강도, 마찰특성, 등기능성향상기술 투명성, 내열성, 내화학성및기계적강도가향상된폴리아미드이미드기술 형광체를보호하기위한양자점보호필름 색변환을양자점필름기술 대전방지성하드코팅을통한필름기술 바인더수지상에미세한비드를포함하여포함 액정성을갖는중합성화합물을이용하여, 위상차막이나반사막등의다양한광학필름의제작 금속착제등을이용한색변환기술 국내특허동향을살펴보면디스플레이기업은투명전도성필름기술을집중적으로 연구개발하고있으며, 나머지기술은화학기업을중심으로연구개발을진행중이며, 중소기업은 스마트기기보호필름기술에집중하여연구개발을하고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 차세대디스플레이용기능성필름기술분야의공백기술분야는폴리이미드필름기술, 스마트기기보호필름기술이고중소기업의시장진입상대적으로수월한분야는스마트기기보호필름기술로나타남 차세대디스플레이용기능성필름기술분야는화학회사를중심으로연구개발이진행되고있는기술분야임 향후중소기업은상대적으로경쟁이치열하지않은스마트기기보호필름기술을공공연구기관의기술을이전받거나공동으로연구개발하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로판단됨 472

481 차세대디스플레이용기능성필름 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 국내전자부품연구원, 전자통신연구원, KIST, 한국화학연구원, 한국기계연구원, 한국생산기술연구원등과국내주요대학에서디스플레이용기능성필름을개발하고있음 전자부품연구원디스플레이연구센터 - AgNW를이용한투명전도성필름및터치센서용금속메쉬필름개발 - 디스플레이윈도우보호필름개발및유무기복합필름기술개발 전자통신연구원 - 디스플레이용투명전도성기판개발 - 스트레처블디스플레이용투명전극필름개발 KIST - 디스플레이용투명전극및기능성필름개발 한국화학연구원 - 디스플레이용 PI필름용소재개발 - 디스플레이용기능성코팅소재개발 한국기계연구원 - 디스플레이용투명전극형성용장비개발 - 디스플레이용기능성필름제작을위한공정용장비부품개발 한국생산기술연구원 - 디스플레이용기능성코팅을위한제조공정기술개발 - 잉크젯방식을이용한기능성코팅기술개발 KAIST - 플렉시블디스플레이용고경도윈도우필름개발 포항공대 - 디스플레이용제작용투명전도성필름개발 고려대 - 플렉시블디스플레이용투명전도성필름및기판기술개발 한양대 - 디스플레이용투명전극및기능성코팅기술개발 473

482 기술개발테마현황분석 (2) 연구개발자원 산업기술진흥원의소재종합솔루션센터구축사업 중소기업의소재개발기획에서사업화까지전주기종합지원을위해소재정보구축, 소재설계, 파일럿검증등을지원 지원대상 ( 신청자격 ) : 금속, 화학, 세라믹, 섬유소재 4대분야별전문연구소 지원내용 - 4대소재분야별 R&D 활동지원인프라 ( 소재정보은행, 시뮬레이션, 테스트베드 ) 구축 - ( 소재정보은행 ) 소재개발기획등을위해핵심소재정보의수집 생성을통한맞춤형응용정보의보급 - ( 시뮬레이션 ) 소재개발시시행착오최소화를위해센터의기반 (H/W, S/W, 인력등 ) 을활용한소재의사전설계및해당결과해석등을지원 - ( 테스트베드 ) 중소기업사업화리스크감소등을위해준양산공정설비구축을통한개발소재의시험생산및파일럿검증등을지원 주요성과 - 15년 4개소재전문기관지원결과, 소재인프라 ( 소재정보 90만건, 시뮬레이션툴 12개구축및테스트베드장비 62종 ) 활용을통해소재개발중소기업의관련제품매출증대, 개발기간단축, 기업인지도향상및기업역량강화 산업기술진흥원의소재부품산업기술개발기반구축사업 산업기술경쟁력강화를위해산. 학. 연이공동활용할수있는핵심산업기술분야의장비. 시설조성을지원 - 중소기업의기술혁신역량강화를위한공동활용기반을조성하고, 미래환경. 시장변화에대한산업계의대응력을제고하기위한핵심인프라구축을지원 지원대상 ( 신청자격 ) : 연구기관, 협회, 단체, 대학등공공적성격을지닌비영리법인 지원내용 - 국민안전안심소재부품산업글로벌화기반구축 안전융합산업글로벌거점센터구축 - 플렉시블전자소재산업기술기반조성 플렉시블전자소재시험생산공용기술을확보하여다양한플렉시블제품상용화생산지원 - 첨단산업전략소재부품시험인증기반구축 첨단산업용전략소재 부품에대한시험평가장비기반구축, 운영기술기반구축및기업지원서비스체계구축 - 북미거점금형기술종합지원센터구축 멕시코현지금형기술종합지원센터구축을통해멕시코시장을선점하고국내금형산업의지속가능한발전기반을조성 주요성과 - 소재부품산업기술개발기분구축등핵심분야연구시설 장비등기술개발에필요한인프라구축 운영지원으로실용화촉진 474

483 차세대디스플레이용기능성필름 유연소재기반투명전도성필름기술 현재플렉시블터치센서의평가와관련해서는대구 TP내나노융합실용화센터에구축된다양한평가설비를이용하여지원받을수있음터치센서외에도신규유연소재기반투명전도필름소재또한광-전기-기계적특성평가를지원받을수있음 유연소재기반투명전도필름의연구는주로연구소또는학교를중심으로수행되고있으므로, 해당기관을통해샘플제작등이가능함전자부품연구원내에는최대 18인치까지시제품을제작할수있는설비가구축되어활용가능하며, 그밖에경희대학교및한국전자통신연구원등에서는플렉시블 OLED 시제품제작관련하여지원받을수있음 폴리이미드필름기술 기술선진국들에대비해우리나라에서는아직기술인프라는넓지않은상황임 폴리이미드필름사업의대규모의장치산업으로기업을중심으로인프라가구축되어있음 특히특허등지적재산권분야에서선진국들대비부족한상황이라추후본격적인신시장발굴이진행되는경우에대한대비책이요구됨 양자점필름기술 QD-LCD 디스플레이용양자점필름은삼성전자가상품화함으로써양자점소재, 필름제조, 신뢰성평가등을수행할수있는기초설비는구축되었음 국내연구소, 대학등에양자점소재를합성, 필름화, 제품화를수행할수있는장비는구축되어있음 국내연구소, 대학등이양자점소재를합성할수있는장비는구축되어있지만대량으로생산할수있는기술확보가부족하여아직까지대량합성방법및장비는개발중에있음 유무기복합화소재기술 유무기복합화소재에대한관심이높아짐에따라국내대학및연구소에서많은연구가진행됨으로 장비및인력인프라는구축되어있음 475

484 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 디스플레이용기능성필름은국내많은연구소와대학및일반기업에서개발하고있고, 주요 연구개발인력은다음과같음 [ 디스플레이용기능성필름기술분야주요연구인력현황 ] 기관성명직급 전자통신연구원이정익본부장 전자통신연구원안성덕책임연구원 전자통신연구원김기현책임연구원 전자부품연구원곽민기센터장 전자부품연구원김영민책임연구원 전자부품연구원김영석책임연구원 한국생산기술연구원이상국본부장 한국생산기술연구원 이선종 책임연구원 한국생산기술연구원 신승한 책임연구원 한국생산기술원 정용철 책임연구원 한국화학연구원 최우진 책임연구원 한국화학연구원 이성구 책임연구원 한국화학연구원 김종혁 책임연구원 부산대학교 신보성 교수 울산대학교 진정호 교수 전북대학교 이지훈 교수 한국과학기술원 이창연 책임연구원 한국과학기술원 이승섭 책임연구원 한국과학기술원배병수교수 한국기계연구원최기봉책임연구원 영남대김혜경교수 창원대학이창우교수 경희대학교박종욱교수 연세대서대식교수 한양대안진호교수 476

485 차세대디스플레이용기능성필름 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 디스플레이기능성필름기술관련기술이전가능기관으로는전자부품연구원, 한국생산기술연구원, KIST, 한국표준과학연구원, 한국화학연구원등의연구원이있고, 대학으로는경북대, 한양대, 전북대, 국민대, 한밭대, 부산대, KAIST 등여러대학이있음 2017 년현재기능성필름관련 NTB 에등록된기술이전가능한기술로는아래와같음 [ 이전가능한디스플레이용기능성필름관련기술목록 ] 분류요소기술기관 세슘을이용한플렉서블투명전극필름제조방법및그에의해제조된플렉서블투명전극필름 아이티엘 유연소재기반투명전도성필름기술 투명전극필름제조장치및제조방법 산화아연계투명도전필름의제조방법및이에의해제조된산화아연계투명도전필름 한밭대학교 전북대학교 능동형시분할광스티어링필름구조및제작기술 경북대학교 폴리이미드필름기술 가교화된폴리이미드필름및그제조방법 열안정성이개선된폴리이미드나노복합체필름 한국화학연구원 한국화학연구원 복합필름및그의제조방법 전자부품연구원 수직정렬나노선을이용한이방성전도성를가진투명한필름제작방법 한국표준과학연구원 유무기복합소재기술 탄화불소박막을포함하는다층배리어필름및이의제조방법 한국화학연구원 디스코틱 (discotic) 액정화합물을포함하는방열용조성물, 이로부터제조된방열필름및이의제조방법 한국화학연구원 유연전자소자용전도성고분자 - 금속나노입자하이브리드투명전극필름및이의제조방법 국민대학교 477

486 기술개발테마현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 [ 이전기술에대한세부내용 ] 분류 1. 기술명 세부내용 디스코틱 (discotic) 액정화합물을포함하는방열용조성물, 이로부터제조된방열필름및이의제조방법 기술개요및특징 본발명은디스코틱 (discotic) 액정화합물을포함하는방열용조성물, 이로부터제조된방열필름및이의제조방법에관한것으로, 본발명인반응성디스코틱 (discotic) 액정화합물을포함하는방열용조성물은대면적으로화합물의평면방향으로배향될수있고, 이로부터제조된방열필름은화합물의평면방향으로우수한 2D 의열전도도를보이며화합물의수직방향 ( 필름의두께방향 ) 으로낮은열전도도를나타내는효과가있어다양한전자기기및디스플레이장치등에응용될수있음 2. 기술명 가교화된폴리이미드필름및그제조방법 기술개요 및특징 기술개요 - 해당기술은방향족디아민과방향족산이무수물로부터얻어진폴리아미드산에교차결합기능기를도입하고이를이미드화반응하여얻어지는가교화된폴리이미드필름과이를제조하는방법에관한것이다. 기술의특징 - 방향족산이무수물과방향족디아민으로부터얻어진폴리아미드산용액에, 둘이상의 -CO- 또는 -O- 작용기를갖는디아민유도체를첨가하고, 하이드록시티타니아킬레이트를가교제로써첨가하여가교화된폴리아미드산을제조 장점 - 낮은열팽창계수를가짐 - 무색투명하면서내화학성이우수 3. 기술명 복합필름제조기술 기술개요 및특징 기술의개요 - 기존의입자형필러를포함하는보호필름과전도성와이어형필러를포함하는보호필름및비전도성세라믹와이어형필러를포함하는보호필름에관한기술을개량한개량발명임 - 제안기술과동일한주요특징을개시한선행기술이존재하지않음 기술의특징 - 기존제품대비필름의두께가얇고, 내구성이우수함 - 표면경도 6H 이상이므로기존제품경도대비우수함 - 곡율반경 R2 에대응가능함으로차세대스마트폰에활용성이우수함 - 맞춤형제품으로소량다품종제품대응력이우수함 - 직무발명에대한선행특허검색결과, 각구성층에대하여유사한내용이개시된선행기술은검색되었으나제안기술, 특히제안기술의제조방법과동일한선행기술은검색되지않았음 - 모바일기기의표면을보호하는보호필름으로사용량이높고, 이외에도유연성이있으면서고강도의보호필름구현이가능하므로다른표면보호가필요한제품에다양하게적용가능함 478

487 차세대디스플레이용기능성필름 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 차세대디스플레이용기능성필름분야키워드클러스터링 ] 479

488 기술개발테마현황분석 [ 차세대디스플레이용기능성필름분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 conductive layer 6~8 1. Touch panel and display device using the same 2. Display device having sealing material 3. Impact of metered ink volume on reel-to-reel flexographic printed conductive networks for enhanced thin film conductivity 클러스터 02 conductive transperant 7~8 1. Impact of metered ink volume on reel-to-reel flexographic printed conductive networks for enhanced thin film conductivity 2. Printed electronics for flexible applications 3. Combined nanostructured layers for display applications 클러스터 03 polarization component 6~7 1. Light-transmitting film, method of forming light-transmitting film, and liquid crystal display 2. Lighting device and liquid crystal display device utilizing selective reflection structure 3. Optical film, method of manufacturing the same, and display unit 클러스터 04 polymer layer 6~7 1. LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, PROCESS FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE, COMPOSITION FOR FORMING POLYMER LAYER, AND COMPOSITION FOR FORMING LIQUID CRYSTAL LAYER 2. DIURETHANE (METH)ACRYLATE-SILANE COMPOSITIONS AND ARTICLES INCLUDING THE SAME 3. Relationship between the contact angle and the tilt angle on the vertical polymer layer of NLC using various ion beam exposure energy 클러스터 05 protective film 7~8 1. METHOD FOR MANUFACTURING TOUCH PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH TOUCH PANEL 2. Photoelectric conversion device and its manufacturing method 클러스터 06 polarizing film 5~7 1. Organic electroluminescent display device having a polarizing film 2. Optical display having polarizing film 3. Immersed reflective polarizer with high off-axis reflectivity 480

489 차세대디스플레이용기능성필름 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 타부처로드맵, 중소기업기술수요를바탕으로 로드맵기획을위하여요소기술도출 요소기술을대상으로전문가를통해기술의범위, 요소기술간중복성등을조정 검토하여 최종요소기술명확정 [ 차세대디스플레이용기능성필름분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 유연소재기반투명전도성필름 전문가추천, 기술수요 유연소재기반투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 전도성필름소재 전문가추천, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 양자점필름양자점 (Quantum Dot) 필름전문가추천, 기술수요 BLU 용광학필름 BLU 용광학필름전문가추천, 기술수요 폴리이미드필름 유무기복합화소재 / 필름기술 폴리이미드필름원소재필름유무기복합화소재기술스마트기기보호필름 전문가추천, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 전문가추천, 기술수요 기타필름소재 편광필름소재위상차필름소재확산필름소재반사필름소재 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 특허 / 논문클러스터링, 기술수요 481

490 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로산 학 연전문가로구성된핵심요소기술선정위원회를통하여 중소기업에적합한핵심요소기술선정 핵심요소기술선정은기술개발시급성 (10), 기술개발파급성 (10), 단기개발가능성 (10), 중소기업 적합성 (10) 을고려하여평가 [ 차세대디스플레이용기능성필름분야핵심요소기술 ] 분류핵심요소기술개요 유연소재기반투명전도성필름 터치패널에사용되는 ITO 필름을대체할수있는나노와이어, CNT 등플렉시 블투명전도성필름 유연소재기반투명전도성필름 메쉬그리드투명전도성필름 전도성필름소재 터치패널에사용되는 ITO 필름을대체할수있는메쉬그리드형태로구성된투명전도성필름 전도성필름은전도성물질이투명고분자막에코팅하여터치스크린, LCD, 태양전지에투명전극으로사용되며통상 ITO이나, 은나노섬유, 메탈메쉬, 그래핀, CNT, 도전성폴리머등이사용되고있음 폴리이미드필름 폴리이미드필름 플렉시블디스플레이기판으로활용되는내열성, 내화학성, 절연성이우수한 폴리이미드필름 양자점필름 양자점필름 양자점은소재자체를발광소자로적용 (QD-LED) 하거나, LCD에적용하여색재현성을높이는소재부품으로적용하는방식인 (QD-Backlight LCD) 으로사용되는필름 유무기복합화소재 / 필름기술 유무기복합화소재기술 스마트기기보호필름 기존원소재필름에유무기소재를배합, 코팅하는공정기술 ( 전도성, 자외선차단, 내열성, 강도, 항균성기능부여 ) 광학용 PET 층, 충격흡수층, 실리콘접착층으로구성된스마트기기디스플레이보호필름 482

491 차세대디스플레이용기능성필름 나. 차세대디스플레이용기능성필름기술로드맵 [ 차세대디스플레이용기능성필름기술로드맵 ] 483