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희도 부
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1 주간기술동향 웨어러블디바이스의핵심기술 OLED 디스플레이국내외시장동향과시사점 김광석현대경제연구원선임연구원 노재균현대경제연구원연구보조원 1. 웨어러블디바이스와 OLED 디스플레이 2. 차세대디스플레이의개념과특성 3. OLED 디스플레이의국내외시장동향및전망 4. 시사점 1. 웨어러블디바이스와 OLED 디스플레이 웨어러블디바이스기술은 OLED 디스플레이에서시작된다. 웨어러블컴퓨터가현재에와서재조명되고있는것은음성인식등과같은입력방식과플렉시블스크린과같은디스플레이기술의발달로인해휴대성과사용편의성이높아졌고, 네트워크통신의발달로인해컴퓨팅기능을가진모든사물이연결되는통신환경 (Internet of Things) 으로진입했기때문이다. 그중에서디스플레이산업은지난 10 년간전자산업의발전과더불어등장한평판디스플레이 (Flat Panel Display: FPD) 의눈부신발전을보여주며반도체및통신과더불어현재우리나라산업의큰축을담당하고있다. 평판디스플레이는경박단소화가가능하여현재우리의생활방식을바꾸어놓고있는노트북, 스마트폰, 태블릿등으로대표되는유비쿼터스전자기기의핵심요소로자리잡고있다. 이러한상황에서공정상저전력, 고화질, 경박단소화에유리한 OLED 가최근스마트폰의대중화와더불어성공적으로소형디스플레이의한축을차지하고있다. LCD 의경우, 액정편향으로인한시야각문제로어려움을겪고있던점이개선되어곡면형 ( 플렉서 * 본내용과관련된사항은현대경제연구원경제연구본부김광석선임연구원 ( ) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 10

Revenue CRT TFT-LCD PDP OLED Flexibl 3D 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 < 자료 >: 차세대디스플레이기술개괄, 광학과기술, 2011. 10.

2 Revenue CRT TFT-LCD PDP OLED Flexibl 3D < 자료 >: 차세대디스플레이기술개괄, 광학과기술, ( 그림 1) 디스플레이의발전과정블 ) 디스플레이가채용된휴대용전자기기및대면적 TV 가잇따라출시되고있으며, 투과도개선을통한투명디스플레이와공간의제약없이휴대성을향상시킬수있는폴더블디스플레이도등장할것이다 [1]. 2. 차세대디스플레이의개념과특성 가. 차세대디스플레이산업의개념차세대디스플레이산업은기존의 LCD 평판디스플레이시장의정체를극복하기위해개발이본격화된다기능과경량, 실감구현, 유연함, 투명성을지향하는개발과정에있는디스플레이산업을일컫는다. 이는한국표준산업분류상제조업내의 평판디스플레이제조업 중에서세세분류인 플라즈마및기타평판디스플레이제조업 항목에포함된다. 차세대디스플레이산업의발전에는 OLED 기술이필수적으로수반된다. OLED(Organic Light Emitting Diode: 유기발광다이오드 ) 는유기물발광체에전류가흐르면스스로빛을내는 자체발광형유기물질 을시용한디스플레이로서액정디스플레이를대체할차세대디스플레이로각광받고있다. OLED 는매우얇고해상도가높으며, 온도변화에대한내구성이높고, 반응속도가빠른장점이있다. 구체적으로, OLED 의장점에는다음과같은네가지가있다. 1 소재는 0.1mm 의막이한장의유리처럼기판에칠하는것으로되어매우얇고구조가간단하다. 2 백라이트를가지고있는 LCD 와달리 OLED 는소자자체가스스로빛을내는자체발광형으로시 정보통신기술진흥센터 11

주간기술동향 2014. 7. 30. 인성 (visibility) 이좋다. 3 영하 40 ~ 영상 100 의범위에서사용할수있어온도변화 가심한곳에서활용도가높다. 4 응답속도가 LCD 의약 1,000 배정도로빨라운동경기 등의동화상재생에유리하다. 나.

3 주간기술동향 인성 (visibility) 이좋다. 3 영하 40 ~ 영상 100 의범위에서사용할수있어온도변화 가심한곳에서활용도가높다. 4 응답속도가 LCD 의약 1,000 배정도로빨라운동경기 등의동화상재생에유리하다. 나. 차세대디스플레이산업의특성차세대디스플레이산업은국가경쟁과글로벌기업들간의경쟁, 사회문화적환경변화에대한빠른대응등의특징이있다. 첫째, 차세대디스플레이산업은주요국가의차세대전략산업으로지정되어정책적인지원을받으며성장하고있다. 둘째, 국제적으로글로벌기업들의치열한경쟁속에서순위가재편되고있다. 셋째, 스마트사회진전으로기타산업간의융합이확대되고실감디스플레이시장이확대되는특징이있다. 특히, 모바일기기의시장확대에서시작된 AMOLED 의 1) 성장이차세대디스플레이발전을이끌것이다. 현재제조비용절감과기술적난제의어려움이있지만, 초경박ㆍ초경량을핵심으로하고 3D 기술을융합하는상품설계가진행되고있다. 패널대기업 세메스 AP 시스템 PDT 아코바 티엠테크 LG 화학 1 차벤더 패널대기업에공급 ( 장비 / 부품소재 ) IPS STI SFA 아토피에스케어 LIG 에이디피에드워드주성 ENG 탑ENG 희성전자 2 차벤더 1 차벤더에공급 ( 장비 / 부품소재 ) 장비 부품소재 엘에스텍동화산업한국오토네트 동성에이엔티동화산업 삼우공무 삼성코닝정밀소재, 동진써미켐케이시텍, 제웃, 이엠티아이원스, 유비프리시전 동시납품 국내 뉴영엠텍엘티엘티티에스 국외 LG 이노텍우리 ETI 회성화학 AKT, DNP, Canon, Ulvac, 니토텐코, 스미토모, 미쓰비시, Nikkon, NEC, 후지쓰, TEL < 자료 >: 동반성장의새로운모델, 반도체, 디스플레이산업이이끈다!, 산업통상자원부 ( 그림 2) 디스플레이산업계열화구조 1) AMOLED( 능동형유기발광다이오드 ) 는 OLED 의화면구동방식중의하나로서발광소자마다박막트랜지스터 (Thin Film Transistor: TFT) 를내장하여각소자의발광여부를개별적으로제어할수있게한것이다. 이러한특성때문에 PMOLED( 수동형유기발광다이오드 ) 보다정교한화면을구현할수있으며소비전력도절감된다. 12

Cathode (metal) Getter 절연막 (Insulator) Glass Substrate 전자주입층 (EIL) 전자수송층 (ETL) 격벽 (Cathode Separator) Anode (ITO) Sealant 발광층 (EML) 정공수송층 (HTL) 정공주입층 (HIL) (Full Color) < 자료 >: LED & OLED 산업동향보고서,

4 Cathode (metal) Getter 절연막 (Insulator) Glass Substrate 전자주입층 (EIL) 전자수송층 (ETL) 격벽 (Cathode Separator) Anode (ITO) Sealant 발광층 (EML) 정공수송층 (HTL) 정공주입층 (HIL) (Full Color) < 자료 >: LED & OLED 산업동향보고서, 해외경제연구소, ( 그림 3) OLED 의구동원리디스플레이산업의대ㆍ중소기업간협력관계에서발견할수있는특징은크게두가지로살펴볼수있다. 우선, 비교적으로타산업에비해단순한수급구조를보이고있다. 이는디스플레이가최종제품이아닌부품산업으로생산단계가단순하며, 수요ㆍ협력기업간기술결합도가높고장기적인협력관계를구축하고있어 1 3 차까지의협력업체숫자가타산업이비해비교적적고협력업체교체주기도상대적으로길다. 다음으로는대ㆍ중소기업간수직계열화구조를보이고있다. 대기업들은수직계열화를통해협력업체경쟁력강화지원및장비ㆍ재료의안정적공급을적극적으로도모하고있으며, 이러한과정에서대기업 1 차장비업체간수직계열화가더욱심한현상을보이고있다 [2]. 다. OLED 디스플레이의개념및구동원리 OLED 는유기물박막에전류를흘려주면빛을발산하는자체발광형소자로서 LCD 를대체할차세대디스플레이로각광받고있다. OLED 는구동방식에따라수동형 (PM OLED) 과능동형 (AM OLED) 으로구분된다. 구조및공정이단순하고투자비용이낮은 PM OLED 를중심으로성장하여왔으나최근에는저전력, 장수명의장점을보유하고있으며고해상도및대면적화에유리한 AM OLED 가빠르게성장하고있다 [3]. 정보통신기술진흥센터 13

& OLED 산업동향보고서, 해외경제연구소, 2010. 저전력, 장수명고해상도및대화면에적용용이 제조공정이복잡함높은투자비용 (3~7,000 억원 ) 3.

특히, 1997 년의외환위기를역이용하여디스플레이설비투자를과감히늘렸으며, 이에따라 OLED 디스플레이의생산과수출이급격이증가하였다.

5 주간기술동향 < 표 1> PM OLED 와 AM OLED 의장단점 구분 PM OLED AM OLED 장점 단점 구조와공정이단순함낮은투자비용 (500 억원 ) 높은소비전력, 짧은수명고해상도구현어려움 < 자료 >: LED & OLED 산업동향보고서, 해외경제연구소, 저전력, 장수명고해상도및대화면에적용용이 제조공정이복잡함높은투자비용 (3~7,000 억원 ) 3. OLED 디스플레이의국내외시장동향및전망우리나라의 OLED 시장은급속도로발전하여 2012 년현재세계디스플레이시장의 50% 이상을차지하게되었다. 특히, 1997 년의외환위기를역이용하여디스플레이설비투자를과감히늘렸으며, 이에따라 OLED 디스플레이의생산과수출이급격이증가하였다. 국내생산과수출은 2008 년에는각각 2 억 7,000 만달러와 2 억 5,000 만달러였지 ( 단위 : 억달러 ) 국내생산세계시장 ( 단위 : 억달러 ) 플렉서블 3D AMOLED OLED 80 1, < 자료 >: 한국디스플레이산업협회, ( 그림 4) OLED 디스플레이국내생산및세계시장규모추이 < 자료 >: 디스플레이서치, 2012., 한국전자통신연구원, ( 그림 5) 차세대디스플레이세계시장규모전망 14

만, 2012 년에는 46 억 8,000 만달러와 40 억 5,000 만달러로 15 배이상증가하였다. 이는같은기간동안 6 억 1,000 만달러에서 72 억 1,000 만달러로약 12 배증가한세계시장규모증가를능가한다. 기술발전과소비자욕구부응에힘입어세계의 OLED 및차세대디스플레이 (AMOLED ㆍ 3D ㆍ플렉서블 ) 시장은크게확대될것이다.

이와함께나노기술과소재발달에힘입어디스플레이의기판부분에얇은금속을형성하게되면투과도가개선되어투명디스플레이의활용도가증대될것이다. 투명한화면을통해디스플레이상의정보와주변환경속의정보를동시에시현할수있어주변환경과잘어울리는디자인이가능하고, 양쪽에서동시에디스플레이정보를공유할수도있게되어증강현실 2) 구현이가능하다.

6 만, 2012 년에는 46 억 8,000 만달러와 40 억 5,000 만달러로 15 배이상증가하였다. 이는같은기간동안 6 억 1,000 만달러에서 72 억 1,000 만달러로약 12 배증가한세계시장규모증가를능가한다. 기술발전과소비자욕구부응에힘입어세계의 OLED 및차세대디스플레이 (AMOLED ㆍ 3D ㆍ플렉서블 ) 시장은크게확대될것이다. 세계 OLED 시장은 2014 년에는 177 억달러, 2018 년에는 346 억달러로확대될것이다. 차세대디스플레이의세계시장규모는같은기간동안 301 억달러에서 590 억달러로증가할것으로전망된다. 향후, OLED 를장착한투명디스플레이의등장이기대된다. 이와함께나노기술과소재발달에힘입어디스플레이의기판부분에얇은금속을형성하게되면투과도가개선되어투명디스플레이의활용도가증대될것이다. 투명한화면을통해디스플레이상의정보와주변환경속의정보를동시에시현할수있어주변환경과잘어울리는디자인이가능하고, 양쪽에서동시에디스플레이정보를공유할수도있게되어증강현실 2) 구현이가능하다. 이러한장점은쇼윈도, 창문, 벽지, 냉장고, 자동차유리등을통해생활정보를탐색할수있도록도와줄것이다 [4]. 단순히투명한것외에도가볍고깨지지않는특성때문에종이처럼말거나구부릴수있는형태의플렉서블디스플레이가나타나고있다. 이는콘텐츠를감상할때, 시야각이 < 자료 >: 상상에도전하다, SAMSUNG DISPLAY, ( 그림 6) 가상으로적용해본투명디스플레이 ( 창문 ) < 자료 >: Transparent AMOLED Technology for Laptops and Notebook, SAMSUNG ELECTRONICS, ( 그림 7) OLED 기술을응용한투명디스플레이 2) 증강현실 (augmented reality) 은현실세계에실시간으로부가정보를갖는가상세계를더해하나의영상을보여준다. 사용자가보고있는실제영상에 3 차원가상영상을겹치게하여현실환경과가상화면과의구분이모호해지는효과가있다. 정보통신기술진흥센터 15

주간기술동향 2014. 7. 30. 향상되고몰입도가높아지는특징이있어휴대폰과태블릿 PC 등의개인용모바일기기에먼저적용되었고, 점차 TV 시장으로확대되고있다 [5].

공간의제약없이큰화면을접어서보관함으로써제품의휴대성은높아지 < 자료 >: 갤럭시라운드, 삼성모바일 ( 그림 8) 플렉서블디스플레이의적용사례 고콘텐츠를대화면으로즐길수있게될것이며,

3 단접이우산크기만큼작은롤탑을휴대하면서언제어디서나펼쳐데스크탑 PC 앞에서처럼편하게인터넷을검색하는광경을예상할수있다 [6],[7]. < 자료 >: Embedded and Embodied Interaction, 2012.

7 주간기술동향 향상되고몰입도가높아지는특징이있어휴대폰과태블릿 PC 등의개인용모바일기기에먼저적용되었고, 점차 TV 시장으로확대되고있다 [5]. 자유롭게디스플레이를접었다펼수있는폴더블디스플레이의등장또한기대해볼수있다. 공간의제약없이큰화면을접어서보관함으로써제품의휴대성은높아지 < 자료 >: 갤럭시라운드, 삼성모바일 ( 그림 8) 플렉서블디스플레이의적용사례 고콘텐츠를대화면으로즐길수있게될것이며, 이러한장점을바탕으로한혁신적인디자인의제품들을접할수있게될것이다. 예를들어, 직사각형형태의노트북 PC 를대체하여두루마리처럼접을수있는 롤탑 (Roll-top) 이등장하여휴대기능이개선될것이다. 3 단접이우산크기만큼작은롤탑을휴대하면서언제어디서나펼쳐데스크탑 PC 앞에서처럼편하게인터넷을검색하는광경을예상할수있다 [6],[7]. < 자료 >: Embedded and Embodied Interaction, ( 그림 9) Foldable display 의구현방식 < 자료 >: OLED-Info ( 그림 10) 폴더블디스플레이를채용한삼성전자의프로토타입 이렇게투명하고, 휘고, 접히는차세대디스플레이가상용화되기시작함에따라선도기업들을중심으로 OLED 제품개발이이루어지고있다. 스마트폰의경우 LG 전자와삼성전자가수율이낮고생산능력이평면디스플레이에비해절대적으로부족했지만, 플렉서블디스플레이를채용한스마트폰을 2013 년에각각출시 (G flex/galaxy Round) 하며차별화를시도하였다. 하지만, 기존에경쟁이심화되고하드웨어의차별화가어려운 TV 16

8 에서대규모 OLED 투자가이루어져향후 OLED 시장의격전지로예고되고있다. OLED TV 출시경쟁으로인해글로벌 OLED 생산능력은 2012 년부터 2015 년까지연평균 64% 증가할것으로예상되며, OLED 생산능력확대에따라글로벌 OLED 재료시장도 2015 년까지연평균 59% 성장할전망이다 [8]. 특히, 일본의경우총무성지원하에정부출연연구기관인일본통신기술연구소와민간이참여하는차세대실감통신기술포럼인 URCF(Ultra-Realistic Communications Forum) 등이차세대 3D 디스플레이기술개발을선도하고있다. 중국의경우에도 2010 년중국의중앙경제정책회의에서는 7 대전략신흥산업육성정책을천명하여신형평판디스플레이를핵심산업으로포함시켰다. 중국의화동구, 화북구, 화남구, 서남구등을디스플레이산업클러스터로지정하고 5 8 개기업들을집중육성하는전략을추진하고있다. 4. 시사점향후 OLED 시장은스마트폰, TV, 태블릿 PC 등차세대 IT 제품의성장세에힘입어무난한증가세가유지될것으로전망되고있다. 우리나라디스플레이산업의경쟁력은산ㆍ학ㆍ연협력관계가좋고집중적인 R&D 투자를바탕으로플랙서블과 3D 기술확보가가능한선순환구조를가지고있는점이다. 게다가 2014 년은 SMD 와 LGD 의대면적 OLED TV 생산이본격적으로늘어나면서 OLED 발광재료의수요증가가예상되고있다. 하지만제품화초기에높은가격이불가피할것으로보이며, 이러한높은가격을희석하기위한제품차별화가확실해야할것이다. 이와더불어, 상용화기술이뛰어난데비해원천기술개발이취약하고부품ㆍ소재에서수입의존도가높은점은개선해야한다. 특히, 부품과소재, 장비산업부문에서일본에비해열세인기술수준을극복해야하고, 기술수준이열위인점외에도대기업중심으로산업의수직계열화가고착화되어있어생태계전반에서균형있는발전가능성이취약하다. 또한추격국가인중국에비해국내시장규모가작아내수와수출의조화로운판매전략구성이어려워글로벌경기에민감한점도취약요소이다. 차세대디스플레이시장은현정부의창조경제가실현될수있는가장적합한분야이다. 국내우수한인적자원을적극활용하고 ICT 기술을융합하기위한디스플레이패널ㆍ장비ㆍ부품ㆍ재료의산업생태계를강화해야한다. 또한, 산ㆍ학ㆍ연협력을통해기술 정보통신기술진흥센터 17

9 주간기술동향 력을확보한벤처기업을전략적으로육성하는방향의지원이필요하다 [9],[10]. < 참고문헌 > [1] 박영욱, 주병권. 차세대디스플레이기술개괄, 한국광학회, 광학과기술제 15 권제 4 호, , pp.4-7. [2] 산업통상자원부. 동반성장의새로운모델, 반도체, 디스플레이산업이이끈다!, 산업통상자원부, 반도체- 디스플레이협력생태계조성협약식보도자료, , pp.1-8. [3] 강정화, 안상술. LED & OLED 산업동향보고서, 한국수출입은행해외경제연구소산업투자조사실, 이슈브리핑 호, , pp [4] 김윤지, 이진권. OLED 산업현황과전망, 한국수출입은행해외경제연구소산업투자조사실, 이슈브리핑 2012-I-6 호, , pp.5-7. [5] 박종선, 윤혁진 년스마트기기의주목해야할 8 가지기능-2디스플레이, 유진투자증권, 2014 년연간전망 : 유진더리치스몰캡, , pp [6] Mohammadreza Khalilbeigi, Roman Lissermann, Wolfgang Kleine, Jürgen Steimle. "FoldMe: Interacting with Double-sided Foldable Displays", Technische Universität Darmstadt, TEI '12 Proceedings of the Sixth International Conference on Tangible, Embedded and Embodied Interaction, 2012, pp [7] Samsung sees OLED as the leading future display technology, promises foldable OLEDs in 2015, OLED-Info, [8] 황준호, 조우형, 오세범. OLED 산업 -스프링캠프끝내고페넌트레이스돌입, KDB 대우증권리서치센터, , pp.3-6. [9] 이성근, 차세대디스플레이의현주소, LGERI, LG Business Insight 4 권, , pp [10] 배병성, 차세대디스플레이기술동향및전망, 한국정보통신학회지제 13 권제 1 호, , pp

Ⅰ 개요 1 기술개요 1. OLED OLED(Organic Light Emitting Diodes),,,, LCD, [ 그림 ] OLED 의구조 자료 : TechNavio, Global Organic Light-emitting Diode (OLED) Materials

OLED 시장 연구개발특구기술글로벌시장동향보고서 2018.1 Ⅰ 개요 1 기술개요 1. OLED OLED(Organic Light Emitting Diodes),,,, LCD, [ 그림 ] OLED 의구조 자료 : TechNavio, Global Organic Light-emitting Diode (OLED) Materials Market, 2017-2 -