Ⅰ. 디스플레이개념및범위 1. 디스플레이산업의개념및범위 디스플레이는다양한정보를인간이볼수있도록화면으로구현해주는영상표시장치를 통칭하며전자기기와사람과의인터페이스로, 각종전자기기로부터출력되는전기적정보 신호를광정보신호로변환하여인간이시각을통해인식할수있는숫자, 문자, 도형, 화상등의 패턴화된정보로표시하는장치및이를위한각종부품, 재료를포함한다. 디스플레이산업은제조장비를이용하여생산시설을구축하고부품, 소재를구매하여 디스플레이를제작후 TV, 모니터를제작하여시스템업체에납품하는구조로이루어져있다. 그림 1 디스플레이산업의범위 : 디스플레이산업협회, 2012 2. 디스플레이분류및유형 디스플레이는형태및모양에따라브라운관(CRT), 프로젝션디스플레이, 평판디스플레이, 플렉시블디스플레이, 3D 디스플레이등으로구분하며, 시각정보를생성하는방식에 따라 LCD, PDP, OLED, 전자종이, FED 등으로구분한다. - 1 -
1 2 LCD는액정에전압을인가하면광의투과도또는반사도가변하는광변조원리를 이용하여휴대폰, 노트북, 컴퓨터, TV 등디스플레이전반에걸쳐활용되고있으며, PDP 는플라즈마의인가에의해생성된자외선이형광체를자극하여가시광선이 생성되는원리를이용하여시야각이넓고대면적화에유리하여대면적 주로사용되고있다. TV 등에 OLED는전자와정공이유기박막에서재결합함에의해가시광선이발생하는원리를 이용하여시야각이넓고응답속도가좋으며화질이우수한 AM OLED의구현이 가능하여꿈의디스플레이로불린다. 소형스마트폰에주로사용되고있으며향후 대형 TV 에응용될것으로예상된다. 3 플렉시블디스플레이는평평한유리기판대신구부리거나말수있는유연한기판상에 구현한디스플레이를지칭하며아직까지본격적으로사업화되지는않았으나향후 디스플레이의응용범위를넓힐수있는디스플레이로각광받고있다. 4 전자종이는입자형태의색소에전압을인가하면입자가공간적으로움직이는현상을이용하며 전자책등에주로사용되고있다. 5 3D 디스플레이는시차발생필터기술을이용하며, LCD, PDP, OLED 와같은대부분의디스플레이에 적용이가능하다. 안경을사용하는방식과안경을사용하지않는무안경방식이있다. 6 프로젝션디스플레이는스크린에투사하는형태의디스플레이를의미하며대형스크린등 평판디스플레이가실현하기어려운영역에응용될것으로기대된다. 그림 2 디스플레이분류및종류 : 한국산업기술평가관리원, 2012-2 -
Ⅱ. 디스플레이시장현황및전망 1980년중반부터생산이시작된 LCD로인하여평판디스플레이시장은 1985년부터 1995년까지노트북을위주로연간 32% 이상급격이성장하였으며, 일본이성장을주도 하였다. 이후 1995년부터 2007 년까지노트북과모니터, TV 시장을중심으로연간 20% 이상시장이급성장을유지하였으며, 한국, 일본, 대만을중심으로주도권경쟁을 전개하였다. 한국은 2001년이후로디스플레이시장점유율세계 1위의국가로성장하였으며, 2011년을기준으로 44% 의시장점유율을기록하고있다. LCD 시장은 2008년이후시장 성장이둔화되기시작하며 2010년이후세계적인경기침체, 중대형 LCD 공급과잉및 가격급락, 중국의 LCD 생산등에의해 LCD 산업이급격히정체되었다. 전체디스플레이 시장의 93% 이상을차지하고있는 LCD 산업의둔화는디스플레이산업의둔화를의미하기 때문에시장정체를극복하기위하여차세대디스플레이개발에집중하고있다. 그림 3 디스플레이의시장현황및전망 : DisplaySearch, 2012-3 -
표 1. 국가별디스플레이시장점유율 구분 2006 2007 2008 2009 2010 2011 한국 38.7 38.5 45.7 45.8 44.6 44.3 대만 35.4 37.7 35.2 35.2 32.6 31.8 일본 22.5 19.7 16.2 16.1 18.6 18.4 중국 3.4 4.0 3.6 4.0 4.1 5.2 : 디스플레이산업협회, 2012-4 -
Ⅲ. 차세대디스플레이산업전망 1. 차세대디스플레이기술발전방향 디스플레이시장정체를극복하기위하여 4가지형태로차세대디스플레이개발이본격화 되고있다. 1 기존의단순한디스플레이에서벗어나성능이대폭향상되고기능이다양화된 디스플레이로발전하고있다. 2 LCD 위주의디스플레이에서탈피하여 AMOLED, 플렉시블 디스플레이, 무안경 3D 와같은새로운디스플레이로발전하고있다. 3 기존의노트북, 모니터, TV 등과같은전통적인디스플레이응용범위에부가하여 응용범위를확대하기위한노력이진행되고있다. 4 투명디스플레이등을이용하여 디스플레이기술을응용하여 OLED 조명과같이유관산업을산업의범위를확대하고자하는노력이진행되고있다. 디스플레이기술은궁극적으로박형화, 고해상도, 경량화를통한편리함추구와실감화및 타기술분야와의융복합을통하여발전할것으로전망된다. LCD, PDP, OLED 등기존디스플레이의 박형화, 고해상도, 경량화와타기술분야와의융복합을통한다기능화로시장이확대되고, 중장기적으로는 3D 디스플레이, 플렉시블디스플레이등의차세대제품이출현할것이다. 그림 4 디스플레이의기술의발전및미래전망 : 한국산업기술평가관리원, 2012-5 -
2. 고성능, 다기능차세대디스플레이개발현황및전망 디스플레이기술은성능을높이며, 기능이다양화되는형태로발전하고있다. LCD 기판 유리의두께를감소하고백라이트의두께를줄임에의해 1 cm 이하의두께를갖는 LCD-TV 가개발되어출시되고있으며, 두께 3 mm 이하의 OLED-TV 가개발되고있다. LCD 베젤을최소화함에기존의디스플레이에비해간결한형태의디스플레이가출시되고 있으며여러장의패널을붙여서 100 인치이상의대면적디스플레이를구현한제품 또한출시되고있다. 안경형 3D 디스플레이가광범위하게출시되고있으며화질향상을 위해 Dimming 기술이부가된 3D 디스플레이가개발되어출시되고있다. 최근디스플레이 User Interface 관련기술로터치기술이급격히발전하고있다. 스마트폰 위주의멀티터치기술의발전에따라시장또한급격히성장하여 2010년 38억불에서 2015년 113억불로성장할것으로전망되고있으며태블릿 PC용터치시장은 2010년 14억불에서 2015년 46 억불로성장할것으로전망되고있다. 또한윈도우즈 8의출시로 인하여노트북, 모니터등에도터치기술이광범위하게사용될것으로전망되고있다. 하지만터치모듈의경우대만기업이, 터치소재의경우일본기업이, 주요한터치 기술인정전용량터치기술의경우미국이경쟁력을보유하고있다. 아이폰, 아이패드에서시작된중소형위주의고해상도디스플레이개발이더욱가속화되어 고해상도 TV 기술로발전하고있다. 기존의 Full HD ( 화소수 : 1920 x 1080) 급에서 UD ( 화소수 : 3840 x 4260) 급으로발전하고있다. 또한최근친환경디스플레이가 이슈화되며디스플레이제조공정에서환경유해물질을사용하지않는환경친화적 디스플레이가개발되고있다. - 6 -
그림 5 고성능, 다기능디스플레이 : 지식경제부, 2012 그림 6 터치시장전망( 단위: 억$) : 지식경제부, 2012 그림 7 국가별터치산업기술수준비교 : 지식경제부, 2012-7 -
가. 차세대 AMOLED 산업현황및전망 AM OLED 는시야각이넓고, 응답속도가좋으며박형화가가능하여 LCD와더불어 디스플레이시장을주도할수있는차세대디스플레이로각광받아왔다. 2006년이후로 AM OLED 기술개발이본격화되어, 2011년 5.5세대 AMOLED의성공적인생산에의해 중소형을위주로시장이급격하게성장하고있고, 대형 TV 시장으로진입하기위해 노력하고있다. 2012년을기준으로대형 OLED-TV 시장의비중은 10% 이하로작지만 2015년에는약 60%, 2018 년에는약 80% 에달한전망이다. 대형 TFT Backplane 기술과 OLED 화소/ 봉지기술은대형 OLED-TV의성공적인시장 진입을위한핵심기술이다. TFT Backplane 기술은 LTPS ( 저온다결정 Si) TFT Backplane과산화물 TFT Backplane 기술을위주로개발되고있다. 산화물 TFT Backplane 기술은공정이단순하고성능이우수하여저가격대형 OLED-TV 를위한 핵심기술로발전하고있다. OLED 화소형성기술은삼성디스플레이를중심으로한 패턴마스크를사용하는방식 (SM S : Small Mask Scanning) 기술과 LG 디스플레이를 중심으로한백색 OLED + Color Filter 방식이주로개발되고있다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이는이를이용하여 55인치 OLED-TV를개발하고 2012년에시험생산하여 2013 년이후로본격생산할계획을발표하였다. 그림 8 AMOLED 시장전망 ( 좌, 10 억불) 및수요전망 ( 우, %) : 디스플레이서치, 2012-8 -
그림 9 삼성디스플레이와 LG디스플레이의 55인치 OLED-TV 시제품 : 디스플레이서치, 2012 나. 투명디스플레이개발현황및전망 디스플레이의응용범위를확대하기위해다양한형태의투명디스플레이가개발되고있다. 투명디스플레이는 See-Through Display라고도하며시각화된정보의전달과더불어 배경사물을동시에볼수있기때문에빌딩의창문, 상점의진열윈도우, 자동차용계기판 등에다양하게응용될수있다. 투명디스플레이연구개발은아직까지초기단계이지만 향후성능이더욱향상된다양한형태의제품이개발될것으로예상된다. 투명디스플레이는 LCD, OLED, 프로젝션등을이용하여개발되고있다. 삼성디스플레이는 투과도약 20% 의 46인치 LCD를개발하여출시하고있으며 LG디스플레이또한색상이 개선된투명 LCD 를개발하였다. 투명 LCD 는색재현성, 투과도향상등을통하여디스플레이 특성을향상시키는방향으로기술개발이전개되고있다. 일본의 DNP 등은투명스크린에 투사하는방식으로투명디스플레이를개발하여발표하였다. 삼성디스플레이는 19인치 투명 AMOLED 를개발하여발표하였으며, LG디스플레이또한 60인치이상의투명 AMOLED 를개발하고있다. 기아자동차는네오뷰코오롱과공동으로자동차계기판용 투명 OLED를개발하여시제품을전시하였으며일본의도요타는자동차용투명프로젝션 디스플레이를개발하여자사의자동차에장착하고있다. - 9 -
그림 10 투명디스플레이시제품개발현황 - 10 -
다. OLED 조명개발현황및전망 OLED 는전자와정공이재결합하여빛이발생되는소자이기때문에디스플레이와더 불어조명으로사용될수있다. OLED 조명은디스플레이기술과유사성이많으며디스 플레이에서사용되는재료를일부사용할수있다. 특히백색 OLED는조명과디스플레이에 공동으로사용될수있어서 OLED 디스플레이기술의발전은 OLED 조명기술의발전을 가져올수있다. 주요조명기업인 GE, 필립스, 오스람은 OLED 조명을차세대고체조명으로선정하여 2000 년대초반부터연구개발을진행하고있으며일본의파이오니아, 루미오텍등도 OLED 조명을연구개발을진행하고있다. 미국의 UDC와유럽의 Novaled와같은 OLED 소재업체또한 OLED 조명을개발하고있다. 이들기업은형광등보다높은효율인 100 lm/w 이상의 OLED 조명을개발하여기존의조명을대체할수있는가능성을보였다. 국내의경우 LG화학이오창에 OLED 조명파일럿생산라인을구축하고연구개발을 진행하고있으며 2013 년이후본격적인대량생산을계획하고있다. 100 lm/w 이상의 OLED 조명이개발됨에따라 OLED 조명의제조원가절감을위한 기술이활발히진행되고있다. OLED 조명제조원가절감을위한핵심기술로공정 기술단순화및재료비절감을위한기술이있다. OLED 조명은유리기판을위주로 개발되고있지만 Roll to Roll 플렉시블 OLED 기술또한개발되고있다. 그림 11 OLED 조명시제품개발현황 - 11 -
라. 플렉시블디스플레이개발현황및전망 유리기판대신휘어질수있는유연한기판을이용하여제작하는플렉시블디스플레이는 디스플레이응용분야를넓힐수있는대표적인차세대디스플레이로인식되고있으며, 다양한방식의플렉시블디스플레이가개발되고있다. 초기단계의플렉시블디스플레이는 유리기판을이용하는평판디스플레이에비해가볍고, 얇으며디자인자유도가높은 장점을활용하여스마트폰등의소형디스플레이를위주로상용화가진행될것으로 전망되고있으며중장기적으로는휘거나말수있는디스플레이가상용화될것으로 전망되고있다. 미국과유럽, 일본에서는그래핀, 탄소나노튜브등을이용하여곡면형태의 FED (Field Emission Display) 를개발하고있으며일본의시노다등은곡면형태의 125인치 PDP 를개발하여발표하였다. 또한많은기업들이플렉시블 LCD를개발하여발표하여 왔으나아직까지사업화를진행하지는못하고있다. 플렉시블 AMOLED와플렉시블전자종이는사업화의가능성이높은플렉시블디스플레이로 인식되고있다. LG디스플레이는전자종이를이용하여플렉시블디스플레이를개발하였으며 사업화를위한계획을발표한바있으며, 삼성디스플레이와 LG디스플레이는플렉시블 AMOLED 를개발하고사업화계획을발표하였다. 플렉시블 AMOLED는 2012년에생산을 개시할계획이었으나본격적인생산은 2013 년이후에개시될전망이다. 일본의소니는 유기 TFT를이용하여말수있는플렉시블 AM OLED 를개발하여발표하였다. - 12 -
그림 12 플렉시블디스플레이의종류및개발현황 - 13 -
Ⅳ. 시사점 디스플레이산업은시장규모 1100 억불이상의거대산업으로노트북, 모니터, TV 시장의성장과더불어성장하여왔으며, 우리나라가세계시장점유율 44% 이상을 점하며 350 억불이상을수출하는국가기간산업으로성장하였으나, 최근 LCD 시장 의정체, 중국의도전에의해새로운성장동력을확보해야하는상황에있다. 가. 차별화된기술력확보 LCD와 PDP는중국의추격을방지하며시장을지속적으로선도하고성장시키기위 해생산기술장벽을높임과동시에저가화, 단순화, 고성능화를이룰수있는차별화 된기술의확보가필요하며친환경및그린기술개발을통하여외부환경변화에대 응할필요가있다. 나. 소재및소자기술개발주력 우리나라가절대우위를점하고있는 면고난이도의생산기술이필요한 AM OLED는향후막대한시장성장이예측되 AM OLED-TV 시장을선도하기위해현재의기술을 크게발전시킬수있는산화물 TFT, 대면적 OLED-TV 용소재및소자기술개발에주 력하며시장독점을지속하기위해제품의성능과가격을낮출수있는경제적생산 기술을개발할필요가있다. 다. 차세대디스플레이상용화기술개발추진 플렉시블디스플레이, 투명디스플레이, OLED 조명등은조기에사업화할수있는 기술을확보함에의해시장의창출과더불어선도하기위한기술개발추진이필요 하며디스플레이응용범위를넓힐수있는기술확보에주력할필요가있다. 라. 미래형기술발굴및지속적이 R&D 지원시스템확보 최근신축성디스플레이, 나노형광체기술등디스플레이산업을더욱발전시킬수 있는미래형기술들이발표되고있다. 디스플레이산업이지속적으로성장하기위해 선이러한미래형기술을발굴하고지속적으로개발할수있는 보할필요가있다. R&D 지원시스템확 - 14 -
참고문헌 1. 산업기술평가관리원, 산업융합원천디스플레이 R&D 전략, 2012. 2. 지식경제부, 터치스크린산업육성전략, 2012. - 15 -