디스플레이소재산업발전전략연구 ( 최종보고서 ) 2006. 3. 31. 주관기관한국디스플레이장비재료산업협회 한국산업기술재단
제출문 한국산업기술재단사무총장 귀하 본보고서를 " 디스플레이소재산업발전전략연구 ( 사업기간 : 2005.12.1. ~ 2006.3.31.) 사업의최종보고서로제출합니다. 2006. 3. 31. 주관기관 : 한국디스플레이장비재료산업협회총괄책임자 : 박보현사업참여자 : 유종찬 ( 디스플레이뱅크, 수석연구원 ) 이덕래 ( 디스플레이뱅크, 선임연구원 ) 이두경 ( 디스플레이뱅크, 선임연구원 ) 형소영 ( 디스플레이장비재료협회, 연구원 ) - 2 -
요약서 ( 초록 ) 사업명디스플레이소재산업발전전략연구 주관기관 총사업기간 당해년도사업기간 총사업비 ( 단위 : 천원) 참여 기관 공동수행 결과활용 주제어 (6 ~ 10 개) 한국디스플레이장비재료산 업협회 총괄책임자 2005. 12. 1. ~ 2006. 3. 31. (4 개월) 2005. 12. 1. ~ 2006. 3. 31. (4 개월) 정부출연금 : 30,000 지방자치단체부담금 : 0 민간부담금 : 0 합계 : 30,000 디스플레이/ 소재/ 발전방안 지방자치단체 위탁기관 박보현 1. 사업필요성및목적국내디스플레이모듈및셋트산업과후방산업인소재산업의균형된발전을통한, 우리나라디스플레이산업의지속적인경쟁력우위확보 2. 사업내용및범위 국내/ 외 LCD/PDP/OLED 소재산업실태 국내/ 외디스플레이소재산업품목별생산및기술현황조사 디스플레이소재산업육성방안 3. 사업의성과 LCD, PDP, OLED의소재시장현황파악및전망소재산업의취약점도출및해결방안모색 4. 활용방안및기대효과 디스플레이소재산업발전전략제시로대부분수입에의존하고있는국내소재산 업의수입의존도의획기적개선, 국내소재업계의사업화를지원하고, 정부의디 스플레이소재산업육성정책에반영 - 3 -
목 차 요 약 제 1 장사업의필요성및현황제 1 절사업의필요성제 2 절국내디스플레이소재산업지원정책현황 제 2 장디스플레이산업현황제 1 절디스플레이세계시장현황 1. 평판디스플레이시장규모및전망 2. 타입별디스플레이시장규모및전망 3. 용도별디스플레이시장규모및전망 4. 국가별세계시장점유현황제 2 절디스플레이국내시장현황 1. 평판디스플레이시장규모및전망 2. 타입별디스플레이시장규모및전망 3. 업체별시장점유율제 3 절디스플레이별기술적특징 1. LCD 2. PDP15 3. OLED 제 3 장소재산업의특성및핵심소재선정배경제 1 절디스플레이소재산업의특성제 2 절디스플레이별핵심소재선정배경 1. TFT LCD 주요소재및선정사유 2. PDP 주요소재및선정사유 3. OLED 주요소재및선정사유 제 4 장분야별디스플레이소재산업동향제 1 절소재산업동향조사방법제 2 절 TFT LCD 소재산업 1. TFTLCD 시장개괄 - 4 -
2. TFTLCD 주요소재가. 유리기판나. 컬러필터다. 냉음극관형광램프라. 편광판마. 확산시트바. 프리즘시트사. 컬러레지스트아. 포토레지스트제 3 절 PDP 소재산업 1. PDP 시장개괄 2. PDP 주요소재가. 유리기판나. 격벽다. 전면필터제 4 절 OLED 소재산업 1. OLED 시장개괄 2. OLED 주요소재가. 유리기판나. 유기물질다. 봉지재제 5 절 FPD 드라이버 IC 산업 제 5 장디스플레이소재산업발전전략제 1 절디스플레이소재기반강화제 2 절디스플레이소재기업지원시스템강화제 3 절디스플레이소재기술개발강화제 4 절디스플레이소재인력양성제 5 절디스플레이소재관련네트워킹의강화 - 5 -
표목차 1-1> 디스플레이소재산업지원정책현황 2-1> 평판디스플레이시장규모및전망 2-2> 타입별디스플레이시장규모및전망 2-3> 용도별디스플레이시장규모및전망 2-4> TFT LCD 패널국가별시장점유현황 2-5> PDP 패널국가별시장점유현황 2-6> OLED 패널국가별시장점유현황 2-7> 평면디스플레이시장규모및전망 2-8> 타입별디스플레이시장규모및전망 2-9> 업체별국내시장점유율 3-1> 디스플레이핵심소재와기능 3-2> TFT-LCD 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 3-3> TFT-LCD 모듈의원가구성비중 3-4> PDP 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 3-5> PDP 모듈의원가구성비중 3-6> OLED 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 3-7> OLED 모듈의원가구성비중 4-1> 소재산업조사방법 4-2> 전세계 TFT-LCD 시장전망 4-3> 전세계 TFT-LCD 주요소재시장전망 4-4> 유리기판전세계수요전망 4-5> 유리기판국내수요전망 4-6> 유리기판업체별생산능력현황 4-7> 유리기판업체별출하실적추이 4-8> 유리기판가격동향 4-9> 유리기판공급사슬현황 4-10> 유리기판수급동향및국산화율 4-11> 컬러필터전세계수요전망 4-12> 컬러필터국내수요전망 4-13> 컬러필터업체별생산능력현황 4-14> 컬러필터업체별출하실적추이 4-15> 컬러필터가격동향 4-16> 컬러필터공급사슬현황 - 6 -
4-17> 컬러필터수급동향및국산화율 4-18> CCFL 전세계수요전망 4-19> 어플리케이션별 CCFL 개수 4-20> CCFL 국내수요전망 4-21> CCFL 업체별생산능력현황 4-22> CCFL 업체별출하실적추이 4-23> CCFL 가격동향 4-24> CCFL 공급사슬현황 4-25> CCFL 수급동향및국산화율 4-26> 편광판전세계수요전망 4-27> 편광판국내수요전망 4-28> 편광판업체별생산능력현황 4-29> 편광판업체별출하실적추이 4-30> 편광판가격동향 4-31> 편광판공급사슬현황 4-32> 편광판수급동향및국산화율 4-33> 확산시트전세계수요전망 4-34> 확산시트국내수요전망 4-35> 확산시트업체별생산능력현황 4-36> 확산시트업체별출하실적추이 4-37> 확산시트가격동향 4-38> 확산시트공급사슬현황 4-39> 확산시트수급동향및국산화율 4-40> 프리즘시트전세계수요전망 4-41> 프리즘시트국내수요전망 4-42> 프리즘시트업체별라인현황 4-43> 프리즘시트업체별출하실적추이 4-44> 프리즘시트가격동향 4-45> 프리즘시트공급사슬현황 4-46> 프리즘시트수급동향및국산화율 4-47> 컬러레지스트전세계수요전망 4-48> 컬러레지스트국내수요전망 4-49> 컬러레지스트가격동향 4-50> 컬러레지스트공급사슬현황 4-51> 컬러레지스트수급동향및국산화율 - 7 -
4-52> 포토레지스트전세계수요전망 4-53> 포토레지스트국내수요전망 4-54> 포토레지스트가격동향 4-55> 포토레지스트공급사슬현황 4-56> 포토레지스트국산화율 4-57> 전세계 PDP 시장전망 4-58> 전세계 PDP 주요소재시장전망 4-59> 유리기판전세계수요전망 4-60> 유리기판국내수요전망 4-61> 유리기판가격동향 4-62> 유리기판공급사슬현황 4-63> 유리기판수급동향및국산화율 4-64> 격벽전세계수요전망 4-65> 격벽국내수요전망 4-66> 격벽가격동향 4-67> 격벽공급사슬현황 4-68> 격벽수급동향및국산화율 4-69> 전면필터전세계수요전망 4-70> 전면필터국내수요전망 4-71> 전면필터업체별생산능력현황 4-72> 전면필터업체별출하실적추이 4-73> 전면필터가격동향 4-74> 전면필터공급사슬현황 4-75> 전면필터수급동향및국산화율 4-76> 전세계 OLED 시장전망 4-77> 전세계 OLED 주요소재시장전망 4-78> 유리기판전세계수요전망 4-79> 유리기판국내수요전망 4-80> 유리기판가격동향 4-81> 유리기판공급사슬현황 4-82> 유리기판수급동향및국산화율 4-83> 유기발광물질별특징및재료 4-84> 유기발광물질전세계수요전망 4-85> 유기발광물질국내수요전망 - 8 -
4-86> 유기발광물질공급사슬현황 4-87> 봉지재전세계수요전망 4-88> 봉지재국내수요전망 4-89> 봉지재가격동향 4-90> 봉지재공급사슬현황 4-91> 봉지재국산화율 4-92> FPD 드라이버 IC 전세계수요전망 4-93> FPD 드라이버 IC 국내수요전망 4-94> FPD 드라이버 IC 업체별출하실적추이 4-95> FPD 드라이버 IC 가격동향 4-96> FPD 드라이버 IC 공급사슬현황 4-97> 국내드라이버 IC 산업인프라구조 4-98> FPD 드라이버 IC 수급동향및국산화율 - 9 -
그림목차 < 그림 2-1> LCD 의구동원리 < 그림 2-2> STN 의구조 < 그림 2-3> TN, STN LCD 의비교 < 그림 2-4> TFT LCD 의구조 < 그림 2-5> TFT 공정도 < 그림 2-6> Cell 공정도 < 그림 2-7> Module 공정 < 그림 2-8> PDP 의단면구조 < 그림 2-9> PDP 셀의구조 ( 단면 ) < 그림 2-10> 단위셀모식도 < 그림 2-11> 전극배치도 < 그림 2-12> DC 형 < 그림 2-13> AC 형 < 그림 2-14> PDP 의제조공정 < 그림 2-15> OLED 소자의구조 < 그림 3-1> 평판디스플레이시장전망 < 그림 3-2> 평판디스플레이소재시장전망 - 10 -
요 약 분야별디스플레이소재산업동향 LCD 모듈은패널의가격이차지하는비중이매우높으며관련소재분야는소자의경우와달리원천기술이취약하여원재료의대외의존도가높음. - LCD의색을구현하기위해핵심적인 C/F는재료원가비중은 24% 정도이며최근대 형 LCD 생산업체의인하우스방식채택에따라대부분자체생산하고있음. 대형 LCD 제작시원가절감을위해서는대형부분에서의잉크젯방식적용을위한공정및소재 의개발이필요. - LCD 패널의모재가되는유리기판은재료원가비중은 9% 정도로기판대형화에따 라고왜점의퓨전공법의유리를생산하는삼성코닝정밀유리의시장점유율이크게증 가하고있음. - LCD 광의공급원인 CCFL은 BLU원가의 27%, 전체재료원가의 7% 비중을차지하며 국내형광등업체들이다수진출해있음. 향후 LCD의대형화추세와함께 LED 또는면 광원으로의교체가예상되므로새로운방식의 BLU 위하여소요되는구동부의가격또한함께고려되어야함. 개발노력이필요하며광원의구동을 - 편광판은재료원가비중이약 10% 정도이며최근 LG 화학의시장점유율이증가하 고있으며일본의일동전공, 스미토모화학등이지속적인강세를보이고있으며향후 대형화대응이필요함. - BLU 소재중에서확산시트는 SKC의시장점유율이매우높으며프리즘시트의경 우에는 3M 이장기간시장점유를하고있음. 향후개발과제는저가격으로다양한기능 을동시에수행할수있는다기능막의개발이요구됨. - 전반적인 LCD용소재는국내업체의공급비중이증가하고있는상황이나소재분야 의원천기술은취약하여원재료의대외의존도는여전히높은상황임. LCD 원재료의대부분은해외업체들의특허보호로국내업체의진출시도가용이하지않음. LCD 주요소재/ 부품의기술동향은다음과같음. - 액정디스플레이(LCD) 의컬러필터화소는적, 녹, 청색의미세패턴으로구성되어 있으며이를형성시키는방법에는일반적으로광조사방식( 포토리소그래피법) 으로대표 됨. 이들재료들의기술동향으로는 TFT-LCD 에서요구되는고화질, 고색재현성, 및고 contrast 성을유지및향상하기위한방향으로개발되고있음. CR을경우고색재현성 구현을위해서더높은농도의안료를필요로하며, 이를위해서는안료의미립화기술 과더불어분산안전성확보가가장중요한이슈이며 BM의경우고콘트라스트구현을 위해서빛을차단할수있는능력의향상시키는것이목표임. 이를위해서사용하고있 는안료(Carbon black) 의고농도화가주된이슈이며, 고화질의 display구현을위해고해 상도화가구현되어야함. - 11 -
- 액정재료의경우다수업체가국산화에관심은갖고액정조제품개발및생산에대한 연구를진행하고있으나, 기술적어려움등의여건때문에사업화진행이원활하지못 함. 액정재료의 TFT-LCD 의기술개발동향과서로조화를이루면서발전하여왔음. TFT-LCD는이동통신의발달과 HDTV (High Density Television: 고해상도디지털텔레 비젼) 의발달로 HDTV용대형 LCD와이동통신용단말기로양분되기시작하였으며차 세대 LCD 의가장중요한기술은저소비전력, 천연색(full color) 동화상의구현, 광시야 각개선등을확보하는것임. - LCD 산업은기술혁신, 응용분야의확대로발전하여왔지만여러가지새로운기술적 인문제들이해결되지않은상태로남아있음.TFT-LCD가가지고있는기술적인문제점 들가운데대부분이액정재료특성뿐만아니라여러가지의다른요인과도밀접한관 계가있음. 특히, 잔상과 flicker로인한표시성능의저해에관한많은연구를통하여액 정과배향재료쌍방에원인이있다는사실이알려지면서, 액정과함께배향제에대한연 구의중요성이부각되고있음. 따라서배향재료의기술목표는광시야각과응답속도이며 광시야각화를이루기위해서는고화질을구현할수있는기술들은 VA모드와 IPS 모드임. 광시야각을구현하기위해서는특성이뛰어난액정을개발하고구동회로에대해연구하 는것뿐만아니라배향재료의개발도함께필요로함. 배향재료개발에서모드별적합한 선경사각 (pre-tilt angle) 을조절하는것이필요하고이때문에배향재료중에선경사각 을발생시키는성분의개발이루워져야함. 또한, 현재대부분의 LCD모드에서배향막을 러빙처리하여배향막을형성하고있으나, LCD의기판이대형화함에따라비접촉식배향 처리법이개발중임이는 LCD의대면적화에따른러빙과정에서나타나는배향불안정성 은탈피하기위한것이며 UV에효과적으로반응할수있는 polyimide의측쇄구조와광 배향용재료의개발이필요함. - 실런트재료의경우광/ 열경화형 sealant 제품이널리사용되고있으나 TFT-LCD 공 정방법에따라요구되는특성이달라짐. 기존의 Cut-line process의경우에는우수한 물리적/ 기계적특성과함께경화후 Main-sealant 와액정과의낮은반응성, 경화전/ 후의 End-sealant 액정간의낮은반응성이요구되며 One-Drop-Filling (ODF) process의 경우기존 Cut-line process에서사용되고있는 sealant의요구특성뿐만아니라경화전 의 sealant 와액정과의낮은반응성에대한특성이중요함. 현재대면적 LCD 공정에사 용되는 ODF process의경우경화전의 sealant와액정과의반응이문제가되고있어이 의개선을위한재료개발이요구됨. - LCD BLU 수요는 TFT-LCD 경기변동과밀접한관계가있는품목으로제품모델변화 에따른신속한대처능력및고신뢰성과낮은제조비용등이요구함특히 TFT-LCD 대형화에따른모니터,TV시장의확대가예상됨에따라대형모델개발기술이 BLU사업의 핵심요소임. 고휘도, 박형 HDTV용 BLU는 30인치 TV용 TFT-LCD 제품의재료비중 BLU가차지하는비중은 38% 선으로매우높은편이고 TFT-LCD에서소모되는전력의 대부분을 BLU 특히 Lamp에서대부분사용하며 TFT-LCD가갖고있는최대의장점인 박형을구현하는데 BLU 의박형경량화가필수적이므로저가격화, 고효율화, 박형/ 경량 화가관건임. 의 - 12 -
- LCD 용필름류는편광필름, 보상필름및 BLU 에소요되는확산판, 확산필름, 프리즘시 트, 휘도향상필름, 반사시트등다양한종류가있으며저가격화, 고효율화및기능복합 화를통한구조단순화가필요함. PDP 관련소재는최근국내업체들을통하여생산되고있으나원재료는대부분수입에의존하고있음. - 격벽재료의생산에참여하는기업은다른 PDP 부품및재료를생산하는메이커보다 비교적많은상황이며아사히유리, 오쿠노제약, 스미토모세라믹, 대일본인쇄, 도레이, 일 본전기유리등이격벽재료의생산에참여하고있음. 특히일본전기초자, 도레이, 아아 제약공업등이 PDP 모듈업체에많은양을공급하고있으며현재는친환경대응과관 련한 Pb-free 조성의개발이진행되고있음. 또한격벽형성공법의개발과관련하여 sheet 화, 감광성재료개발이필요함. - PDP 모듈원가의 8.8% 정도를차지하는유리기판은플로트법에의해만들어진고 왜점의 PDP전용유리를사용하고있으며일본의아사히초자가시장을독점하고있음. 일부업체의시장진입이시도되고있으나진행은원활하지않은실정임. sodalime 유 리로의사용이가능한패널설계기술및공정기술개발이요구되며유리기판의변경 에따른모든소재들의특성변경이병행되어야함. - 유전체는백색및투명의두종류가사용되고있으며재료원가비중은약 4% 정도임. 일본의 JSR이시장의상당부분을차지하고있으며국내의휘닉스 PDE에서유연소재 를개발국내업체공급비중을늘리고있음. 상판/ 하판에사용되는유전체유리분말의 경우는일본의아사히초자가분말과페이스트형태로동시에세계적으로공급하고있으 며현재대부분의 PDP 업체가아사히초자의투명유전체재료를사용하고있고, 그밖에 일본전기유리(NEG), Noridake, Yamamura, Okuno 등의업체가 PDP용유전체재료시 장에뛰어들어유리분말( 프리트) 을공급하고있음. 향후의환경규제와관련하여 ACC, Noritake 를중심으로국내업체공략을위해무연제품의마케팅을강화하고있어국내 에서무연품의국산화가시급함. - 전극재의경우비교적비싼재료인은이사용되고있어재료원가비중이 8% 정도로 높은편이며수입비중이높은편임. 전극 paste 생산기업으로는일본의경우 Dupont, 다이요, 노리다케, 미쯔이, DOWA, 일본전기글라스가있고, LG, 제일모직, 창성, 대주 전자등의국내업체에서국산화를위한노력을하고있음. 전극 paste용 glass 프리트 분말을생산하는업체는 Asahi, NEG, Noritake 가있음. 일본의일부 PDP 모듈업체는 소재업체와공동으로새로운소재및공정을개발하여일부신설라인에적용하고있으 며성능향상및원가절감을위한 sheet 화등신공법과병행하여소재를개발하고있음. - 13 -
- 보호막은단결정품과소결품이동시에사용되고있는데 PDP 품질에큰영향을미치 는특성을가지고있음. 단결정품은제조원가가비싼단점을가지고있어 PDP 품질영 향도와원가모두를고려한개발이필요함. 다결정 MgO 보호막재료의경우일본의미 쯔비시사(MMC) 제품만이유일하게적용중이며 PDP 성능향상을위한특정성분이 Doping된 MgO Pellet 의경우시제품개발단계임. 일본의경우에는보호막제조업체중 심으로연구조합을결성하여고속구동 PDP를위한다결정 MgO재료에대해서체계적 으로연구개발중이며보호막재료제조업체가 PDP 모듈업체와긴밀하게 PDP 특성간 향상을위한기술개발을진행중임.- PDP에사용되는전면필터는 Ne 여기종으로부터 방출되는오렌지광과 EMI 를방지하는기능을하고있으며, 원가비중이 20% 정도로높 은편임. 일본의아사히, 미쯔이등이원천기술을대부분소유하고있으며국내에서는 LG화학과삼성코닝에서사업화하고있는단계이며향후 PDP 품위의향상등을고려하 여필름형으로진행될것으로보임. 향후다층막의기능통합을통한구조단순화/ 저가 격화가필요함. - PDP 소재는국내업체의적극적인참여로국산화율을높여가고있으나원천기술의 부재로인하여많은원재료를수입에의존하고있어재료원천기술의개발및특허권 리의확보가필요한실정임. OLED 는원천기술을소유한소수업체(CDT, UDC) 가산업에막대한영향력을미치 며이에따라상호보완적기술을보유한업체간전략적제휴또는합작회사설립등기 술및시장주도권경쟁이치열함. 또한소재의개발이산업의성패를좌우할정도로중 요하나일본등외국기업이소재산업을주도하고있어소재의국산화및원천기술확 보가시급함. - OLED 기판재료는 OLED 모듈의 14% 정도를차지할정도로비중이높으며높은전 류밀도와구동전압에서작동시키기위한전기적특성과표면조도는매우엄격하게관리 되어야함. 현재지오마텍에서대부분의물량을공급중이며신안SNP와한화종합화학 등의국내업체가개발중임. - 발광재료는저분자재료의경우이스트먼코닥이원천특허를보유하고동북파이오니 아, 산요전기및 TDK 를비롯한대부분의패널업체와특허라이센스를체결하였음. 수동 형 OLED 재료의경우제품화에가장앞서있는이데미츠-고산이가장많이시장을점 유하고있으며, 이스트먼코닥, 신일본제철화학, 이레이등이나머지시장을점유하고 있음. 고분자발광재료의경우유럽, 미국등을중심으로연구가진행되고있으며원천 특허는 CDT 에서소유하고있음. 특히발광재료는수명과효율의개선이관건으로향후 고효율재료인인광재료의개발이활발히진행되고있으며저분자인광재료의원천 기술은 UDC 에서소유하고있음. - 14 -
- 주입및수송재료또한일본회사들이세계시장의대부분을생산하고있음. 일본의이 데미츠- 고산, 반도화학, 케미프로, 동양잉크, 신일철화학등이주요생산업체이며국내 에서는 LG 화학, 루디스, 그라셀, 이엘엠등이기술개발을진행하는단계임. HIL/HTL 재료의특성에비해 EIL/ETL 특성이상대적으로취약하며 ETL 재료는 Hole blocking 특 성을갖는재료의개발이진행되고있음. - 봉지재료는동북파이오니아가 metal can 방식으로양산을시작하면서삼성 SDI나 LG 전자가 metal can 방식을채택하였으며, 대만의테코옵트로닉스나옵토테크역시 metal can방식의 OLED encapsulation을채택하였지만 Ritdisplay나 Univision등대만업체들 의시장에서의약진으로 glass can으로점차시장의주류로서자리를굳혀가고있는상 황임. 흡습재의경우는초기수분을분해하여제거하는방식의금속분말또는금속하이 드라이드를 Polymer binder 와혼합하여사용되었으나현재는액상상태의제습제(Kodak, RNF) 도소개되고있음. 디스플레이소재산업발전전략 디스플레이소재기반강화 : 신뢰성평가기능강화, 소재개발장비공동활용시스 템구축, 디스플레이소재전문기관의육성 디스플레이소재기업지원시스템강화 : 혁신주도형소재기업지원시스템강화, 소재 전문인력에의한기업지원시스템강화, 선진소재기술인력도입지원 디스플레이소재기술개발강화 : 주요수입소재국산화기술개발, 차세대핵심소재 원천기술개발, 핵심소재국제공동개발 디스플레이소재인력양성 : 수요기업위주의생산기업교육시스템구축, 맞춤형디 스플레이소재전문인력양성시스템구축 디스플레이소재관련네트워킹의강화 : 특허공동대응, 수요소재업체협력관계촉진, 소재인력 Pool 구축및활용 - 15 -
제 1 장. 사업의필요성및현황 제 1 절. 사업의필요성 국내디스플레이모듈및셋트산업과후방산업인소재산업의균형된발전을통 한, 우리나라디스플레이산업의지속적인경쟁력우위확보 - 우리나라디스플레이양산기술개발측면에서는일본, 대만보다앞서고있지만소재기술및원천기술측면에서는격차가크게벌어져있음. - 디스플레이소재산업의인프라는많은부분을일본에의존하는실정이므로한국 이디스플레이강국으로서의위치를확고하게마련하기위해서는한국내에서소재 산업의경쟁력을강화 예) LCD 분야의소재분야대일무역의존도는 55% 이상으로, '04년기준 150억달러 LCD 패널생산을위해, 80억달러의소재를수입함 - 이에, 국내/ 외디스플레이소재산업의실태조사와기술현황조사를바탕으로각소재산업의현황을파악하고이를토대로소재산업발전모델및육성방안제안이필요함 국내디스플레이소재산업의경쟁력강화가필요함 - 국내의디스플레이산업의특징은디스플레이모듈에만집중된투자와개발로디스플레이소재관련원천기술력이부족하며, 이로이해시장침투력이약하다는것 - 따라서현재국내전자부품, 소재산업은해외의존도가높고경쟁력이매우약한상태로부품소재의국산화율은미미한실정임. - 게다가한국의 LCD 산업이세계시장을석권함에따라한국을중심으로부품소재관련기업들의진출이점차활발해지고있는실정이어서국내소재업체들의경쟁력이크게위협받고있음 - 이에따라, 국내디스플레이소재산업의실태및선진소재업체와의격차를조사분석하여, 향후디스플레이소재산업의입지를강화할필요가있음 - 16 -
소재산업은정부의장기적인지원과해당산업종사자들의폭넓은기술및노하 우등의정보교류를통하여가능하므로, 용역과제를통한조사분석이필요함 - LCD 를비롯한디스플레이산업은기본적으로복잡하고거대한투자가이루어져 야하는장치산업의특징을지니고, 부품, 소재산업의입지를강화하기위해서중소 업체, 대기업, 학교, 정부차원의지원과투자가끊임없이이루어져야하는산업임. - 부품, 소재, 장비등관련산업의기반이취약하여경쟁력이상대적으로미약하 고, 있음. 전문인력부족에따라차세대공정기술연구개발인프라가취약하다는문제가 - 17 -
- 지금까지디스플레이산업은반도체산업에서형성된인프라를공유하며발전했다고말할수있을정도로유사한특징을지니나, 단순한반도체시장과는달리시장의요구에따라단순한기판크기키우기로는업체들의경쟁력을장기간유지시켜주지는못할수있음. - 따라서각디스플레이의핵심소재들의기술현황을조사함으로써생산원가를줄이고공정을개선할수있는기술에대해서개발을장려하는기회를만들어주는것이디스플레이소재기술개발의핵심임. 제 2 절. 국내디스플레이소재산업지원정책현황 지금까지의디스플레이산업지원은디스플레이패널및부품에집중되어왔으 며, 디스플레이소재산업지원은취약함 - 디스플레이관련국책과제는디스플레이패널등디스플레이패널관련과제가 대부분을차지하고있음 - 디스플레이관련연구및교육센터는디스플레이패널및부품의연구개발인프라의구축및이의활용에집중되어있어소재부분의전문성이적고, 디스플레이종류마다분리되어있어종합적인소재평가시스템의구축이어려움 - 부품소재기술개발사업을통하여, 디스플레이소재에대한개발이일부지원되고있으나, 지금까지의디스플레이부품소재기술개발사업은부품개발위주로진행되어옴 - 18 -
1-1> 디스플레이소재산업지원정책현황 구분과제내용비고 중기거점기술개발사업 10인치급 OLED 패널개발패널 중기거점기술개발사업 차세대성장동력사업 FPD 장비개발 21세기프론티어 AOD, ASD 개발 차세대디스플레이센터 장비 OLED, LCD, PDP 개발패널, 부품 소자 TFT-LCD 연구개발기반패널, 소자 디스플레이산업지원센터디스플레이부품개발기반부품 디스플레이기술교육센터디스플레이교육 ( 부품, 패널) 패널, 부품 PDP OLED 센터 센터 부품소재개발 PDP 패널및소자개발기반패널, 소자 OLED 패널및소자개발기반패널, 소자 LCD, OLED, PDP 부품이강조 부품 - 19 -
제 2 장. 디스플레이세계산업현황 제 1 절. 디스플레이세계시장현황 1. 평판디스플레이시장규모및전망 2-1> 평판디스플레이시장규모및전망 평판디스플레이세계시장은 2005년 693 억불이며, 2009년에들어 1000억불을 넘을것으로전망 - 20 -
2. 타입별디스플레이시장규모및전망 2-2> 타입별디스플레이시장규모및전망 - 21 -
TFT-LCD 패널( 대형, 중소형전체) : 2005년기준전체규모의 82.4% 인 570.7 억달러이며, 그점유율은 2009년에 80.3% 로약간떨어질전망 PDP 패널및 OLED 패널 : 매우큰폭의연평균성장률을보일것으로예상 3. 용도별디스플레이시장규모및전망 2-3> 용도별디스플레이시장규모및전망 TV 용패널 : 2004년 17.6% 점유율에서, 2006년처음으로모니터용패널의시 장규모를앞서며, 2009년에는 417.8억달러규모로 40.5% 의시장점유율을보일 것으로전망 - 기존브라운관 TV를 FPD TV 가대체하고, 각국별아날로그방송중단과디지털 방송실시로인한디지털 TV 수요가급격히증가할것으로전망 핸드폰용패널, 모니터용패널 : 연평균성장률이각각 4.9%, 6.1% 가예상됨 - 22 -
4. 국가별세계시장점유현황 가. TFT LCD 패널국가별시장점유현황 2-4> TFT LCD 패널국가별시장점유현황 한국, 일본, 대만에서 LCD 패널을거의전량공급하고있으며, 한국이 2004년 이후 38.2%, 39.0% 로 1위고수 나. PDP 패널국가별시장점유현황 2-5> PDP 패널국가별시장점유현황 2004년까지일본이 50% 이상의시장점유률로전세계 PDP 시장을이끌어왔으 나, 2005년부터는한국이 1위로올라섬 이는삼성SDI와 LG 전자의지속적인라인확장으로이미예상되었으며, 이영향 으로한국은 2005년매출액기준 34.8억불로전세계시장의 57.1% 를차지 다. OLED 패널국가별시장점유현황 - 23 -
2-6> OLED 패널국가별시장점유현황 2004년삼성SDI의세계 1위도약을발판으로한국의시장점유율이 1위로올라 섰으며 2005년에도매출액기준점유율은 1위를유지 제 2 절. 디스플레이국내시장현황 1. 평면디스플레이시장규모및전망 2-7> 평면디스플레이시장규모및전망 2009 년까지꾸준히성장예상( 연평균성장률 14.9%) 2. 타입별디스플레이시장규모및전망 2-8> 타입별디스플레이시장규모및전망 ( 단위: 백만불) - 24 -
TFT-LCD 패널( 대형, 중소형전체) : 2005년기준전체규모의 81.6% 인 222.3 억달러이며, 그점유율은 2009년에 80.3% 로유지될것으로보임 PDP 패널 : 수량, 금액면에서높은연평균성장율을보일것으로예상 3. 업체별국내시장점유율 2-9> 업체별국내시장점유율 - 25 -
디바이스 TFT LCD PDP OLED 업체 2005 ( 출하대수기준 ) LG.Philips LCD 48.9% 삼성전자 47.5% BOE HYDIS 3.6% 삼성 SDI 50.1% LG전자 48.9% 오리온 PDP 1.0% 삼성 SDI 73% LG전자 25% 기타 2% TFT-LCD : LG.Philips LCD, 삼성전자가 95% 이상을차지 PDP, OLED : 삼성SDI, LG전자가대부분을차지 제 3 절. 디스플레이별기술적특징 현재까지의평판형디스플레이산업은 PC 및모바일용디스플레이가중심이었 으나최근에와서는 TV 를위주로전개될것으로예상됨. - Laptop에서모니터중심으로이동된디스플레이시장은다시 TV로이동할것으 로예상됨. - 평판디스플레이의기술적목표는저소비전력화, 박형, 경량화, Slim화등에서 고휘도화, 고콘트라스트화, 색재현성향상등고화질화로진행되어왔으나, 이제는 동화품질의향상과광시야각화, 고응답특성으로변화될것으로예상됨. 1. LCD LCD 란액체와고체의중간적인특성을가지는액정의전기 광학적성질을표시 장치에응용한것임. 액체처럼유동성을갖는유기분자인액정이결정처럼규칙적 으로배열된상태를갖은것으로, 이. 분자배열이외부전계에의해변화되는성질을 이용하여표시소자로만든것이액정디스플레이(LCD) 임. LCD는자체발광을이용한 Display 장치가아니라외부의빛을이용하는 Passive Type의 Display 임. 구동방식에따라 Passive Matrix, Active Matrix 로나뉨. - Passive Matrix - 26 -
Common 전극과 Data 전극을 XY형태로배치하고그교차부분에순차적으로신호 를가하여 Display 하는방식. TN, STN LCD 가여기에속하며, 표시량이많은용도 에 STN, 시계, 계산기등표시량이간단한용도에 TN 이사용됨. - Active Matrix 각화소에공급되는전압을조절하는스위치로서트랜지스터를사용. 화소를제어하기때문에라인간섭에의한 독립적으로 Crosstalk이없고화질이깨끗하게표시 됨. 현재모니터, 노트북PC 에사용되는대부분의것이이방식에속함. LCD의구동원리 - LCD Panel 에전압이가해지면액정분자가전계방향으로향하게됨. - 입력된빛은후면 Polarizer 에의해흡수되고, 전압이가해지지않으면빛은액 정배열을따라통과 - 이러한동작을선택적으로행하면서원하는패턴을디스플레이이때빛은후면 Polarizer 에따라투과가되기도하고반사가되기도함. LCD의용도에따라후면 Polarizer 를반사형으로사용하기도함. < 그림 2-1> LCD 의구동원리 Passive Matrix LCD - STN LCD 구조 ㆍ LCD 의구조는유리기판사이에액정이위치하고빛의편광성을이용하기위해 위상차판을양 Glass 기판에올린상태로되어있음. ㆍ여기에 LC 의방향성을주기위해비틀림각을만들게되며, LCD는이비틀림각의 차이에따라 TN(90 ), STN(160 ~240 ) 으로분류 - 27 -
< 그림 2-2> STN 의구조 - TN, STN LCD 의비교 < 그림 2-3> TN, STN LCD 의비교 Active Matrix LCD - TFT-LCD ㆍTFT-LCD는크게 TFT 가형성되어있는아래유리기판, Color Filter가형성되어 있는윗유리기판, 그리고그사이에주입된액정(Liquid Crystal) 로구성 ㆍTFT 는전기적신호를전달, 제어하는역할을하며, 액정은인가된전압에따라 분자구조를달리하여빛의투과를제어한다. 그렇게제어된빛은 Color Filter를통 과하면서원하는색과영상으로나타나게됨. ㆍTFT-LCD 는브라운관방식에비해소비전력이낮고, 경량박형이가능하며, 유해 전자파를방출하지않는차세대첨단디지털디스플레이소자임. - 28 -
< 그림 2-4> TFT LCD 의구조 LCD제조공정 - TFT-LCD 제조공정은 TFT 공정, Cell 공정, Module 공정세부분으로나뉨. - 29 -
Step 1. TFT 공정 < 그림 2-5> TFT 공정도 TFT 공정은반도체제작공정과매우유사하며, 증착공정(deposition) 및사진식각 공정(Photolithography), 식각공정(Etching) 을반복하여유리기판위에박막트랜지 스터를배열하여제작하는공정 Wafer 대신에유리를사용한다는점에서반도체와다르며, 반도체공정은 1,000 정도의공정온도를갖는반면 TFT 공정은유리기판을사용하기때문에 300 ~ 50 0 의공정온도를유지해야하므로오히려반도체보다까다로운기술임. - 30 -
(1) PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 진공실을이루는 Chamber 내부에증착에필요한 gas를주입하여원하는압력과 기판온도가설정되면 RF(Radio Frequency) power를이용하여주입된 gas를 Plasma 상태로분해하여기판위에증착하는공정 증착에필요한조건은진공상태, RF power, 기판온도, 반응 gas, 반응압력등이 다. 증착되는물질은절연막과반도체막으로나눠지며, 절연막으로는게이트절연 막, 보호막, etch stopper 막이있음. 반도체막으로는활성층을이루는비정질실리콘(a-Si:H) 과접촉저항층을이루는 도핑된비정질실리콘막(n+ a-si:h) 이있음. (2) Sputtering 공정 ( 증착공정) Sputtering은 RF power나 DC power에의해형성된 plasma 내의높은에너지를 갖고있는 gas ion이 target 표면과충돌하여증착하고자하는 target 입자들이튀 어나와기판에증착되는공정. 일반적으로음극표면에증착시킬 target 물질을장착 하고, 증착물질의특성에영향을주지않는 He, Ar과같은불활성기체를이용하여 양극에놓여진기판위에튀어나온 target 물질이증착되는것을말함. - 31 -
(3) Photolithography 공정 ( 현상공정) Photolithography 공정은어떤특정한화학약품(Photo resist) 이빛을받으면화학 반응을일으켜서성질이변화하는원리를이용하여, 얻고자하는 pattern의 mask를 사용하여빛을선택적으로 PR에조사함으로써 mask의 pattern과동일한 pattern을 형성시키는공정. Photolithography 공정은일반사진의 film에해당하는 photo resist를도포하는 PR 도포공정, mask 를이용하여선택적으로빛을조사하는노광공정, 다음에현상액을 이용하여빛을받은부분의 PR을제거하여 pattern을형성시키는현상공정으로구 성됨. Photolithography 공정은모든공정 step이각종 particle 에대해매우취약하고, 이 로인한 pattern 불량이전체 panel 의불량을유발하므로, 청정한환경과재료및 장비의관리가보다중요한공정이며, 향후 TFT 제작공정의고정밀, 대면적화에따 라서그중요성이더욱커지는공정. (4) Dry etch 공정 ( 식각공정) 진공과 gas, RF power의 3조건하에서형성되는 gas plasma로부터만들어진원자 나자유기(Radical) 와같은반응성물질과기판에증착된물질이반응하여휘발성 물질로변하는현상을이용한식각방법임. 이방법은반응속도가빠르고미세형상을식각할수있으며, 진공 chamber 내에 서반응이이루어지므로안전상유리함. Step 2. Cell 공정 < 그림 2-6> Cell 공정도 - 32 -
TFT 하판과 Color filter 가형성된상판에배향막을형성하고, 배향막에액정이잘 정렬할수있도록배향을한후, spacer를산포하고 Seal 인쇄를하여합착. 합착후에모세관현상을이용하여액정을내부에주입한후, 주입구를봉지함으로 써 LCD 공정은마무리가됨. 1 배향막도포상하판의 Pixel부에배향막을얇고균일하게도포하는공정으로, Drum 위에 polyimide 를얇고균일하게도포하고, 도포된 polyimide가미리 Pattern된고무판에인쇄되어이것이상판 C/F 또는하판 TFT array 에도포된다. 도포된이후경화로에서 polyimide를경화시킨다 2 Rubbing 액정이일정한방향으로배향되도록하기위하여경화된 polyimide에일정한방향으로직홈을만드는공정으로, 회전하는 Drum에부착된 rubbing포로 panel을일정한방향으로문질러서일정한방향의홈이만들어지도록한다. 3 Spacer 산포 상판과하판을합착시킬때일정한 Cell gap을확보하기위하여 spacer를균일하 게뿌려주는공정으로, spacer를적정농도로용액속에혼합한후펌프를통해분사 노즐로수송하여노즐에서고압으로기판에분사. 이때용액은열건조를통해휘발시키며, 화면의크기등에따라 100~200 개/ cm2의 밀도가되도록조절. Spacer은공모양으로직경은 4~5 μm의크기에서결정됨. 4 액정주입 상판과하판을합착한후모세관현상과압력차를이용해서상판과하판사이에액 정을주입하는공정으로, 진공배기계, 진공chamber, 상하이동장치, 액정을담그는 Jig 및 N 2 purge 계로구성. 진공배기를통해 Cell gap 내를 1/1000 Torr 정도의진공상태로유지하면, 모세관 현상에의해액정이 Cell 내부로빨려올라가며, 약 80% 정도채워졌을때, 서서히 N 2 를진공 chamber 내로 purge하면 Cell 내부와주위와의압력차가발생하여액 정이 Cell 내부의빈공간을채우게됨. - 33 -
Step 3. Module 공정 < 그림 2-7> Module 공정 Module 공정은최종적으로사용자에게전해지는제품품질을결정하는단계 완성된 panel에편광판을부착하고 Drive.-lC를실장한후 PCB(Printed Circuit Board) 를조립하여최종적으로 Backlight unit과기구물을조립함으로써 Module 완 성됨. 2. PDP PDP의구동원리 - 장의유리기판은 0.1mm의작은간격을유지하고있는데그사이에네온과크 세논등의가스를채워수많은격벽으로구성된방전공간에 3 원색(R,G,B) 의형광체 를발라, 유리기판에설치한전극에전압을가하면방전현상이일어나고여기서발 생한자외선이형광체에부딪히면서빛이일고이를조합해화상을구현하는것. - 34 -
- 이때 DC형 PDP의경우는전극이방전가스에직접노출되어있으므로방전을 되풀이하면할수록전극자체가스패터링을일으키고금속이증발해버리는커다란 약점을가지고있었음. 이러한결점을보완하기위해전극을유전체층으로코팅하 고전극의금속이증발하는것을방지한것이 AC형 PDP 임. - 하지만이 AC형 PDP 에도해결해야할문제점은있음. 방전은이온과전자의움 직임이기때문에방전이일어나면이때이온이형광체에닿아형광체가부서져버렸 음. 형광체는이온에매우약한소재로 AC형과 DC형모두제품수명을줄이는중 대한단점임. 또한화면의밝기, 계조등을표현하는부분에서도초기에는많은문제 점이있었음. < 그림 2-8> PDP 의단면구조 - 35 -
< 그림 2-9> PDP 셀의구조 ( 단면 ) - 36 -
< 그림 2-10> 단위셀모식도 - AC형 PDP 내에는패널크기에따라수십에서수백만개이상의셀이매트릭스 (matrix) 구조로배열되어있음. - X 전극과 Y 전극사이에방전을일으키려면어떤특정전압이상의전위차가필 요한데, 이경계가되는전압을방전개시전압 Vf 라함. - 만일 Vf보다큰전압 V0가인가되면방전이개시되고방전공간에는플라스마가 형성되며, 이플라스마내공간전하들은서로반대극성을갖는전극쪽으로이동하 게되어전류가흐르게됨. 이때 AC형 PDP에서는각전극위에유전체가도포되 어있으므로이동된공간전하들은거의대부분유전체위에쌓이게되며, 유전체 위에쌓인전하들을벽전하라함. 이들벽전하에의해실제방전공간상에형성되는 전압은 V0 - Vw 가된다. 방전이지속될수록벽전하량은증가하고, 따라서벽전압 도커지게되므로방전공간상에형성되는전압은점점감소하여결국방전은자동 적으로정지하게됨. - 37 -
< 그림 2-11> 전극배치도 - Address전극과 Sustain전극중에한전극과방전을일으켜벽전하를형성하면 선택된셀의두 Sustain 전극사이에표면방전을일으켜서구동됨. - Sustain 방전이끝나면셀을소거하고전화면쓰기및지우기를하여벽전하를 균일한상태로만듦으로써한주기가끝남. - sustain 방전시한쌍의전극에플라즈마형성임계전압(Vf) 보다높은구동전압 을인가하면방전가스는방전을일으켜 147nm의자외선이발생하게되며이자외 선은형광체에충돌하여고유파장의가시광선을발광하고각셀의가시광선이조 합되어컬러표시가이루어딤. 특히이경우표시방전이전면기판상에서발생하고 형광체발광에의한가시광선이배면기판으로부터전면기판으로다시반사하게 되어형광체에의한광의흡수를방지하므로휘도가증진됨. - 38 -
PDP의구동방식 - DC 형( 직접방전형) 특징 < 그림 2-12> DC 형 ㆍ전극이방전공간에노출되어직류전압으로구동하는방식 ㆍDC형은 Refresh방식에의한구동이기때문에구동회로는간단하지만종화방전 을막기위해방전셀간에분리하는격벽(Barrier) 을설치하여 Panel 구조가복잡 함. ㆍDC형 PDP 의구조는각셀이격벽에의해독립되어있고, 전후면 Panel에양극 과음극이형성되어있다. 또한 DC 의경우전류제한용저항이있으며, 이러한셀 들이구성되어있는전면, 후면 Panel를 Sealing한상태에서방전가스를충천시키 고 DC 전원을인가함. ㆍ전면기판에는음극과수직방향, 즉격벽과평행하게양극을형성함.v양극에는 별도의격벽은필요없음. 전면기판과배면기판을붙여그가장자리를진공상 태에서붙이고, 마지막으로기체를주입. 양극과음극사이에방전보호저항을넣 고 DC 전압을인가하면그교점에서발광하게됨. AC 전압에서도발광. - 39 -
-AC 형 ( 간접방전형) 특징 < 그림 2-13> AC 형 ㆍ전극이얇은 Glass 성분의절연체로덮여있고, 200khz 내외의 Pulse 전압으로 구동됨. ㆍ구동방식에는일단방전한후, 낮은방전유지전압을가하여방전이지속되는 Memory 방식과표시해야할전극사이에전압이높은펄스전압을인가하여방전 시키는 Refresh 방식이있음. ㆍAC형 PDP 의구조에서는각셀이격벽에의해독립되고, 전후면 Panel에전극이 형성되어있는것이특징이고, 각전극에정현파교류전압또는펄스전압을인가 하여방전을일으킴으로써, 빛이전면 Glass 를통해영상을볼수있음. - 40 -
ㆍ DC 형과같이배면기판위에수직전극을평행하게설치하고그전극을유전체 로절연. 유전체의표면에는방전특성을높이기위해서 MgO 를증착. ㆍAC 형은대향방전형과면방전형으로나뉘며, 대향방전형은방전시나오는이온 에의한형광체열화로인해수명이단축되는문제가있는반면, 면방전형은형광 체열화로인해수명이단축되는문제가있음. 면방전형은방전을형관체반대편 면으로모아형광체열화를최소화함으로써대향형구조의문제점을극복하였고, 현재대부분의 PDP 구조로사용되고있음. PDP의제조공정 < 그림 2-14> PDP 의제조공정 - 41 -
3. OLED 개요 - OLED(Organic Light Emitting Diode) 란형광성유기화합물을전기적으로여기시 켜발광시키는자발광형디스플레이소자 ㆍ장점 : 낮은전압에서구동이가능하고, 박형. 광시야각, 빠른응답속도, 중형이 하에서는 TFT LCD 와동등하거나그이상의화질을가짐, 제조공정이단순하여향 후가격경쟁에서유리. 작동원리 < 그림 2-15> OLED 소자의구조 - 전원이공급되면전자가이동하면서전류가흐르게되는데음극에서는전자(-) 가 전자수송층의도움으로발광층으로이동하고, 상대적으로양극에서는 Hole(+ 개념, 전자가빠져나간상태) 이 Hole 수송층의도움으로발광층으로이동. - 유기물질인발광층에서만난전자와홀은높은에너지를갖는여기자를생성하게되는데이때, 여기자가낮은에너지로떨어지면서빛을발생. - 발광층을구성하고있는유기물질이어떤것이냐에따라빛의색깔은달라지게 되며, R,G,B를내는각각의유기물질을이용하여 Full Color 를구현할수있음. OLED의특징 - 자체발광형어두운곳이나외부의빛이들어올때도시인성( 視認性 ) 이좋음. - 42 -
- 넓은시야각 - 빠른응답속도 - 간단하고저렴한제조공정 OLED : 55 단계공정, LCD : 62단계공정 LCD 에비해일반표준고정단계가더적어공정이간단, 수있음 제조비용절감효과를볼 - 초박, 저전력 백라이트가필요없기때문에저소비전력(LCD의 ) 과초박형(LCD 두께의 1/3) 이 가능 - 43 -
제 3 장. 소재산업의특성및핵심소재선정배경 제 1 절. 디스플레이소재산업의특성 디스플레이핵심소재는디스플레이산업의경쟁력및고부가가치산업구도에필 수불가결한기반산업 - 핵심소재는디스플레이기기의핵심기능및품질확보에절대적필요. ㆍ액정, 편광판, 컬러레지스트, 유기발광재료, 수송재료등의핵심소재는디스플레 이에서구동, 휘도, 색의표현등핵심기능을담당하며, 이러한핵심소재에의해 화질, 소비전력, 신뢰성등의디스플레이품질이결정됨. 3-1> 디스플레이핵심소재와기능 디스플레이 LCD PDP 핵심소재 액정, 편광판, 유리기판, 컬러레지스트, 배향막, 스페이서, 광학필름등 형광체, 전극재료, 유전체, 보호막, 전면필터 OLED 유기발광재료, 수송재료, 봉지재료, 전극등 등 기능 휘도, 시야각, 구동, 컬러구현 휘도, 구동, 컬러구현 구동, 컬러구현, 휘도, 수명 - 핵심소재는디스플레이산업의부가가치창출, 가격경쟁력을좌우. ㆍC/F, 액정, 형광체, 광학필터, 유기발광재료등핵심소재는부가가치가높으며, 가격하락이쉽게이루어지지않고있어디스플레이산업경쟁력의유지에절대적 으로필요. - 디스플레이소재산업은디스플레이산업의 60% 이상을차지하고있어디스플레이산업의경쟁력및고부가가치산업구도에절대적으로필요함. - 44 -
음 디스플레이소재산업은디스플레이산업의고속성장과더불어동반성장하고있 - 디지털기술의발전및정보통신기술의보편화에따라 LCD, PDP 및 OLED를 중심으로한평판디스플레이시장이급속히확대되고있으며, 이에따라디스플레 이소재시장도급속히확대되고있음. ㆍ2004년평판디스플레이시장은 584 억$ 에서 2005년 693 억$ 로급속히성장하였 으며, 2009년에는 1,031 억$ 로지속적으로고속성장을유지할것으로예측. - 45 -
< 그림 3-1> 평판디스플레이시장전망 - 디스플레이산업의고속성장과더불어소재산업또한급속성장 ㆍ디스플레이소자는매우다양한부품및소재로이루어져있어다양한소재산업 과연관성을가지고있음. ㆍ디스플레이시장의급성장에따라디스플레이부품소재시장은 2004년 205억불 에서 2009년에는 463억불규모로성장할전망 < 그림 3-2> 평판디스플레이소재시장전망 디스플레이산업의패러다임변화에의해, 디스플레이소재산업이디스플레이 산업성장리드 - 디스플레이소재산업은기존의단순가공및수직계열화로부터, 소재가소자혹은하드웨어의발전을주도하는형태로산업이전환. 고기능을가진 - 46 -
ㆍ고속응답속도액정, 고순도컬러레지스트, 고순도 LED 백라이트용소재등의고 기능성을가진신재료에의해동화상표현력, 색순도, 휘도등 LCD TV 제품의경 쟁력이결정되고있음. ㆍ형광체, 전면필터, 보호막등의소재기능에따라 PDP TV 의화질, 색표현력등 의특성이결정됨. ㆍOLED 의경우발광소재, 전하수송재료, 도판트등의유기소재가제품의소비전력, 수명등을결정하고있어, 핵심소재가 OLED 제품의사양등제품경쟁력을결정하 고있음. - 핵심소재의산업화는새로운전방산업및새로운시스템산업의출현에결정적으 로기여하였으며, 이러한현상은더욱가속화되고있음 ㆍ컬러형광체의산업화는컬러 CRT 제품을탄생시켰으며, 컬러 CRT 기술은컬러 TV 시대및인터넷시대의도래에결정적인역할을하였음. ㆍLCD 의산업화는액정제조기술의산업화에의해시작되었으며, 이로인해노트북 및휴대폰등정보통신시대의도래에결정적인역할을하였음. ㆍ PDP 의상업화또한칼라형광체의적용을통한칼라화와저전압구동이가능한 보호막의개발을통하여가능하였으며대형의벽걸이 TV 시대를열었음. ㆍOLED 는저전압에서발광하는유기화합물의합성을통하여상용화되었음. ㆍ유기반도체, 잉크젯소재등미래형디스플레이소재의개발은차세대시스템시 장의선점및국가경쟁력유지에결정적인역할을할것임. 디스플레이소재산업은지속적이고장기적인투자가필요하며, 진입장벽이높은 반면, 진입성공시충분한보상이보장되는투자유망산업임 - 핵심기술을보유하기위해선장기적이고지속적인투자가필요한반면, 핵심기술 을보유한업체는많지않아기술및시장진입장벽이높아핵심기술을보유한업 체는장기적으로높은이익률을보장받을수있는구조로산업화가진행되고있음. ㆍ머크, 치소등의액정소재분야에서핵심기술을보유한소재전문기업은 1980년대 에 LCD 가산업화된이후로액정소재분야에서독보적인위치를차지하고있음. ㆍ프리즘쉬트등의광학필름분야는 3M 등이핵심기술을보유하고있으며, 장기 간시장을장악해오고있음. ㆍPDP 용전면필터는아사히, 미쯔이등이원천기술을보유하고있으며많은시 장을장악하고있음. ㆍOLED 유기물층재료의경우에는저분자물질은 Eastman Kodak, 고분자물질의 경우 CDT 등이대부분의원천기술은가지고있으며, 형광발광물질은 Eastman Kodak, 인광발광물질의경우 UDC 등이원천기술을소유하고있음. - 47 -
- 일본은전자소재산업을집중적으로육성, 디스플레이소재를포함한세계전자소 재산업의패권을차지해오고있음. ㆍ일본은디스플레이소재부분에서 독보적인위치를차지하고있음. 81.6% (2001 년기준) 의시장을점유하고있어 디스플레이소재산업은수요기업과의협력이절대적으로필요한산업임 - 디스플레이소재의개발및산업화를위해선수요업체와생산기업간개발방향의 공유, 개발상황에대한공유등정보공유가필수적임. ㆍ소재업체의개발목표설정, 개발사양의설정, 산업화규모등의종합적인방향설정 을위해선수요업체와의협력이절대적으로필요함. - 개발업체와수요업체는특허, 기술, 마케팅등의부분에서상호간에협력이긴밀 하게이루어질때상호간의시너지가배가될수있음. 제 2 절. 디스플레이별핵심소재선점배경 1. TFT-LCD 주요소재및선정사유 3-2> TFT-LCD 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 공정컬러필터제조공정 TFT기판제조공정 셀공정 세부공정 Black Matrix 형성 Red 형광체형성 Green 형광체형성 Blue 형광체형성 Overcoat 형성 Pixel 전극형성 Column Spacer 형성 Gate전극형성유전체/a-Si 형성 Data 전극형성보호층형성 Pixel 전극형성 Polyimide코팅배향실인쇄액정적하합착 재료 Black Matrix Resin Red Color Resist Green Color Resist Blue Color Resist Overcoat Resin ITO Column Spacer Resin Mo/Al/Mo, Cu/Mo SiNx, a-si Mo/Al/Mo, Cu/Mo SiNx ITO Polyimide Seal Paste Liquid Crystal - 48 -
절단 모듈공정 편광판부착 Polarizer TAB 부착 Driver IC, TAB, ACF 탈포 PCB 부착 PCB BLU 부착 BLU 에이징 3-3> TFT- LCD 모듈의원가구성비중 컬러필터 : 컬러필터는패널의부품이자, 개별공정을거쳐제작되는반제품이라 고할수있음. 따라서가장높은원가비중을차지하고있음. 이와같은반제품의 성격을띠고있기때문에국내외적으로전문제조사들이따로있으며, TFT 패널제조기업들이내재화하는경향이높음. 최근에는 BLU : 29% 의높은원가비중. 반제품의성격을띠고있으며, 다양한부품을조 립하는성격이강해전문조립중소기업들이대부분공급하고있음. BLU 내에서는 용도별로차이가있지만, 램프및프리즘시트의원가비중이가장높음. - 49 -
드라이버 IC, 편광판, 유리기판 : 각각 13%, 10%, 9% 의원가비중 화학소재 : 컬러레지스트, 포토레지스트등공정용케미컬재료. TFT 및컬러필 터제조공정은대부분반복적인포토리소그라피(Photolithography) 공정으로해당 케미컬재료들도 5% 정도의높은원가비중을차지. 2. PDP 주요소재및선정사유 3-4> PDP 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 공정 세부공정 재료 상판제조공정 픽셀전극형성 ITO BUS 전극형성 Ag, Cr/cu(Al)/Cr 투명유전체형성 Glass Paste ( 투명) Black Stripe 형성 Glass Paste ( 흑색안료) 투명유전체형성 Glass Paste ( 투명) MgO 막형성 MgO 커팅 하판제조공정 Address 전극형성 Ag, Cr/Cu(Al)/Cr 백색유전체형성 Glass Paste ( 백색) 격벽형성 (Glass + Ceramic) Paste 형광체형성 형광체 (Red, Green, Blue) 커팅 Frit 부착 Glass Frit 모듈공정 접합 봉착 배기 가스주입, Tip off Ne, Xe, Ar 에이징 Driver IC, PCB 부착 Driver IC, TAB, PCB, ACF Filter 부착 Optical Filter PDP 모듈은상판제조, 하판제조, 그리고이를합쳐서구동회로및기타회로 를부착하는모듈공정으로구성되어있음. TFT-LCD와의차이점은자발광매커니 즘을가지고있어 BLU 가필요없으며, 컬러필터가필요없다는것임. 소재로는유리기판계통의무기소재가많이채용되고있음. 격벽, Black Stripe, 유전체, 프릿등이모두비슷한계통의응용소재들이며, 버스나어드레스전극등을 형성하기위해서는 Ag 계통의소재가많이채용되고있음. - 50 -
3-5> PDP 모듈의원가구성비중 전면필터 : 23% 의원가비중. 전면필터는엄밀히말하면모듈에채용되지않고, PDP TV 에채용이되지만, PDP 에있어서는없어서는안되는중요한기능을함. 시장의공급사슬적인문제이기때문에본원가비중분석에서는모듈로편입했음. PDP 전면필터는 EMI 차폐기능, 네온광차단, 적외선간섭제거, 표면반사저감 등의기능을하기때문에모든모듈에채용되고있음 유리기판, 전극, 드라이버IC, 격벽 : 각각 14%, 13%, 22%, 7% 의원가비중 기타전자회로 : 기타전자회로는 PCB에다양한 IC 가탑재되어있고, 기타관련 전자부품들로이루어져있음. 원가비중 21% 전면필터: 글라스기반에서필름기반으로빠른전이를보이고있음. 글라스기 반제품보다필름기반제품의가격이저렴하고, 또한국내기업들의점유율이높 아질것으로보이기때문에가격이빠르게하락하여, 원가비중도 2006년에는 22% 로낮아질것으로예상. 전극 : 공급선다변화를통해빠른가격하락을보이고있음. 2006년에는 12% 정도의재료비비중을차지할것으로예상. 격벽 : Fill HD 수요의증가로전체적인고사양화가진행될것으로보임, 원가 비중역시약간높아질것으로전망. - 51 -
3. OLED 주요소재및선정사유 3-6> OLED 의주요제조공정, 부품 / 소재구성 공정 세부공정 재료 전공정 픽셀전극형성 ITO 유전체형성 SiNx 분리벽형성 Polyimide 증착 HIL, HTL, EL, HBL, ETL, EIL 봉지 Glass, Metal, 흡습제 모듈공정 커팅편광판부착 Polarizer TAB 부착 TAB, Driver IC, ACF PCB 부착 PCB OLED 모듈은유기층을형성하는전공정과구동회로및기타부속물을장착하는 모듈공정을거쳐제조됨. OLED는자발광소자이면서 PDP 와는또다른매커니즘을가지고있다. PDP는 플라즈마에의한형광체여기를통해발광하지만, OLED는고유의색을가진유기 층에서가시광이직접방출하여발광. 따라서유기층이가장중요한역할을하는 소재라고할수있음. 유기층은 HIL( 정공방출층), HTL( 전공전송층), EL( 발광층), ETL( 전자수송층), EIL( 전자방출층), HBL( 정공저지층) 등으로구성되어있으며반복 적인증착공정을거쳐형성됨. TFT-LCD는물론 PDP 보다도훨씬간단한발광매커니즘을가지고있지만, 가장 핵심적인역할을하는유기물소재기술이어렵고성숙되지않아 LCD나 PDP를본 격적으로대체하지는못하고있음. - 52 -
3-7> OLED 모듈의원가구성비중 드라이버 IC : 원가비중 41%. 드라이버 IC는절대적인비용은높다고할수없 지만, OLED가소형제품으로제조된다는것과타재료들의비용이그다지높지않 기때문에가장높은비용비중을차지하고있음. 이후 PM OLED보다대형에속하 는 AM OLED의물량이늘어남에따라드라이버 IC의소요개수도증가할것으로 보여전체적인원가비중은 2006년에는 45% 로높아질것으로전망됨. 유리기판 : 원가비중 14%. ITO 글라스를구입하는형태에서일반 FPD용글라스 를구입하여자체적으로 ITO 공정처리를하는방식으로변화해갈것으로예상되고 있어원가비중은 2006년에 11% 로감소할것으로전망됨. 유기물재료(HIL, HTL, ETL, EIL, EL) : 원가비중 26% 유리기판, 봉지재료: 각각 14%, 8% 의원가비중 - 53 -
제 4 장. 분야별디스플레이소재산업동향 제 1 절. 소재산업조사방법 4-1> 소재산업조사방법 조사항목 전세계수요전망 국내수요전망 업체별생산능력현황 업체별출하실적추이 가격동향 공급사슬현황 수급현황 및 국 산화율 조사방법 해당품목의전세계수요시장을금액기준으로 2004년부터 2009년까지분석, 전망한것으로전세계패널제조사들의생산능력및출하실적그리고향후라인증설계획에대한다양한데이터와담당자인터뷰결과를통해작성 해당품목의국내수요시장을금액기준으로 2004년부터 2009년까지분석, 전망한것으로국내패널제조사들의생산능력및출하실적그리고향후라인증설계획에대한다양한데이터와담당자인터뷰결과를통해작성 해당품목을제조하는국내업체들을대상으로각업체의생산라인에대한위치, 사이즈, 품목, 생산능력등에대한정보를 2005년기준으로집계하여작성 해당품목을제조하는국내업체들의과거출하실적을 2005년까지집계하여분석 2003년부터 해당품목의단위당평균판매가격을 2005년 4분기기준으로집계 하여분석 해당품목제조사들의국내패널회사들로의공급선및공급규모를 2005년 4분기를기준으로집계 년부터년까지년간해당품목의국내생산량과국내수 2003 2005 3 요량그리고해외수출량과해외수입량에관한데이터를집계 - 54 -
제 2 절. TFT LCD 소재산업 1. TFT LCD 시장개괄 4-2> 전세계 TFT-LCD 시장전망 4-3> 전세계 TFT-LCD 주요소재시장전망 - 55 -
TFT-LCD 산업은 2005년에총 570 억불가량의시장을형성. 이후연평균12.4% 의성장률을토대로지속적인성장을거듭하며디스플레이산업을주도해나갈것으 로예상. 유리기판 : 7,8,9세대와같은초대형 TFT-LCD 라인의증설로인해전체유리기 판시장규모는 TFT-LCD 시장의성장률보다다소높은 19% 의성장률을보이며 성장해나갈것으로전망 컬러필터 : 유리기판과마찬가지로초대형 TFT-LCD 라인의증설에기인하여컬 러필터의시장규모또한커질것으로전망되지만 TFT-LCD 제조사들의 In-House 생산방식이대세를이루면서이에따른비용절감의효과로인해전체적인금액시 장규모는유리기판시장의성장률보다는다소낮은 14.8% 로예상. 잉크젯컬러필 터의출현역시전체적인컬러필터단가를낮추는데기여할것으로보임. CCFL : LCD TV용 CCFL의경우제품에소요되는 CCFL의개수가기존의모니 터용 CCFL 보다훨씬많으며개당단가역시매우높음. 이러한이유로향후 LCD TV 시장이확대되어감에따라 CCFL 시장의성장률은 46% 에이를것으로전망 편광판 : LCD TV 시장의성장에기인하여보다부가가치가높은 TV용편광판의 수요가늘어날것으로보여시장성장률또한 15.6% 로전망 확산시트, 프리즘시트 : TFT-LCD 제조사들의원가절감활동에따라상대적으로 높은가격대와독점적형태의시장구조를지닌프리즘시트의채용률이점차감소 할것으로전망되고있어프리즘시트시장은 10.9% 의성장률을보임. 반면프리즘 시트의보완용으로확산시트의채용률이높아질것으로보여확산시트의시장은 19.1% 의시장성장률을보일것으로예상 - 56 -
컬러레지스트 : 스핀리스코팅방식의제조공법의영향으로소모량이크게줄고 있으며잉크젯방식의제조공법이상용화되면소모량은더욱줄어들것으로보여 전체적인시장성장률은 8.8% 에머물를것으로예상. 포토레지스트는 TFT-LCD 시 장의성장률과비슷한추세를보일것으로보임. 드라이버 IC : 칩당채널수가커지면서단위모듈에소요되는드라이버 IC의 개수가줄어들것으로전망. 특히모바일용제품에는원칩형태의드라이버 IC가대 세를이룰것으로보임. 이러한이유로전체적인성장률은 9.2% 가량으로전망 2. TFT-LCD 주요소재 가. 유리기판 (1) 전세계수요전망 4-4> 유리기판전세계수요전망 최근패널생산량의급증으로인해 TFT-LCD의가장기본적인부품이라할수 있는유리기판산업에도큰변화가감지되고있음. 각패널제조사들의신규투자 계획및공급능력의변화는유리기판업체들의전략수립에있어큰변수가되고 있음. 2004년당시 TFT-LCD용유리기판의시장규모는 33억불이었지만불과 2년이 지난 2006 년에는거의두배에달하는규모로성장할것으로예상되고있음. 역시 이후에도유리기판시장은 TFT-LCD 산업의발전에힘입어연평균 19% 의높은성 장률을기록하며계속성장해나갈것으로전망 (2) 국내수요전망 4-5> 유리기판국내수요전망 - 57 -
한국의 TFT-LCD 산업도삼성전자와 LG.Philips LCD의공격적인투자와지속적 인기술개발을바탕으로종주국일본을앞지르며전세계를주도하는핵심산업으 로성장. 이러한추세에힘입어국내유리기판시장규모역시비약적으로발전해 오고있음. 국내유리기판시장규모는 2006년에 2004년대비 2배성장한규모인 25억불 로예상. 삼성전자와 LG.Philips LCD가대만이나일본보다앞서 7세대라인의가동 을시작했고이후에도 8세대투자역시확정단계임에따라향후국내유리기판시 장규모역시지속적인상승세를유지할것으로전망 (3) 업체별생산능력현황 4-6> 유리기판업체별생산능력현황 Company Line Location Operation Tank(ton) CAPA( 백만평방미터 ) KG1 Gumi 8.6 0.9 KG2 Gumi 8.6 1.3 KG3 Gumi 8.6 1.3 KG4 Gumi 8.6 0.9 KG5 Gumi 8.6 0.9 KG6 Gumi 8.6 0.9 KA1 Asan 8.6 0.9 KA2 Asan Jan-03 8.6 0.9 SCP KA3 Asan Feb-03 8.6 0.9 ( 삼성코닝정밀유리) KA4 Asan Aug-03 8.6 0.9 KA5 Asan Sep-03 8.6 0.9 KA6 Asan Oct-03 8.6 0.9 KA7 Asan Dec 03 8.6 0.9 KA8 Asan Jan-04 8.6 0.9 KA9 Asan Apr-04 13 1.3 KA10 Asan May 04 13 1.3 KA11 Asan Sep 04 13 1.1-58 -
KA12 Asan March 04 13 0.4 KA13 Asan Nov-04 13 1.1 KA14 Asan January 05 13 1.1 KA15 Asan March 05 13 0.8 KA16 Asan June 05 13 0.6 KA17 Asan July 05 13 0.4 KA18 Asan Sep-05 13 0.1 KA19 Asan Oct-05 16 0.0 SCP ( 삼성코닝정밀유리) 는미국의코닝社와한국의삼성전자가 50:50으로설립 한조인트벤처. 최근삼성코닝정밀유리는퓨전공법을적용하여세계최초로 7세 대용유리기판의양산에성공하고삼성전자와 LG.Philips LCD 등국내 R-LCD회사 에유리기판을공급하고있으며, 생산능력으로는세계최대의규모임 퓨전공법은유리용해액을수평방향으로압력에의해밀어내는기존의방법인 플로팅공법과다르게유리용해액을중력의힘을이용하여지면과수직방향으로떨어뜨리면서냉각시키는방식으로별도의연마공정이필요없어뛰어난품질과함께원가절감효과도탁월 특히 6,7세대와같은대형 TFT-LCD 용유리기판의제조에있어품질, 제조시 간, 원가등 3가지의경쟁력을갖추고있어삼성코닝정밀유리의시장지배력을공 고히해주는효과를거두고있음. 현재삼성코닝정밀유리는구미 6개라인과아산 에 19개라인등총 25개의유리기판라인을가동하고있으며 2006년에도총 5개 라인을추가로건설할예정이어서최대유리기판생산업체의지위를계속유지해나 갈것으로전망 (4) 업체별출하실적추이 4-7> 유리기판업체별출하실적추이 ( 단위: 백만평방미터) 2003 2004 2005 CAGR SCP 6.9 13.1 21.9 77.6% - 59 -
삼성코닝정밀유리는 2003년에 7백만평방미터에서 2005년에 2천2백만평방미 터의출하량을보이며연간 77.6% 의성장률을기록. 최근라인확장을계속해나 가고있기때문에출하량역시지속적으로증가할것으로전망. (5) 가격동향 4-8> 유리기판가격동향 2005년 4 분기기준, 유리기판가격은점유율비중으로가장큰규모를자랑하는 5세대유리기판의경우 105 불가량인것으로조사되었음. 면적의증가율과이에따 른가격의증가율을볼때아직 6,7세대용유리기판의가격은높은편에속하고있 으며향후지속적으로하락할것으로보임. 최근일본의아사히글라스가성장을거 듭하고있는한국과대만의유리기판시장에서코닝의점유율을뺏기위해공격적 인가격정책을구사하고있으며이로인해다른업체들의유리기판가격역시동 반하락의현상을보이고있음. (6) 공급사슬현황 4-9> 유리기판공급사슬현황 - 60 -
국내유리기판의대부분은삼성코닝정밀유리로부터공급이되고있음. 특히삼 성전자와 BOE HYDIS의경우삼성코닝정밀유리에대한의존도가매우높은편이 며, LG.Philips LCD 역시수요의 48% 를삼성코닝정밀유리로부터공급받고있는 것으로조사되었음. 삼성전자는 5세대를포함한그이하의유리기판의경우 NHT의물량을일부채 용하고있으며 7 세대는전량삼성코닝정밀유리로부터공급받고있음. LG.Philips LCD의경우삼성코닝정밀유리와더불어일본의 NEG와아사히글라스 의유리기판도채용하고있으며최근 정적인유리기판확보에주력하고있음. NEG와공동으로유리기판회사를세우고안 (7) 수급동향및국산화율 4-10> 유리기판수급동향및국산화율 유리기판의국산화율은 2003년 73% 에서 2005년에는 79% 로그비율이점차적 으로증가추세. 무엇보다삼성코닝정밀유리의품질과시기적절한생산능력증강 을앞세운안정적인공급능력으로인해국산화가이뤄지고있으며향후에도이같 은추세는지속될것으로전망되고있음. 최근외국유리기판업체들의국내진출이두드러지고있음. 일본의 NEG는 LG.Philips LCD와 60:40의비율로투자해서 PEG (Paju Electric Glass) 를설립하고 LG.Philips LCD 의파주라인에유리기판을공급할예정. 현재는월 6만장규모의 후공정라인만완성된상태이며 2008 년경에는전공정라인도가동할예정. 한편, 일본의아사히글라스도AFK (Asahi Glass Fine Techno Korea) 를세우고 구미에서지난 11 월공장을가동. LG.Philips LCD에 6세대이하기판을중심으로 공급할계획이라고함. 현재후공정만존재하며 2006년 1분기전후로 2단계투자 여부를결정할방침이라고함. - 61 -
독일의유리회사인쇼트도최근일본구라모토세이사쿠와합작으로 SKPK(Schott Kuramoto Processing Korea) 를설립하고 2006년말완공을목표로 월 6 만장규모의유리기판가공공장건설에돌입. 5세대를중심으로 6~7세대유리 기판공급계획을세우고있으며, 전공정( 용해로) 에대한투자도검토중이라고함. 이러한외국회사들의국내진출러쉬는무엇보다국내 TFT-LCD 산업의빠른 성장과경쟁력이유지되고있기때문인것으로분석됨. 이런이유로삼성코닝정밀 유리역시국내유리기판시장에서의지배력을공고히하기위해최근탕정면일대 에제2 의유리기판공장을짓기로하고충청남도의승인을얻어냈다고함. 2008년 말완공목표로 8 세대이후크기의유리기판대응을목표로하고있다고함. 나. 컬러필터 (1) 전세계수요전망 4-11> 컬러필터전세계수요전망 컬러필터는 TFT-LCD에서색을구현하는역할을하는핵심부품으로원가비중 에있어서도가장높은비율을차지하는부품임. 동시에다른부품과는다르게 TFT 공정과유사한포토리소그라피공정을거치기때문에기술적장벽도매우높은편 에속하는부품. 최근늘어나는 TFT-LCD 라인에호흡을같이하기위해컬러필터역시지속적 인증강을하고있고동시에지속적으로낮아지고있는패널가격으로인해핵심 부품인컬러필터의제조원가측면이그어느때보다강조되고있는상황임. 이러 한이유로최근에는 TFT-LCD 제조사들이컬러필터를직접제조하는이른바 ' 컬러 필터인하우스' 방식을취하는추세. - 62 -
컬러필터시장은 2004년 51억불에서 2006년에는 2배성장한 100억불규모가 될것으로보이며현재가장활발하게연구중인잉크젯방식이 2008년경부터도 입되기시작하면원가절감의효과로그성장세는다소둔해질것으로전망. (2) 국내수요전망 4-12> 컬러필터국내수요전망 국내컬러필터시장은삼성전자와 LG.Philips LCD와같은 TFT-LCD 업체의성 장에힘입어빠르게증가해왔음. 그러나삼성전자와 LG.Philips LCD가이미예전부 터대만이나일본과는달리적극적으로컬러필터인하우스방식을도입하였기때 문에상당부분은내재시장으로보아야함. (3) 업체별생산능력현황 4-13> 컬러필터업체별생산능력현황 - 63 -
국내컬러필터생산라인의대부분은삼성전자와 LG.Philips LCD 가주축. 삼성 전자는 L1라인부터 T7라인에이르기까지상당부분을인하우스방식으로컬러 필터를제작, 공급하고있음. LG.Philips LCD의경우내재비중이더욱커서 3세대 라인부터는전량을자체공급. LG.Philips LCD는컬러필터내재화에있어전세계 적으로가장높은비율임. 한편동우화인켐은 2003년 2 월, 2004년 2월에각각가동하기시작한 5세대급 컬러필터 2 개라인을보유하고있으며, 올 2분기부터세번째 5세대급컬러필터 라인을가동할예정에있음. 특히동우화인켐의제조라인은오버코팅을제외한모 든포토레지스트공정에스핀리스공법을적용하고있으며원재료투입에서출하에 이르기까지모든공정이일관공정으로이뤄지고있어타업체대비생산성및가격 경쟁력이강한업체로알려져있음. ( 참고: 화학소재업체인동우화인켐과일본의스미토모, N-STI가공동출자하여설 립한컬러필터전문업체인동우STI가 2005년 12월 1일부로동우화인켐으로합병 되었으며이에따라동우화인켐이라지칭하였음 ) (4) 업체별출하실적추이 4-14> 컬러필터업체별출하실적추이 국내컬러필터시장은인하우스방식의생산규모가크기때문에실제로는출 하의의미라할수없지만시장규모의파악을위해편의상 TFT-LCD 업체들의컬 러필터제조량도출하실적에포함시켰음. 2005년컬러필터출하량은 17인치환산기준으로 1 억개에달하는규모를기록.. 이중 80% 에해당하는규모가실제로는 TFT-LCD 제조사들이자체제작공급한 컬러필터라할수있음. - 64 -
(5) 가격동향 4-15> 컬러필터가격동향 Generation Price 3.5G 134 4G 162 5G 295 6G 560 7G 960 ( 단위: 불) 2005년 4분기를기준가격은 5세대컬러필터의경우 295 불가량. 7세대컬러필 터가격은아직컬러필터전문업체들의생산규모가크지않아비교적높은편임. 그러나국내 TFT-LCD 업체들의경우 6,7세대의경우전량을자체공급하고있기 때문에시장가격의영향을받지는않고있다할수있음. (6) 공급사슬현황 4-16> 컬러필터공급사슬현황 국내 TFT-LCD 제조사들의컬러필터공급사슬은다른부품과달리자체공급률 이커서세계적인규모의컬러필터업체인일본의 Toppan과 DNP의의존도가대만 이나일본의 TFT-LCD 업체에비해매우낮게나타나고있음. 특히대형라인의 경우인하우스비중이거의 100% 에달해 Toppan과 DNP 물량의대부분은소형 라인용컬러필터에해당하는것으로조사되었음. (7) 수급동향및국산화율 - 65 -
4-17> 컬러필터수급동향및국산화율 국내컬러필터시장은 TFT-LCD 제조사들의높은인하우스비중에힘입어 85% 가넘는국산화율을유지하고있다. 최근동우화인켐이중국 BOE OT로의수 출에나섬에따라수출물량도점차증가할것으로기대되고있다. [ 참고 : 잉크젯업체동향 ] 수마이크로단위의패턴을형성해야하는반도체나디스플레이는감광제를이 용하여노광, 현상, 식각, 박리공정을거치는포토리소그라피방식으로일정패턴 을형성하는공법으로만들어지고있음. 그러나최근공정비의절감, 재료소모량의 감소, 친환경적인공법의요구증가등에따라이를충족시키기위해잉크젯기술 이개발되고있으며이중에서도 LCD 핵심부품중하나인컬러필터의제조공정에 잉크젯기술을이용하는것이디스플레이분야에서각광받고있는공법으로개발 되고있음 - DNP : 2000년부터컬러필터에잉크젯기술도입을검토해왔으며 2002년 10월 에 4G 라인을구축, 테스트해왔음. 6G( 후쿠오카공장의 2 기라인) 라인을 2006년 2분기가동시작하겠다고발표했으며새로건설에들어갈 8G 라인도 2006년에 시작할계획을가지고있음을발표. - 66 -
- 샤프 : 2006년 10월에카메야마 2공장의 8G 라인에잉크젯공정도입을목표로 투자에들어갔음. 현재토판(Toppan) 과잉크젯컬러필터양산기술에대해합동으 로진행하고있음. - 삼성전자 : 2006년 6월 5G 생산라인에잉크젯프린터방식을도입해컬러필터 를생산할것이라발표하였음. 삼성종합기술원산하의메카트로닉스연구소를통해 개발을진행시켜왔으며 거의완료단계로보여짐. MEMS ( 초소형정밀가공기술) 기반의하이엔드잉크젯기술이 - LG.Philips LCD : LG 화학을통해잉크젯컬러필터를개발중. 이에 LG화학은지 난 8월에이미잉크젯컬러필터를발표했으며 LG.Philips LCD 측은자사의 7G 라 인에적용여부를검토하고있음 - 기타중국및대만컬러필터업체들도차기라인에잉크젯컬러필터적용에대해 서검토중인것으로알려져있음. 잉크젯기술이지닌공정상의장점과친환경적인요소가많다는점을볼때, 디 스플레이영역뿐아니라미세한패턴형성에잉크젯기술이많이적용될것으로보 임. 이미잉크젯장비관련분야는일본의선두업체몇곳에서원천특허를소유 한상태이므로, 국내잉크젯기술의개발에힘써야할것임. 다. 냉음극관형광램프 (CCFL) (1) 전세계수요전망 4-18> CCFL 전세계수요전망 - 67 -
TFT-LCD는자체로는빛을낼수없기때문에외부광원이필요하며이에따라 개발된것이바로냉음극관형광램프(CCFL) 임. 오래전부터시장을이끌어온일본 의해리슨도시바와산켄등의회사가주력회사이며, 국내에는기존형광등제조 업체들이이산업에진출해있는상황. CCFL 시장은 2005년기준으로 16억불을넘어섰으며 2006년엔 26억불에달할 것으로예상됨. 이러한성장의원인은바로 LCD TV 의성장에기인하고있음. LCD TV 에채용되는램프의개수가기존의모니터에비해매우많기때문에이러한성 장세는차세대광원으로손꼽히고있는 것으로전망 LED가대중화되기전까지는당분간계속될 - 68 -
4-19> 어플리케이션별 CCFL 개수 (2) 국내수요전망 4-20> CCFL 국내수요전망 국내 CCFL 시장규모는연평균 49% 의높은성장세를유지하고있음. 2005년까 지는 LCD 모니터의비약적인성장으로 CCFL 시장이주도되어왔다면 2006년주터 는 LCD TV 가그성장세를견인해나갈것으로보임. 특히최근본격가동되기시작 한 TV 전용 TFT-LCD 라인에힘입어국내 CCFL 시장은대만이나일본보다더욱 클것으로전망되고있음. (3) 업체별생산능력현황 4-21> CCFL 업체별생산능력현황 - 69 -
현재국내에는 4개의 CCFL 업체가있으며 JJ Tech를제외한모든기업들이공 격적인생산능력증강에힘쓰고있음. 삼성전자를주거래처로두고있는금호전 기의경우이미월 1천만개의생산능력을넘어섰으며 LG.Philips LCD에주로납 품중인우리ETI 도엄청난속도로금호전기를뒤쫓고있음. 희성전자역시모니터용 CCFL 을중심으로꾸준한공급을계속하고있음. 금호 전기는 2006년내에월 2 천만개를넘어설것으로보이며, 우리ETI도현재예정한 증설계획을훨씬뛰어넘는생산능력을보유하게될것으로전망. (4) 업체별출하실적추이 4-22> CCFL 업체별출하실적추이 금호전기는 2004년 3분기이래 CCFL 전극부분의품질문제로인해한동안출 하실적이저조했었으나최근빠른회복세를보이고있으며최근개시한 CCFL 의공급물량이늘어남에따라증가세가매우커질것으로기대됨. TV용 우리ETI의경우 LG.Philips LCD로의물량이급증세에있어미쳐주문량을채우 지못하고있는실정인것으로조사되었음. 특히최근 EEFL 개발및승인에힘입 어비약적인물량증가가예상되고있음. LG.Philips LCD는그간 EEFL 수요의대 부분을일본의해리슨도시바로부터공급받아왔음. (5) 가격동향 4-23> CCFL 가격동향 - 70 -
2005년 4 분기기준, CCFL의가격은 15인치노트북용 CCFL의가격이모니터용 CCFL보다높은 1.8~2.0 불의가격대를보임. 한편 TV용 CCFL의가격은관의길이 나직경도기존 에 CCFL에대비하여크며휘도나전기적특성도더욱까다롭기때문 CCFL 가격중가장높은편에속하는제품으로조사됨. (6) 공급사슬현황 4-24> CCFL 공급사슬현황 최근국내 TFT-LCD 제조사들의 CCFL 공급사슬은국내 CCFL 업체의경우계 열화가되어있는상태이며각기그비중을높여가는추세에있다. 일본의해리슨 도시바는 TV용 CCFL 을중심으로공급하고있으며, 노트북용 CCFL의경우대부분 의물량을일본의산켄으로부터공급받고있는것으로조사되었다. (7) 수급동향및국산화율 4-25> CCFL 수급동향및국산화율 - 71 -
국내 CCFL의수급상황을살펴보면 2005년의경우 2004년보다국산화율이더 욱저조했던것으로나타났다. 이는 TV용 CCFL의수요가크게늘어났지만국내 CCFL 업체들의 TV용 CCFL의개발이늦어졌고품질에있어서도일본업체수준에 미달하여 TV용 CCFL 의대부분의물량이일본업체로부터공급되었기때문이었다. 최근국내 CCFL 업체들의 TV용 CCFL 출하량이급증하고있으므로향후국산화율 은개선될것으로전망된다. 라. 편광판 LCD 는기본적으로자발광소자가아니기때문에별도의광원인백라이트의빛을 이용해서화상을구현하는디스플레이임. 인가되는신호전압에따른액정분자의움 직임으로투과되는광원의양이조절되는데투과된광원이간섭이나상쇄되지않도 록디스플레이소자내에한성분의빛만통과시키는부품( 편광판) 을첨가해야함. 즉, 광원을조절하는역할을하는부품이기때문에다양한 LCD 디스플레이제품의 요구특성( 대비비, 휘도등) 을조절하는데편광판이핵심적인역할을주도하고있 음. (1) 전세계수요전망 4-26> 편광판전세계수요전망 편광판수요는패널업체들의출하실적과향후라인증설계획을기초로작성되 었음. 또한편광판은인치별로재단후버리게되는스크랩부분이있기때문에수요량에스크랩부분에대한부분이포함되어있음. 2005년 30억불의시장에서 2009년은 50억불의시장이될것으로기대되는데 이는날로증가하는대형어플리케이션의수요증대에기인한것으로해석됨. (2) 국내수요전망 4-27> 편광판국내수요전망 - 72 -
( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 989 1,205 1,345 1,617 1,949 2,196 17% TFT LCD 패널제조의강국인한국에서의편광판수요역시강세를띠고있으며 2005년국내시장은전세계시장의 40% 를차지한것으로집계, 2009년에는전세 계시장의 43% 를차지할것으로예상. (3) 업체별생산능력현황 4-28> 편광판업체별생산능력현황 한국 1위의업체인 LG화학은 2007년니토덴코를따라잡겠다는목표로공격적 인기술개발과확장에힘쓰고있음. 2005년 LG화학의생산능력은 3350만평방미 터였으며 2006년은약 5000 만평방미터수준까지증가할것으로예상. 에이스디지텍은현재중소형과모니터용편광판을생산하고있으며 2006년 LCD TV 용편광판시장진입을목표로라인을정비하고있음 - 73 -
동우화인켐은스미토모의기술력을바탕으로빠른시간에한국시장에진입할 수있었으며 2005년부터시작된스미토모의편광판사업확장전략의일환으로가장 빠르게생산능력확장이이루어지고있는업체임 선글라스와 TN용편광판을주고공급하던신화오플라역시 2007년 TFT 시장 진입을목표로하고있어추후성장가능성이예상되고있는업체임 (4) 업체별출하실적추이 4-29> 편광판업체별출하실적추이 (5) 가격동향 4-30> 편광판가격동향 > 가격하락속도가가장빠른 TV용편광판역시가격이빠른속도로하락하고있 으며이와비교해모니터, 노트북, 그외중소형어플리케이션용편광판의가격은 일정수준을유지하고있음. (6) 공급사슬현황 4-31> 편광판공급사슬현황 - 74 -
(7) 수급동향및국산화율 4-32> 편광판수급동향및국산화율 LG화학은2003년이후공격적인라인증설과 TFT LCD용편광판의공급으로 2 위. 비록편광판사업의진출시기가그리오래되지않았지만 LG.Philips LCD라는 거대구매처를확보하고그영향력을키워가고있으며, 최근편광판시장의경쟁력 을키우기위해기존의주거래선인 LG.Philips LCD에공급하고있는 IPS모드용 편광판뿐아니라 LCD TV의가장큰시장을형성하고있는 VA 모드용편광판을개 발하여점차그영향력이커질것으로보임. 반면편광판사업진출은오래되었지만 TFT LCD용편광판제조에있어서는그 동안미미한수준에그쳤던에이스디지텍은 인에서 2004년말에오창에신설한편광판라 TFT LCD용편광판을생산하면서전체출하량이가파른상승세를보이고 있음. 2005년부터는대만의 Hannstar 에모니터용편광판을공급해오고있으며, 세 계최대의 TFT LCD 패널공급업체인삼성전자에모니터용편광판의출하비중이 계속증가하고있어 2006 년그성장이기대되는업체임. 2006년에는 LCD TV용편 광판의개발에전념할것으로기대되며, 또한국내에서 OLED용편광판을제조하는 회사로는가장독보적인위치로 2006 년부터점차그비중을높여갈것으로예상. - 75 -
동우화인켐은스미토모의한국생산법인으로높은기술력을바탕으로한국의삼 성전자를주고객으로하여 TFT LCD 용편광판을공급하고있으며모니터, 노트북, TV 등의대형어플리케이션위주로편광판을공급하고있음. 2006년새로운라인 이가동될것으로보이고, 최근기존라인의가동수율을높이는등활발한투자와 기술개발로한국에서의입지는계속증가할것으로보임. 마. 확산시트 확산시트는 LCD 의백라이트유닛(BLU) 에쓰이는소재. 램프가발광한빛을확산시 켜빛을균일하게하는부품이기에, CCFL, LED, FFL 등모든종류의 BLU에필수 적인부품임. 확산시트는 PET 베이스필름에확산제(bead) 를섞어코팅하는소재 이다. 투과도, 밝기, 두께등에따라제품의사양및종류가정해지며, 사용모니 터, 노트북, TV 등사용용도에따라사용매수와채용제품에변화가있음. (1) 전세계수요전망 4-33> 확산시트전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 249 400 505 594 617 597 19% 전세계확산시트시장은 LCD TV의수요성장에힘입어 2009년까지연간 19% 의고성장이예상. (2) 국내수요전망 4-34> 확산시트국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 67 107 176 210 262 281 20% 삼성전자와 LG.Philips LCD의지속적인시장주도에따라꾸준히성장할것으로 예상. - 76 -
(3) 업체별생산능력현황 4-35> 확산시트업체별생산능력현황 SKC 는전세계확산시트제조의선두기업임. 신화인터텍은비교적후발주자이 지만, 확산시트산업의성장과전략적인대규모투자를통해 SKC에버금가는큰 기업으로성장, 그외기업들인코오롱, 상보화학, 도레이새한은기술적인부분보다 는회사내부사정이나고객과의전략적인관계가미흡하여다소부진한성장을보 이고있음. (4) 업체별출하실적추이 4-36> 확산시트업체별출하실적추이 업체별출하실적을보면신화인터텍의연간성장률이가장높음. 특히 2005년 들어비약적인생산량증가가이루어졌음. SKC의지배적인시장구도가상당부분 다양화되었다고할수있음. 코오롱의경우 2004년에높은성장을기록했지만최근 성장세가누그러지고있는추세를보이고있음. (5) 가격동향 - 77 -
4-37> 확산시트가격동향 ( 단위: 불/sqm) Price 모니터, 노트북, TV용 12.3 확산시트는 BLU 원가의 3~5% 를차지하고있음. 17" LCD 모니터용확산시트는 1 불, 40"LCD TV용확산시트가격은 4~5불수준 (6) 공급사슬현황 4-38> 확산시트공급사슬현황 SKC는삼성전자와 LG.Philips LCD, 그리고 BOE HYDIS 등국내 3사에모두제 품을공급하고있음. 신화인터텍은주로삼성전자에공급하고있으며, 코오롱, 상보 화학은 LG.Philips LCD 에만공급하고있음. 도레이새한은삼성전자에공급하고있 으며, 기타일본계회사들은쯔지덴, 키모토, 케이와등이소량제품을공급하고있 음 (7) 수급동향및국산화율 4-39> 확산시트수급동향및국산화율 - 78 -
확산시트의 2005년국산화율은 88.9%. SKC와같은선두업체는수출량도많은 글로벌제조사라고할수있음. 신화인터텍역시현재는내수에치중하고있으나, 생산능력과영업력을충분히확보하여대만등에적극적으로수출할계획을가지고 있음. SKC는천안에 10 개의라인을가동중이며, 2006년에는 2개정도를더추가구 축하여가동할것으로보임. 신화인터텍은화성에 8개의라인을가지고있으나 2006년에는 4 개정도를추가하여생산능력을대폭확대할예정. 신화인터텍은확 산시트사업에집중하고있으며, 2006년매출액도 1500억정도로 2005년에비해 200% 이상높게잡고있음. 현재삼성전자에주로공급하고있지만, 대만수출물 량확대도적극적으로전개하고있음. 도레이새한도 2006년중에 1개라인을추가 구축하여시장점유율을확대한다는전략임. 바. 프리즘시트 프리즘시트는 LCD 의백라이트유닛(BLU) 에쓰이는소재. 램프가발광한빛의집광 성을향상시켜자기를높여주는부품이기때문에고휘도를요하는제품에서는필수 적임. 프리즘시트는 PET 베이스필름에 90도가량의각도를가진골을 PMMA 소 재로규칙적으로형성하여코팅하는소재. 밝기, 두께, 사용방법등에따라제품의 사양및종류가정해지며, 모니터, 노트북, TV 등사용용도에따라사용매수와 사용방법등이각각다름. (1) 전세계수요전망 4-40> 프리즘시트전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 984 1,412 1,656 1,797 1,866 1,654 11% - 79 -
전세계시장은 2004년부터 2009년까지 6년간연간 11% 의성장이예상 (2) 국내수요전망 4-41> 프리즘시트국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 423 621 689 794 851 748 12% 국내시장은 6년간연간 12% 의성장이예상된다. (3) 업체별라인현황 4-42> 프리즘시트업체별라인현황 위치가동시기비고 엘지에스화성 H1'03 소형만공급 LG전자청주 H2'05 3M 나주 H1'03 후공정 ( 커팅, 라미네이팅) 국산화율이미미하기때문에라인의생산능력이큰의미가없음. 국내에서는엘지에스가처음으로 2003년전반기부터국산화하여양산하기시작 했음. 엘지에스는높은수준의기술을가진금형전문회사로, 프리즘시트특유의 골형태를형상화할수있는기술을상용화할수있었음. 그러나원단제조능력의 한계와대형시트를가공할수있는설비를갖추지못하고있어, 휴대폰용도등주 로소형제품에적용되는프리즘시트를공급하고있음. LG전자가국내기업으로는처음으로대형제품인모니터용 BLU에프리즘시트를 2005 년하반기부터공급하기시작했음. 아직시작단계이기때문에대폭적으로대 체를하고있지못하지만, 시간이흐르면서 LG.Philips LCD 제품을중심으로채용 폭을확대해나갈것으로예상. 3M은미국에서원단을제조하여전라남도나주의후공정공장에서커팅등의 후공정을진행하여 BLU 업계에공급하고있음. - 80 -
(4) 업체별출하실적추이 4-43> 프리즘시트업체별출하실적추이 (5) 가격동향 4-44> 프리즘시트가격동향 Price 프리즘시트 46.5 ( 단위: 불) 프리즘시트는 BLU 제조원가의 20~30% 를차지하는중요부품임. 17인치모니터용제품이장당 3~4 불, 32" TV용의경우 15~20 불정도의가격 을형성. (6) 공급사슬현황 4-45> 프리즘시트공급사슬현황 삼성전자 LG.PHILIPS LCD BOE HYDIS 3M 79% 86% 80% Mitsubishi Rayon 11% 8% 20% Reflexite 7% LG전자 6% 엘지에스 3% 미국 3M 이독점적으로공급해오던제품이지만, 2004년부터노트북용으로는일 본미쯔비시레이온, 모니터용으로는 LG전자와미국리플렉사이트가진입하면서다 변화가시작되었음. 그러나 3M은여전히품질경쟁력을바탕으로국내 3사에대다 수의물량을공급하고있음. 미쯔비시레이온은노트북용제품에서공급량을늘려가 고있음. 리플렉사이트는현재삼성전자에만공급하고있으며, LG전자는 LG.Philips LCD 에만공급하고있음. - 81 -
(7) 수급동향및국산화율 4-46> 프리즘시트수급동향및국산화율 국내프리즘시트산업은 2005년부터 LG전자가새롭게진입하면서국산화율이 전년에비해크게늘어났음. LG 전자의향후성장과코오롱, SKC, 두산전자등의 제품채용여부에따라국산화율은더욱높아질것으로예상. 3M은프리즘시트부문에서의시장수성보다는한단계높은 DBEF 등의제품에 더높은관심과 R&D 역량을집중하고있는것으로보임. 국산화가더뎠던이유는 3M 의특허가큰역할을했으며, 2005년부터일부특허가만료됨에따라경쟁사들 의시장진입이가시화되었다. 2005년리플렉사이트와 LG전자가본격적으로공급 을개시. 노트북용으로는일본의미쯔비시레이온이기존프리즘시트를뒤집어사용 할수있는제품을선보이며, 3M 의두장구조에대한획기적인대안으로등장. 그 러나이또한미쯔비시레이온의특허로제한되어다변화가이루어지지못하고있 음. 미국의 GE, 코닥, 한국의코오롱, SKC, 두산전자등이시장진입을추진하고있 으나아직샘플단계로양산단계에는이르지못하고있음. 사. 컬러레지스트 컬러필터는 TFT LCD 제조공정에서가장많은화학소재가투입되는부품으로마 이크로단위의크기로미세패턴을형성해야하기때문에포토리소그라피공정이 주를이루고있으며각소재들은포토리소그라피에적합한감광성액체들( 레지스 트) 로구성됨. 이러한감광성액체를이용하여컬러필터화소의미세한패턴을형 성하기위해 PR 코팅, EBR, pre-bake, 노광, 현상, 경화의단위공정을각컬러마 다적용하여야하는다 ( 多 ) 공정시스템을거쳐야함. - 82 -
공정상컬러필터유리기판에코팅을하여 R, G, B 의패턴을형성하는데코팅방 법에따라그사용량이크게좌우됨. 현재사용되고있는코팅방법은스핀코팅, 스핀/ 슬릿코팅, 슬릿코팅, 잉크젯코팅등이있으며기존에사용되는스핀코팅은 재료의이용률이 5% 에도못미치고유리기판기판이커질경우대응이어렵다는 단점이있어슬릿법이사용되고있음. 잉크젯방법을각업체들이앞다투어개발하고있으며향후 을도입할의사를밝혀향후귀추가주목되고있는기술임. 그러나최근재료의이용률을최대로높인 TFT 공정에도잉크젯 (1) 전세계수요전망 4-47> 컬러레지스트전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 199 220 250 285 294 304 8.9% 컬러레지스트의수요시장은패널업체들의출하실적과향후라인증설계획을 기초로작성되었음. 공정상컬러필터유리기판에코팅을하여 R, G, B의패턴을형성하는데코팅 방법에따라그사용량이크게좌우되기때문에각라인별로이용되고있는코팅 방법을적용하여정확한수요를구하고자하였음. (2) 국내수요전망 4-48> 컬러레지스트국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 123 137 156 177 186 193 9.4% (3) 가격동향 4-49> 컬러레지스트가격동향 > - 83 -
Type Price 1 Kg 90 ( 단위: 불) 화학소재에들어가는컬러레지스트는 2002년이후가격의변동을크게받지않 고있음. 대형화, 고화질화되어가는시장의상황과패널가격의하락으로인한컬 러필터가격하락압력등으로인해전체공정수를감소시켜생산수율을높이려는 방향과재료의소모량을줄이고고품질소재를개발하려는방향으로기술개발이 진행되고있음. 그러나재료/ 소재들의가격인하는한계가있기때문에소재의손실량을줄이는 기술( 스핀리스코팅등) 과컬러필터제조공정수와시간을줄이는방향으로기술 개발이진행되는것임. (4) 공급사슬현황 4-50> 컬러레지스트공급사슬현황 삼성전자 LG.PHILIPS LCD BOE HYDIS LG화학 52% 제일모직 29% JSR 12% 38% Toray 10% 동우화인켐 34% 100% FFA 25% (5) 수급동향및국산화율 4-51> 컬러레지스트수급동향및국산화율 - 84 -
참고: 컬러레지스트의코팅방법의변화 이전공정(5 세대이하) 에서는컬러필터용소재를유리기판기판에균일한두께로 얇게코팅하기위해서스핀(Spin) 코팅이라는방법을이용했다. 그러나이방법은 기판의크기제약이있고, 실제기판에코팅되는수지의효율이 5% 도되지않아 재료의낭비가크다는단점을가지고있다. 따라서이러한단점을공정상으로보완하여현재 5세대이상의공정에서는스핀리 스(Spinless) 코팅으로재료를코팅하고있으며기판에재료를직접처리하기때문 에재료손실량을크게줄일수있고기판을돌리지않아도되므로비용을절감할 수있게되었다. 두번째는현재의컬러필터제조공법자체를바꾸어적은공정수로빠른시간에 고정세의컬러필터화소를형성할수있는잉크젯, 오프셋, LDI 등의신공법들이 개발되고사용되고있으나잉크젯코팅이가장각광을받고있는기술이다. 아. 포토레지스트 포토레지스트는노광공정에사용되는감광성물질임. 수마이크로미터의 TFT 패 턴이나컬러필터의패턴에이용하는물질로유기화학재료이며 통등의유도체와감광첨가제가원료임. lactone, acetal 계 (1) 전세계수요전망 4-52> 포토레지스트전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 104.7 132.8 151.0 167.0 175.0 184.0 11.9% 포토레지스트의전세계수요분석및전망은 LCD 패널생산전망자료를토대 로코팅방식및기판크기를고려하여작성하였음. 코팅공정의발전에따라기판당사용량은점차줄어들고있는추세 (2) 국내수요전망 - 85 -
4-53> 포토레지스트국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 39.8 51.4 56 61 65 68 11.3% 국내코팅공정개선이타국에비하여빨리이루어져전세계증가율에못미치 는실정 (3) 가격동향 4-54> 포토레지스트가격동향 Price 1L 72$ ( 단위: 불) 국내유통은리터단위로이루어지고있으며가격하락은매우미미 (4) 공급사슬현황 4-55> 포토레지스트공급사슬현황 삼성전자 LG.PHILIPS LCD BOE HYDIS ZEON 41% 20% 동진쎄미켐 84% 40% AZ 16% 19% 80% ZEON은국내법인인제온신화가국내영업을담당하고있으며 AZ는과거클라 리언트의전자재료사업부임 - 86 -
(5) 국산화율 4-56> 포토레지스트국산화율 국내 LCD 용포토레지스트는동진쎄미켐이꾸준한점유율상승을보여현재 70% 에육박하고있으며향후그성장이기대됨. - 87 -
제 3 절. PDP 소재산업 1. PDP 시장개괄 (1) 전세계 PDP 시장전망 4-57> 전세계 PDP 시장전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 4,260 6,090 8,499 11,414 12,602 14,083 27.0% (2) 전세계 PDP 주요소재시장전망 4-58> 전세계 PDP 주요소재시장전망 PDP 산업은 2005년에총 61 억불가량의시장을형성. 이후연평균 27% 의성 장률을토대로크게증가해나갈것으로전망 유리기판의경우아사히글라스가독점하고있는현재의공급선구조가다변화되 면서유리기판가격역시크게인하될것으로예상되고있음. 이러한이유로시장 성장률은 16.2% 로전망됨. 반면격벽의경우 Full HD PDP의수요증가로고사양 의격벽으로발전해갈것으로보여시장성장률은 은 37% 의연간성장률을보일것으로예상. PDP 시장의성장률보다다소높 전면필터의경우기존의글라스필터방식에서필름필터방식으로변화함에따라 전체적인비용이감소될것으로예상되고있음. 이로인해시장성장률은 24.1% 로 전망된다. - 88 -
드라이버 IC의경우도싱글스캔방식으로의변화와채널수의증가로인해전체 적인소요량은줄어들것으로예상되기때문에시장성장률또한 률보다낮은 15.7% 를보일것으로전망. PDP의시장성장 2. PDP 주요소재 가. 유리기판 (1) 전세계수요전망 4-59> 유리기판전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 126 171 219 269 282 267 16.3% PDP용유리기판시장은 PDP TV의각광에힘입어최근들어크게성장하기시 작하였음. 일본의마쯔시다와국내의삼성SDI, LG전자가공격적인라인투자에나 섬에따라향후 PDP 용유리기판시장은더욱성장해갈것으로전망되며, 아사히글 라스의독점적공급구조가신규업체들의출현으로다양화되게되면제품가격의 하락이예상되고있어 2009 년경에이르면그성장세가다소완화될것으로전망. (2) 국내수요전망 4-60> 유리기판국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 57 91 118 150 161 145 20.8% 국내 PDP용유리기판시장은삼성SDI와 LG전자의시장지배력을바탕으로동 반상승해왔다. PDP TV 의각광에힘입어최근들어크게성장하기시작했다. 2004 년 5천7백만불규모였던국내유리기판시장은 2006년에두배이상의규모로성 장할것으로전망. (3) 가격동향 - 89 -
4-61> 유리기판가격동향 유리기판 Price 3면취 43.0 4면취 60.2 6면취 99.1 8면취 143.8 ( 단위: 불) PDP용유리기판가격은 2005년 4분기기준으로 4면취유리기판의경우 60불 대에이르고있는것으로조사되었음. 6면취나 8면취유리기판의경우가격프리미 엄이작용하여면적의증가율보다다소높은편으로나타났다. 최근 PDP TV의시 장침투를높이기위해 PDP 제조사들은부품원가절감활동을적극시행하고있 으며비교적원가비중이높은유리기판의가격협상에도이러한영향이미칠것으 로보여향후 PDP 용유리기판의가격은급속한하락세를보일것으로전망. (4) 공급사슬현황 4-62> 유리기판공급사슬현황 삼성 SDI LG Electronics Orion PDP ACC 97% 95% 100% NEG 3% 5% 현재 PDP용유리기판은전량일본의유리기판제조사로부터수입되고있으며 당분간이러한구도는계속될것으로보임. 일본의아사히글라스는한국뿐아니라 전세계 PDP 용유리기판시장에서독점적인시장지배력을보유하고있음. 최근 국내 PDP 제조사들은이러한독점구조를해결하고자멀티벤더전략을구사하고 있으나아사히글라스외물량은미약한수준에이르고있는것으로나타남 PDP용유리기판은 TFT-LCD용유리기판과는달리소다라임타입이며두께역 시 TFT-LCD에비해매우두꺼운 2.3mm 에이름. 이는무엇보다 PDP 소성공정에 서의내열성을높이기위한이유이지만최근 PDP 를위해두께를줄이는방향으로연구개발이진행되고있음. 제품의무게와원가절감의효과 - 90 -
PDP 산업이일본과한국을중심으로발전해감에따라외국업체들의한국진출 도두드러지게나타나고있음 2005년 9월글로벌유리제조사인프랑스상고방과일본의센트럴글라스, 한국의 한글라스등 3 개사가공동으로국내에합작사를설립. 이들 3 개사의합작사인 ' 디 스플레이글라스얼라이언스(DGA: Display Glass Alliance)' 는일본센트럴글라스 40%, 프랑스상고방 30%, 한글라스 30% 의지분으로설립되었으며, 구미 4공단내 2만2560 평(7만4580 m2) 부지에 7200 만불을투자, PDP용유리기판생산공장을건 설중임. 한편이에앞서일본의아사히글라스는 2005년 6월구미국가산업단지 4공단 에 3000만불규모의 PDP 유리기판사업투자를밝힌바있음. 아사히글라스의투 자는지난 2002년한욱무역과합작으로설립한한욱테크노글라스의자본증자를통 해이뤄짐다. 아사히글라스측은구미 4공단에 3만2000 여평의용지를확보, 2005 년 8월에착공식을가졌으며이르면올8월부터 PDP용유리기판을본격생산할전 망. (5) 수급동향및국산화율 4-63> 유리기판수급동향및국산화율 PDP 용유리기판은전량수입에의존하고있는제품. 또한대부분아사히글라스 의독점적공급의틀이유지되고있음. 최근국내에외국기업들의유리기판공장 이진출하고있지만이역시원판을수입해서절단, 연마등의작업만이뤄지는후 공정라인으로아직은유리기판생산이국내에서이뤄지고있다고보기힘듬 - 91 -
나. 격벽 PDP 기판의하판에위치하는격벽은 R,G, B 각셀을구분하는벽의역할을하고 있음. 플라즈마를이용하여색을구현하는디스플레이이기때문에온도에강한유 리기판및무기질성분이주된성분. 최근 Full HD PDP의수요가성장함에따라 격벽의미세한패턴이요구되고있으며, 이에따라격벽의생성을위한방법으로 기존의샌드블라스트법에서미세한패턴을얻기위한포토공정, 화학공정등다 양한공정이개발중에있으며그에따른격벽의재료에대한개발도활발한상태 임 (1) 전세계수요전망 4-64> 격벽전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 105 167 230 340 459 507 37% (2) 국내수요전망 4-65> 격벽국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 47 90 123 186 258 273 42% (3) 가격동향 4-66> 격벽가격동향 흔히말하는격벽페이스트는유리기판및무기질의파우더성분과이를결합시 키는바인더역할을하는유기물로이루어짐. 보통국내업체들은파우더와유기물을공급받아패널업체가직접페이스트를만드는방식이대체적임. - 92 -
(4) 공급사슬현황 4-67> 격벽공급사슬현황 삼성SDI LGE Orion PDP 휘닉스피디이 5% 90% 대주전자재료 95% 10% Yamamura 100% (5) 수급동향및국산화율 4-68> 격벽수급동향및국산화율 국내업체로는대주전자재료와휘닉스피디이가격벽용파우더를생산하는업체 임. 일반적으로한국의삼성SDI, LG전자의 PDP 재료사업은그생산단가를줄이 기위해자체적으로생산하는경우로변화되어왔음. 격벽페이스트는페이스트그대로사용하는경우와 PET 필름에부착하여라미 네이션할수있는형태로제작하는것으로나누어짐. 단가는라미네이션필름형태 가높지만격벽인쇄가쉽고오염에의한피해가적다는장점이있어서일부업체 에서사용하고있는방법임. 아직까지는국내에이러한필름과페이스트를제작하여공급하는업체는없으며 패널업체가직접파우더와바인더를공급받아제작하는형식으로만들어지고있음. 다. 전면필터 - 93 -
전면필터는 PDP의패널의보호및 EMI 차단, 색상보정, 네온광차단등의기능을 하는제품으로유리기판타입과필름직부착타입이있으며다른구분으로 Mesh 타입과 Ag 코팅타입이있음 (1) 전세계수요전망 4-69> 전면필터전세계수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 474.7 696.8 942.2 1,148 1,288 1,395 24.1% (2) 국내수요전망 4-70> 전면필터국내수요전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 수요시장 115 176 285 365 452 557 37.1% (3) 업체별생산능력현황 4-71> 전면필터업체별생산능력현황 ( 단위: 천평방미터) 위치가동시기 CAPA 삼성코닝구미 2003 1200 SKC 천안 H2'03 600 LG화학오창 H1'04 1200 (4) 업체별출하실적추이 4-72> 전면필터업체별출하실적추이 - 94 -
삼성코닝은유리기판타입을주종으로세계 3위의생산량을보이고있으며 LG 화학은 Film 혀가고있음. 타입제품을개발하여기존유리기판타입과더불어시장을급속히넓 (5) 가격동향 4-73> 전면필터가격동향 Price 42" 85 50" 155 ( 단위: 불) (6) 공급사슬현황 4-74> 전면필터공급사슬현황 삼성전자 LGE DWE ERAE AGC 15% 70% Mitsui 45% 60% 삼성코닝 80% SKC 5% 30% LG Chem 55% 40% 국내업체의점유율이점차커지고있으며이러한현상은더욱심화될전망. (7) 수급동향및국산화율 4-75> 전면필터수급동향및국산화율 - 95 -
2005년 PDP용전면필터의국산화율은 33% 수준인것으로조사되었음. 해를거 듭할수록그비율은증가세에있지만아직도수요량의 는것이현실. 66% 를수입에의존하고있 PDP TV의성능향상및디자인개선을위해전면필터의제품변화가이루어지 고있음. 과거글라스필터가거의 100% 였으나현재글라스대신 film 형식의직부 착형필름필터가점차보편화되고있음. 전면필터메이저업체인아사히, 삼성코닝, 미쯔이중 film 기술을보유하고있 는미쯔이와 LG 화학, SKC 가향후시장에서주목받을것으로전망. 현재필름필터 형식은 LG 화학, 미쯔이가공급중이며, 그외필터업체도상품화단계에접어들고 있음. 제 4 절. OLED 소재산업 1. OLED 시장개괄 가. 전세계 OLED 시장전망 4-76> 전세계 OLED 시장전망 ( 단위: 백만불) 2004 2005 2006 2007 2008 2009 CAGR 시장규모 450 640 900 1460 2250 3390 49.8% 나. 전세계 OLED 주요소재시장전망 4-77> 전세계 OLED 주요소재시장전망 - 96 -
OLED 산업은 2005년에총 6억 4 천만불가량의시장을형성. TFT-LCD나PDP 에비해서는매우미약한수준이지만이후연평균 대폭증가해나갈것으로전망되고있음. 49.8% 의높은성장률을토대로 유리기판 : 연평균 45% 의성장을보일전망. 유리기판은현재 ITO 코팅글라 스가공급되고있으나향후패널업계자체적으로 Sputter를할계획이어서앞으로 는일반글라스가공급될전망이어서글라스개당가격은크게하락할것으로보 임. 하지만글라스사이즈가증가하기때문에 1~2년간일반글라스전환으로인한 단가하락이후오히려장당공급가가증가할전망. 이는글라스가대형화되면서 면적당가격이오르는데서기인함. 유기물질 : 매우다양한제품과가격으로공급되고있음. 일부범용제품은가 격하락폭이크며전체적으로보았을때도현재하락추세에있음. 하지만고효율, 장수명제품의개발요구가강해이러한제품이개발되어적용될시초반에는물 량증가에의한가격하락폭을상쇄할만한수준이될것으로전망됨. 특히발광 층(R,G,B) 의 Dopant, Host 물질은신규재료의초기공급당시오히려큰가격상 승효과가있을것으로전망. 이러한이유로향후재료의범용화가이루어지기전 까지는 40% 이상의성장을보일것으로전망. 봉지재 : 현재쓰이는글라스또는메탈소재는가격하락이두드러지고있으나 향후 OLED 성능향상을위해개발되고있는하이브리드, 필름등의신규재료의 공급이시작되면초기에가격이상승할것으로전망되어봉지재역시 지대략 40% 정도의성장을보일것으로보임. 2009년까 OLED 산업은현재도입기에있고성능향상이첫째목표이기때문에성능에직 접적인영향을미치는재료는단가하락이매우적거나오히려상승할것으로보여그성장률은대부분 OLED 산업의성장과맥을같이할것으로보임 2. OLED 주요소재 가. 유리기판 OLED 유리기판은 ITO 코팅기판으로 FPD용유리기판에 ITO 투명전극을코팅한 제품 (1) 전세계수요전망 - 97 -