2010-07 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별추진현황과정책동향을분석해서연구개발재원의전략적편성방향을파악하고매년수행되는정부연구개발예산의편성과정을효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 디스플레이기술및정책동향 CONTENTS 요약제1장개요제2장해외디스플레이동향제3장국내디스플레이동향제4장이슈및제언 1 3 8 14 17
요 약 요약 1. ( 정의 ) 디스플레이기술이란단순한문자에서시작하여그래픽, 동영상등정보화사회에필요한다양한정보를인간에게시각적으로전달하는기술 2. ( 세계동향 ) 평판디스플레이시장은기존 CRT TV 및모니터의교체수요와디스플레이의대형화및고성능화를통한시장확대수요를통해성장하고있으나, 최근 CRT 대체수요감소, 대형화추세의둔화경향이나타나고있음플렉서블디스플레이는휘어지는패널의특성을필요로하는시장을창출할경우 20년시장규모는 70억불수준으로예상되고, 3D 디스플레이기술은급격하게시장을확대하여 18년에는 220억달러의시장을형성할것으로예측플렉서블디스플레이는기판소재, 표시방식, 공정에있어주력기술후보가없이다양한기술이산재되어개발되고있는상황이며, 3D 디스플레이는안경방식의불편함및어지럼증등의문제로무안경방식에대한연구가활발하게진행 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 1
디스플레이기술및정책동향 3. ( 국내동향 ) 평판디스플레이관련민간업체의기술수준이높고연구개발이활발하며대형화, 부품소재국산화및원가절감에집중플렉서블디스플레이기술의경우대기업은패널및소자제작에중점을두고있으며일부중소기업은소재및장비개발을연구 3D 디스플레이기술에대해국내대기업및중소기업은주요미래성장시장으로보고패널및세트중심으로투자확대 4. ( 이슈및제언 ) 정부는원천기술선점가능성이높은차세대디스플레이관련소재및장비기술에대한연구개발의지원이필요민간의투자가적은플렉서블디스플레이와 3D 디스플레이분야에지원강화필요차세대기술의경우주력기술이불명확하므로지속적인기술모니터링을통해유연한전략의구사가필요차세대디스플레이기술은국제표준화의초기단계이거나미착수상태로연구개발과병행하여국제표준화의주도권확보필요 2 동향브리프 2010-7 호
제 1 장개 요 제 1 장. 개요 1. 디스플레이기술의정의 디스플레이기술이란단순한문자에서시작하여그래픽, 동영상등정보화사회에필요한다양한정보를인간에게시각적으로전달하는기술을말함 - 대면적화및입체화기술의발전으로정보의전달기능이외에현장에있는듯한고현실감을전달해주는기술도포함됨 2. 디스플레이기술의종류 디스플레이기술은세대별로 CRT, 평판디스플레이 (FPD), 플렉서블디스플레이, 3D 디스플레이로개발진행 * CRT: Cathod-ray Tube, FPD: Flat Pannel Display CRT(1세대 ): CRT를기반으로한디스플레이로서 1936년 TV 방송이시작된이래로컬러화및고화질화의방향으로발전하여 2000년대까지디스플레이시장을주도하였음 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 3
디스플레이기술및정책동향 디스플레이발전모습 (KIET, 2007) 평판디스플레이 (2세대): LCD, PDP, OLED 등의표시소자를유리기판에적용해평판화, 경량화를이루어 CRT 제품의시장을급격히대체 1) 하여현재디스플레이기술및시장을주도하고있음 * LCD: Liquid Crystal Display, PDP: Plasma Display Panel, OLED: Organic Light Emitting Diode, 플렉서블디스플레이 (3세대): 휘어짐, 구부러짐특성의유연성을갖는형태의디스플레이로플라스틱, 금속판등의유연기판에 LCD, PDP, OLED 또는전기영동디스플레이 (EPD) 표시소자를적용하여제작함 * EPD: Electro Phoretic Display - 유연성을갖는디스플레이가필요한가전제품, 자동차, 표지장치, 전자책, 전자종이, 개인정보기기, 스마트카드등의제품에응용이가능 1) 08~ 09 년 LCD TV 점유율은 45.8% 에서 61.8% 로 CRT TV 점유율은 47.9% 에서 31.6% 로변화 4 동향브리프 2010-7 호
제 1 장개 요 3D 디스플레이 (4세대): 우리의양쪽눈이사물을보는것과같은입체영상을보여주는기술로사물의깊이감 (Depth) 을인식하도록하여영상이튀어나와보이거나들어가보이게하는기술을말함 2) 3D 디스플레이의응용분야 ( 특허청, 2001) 응용분야응용사례비고 통신 / 방송 - CG 가상입체공간 - 입체 TV, 입체 TV 회의 - 데이터글로브, 데이터슈트 가상현실 - 입체 CG 영상 CAD - 의료시뮬레이션 교육 / 의료 - NHK 스튜디오파크 - X선투시의입체시화 오락 - imax SOLID, 버츄얼보이 ( 닌텐도 ) - 고현장감통신시스템 - 가상현실용기본장비 - 건축 CAD, 의장설계 - 교육전시 - 입체하이비젼 3. 디스플레이기술의위상 디스플레이관련제품의수출은 09년 265억불로총수출의 7.0% 에해당하며, 5대주요수출품목임 - 한국은 LCD 및 PDP 등평판디스플레이패널생산량에있어서 02년이후세계 1위의평판디스플레이패널생산국 2) 넓은의미로는 3D 영상을획득또는합성생성하여전달및재생하는하드웨어와소프트웨어시스템을의미하나좁은의미로는 3D 영상을관측하게하는하드웨어시스템또는구현기술을의미함 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 5
디스플레이기술및정책동향 ( 세계시장점유율 ) ( 국내산업기여도 ) 디스플레이산업의위상과산업기여도 ( 지식경제부, 2009) 디스플레이는메모리, 휴대폰과함께 IT KOREA 5대미래전략 : 주력 IT기기의글로벌공급기지화 전략의 3대품목에해당 그러나, 핵심부품소재관련원천기술및특허, 장비기술이취약하여수입의존도 (48.9%) 가높으며, 특히일본에대한의존도가높아수출이증가할수록대일무역 적자가따라서증가 3) 차세대디스플레이기술 4) 또한원천기술및특허에있어미국, 일본, 유럽등선진국에비해열세인것으로분석됨 - 09년발표된기술수준평가결과에따르면 OLED 디스플레이기술을제외하고대부분의기술은선도국대비 2~4년까지의기술격차가있는것으로분석됨 - 특히, 3D 디스플레이기술및기판소재, 플렉서블기판공정, 전기영동기술분야는기술격차가클뿐만아니라추격속도도더딘것으로확인됨 3) 국내수출주력제품의해외의존도 조사 ( 대한상공회의소, 2008) 4) 차세대디스플레이기술은 OLED, e-paper와같이기존 PDP, LCD와같은표시방식에있어새로운방식을적용하는형식 ( 형태의변화 ) 과유연성또는 3D 표시등기능을추가하는형식 ( 기능의추가 ) 으로구분됨 6 동향브리프 2010-7 호
제 1 장개 요 차세대디스플레이기술수준평가 (KISTEP, 2009) 기술분야 기술 선도국 기술격차 ( 년 ) 2008 년기준 2013 년기준 OLED기술 일본 2 0.6 3차원디스플레이기술 / 무안경 Floating 3D기술 일본 4.5 4.9 유기박막 / 유기트렌지스터기술 일본 3.9 3.2 유무기소재기술 / 유연기판공정기술 / 전기영동기술 미국 3.8 3.7 전유기디스플레이원천기술 일본 4.1 3.2 차세대디스플레이기술 ( 전체 ) 일본 3.6 3.0 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 7
디스플레이기술및정책동향 제 2 장. 해외디스플레이동향 1. 시장동향 평판디스플레이시장은기존의 CRT TV 및모니터의교체수요와디스플레이의대형화및고성능화를통한시장확대수요를통해성장하고있으며 10년매출액은 1,060억달러에이를것으로예상됨 - 그러나, 최근 CRT 대체수요감소, 대형화추세의둔화경향이나타나고있어 5) 차세대디스플레이기술을통한교체수요창출및시장확대여부가성장세의지속여부를결정할것으로보임 플렉서블디스플레이시장은현재상대적으로매우작은규모이나 ( 10년예상매출 : 3억 5천만달러 ), 휘어지는패널의특성을필요로하는시장을창출할경우 20년시장규모는 70억불수준으로예상됨 6) - 하지만기존평판디스플레이시장을대체할경우, 20년에는 498억달러의규모까지성장하고수량기준으로는전체디스플레이시장의 68.7% 를점유할것으로전망됨 7) 5) Quarterly Worldwide FPD Forecast Report(DisplaySearch, 2009) 6) e-paper Display Technology and Market Forecast(DisplayBank, 2009) 7) Flexible Display 기술분석공동워크숍 : SID Korea Chapter, 한국정보디스플레이학회재료부품연구회 (2010) 8 동향브리프 2010-7 호
제 2 장해외디스플레이동향 플렉서블디스플레이시장전망 (DisplayBank, 2008) - 플렉서블디스플레이시장은주로기존시장대체를통하여창출되고경량화 8), 대화면화, 이동성의특징을가질것으로예상됨 3D 디스플레이기술은최근영화 아바타 의개봉으로급격하게시장을확대하여 18 년에는 220 억달러의시장을형성할것으로예측 3D 디스플레이시장전망 (DisplaySearch, 2010) - 3D-ready TV가가장큰응용분야가될것으로예상되며영국의 Sky와한국의 SkyLife는이미 3D 위성시험방송을실시하고있으며상용방송을준비중 8) 2 세대 LCD, PDP 는경량특성과대화면을통해 CRT 시장을대체하였음 (CRT 대비두께 : 1/10, 무게 : 1/6) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 9
디스플레이기술및정책동향 - 상용 3D기술은모두안경을착용하는안경식기술에해당하며무안경식기술은아직상용화이전단계로연구개발이이루어지고있음 2. 기술동향 평판디스플레이는민간업체자체의기술력과투자력을바탕으로연구개발활동이활발하게이루어지고있음 - 기존 PDP, LCD 제품을중심의대형화, LED BLU 기술을활용한저전력화및현재 FHD에서 UD, SHV로의초고해상도화등고성능화연구 * BLU: Back Light Unit, FHD: Full High Definition, UD: Ultra Definition, SHV: Super High Vision - OLED 디스플레이는소형제품의양산적용후현재공정개발을통한패널대형화, 소재개선을통한발광효율향상및수명향상연구 플렉서블디스플레이는기판소재, 표시방식, 공정에있어주력기술후보가없이 다양한기술이산재되어개발되고있는상황 - 표시방식으로는전자디스플레이방식과전자종이방식으로이원화되어개발 * 전자디스플레이방식 : LCD, OLED, 가동필름, 반사형표시 * 전자종이방식 : 전기영동, 트위스트볼, Electrowetting Display, 기계적반사형표시, Thermal Rewritable ( 플라스틱기판과전자종이 ) ( 금속기판과전자종이 ) ( 플라스틱기판과 OLED) 플렉서블디스플레이종류 10 동향브리프 2010-7 호
제 2 장해외디스플레이동향 - 기판소재는플렉서블디스플레이의핵심기술로서현재는유리기판, 금속판등도연구되고있으나궁극적으로플라스틱기판이적용될것으로예상됨 - 원가절감을목표로연속공정적용을통한저비용대량생산방식의기술개발이이루어지고있음 - 연속공정인 Roll-to-Roll 공정시공정처리율이높아져 LCD, PDP에서사용하는배치공정에비해원가절감효과가높음 9) - 관련국제표준은 10) 평판디스플레이기술위원회 (TC 110) 에서추진하고있으나, 플렉서블기술관련부분은국제표준화에대한논의가필요한상황 3D 디스플레이기술 11) 은두눈의시차를이용하여입체감을느끼게하는기술로이 미 100 년이상의역사를지니고있음 플렉서블디스플레이종류 9) 연속공정 (continuous process) 은시간에따라지속적으로반응물을넣어주고또생성물을제거해주는흐름이있는공정방식이며, 배치공정 (batch process) 은일괄공정이라고하며공정제품을장치에넣어서일괄적으로단위공정을진행하는방식으로하나의공정이끝나기전에는다음공정을진행할수없음 10) 전자기기관련국제표준은 IEC(International Electrotechnical Commission) 에서주도하며 TC(Technical Committee) 에서기술분야별로추진, TC 110은평판디스플레이담당기술위원회임 11) 3D는 1838년찰스윗스톤경이입체경개념을도입하여반사입체뷰어를제작, 1858년요셉 (Joseph D Almeida) 는최초의입체형스틸사진을제작, 1915년에는 3D 영화가만들어졌으며 1922 년에는사상최초의입체영화가상영됨 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 11
디스플레이기술및정책동향 - 안경방식은안경을사용하여좌우시각정보를독립적으로제공함으로써입체감을형성시키며 LCD, PDP, OLED 등평판디스플레이패널을사용한제품이개발되고있으나안경의불편함및어지럼증등의문제해결이필요함 - 무안경방식은원근감과공간감이실사와가장유사하며전후좌우에서입체감을모두느낄수있는장점이있고안경방식의대체를목표로미국과유럽중심으로연구개발이활발함 - 3D 디스플레이기술은디스플레이기술뿐아니라신호처리기술, 3D 카메라기술등의다양한기술을필요로하여시스템으로써의연구특성을가짐 3. 해외주요국동향 미국 - 국방성지원으로 Flexible Display Center를설립 ( 04.2) 하여차세대디스플레이원천기술을개발중이며소재장비기술바탕의원천특허를확보하고있음 - 미국디스플레이연구조합의벤처기업들을주축으로 Roll-to-Roll 공정기술에활발한연구개발이이루어지고있음 - 미국영화TV기술자협회에서 3D 영화관규격을표준화하고있으며 TV 규격에관한논의도본격화예정 일본 - NEDO 및산업기술종합연구소중심으로의정부지원및업계를연계한산학연공동컨소시엄 Future Vision 구성 * NEDO: New Energy and Industrial Technology Development Organization - 소재, 원천기술개발에집중하며히타치, 소니, AIST, 세이코엡손등의기업및연구소에서 OTFT, Poly-Si TFT, OLED 등에대한연구가이루어지고있음 12 동향브리프 2010-7 호
제 2 장해외디스플레이동향 - NICT, URCF 및민간업체컨소시엄중심으로 3D 디스플레이및산업을주도하고있음 * NICT: National Institute of Communications Technology, URCF: Ultra-Realistic Communications Forum 유럽 - EC 내연구총국을중심으로필립스, 노키아등의업체가참여하는 FlexDis Project 컨소시엄 ( 01.11) 구성 - 필립스에서사내벤처로설립된 Polymer Vision 은 5 인치흑백화면의플렉서블 디스플레이를세계최초로양산 - PANORAMA와 ATTEST등대형프로젝트추진및 3DTV 개발을위한네트워크구성을위해 3DTV NOE(Network of Excellence) 프로젝트가진행중 * PANORAMA: Package for New Operational Auto-stereoscopic Multiview Systems and Applications ATTEST: Advanced Three-dimensional Television System Technologies 대만 - ITRI 내에디스플레이기술센터를설립 ( 06.3) 하여미국및유럽의유수기관과공동프로젝트추진 * ITRI: Industrial Technology Research Institute - 선진국대비차세대디스플레이관련기술이부족한상황을고려하여평판디스플레이분야에집중하여연구개발지원 - ITRI 및 3DIDA 중심의산학연컨소시엄형태로 3D 디스플레이산업을추진 * 3DIDA: 3D Interaction & Display Alliance Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 13
디스플레이기술및정책동향 제 3 장. 국내디스플레이동향 1. 기술동향 평판디스플레이관련민간업체의기술수준이높고연구개발이활발하며대형화, 부품소재국산화및원가절감에집중 - 10년민간부문에서는 8세대 LCD 생산라인증설및 11세대 LCD 생산라인신설등에 8조2천억원투자, 11년부터 13년까지 4년간총 28조5천억원의설비투자예정 - 전량수입에의존하는 OLED 증착장비개발에정부와 50% 매칭형식으로 180억원지원 - 대규모투자가필요한산업특성상 High Risk 분야인차세대기술에서민간투자는소극적자세를보임 플렉서블디스플레이기술의경우대기업은패널및소자제작에중점을두고있으며일부중소기업은소재및장비개발을연구 - 삼성전자, 삼성모바일디스플레이, LG디스플레이는서로다른방식의컬러형플렉서블디스플레이연구개발진행중 12) - 아이컴퍼넌트, 소프트픽셀등중소기업은각각플라스틱기판소재개발및소형패널의양산라인구축에투자하고있음 14 동향브리프 2010-7 호
제 3 장국내디스플레이동향 3D 디스플레이기술에대해국내대기업및중소기업은주요미래성장시장으로보고패널및세트중심으로투자확대 - 삼성전자는미래고수익신사업아이템으로 3D 디스플레이사업을추진할계획으로현재무안경식 16시점디스플레이가가능한시제품개발 - 중소기업으로파버나인은무안경 3D 모니터를세븐데이타는편광식 3D 고해상도모니터를개발 2. 정책동향 디스플레이관련정부정책 - 정부는 IT KOREA 5대미래전략을수립하여메모리, 디스플레이, 휴대폰의품목에대해 3대주력품목세계시장점유율 1위달성, 5대 IT장비산업국산화 세계시장점유율 2배달성을목표로추진중 - 3대주력품목인메모리, 디스플레이, 휴대폰은점유율 1위를목표로글로벌공급기지화전략 - 디스플레이제품은차세대디스플레이기술및기술표준선점을통해세계시장점유율 1위의위상을유지 정부 R&D 사업 - 지식경제부는 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 등 3 개사업의 디스플레이부분에 2010 년에 417 억원이상을투자중 12) 삼성전자 : TFT 기술을적용 14.3 인치컬러플렉서블디스플레이 ( 두께 0.3 mm ) 개발 ( 07.10), 삼성모바일디스플레이 : AMOLED 적용 WQVGA 급 2.8 인치컬러플렉서블디스플레이 ( 두께 20 μm ) 개발 ( 09.10), LG 디스플레이 : 전자종이기술적용고해상도 (1280 800) 14.3 인치컬러플렉서블디스플레이개발 ( 08.01) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 15
디스플레이기술및정책동향 - 디스플레이 R&D 부문의대표사업인 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 의디스플레이부분에대한투자현황을보면민간자체기술력이높은분야인 PDP, LCD, OLED BLU에대한지원이 55% 이상을 13) 차지 - 지식경제프론티어기술개발사업 은차세대기술인플렉서블디스플레이기술을중심으로연구개발을진행 - 부품소재산업경쟁력향상사업 은플렉서블디스플레이용플라스틱기판소재를 10대핵심소재로선정하여중점지원 - 현재예비타당성조사가진행중인 신성장동력장비경쟁력강화사업 은 7대신성장동력생산 서비스장비개발을지원하기위한사업으로디스플레이부분에서는 LCD 및 OLED 장비개발을지원예정 - 3D 디스플레이관련연구개발은 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 에서진행중이며안경방식과무안경방식기술개발에대해지원중 차세대디스플레이개발관련정부 R&D 사업 사업내용관련예산 전자정보디바이스산업원천기술개발사업 지식경제프론티어기술개발 부품소재산업경쟁력향상 신성장동력장비경쟁력강화사업 14 대지식경제산업분야중전자정보디바이스분야산업원천기술개발지원 ( 10 년, 1,627 억원 ) 디스플레이인프라기반친환경 / 신수종녹색분야원천기술집중지원 전략기술분야에서세계정상급기술확보 ( 10 년 450 억원 ) 차세대정보디스플레이기술개발사업단 - 인쇄능동디스플레이, 다기능복합디스플레이, 미래원천선행기술 핵심소재원천기술중신규과제선정 지원 ( 10 년 1,110 억원 ) 플렉서블디스플레이용플라스틱기판소재 7 대신성장동력생산 서비스장비개발 ( 10 년, 2,427 억원 ) 디스플레이관련지원 : 11 세대 LCD 장비, 5.5 세대 OLED 장비 230.1 억원 87.2 억원 20 억원 60 억원 13) 국가 R&D 사업관리 (NTIS: www.ntis.go.kr, 2008) 16 동향브리프 2010-7 호
제 4 장이슈및제언 제 4 장. 이슈및제언 1. 핵심소재및장비기술경쟁력강화 평판디스플레이패널생산은세계 1위이나장비및부품소재는많은부분을수입에의존하고있어전방산업에서창출된부가가치의상당부분이해외로유출되고있으며부품및원재료분야로갈수록심화되고있고, 차세대디스플레이기술도동일한상황이발생할것으로예상됨 기존디스플레이관련소재및장비기술연구개발은민간중심으로국산화및원가절감중심으로활발하게진행되고있으므로, 정부는기술개발의초기단계로핵심원천기술선점가능성이상대적으로높은차세대디스플레이관련소재및장비기술에대한연구개발의지원이필요함 2. 차세대디스플레이관련투자상대적저조 민간업체의기술수준및연구개발투자는상당히높은상황이나차세대기술은 투자위험성이높고시장창출가능성이낮아주로조기에수익실현이가능한부문에역량을집중 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 17
디스플레이기술및정책동향 정부의연구개발투자도 LCD, PDP 등기존제품기술중심으로지원되고있어차세대디스플레이부문의지원은상대적으로저조한상황으로민간의투자가적은플렉서블디스플레이와 3D 디스플레이분야에지원강화 14) 3. 유연한연구개발전략구사필요 차세대디스플레이기술은유력기술이존재하지않아다양한기술이산재하여 개발되고있는상황이며, 3D 디스플레이기술은미래가치가높은분야이나디스플레이기술, 영상의취득및생성, 전달및인지부문등다양한 IT 분야의기술을포함 차세대주력기술이불명확하므로지속적인기술모니터링을통해유연한전략의 구사가필요하며, 3D 디스플레이관련기술은시스템의특성을가지므로패널, 영상, 통신등다양한기술연계및조정을통한연구개발전략이필요 14) 지식경제부는디스플레이 1 위자리를굳히고 11 세대 LCD, AMOLED 등차세대우위확보를위해 2017 년까지차세대디스플레이에 5000 억원을투입하고장비및소재국산화율을 70% 까지확대하기로함. 그러나, 대기업이아닌중소벤처기업까지고려한정책인지에대한의문을제기하는의견도다수제기됨 ( 디지털타임스, 2010.5.20) 18 동향브리프 2010-7 호
제 4 장이슈및제언 4. 차세대디스플레이표준선점 플렉서블디스플레이및 3D 디스플레이기술은국제표준화의초기단계이거나미착수상태로연구개발과병행하여국제표준화의주도권확보필요평판디스플레이연구개발및산업화과정에서이미구축된산학연표준전문가그룹을적극활용하여국제표준화활동수행및국제표준선점이필요 원천기술연구개발시표준전문가를활용한국가표준제정및국제표준등록추진 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 19
디스플레이기술및정책동향 자료원 KIET, 차세대디스플레이및기기산업의 2020 비전과전략, 2007 KISTEP, 2008년기술수준평가보고서, 2009 KISTEP, 제3회과학기술예측조사 (2003~2030) 제5차미래기획위원회, IT KOREA 5대미래전략, 2009 특허청, 2001 신기술동향조사보고서, 2001 대한상공회의소, 국내수출주력제품의해외의존도조사, 2008 DisplaySearch, Quarterly Worldwide FPD Forecast Report, 2009 DisplayBank, e-paper Display Technology and Market Forecast, 2009 DisplayBank, Trend of Flexible Display Technologies and Market Outlook(2008-2020) Report, 2008 DisplaySearch, 3D Display Technology and Market Forecast Report, 2010 KATS, 차세대디스플레이산업및표준화동향, 2009 20 동향브리프 2010-7 호
2010-07 디스플레이기술및정책동향 I 저자 I 김석필 KISTEP 부연구위원, 02)589-3327, sukpil.kim@kistep.re.kr 조성식 KISTEP 부연구위원, 02)589-2937, sscho@kistep.re.kr 본동향브리프는필자의개인적견해로 KISTEP의공식적인견해가아님을밝힙니다.