차세대디스플레이의현주소 이성근책임연구원 sungklee@lgeri.com 차세대디스플레이들이빠르게진화하고있다. 현재거론되고있는차세대디스플레이로는 OLED, 3D, 터치, e-paper, 플렉서블디스플레이등이있다. 3D TV는컨텐츠와인프라의부족이단기적으로성장의장애요인이되고있으나 OLED는기술구현을위한시행착오를거듭하면서제품의상용화시기가점차당겨지는추세이다. 차세대디스플레이산업에서는기술자체도중요하지만소비자의숨어있는필요를발굴하여충족시켜주는것이점점더중요해질것이다. 현재제품개발단계에있거나일부제품화가진행되고있는차세대디스플레이들이있다. 우선올해영화 아바타 가소개되면서새로운아이콘으로등장하고있는 3D TV와모바일을통해제품화되면서대형사이즈로옮겨가고있는 OLED가있다. 그리고애플社의아이폰을통해본격적으로제품화되면서노트북등에대면적으로적용되고있는터치 (Touch), 킨들등의 e-book 을통해시장이성장하고있는 e-paper 가있다. 이이외에플렉서블 (Flexible) 디스플레이를들수있을것이다. 이들중 OLED/e-Paper 는새로운디스플레이형태이고 3D/ 터치 / 플렉서블등은디스플레이형태에관련없이부가될수있는기능들이다. 차세대디스플레이가시장에서제품화되기위해서는수요자측면에서는가치가있어야하겠고공급자측면에서는제품 / 재료기술, 장비기술, 관련인프라등이성숙되어있어야한다. 그렇지못할경우에는기술이사장되거나성장세가꺾여서시장에서큰빛을보지못할가능성이매우높다. 이러한경우의예로서한때시장에서각광을받았던 FED 1 를들수있다. 과거일본 Canon 社가제품화하려고하였으나기술과제조원가측면에서 LCD 제품대비경쟁력확보가요원하였기때문에차세대디스플레이라고불리기는어려운기술이되어버렸다. 차세대디스플레이의성장가능성에대하여제품기술차원뿐만아니라수요자관점, 전후방산업인프라측면을포함하여살펴본다. 3D TV 성장은컨텐츠확보가관건 3D 산업은성장중 3D 입체영상은이미 180 년전개발된기술로 3D 산업은 1890 년대와 1950 년대에크게두차례 Boom 이있 1 FED(Field Emission Display) : 음극판패널에서방출된전자가양극판패널의형광체에조사되어영상을나타내는방식으로전계방출디스플레이라고한다. CRT 와유사하지만평판으로되어있다는점이다르다. 38 LG Business Insight 2010 4 21
었고이번이세번째이다. 이번 Boom 의특징은과거와는달리, 영화및영화관중심이아니라방송및 TV 중심이라는데에있다. 과거의 Boom 에서는 3D 시청으로인한소비자피로도문제를해결하지못하여산업성장이지속되지못했다. 최근 3D 피로도가기술적으로어느정도해소되면서한국 / 일본 TV 제조업체의 3D TV 제품화노력과 아바타 영화의성공에힘입어 3D 산업이성장하고있다. 09년 FPD International 에서는패널업체들이다양한 3D 디스플레이기술을선보이면서관람객으로부터많은관심을끌었다. 이어서열린 10 년초 CES 에서대부분의 TV 세트업체들은안경방식 3D TV를전시하면서제품화를예견하였다. 특징이라고하면기술선도를하고있는한국 / 일본업체뿐만아니라중국업체들까지 3D TV 개발과전시에가세를했다는점과 3D 기능이 LCD 뿐만아니라 PDP, OLED 등의다양한디스플레이에도적용되었다는점이다. 현재 3D 기능을추가하기위한부가비용은원가기준으로안경을포함하여 100~200 달러수준으로보여지며향후지속적인가격하락이예상된다. 현재거론되고있는차세대디스플레이로는 OLED, 3D, 터치, e-paper, 플렉서블디스플레이등이있다. 이슈는컨텐츠와관련인프라부족과거두차례 3D Boom의사례에서볼때에 3D 산업형성의원동력은 3D 피로도해결, 구매가능한수준의 3D TV 세트가격, 컨텐츠그리고 3D 방송 / 표준화등의관련인프라로볼수있다. 현재피로도해결과 TV 가격문제는디스플레이업체들의노력으로어느정도해소될수있을것으로보인다. 하지만컨텐츠부족은아직까지갈길이멀다. 소비자들이당장 3D TV를 산다고해도볼수있는 3D 영화나방송등이부족한상황이다. 일부업체에서는 3D 블루레이디스크영화등을번들로제공한다고는하지만수량이 2~3 편에불과하다. 미국헐리우드영화사들이지속적으로 3D 영화를제작한다고는하지만당분간은연간 30여편에불과할것으로보인다. 이에대한해결책으로일부 < 그림 > 3D History 1838 년이후 - Charles Wheatstone - 현재방식의 3D 기술소개 60년 60년 1890년대 1950년대 2010년대 제1기 제2기 제3기 3D TV at Home 추진 - 1895 년르미에르형제가 3D 영화기술도입 - 1950년대컬러 - 3D 영화 3D 영화가유행하면서 아바타 의성공 60여편의 3D 영화제작 - 일본 / 한국 TV세트업체의드라이브 LG Business Insight 2010 4 21 39
당장은컨텐츠의부족과인프라불충분으로 3D TV가성장하는데어려움이있겠지만장기적으로는산업이성장할것이다. TV 세트업체들은기존 2D 컨텐츠를 3D로실시간바꾸어주는 2D/3D 변환칩을내장하여 3D TV를판매하고있지만이기능이제공해주는 3D 화질은개선해야할점이많다는평이다. 일본의파나소닉 (Panasonic) 社의경우변환칩이생성하는 3D 컨텐츠의화질저하로인한산업성장저하를우려하여제품에관련기능을내장하지않았다고전해지기도한다. 관련인프라구축도해결과제이다. 표준화가아직이루어지지않은상황이고 TV에서 3D를보려고해도관련 3D 카메라, 송수신장비등의방송인프라가구축되기위해서는시간이많이소요될것이라는전망이다. 중장기적으로는 3D 디스플레이성장 3D 디스플레이시장이성장하기위해서는기존 LED LCD TV 등과같이세트제품개발만으로부족하다. 전후방연관산업자체가무르익어야하는것이다. 이러한면에서볼때에당장은컨텐츠의부족과인프라미약으로 3D TV가성장하는데어려움을겪을것으로보인다. 장기적으로는이러한장애요인들이서서히극복되면서산업성장이가능할것으로판단된다. 국가적으로 3D 컨텐츠와인프라에대규모투자가이루어지고있어관련사항에대한빠른개선이예상되기때문이다. 또한 TV에 3D 기능자체를추가하는데소요되는원가의하락으로소비자들은큰돈을들이지않고 3D 디스플레이제품을구매할수있을것이다. OLED 대면적제품의조기상용화가능성 차세대디스플레이의대명사 LCD가차별성을잃어가는현실에서선도기업들을중심으로 OLED 제품개발이한창이다. 과거와달라진점은제품개발이일본업체중심에서한국과대만의패널업체중심으로바뀐것뿐이다. 모바일군에서는이미 OLED를통한제품차별화로시장을선도하는기업들이나타난상황으로현재초미의관심사는대면적 OLED TV의등장시기이다. 09년 FPD International 에서는한국 / 대만기업들을중심으로 OLED TV 40 LG Business Insight 2010 4 21
를선보였다. 현재최대장비사이즈는 3.5 세대로이를활용가능한최대사이즈인 30 수준 TV 제품이전시되었다. 하지만패널내에불량화소 (Pixel) 등이육안으로확인되는것을보아서는아직제품기술구현에어려움이많은것으로판단된다. 이후 CES 2010 에서는 OLED TV가전시되어우수한화질을선보임과동시에 3D 기능을접목시켰다. OLED 는 대형화를통한원가에서의경쟁력확보 가관건이다. 대형화를통한원가경쟁력확보가이슈 OLED에서의이슈를단적으로이야기하라고하면 대형화를통한원가에서의경쟁력확보 라고할수있다. 그중에서도발광층인유기재료증착, LTPS 2 등에서의대면적장비기술력이관건이다. 대형화, 특히일반적으로 50 대까지통용되는대화면 TV 개념에서대면적장비개발은넘어야할큰산이다. 현재개발가능한대면적장비크기는 5세대수준으로알려져있다. 업계에서는 5세대를넘어선장비기술이아직확보되지않아대면적 TV에서의원가경쟁력확보도어려울것으로보고있다. 빛을내는유기물질을입히는공정의재료이용효율또한개선이필요한부분이다. 현재 10% 미만의재료이용효율을보이고있는상황으로유기물질이아직고가임을감안한다면빠른신공정기술개발이필요하다. 이외에도신뢰성이확보된고효율유기발광재료개발또한숙제이다. 일반적으로유기발광재료로는 Red/Green/Blue 재료가있는데, Red 재료는요구수준까지도달해있는상황으로 Green 재료또한빠르게개선중이다. 하지만 TV 용으로사용하기위한 Blue 재료는아직갈길이멀다는평이다. 한가지덧붙일것은제품화초기에높은가격이불가피할것으로보이는데, 이러한높은가격을희석하기위한제품차별화가확실해야한다는점이다. 그러기위해 서는 OLED 의슬림화나플렉서블장점에기반한새로운 형태나구조 (Form Factor) 를제품에적용하여차별화를 확실히해야할것이다. 제품화된 3D TV 2 LTPS(Low Temperature Poly Silicon) : 저온에서실리콘결정화를통하여화소의스위치를만드는공정 LG Business Insight 2010 4 21 41
터치는확대적용되면서형태및플랫폼측면에서지속적으로변할것이다. 시행착오를통한 OLED TV 상용화 12 년대형 OLED TV의제품화를위해일부패널업체들은대면적장비투자를서두르고있다. 물론여러가지문제점들이모두해결된것은아니지만시행착오를거치면서관련문제들을해결하는해법으로제품개발에나서고있다. 과거 TV 사업에서보았던제품차별화를통한시장선도로매출확대및수익성확대를달성하고자움직이고있는것으로보인다. 패널업체에서목표하는대로정확히 12 년에대형 OLED TV가제품으로나올수있을지는의문이기는하다. 하지만기업들이 R&D 단계에서벗어나양산학습을반복하면서그가능성은시간이갈수록높아질것이다. 정확한양산출시시점이 12 년이될지는아직미지수이나, 이제는 TV 용 OLED 의제품화가과거처럼요원하지만은않다는점은분명한사실이다. 터치는킬러어플리케이션을찾아이동중 과거애플社의아이폰 (iphone) 에서시작된모바일에서의터치열풍은노트북까지확대되었고, 향후에도지속적으로시장이확대될것으로생각된다. 인터넷, 동영상구현등수많은기능들이모바일에들어오면서기존버튼형식의하드웨어 UI(User Interface) 로는표현불가능한것들이터치화를통해가능해졌다. 09년말출시되는 Windows 7이멀티터치기능을지원하면서노트북에까지터치가확대될조짐을보였고이후터치지원노트북제품도출시되었다. 10년 CES에서는대부분의노트북전문업체들이터치노트북을출시하면서제품화의포문을열었다. 하지만예상과는달리시장에서는기존노트북에터치기능이추가된플랫폼을크게반기는분위기는아니라고느껴진다. 키보드가있는상황에서터치까지있는제품이그리매력적이지는않다는반응들이다. 이러한상황에서애플社의아이패드에터치가적용되면서새로운국면을맞고있다. 스마트화가모바일, PC, TV에확대적용되면서터치기능자체를반드시 FPD International 2009 에서전시된 15 투명 OLED( 상 ) 와 4.3 Flexible OLED( 하 ) 필요한기능으로자리잡을것이지만그형태및플랫폼은지속적으로변할것으 로예상된다. 42 LG Business Insight 2010 4 21
e-paper 시장은작고대체재도있고... 아마존社의킨들로부터시작된 e-paper 는저소비전력에눈이피로하지않다는 장점을바탕으로 e-book 이라는니치마켓을목표로하여제품화되면서시장성 장을이어가고있다. 최근 FPD International, CES 를통해볼때대만 / 한국업체 의전시가눈에띄게두드러지고있다. 특히대만의패널업체인 PVI 社, AUO 社들 은 e-paper 핵심재료업체들을 M&A 하면서제품개발에서두르는상황이다. e-paper 의이슈는강력한대체재가있다는점, 특허이슈등으로인해 e-paper 재료생산업체가제한적이라는점등을들수있다. e-paper 는특유의 장점을가지고 e-book 이라는특화된시장을선점하고는있지만 LCD 라는강력한 대체디스플레이가존재한다. 최근아이패드 (ipad) 의출시는가장큰위협이라고 할수있다. 최대 10 시간까지장시간사용이가능하면서 e-paper 가구현하기어려 운칼라표현, 동영상등에서도자유로울뿐아니라 e-book 이라는기능이외에도 인터넷, 앱스토어등여러가지기능을추가로사용할수있기때문이다. 시장을키우기위해서는원가경쟁력을가진제품을생산할수있어야하지만 현재가시권안에들어오는 e-paper 재료생산업체는 PVI 社가인수한 E-ink 社 와 AUO 社가인수한 SiPix 社의두회사뿐이라고알려져있다. E-ink 社의 e-paper 화면표시부품재료비비중은패널전체재료비의 60% 수준으로알려 져있다. 원가경쟁력을확보하기위해서는더욱많은 Player 들이 진입하여가격하락이이루어져야하나특허장벽등으로인해 현실적으로어렵다. 현재아이패드와킨들을비교해볼때사용 기능측면에서는아이패드가우월하지만가격면에서는큰차이 가나지않는다는사실또한시사하는바가크다. 이러한상황에서볼때에 e-paper 는일정마니아층을 중심으로니치마켓을형성할가능성이크지않을까생각된 다. 하지만원가경쟁력을확보할경우에는시장규모를키울 수도있을것이다. 아마존社, 킨들 vs. 애플社, 아이패드 e-paper 는특유의장점을가지고 e-book 이라는특화된시장을선점하고는있지만 LCD 라는강력한대체디스플레이가존재한다. LG Business Insight 2010 4 21 43
소비자가 알지못하는필요를충족시켜주며시장을선도하는차세대디스플레이기업이열매를거둘것이다. 플렉서블디스플레이는기판재료개발이우선플렉서블디스플레이부가기능은금속과플라스틱기판적용을통한구현이예상되고있다. 이중에서현재제품화가되고있는기술로얇은금속재질기판이적용된 e-paper 수준이다. 향후투명한플렉서블디스플레이, Roll-to-Roll 공정을통한원가혁신등을이루기위해서는투명한플라스틱재질기판의특성개선이급선무이다. 기존디스플레이제조공정은온도가너무높아서유리전이온도 3 가높은플라스틱기판재질을사용해야하는데지금의플라스틱재질특성으로는적용하기가힘든상황이다. 현재기준으로플랙서블디스플레이의플라스틱기판재질로이용될수있는유력한후보로는 Polyimide 를들수있다. Polyimide 는유리전이온도가 300도수준으로고온공정에서도적용가능성을보여주고있다. 당분간은금속재질기판이적용된플렉서블디스플레이가대세를이룰것으로보인다. 특성이개선된플라스틱재료가빠른시일안에나오기는어려운상황임을감안하면혁신적인플렉서블제품은시간을두고기다려야할것이다. 소비자가알지못하는필요를충족시켜야과거에는시장에존재하는소비자의요구를잘파악하여그점을해소해주는방식이주요했다. 이점은아직도유효해보인다. 하지만최근의상황, 특히디스플레이산업상황을보면공급자가소비자의숨은요구사항을파악하여이를제품화하여성공한사례가늘고있다. 차세대디스플레이기술개발자체가중요하기는하지만그기술만이목표가되어서는시장에서큰호응을얻기는어렵다. 소비자가알지못하는필요를충족시켜주며 시장을선도하며만들어나가는기업들이열매를거둘수있을것이다. www.lgeri.com 3 유리전이온도 (Glass Transition Temperature) : 고분자물질의분자들이활성을가지고움직이기시작하는온도로, 딱딱한고분자는이온도에서탄성을가진고무처럼움직이게된다. 44 LG Business Insight 2010 4 21