OLED 의시장기술보고서 2009. 07
1. 기술 ( 제품 ) 의개요 가. 기술 ( 제품 ) 의개념 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 는유기재료에전계를가하여전기에너지를광에너지로바꿔주는소자를말하며, 기본원리는유기물박막 ( 저분자혹은고분자 ) 에서음극과양극을통해주입된전자 (Electron) 와정공 (Hole) 이재결합되고이때생성되는여기자 (Exciton) 가바닥상태 (Ground state) 로되돌아가면서특정파장의빛을발광하는현상이다. OLED 디스플레이의自발광특성으로인하여시야각을갖지않으며, 시인성이우수하고, 액정 (Liquid Crystal) 을사용하지않기때문에응답속도가빠르다는장점이있다. 1) 종류 < 표 1-1> OLED 의종류 종류 Small molecules PLED TOLED SOLED 설명 small molecule을사용하는데에서시작되어 OLED 기술은이를만들기위해서는진공도포법을사용해야하는데, 이로인해다른기술보다더욱비싸게되었으며, 주로유리에도포하였기때문에 OLED의특징인휘어짐을구현할수없게됨전류를인가하면빛을방출하는발광성유전고분자를사용하여만들었던 Polymer light-emitting diodes (PLED) 는모든스펙트럼의색을표현하는얇은필름으로사용하였고빛은방출하기위해적은양의전력이필요했으나, 진공도포법을사용하지않았기때문에잉크젯프린터와같은기술의상업적기술로제조가가능하였고, PET와같이유동성있는물질에도포할수있었기때문에휘어짐성질을가지게됨 Transparent organic light-emitting device (TOLED) 은상부발산 (top-only emitting), 하부발산 (bottom-only emitting), 양면발산 (both top and bottom emitting) 들을구현하기위해독자적인투명접촉법 (transparent contact) 을사용하였고, contrast를획기적으로개선하여밝은일광에서도쉽게화면을볼수있게됨 Stacked OLED (SOLED) 는보통의 CRT와 LCD 기술에서사용되었던횡배열 Pixel 배열법을사용하지않고수직으로 Pixel을배열하는획기적인기술을사용하여이방법을통해디스플레이해상도를높이고컬러의질을개선함
구분저분자고분자 제조공정 - 진공증착 장점 - 조기양산이가능하고 Color 구현이용이 - 저가 - 효율이좋고수명이길어신뢰성높음 단점 - 고가 < 표 1-2> 발광재료에따른구분 - 스핀코팅 - 잉크젯프린팅등의용액코팅 - 짧은수명이짧고소재및소자기술향상속도가느림 < 표 1-3> 구동방식에따른종류구분 Passive Matrix OLED Active Matrix OLED - 패널크기및해상도증가에따른 - 제조공정이간단소비전력증가율이낮음장점 - 구조간단 - 대면적및고해상도구현이용이함 - 낮은제조비용 - Row line 증가에따른휘도저하無 - 패널크기및해상도증가에따른소비전력증가율큼 - 제조공정이복잡하여투자비가상대단점 - 대면적및고해상도구현어려움적으로큼 - Row line 증가에따른휘도저하자료출처 : 삼성SDI(www.samsungsdi.co.kr). 2) 장 단점 < 표 1-4> OLED 의장 단점 장점 - 잉크젯프린터나심지어스크린프린팅기술을사용하여적당한판에도포가가능하기때문에기존의 LCD나플라즈마기술보다제조가격이매우저렴함. - 유동성이있는 ( 휘어지기쉬운 ) 판에도포가가능하기때문에 roll-up 디스플레이나옷감에디스플레이장치를만들수있음. - OLED Pixel이직접적으로빛을발산하기때문에 LCD보다더욱시야각이좋고, 넓은범위의칼라, brightness를구현할수있음. - LCD와달리 backlight를사용하지않기때문에선명한검은색의구현이가능하고, 전력소비가적음.
- OLED는 LCD보다더빠른응답속도를지님 ( 일반적으로 LCD는최대 2ms의응답속도를지니지만, OLED는 0.01ms이하의응답속도를지님 ). 단점 - 유기물질의수명이짧다는제한이있음 (Blue OLED는일반적으로 5000 시간정도의수명을지니고있고, 이는일반적인 LCD나플라즈마방식으로만들어진디스플레이장치가가진 60000시간보다상당히짧음 ). - 물이디스플레이장치에들어가게되면유기물질에손상을줄수있으므로제조시밀봉공정이중요하고, LCD와달리 backlight를사용하지않기때문에선명한검은색의구현이가능하며, 전력소비가적음. 3) 4 대강점 OLED 는밝기변화에도동일한색재현율을유지한다. 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr).
OLED 는 TFT 보다 10K 배이상빠른속도를가진다. 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr). 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr).
더얇은두께로더많은기능을포함한다. 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr). TFT LCD가 OLED와동일휘도시시야각 (20도) 수준인반면에, OLED는종이와같이전방위시야각 (180도) 을가진다. 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr).
4) OLED 와 TFT-LCD 비교 < 표 1-6> OLED와 TFT-LCD 비교 구분 OLED TFT-LCD - 전압을가하면액정셔터 ( 액정 + 편광 발광원리특성 - 전압을가하면유기물이빛을발하는특성을이용 판 ) 가빛을통과 / 차단 - Backlight에서비추는백색광이액 - 유기물에따라 R,G,B를발하며, 정셔터를통과후 Color Filter에의 Full Color 구현 해 R,G,B로 바뀌게 되어 Full Color 구현 - 자발광소자로서휘도 / 색순도특성 - 수광소자로휘도 / 색순도떨어짐이뛰어남 - 시야각제한유 - 시야각제한무 - 응답속도느림 ( 수십ms ) - 응답속도매우빠름 ( 수μs ) 동화상시눈에거부감 브라운관과동일수준 구조 자료출처 : 삼성 SDI(www.samsungsdi.co.kr).
5) OLED 의검사공정 < 표 1-7> OLED 의검사공정 구분기존 AOI 개발검토 AOI 원리 기판에특정방향 (ellipsometer) 으로편기판에 spot성광원을입사시키고, 렌광된빛을입사시키고이에반사된즈를통해촬영된이미지를 S/W 적빛을다시특정방향으로편광시켜패인방법에의해패턴부와불량부위의턴부와불량주위의계조차이에의해계조차이를임의적으로크게변경하 defect 검사. 여 defect 검사. 검출능력최소 1um 이상 particle 1um 이하 sub_micron particle 측정가능. 검사특징 장점 단점 편광필터를이용해광학적으로계조 dark/brightfield를이용하여 defect를차이를극대화하여측정함 검출된측정하며, S/W를통해이미지변환 defect의실상 review Ellipsometer 과정을거침 sub_micron particle의방식으로측정함. 실상 review 불가능. strobe 광원 (20umsec) 을사용하여측현재 FPD 계에서는충분히검증된정함으로진동관련하여대응이쉽설비. 다. 현광학계및 S/W 수준으로는 sub_micron 측정불가능하고, 진동관개발설비로시장에서검증되지않음. 련 spec이매우까다로움.
나. 조사범위 국내외 OLED 관련시장동향파악을위해국내에서는통계청의 광업 제조업통계조사보고서 와 광공업동태조사 를이용하였고, 수출입코드로가장유사하다고판단되는 기타 를활용하였다. < 표 1-8> OLED HS Code 8541 품목번호 40 품목명 다이오드ㆍ트랜지스터와이와유사한반도체디바이스, 감광성반도체디바이스 ( 광전지는모듈, 패널에조립되었는지여부와관계없이포함한다 ), 발광다이오드및장착된압전기결정소자감광성반도체디바이스 ( 광전지는모듈또는패널에조립되었는지여부와관계없이포함한다 ) 및발광다이오드 20 00 기타 OLED은대분류로전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업, 세분류에플라즈마및기타평판디스플레이제조업에속하는품목이다. < 표 1-9> OLED 산업분류범위 산업분류코드 C26 D29519 C26219102 산업전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업플라즈마및기타평판디스플레이제조업 OLED
OLED 의시장기술보고서 2009. 07
2. 국내외시장동향 가. 세계산업동향 2008년은년초부터미국에서비롯된서브프라임모기지부실문제의부각및이어지는금융불안과신용경색강화, 그리고고유가등으로인한소비심리의악화로인해하반기부터반도체및디스플레이산업전반에도침체가급속히진행된한해였다. OLED 디스플레이는기존의디스플레이시장을잠식해나가야하는주요한시기에이러한전세계적인경기침체는새로운제품에대한신규채용을늦추는영향을주었으며, 아울러반도체제조공장의가동률이급격하게떨어졌으며, 핸드폰을비롯한 Display 제품의생산량도급감하였다. 그러나양극화된소비패턴에따라고부가사양중심으로 AMOLED(Active Matrix OLED) 가보다적극적으로채용되는양상과 PMOLED(Passive Matrix OLED) 에서는그응용처를기존의핸드폰 SUB창에서 MP3, 의료기기, 프린터창등으로다양해나갈것으로전망된다. 자료출처 : Monthly Display September 2008, Techno Times of Japan. < 그림 2-1> OLED 디스플레이수량예측 PMOLED는 2004년휴대폰서브디스플레이로시작하여, 현재 MP3, 가전제품, 차량용, 의료기, 사무기기등다양한어플리케이션이사용되고있다. AMOLED는
디지털카메라의파인더및휴대폰메인창에주로탑재되어오고있으며, 최근에는대형화에대한관심도와아울러기술적인장애들이점차해소되어노트북및 TV로의채용에도개발및상품화가활발히진행중에있다. OLED 디스플레이의수량은 2008년약 1억개가 2013년에는 3배수준으로성장한 3억개수준으로신장될것이며, 금액으로환산하면 2009년의약 9억달러가 2013년에약 30억달러로성장할것으로예측된다. 자료출처 : Monthly Display September 2008, Techno Times of Japan. < 그림 2-2> OLED 디스플레이금액예측 수량으로는 2008년을기점으로금액적으로는 2009년을기점으로 AMOLED가 PMOLED를제치고상대적으로우위에설것으로보인다. 그러나 PMOLED는 2013년까지꾸준히그시장폭을넓히면서시장규모는유지할것으로보이는반면에 AMOLED는수량및금액적양면에서중장기적으로급성장해나갈것으로전망됩된다. 나. 국내산업동향 1) 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업동향 국내 OLED은대분류로전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업에속하며, 대분류산업의지역별주요지표및분석을실시하였다.
< 표 2-1> 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업의지역별주요지표 (2007년기준) 시도별사업체수 ( 개 ) 월평균종사자수 ( 명 ) 급여액 ( 백만원 ) 출하액 ( 백만원 ) 주요생산비 ( 백만원 ) 부가가치 ( 백만원 ) 전국 6,150 391,150 12,296,708 159,720,054 87,655,259 72,006,467 경기 915 23,311 613,392 4,721,158 3,029,601 1,701,609 서울 105 7,245 235,809 1,065,387 561,991 519,305 경남 95 7,795 197,469 1,586,532 1,052,624 540,685 인천 811 19,895 425,082 2,947,365 1,773,223 1,191,432 부산 76 6,933 162,257 1,291,090 586,637 709,013 대구 116 4,539 115,533 750,529 407,237 346,469 경북 15 3,370 173,111 1,619,013 648,206 990,333 충남 2,917 179,967 6,078,620 66,631,824 33,057,119 33,551,936 충북 22 893 19,529 202,051 170,159 45,349 전남 193 25,523 744,505 7,577,212 3,834,597 3,797,428 전북 166 37,828 1,214,194 21,903,265 11,305,521 10,381,585 광주 35 3,584 66,776 777,869 536,116 238,219 강원 11 841 23,291 802,910 740,368 67,045 울산 468 57,237 1,928,079 43,953,389 26,866,134 17,079,695 대전 202 12,115 297,574 3,864,393 3,066,533 832,698 제주 3 74 1,487 26,067 19,193 13,666 자료출처 : 통계청, 전국, 지역별연간산업, 2009. 경기지역의전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업관련사업체수가전국의 47.4% 인 2,917개소로가장많았고, 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업의출하액이가장높은지역은 2006년연간 666,318억원을기록한경기지역으로전국대비 41.7% 를차지하였으며, 국내전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업의부가가치가가장높은지역은경기지역으로전국대비 46.6%(335,519 억원 ) 로조사되었다.
울산인천대전대구광주전북강원전남0사업체수출하액부가가치 서울경북경남충북충남부산기OLED 시장기술보고서 (2009.07) 50.0% 45.0% 40.0% 35.0% 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 경자료출처 : 통계청, 전국, 지역별연간산업, 2009. < 그림 2-3> 전자부품, 컴퓨터, 영상, 음향및통신장비제조업의지역별주요지표 (2007년기준) 2) 국내 OLED 동향 국내 OLED의시장현황을살펴보기위해통계청의 광업 제조업통계조사보고서 [ 품목편 ] 과 광공업동태조사보고서 를분석한결과는아래와같다. < 표 2-2> 2007 년국내 OLED 시장현황 품목사업체수 ( 개소 ) 생산액 ( 백만원 ) 출하액 ( 백만원 ) OLED 6 172,132 172,391 자료출처 : 통계청, 광업 제조업통계조사보고서 [ 품목편 ], 2009. 7. 2007년 OLED의사업체수는총 6개소로, 생산액은 172,132백만원, 출하액은 172,391백만원으로나타났다.
OLED 의시장기술보고서 2009. 07
3. 국내기업동향 국내 OLED 산업은삼성모바일디스플레이와 LG디스플레이가경쟁구도를보이고있다. 현재 7인치미만소형패널에서삼성모바일디스플레이가주도권을확보해가고있는상황에서향후 LCD패널시장규모에버금가는 AM OLED 패널시장이형성될것으로예상됨에따라시장선점을위한두업체의주도권싸움이치열할것으로보인다. 국내 OLED 관련업체리스트와업체정보는다음과같다. < 표 3-1> 국내 OLED 관련업체리스트 회사명 매출액 ( 백만원 ) 2007 2008 설명 TFT-LCD 패널제조전문기업으로서중대형 엘지디스플레이 14,163,131 15,865,240 LCD 부문에서삼성전자와치열한선두경쟁을벌이고있다. 삼성에스디아이 3,792,465 삼성그룹계열의세계적인디스플레이전문업체로, 컬러브라운관, PDP 등의디스플레이사업과휴대폰, 노트북등의 2차전지사업을기반으로, 하이브리드카용 3,726,196 전지, 연료전지와차세대태양광기술과같은친환경에너지개발사업을추진하고있다. 삼성그룹의 OLED 사업을전담하는삼성모바일디스플레이 (SMD) 의지분 50% 를보유하고있다. 삼성모바일디스플레이 524,162 삼성그룹의 OLED 사업을전담하고있다. 디스플레이기기제조장비, 공장자동화, 에스에프에이 306,752 430,820 물류시스템사업등을영위하는업체이다. 휴대폰등의 2차전지용보호회로 (PCM) 와 노트북, PDA, 디카등의배터리보호회로인 스마트모듈 (SM), 카메라모듈 (CM), 전지자전거 파워로직스 151,692 232,335 및하이브리드카에쓰이는배터리관리시스템 (BMS), 능동형유기발광다이오드 (AMOLED) 등의전자부품제조판매업체이다. 에피밸리 100,205 LED사업, 방송및통신사업, Display 137,002 Module사업, OLED 모듈사업등을영위하고있다. 탑엔지니어링 45,443 117,956 TFT-LCD 장비전문제조업체로반도체,
광모듈및 FPD(LCD, OLED, PDP), LED 산업을영위하고있다. 크로바하이텍 54,041 LCD/PDP/OLED 등의핵심부품인디스플레이구동칩패키지, 전자제품의전원공급장치에적용되는트랜스포머 / 코일, HDD-Rework 사업등을영위하고있다. 국내 90,468 최초로 AMOLED IC 개발에성공하여삼성모바일디스플레이에납품중이며, 현대자동차그룹의하이브리드카모터제어시스템용 (MCU) 트랜스포머공급사로단독선정되었다. 상신이디피 36,252 2차전지관련정밀부품업체로 2차전지케이스인 CAN과뚜껑역할을하는 CAP 등을생산하며, 삼성SDI와독일 BOSCH 사의 51,537 합자회사인 SB리모티브에서진행중인전기자동차용 2차전지 CAN의개발업체로선정되었다. AM OLED의핵심정밀부품인 BEZEL도제조하고있다. 덕산하이메탈 18,266 반도체패키징부품인솔더볼생산업체로, 22,668 OLED 재료생산업체인루디스의흡수합병을통해 OLED 사업에진출하였다. 에이피시스템 42,431 반도체및 LCD, AM-OLED장비 ( 패널장비, 열처리장비, 레이져장비 ) 전문제조업체로 20,297 태양전지용장비사업, 위성사업등을영위하고있다. 엘디티 25,506 LED, LCD, OLED(PM OLED, AM OLED) 용 19,343 구동칩 (DDI Display Driver IC) 의설계와판매를하는팹리스업체이다. 씨유전자 17,404 TFT-LCD의철강및사출부품과 CRT의금속부품, OLED 핵심소재인인광재료및 17,995 ETL 등제조업체로태양광사업에도진출하였다. 동아엘텍 15,065 TFT-LCD 모듈공정의 LCD검사장비인 Aging System 및검사기류와 OLED 검사장비및 15,221 통신응용장비의생산 / 판매업체로 2009년 3월 OLED 장비업체인선익시스템을인수하였다. MPC 제조와 CNC컨트롤러, OLED, 자원개발 큐리어스 13,155 13,380 사업을영위하고있다. 자료출처 : 밸류애드, 품목별기업체총람, 2009.
OLED 의시장기술보고서 2009. 07
4. 수출입현황 가. 한국의수출입현황 OLED 관련된수출입현황을살펴보기위해수출입코드를검색하여관련이높거나유사한품목으로 HS Code 8541-40-2090 로한정하여분석을실시하였다. 한국의 OLED의 2006년부터 2009년까지수출동향을살펴보면, 2006년의 194,170 천불이가장낮은수출을, 2008년의 359,020천불이가장높은수출을기록하였고, 수입의경우 2006년의 499,681천불이가장낮은수입을, 2008년의 726,554천불이가장높은수입을기록하였다. 최근의수입과수출을비교해보면, 수입이수출보다 95.55% 높았다. < 표 4-1> OLED 관련수출입실적 ( 한국 ) ( 단위 : 천불 ) 구분 2006 2007 2008 2009(6) 수출 수입 금액 194,170 311,393 359,020 192,384 증가율 5.79% 60.37% 15.29% 금액 499,681 603,644 726,554 376,202 증가율 -7.31% 20.81% 20.36% 자료출처 : 무역협회, 무역정보네트워크서비스 이용, 2009. 7. 밸류애드재구성. 한국 OLED의 2008년도국가별수출을분석해보면, 전체수출액은 359,020천불을기록하였고, 중국이 134,773천불로 2008년도전체수출액의 37.54% 로가장높은비중을나타내었고, 홍콩이 108,815천불 (30.31%), 일본 29,885 천불 (8.32%) 의순으로분석되었고, 2008년도국가별수입을분석해보면, 전체수입액은 726,554천불중중국이 296,400천불로 2008년도전체수입액의 40.80% 로가장높은비중을나타내었고, 일본이 183,363천불 (25.24%), 대만 114,223 천불 (15.72%) 의순으로분석되었다.
< 표 4-2> OLED 관련국가별수출입현황 ( 한국 - 2008년 ) ( 단위 : 천불 ) 구분 수출수입국가명금액비중국가명금액비중 1 중국 134,773 37.54% 중국 296,400 40.80% 2 홍콩 108,815 30.31% 일본 183,363 25.24% 3 일본 29,885 8.32% 대만 114,223 15.72% 4 대만 22,114 6.16% 미국 55,631 7.66% 5 독일 10,914 3.04% 말레이지아 42,322 5.83% 6 미국 10,716 2.98% 홍콩 11,982 1.65% 7 이탈리아 8,001 2.23% 태국 8,987 1.24% 8 멕시코 5,564 1.55% 싱가포르 5,563 0.77% 9 헝가리 3,064 0.85% 독일 3,591 0.49% 10 말레이지아 2,759 0.77% 필리핀 2,772 0.38% 합계 10개국합 336,605 93.76% 10개국합 724,834 99.76% 전체 359,020 100.0% 전체 726,554 100.0% 자료분석 : 밸류애드, 2009. 7. 수출국분석수입국분석자료분석 : 밸류애드, 2009. 7. < 그림 4-1> OLED 관련국가별수출입 ( 한국 - 2008년도 )