차세대 디스플레이

1. 차세대 디스플레이 개요

가. 디스플레이 개요

¡ 디스플레이란 전자기기와 사람과의 인터페이스로서, 각종 전자기기로부터 출력되는 전기적 정보신호를 광정보 신호로 변환하여, 인간이 시각을 통해 인식할 수 있는 숫자, 문자, 도형, 화상 등의 패턴화된 정보로 표시하는 장치임.

¡ 19세기 말에 발명된 CRT는 변혁이 빠른 전자업계에서 100여년이 지난 오늘날에도 대표적인 디스플레이 기술로 시장에 보급되고 있음.

¡ 하지만 CRT는 넓은 면적을 차지하기 때문에 공간 사용의 효율성이 떨어지고, 또한 소비전력이 많다는 등의 단점을 가지고 있음.

¡ 이러한 단점 때문에 CRT는 최근 다양한 시장에서 다른 종류의 디스플레이로 대체되고 있으며, 이를 대체하고 있는 것이 소형, 경량, 저소비전력의 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD)임.

¡ FPD는 크게 발광형과 수광형(비발광형)으로 분류되며, 구분하여 정리하면 <표 1>과 같음.

나. 차세대 디스플레이의 중요성 및 범위

¡ 차세대 디스플레이란 기존 CRT를 대신하여 앞으로 디스플레이 시장의 안주인으로 등장하게 될 디스플레이를 통칭함.

¡ 차세대 디스플레이 산업의 중요성은 다음과 같은 점에서 찾아볼 수 있음.

-   디스플레이 자체가 디지털 정보 가전의 핵심 디바이스로 자리잡고 있음.

-   이는 시장 잠재력이 매우 큰 산업이라는 말과 상통되는데, 노트북 PC나 모니터, 디지털 TV 등 기존 시장의 지속적이고 급격한 확대는 물론 응용기기의 발달에 따라 새로운 신규시장 개척이 매우 유망한 산업임.

-   우리나라와 국내 기업이 세계 최고의 위치를 확보하고 또 유지할 수 있는 가능성이 매우 큰 산업임. 상대적 경쟁 우위가 있는 생산 기술력을 바탕으로 국내 기업들은 이미 대형 TFT-LCD 분야에서는 세계 시장을 주도하며 경쟁국들과의 격차를 확대하고 있으며, PDP나 OLED 분야에서는 선발 주자와의 격차를 크게 좁히고 있음.

-   무엇보다 중요한 것은 핵심 기술 개발을 통해 기술 선진국으로 성장할 수 있는 산업임.

-   이러한 관점에서 차세대 디스플레이 산업은 국가 10대 신성장 동력의 하나로 자리매김 되고 있음.

¡  본 보고서에서는 현재 연구/개발되고 있는 다양한 FPD 중에서 이미 CRT 시장을 상회하는 시장을 형상하고 있는 LCD, 앞으로 대형 TV 시장을 주도하게 될 것으로 기대되고 있는 PDP, 휴대폰 등 소형 시장을 포함하여 좀 더 나아가서는 TV 시장은 물론 궁극적으로 Flexible 디스플레이 시장을 지향하는 OLED(Organic LED)를 대상으로 기술함.

2. 기술 개발 동향

가. LCD

¡  LCD는 2개의 얇은 유리기판 사이에 액정(고체와 액체의 중간 상태)을 채우고 상하 유리 판 위 전압차를 이용하여 액정 분자의 배열을 변화시키고, 이때 발광하는 액정 셀(cell)의

     광학적 성질(복굴절성(複屈折性), 선광성(旋光性), 2색성, 광산란성 등)의 변화를 이용한 수광형 디스플레이 장치임.

¡  기술 개발동향은 광시야각화, 구동 기술, 휴대폰용 LCD 개발동향을 위주로 기술하였음.

나. PDP

¡  PDP는 기체 방전에 의해 생성되는 플라즈마를 이용한 영상 표시 장치임. 전면유리(상판)와 배면유리(하판) 및 그 사이의 칸막이(격벽)에 의해 밀폐된 유리사이에 Ne+Ar, Ne+Xe 등의 불활성 가스를 넣고 양극과 음극의 전극에 의해 수백 Volt의 강한 전압을 걸어주면 Xe 가스가 여기되면서 발생한 자외선이 형광체에 부딪혀 발광하는 원리를 이용한 발광형 디스플레이 장치임.

¡  현재 PDP의 기술 개발 방향은 발광효율 향상, 고품위화, 저가격화의 3가지 방향에서 중점적으로 연구되고 있음.

다. OLED

¡  OLED는 유리 기판 상에 3원색(R, G, B)의 유기EL 소자(화소)가 매트릭스 형태로 형성된 디스플레이로, 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 금속 음극과 투명 양극을 통하여 주입된 전자(Electronic)와 정공(Hole)이 유기 물질 안에서 자유롭게 돌아다니다가 재결합(Recombination)하여 여기자(Exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생하는 현상을 이용한 디스플레이 장치임. 자연발광형으로 시야각 의존성이 없기 때문에 시인성(視認性)이 우수하다는 점, 표시 속도가 빠르기때문에 동화상 표시에 적합하다는 점 등의 특징을 바탕으로 CRT 수준의 화질을 갖춘 두께 1mm의 FPD를 실현할 수 있으며, 특히, 플라스틱 등 유연한 기판을 이용할 수 있어 가볍고 두루마리 형태의 디스플레이, 즉 Flexible Display를 실현할 수 있는 가능성을 가지고 있다는 점에서 커다란 관심의 대상이 되고 있음.

¡  기술 개발동향을 간략히 정리하면 <표 4>와 같음.

3. 시장 동향

가. 최근 시장 환경 및 주요 이슈

¡  LCD, PDP, OLED 등 각 디스플레이별 최근 시장 환경 및 주요 이슈는 <표 5>와 같음.

나. 시장 현황 및 전망

<TFT-LCD>

¡  2002년 세계 TFT-LCD 시장 규모는 약 226억 달러였음. 그 중 약 175억 달러(77.4%)를 10인치 이상 대형 제품이, 나머지 51억 달러를 중소형 제품이 차지하였음.

-   대형 TFT-LCD 시장은 2000년 대만 업체들의 시장 진출을 배경으로 한 가격하락의 여파로 2001년에 전년대비 21%나 하락하였으나 2001년 4분기 이후 공급과잉이 해소되면서 2002년에는 전년대비 54.1% 성장.

-   대형 TFT-LCD 시장은 2003년 들어서도 상반기 현재 꾸준한 상승세를 유지하고 있으며, 하반기에는 상반기보다 상승폭이 더 커질 것으로 전망.

-   디스플레이서치는 결과적으로 2003년도 대형 TFT-LCD 시장은 2002년 대비 금액 기준 31.7%, 물량 기준으로 41.7%가 증가할 것으로 전망.

-   대형 TFT-LCD 분야의 이 같은 급속한 시장 회복과 성장의 원인은 주로 노트북PC의 수요에 의존해 오던 패널 수요가 가격 급락을 배경으로 모니터 및 TV시장으로 크게 확대된 데 따른 것으로 분석.

¡  대형 TFT-LCD 시장에서 우리나라는 현재 LG필립스LCD와 삼성전자 등 세계 1∼2위 업체를 보유하고 있을 뿐만 아니라 시장점유율(출하량 기준) 측면에서도 일본을 뒤로하고 1위에 올라선 2001년에 이어 2002년에도 1위를 차지하였으며, 2003년 2/4분기 현재까지도 시장지배적 입지를 유지.

¡  전체 TFT-LCD 시장에서는 소형 부문의 압도적인 우위를 바탕으로 하고 있는 일본이 아직까지 시장 주도.

<PDP>

¡  수율 향상, 다면취 기술의 도입 등에 따른 생산성 증가, 그에 따른 가격 인하, PDP TV의 수요 급증을 배경으로 앞으로 시장이 큰 폭으로 성장할 전망.

¡  DisplaySearch 에 따르면, 세계 PDP 모듈 시장은 2003년에 약 132만 대에서 2007년에는 681만 대로 증가할 것으로 기대되고 있음(동 기간 동안 CAGR 약 55.7%).

¡  Fuji Chimera에서는 세계 PDP 시장 규모가 2002년 약 1,612억 엔 규모에서 2005년 6,473억 엔, 그리고 2007년에는 1조 3,327억 엔 규모에 이를 것으로 전망하고 있음(동기간 동안 CAGR 52.6%).

¡  PDP의 지역별 생산 및 판매 추이: 2002년 기준, 생산의 경우 전세계 생산량의 90% 정도가 FHP를 중심으로 한 일본에서, 9.9%가 우리나라에서 생산된 것으로 추정. 판매는 유럽(36.6%), 북미(23.9%) 그리고 일본(31%)에서 90% 이상이 판매되었음.

<OLED>

¡  2003년부터 가파른 성장 곡선을 그리며 본격적인 성장 궤도에 접어들 것으로 전망.

¡  DisplaySearch에 따르면, 2002년에 약 1.1억 달러 규모의 시장을 형성한 것으로 추정되고 있는 세계 OLED 시장은 2006년에 약 20억 달러 규모의 시장을 형성할 것으로 전망되고 있음(2002~2006년 동안 CAGR 106.2%). Fuji Chimera 역시 2002~2007년 동안 CAGR 97.1%의 성장을 전망하고 있음.

¡  능동형(Active Matrix) OLED의 가능성이 특히 주목되고 있음. 현재 상용화 된 OLED는 대개 수동형(Passive Matrix) OLED로 주로 휴대전화의 외부창, 디지털 가전, 자동차 등에 사용되며 시장 형성을 견인해 왔으나 2006년경에는 전체 OLED 시장에서 AM OLED 시장이 차지하는 비중이 약 80%에 이를 전망.

¡  아이서플라이는 SNMD가 2003년에 시장 점유율 34%로 세계 2위 업체로 등극 전망.

4. 결론 및 시사점

¡  세계 디스플레이 산업계는 19세기 말에 발명되어 100여년 동안 지속되어 온 브라운관 즉, CRT 시대에서 LCD, PDP, OLED 등으로 대표되는 평판 디스플레이 시대로 넘어가는 과도기에 있음. 이들 평판 디스플레이는 공간 사용의 효율성이 떨어지고, 또한 소비전력이 많다는 점 등 기존 CRT가 가지고 있는 문제점들을 보완하며 최근 급속히 CRT 시장을 대체해 나가고 있으며, 앞으로 그 속도는 더욱 빨라질 것으로 전망되고 있음.

¡  디스플레이 산업은 다음과 같은 특징을 가지고 있음.

-   대규모 투자가 필요한 설비 집약적 산업. 미세가공 등 난이도가 높은 생산기술을 요구하는 산업. 양산 투자 규모가 큰 반면에 관련 응용제품의 수명 주기는 짧아 적기 투자가 매우 중요한 산업. 수급 불균형 등에 따라 호/불황이 주기적으로 나타나는 산업. 규모의 경제 및 학습 효과가 큰 산업. 사실상의 표준(De facto Standard)이 경쟁력에 큰 영향을 미치는 산업. 전/후방 산업의 공동 발전이 필요한 산업. 파급 효과가 매우 큰 산업.

¡  이와 같은 특성을 가지고 있는 디스플레이 산업 분야에서 우리나라는 현재 상당한 정도의 경쟁력을 갖추고 있으며, 특히 앞으로 시장을 주도하게 될 차세대 디스플레이 분야에서도 착실하게 경쟁력을 축적하고 있음.

¡  후발 주자였던 우리나라가 현재와 같은 경쟁력을 확보할 수 있었던 요인은 다음과 같음.

-   산업 특성의 명확한 분석과 적절한 대응(예, LCD의 경우 적기에 과감한 설비투자). 글로벌 경영(초기부터 제품의 90% 이상을 수출). 과감한 연구개발 투자 및 우수인력 확보, 정부차원의 꾸준한 육성 정책.

¡  현재 국내 차세대 디스플레이 산업계는 여러 기회 요인과 위협 요인을 동시에 안고 있음.

¡  이런 환경에서 세계 시장을 주도하고, 차세대 성장동력으로서의 역할을 하기 위해서는 연구개발, 상품화, 생산에 이르기까지의 일련의 과정이 산/관/학의 유기적 협력 하에 체계적으로 추진되어야 함.

-   생산 기술력 측면은 이미 세계적인 경쟁력을 가지고 있지만, 원천 기술 등의 측면은 매우 취약하며, 이는 로열티 부담 외에 제품의 적시 개발/출시에도 지장을 줄 수 있음.

-   경쟁국, 특히 풍부하고 저렴한 노동력과 강력한 정부 지원을 바탕으로 하고 있는 중국이 우리가 일본을 추격했듯이 우리를 추격해오면 생산 기술 측면에서의 우위성은 퇴색해질 가능성이 있음.

-   따라서 생산 기술 측면에서의 우위성을 유지하는 한편, 그 동안 상대적으로 부족했던 기술 주도권 확보를 위한 노력을 보다 가속화 해야 할 것임.

-  이는 단기적으로 해결되기 어려움. 또한, 산업계만의 노력으로는 부족하며, 산업계와 정부의 지원을 바탕으로 한 학계/연구계의 협조가 필요함. 즉, 현재 국내 디스플레이 업계에서 산/관/학의 유기적 협조체계 구축은 그 어느 때보다 중요하다 할 수 있음.

-   그런 관점에서 정보디스플레이 세계 1위의 기술 선진국 달성을 목표로 2002년 6월부터 산/학/연 36개 기관이 참여하고, 10년 동안 총사업비 2,220억 원(정부 1,020억 원, 민간 1,200억 원)을 지원 받아 추진되고 있는 차세대 디스플레이 기술개발 사업의 결과가 기대되고 있음.