고부가가치 창출 위한 차세대 디스플레이 발굴 시급
2014년 국내 기업 총 8.6조 원가량 설비 투자 예상
디스플레이 시장의 지속적인 성장세를 위해서는 고부가가치를 창출하기 위한 차세대 디스플레이를 발굴하는 것이 시급해 보인다.
이에 국내 기업 2014년 기준 총 8.6조원(OLED 3.8조원, 기타 1.2조원)의 설비 투자를 할 것으로 예상된다.
지난달 10일 제1회 소재·부품 투자협력 포럼에서 한국산업기술평가관리원의 이정노 PD가 플렉시블 디스플레이 시장 전망과 기술 이슈에 관해 발표한 내용을 정리했다.
임재덕 기자(smted@hellot.net)
현재 디스플레이 업계를 보면 더해가는 중국의 공세, 시장의 정체 등 어려운 상황에 처해 있다. 이러한 현실 속에서 그나마 희망을 품을 수 있는 부분이 플렉시블 디스플레이 시장이다.
스마트폰이나 TV 시장은 이미 시장점유율이 포화상태에 이르러 시장 확대보다는 교체수요에 의존할 수밖에 없는 상황이지만, 교체에 관해서는 중국이 국가 경쟁력을 쏟아 부을 것으로 보이기 때문에 새로운 분야를 개척해야 할 필요성이 대두하고 있다.
플렉시블 디스플레이에 가장 유리한 디스플레이 모드를 꼽으라 하면 OLED를 꼽을 수 있다. 이러한 OLED를 사용해 제조하는 대표적인 제품으로는 스마트폰과 TV를 꼽을 수 있는데, 이 제품들은 LCD로 현재 잘나가고 있다.
하지만 여기에 LCD보다 비싼 OLED를 사용하라고 하면 그 누가 사용하겠는가?
플렉시블 디스플레이 시장 전망
세계 디스플레이 시장은 현재 LCD 산업의 성숙단계 진입 및 주요 경쟁국의 본격 추격화에 따라 고해상도 패널 등 고부가가치를 창출할 수 있는 차세대 디스플레이 발굴이 시급하다.
그림 1에 세계 플렉시블 디스플레이 시장 전망을 나타냈다.
국내 디스플레이 시장을 보면 중국 중심의 투자가 지속되는 가운데, AMOLED 생산능력 확대 및 LCD 성능 개선을 위한 신·증설 투자확대가 전망된다.
더불어 2014년 국내 기업은 총 8.6조원(OLED 3.8조원, 기타 1.2조원)의 설비 투자가 예상된다. 이와 관련해 표 1에 디스플레이 수급 현황을 나타냈다.
시장조사기관인 IHS 테크놀로지에 따르면 2014년은 플렉시블 디스플레이 기술개발을 시작으로, 향후 다양한 애플리케이션을 창출하며 지속적으로 성장할 것으로 보인다.
수치적으로 보면 2014년 1억 달러에서 2023년 677억 달러를 달성할 것으로 보이며, 이 수치는 연평균 106%의 성장을 나타낸다.
이에 대해 그림 2에 나타냈다.
앞으로 플렉시블 디스플레이를 구현하기 위해서는 기판, 투명전극 TFT 등의 다양한 기술 개발이 선행되어야 하며, 이를 위해 패널 기업에서는 이상적인 기판을 찾기 위해 여러 소재를 적용하며 기술개발 중에 있다.
플렉시블 디스플레이에 사용되는 기판 옵션
현재 플렉시블 디스플레이를 제작할 때 보통 유리 기판을 사용하는데, 유리는 디스플레이가 요구하는 조건들을 대부분 갖추고 있다.
깨끗함, 투명함, 우수한 내화학성, 그리고 평탄한 표면이 플렉시블 디스플레이에서 요구되는데, 이 중 평탄한 표면이 중요한 이유는 머리카락 크기의 1/500도 안 되는 OLED를 성막하는 데에는 아주 매끄러운 기판 표면이 필요하기 때문이다.
하지만 금속 기판은 겉으로 보기에는 평탄해 보이지만, 확대해 보면 평탄하지 않다.
이 외에 유리 기판은 가스나 수분이 침투할 수 없다는 점도 큰 장점으로 작용한다.
하지만 이렇게 플렉시블 디스플레이에 최적화된 유리 기판도 한 가지 큰 단점을 갖고 있는데, 바로 깨지기 쉽다는 점이다.
현재 이를 극복하기 위한 많은 노력이 이루어지는 것으로 알고 있다.
참고적으로 아래 그림 3에 기판 옵션에 대해 요약했다.
플렉시블 디스플레이 제작 방법
일반적으로 플렉시블한 기판을 가지고 자체적인 프로세스를 거쳐 디스플레이를 만들지 않는다.
만약 R&D 단계라면 일부 샘플을 이런 방식으로 만들기는 하지만 LG나 삼성 등 플렉시블 디스플레이를 생산하는 곳에서는 대부분 유리 기판에 플라스틱을 입혀서 코팅한 후 다시 떼어내는 방법을 사용한다.
이와 같은 방법을 Plate to Plate라고 하는데, 실제로는 필름을 붙이는 것이 아니라 액상을 코팅해서 벗겨내는 것이다.
이런 공정을 거치면 기존의 공정을 그대로 사용할 수 있어 장비에 대한 투자를 줄일 수 있고, 공정 조건 셋업이 불필요하며 양산성 등의 측면에서 유리하게 작용한다.
더불어 Miss Align을 걱정하지 않아도 된다.
플렉시블한 기판을 그대로 사용하면 열팽창계수라던가 과거의 이력 때문에 문제가 있어서 고해상도의 제품을 만드는 것이 어렵다.
하지만 플라스틱을 붙여서 사용하면 유리가 가지고 있는 열팽창 계수를 그대로 쫓아가기 때문에 이러한 문제를 해결할 수 있다.
OLED 로드맵
그림 4에 OLED 로드맵에 대한 자료를 나타냈다.
그림을 보면 알 수 있듯이 2007년 양산을 시작한 이래로 모바일 폰, PDA, PMP TV 등의 OLED 제품들이 출시됐고, 현재는 AMOLED TV 등이 출시되고 있다.
기술적으로 보면 Ultra-thin, Un- breakable, Bending, Flexible 등이 개발되고 있다. 현재 이 기술들은 아직 초창기 단계이다.
플렉시블 디스플레이의 기술 진화 단계를 구체적으로 살펴보면 이에 대한 기술개발은 Bended → Foldable → Rollable 순으로 진행될 것으로 보인다.
하지만 실질적으로 공률반경 측면으로 본다면 순서가 바뀔 수 있다. Rollable 같은 경우는 수 ㎝ 이상의 공률을 나타낼 수 있지만 Foldable은 접혀야 하기 때문에 로우 밀리미터 단위, 즉 >5㎜ 정도가 되어야 하기 때문이다 (그림 5).
