KISTI 사업기회분석실 김지은(Tel: 02-3299-6137  e-mail: skan5@kisti.re.kr)

보다 얇고 유연한 플렉시블 기술
플렉시블 디스플레이는 종이처럼 얇고 유연한 기판을 사용하여 휘거나, 구부릴 수 있는 디스플레이다. 플라스틱, 금속판 등 유연 기판에 LCD, OLDE 또는 전기영동디스플레이(EPD) 표시 소자를 적용하여 충격에도 쉽게 깨지지 않으며 얇고 가벼운 특징을 갖는다.

최근 플렉시블 디스플레이가 주목 받는 이유는 시장요인과 기술요인으로 구분할 수 있는데, 대형 곡면 TV, 곡면 스마트폰, 스마트 와치와 같은 웨어러블 기기 등 새로운 프리미엄 제품 중심으로 디스플레이 산업 구조가 재편되면서 수요가 급증한 플렉시블과 웨어러블을 충족할 수 있는 제조 및 공정 기술의 발전 때문이다.

플렉시블 디스플레이는 구현단계에 따라 1단계 Unbreakable(얇고 가볍고 깨지지 않는), 2단계 Curved/Bendable (휘어지고 외형 디자인이 자유로운), 3단계 Foldable(접을 수 있는), 4단계 Rollable(종이처럼 말리는), 5단계 Stretchable(늘어나고 줄어드는) 디스플레이로 구분된다. 시장조사 기관인 IHS에 따르면 2015년 현재 2단계인 Curved/Bendable에서 2019년에는 5단계에 접어들 것으로 전망하였다.

시장조사 기관인 IHS에 따르면 2015년 현재 2단계인 Curved/Bendable에서 2019년에는 5단계에 접어들 것으로 전망하였다.

플렉시블 디스플레이의 기술과 제품은 소재·부품, 장비, 패널로 구분되는데, 제품 개발을 위해서는 기판기술, 구동소자기술, 표시소자기술을 비롯하여 증착기술, 봉지기술, 탈착기술 등이 필요하며, 현재 플랙서블 디스플레이 제조를 위해 기판 및 봉지 재료가 유리에서 플렉시블 디스플레이로 바뀌어 손상을 입지 않게 플라스틱 경화를 하거나 증착 시키는 여러 가지 제조 장비 기술이 필요하다.

이러한 플렉시블 디스플레이 장비로는 Digital printing 장비, Roll-to-Roll patterning 장비, Roll-to-Roll 박막 장비, 저온 증착 장비, 저손상 증착/식각 장비 등이 있다. 높은 성장세가 예상되는 플렉시블 디스플레이의 부가가치 중에서 소재·부품과 장비는 70~80% 정도 비중을 차지하고 있지만, 해당 부문의 국산화율은 50% 수준으로 국내 대기업의 높은 세계시장 점유율에 비해 낮은 편이다.

인쇄전자 장비의 경우 우리나라의 세계 시장 점유율은 약 7%, 유럽·일본의 75% 수준의 기술력을 보유하고 있지만 초기 시장인 만큼 기술 개발을 통해 선점이 가능하다는 기회 요인이 있다. 성장잠재력이 큰 플렉시블 디스플레이 시장에 진입하기 위해서 중소기업은 디스플레이나 반도체 등 최첨단 IT제품에 사용되는 소재·부품 및 장비의 기술을 활용하여 플렉시블 디스플레이 기술 개발을 추진하고 있다.

미래형 디스플레이 원천기술 개발에 정부와 대기업이 공동으로 2015년부터 5년간 약 300억 원을 핵심소재 및 부품, 장비개발에 투자할 것으로 발표했다.

최근 디스플레이 분야 정부의 정책은 단순조립 부품 위주에서 핵심 소재 및 기술 위주로 정책이 변화됨에 따라 미래형 디스플레이 원천기술 개발에 정부와 대기업이 공동으로 2015년부터 5년간 약 300억 원을 핵심소재 및 부품, 장비개발에 투자할 것으로 발표하여 관련 시장은 점차 규모가 확대 될 전망이다.

우리나라 전 세계 OLDE 시장 99.3% 점유
플렉시블 디스플레이 분야에서 소재와 부품, 공정, 장비기술은 미국, 일본, 유럽 등을 중심으로 미래시장 선점과 차세대 기술 확보를 위한 경쟁이 치열하다. 플렉시블 디스플레이 패널 및 모듈 기술 분야는 양산기술이 확립된 이후 중국, 대만 등이 빠른 속도로 시장에 진입하여 규모를 확대하고 있으나, 국내 디스플레이 산업의 비약적인 발전으로 우리나라가 세계를 선도하여 전 세계 OLDE 시장의 99.3%를 점유하고 있다.

플렉시블 디스플레이 시장은 LG디스플레이, 삼성디스플레이, E잉크 등 대기업에 의해 주도되고 있으며, 각 대기업은 소재 및 부품 등 주요 파트너사와 자체 공급망을 구축하였다. 특히 국내 업체들은 패널, LED 등 핵심 부품의 자체 공급망 구축을 통한 수직계열화로 규모의 경제를 달성하여 품질과 가격에서 경쟁 우위를 확보하여 플렉시블 디스플레이를 활용한 프리미엄급 제품의 시장 확대에 따라 지속적으로 성장할 것으로 전망된다.

국내 디스플레이 산업의 비약적인 발전으로 우리나라가 세계를 선도하여 전 세계 OLDE 시장의 99.3%를 점유하고 있다.

중국, 대만 등 후발주자와 치열한 경쟁이 예상되는 플렉시블 디스플레이 산업은 기판, 소재 및 부품, 제조장비, 패널 및 모듈로 구분할 수 있다. 패널 및 모듈은 삼성디스플레이나 LG디스플레이와 같은 대기업이 주도하고 있고, 소재·부품 및 장비는 많은 중소기업이 진출해 있다. 특히 제조장비의 경우에는 대기업의 참여가 아직 없어 중소기업 틈새시장의 기회로 분석된다.

국내 중소기업은 막대한 자본과 정부 지원에 기반 하여 대규모 투자가 가능하고 특허 등을 통해 진입장벽을 구축한 대기업이나 해외기업과의 직접적 경쟁이 적은 장비사업 분야에서 기회를 찾을 수 있을 것으로 보인다.

원천 기술 확보를 위한 정부 정책 적극 활용해야
향후 폭발적인 성장이 예상되는 플렉시블 디스플레이의 시장 추세가 점차 경량화, 대형화, 실감화, 저 가격화되면서 보다 유연하고 고화질의 차세대 플렉시블 디스플레이 개발이 가속화되고 있다. 이런 추세에 대응하기 위해 디스플레이나 반도체 등에 사용되는 소재·부품 및 장비의 경험과 기술을 보유하고 있는 중소기업의 전략적 기술개발이 필요하다.

실제로 반도체 레이저 장비 제작 경험이 있는 국내 중소기업이 플렉시블 디스플레이에 사용되는 Laser Lift-Off(LLO) 장비를 개발하여 전 세계 시장의 약 90%를 점유한 것은 고무적이다. 또한 증착 장비를 생산하는 중소기업인 선익시스템의 경우 실험용 증착장비 활용해 대기업과 공동으로 디스플레이의 두께 및 얼룩검사 장비를 개발하여 2018년까지 500억의 장비 매출을 예상한다는 언론보도가 좋은 사례이다. 이러한 사례처럼 국내 중소기업이 정부의 정책 지원을 활용하여 보유하고 있는 연관 기술에서 플렉시블 디스플레이에 적용 가능한 기술을 개발함으로써 소재·부품 및 장비 시장으로 진출을 확대할 수 있다.

국내 기업은 플렉시블 디스플레이의 대량 생산화 공정, 패널 모듈 분야에서 선도적 개발이 이루어지고 있으나 IP 핵심 특허 등 기술 개발과 관련하여 소재, 장비 등 기초 기술 부문과 제품응용 분야에서 취약하다. 정부가 차세대 디스플레이 핵심기술개발 및 신성장 장비기술개발사업 등 개발에 적극 지원하는 지금의 시점은 중소기업의 기회가 될 수 있다. 중소기업은 플렉시블 디스플레이에 사용되는 핵심 원천 기술을 확보하기 위해서 산학협력 강화 등이 가능한 공동연구센터, 기반센터, 공동센터 인프라 및 지역별 창조경제혁신센터 등 정부의 인프라 및 정책을 적극 활용해야 한다.

무엇보다도 중소기업에서 플렉시블 디스플레이 산업에서 진입 가능한 분야 선정을 위한 다양한 접근이 필요하다.

좀 더 구체적으로 중소기업 진출 분야를 살펴보면, 제조 장비 분야는 원가절감을 목표로 연속공정 적용을 통한 저비용 대량생산 방식의 기술개발이 이루어지고 있다. 연속공정인 Roll-to-Roll 공정시 공정 처리율이 높아져 LCD에서 사용하는 배치공정에 비해 원가절감 효과가 높다. 인쇄전자 기술은 저온에서 공정이 가능한 기능성 잉크소재 (절연체/반도체/도체)들의 개발을 통해서 유연한 플라스틱 기판에 전자소자를 제작하는 플렉시블 전자소자, 유연전자소자 기술과 연관되며 연속생산 공정(Roll-to-Roll)의 구현이 가능하다.

인쇄전자 기술은 공정 과정의 단순화를 통해 생산성 증가와 노광공정에서 낭비되는 재료비용의 절감을 통한 원가절감으로 제품의 경쟁력 확보가 가능한 초저가 친환경 미래의 전자소자 생산 기술이므로 대기업뿐 아니라 중소기업에서도 적극적으로 투자하고 있다. 인쇄전자 기술의 가장 큰 시장인 플렉시블 디스플레이의 백플레인 TFT 구동소자의 경우 인쇄공정을 활용하여 어떻게 하면 균일한 TFT를 대면적으로 제작할 수 있느냐가 중요 요소이다.

한편, 플렉시블 디스플레이 시장은 프리미엄 제품을 중심으로 성장하는 만큼 경기 민감성이 큰 시장이라 할 수 있다. 따라서 이에 후방산업인 플렉시블 디스플레이 공정장비 시장 또한 영향을 받는다. 따라서 공정장비의 기술개발은 제조 공정을 통해 플렉시블 디스플레이의 제조 단가를 낮출 수 있는 방향으로 진행되어야 한다.