◎ 도서소개

산업부가 선정한 13대 주력품목 중 하나인 디스플레이 산업은 전후방 연관효과가 큰 기술력 기반의 장치산업이다. 특히 차세대 디스플레이(OLED 및 마이크로LED)는 12대 신산업에 속해 미래 먹거리로 주목받고 있다. 현재 LCD가 주류를 이루고 있는 세계 디스플레이 시장은 중국發 공급과잉으로 포화상태에 처해있으나, OLED가 신성장동력으로 부상하며 디스플레이 시장 성장을 견인할 전망이다.
OLED는 유기물을 사용한 자발광 디스플레이로, 빠른 응답속도, 넓은 시야각, 얇은 두께, Flexible 구현 등 차세대 디스플레이로서 적합한 특성을 가진다. OLED 시장은 '17∼'20년 기간 중 연평균 29.8% 수준의 고속 성장을 지속, '20년에는 시장규모가 509억 달러에 달할 전망이다. '17년 기준으로 한국이 OLED의 96.6%를 공급하는 등 시장을 선도하고 있으며, 중소형 OLED 시장은 삼성디스플레이가, 대형 OLED 시장은 LG디스플레이가 선도 중이다. 단, 중국정부의 지원을 등에 업은 BOE 등 중국업체들이 OLED 투자에 공격적으로 나섬에 따라 추격이 우려되는 상황이다.
마이크로LED는 무기물을 사용한 자발광 디스플레이로, OLED보다 수명·전력효율·대형화·응용성 등 측면에서 앞서며, Flexible 디스플레이 구현에도 적합하여 기술적인 제약을 극복한다면 포스트 OLED 시장을 선도할 것으로 전망된다.
플렉서블 디스플레이는 유연한 기판 위에 구동소자, 표시소자, 그리고 이들 소자를 보호하기 위한 봉지막으로 구성된다. 플렉서블 디스플레이는 현재의 고정된 형태의 curved 디스플레이와는 달리 자유롭게 구부릴 수 있는 유연함이 필수적이므로 유연한 고분자 소재의 기판을 사용한다. 다양한 고분자 재료들이 기판 소재로 적용되었으나 현재는 내열성이 높고, 낮은 열팽창율, 높은 내화학성을 갖는 폴리이미드계열의 소재가 주로 사용되고 있다. 폴리이미드 계열 유연 기판은 노란빛을 띄어 투명도가 떨어지기 때문에 top emission 디스플레이에 한정되어 적용되고 있지만, 최근에는 투명한 폴리이미드 기판 소재가 개발되어 bottom emission이 가능한 디스플레이 등 다양한 형태로 활용될 수 있는 플렉서블 디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이미 prototype이 발표된 폴더블, 롤러블 디스플레이에서부터 향후 스트레쳐블 디스플레이까지 플렉서블 디스플레이의 지속적인 발전을 위해서는 수많은 기술적 난제를 해결해 나가야 할 것이다. 디스플레이의 구성요소별 요구되는 요구조건을 충분히 만족시키면서도 자유롭게 형상이 변할 때 안정적으로 성능이 유지되는 고성능의 플렉서블 디스플레이가 실현되기 위해서는 획기적인 재료 및 새로운 소자 구조의 개발이 필수적이다.
이에 따라 본원 IPResearch센터에서는 차세대 디스플레이에 관한 관련 분석 보고서 자료와 정책 자료를 토대로 분석정리하여 『차세대 디스플레이(OLED·마이크로LED·Foldable·Stretchable·OLED마이크로) 공정기술 및 시장 동향과 관련 소재·부품·재료 기술 개발 동향』을 발간하게 되었다.
본서 1장에는 차세대 디스플레이 기술 동향과 대응 전략을 서두에 놓았고, 2장엔 OLED관련 기술 동향과 업체 동향을, 3장에는 마이크로LED 현황을 담았고, 마지막 4장에서는 스트레쳐블 디스플레이와 관련 소재부품(폴리이미드) 개발 동향에 할애하였다. 마지막으로 이와 관련된 기업과 개인 회원 여러분들에게 다소나마 유용한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.

◎ 목차

제Ⅰ장 차세대 디스플레이 기술 동향과 대응 전략

1. 디스플레이산업 개요
1) 디스플레이 정의
2) 디스플레이 종류
3) 산업구조 및 특징
(1) 디스플레이산업의 구조
가. 패널(모듈) 기업
나. 제조장비 기업
다. 소재부품 기업
(2) 디스플레이산업의 특징
가. 신규시장이 지속적으로 창출되고, 융복합 분야로의 확장 가능성이 높은 산업
나. 대규모 시설투자가 필요한 장치산업
다. 동북아 지역 내 경쟁이 치열한 산업
라. 선제 R&D투자에 의해 독점적 지위를 확보할 수 있는 기술 집약 산업
마. 가격의 불안정성
바. 전후방 연관효과가 큰 산업
4) 디스플레이산업 현황 및 전망
(1) 디스플레이 산업 현황
(2) 디스플레이 성장 전망
(3) 디스플레이 생산 동향
가. LCD
나. OLED
(4) 디스플레이 가격 동향
가. LCD
나. OLED
5) 국내 기업의 경쟁력 분석
(1) LCD
(2) OLED
6) 국가별 산업현황 및 정책 동향
(1) 일본
(2) 대만
(3) 중국
(4) 한국
(5) 미·중 무역분쟁과 디스플레이산업에 대한 영향 분석

2. 차세대 디스플레이 기술 동향
1) OLED
(1) OLED 기술 개요
가. 작동원리
나. PM-OLED와 AM-OLED
ⅰ. PM-OLED
ⅱ. AM-OLED
(2) OLED 시장 현황 및 전망
가. OLED 시장 전망
나. 한국기업 점유율
(3) 국내 주요기업 영업현황
가. 삼성디스플레이
나. LG디스플레이
다. 투자현황
(4) 해외기업 OLED 투자현황
가. 중국
나. 일본
다. 대만
(5) 韓-中 OLED 경쟁 동향
가. 기술 경쟁력 평가
나. 중소형 OLED 경쟁 동향
ⅰ. 중국 업체
ⅱ. 삼성디스플레이
ⅲ. LG디스플레이
다. 대형 OLED 경쟁 동향
ⅰ. 대형 OLED 관련 기술 설명 - 배경
ⅱ. 대형 OLED 관련 기술 설명 - WOLED
ⅲ. 대형 OLED 관련 기술 설명 - QD-OLED
ⅳ. 대형 OLED 관련 기술 설명 - 전면발광
ⅴ. 중국 업체
ⅵ. LG디스플레이
ⅶ. 삼성디스플레이
2) 마이크로 LED
(1) 마이크로 LED 기술 개요
가. 특징
나. 핵심기술
다. 시장규모
(2) 마이크로 LED 기술개발 동향
3) 디스플레이 기술 발전 방향
(1) AR/VR 디스플레이
(2) 홀로그래피
(3) 전자피부

3. 디스플레이 폼 팩터 핵심 기술 동향과 전략
1) 디스플레이 폼 팩터 기술 혁신의 중요성
(1) 폼 팩터의 개념
(2) 폼 팩터 혁신의 부상 배경
가. 디스플레이에 대한 고객의 불편 사항(Pain Point)
나. 빅 웨이브 촉발하는 폼 팩터 혁신
다. LCD와의 차별화 잠재력이 큰 요인
(3) 폼 팩터 혁신의 진화 방향
가. 1단계 커브드·벤더블 등의 고정형
나. 2단계 폴더블·롤러블 등의 단일 축 가변(可變)형
다. 3단계 스트레처블 등의 프리 폼(Free-form) 가변형
2) 폼 팩터 혁신 기술의 개발 동향과 해결 과제
(1) 개발·사업화 현황과 문제점
가. 개발·사업화에 따른 시장 반응
나. 미온적 시장 반응의 원인
(2) 플렉서블 디스플레이의 주요 기술적 요건
가. 핵심 요소 기술 도출 프로세스
나. 플렉서블 디스플레이의 사용 장면과 물리적 형체 변화
다. 플렉서블 디스플레이 기술의 핵심 요건
라. 플렉서블에 유리한 OLED 디스플레이
(3) 2단계(폴더블·롤러블) 디스플레이 구현을 위한 핵심 기술
가. 기판(Substrate)
나. 봉지층(Encapsulation)
다. TFT 백플레인(구동 소자)
라. 공정 기술
(4) 3단계(스트레처블) 디스플레이 구현을 위한 핵심 기술
가. 스트레처블 기술의 특징
나. 스트레처블 디스플레이의 주요 애플리케이션
다. 스트레처블 디스플레이 기술 구현을 위한 핵심 요건
라. 스트레처블 구현을 위한 핵심 기술
ⅰ. 기판 및 봉지층
ⅱ. TFT 백플레인(구동 소자)
ⅲ. 배선 연결 기술
ⅳ. 마이크로 LED 기술
3) 향후 전망과 전략

4. 차세대 디스플레이 표준화 동향
1) 국제표준 동향 및 특성
(1) IEC(국제전기기술위원회)
가. LCD(IEC TC 110 WG 2) 분야
나. PDP(IEC TC 110 WG 4) 분야
다. OLED(IEC TC 110 WG 5) 분야
라. 3D(IEC TC 110 WG 6) 분야
마. E-paper(IEC TC 110 WG 7) 분야
바. 플렉시블 디스플레이(IEC TC 110 WG 8) 분야
사. Touch 및 Interactive 디스플레이(IEC TC 110 WG 9) 분야
아. 레이저 디스플레이(IEC TC 110 WG 10) 분야
자. DLU(IEC TC 110 PT 62595) 분야
차. 디스플레이 공통측정법(IEC TC 110 PT 62977) 분야
카. 아이웨어 디스플레이(IEC TC 110 AHG12) 분야
(2) ISO(국제표준화기구)
가. ISO TC 159 SC 4 표준의 특징
2) 국내표준 동향 및 특성
(1) 디스플레이 국가표준 추진 현황
3) 기타 표준(단체, 기업) 동향
(1) ICDM
(2) SEMI(국제반도체장비재료협회)
4) 신산업 표준화 방향
(1) SWOT 분석
(2) 목표 및 추진과제(표준화·기술규제·안전)

제Ⅱ장 OLED 공정 기술·Foldable 디스플레이, OLED 마이크로디스플레이 기술 동향 및 업체 동향

1. OLED 디스플레이 기술 개요
1) OLED 디스플레이 발광 원리와 특징
(1) 발광 원리
(2) 특징
가. 자유로운 폼팩터
나. 고명암비/휘도
다. 뛰어난 색재현성
라. 넓은 시야각
마. 높은 에너지효율
바. 빠른 응답속도
(3) OLED 자체발광 개념
2) OLED 공정 기술 개요
(1) OLED 공정 단계
(2) TFT 분류
가. 아몰퍼스 실리콘(Amorphouse Silicon, a-Si)
나. 저온폴리실리콘(LTPS; Low Temperature Poly Silicon)
다. 옥사이드(Oxide)
(3) LTPS TFT를 구현하기 위한 결정화(Annealing) 공정
(4) OLED 유기물 RGB 증착법
가. FMM(Fine Metal Mask) 방식
나. 잉크젯(Inkjet) 방식
(5) OLED 유기물질 봉지공정 기술
가. 미세유리 봉지 방식(Frit Glass Encapsulation)
나. 박막 봉지(Thin Film Encapsulation) 기술
다. 하이브리드 봉지(Hybrid Encapsulation) 기술
라. Rigid OLED와 Flexible OLED 공정 차이
3) OLED의 발광, 발색, TFT에 따른 분류
(1) OLED 패널의 구조와 특성
(2) Flexible OLED
가. 발색&발광 - OLED를 통해 빛과 색을 모두 구현
나. TFT - a-Si 대비 최대 약 100배 빠른 p-Si로 구성
(3) White OLED(WOLED)
가. White OLED(WOLED) 구조 및 원리
나. 발광 - Blue-Yellow&Green-Blue OLED를 Tandem 구조로 적층하여 백색광으로 발광
다. 발색 - 컬러필터(CF)를 통해 색 재현
라. TFT - a-Si 대비 전자 이동 속도가 빠르고, 대면적 적용에 용이한 Oxide(IGZO) TFT 적용
(4) Quantum Dot OLED(QD-OLED)
(5) QDEF LCD 기술
4) OLED별 공정 순서
(1) WOLED의 주요 공정
가. Oxide TFT 제조
나. Color filter 공정
다. White OLED 증착
라. 봉지공정
(2) Flexible OLED의 주요 공정
가. PI(Polyimide) 기판 형성
나. LTPS TFT Backplane 제조
다. 유기물층 증착
라. 봉지(Encapsulation)
(3) QD-OLED의 주요 예상 공정
가. Oxide TFT Backplane 제조
나. OLED 증착 및 봉지
다. QDCP 형성
5) TSP(Touch Screen Panel, 터치스크린) 방식
6) Y-OCTA

2. 디스플레이(OLED) 시장 현황과 장기 전망
1) 대형 디스플레이 패널 업계 현황과 전망
(1) 업계 향방
(2) 시장 현황
2) 소형 디스플레이 업계 패널 현황과 전망
(1) 중소형 OLED 패널 시장 전망
(2) Rigid OLED 및 Flexible OLED 동향과 전망
(3) 중국 업계 현황 – 화웨이, 샤오미, 오포, 비보
(4) Apple社 동향
(5) LTPO TFT
(6) 노치구조와 홀 구조
가. 블라인드 홀(Blind Hole)
나. 쓰루 홀(Through Hole)
(7) 광학식 FoD를 적용한 OLED
(8) 터치모듈 구조의 발전
(9) 폴더블 업계 동향
3) 디스플레이(OLED) 장기 전망
(1) OLED 패널 전망
(2) 대형 패널 전망
(3) 소형 패널 전망

3. Fordable 디스플레이 시장·기술 동향과 OLED 장비 동향
1) FOD(Fingerprint on Display)와 Foldable 기술 동향
(2) FOD(Fingerprint on Display) 시장·기술 동향
(3) Foldable 시장·기술 동향
가. Foldable 업계 동향
나. 판매량 동향
다. 커버, 힌지, 비율 및 특허 동향
라. 가격 및 업체 동향
ⅰ. 비에이치
ⅱ. 이녹스첨단소재
마. Foldable 기술 트렌드
ⅰ. 커버윈도우
ⅱ. 봉지 공정
ⅲ. Y-OCTA의 필요성 확대
바. OLED 패널에 대한 관련 업체 동향
2) QD-OLED/LCD 투자 및 장비 동향
(1) QD-OLED 동향
가. 삼성의 OD-OLED 투자 동향
나. LGD 투자 동향
다. QD-OLED 장비 동향
(2) LCD/OLED 동향
가. TV 수요 전망
나. LCD 공급 전망
다. SDC의 OLED 전환 투자
라. 공급 과잉 전망
마. SDC 전환 투자 시 수혜 예상
바. 중국의 OLED 디스플레이 업체 동향
ⅰ. 중국 OLED 투자 동향
ⅱ. BOE
ⅲ. Visionox

4. OLED 마이크로 디스플레이 기술 동향
1) 마이크로 디스플레이 기술 개요
(1) 마이크로 디스플레이 기술
(2) OLED 마이크로디스플레이 기술
2) 국내외 OLED 마이크로디스플레이 기술 동향
(1) MICROOLED
(2) Fraunhofer
(3) Sony
(4) eMagin
(5) Kopin
(6) 국내

제Ⅲ장 마이크로 LED 디스플레이 현황 분석

1. 마이크로 LED 산업 생태계 분석
1) 마이크로 LED 디스플레이 정의
2) 마이크로 LED 산업의 범위 및 특징
3) 마이크로 LED 산업의 구조
4) 해외시장 현황
5) 국내시장 현황

2. 국내·외 업계 환경 분석
1) 마이크로 LED 관련 업계 현황
2) 해외 업체 동향
(1) 애플社(美 )
(2) 소니社(日)
(3) Foxconn社(대만)
3) 국내 업체 현황
(1) 루멘스
(2) 한국기계연구원
(3) 한국광기술원
(4) 삼성전자

3. 기술 개발 환경 분석
1) 기술 개발 추세 동향
2) 기술 환경 분석
3) 기술개발 현황
(1) 기술개발 현황과 개발 이슈
가. 마이크로 LED 광소자 개발 동향
ⅰ. 마이크로 LED 에피 박막 개발
ⅱ. 마이크로 LED 광소자 개발
ⅲ. 마이크로 LED 전사기술 개발
나. 마이크로 LED 응용분야
ⅰ. 차세대 디스플레이
ⅱ. 바이오/헬스
ⅲ. 웨어러블 응용 분야
ⅳ. 상처치료, 광유전학 치료 및 진단 분야에서 LED 광원의 응용
ⅴ. 빛의 파장을 이용해 빠른 통신 속도를 구현하는 라이파이(Ri-Fi)통신
ⅵ. 자율주행 미래자동차의 IT 융합 인텔리전스
다. 4차 산업 혁명에 꼭 필요한 광소자 마이크로 LED
ⅰ. 각 산업분야와의 융합 조성
ⅱ. 기존 LED제조 기술과 다른 새로운 기술 융합형 마이크로 LED
(2) 마이크로 LED 디스플레이 기술 심층 분석
가. 에피 성장기술
나. 칩 개발 기술
다. 기판 분리 기술
ⅰ. 질화물 LED의 사파이어 기판 분리
ⅱ. 질화물 LED의 실리콘 기판 분리
ⅲ. AlGaInP LED on GaAs 기판 분리 기술
라. 전사기술
(3) 특허동향 분석
가. 마이크로 LED 디스플레이 주요 기술
나. 세부 분야별 특허동향
ⅰ. 주요 기술별 국가별 특허동향
ⅱ. 주요 기술별 출원인 동향
ⅲ. 소재 기술 분야 주요 출원인 동향
ⅳ. 접합 기술분야 주요 출원인 동향
ⅴ. 구동 기술분야 주요 출원인 동향
ⅵ. 리페어 기술분야 주요 출원인 동향
ⅶ. 측정 기술분야 주요 출원인 동향
다. 마이크로 LED 디스플레이 기술 분야의 주요 경쟁기술 및 공백기술
라. 최신 국내 특허기술 동향
마. 중소기업 특허전략 수립 방향 및 시사점
(4) 최근 특허 출원 주요 분석 결과
가. 최근 특허 출원 동향
나. 주요국들의 특허 출원 동향
다. 기술 분야별 특허 출원 동향
라. 국적별 해외출원 비율
마. 기술 분야에 따른 출원인 국적별 특허출원 현황
바. 출원인별 특허 출원 현황
사. 주요 출원인들의 특허 확보 현황
아. Micro LED 칩 분야 주요기술 특허 출원 현황
자. Micro LED 전사 분야 주요기술 특허 출원 현황
차. 주요 IT 기업의 Micro LED 칩 활용
카. Micro LED 응용 분야 특허 출원 현황
타. 시사점

4. 마이크로 LED 기술 발전 전략
1) 마이크로 LED의 기술 특성 및 장점
(1) 광학적 특성
(2) 열적 특성
(3) 전기적 특성
(4) 기계적 특성
2) 마이크로 LED 제조공정
3) 마이크로 LED의 부상 배경과 한계 극복
4) 마이크로 LED 디스플레이 기술 동향
(1) 마이크로 LED 디스플레이 기술 개발 현황
(2) 마이크로 LED Elastomer Stamp를 이용한 전사 기술 동향
가. 전사 기술
나. 마이크로 LED Elastomer Stamp를 이용한 전사 기술
ⅰ. Stamp 구조
ⅱ. 전사 Process 과정
ⅲ. 접착 방법
ⅳ. 반복성과 접착력 유지
다. 기술 시사점
5) 국내·외 주요 기업별 Micro LED 디스플레이 개발 동향과 시장 전망
(1) 해외 기업 동향
가. Apple社
나. Sony社
다. Hon hai(Foxconn)
라. 주요 신생·창업 기업
(2) 국내 기업 동향
가. 대기업 동향
나. 중소기업 동향
(3) 마이크로 LED 디스플레이 시장 전망
(4) 마이크로 LED 디스플레이 산업의 정책적 시사점

제Ⅳ장 스트레쳐블(stretchable) 디스플레이 및 관련 소재·부품·재료 기술 개발 동향

1. 스트레쳐블 디스플레이 기술 개발 동향 및 발전 전망
1) 기술 개요
2) 스트레쳐블 디스플레이 구현 개발 동향과 기술적 이슈
(1) 자체 신축성 소재 기반 스트레처블 디스플레이
(2) Wavy-form의 박막형 스트레처블 디스플레이
(3) 전자소자 island 및 신축성 배선전극 구조의 스트레처블 디스플레이
(4) 차세대 스트레처블 전극 구현을 위한 기판 기술 개발 동향
가. 스트레처블 기판(Stretchable substrate) 기술
ⅰ. Wavy structure
ⅱ. Porous mesh structure
ⅲ. Stretchable substrate
나. 스트레처블 전극 (Stretchable electrode) 기술
ⅰ. 금속 나노와이어 전극
ⅱ. 그래핀 전극
ⅲ. PEDOT: PSS 전극
ⅳ. 나도 두께의 Ag 단일 박막 전극
ⅴ. 탄소나노튜브 전극
ⅵ. 하이브리드 전극
3) 스트레처블 디스플레이 발전 전망
(1) 자유조절형 스트레처블 디스플레이
(2) IoT 시스템과 연계된 스트레처블 디스플레이

2. 플렉서블 디스플레이 구성 및 연구 개발 동향
1) 플렉서블 유기발광 디스플레이 개발 동향
(1) 플렉서블 유기발광 디스플레이의 구성
가. 기판소재
나. 구동소자
다. 표시소자
라. 봉지기술
마. 터치스크린 기술
바. 편광판 및 윈도우 등
(2) 플렉서블 디스플레이의 장점 및 진화
가. 형상가공의 자유
나. 가벼움과 고강도
다. 공간 축소
라. 폴더블, 롤러블, 스트레쳐블 디스플레이
(3) 재료 개발의 필요성
가. 커버윈도우
나. 투명 전극
다. 투습방지막
라. 고유연 구동 소자
마. 신규 기판 소재
2) 플렉서블 디스플레이 연구개발 동향

3. 디스플레이 재료 시장 및 기업 동향
1) 기술 개요
(1) 디스플레이 재료의 정의
(2) 디스플레이 재료 산업의 특성
(3) 디스플레이 재료의 활용 시장 범위
2) 시장동향
3) 기업 동향
(1) Corning(미국)
(2) Nitto Denko(일본)
(3) Sumitomo Chemical(일본)
(4) Merck(독일)
(5) LG Chem(한국)

4. 디스플레이 부품·소재 기술 동향
1) 폴더블 스마트폰 부품·소재 동향
(1) S폴딩 폼팩터 기술과 업체별 계획
가. S폴딩 폼팩터 기술
나. 주요 업체 계획
(2) 부품 동향
가. 디스플레이용 FPCB
나. 배터리 PCM
다. 힌지(Hinge)
라. Y-OCTA
(3) 소재 동향
가. Base 필름
나. 커버윈도우(투명PI/유리)
ⅰ. Flexible Cover Window(FCW)
ⅱ. 투명PI
다. OCA
ⅰ. 폴더블 디스플레이에서의 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)
ⅱ. 단일구조(single beam)과 다층구조(multiple beam)
2) 고내열 플라스틱 기판의 기술 동향
(1) 플라스틱 기판의 현황
(2) 유색 폴리이미드 기판
(3) 무색 폴리이미드 기판
(4) 플라스틱 기판의 전망
3) 폴리이미드 기술 동향
(1) 업체별 시장 전망
(2) 방열시트
(3) FPCB
(4) PI바니시
(5) PI필름
(6) 일본의 핵심 소재 규제 동향(플루오린 폴리이미드(Flurinated Polymides, 불화폴리이미드))
가. 對 일본 디스플레이 최근 규제 동향
나. 일본의 3개 산업 핵심 소재 수출 규제 동향
다. 핵심 소재 수출 규제가 기업에 미치는 영향
ⅰ. 레지스트(감광액)
ⅱ. 플루오르화수소(에칭가스)
ⅲ. 플루오린 폴리이미드
(7) CPI, self-healing필름, PI 에어로젤 및 스펀지 기술 동향
가. 무색투명 폴리이미드(Colorless and Transparent Polyimide, CPI)의 개발 배경
나. 무색투명 폴리이미드(CPI)
다. CPI, self-healing 필름, PI 에어로젤 및 스펀지 기술
ⅰ. 기술개요
ⅱ. 기술 개발 현황
ⅲ. 기술의 우수성
ⅳ. 기술 적용(활용) 가능 분야