◎차세대 디스플레이의 현 주소

LG경제연구원 '차세대 디스플레이의 현 주소'

차세대 디스플레이들이 빠르게 진화하고 있다. 현재 거론되고 있는 차세대 디스플레이로는 OLED, 3D, 터치, e-Paper, 플렉서블 디스플레이 등이 있다. 3D TV는 컨텐츠와 인프라의 부족이 단기적으로 성장의 장애요인이 되고 있으나 OLED는 기술구현을 위한 시행착오를 거듭하면서 제품의 상용화 시기가 점차 당겨지는 추세이다. 차세대 디스플레이 산업에서는 기술 자체도 중요하지만 소비자의 숨어있는 필요를 발굴하여 충족시켜 주는 것이 점점 더 중요해질 것이다. 
  
현재 제품 개발 단계에 있거나 일부 제품화가 진행되고 있는 차세대 디스플레이들이 있다. 우선 올해 영화 ‘아바타’가 소개되면서 새로운 아이콘으로 등장하고 있는 3D TV와 모바일을 통해 제품화 되면서 대형 사이즈로 옮겨 가고 있는 OLED가 있다. 그리고 애플社의 아이폰을 통해 본격적으로 제품화 되면서 노트북 등에 대면적으로 적용되고 있는 터치(Touch), 킨들 등의 e-Book을 통해 시장이 성장하고 있는 e-Paper가 있다. 이 이외에 플렉서블(Flexible) 디스플레이를 들 수 있을 것이다. 이들 중 OLED/e-Paper는 새로운 디스플레이 형태이고 3D/터치/플렉서블 등은 디스플레이 형태에 관련 없이 부가될 수 있는 기능들이다. 
 
차세대 디스플레이가 시장에서 제품화 되기 위해서는 수요자 측면에서는 가치가 있어야 하겠고 공급자 측면에서는 제품/재료 기술, 장비 기술, 관련 인프라 등이 성숙되어 있어야 한다. 그렇지 못할 경우에는 기술이 사장되거나 성장세가 꺾여서 시장에서 큰 빛을 보지 못 할 가능성이 매우 높다. 이러한 경우의 예로서 한 때 시장에서 각광을 받았던 FED를 들 수 있다. 과거 일본 Canon社가 제품화 하려고 하였으나 기술과 제조 원가 측면에서 LCD 제품 대비 경쟁력 확보가 요원하였기 때문에 차세대 디스플레이라고 불리기는 어려운 기술이 되어 버렸다. 차세대 디스플레이의 성장 가능성에 대하여 제품 기술 차원뿐만 아니라 수요자 관점, 전후방 산업 인프라 측면을 포함하여 살펴 본다.  
  
3D TV 성장은 컨텐츠 확보가 관건 
 
● 3D 산업은 성장 중 
 
3D 입체 영상은 이미 180년 전 개발된 기술로 3D 산업은 1890년대와 1950년대에 크게 두 차례 Boom이 있었고 이번이 세 번째이다. 이번 Boom의 특징은 과거와는 달리, 영화 및 영화관 중심이 아니라 방송 및 TV 중심이라는 데에 있다. 과거의 Boom에서는 3D 시청으로 인한 소비자 피로도 문제를 해결하지 못하여 산업 성장이 지속되지 못했다. 최근 3D 피로도가 기술적으로 어느 정도 해소되면서 한국/일본 TV 제조업체의 3D TV 제품화 노력과 ‘아바타’ 영화의 성공에 힘입어 3D 산업이 성장하고 있다.  
 
’09년 FPD International에서는 패널 업체들이 다양한 3D 디스플레이 기술을 선보이면서 관람객으로부터 많은 관심을 끌었다. 이어서 열린 ’10년 초 CES에서 대부분의 TV 세트 업체들은 안경 방식 3D TV를 전시하면서 제품화를 예견하였다. 특징이라고 하면 기술 선도를 하고 있는 한국/일본 업체 뿐만 아니라 중국 업체들까지 3D TV 개발과 전시에 가세를 했다는 점과 3D 기능이 LCD 뿐만 아니라 PDP, OLED 등의 다양한 디스플레이에도 적용되었다는 점이다.  
 
현재 3D 기능을 추가하기 위한 부가 비용은 원가 기준으로 안경을 포함하여 100~200달러 수준으로 보여지며 향후 지속적인 가격 하락이 예상된다.  
  
● 이슈는 컨텐츠와 관련 인프라 부족 
 
과거 두 차례 3D Boom의 사례에서 볼 때에 3D 산업 형성의 원동력은 3D 피로도 해결, 구매 가능한 수준의 3D TV 세트 가격, 컨텐츠 그리고 3D 방송/표준화 등의 관련 인프라로 볼 수 있다. 현재 피로도 해결과 TV 가격 문제는 디스플레이 업체들의 노력으로 어느 정도 해소될 수 있을 것으로 보인다.  
 
하지만 컨텐츠 부족은 아직까지 갈 길이 멀다. 소비자들이 당장 3D TV를 산다고 해도 볼 수 있는 3D 영화나 방송 등이 부족한 상황이다. 일부 업체에서는 3D 블루레이 디스크 영화 등을 번들로 제공한다고는 하지만 수량이 2~3편에 불과하다. 미국 헐리우드 영화사들이 지속적으로 3D 영화를 제작한다고는 하지만 당분간은 연간 30여 편에 불과할 것으로 보인다. 이에 대한 해결책으로 일부 TV 세트 업체들은 기존 2D 컨텐츠를 3D로 실시간 바꾸어 주는 2D/3D 변환 칩을 내장하여 3D TV를 판매하고 있지만 이 기능이 제공해 주는 3D 화질은 개선해야 할 점이 많다는 평이다. 일본의 파나소닉(Panasonic) 社의 경우 변환 칩이 생성하는 3D 컨텐츠의 화질 저하로 인한 산업 성장 저하를 우려하여 제품에 관련 기능을 내장하지 않았다고 전해지기도 한다.  
 
관련 인프라 구축도 해결 과제이다. 표준화가 아직 이루어지지 않은 상황이고 TV에서 3D를 보려고 해도 관련 3D 카메라, 송수신 장비 등의 방송 인프라가 구축되기 위해서는 시간이 많이 소요될 것이라는 전망이다.  
  
● 중장기적으로는 3D 디스플레이 성장  
 
3D 디스플레이 시장이 성장하기 위해서는 기존 LED LCD TV 등과 같이 세트 제품 개발만으로 부족하다. 전후방 연관 산업 자체가 무르익어야 하는 것이다. 이러한 면에서 볼 때에 당장은 컨텐츠의 부족과 인프라 미약으로 3D TV가 성장하는 데 어려움을 겪을 것으로 보인다. 장기적으로는 이러한 장애 요인들이 서서히 극복되면서 산업 성장이 가능할 것으로 판단된다. 국가적으로 3D 컨텐츠와 인프라에 대규모 투자가 이루어 지고 있어 관련 사항에 대한 빠른 개선이 예상되기 때문이다. 또한 TV에 3D 기능 자체를 추가하는 데 소요되는 원가의 하락으로 소비자들은 큰 돈을 들이지 않고 3D 디스플레이 제품을 구매할 수 있을 것이다.  
  
OLED 대면적 제품의 조기 상용화 가능성 
 
● 차세대 디스플레이의 대명사 
 
LCD가 차별성을 잃어 가는 현실에서 선도 기업들을 중심으로 OLED 제품 개발이 한창이다. 과거와 달라진 점은 제품 개발이 일본 업체 중심에서 한국과 대만의 패널 업체 중심으로 바뀐 것 뿐이다. 모바일 군에서는 이미 OLED를 통한 제품 차별화로 시장을 선도하는 기업들이 나타난 상황으로 현재 초미의 관심사는 대면적 OLED TV의 등장 시기이다.  
 
’09년 FPD International에서는 한국/대만 기업들을 중심으로 OLED TV를 선보였다. 현재 최대 장비 사이즈는 3.5세대로 이를 활용 가능한 최대 사이즈인 30” 수준 TV 제품이 전시되었다. 하지만 패널 내에 불량 화소(Pixel) 등이 육안으로 확인되는 것을 보아서는 아직 제품 기술 구현에 어려움이 많은 것으로 판단된다. 이후 CES 2010에서는 OLED TV가 전시되어 우수한 화질을 선보임과 동시에 3D 기능을 접목 시켰다.  
  
● 대형화를 통한 원가경쟁력 확보가 이슈 
 
OLED에서의 이슈를 단적으로 이야기하라고 하면 ‘대형화를 통한 원가에서의 경쟁력 확보’라고 할 수 있다. 그 중에서도 발광층인 유기 재료 증착, LTPS 등에서의 대면적 장비 기술력이 관건이다. 대형화, 특히 일반적으로 50” 대까지 통용되는 대화면 TV 개념에서 대면적 장비 개발은 넘어야 할 큰 산이다. 현재 개발 가능한 대면적 장비 크기는 5세대 수준으로 알려져 있다. 업계에서는 5세대를 넘어선 장비 기술이 아직 확보되지 않아 대면적 TV에서의 원가경쟁력 확보도 어려울 것으로 보고 있다.  
 
빛을 내는 유기 물질을 입히는 공정의 재료 이용 효율 또한 개선이 필요한 부분이다. 현재 10% 미만의 재료 이용 효율을 보이고 있는 상황으로 유기 물질이 아직 고가임을 감안한다면 빠른 신 공정기술 개발이 필요하다.  
 
이외에도 신뢰성이 확보된 고효율 유기 발광 재료 개발 또한 숙제이다. 일반적으로 유기 발광 재료로는 Red/Green/Blue 재료가 있는데, Red 재료는 요구 수준까지 도달해 있는 상황으로 Green 재료 또한 빠르게 개선 중이다. 하지만 TV 용으로 사용하기 위한 Blue 재료는 아직 갈 길이 멀다는 평이다.  
 
한가지 덧붙일 것은 제품화 초기에 높은 가격이 불가피할 것으로 보이는 데, 이러한 높은 가격을 희석하기 위한 제품 차별화가 확실해야 한다는 점이다. 그러기 위해서는 OLED의 슬림화나 플렉서블 장점에 기반한 새로운 형태나 구조(Form Factor)를 제품에 적용하여 차별화를 확실히 해야 할 것이다.  
 
● 시행착오를 통한 OLED TV 상용화  
 
’12년 대형 OLED TV의 제품화를 위해 일부 패널 업체들은 대면적 장비 투자를 서두르고 있다. 물론 여러 가지 문제점들이 모두 해결된 것은 아니지만 시행착오를 거치면서 관련 문제들을 해결하는 해법으로 제품 개발에 나서고 있다. 과거 TV 사업에서 보았던 제품 차별화를 통한 시장 선도로 매출 확대 및 수익성 확대를 달성하고자 움직이고 있는 것으로 보인다. 패널 업체에서 목표하는 대로 정확히 ’12년에 대형 OLED TV가 제품으로 나올 수 있을 지는 의문이기는 하다. 하지만 기업들이 R&D 단계에서 벗어나 양산 학습을 반복하면서 그 가능성은 시간이 갈수록 높아질 것이다. 정확한 양산 출시 시점이 ’12년이 될 지는 아직 미지수이나, 이제는 TV용 OLED의 제품화가 과거처럼 요원하지만은 않다는 점은 분명한 사실이다.  
 
터치는 킬러 어플리케이션을 찾아 이동 중 
 
과거 애플社의 아이폰(iPhone)에서 시작된 모바일에서의 터치 열풍은 노트북까지 확대되었고, 향후에도 지속적으로 시장이 확대될 것으로 생각된다. 인터넷, 동영상 구현 등 수많은 기능들이 모바일에 들어오면서 기존 버튼 형식의 하드웨어 UI(User Interface)로는 표현 불가능한 것들이 터치화를 통해 가능해졌다. ’09년 말 출시되는 Windows 7이 멀티 터치 기능을 지원하면서 노트북에까지 터치가 확대될 조짐을 보였고 이후 터치 지원 노트북 제품도 출시되었다. ’10년 CES에서는 대부분의 노트북 전문 업체들이 터치 노트북을 출시하면서 제품화의 포문을 열었다.  
 
하지만 예상과는 달리 시장에서는 기존 노트북에 터치 기능이 추가된 플랫폼을 크게 반기는 분위기는 아니라고 느껴진다. 키보드가 있는 상황에서 터치까지 있는 제품이 그리 매력적이지는 않다는 반응들이다. 이러한 상황에서 애플社의 아이패드에 터치가 적용되면서 새로운 국면을 맞고 있다.  
 
스마트화가 모바일, PC, TV에 확대 적용되면서 터치 기능 자체를 반드시 필요한 기능으로 자리잡을 것이지만 그 형태 및 플랫폼은 지속적으로 변할 것으로 예상된다.  
 
e-Paper 시장은 작고 대체재도 있고... 
 
아마존社의 킨들로부터 시작된 e-Paper는 저 소비전력에 눈이 피로하지 않다는 장점을 바탕으로 e-Book이라는 니치 마켓을 목표로 하여 제품화되면서 시장 성장을 이어가고 있다. 최근 FPD International, CES를 통해 볼 때 대만/한국 업체의 전시가 눈에 띄게 두드러지고 있다. 특히 대만의 패널업체인 PVI社, AUO社 들은 e-Paper 핵심 재료 업체들을 M&A하면서 제품 개발에 서두르는 상황이다.  
 
e-Paper의 이슈는 강력한 대체재가 있다는 점, 특허 이슈 등으로 인해 e-Paper 재료 생산 업체가 제한적이라는 점 등을 들 수 있다. e-Paper는 특유의 장점을 가지고 e-Book이라는 특화된 시장을 선점하고는 있지만 LCD라는 강력한 대체 디스플레이가 존재한다. 최근 아이패드(iPad)의 출시는 가장 큰 위협이라고 할 수 있다. 최대 10시간까지 장시간 사용이 가능하면서 e-Paper가 구현하기 어려운 칼라 표현, 동영상 등에서도 자유로울 뿐 아니라 e-Book이라는 기능 이외에도 인터넷, 앱 스토어 등 여러 가지 기능을 추가로 사용할 수 있기 때문이다.  
 
시장을 키우기 위해서는 원가경쟁력을 가진 제품을 생산할 수 있어야 하지만 현재 가시권 안에 들어오는 e-Paper 재료 생산 업체는 PVI社가 인수한 E-ink社와 AUO社가 인수한 SiPix社의 두 회사 뿐이라고 알려져 있다. E-ink社의 e-Paper 화면 표시 부품 재료비 비중은 패널 전체 재료비의 60% 수준으로 알려져 있다. 원가경쟁력을 확보하기 위해서는 더욱 많은 Player들이 진입하여 가격 하락이 이루어져야 하나 특허 장벽 등으로 인해 현실적으로 어렵다. 현재 아이패드와 킨들을 비교해 볼 때 사용 기능 측면에서는 아이패드가 우월하지만 가격 면에서는 큰 차이가 나지 않는다는 사실 또한 시사하는 바가 크다. 
 
이러한 상황에서 볼 때에 e-Paper는 일정 마니아 층을 중심으로 니치 마켓을 형성할 가능성이 크지 않을까 생각된다. 하지만 원가경쟁력을 확보할 경우에는 시장 규모를 키울 수도 있을 것이다.  
 
플렉서블 디스플레이는 기판 재료 개발이 우선 
 
플렉서블 디스플레이 부가 기능은 금속과 플라스틱 기판 적용을 통한 구현이 예상되고 있다. 이 중에서 현재 제품화가 되고 있는 기술로 얇은 금속 재질 기판이 적용된 e-Paper 수준이다.  
 
향후 투명한 플렉서블 디스플레이, Roll-to-Roll 공정을 통한 원가 혁신 등을 이루기 위해서는 투명한 플라스틱 재질 기판의 특성 개선이 급선무이다. 기존 디스플레이 제조 공정은 온도가 너무 높아서 유리전이온도가 높은 플라스틱 기판 재질을 사용해야 하는데 지금의 플라스틱 재질 특성으로는 적용하기가 힘든 상황이다. 현재 기준으로 플랙서블 디스플레이의 플라스틱 기판 재질로 이용될 수 있는 유력한 후보로는 Polyimide를 들 수 있다. Polyimide는 유리전이온도가 300도 수준으로 고온 공정에서도 적용 가능성을 보여 주고 있다.  
 
당분간은 금속 재질 기판이 적용된 플렉서블 디스플레이가 대세를 이룰 것으로 보인다. 특성이 개선된 플라스틱 재료가 빠른 시일 안에 나오기는 어려운 상황임을 감안하면 혁신적인 플렉서블 제품은 시간을 두고 기다려야 할 것이다.  
 
소비자가 알지 못하는 필요를 충족시켜야 
 
과거에는 시장에 존재하는 소비자의 요구를 잘 파악하여 그 점을 해소해 주는 방식이 주요했다. 이 점은 아직도 유효해 보인다.  
 
하지만 최근의 상황, 특히 디스플레이 산업 상황을 보면 공급자가 소비자의 숨은 요구 사항을 파악하여 이를 제품화하여 성공한 사례가 늘고 있다. 차세대 디스플레이 기술 개발 자체가 중요하기는 하지만 그 기술만이 목표가 되어서는 시장에서 큰 호응을 얻기는 어렵다. 소비자가 알지 못하는 필요를 충족시켜 주며 시장을 선도하며 만들어 나가는 기업들이 열매를 거둘 수 있을 것이다.  <끝>