마이크로 LED 디스플레이 -차세대 디스플레이로 부상(1)

마이크로 LED 디스플레이 -차세대 디스플레이로 부상(1)

현재 디스플레이 시장은 아직은 LCD가 주류를 이루고 있습니다. 그런 가운데 OLED가 LCD를 빠르게 대체 하며 주류로 부상하고 있는 상황입니다. LCD의 범용화, 그에 따른 가격변동성 확대, 공급과잉 우려,무엇보다 기술 혁신(특히, 폼 팩터)에 대한 한계가 OLED로 나아가는 동력이 되고 있습니다. 이에 따라 디스플레이 업체들의 OLED 시장 참여가 러시를 이루고 있는 상황에서 최근 Micro LED 디스플레이가 또 하나의 차세대 디스플레이로 부상하고 있습니다. LCD와 OLED의 핵심소재가 각각 액정(Liquid Crystal), 유기재료인데 반해 Micro LED 디스플레이는 5~10마이크로미터(㎛) 단위의 LED 칩 자체를 발광재료로 사용하는 디스플레이 입니다. 아직까지 Micro LED 칩 자체의 양산, 고해상도 구현을 위한 소형화, 칩을 기판위에 올리는 전사 기술 등 공정기술, 그리고 전체를 아우르는 비용 문제 등 상용화를 위한 과제들이 남아있지만, 기존 디스플레이 대비 전력효율, 플렉시블 구현, 고해상도, 긴수명 등의 측면에서 강점을 가진 것으로 평가되고 있습니다.

이에 스마트폰 등 중소형기기 분야를 대표하는 기업중 하나인 Apple, 그리고 TV 등 대형기기를 대표하는 기업중 하나인 Sony, 최근 Sharp를 인수하는 등 디스플레이 업계내 글로벌 위상 강화를 추진하고 있는 Hon Hai(Foxconn) 등이 관련 전문기업들에 대한 M&A 등을 통해 기술개발에 나서고 있습니다. 이들 기업은 한편으로는 기존 디스플레이 대비 여러 장점을 가진 Micro LED 디스플레이를 신기술/신제품에 적용 함으로써 기존 자사의 제품/서비스 한계를 극복하고, 한편으로는 한국이 압도적 위상을 확보하고 있는 OLED에 대한 의존도 탈피와 함께 차세대 디스플레이에 대한 주도권 확보를 통한 새로운 경쟁 체제 출범 등 복합적인 목표를 가지고 있습니다.

이러한 상황 속에서 국내의 경우, 물론 삼성전자가 대만의 관련 전문기업에 대한 M&A를 시도하는 등 대응 활동이 이루어지고 있는 것으로 관측되고는 있지만, 표면상 움직임은 크지 않습니다. 다만 관련 분야 일부 중견 기업이 개발성과를 발표하고 있거나 R&D에 착수하고 있고, 한국기계연구원이 양산을 위한 공정을 개발하는 등 가능성을 보여주고 있습니다.

시사점

90년대 중반부터 OLED 기술개발에 대한 부단한 노력과 투자를 통해 현재 디스플레이 분야 기술과 세계 시장을 주도할 수 있게 하는 버팀목으로 키워냈듯이 향후 10년 이상을 내다본 장기적 관점에서 차세대 디스플레이에 대한 고민과 투자가 필요합니다. 한편에서는 해외에서 거론되고 있고, 주목을 받고 있다 하여 Micro LED 디스플레이가 현 시점에서 업계 경쟁 구도에 큰 영향을 미칠 것으로 보기에는 무리라는 의견도 존재하지만, 디스플레이 산업이 결국은 수요를 발생시키는 최종 제품, 즉 기기 업계의 영향이 큰 산업임을 감안하면 차세대 디스플레이로써 Apple, Sony 등이 주목하고 있는 Micro LED 디스플레이의 가능성을 무시할 수 없는 상황입니다. 막상 시장이 열렸을 때 과거와 같이 fast follower 정책으로 접근하는 것은 중국과 같은 개발역량을 가진 국가

등을 고려할 때 바람직하지 못한 선택지이며, Micro LED 디스플레이가 차세대 디스플레이로 자리매김 할 경우를 대비하여 국가적인 준비를 통해 향후 OLED에 이은 영광을 이어나갈 수 있도록 투자가필요해 보입니다.

디스플레이 시장의 주류는 LCD에서 점차 OLED로 넘어가는 추세

현재 디스플레이 시장은 아직은 LCD가 주류를 이루고 있는 가운데 OLED가 기존

LCD를 대체해 나가는 상황입니다. 특히 스마트폰을 비롯한 중소형 제품 시장에서 OLED의 LCD 대체는 보다 빠르게 전개되고 있습니다. OLED 수요는 2010년 삼성전자(갤럭시S)가 휴대전화에 탑재하기 시작한 이후 지속 증가해왔으며 2016년 중국의 Oppo, Vivo가 탑재를 시작하며 전체 휴대전화중 OLED 탑재 비중이 크게 증가하게 되었습니다.

(휴대전화중 AMOLED 탑재 비중: '2010년 2.7% → '2015년 13.1% → '2016년 20.1%, IHS)

무엇보다 '2017년 하반기에 Apple(iPhone8)과 Google(Pixel 2 XL)이 OLED 패널 사용자 군에 합류할 것으로 예상되면서 스마트폰 시장에서는 본격적인 OLED 시대가 열릴 전망입니다. 관련하여 IHS Markit은 중소형 디스플레이 시장에서 오는 '2019년엔 AMOLED 시장(346억 달러)이 사상 최초로 TFT-LCD 시장(275억 달러)을 넘어서고, 이후 점차 TFT-LCD 시장과의 격차를 확대할 것으로 예상했습니다. OLED 시장이 큰 폭의 성장을 이어가는 반면 TFT-LCD 시장은 '17년을 정점으로 점차 축소될 것으로 예상됩니다. 대형 시장 수요를 이끌고 있는 TV 시장에서도 LG전자('12.3Q)에 이어 최근 Sony 등에 이르기까지 참여 기업이 점차 증가하고 있습니다.

스마트폰, TV 위주로 탑재되던 OLED는 향후 스마트 카, 가상현실(VR), 웨어러블등 다양한 분야로 확산 기대됩니다. 업계에서는 향후 1~2년 내에 VR 시장, 3~5년 내에 스마트카 시장이 본격 개화되며, 특히 VR 헤드셋 시장은 OLED 독무대가 될 것으로 기대되고 있습니다. LCD의 범용화, 공급과잉 우려, 기술적 한계 등이 OLED로 가는 동력으로 작용되었습니다.LCD는 범용화(commoditization)를 통해 공급량을 확대하며 기존 CRT 및 경쟁 PDP와의 경쟁에서 우위에 서며 주류로 자리매김했습니다. 이후 경쟁사와의 기술적 격차가 줄어들고 제품간 차별성이 약해지며 치열한 가격 경쟁으로 이어졌고, 이는 가격 변동성 확대로 이어졌습니다. 특히 중국 기업들이 자국 정부의 정책적 지원에 힘입어 생산기반을 급속히 확대함에 따라 공급과잉 우려도 제기 됩니다.

2018년 BOE, '19년 CSOT, HKC, CEC-Panda 등이 11세대 라인을 일제히 가동할 예정이어서 공급과잉 우려 제기됩니다. 공급과잉은 관련 기업의 영업이익에 큰 영향을 주는데 LG디스플레이의 경우 '16년 상반기에 LCD 공급과잉으로 영업이익(840억 원)이 전년동기(1조 2,320억 원) 대비 93.2% 급감을 경험했습니다. LCD 공급 과잉과 그에 따른 가격 급락은 디스플레이 관련 Tier 2 또는 화이트 박스 공급 업체의 시장 진입 장벽을 낮추고, 이는 다시 디스플레이 관련 OEM의 경쟁 환경

악화, 경쟁력 제고를 위한 혁신에 대한 압력 증가로 이어지고 있으나 기존 LCD 기술의 혁신에는 한계가 있으며, 대표적인 것이 폼 팩터의 한계입니다. 기술이 발전하고 모바일 환경의 고도화에 따른 이동성 확대 등을 배경으로 특정 공간, 특정 형태에 구애받지 않는 자유로운 폼 팩터에 대한 요구가 증가하고 있으며 이는 디스플레이의 발전 방향성이 기존의 경직된 형태에서 커브드·벤더블→ 폴더블· 롤러블을 거쳐 궁극적으로 스트레처블을 지향하고 있는 것으로 보입니다. 관련하여 LG ERI는 폼 팩터가 향후 디스플레이 산업의 빅 웨이브(Big Wave)가 될 가능성이 높은 것으로 보고 있으며, 폼 팩터 혁신은 형태적 제약을 극복할 수 있는 유연성(Flexibility)의 향상을 통해 전개될 가능성이 큰 것으로 분석됩니다.

차세대 디스플레이로 급부상하고 있는 마이크로 LED.

현재 OLED 시장은 삼성, LG 등 국내 기업들이 주도하고 있는 가운데 중국 등 경쟁국 기업들의 시장 참여가 빠르게 전개되고 있는 상황 입니다. 급속한 시장 성장 전망, 그와 맞물린 많은 디스플레이 업체들의 OLED 시장 참여가 러시를 이루고 있는 상황에서 최근 Micro LED 디스플레이가 또 하나의 차세대 디스플레이로 부상되고 있습니다. 특히 세계 최대 디스플레이 수요 기업 중 하나인 Apple이 차세대 디스플레이 전략을 조만간 OLED에서 Micro LED로 선회할 것이란 전망이 대두되고 있습니다. Micro LED는 기존 LED와 비슷한 구조지만 5~10 마이크로미터의 초소형 단자로

기존 LED로 구현할 수 없는 휘어짐, 깨짐, 경량화 등을 극복할 수 있고 전력효율이 OLED의 5배에 이르는 것으로 평가 받고 있습니다. 특히 차세대 기술로 주목받고 있는 증강현실(AR) 구현이나 OLED에서도 난항을 겪고 있는 디스플레이 내부 지문인식 모듈 통합, 뛰어난 휘어짐으로 제약이 많았던 웨어러블 기기에 다양한 접목이 가능해져 OLED를 빠르게 대체할 기술로 주목받고 있습니다.

가상현실(VR)/증강현실(AR) 등 새로운 기술/시장에의 대응하고 있습니다.

(가상현실) VR이 차세대 먹거리의 하나로 부상하면서 더욱 현실감 있는 영상을 구현 하기 위한 차세대 디스플레이 기술에 대한 요구 증가하고 있습니다. 사람 눈과의 거리가 5㎝도 안 되는 VR 헤드셋에는 짧은 시청 거리 때문에 보다 선명 하고 반응속도가 빠른 디스플레이가 필요합니다. 간접 광원을 사용하는 LCD는 움직임이 빠른 화면에 잔상이 발생하거나 화면이 깜빡이는 문제 등으로 어지러움, 피로감을 유발합니다. 현재는 OLED가 색재현율, 명암비, 응답속도, 디자인, 무게 등 대부분의 측면에서 LCD를 압도하는 성능을 보이고 있어 VR 기기 등에 LCD보다 우선적으로 선택되고 있습니다. 다만 VR이 요구하는 높은 해상도와 응답속도 요구에 맞춰 발전하고 있는 OLED도

한계가 있다는 평가를 받고 있습니다. 현재 VR 기기의 한계로 지적되고 있는 '현실감'과 '멀미 증상'을 해결하기 위해서는 해상도가 현재 수준 보다 높아야(최소 1000 ppi 이상) 한다는 게 중론입니다. Micro LED는 극도의 고해상도로 현재 HMD(Head Mounted Display) 방식의 VR 기기가 갖는 화질, 무게 등의 한계를 극복하기 위한 대안으로 평가받고 있습니다. (기존 디스플레이의 한계 극복) 기존 디스플레이가 커버하지 못하는 영역 커버가능합니다.

디자인 자유도: 거대한 산업 생태계를 구축하며 높은 공정 완성도 등을 배경으로 견고한 경쟁력으로 디스플레이 산업의 주류를 형성했던 LCD가 OLED에 점차 자리를 내주기 시작한 가장 중요한 요인중 하나는 바로 전술한 폼 팩터 혁신의 한계입니다. LCD는 스스로 발광할 수 없다는 태생적 한계로 백라이트(Back-Light)가 반드시 필요한 데, 이는 두께와 경직성을 극복하는 한계로 작용 합니다. OLED는 자체발광 유기화합물을 사용하므로 폼 팩터 혁신 측면에서 우위를 점하고 있으나 현재의 기술 컨셉만으로는 유연성 확대에 한계가 있어 주요 기술의 개선 또는 혁신이 요구되는 상황입니다. Micro LED 디스플레이는 OLED와 달리 직물과 같은 한층 다양한 종류의 소재를 기판으로 사용할 수 있다는 점에서 현재 플렉시블 디스플레이의 최종 진화 단계인 스트레처블 디스플레이 구현에 보다 적합하다는 의견도 있습니다.

대형화: 기존 LCD나 OLED는 100인치 이상의 초대형 디스플레이 양산이 곤란했습니다. 예를 들어 기존 LCD나 OLED로는 200인치 전광판 제작이 어려운 상황입니다. 반면, Micro LED는 Sony의 예에서 보듯이 기존 디스플레이 보다 훨씬 큰 초대형 디스플레이 구현 가능합니다. Sony는 베젤이 없는 일정 크기의 Micro LED 디스플레이 유닛을 이어붙이는 방식으로 원하는 크기(예, 220인치, 400인치 등)의 대형 디스플레이 제작 하였습니다.

소비전력: 배터리 용량은 웨어러블, 스마트폰을 포함한 무선기기들의 최대 해결 과제의 하나입니다. Micro LED 디스플레이는 전력 소모 측면에서 OLED 대비 약 5배 이상 개선, 기존 디스플레이보다 전력소모가 매우 적어 대용량 배터리 탑재가 어려운 스마트 워치 등 소형 디스플레이에 유용할 것으로 예상됩니다. 이외에 수명 환경안정도, 등에서도 기존 디스플레이 대비 우수한 것으로 평가받고 있습니다.

마이크로 LED 디스플레이 Apple과 Sony의 각축장

새로운 경쟁의 서막을 준비해 가는 Apple과 Sony : 중소형 시장에서는 Apple이, 대형 시장에서는 Sony가 새로운 디스플레이 시대 예고하고 있습니다. 2014년 Micro LED 전문기업 LuxVue Technology를 인수한 이후 관련 기술 개발을 이어오고 있는 Apple이 '18년 발매 예정인 Apple Watch에 Micro LED 디스플레이를 탑재할 것이라는 분석 보도가 있습니다. CLEDIS(Crystal LED Display)라는 이름으로 Micro LED 디스플레이를 개발해오고 있는 Sony는 CES 2012에서 55인치 TV 폼팩터로 공개하였습니다. '16년 이후 각종 전시회에 110인치, 220인치, 400인치 제품 등을 잇달아 소개한 데 이어 '17년 상반기 상용화를 통해 초대형 Micro LED 디스플레이 시장 진입하려 합니다. 디스플레이 시장 수요의 상당 부분을 담당하고 있는 이들 글로벌 기업들의 이러한 행보는 중장기적으로 기존 디스플레이 업계의 경쟁구도에 커다란 영향을 미칩니다. OLED가 기존 시장은 물론 새로운 시장에서 주류로 부상하는 가운데 이 시장은 한국이 주도하고 있습니다만, 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 각각 중소형과 대형을 중심으로 시장을 주도중입니다. 이러한 상황에서 스마트폰 등 중소형 디스플레이 수요와 TV 등 대형 디스플레이 수요를 상당부분 감당하고 있는 Apple과 Sony가 Micro LED라는 새로운 디스플레이 시장을 열기 위해 전개하고 있는 행보는 중장기적으로 기존 디스플레이 업계의 경쟁구도에 커다란 영향 요인으로 보입니다.