2015 인쇄전자 및 플렉시블 디스플레이 시장 전망

향후 인쇄전자 시장은 2019년 222억 달러 수주의 성장할 것으로 보이는 반면, 디스플레이 시장은2011년 1,170억 달러
규모에서 2017년 890억 달러로 역성장할 것으로 보인다. 이에 플렉시블 디스플레이 시대를 앞당기기 위해서는 핵심 부품을 모듈화해 다양한 기기에 적용하는 접근 방식을 취하고 고해상도 및 고성능 디스플레이를 기반으로 Flexible화를 이루어가는 것도 중요하지만, Foam Factor변화 및 센서와의 결합을 통해 새로운 가치를 만들어내는 것이 더욱 중요할 것으로 보인다.

인쇄전자 시장 전망…2019년 222억 달러 수준 성장 예상

인쇄전자 기술을 기반으로 하는 차세대 전자소자, 소재 및 장비 시장의 규모는 2019년까지 약 222억 달러로 폭발적 성장할 것으로 예상된다. 인쇄전자는 크게  소자, 장비 및 소재 영역으로 구분할 수 있다. 소자는 박막태양전지, FPCB, 터치스크린패널(TSP), OLED 디스플레이 및 조명, Logic/Memory 등의 일부 또는 전체 제조 공정기술이며, 장비는 Roll to roll, Inkjet 인쇄기술, 이송 속도, 레지스터의 제어 기술 및 건조/소결/경화 등 공정기술이 해당되고 소재는 Ink의 접착성, 분산성, 내산성/내수성, 저항 등 성능시험 기술과 배선전극, 반도체 및 절연막 등 용도별 성능향상 기술을 말한다.
그 중에서도 75%이상을 차지하는 부분은 소자인데, 관련기업 중 29%가 태앙전지에 27%가 디스플레이 및 조명, 그리고 트랜지스터에 18% 정도가 참여하고 있다. 사실 이 기술들은 유사한 소재를 기반으로 하고 있기 때문에 기술 트렌드에 따라 유연하게 대응할 수 있는 영역들이다(그림 1).

그림 1. 인쇄전자 세계 시장 규모

인쇄전자 기술은 유기태양전지, 플렉시블 디스플레이 및 OLED 조명 등 다양한 형태의 전자 기기와 부품, 통합스마트시스템(ISS, Integrated Smart System)과 같은 다양한 영역에 사용될 것으로 기대된다. 특히 기존 25개 공정이 12개로 절반이상 줄고 비진공 공정을 적용하는 등 클린룸이 불필요해지면서 설비투자비용이 6,721억 수준에서 2,527억으로 급격히 감소해 비용측면에서 매력이 매우 높다.
이러한 관심은 지역별로 다른 특징을 갖는데 북미 지역은 소비제품이나 포장에 집중하며 새로운 아이디어 기반의 제품을 준비하는 반면, 유럽은 Fraunhofer나 IMEC을 비롯한 다양한 연구기관을 중심으로 한 기반기술 연구에 치중하고 있다. 한국 등 동북아 지역은 기존 디스플레이의 우위를 기반으로 한 소비자 가전제품을 중심으로 대물량 기반의 사업기회를 모색하는 형국이다(그림 2).

그림 2. 광전 센서의 종류

한편 2009년 ICFPE(International Conference on Flexible and Prin-ted Electronics) 총회에서 처음으로 인쇄전자 관련 표준화 필요성이 제기됐는데, 한국은 은나노 와이어 기반 투명전극의 저항측정 방법과 같은 소재 분야, 그라비어 제판의 정밀도 측정 및 평가방법, 잉크젯 프린터 노즐의 잉크 제팅 특성평가 및 측정방법의 장비 분야, 인쇄패턴 결함 정의, 인쇄 기판의 표면 거칠기 시험방법의 인쇄성 관련 분야 등 다양한 영역에서 주도적으로 표준화 기술을 추진하고 있다.

Display 시장 전망…인쇄전자 및 플렉시블 디스플레이를  통한 신(新)시장 창출해야

TV 시장은 최근 UHD와 같은 고해상도 제품이 늘고 화면 사이즈도 자연스럽게 커지는 등 디스플레이 패널 면적은 꾸준한 성장을 이어가고 있다.
하지만 2011년 1,170억 달러 규모에서 2017년 890억 달러로 시장규모는 역성장할 것으로 보인다.
이처럼 정체된 시장은 TV Set 가격하락과 패널 가격하락을 초래하는데, 지난 2년간 40% 이상 하락하며 TV 관련 소재와 부품의 가격 하락 압박이 더해지는 형국이다(그림 3).

그림 3. TV 및 TV 패널 성장 예상치

게다가 중국의 위협이 거세지고 있어 이러한 추세는 가속화될 전망이다. 이미 내수시장을 기반으로 성장한 TCL와 Hisense는 글로벌 시장의 문을 두드리고 있고 패널에서도 BOE와 CSOT 등이 급격히 부상하며 기존 삼성, LG 주도의 디스플레이 산업전반에 위협이 커지고 있다. 이미 철강이나 섬유/의류 분야는 한국의 열세가 지속되고 있어 디스플레이 분야에서도 우려의 목소리가 높아지는 상황이다.
이렇듯 성숙화된 시장과 위협적인 중국의 추격을 뿌리치기 위해 새로운 가치 및 신 시장 창출이 요구되는데 그 핵심적인 역할을 인쇄전자(Printed Electronics) 기술과 이를 기반으로 하는 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)가 감당할 수 있을 것으로 기대된다. 이 두 기술은 기존 공정을 보완하며 저가격화를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 차별화된 제품으로 고객가치를 만들어갈 것으로 보인다(그림 4).

그림 4. 인쇄전자와 플렉시블 디스플레이의 나아갈 방향
 

Flexible Display 전망… 높은 수준의 Encapsulation 기술 확보해야

인쇄전자의 대표적인 예로 Flexible Display 분야를 꼽을 수 있다. 그 중에서도 OLED 기술은 다양한 Form Factor를 구현할 것으로 기대를 모으고 있다. 게다가 최근 많은 관심을 모으고 있는 스마트 워치에서도 OLED의 채용이 늘어나는 추세이다(그림 5, 표 1).

그림 5. 플렉시블 OLED의 활용 예

표 1. 최근 스마트 워치 스펙

OLED 기술은 Wearable Device 영역을 중심으로 Bendable, Rollable 및 Foldable로 진화해 나갈 것으로 보인다. 물론 그러다 보면 기술적인 해결과제도 수반되는데 구부림에 따른 Crack이나 계면상의 Delamination이 그 예이다.
또한 OLED 소자는 수분과 산소에 매우 민감해 높은 수준의 Encapsula-tion 기술이 요구되는 데, 이는 Potato Chip 과자 Packing 수준의 백만 배에 달한다.
만약 이러한 기술적 과제가 해결된다면 Flexible Display 시장이 폭발적으로 성장할 수 있을까? 어쩌면 그 이전에 새로운 디자인과 애플리케이션 발굴을 통해 소비자의 차별화된 체감 가치를 먼저 발견할 필요가 있어 보인다. 그러한 가능성의 하나로 Wearable Device에 주목할 필요가 있다.

Wearable Device 전망…2018년 4억 8,500만대 규모 성장 예상

2014년 ICT 시장을 움직인 키워드는 IoT(Internet of Things)인 것으로 보인다. 사용자를 중심으로 다양한 기기가 연결될 것으로 기대되는데 With-ings 및 Owlet과 같은 스타트업 외에도 애플, 구글 등과 같은 거대 ICT 사업자들이 참여하면서 IoT 시장에 대한 기대감이 더욱 고조됐다.
이러한 IoT의 중심에 Wearable Device가 있다. Wearable Device는 사용자를 정확하게 인식하고 차별적인 Output을 제공한다는 측면에서 스마트폰과는 차이가 있다(그림 6).

그림 6. 스마트폰과 웨어러블 디바이스 비교

특히 하나의 기기에 모든 기능이 통합되는 스마트폰과는 달리 개별 기능에 특화되는 특징을 가지기 때문에 다양하고 새로운 영역에서 무한한 확장을 이루어갈 것으로 기대된다. 조사기관인 ABI Research는 2018년까지 4억 8,500만대 수준으로 성장할 것으로 예측했다(그림 7).

그림 7. 응용분야 및 신체 부위별 웨어러블 디바이스 활용 예

롬, 무라타제작소, 알프스전기 및 TDK와 같은 일본 부품업체들은 센서와 무선 통신 모듈을 일체화하면서 누구나 쉽게 Wearable Device를 제작할 수 있는 환경을 제공하고 있다(그림 8).

그림 8. 일본의 웨어러블 디바이스 활용 예

그렇다면 소비자들은 어떤 Weara-ble Device를 원할까?

우선 억지로 생활 습관을 바꾸려고 하거나 굳이 당장 활용할 필요가 없는 정보들을 제공함으로써 오히려 불편하고 거부감을 느끼지 않도록 하는 것이 중요할 것으로 보인다.
더불어 최근에는 편의성 뿐 아니라 패션 요소가 가미된 다양한 제품들도 선보이며 IT기기라기 보다는 패션 아이템의 하나로 Wearable Device가 자리 잡을 가능성도 커 보인다(그림 9, 10).

그림 9. 웨어러블 기기의 설계 원리

그림 10. Intel社의 Mica(좌), Cuff社의 다양한 종류 웨어러블 기기(우)

Flexible Display 시대를  위해서 무엇이 필요할까?

Flexible Display는 초기 Wearable Device의 성장과 함께 주목 받을 수 있을 것으로 보인다.
지금까지 Display시장이 성장해온 방식은 부품과 공정의 표준화에 기반을 둔 대량생산 방식이었다.
동일한 형태의 제품을 대규모로 찍어내어 규모의 경제를 달성했다.
그러나 Wear-able Device처럼 소비자의 요구사항과 특성이 각각 다르고 패션 아이템과 같이 개인의 취향과 맞춤화가 중요해진다면 생산방식에도 변화가 필요할 것이다. 그렇다고 기존의 인프라를 모두 바꿀 수는 없을 것이다.
결국 Wearable Device의 공통분모를 찾아내야 한다. 일본의 부품 업체와 같이 핵심 부품을 모듈화해 다양한 기기에 적용되도록 접근 방식의 변화가 필요해 보이며 고해상도 및 고성능 디스플레이를 기반으로 Flexible화를 이루어가는 것도 중요하지만 Foam Factor변화 및 센서와의 결합을 통해 새로운 가치를 만들어내는 것과 필요한 정보 전달을 최적화하는 것 또한 중요할 것으로 보인다.
최근 제조업의 혁신으로 주목 받고 있는 3D Printing과의 융합도 고려해볼 만하다. 3D Printing은 다양한 소재를 활용하며 단순 Prototype 제작 뿐 아니라 Bio분야 등 그 영역을 더욱 넓히고 있다.
지금까지 익숙한 생산방식과 접근방식을 조금씩 바꾸어 본다면 당장 Wearable Device 시장의 활성화는 물론 Flexible Display 시대도 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

이우근 책임연구원 LG경제연구원