`플렉서블&투명 디스플레이ㆍ3D프린터ㆍ친환경소재` 주목
■ 스마트 창조경제 `스타를 키우자`
산업분야에서 올해 가장 주목을 끌 신기술로는 디스플레이부문에서 플렉서블과 투명디스플레이다. 지난해 `휘어진' 디스플레이를 채택한 TV와 스마트폰이 이미 상용화된 상태인데, 올해 `휘어진' 디스플레이가 `휘어지는' 디스플레이로 얼마나 진화할 수 있을지 주목된다. 아울러 전 세계적으로 관심을 끌고 있는 3D프린터 역시 기술적 진보를 통해 올해 얼마나 시장을 확장할 수 있을지도 기대를 모은다.
◇플렉서블과 투명 디스플레이 진화 가속화=올해 스마트창조경제를 이끌 대표적인 신기술로 주목받는 것은 플렉서블(Flexible) 디스플레이다. 플렉서블의 가장 초기 단계인 커브드(Curved)는 지난해 1월 대형 유기발광다이오드(OLED)에 이어 대형 액정표시장치(LCD), 10월 스마트폰용 소형 디스플레이에 잇달아 적용되면서 플렉서블 디스플레이 시대의 본격 개막을 알렸다.
이 달 초 개막하는 전 세계 최대 가전 전시회 `CES 2014'에서 가변형 TV용 디스플레이 등장이 예고되면서 플렉서블은 한 단계 더 진화한 모습으로 등장할 예정이다. 가변형TV는 시청자가 원하는 대로 평면TV의 곡률(휘어짐 정도)을 조절할 수 있는 TV로 곡률을 조절해 평면과 곡면(Curved)이 모두 가능하다는 장점이 있다. 스마트폰이 주를 이루는 소형 디스플레이에서는 `휘어진' 제품이 아닌 `휘는' 제품이 가능할지가 관건이다. 지난해 10월 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 내놓은 스마트폰용 디스플레이는 모두 `휘어진' 형태였다.
이 때문에 현재 단순한 커브드(Curved)에서 벤더블(Bendableㆍ자유롭게 구부릴 수 있는) 수준으로 어디까지 발전할 수 있을지 주목되고 있다. 이는 폴더블(Foldableㆍ종이처럼 접을 수 있는)과 롤러블(Rollableㆍ둘둘 말 수 있는)을 넘어 스트레처블(Stretchableㆍ크기를 늘렸다 줄였다 할 수 있는)까지 진정한 플렉서블 시대를 여는 첫 걸음이 될 것이다. 이 단계에 이르면 헬스케어와 패션 등 보다 다양한 분야에서 디스플레이 활용이 확대되면서 기존에는 불가능의 영역으로 여겨졌던 혁신적인 기능과 디자인 제품 개발이 가능해질 전망이다. 시장조사기관 IHS는 지난해 2190만달러였던 전 세계 플렉서블 디스플레이 시장 규모가 올해 9480만달러로 증가한 뒤 오는 2020년경에는 117억달러로 7년 간 연평균(CAGR) 145%의 성장세를 보일 것으로 전망했다.
이와 함께 투명 디스플레이도 올해 기술적 진화를 가져올 대표 기술로 손꼽힌다. 플렉서블에 투명 디스플레이 기술이 결합되면 유리처럼 투명하면서도 둥글게 말 수 있는 미래형 디스플레이 구현이 가능해진다. 이를 통해 사무실 유리창이나 백화점 쇼 윈도를 디스플레이로 활용, 각종 관련 정보와 회의 내용을 표시할 수 있게 되며 자동차 앞 유리가 투명 OLED 패널이 돼 내비게이션 역할을 수행할 수도 있게 된다.
플렉서블 & 투명 디스플레이로의 진화가 본격화되면서 관련 전자소재도 변화가 예상된다. 그동안 터치스크린패널(TSP) 소재로 적용돼 온 기존 ITO(인듐주석산화물) 필름을 메탈메쉬(metal mesh)와 나노와이어 등이 조금씩 대체해 나갈 전망이다. 이 소재들은 원재료 가격이 희소금속인 ITO 대비 저렴하고 휘어지는 물성도 충분한 만큼 플렉서블이나 웨어러블(입는) 디스플레이에 적합한 것으로 평가받고 있다. 화면 접촉을 감지하는 터치센서 회로를 은이나 구리와 같은 금속으로 투명하게 구성한 메탈메쉬는 모아레(화면 떨림) 현상 등 품질 문제만 개선되면 빠르게 시장을 확대해 나갈 것으로 보인다.
이와 함께 높은 투명성과 신축성으로 인해 플렉서블 디스플레이 투명 전극과 터치 소재로 사용될 수 있는 그래핀, 스스로 빛을 내는 수 나노미터 크기의 반도체 결정으로 발광다이오드(LED)나 유기발광다이오드(OLED) 대비 물리적ㆍ화학적 특성이 우수해 차세대 디스플레이 대체 소재로 각광받는 퀀텀닷에 대한 연구도 속도를 낼 전망이다.
◇3D프린터 도입 얼마나 확산될까=지난해 이슈메이커로 등장한 3D프린터는 올해 본격적인 대중화를 맞으며 산업ㆍ의료ㆍ항공우주 등 다양한 산업의 판도를 변화시키는 새로운 성장동력으로 부각될 전망이다. 3D프린터는 금속이나 플라스틱, 세라믹 소재를 활용해 고가의 공작기계 없이도 각종 산업에 사용되는 부품이나 재료를 만들 수 있는 기기다. 비행기 엔진이나 우주 정거장에 사용되는 주요 부품을 제작하거나 발전기용 터빈 부품 생산도 가능하다. 또 임플란트용 치아나 간, 심장 등 인체조직도 제작할 수 있는 등 발전가능성도 무궁무진하다. 최근 미국에서는 빵이나 햄버거, 피자 등을 만들 수 있는 3D 프린터가 개발되기도 했다. 이러한 다양한 활용성과 함께 가격도 기존 3000만원 이상에서 200만원으로 10분의 1 이하로 떨어져 중소기업에서도 시제품 제작 용도로 활용하는 사례가 늘고 있다.
시장조사업체 가트너에 따르면 지난해 보급형 3D프린터 출하량은 전년대비 49% 증가한 데 이어 올해는 지난해에 비해 75% 늘어나는 등 성장세를 지속할 전망이다. 3D프린팅 컨설팅사 홀리어소시에이츠는 지난 2011년 22억달러 규모였던 3D프린터 시장 규모가 오는 2021년에는 108억달러로 성장할 것으로 전망하고 있다.
3D프린터 하드웨어(HW) 관련 기술은 미국ㆍ일본ㆍ유럽 등이 주도하고 있다. 국내에서는 신도리코가 유일하게 3D프린터를 선보였지만 이는 미국의 3D시스템스가 개발한 것을 유통하는 수준이다. 이에 따라 HW가 아닌 3D프린터를 제어하고 응용할 수 있는 소프트웨어(SW)를 집중적으로 육성해야 한다는 목소리가 나오고 있다.
◇친환경 소재, 산업경쟁력 강화= 친환경 경량화 소재가 부각되면서 엔지니어링플라스틱(EP)을 구성하는 신소재도 주목받을 전망이다. EP는 철보다 가볍고 더 강하게 만들 수 있는 만큼 자동차 등 경량화 흐름과 함께 수요가 빠르게 늘어날 전망이다. 국내에서는 폴리베닐렌설파이드(PPS)와 폴리케톤, 탄소섬유 등이 EP 소재로 주목받고 있다. PPS는 벤젠에 염소 등을 화학 반응시켜 만드는 플라스틱 소재로 섭씨 260도에도 변형되지 않고 내약품성과 기계적 특성, 전기적 특성 등이 뛰어나 자동차 엔진, 전장부품, 전기전자 관련 커넥터 등에 다양하게 쓰일 수 있다. 국내에서는 도레이첨단소재와 SK케미칼 등이 뛰어들었다. SK케미칼은 염소 대신 다른 촉매제를 활용해 친환경성도 강화했다. PPS뿐만 아니라 효성이 지난해 자체기술로 만들어 낸 폴리케톤 역시 주목받는 신소재 중 하나로 꼽힌다. 일산화탄소와 올레핀(에틸렌ㆍ프로필렌) 등을 통해 만드는 이 소재는 나일론 대비 충격강도가 2.3배, 내화학성이 30% 이상 우수한 것이 특징이다.
철강ㆍ조선업계에서는 기후변화와 환경규제로 인해 친환경 기술이 부각될 것으로 보인다. 철강업계에서는 포스코가 용광로를 대체할 수 있는 친환경 제철공법으로 개발한 파이넥스(FINEX)가 주목된다. 파이넥스는 포스코가 지난 1992년부터 포항산업과학연구원 및 오스트리아 철강설비기업인 푀스트알피네(Voestalpine)사와 공동으로 개발한 신제선 기술이다. 10여 년의 연구개발(R&D) 끝에 2003년 6월 연산 60만 톤 규모의 데모플랜트를 성공적으로 가동했다. 지난 2011년 6월 포항에 전 세계 최초로 착공한 연산 200만 톤 규모의 파이넥스는 내년 초 준공될 예정이다. 파이넥스는 투자비와 원료 가공비를 저감하고 오염물질 발생을 획기적으로 줄이는 혁신 제철기술로 고로 공법을 대체할 수 있는 차세대 제철 법으로 평가받고 있어 내년부터 활용도가 높아질 전망이다.
조선업계에서는 현대중공업의 선박평형수처리장치 `하이밸러스트(HiBallast)'와 대우조선해양의 고압 천연가스 연료공급 장치(LNG-FGS)가 눈길을 끈다. 선박평형수는 선박이 운항할 때 무게 중심을 잡기 위해 탱크에 채우는 바닷물로 하이밸러스트는 바닷물 속 생물들을 전기분해 방식으로 살균해 해양 생태계 교란을 막는 장치다. LNG-FGS는 세계적인 선박 엔진업체 만디젤사가 개발한 가스분사식 엔진과 함께 장착돼 연료 효율은 높이면서도 오염물질 배출은 크게 줄인 장치로 평가받고 있다.
이홍석ㆍ박정일ㆍ정유진ㆍ서영진기자 redstone@
산업분야에서 올해 가장 주목을 끌 신기술로는 디스플레이부문에서 플렉서블과 투명디스플레이다. 지난해 `휘어진' 디스플레이를 채택한 TV와 스마트폰이 이미 상용화된 상태인데, 올해 `휘어진' 디스플레이가 `휘어지는' 디스플레이로 얼마나 진화할 수 있을지 주목된다. 아울러 전 세계적으로 관심을 끌고 있는 3D프린터 역시 기술적 진보를 통해 올해 얼마나 시장을 확장할 수 있을지도 기대를 모은다.
◇플렉서블과 투명 디스플레이 진화 가속화=올해 스마트창조경제를 이끌 대표적인 신기술로 주목받는 것은 플렉서블(Flexible) 디스플레이다. 플렉서블의 가장 초기 단계인 커브드(Curved)는 지난해 1월 대형 유기발광다이오드(OLED)에 이어 대형 액정표시장치(LCD), 10월 스마트폰용 소형 디스플레이에 잇달아 적용되면서 플렉서블 디스플레이 시대의 본격 개막을 알렸다.
이 달 초 개막하는 전 세계 최대 가전 전시회 `CES 2014'에서 가변형 TV용 디스플레이 등장이 예고되면서 플렉서블은 한 단계 더 진화한 모습으로 등장할 예정이다. 가변형TV는 시청자가 원하는 대로 평면TV의 곡률(휘어짐 정도)을 조절할 수 있는 TV로 곡률을 조절해 평면과 곡면(Curved)이 모두 가능하다는 장점이 있다. 스마트폰이 주를 이루는 소형 디스플레이에서는 `휘어진' 제품이 아닌 `휘는' 제품이 가능할지가 관건이다. 지난해 10월 삼성디스플레이와 LG디스플레이가 내놓은 스마트폰용 디스플레이는 모두 `휘어진' 형태였다.
이 때문에 현재 단순한 커브드(Curved)에서 벤더블(Bendableㆍ자유롭게 구부릴 수 있는) 수준으로 어디까지 발전할 수 있을지 주목되고 있다. 이는 폴더블(Foldableㆍ종이처럼 접을 수 있는)과 롤러블(Rollableㆍ둘둘 말 수 있는)을 넘어 스트레처블(Stretchableㆍ크기를 늘렸다 줄였다 할 수 있는)까지 진정한 플렉서블 시대를 여는 첫 걸음이 될 것이다. 이 단계에 이르면 헬스케어와 패션 등 보다 다양한 분야에서 디스플레이 활용이 확대되면서 기존에는 불가능의 영역으로 여겨졌던 혁신적인 기능과 디자인 제품 개발이 가능해질 전망이다. 시장조사기관 IHS는 지난해 2190만달러였던 전 세계 플렉서블 디스플레이 시장 규모가 올해 9480만달러로 증가한 뒤 오는 2020년경에는 117억달러로 7년 간 연평균(CAGR) 145%의 성장세를 보일 것으로 전망했다.
이와 함께 투명 디스플레이도 올해 기술적 진화를 가져올 대표 기술로 손꼽힌다. 플렉서블에 투명 디스플레이 기술이 결합되면 유리처럼 투명하면서도 둥글게 말 수 있는 미래형 디스플레이 구현이 가능해진다. 이를 통해 사무실 유리창이나 백화점 쇼 윈도를 디스플레이로 활용, 각종 관련 정보와 회의 내용을 표시할 수 있게 되며 자동차 앞 유리가 투명 OLED 패널이 돼 내비게이션 역할을 수행할 수도 있게 된다.
플렉서블 & 투명 디스플레이로의 진화가 본격화되면서 관련 전자소재도 변화가 예상된다. 그동안 터치스크린패널(TSP) 소재로 적용돼 온 기존 ITO(인듐주석산화물) 필름을 메탈메쉬(metal mesh)와 나노와이어 등이 조금씩 대체해 나갈 전망이다. 이 소재들은 원재료 가격이 희소금속인 ITO 대비 저렴하고 휘어지는 물성도 충분한 만큼 플렉서블이나 웨어러블(입는) 디스플레이에 적합한 것으로 평가받고 있다. 화면 접촉을 감지하는 터치센서 회로를 은이나 구리와 같은 금속으로 투명하게 구성한 메탈메쉬는 모아레(화면 떨림) 현상 등 품질 문제만 개선되면 빠르게 시장을 확대해 나갈 것으로 보인다.
이와 함께 높은 투명성과 신축성으로 인해 플렉서블 디스플레이 투명 전극과 터치 소재로 사용될 수 있는 그래핀, 스스로 빛을 내는 수 나노미터 크기의 반도체 결정으로 발광다이오드(LED)나 유기발광다이오드(OLED) 대비 물리적ㆍ화학적 특성이 우수해 차세대 디스플레이 대체 소재로 각광받는 퀀텀닷에 대한 연구도 속도를 낼 전망이다.
◇3D프린터 도입 얼마나 확산될까=지난해 이슈메이커로 등장한 3D프린터는 올해 본격적인 대중화를 맞으며 산업ㆍ의료ㆍ항공우주 등 다양한 산업의 판도를 변화시키는 새로운 성장동력으로 부각될 전망이다. 3D프린터는 금속이나 플라스틱, 세라믹 소재를 활용해 고가의 공작기계 없이도 각종 산업에 사용되는 부품이나 재료를 만들 수 있는 기기다. 비행기 엔진이나 우주 정거장에 사용되는 주요 부품을 제작하거나 발전기용 터빈 부품 생산도 가능하다. 또 임플란트용 치아나 간, 심장 등 인체조직도 제작할 수 있는 등 발전가능성도 무궁무진하다. 최근 미국에서는 빵이나 햄버거, 피자 등을 만들 수 있는 3D 프린터가 개발되기도 했다. 이러한 다양한 활용성과 함께 가격도 기존 3000만원 이상에서 200만원으로 10분의 1 이하로 떨어져 중소기업에서도 시제품 제작 용도로 활용하는 사례가 늘고 있다.
시장조사업체 가트너에 따르면 지난해 보급형 3D프린터 출하량은 전년대비 49% 증가한 데 이어 올해는 지난해에 비해 75% 늘어나는 등 성장세를 지속할 전망이다. 3D프린팅 컨설팅사 홀리어소시에이츠는 지난 2011년 22억달러 규모였던 3D프린터 시장 규모가 오는 2021년에는 108억달러로 성장할 것으로 전망하고 있다.
3D프린터 하드웨어(HW) 관련 기술은 미국ㆍ일본ㆍ유럽 등이 주도하고 있다. 국내에서는 신도리코가 유일하게 3D프린터를 선보였지만 이는 미국의 3D시스템스가 개발한 것을 유통하는 수준이다. 이에 따라 HW가 아닌 3D프린터를 제어하고 응용할 수 있는 소프트웨어(SW)를 집중적으로 육성해야 한다는 목소리가 나오고 있다.
◇친환경 소재, 산업경쟁력 강화= 친환경 경량화 소재가 부각되면서 엔지니어링플라스틱(EP)을 구성하는 신소재도 주목받을 전망이다. EP는 철보다 가볍고 더 강하게 만들 수 있는 만큼 자동차 등 경량화 흐름과 함께 수요가 빠르게 늘어날 전망이다. 국내에서는 폴리베닐렌설파이드(PPS)와 폴리케톤, 탄소섬유 등이 EP 소재로 주목받고 있다. PPS는 벤젠에 염소 등을 화학 반응시켜 만드는 플라스틱 소재로 섭씨 260도에도 변형되지 않고 내약품성과 기계적 특성, 전기적 특성 등이 뛰어나 자동차 엔진, 전장부품, 전기전자 관련 커넥터 등에 다양하게 쓰일 수 있다. 국내에서는 도레이첨단소재와 SK케미칼 등이 뛰어들었다. SK케미칼은 염소 대신 다른 촉매제를 활용해 친환경성도 강화했다. PPS뿐만 아니라 효성이 지난해 자체기술로 만들어 낸 폴리케톤 역시 주목받는 신소재 중 하나로 꼽힌다. 일산화탄소와 올레핀(에틸렌ㆍ프로필렌) 등을 통해 만드는 이 소재는 나일론 대비 충격강도가 2.3배, 내화학성이 30% 이상 우수한 것이 특징이다.
철강ㆍ조선업계에서는 기후변화와 환경규제로 인해 친환경 기술이 부각될 것으로 보인다. 철강업계에서는 포스코가 용광로를 대체할 수 있는 친환경 제철공법으로 개발한 파이넥스(FINEX)가 주목된다. 파이넥스는 포스코가 지난 1992년부터 포항산업과학연구원 및 오스트리아 철강설비기업인 푀스트알피네(Voestalpine)사와 공동으로 개발한 신제선 기술이다. 10여 년의 연구개발(R&D) 끝에 2003년 6월 연산 60만 톤 규모의 데모플랜트를 성공적으로 가동했다. 지난 2011년 6월 포항에 전 세계 최초로 착공한 연산 200만 톤 규모의 파이넥스는 내년 초 준공될 예정이다. 파이넥스는 투자비와 원료 가공비를 저감하고 오염물질 발생을 획기적으로 줄이는 혁신 제철기술로 고로 공법을 대체할 수 있는 차세대 제철 법으로 평가받고 있어 내년부터 활용도가 높아질 전망이다.
조선업계에서는 현대중공업의 선박평형수처리장치 `하이밸러스트(HiBallast)'와 대우조선해양의 고압 천연가스 연료공급 장치(LNG-FGS)가 눈길을 끈다. 선박평형수는 선박이 운항할 때 무게 중심을 잡기 위해 탱크에 채우는 바닷물로 하이밸러스트는 바닷물 속 생물들을 전기분해 방식으로 살균해 해양 생태계 교란을 막는 장치다. LNG-FGS는 세계적인 선박 엔진업체 만디젤사가 개발한 가스분사식 엔진과 함께 장착돼 연료 효율은 높이면서도 오염물질 배출은 크게 줄인 장치로 평가받고 있다.
이홍석ㆍ박정일ㆍ정유진ㆍ서영진기자 redstone@
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