[디스플레이] QNED, 삼성의 역습

[불스탁™]

 

QNED란?

- 불과 20년 사이 Display 시장은 CRT에서 LCD, 그리고 OLED 등 다양한 신기술이 개발되고 확산되면서 성장했다.

- 현재 중소형 Display 시장은 OLED가 주도하고 있다. OLED는 LCD 대비 구조가 간단해 원가가 저렴하고 Flexible을 구현하면서 스마트폰 주력 Display로 부상했다. 반면 대형 Display 시장은 여전히 LCD가 주도하고 있다. 중소형과 달리 대형 OLED는 제조원가가 비싸고 CAPEX 부담도 크기 때문이다. 대형 OLED는 특성상 전면발광과 자발광 도입이 힘들었고 그 결과 LCD보다 복잡한 구조를 채택할 수밖에 없었다. 

- 최근 대형 Display 시장에서 OLED를 대체하기 위한 차세대 기술이 부상하고 있다. 삼성전자는 고해상도, 고화질 TV를 만들기 위해 QD-OLED 투자에 나섰고, 차세대 기술인 QNED와 QD Display를 연구하고 있다. 중화권 업체는 LG전자가 OLED로 잠식했던 프리미엄 TV 시장을 공략하기 위해서 MiniLED 제품을 출시하고 치세대 MicroLED 기술을 개발하고 있다.

- 당사는 2월 17일 “Mini 그리고 Micro LED, 판도를 바꾸다＂로 Mini&Micro LED를 다뤘고, 이번 레포트를 통해 QNED를 분석한다. 

- QNED는 미세한 LED(Nanorods)가 광원인 구조로 대형 OLED를 대체할 기술이다. OLED는 유기물이 발광하는 구조이기 때문에 수명과 번인 문제가 있지만, LED는 무기물이 발광하는 구조로 수명이 길고 소모 전력이 적다는 장점이 있다. 

- 삼성디스플레이가 주도적으로 QNED를 개발하고 있다. 삼성디스플레이는 4Q20까지 Pilot 라인을 확보할 계획이며 이르면 2021년 대량 양산 투자에 이어 2022년 QNED TV를 공개할 전망이다. QNED 기술 개발 속도에 따라 삼성디스플레이가 진행 중인 QD-OLED 투자도 QNED로 대체될 가능성이 크다. 

- QNED는 궁극적으로 Nanorods Display로 진화될 가능성이 있다. QNED는 Nanorods가 광원 역할에 그쳐서 구조가 복잡하고 원가도 비싸다. 반면 Nanorods Display는 R,G,B Nanorods 전면발광 및 자발광 구조로 중소형 OLED보다 원가와 Display 품질 측면에서 우위인 기술이다. Nanorods는 대형 시장 뿐만 아니라 중장기 중소형 OLED를 대체할 수 있는 기술로 부상할 가능성이 크다.

QNED 제조 공정 및 Value chain

- QNED 구조는 QD-OLED와 유사하다. 크게 1) TFT, 2) Emitting Layer, 3) QD Layer, 4) Color Filter 등으로 세분화할 수 있다. 

- TFT는 Emitting Layer를 컨트롤하는 역할을 한다. LCD는 a-Si를 사용하지만, QNED는 Oxide TFT를 적용한다. Oxide는 a-Si 대비 전자 이동도와 전류 구동력이 높아 고해상도 구현에 적합한 기술이다. Oxide 제조 공정은 증착과 식각 공정 스텝이 늘어나고 산화 공정이 추가된다. PVD와 CVD, Dry Etcher, Furnace 장비 수혜를 예상한다.

- Emitting Layer는 Display 광원을 만드는 역할을 한다. 일 예로, QD-OLED는 OLED가, QNED는 Nanorods가 발광한다.

1) Nanorods는 삼성전자 LED 사업부가 제조한다. 기존 LED는 Mechanical했다면 Nanorods는 Chemical한 공정을 통해 만들어지고 크기를 줄이기 위해 사파이어 기판을 제거하는 스텝이 추가된다. QNED 소재는 Blue 광원이 필요하기 때문에 GaN 소재를 사용한다.

2) Nanorods는 Inkjet으로 증착(OLED는 Evaporator로 증착)하기 때문에 투자 비용이 적고 공정 환경도 유연하다. 반면 Inkjet을 통해 분사된 Nanorods 를 고르게 정렬하는 기술적 난제가 있다. 삼성디스플레이의 경우, 추가 전극을 형성하고 전기장을 통해 Nanorods를 정렬한다. 관련 증착과 식각 공정이 늘어나고 Inkjet과 CVD, PVD, Etcher 장비 수혜가 기대된다. 소재는 효과적인 전극 형성을 위해서 소수성 재료 사용량이 늘어날 가능성이 있다.

3) QD Layer는 색재현성을 개선하는 역할을 한다. QD 물질은 Inkjet 공정을 통해 증착되며 이를 보호하기 위한 보호막 형성도 필요하다. Inkjet과 CVD 장비 소요가 늘어날 전망이다.

4) Color Filter는 하부에서 발생한 빛을 R,G,B로 변환하는 역할을 한다. 기존 LCD 공정과 유사하기 때문에 추가 수혜 업체는 제한적이다. 다만, B/M 소재의 경우 구조 특성상 사용량이 대폭 늘어날 가능성이 있다.

KTB 김양재 

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