‘11년도 선도제품기술개발사업 후보과제 세부 기획서

과제명 : 모바일기기용 감성인터페이스 멀티레벨 입력 햅틱-펜 개발

1. 개요

가. 개념 및 정의

o 본 과제는 터치디스플레이를 적용한 모바일기기(휴대폰, 스마트폰, 스마트패드 등)에 사용되는 멀티레벨 헵틱-펜을 개발하는 내용으로, 손바닥 등 노이즈 입력 신호는 제거 되고, 사용자의 다양한 감각으로 입력되는 펜 입력신호(강도, Drag Speed, 위치 등)를 인식하는 멀티레벨 입력기술이 구현되어야 함

그림 . 멀티레벨 입력을 구현할 수 있는 햅틱-펜

o 또한, 모바일기기에 쓰이는 필름위에 회로패턴을 설계한 후 투명전극을 구현하여 멀티터치 및 멀티레벨 입력을 위한 투명 터치스크린을 개발하여 손가락에 의한 멀티터치기능과 함께 햅틱-펜을 이용한 멀티모달 및 감성인터페이스를 제공하도록 함

그림 . 멀티터치 및 멀티레벨 입력이 가능한 패턴형태 예시

나. 과제 제안배경

o 최근 통신망의 발전과 양방향 정보전송 등 디지털 기기와 인간의 인터페이스가 무엇보다도 중요한 문제로 대두되었고, 관계에 대한 개선은 필수적인 과제가 되어 여러 산업분야에서도 연구개발이 지속되고 있음

o 또한, 다양한 기능과 편의성을 요구하는 소비자의 요구에 따라 디지털 제품은 점점 소형화, 슬림화되고 있지만, 제품의 기능은 복잡해져서 기존의 키보드, 마우스의 터치패드와 같은 입출력 방식의 형태로는 변화의 흐름에 부응할 수가 없음

o 터치스크린 방식은 최초 군사용으로 개발되었으나, 2000년경 키오스크 등 터치모니터 형태로 민간에 보급되었으며, 2005년 이후 내비게이션의 붐과 더불어 소형 단말기에 적용되어 다기능 멀티 플레이어와 같은 모바일기기의 주요 입력 인터페이스 장치로 역할을 하기 시작함

o 터치스크린 방식은 물리적인 형태의 조작행위가 아닌 디스플레이 위주의 상호       작용을 유도하는 장치로서 視 지각에 편중된 인터페이스 개념으로 시각적 인지를 돕기 위해 사운드나 단순 진동 피드백을 주로 이용했었음

o 하지만, 최근에는 터치 입력에 따라 27가지의 촉각을 제공하는 Force Feedback, 시각장애인이 터치스크린으로 점자를 읽을 수 있는 압전소자 방식의 터치센서기술, 인간의 모션 검출을 통해 입력하는 애플의 새로운 인터페이스 방식이 개발되는 등 직관적이면서 인간의 감각기관을 만족시켜주는 형태의 입력 인터페이스 기술로 발전하고 있음

o 앞으로 터치기술의 발전 형태는 기존의 1차원 방식의 물리적이며 하드웨어적인 인터페이스로부터 소프트웨어적인 인터페이스로 변화하고 이에 따른 다양한 시도들이 이루어질 것으로 예상됨

o 개인을 위한 인터페이스에서 다수를 위한 인터페이스가 발전되는 추세이며, 앞으로 고령자 인구의 증가와 평생교육 정책이 강조되면서 정보화 사회로부터 고립되지 않게 고령자의 정보 이용률을 증가시키고 서비스를 쉽게 사용하게 하기 위해서는 학습 없이 작동 가능하고 간편한 인터페이스가 필요할 것임. 또한, 직관적․혁신적 인터페이스를 채택한 제품이 시장에서 성공하고 있으며, 특히 아날로그적 감성을 지닌 실감형 인터페이스가 각광받을 전망임

다. 지원 필요성

□ 정부지원 필요성

o (지식경제부 기술로드맵과의 연관성) IT R&D 발전전략(‘10.9) 및 IT STRM(전략기술로드맵, '09.12)의 차세대 이동통신의 융합부품 중점 연구분야인 「개방형 사용자 인터페이스 융합 부품 기술」의 세부기술인 융복합 단말용 「터치/촉각 센서 및 스크린 기술 개발」에 해당

그림 .  IT R&D 발전전략(‘10.9) 로드맵

o (글로벌 트랜드에 적극대응 필요) 글로벌 환경에서 제품의 복잡성 증가, 소비자의 요구변화, 센서, 소프트웨어 등 관련기술의 진보로 인체의 오감을 활용한 인터페이스를 제공하는 사용자 친화적 플랫폼 개발이 활발하게 진행 되고 있음

- 특히 선도기업인 Nokia, Apple은 오감인지 인터페이스 제공을 위한 기술 개발에 총력을 기울이고 있어 융․복합 부품 산업에서의 글로벌 시장 선점 및 경쟁 우위 유지를 위해 신개념의 모바일기기용 감성인터페이스가 가능한 멀티레벨 입력 햅틱-펜 기술의 개발이 필요함

o (기술격차 해소) 전도성 필름 소재와 햅틱 액츄에이터의 구동을 위한 패턴설계, 공정기술 부분은 선진국 기술과의 기술격차는 약 3년 미만이며, 향후 2년 이내에 국내기술 확보가 가능하므로 해당 기술의 선점 시 국내 산업에 큰 이바지가 기대되며,

- 햅틱 액츄에이터 구동 제어기술은 진동의 국부전달 및 증폭을 통한 다양한 느    낌을 구현하기 위한 핵심기술로 아직 초기 기술개발 단계이지만 촉각을 통한      감성전달형 휴대산업의 기술자립과 대외 경쟁력제고가 예상됨.

o (향후 시장확장에 대응) 스마트폰, 스마트패드 등 차세대 모바일단말 뿐만 아니라, 휴대용 게임기, 개인용 멀티미디어 기기 등 향후 많은 응용제품들에 적용되어 사용자의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것으로 보여 정부의 지원을 통해 기술 자립 및 원천 기술의 확보, 관련 산업으로 확대 되는 파급력을 제공해야 할 것임

<전략과의 연계에 따른 국가 지원 필요성>

낮음	보통	높음	매우 높음

2. 후보과제 분석

가. 기술성 분석

□ 기술적 동향

(1) 멀티레벨 및 멀티터치 입력기술

o 그래픽용 태블릿 모니터 및 터치패드 제품으로 유명한 일본 와콤(WACOM)사        는 정전용량 및 자기유도 방식의 터치센서를 결합하여 멀티터치 센서 기능을        탑재한 ‘BamBoo' 패드를 출시하여 판매 중임. 태블릿형의 패드 위에 두 개의      손가락을 상․하․좌․우로 움직이거나 '오므렸다․폈다'를 하면 그에 따라 컴퓨터        화면상의 해당 이미지나 프로그램이 움직이게 됨. 동시에 스타일러스 전자         펜도 사용할 수가 있어 글자 입력 및 그림 그리기도 가능함

o 하지만, 아직 모바일 단말에 적용될 수 있는 부품기술로는 개발되어 있지 않으며 PC용 입력기기로 출시되고 있음

그림 .  일본 와콤사의 태블릿 패드 'BamBoo'

o 일본 와콤(WACOM)사는 자사의 모든 태블릿 모니터, 패드 제품에 자사가 독자적으로 개발한 자기유도 방식의 터치 센서 기능을 채택하였는데 그 구조는 단말기 액정 패널의 표면에 손가락을 이용한 정전용량 방식의 터치패널과 이 터치패널의 내부면에 전자유도 방식의 센서 필름이 둘러 싸여 이것을 순서대로 스캔하게 됨

- 즉, ITO 필름을 이용한 투영형 정전용량 방식의 터치 센서와 자기유도 기전력을 이용한 무 건전지의 스타일러스 전자 펜 기능을 적용하여 지난 수년간 동 기술 분야의 일인자로서 독과점을 유지해 오고 있던 상황임. 최근에는 전자기공명(EMR) 기술을 개발하여 신제품인 터치패드 ‘Intuos 4'에 적용하여 출시 및 판매중임

- 전자기공명(EMR) 기술은 해상도가 5,080 lpi(Line per Inch), 2,048레벨인 압력감지 센서를 탑재하여 화면상의 글자와 선의 형태가 매우 미려하고 부드러운 질감의 표현이 가능함

o 마이크로소프트(MS)사에서 만든 prototype의 Manual Deskterity는 40인치 크기의 테이블 화면상에서 uni-modal pen, uni-modal touch, multi-modal+touch inputs 방식의 3차원 동작을 할 수 있는 멀티 터치스크린 기능을 구현하여 이미지의 Drag & Scroll, Forward & Back, Rotate, Flick, Zoom In/Out 등의 각종 멀티터치기능 뿐만 아니라 필체 입력, 드로잉(줄긋기, 마킹, 형광펜), 이미지를 자르고 붙이기 등의 기능을 수행함

그림 .  MS사의 Manual Deskterity 동작 상황

o Manual Deskterity는 기존의 Microsoft Surface의 테이블 화면에 정전압 방식의 터치스크린을 부착시키고 테이블 내부에서 동작하는 적외선 터치 센서와 함께 동작시킴으로써 3 포인트 터치에서부터 2 포인트 입력 후 1 포인트를 입력하는 동작 방법을 구현한 것임

o Apple사에 출시한 iPhone은 정전용량 방식의 멀티터치 기술을 사용하고 있으며, 단말기의 화면상에서 2개의 손가락으로 화면의 내용을 Drar&Scroll, Forward, Rotate, Flick, Zoom In/Out 하는 여러 가지의 멀티 터치 기능을 특허 출원함

- Apple사는 iPhone에 이러한 특허기술의 멀티터치 기능을 구현하기 위해 규격 부품을 사용하는 대신에 자체 터치스크린 ASIC를 개발하여 제품의 경쟁력을 높이고 있음

o BlackBerry로 유명한 캐나다 RIM(Research In Motion)사는 저항막과 정전용량의 터치스크린을 합친 하이브리드 터치스크린 기술에 대한 특허를 출원하였음

- 저항막과 정전용량 방식의 장점을 모두 갖고 있을 뿐만 아니라 멀티 터치 기능도 지원하는 것으로 기존 터치스크린 기기들의 단점을 개선할 수 있음

그림 . RIM사의 감압식/정전식 하이브리드 터치스크린 특허의 대표 도면

(2) Haptic Actuator 구동제어 기술

o 촉각감응기술 ‘햅틱’으로 유명한 이머전(IMMERSION)사의 진동 특허는 현재 전 세계 IT업계에서 가장 인기가 높으며, 강약 및 터치스크린에서 전해지는 진동이 모두 이머전(IMMERSION)사의 특허임

그림 . 햅틱 및 Feedback 기술의 변천 추이

o 터치 센서를 통한 터치 위치의 x, y 좌표값을 인식하여 단말기 4면의 테두리 부분에 압전 세라믹 소재를 부착하여 진동 프레임을 통해 터치스크린에 그 진동을 전달함으로써 이용자의 손가락에서 촉감을 느끼게 하는 방법이 최근 개발 중에 있으나 단말기 전체 또는 디스플레이 모듈 전체 표면에 그 진동이 전달되는 경우이기 때문에 터치 부위에만 진동이나 촉감을 느끼게 하는 정도는 아님

□ 후보과제 기술 분석

(1) 기술적 중요도

o 최근 컴퓨터 공학 기술의 발전으로 컴퓨터 사용자 인터페이스는 단순 문자, 소리, 영상의 시청각 인터페이스에서 점차 인간의 오감을 자극하는 실감형 정보를 제공하기 위한 3차원 인터페이스와 멀티모달 기반의 사용자 친화형 휴먼 인터페이스 기술로 진화하고 있음

o 이러한 휴먼 인터페이스 기술 중 인간의 촉감을 활용하는 촉각 인터페이스 기술은 1990년대에 역감 구현 연구를 중심으로 시작되어 아직 전 세계적으로 초기 단계 수준에 있으나, 세계적인 경제전문지 포브스에서 향후 인류의 미래 삶을 바꿀 10가지 기술 중 하나로 촉각 인터페이스 기술을 선정한 것처럼, 촉감이라는 새로운 미디어의 창출과 사용자 인터페이스의 실감화에 매우 중요한 역할을 할 수 있는 기술임

o 이러한 추세에 부응하여, 촉각용 스마트 햅틱 인터페이스 장치 산업을 통해 진동촉감 제시 장치, 햅틱 모델링 및 랜더링 기술, 질감 모델링과 통합 질감 제시장치, 역-촉감이 융합된 휴대형 하이브리드 햅틱 인터페이스 장치 등 촉각 인터페이스 분야의 핵심 요소 기술을 개발하는 데 많은 노력을 하고 있음

o 현재 사용자의 손가락을 이용하여 멀티터치입력을 구현하는 기술은 이미 여러 회사마다 특허로 등록이 되어 공개되어 있는 기술이며, ITO(Indium Tin Oxide) 필름을 적용한 정전용량 방식의 터치스크린이 모두 사용되고 있음

o 이외에도 투명 전도성 필름 또는 CNT 전도성 필름을 활용하여 정전용량 방식의 멀티 터치 기능을 구현하고, 고압전 상수를 가진 고분자 압전 재료를 압전 필름으로 제조하여 압전필름에 인가되는 전압의 세기에 따라 진동을 형성하는 기술, 전도성 필름을 이용하는 멀티터치용 햅틱 모듈과 유도 자기장을 구동회로의 기전력으로 활용하는 햅틱 터치펜 기술에 대한 연구도 진행되고 있음

(2) 기술적 시급성

o 멀티터치 입력기술에 대한 다양한 방식의 제품개발과 연구가 진행되고 있지만, 스마트폰 및 스마트패드 등 차세대 모바일단말에 적용되는 방식은 아직 한정되어 있으며, 애플의 정전용량 방식의 멀티터치 기술과 RIM의 저항막과 정전용량의 터치스크린을 합친 하이브리드 터치스크린 기술이 대표적임

o 멀티레벨이 가능한 멀티터치 입력기술은 와콤社의 자기유도 방식이 대표적인 사례이나, 아직 모바일 단말에 적용될 수 있는 부품기술로는 개발되어 있지 않으며, 다양한 방식으로 사용자 감성입력을 지원할 수 있는 멀티레벨이 가능한 멀티터치 입력기술이 모바일 기기에 구현된다면 차별화 된 단말제조 경쟁력 확보 및 다양한 어플리케이션 출시 등으로 글로벌 경쟁력을 선점할 수 있을 것으로 기대됨

- 소니, 애플, 노키아 등 글로벌 선도기업들은 모바일단말 등 휴대장치에서 감성 햅틱을 제공하기 위한 액츄에이터의 개념 특허 및 기술을 확보하기 위한 개발을 진행 중

o 또한, 전도성 필름 소재 및 액츄에이터 제조 설계/공정 기술은 일본과의 기술격차가     크지 않은 분야이므로, 향후 2년 이내에 국내 자체 기술 확보 가능하고, 현재는 햅틱 액츄에이터 시장의 개화기로 해당 기술의 선점 시 원천기술 확보를 통한 시장 독점을 꾀할 수 있음.

o 기술 선진국 및 우리나라의 개발동향을 고려해 보면 모바일 기기에 적용되는 사용자 감성인터페이스가 가능한 멀티레벨 및 멀티터치 햅틱 관련 기술 개발이 시급한 시점임

(3) 기술적 파급효과

o 다양한 방식으로 사용자 감성입력을 지원할 수 있는 멀티레벨이 가능한 멀티터치입력기술이 모바일 기기에 구현된다면 차별화 된 단말제조 경쟁력 확보 및 다양한 어플리케이션 출시 등으로 글로벌 경쟁력을 선점할 수 있을 것으로 기대됨

o 스마트폰, 스마트패드 등 차세대 모바일단말에 적용되는 감성 햅틱 장치에 대한 시장 창출 뿐만 아니라 감성 햅틱의 응용산업인 자동차, IT, BT, 정밀제어, 반도체 산업 및 휴대용 게임기, 개인용 멀티미디어 기기 등 향후 많은 응용제품들에 적용되어 사용자의 편의성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대됨

그림 .  다양한 응용분야

(4) 기술 성숙정도(TRL)

o 전도성 필름 소재 및 햅틱 설계/공정기술은 꾸준히 발전하여 현재 성숙기에 도달하였으나, 응용분야의 확대 및 새로운 환경변화에 따른 신규기술의 출현에 의해 시장규모는 꾸준히 증가하고 있음.

o 휴대용기기의 사용 환경이나 휴대기기의 그래픽 상황에 맞는 특허가 집중적으로 출원되고 있는 실정으로 표준화된 Spec.이나 Reference 제품이 시장에 나오지 않았으나 11년 현재 시점에서 좀 더 완성도 있는 제품이 시장에 선보일 것으로 예상됨

o 입력되는 압력에 대한 증폭 및 속도차이에 의한 레벨인식 등 안정적이고 현실감 있는 멀티레벨 구현 및 햅틱 자극에 대한 문제가 해결되지 않아 아직 초기 연구단계로 파악됨

(5) 융합성

o 본 과제에서 진행하는 제품의 기술은 멀티레벨 입력기술을 구현하기 위한 Haptic Actuator 및 정전용량, 자기유도 등의 다양한 방식에 대한 패턴설계/공정기술 그리고 Haptic Actuator 구동제어 기술이 접목됨

o 감성 햅틱 기술이 적용된 차세대 모바일기기에 사용되는 멀티레벨 입력기술과 햅틱기술은 다양한 서비스가 융합된 신산업 분야의 창출이 가능할 것으로 보이며 감성형 컨텐츠 공급과 새로운 수요 창출로 이어질 것으로 전망됨

<기술성 분석에 따른 판단>

기술적 중요도
낮음	보통	높음	매우 높음

※ 상위기술이 적절한 기능을 수행하게 하는데 있어 이 기술의 중요한 정도

기술적 파급효과
낮음	보통	높음	매우 높음

※ 이 기술이 다수의 타 요소기술의 개발에 미치는 영향력

기술성숙도
도입기	성장기	성숙기	쇠퇴기

※ 주요 기술개발의 성숙정도

TRL 단계
2단계	3단계	4단계	5단계	6단계	7단계

※ TRL 단계

융합성
관련없음	1단계	2단계	3단계

□ 후보과제 기술수준 분석

(1) 특허관점에서의 기술수준

o 미국 내 등록한 특허출원건수에서 높은 수치를 보이고 있고 Immersion사(미국)가 214건으로 최대를 보이고 있는 반면에 한국은 미국 내 특허가 10건 미만임을 알 수 있음. 또한 한국 내에서의 특허 역시 미국 회사인 Immersion사가 단독으로 12건을 차지하고 있는데 반해 한국기업 및 연구소 등에서는 총 9건의 특허를 등록한 것으로 조사되어 한국의 감성 햅틱에 대한 기술 수준은 낮은 것으로 판단됨.

순위	한국		미국		일본		유럽
	출원인	건수	특허권자	건수	출원인	건수	출원인	건수
1	Immersion(미국)	12	Immersion(미국)	214	Sony(일본)	16	Immersion(미국)	27
2	Motorola(미국)	6	Microsoft(미국)	46	Alps Electric(일본)	5	Alps Electric(일본)	26
3	엘지전자(한국)	5	Alps Electric(일본)	26	Immersion(미국)	4	Research In Motion(캐나다)	7
4	Philips Electronics (네덜란드)	4	IBM(미국)	25	CANON(일본)	4	Philips Electronics (네덜란드)	4
5	Research In Motion(캐나다)	4	Nokia(핀란드)	19	Philips Electronics (네덜란드)	4	Microsoft(미국)	3
6	한국과학기술원 (한국)	4	SensAble Technologies (미국)	14	NEC(일본)	3	Sony Ericsson Mobile Communications (스웨덴)	3

o 또한 본 과제와 연관성이 가장 높은 종래의 공지 기술들을 위주로 추출하여, 각각의 내용과 유사성 및 차이점을 비교 분석하여 본 평가대상기술의 특허 등록에 영향을 줄 수 있는지를 판단하고, 저촉 여부에 대해 판단하도록 한 결과, 선행기술 선정에는 기술이 달성하고자 하는 목적과 효과는 물론, 이를 달성하기 위한 구성상의 특징과는 다른 형태의 방식임

(2) 후보과제 기술수준 판단

o 현재 사용자의 손가락을 이용하여 멀티 터치스크린을 구현하는 기술들은 이미 여러 회사마다의 특허로 등록이 되어 공개되어 있는 기술이며, ITO(Indium Tin     Oxide) 필름을 적용한 정전용량 방식의 터치스크린이 모두 사용되고 있음

o 이외에, 투명 전도성 필름 또는 CNT 전도성 필름을 활용하여 정전용량 방식의 멀티 터치스크린 기능을 구현하고, 고압전 상수를 가진 고분자 압전 재료를 압전 필름으로 제조하여 압전필름에 인가되는 전압의 세기에 따라 진동을 형성하여 햅틱 소재로써 사용되는 기술이 개발되고 있음

< 기술수준 및 격차 >

관련 기술명	기술 선도국 및 기업/연구소	상대적 수준(%)	기술격차(년)
햅틱 액츄에이터 모듈	미국/Immersion	70	2
감성 펜 기술	일본 / 와콤	80	2

<기술수준 분석에 따른 판단>

상대수준
90%이상	80~90%	70~80%	70%이하

※ 최상위 기술을 100%라고 했을 때 상대적인 기술수준

기술격차
0~1년	1~2년	2~4년	4년 이상

※ 현 수준의 국내 기술 잠재역량을 고려할 때 최상위 기술 수준에 도달하는 데 걸릴 것으로 예상되는 기간

나. 시장성 분석

□ 시장 동향

(1) 시장 개요

o 본 후보과제의 시장성 분석을 위해 세 가지 요소기술로 구분하면 멀티레벨 입력과 표현이 가능한 감성형 햅틱 터치펜 개발, 관련 소재 및 관련 모듈기술이며, 이를 활용한 셋트 제품으로 최종 목표시장은 모바일 기기에 적용되는 터치스크린 시장으로 볼 수 있음

o 터치스크린은 손가락을 접촉하는 것만으로 컴퓨터, 모바일 기기 등을 직관적으로 쉽게 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 장점인 반면, 정확성, 속도, 문자입력 등에서는 기존의 키보드나 마우스와 같은 입력장치가 우수함. 최근에는 기기가 슬림화해지고 한 화면에서 무선인터넷 활용, 동영상, 멀티터치 등 다양한 조작을 간편하게 할 필요성이 높아지면서 터치스크린이 사용자 편의성 차원에서 최적의 UI(User Interface)로 자리잡게 되었음

o 터치스크린 산업의 가치사슬은 크게 터치패널 관련 부품 제조업체, 터치패널 제조업체, 터치스크린 모듈 제조업체로 구성됨. 터치패널 제조업체들은 필름 및 강화유리 등을 조달하여 터치패널을 제작하고, 터치스크린 모듈업체는 터치패널과 컨트롤러 IC, LCD패널을 조립하여 세트업체로 공급함

터치모듈

셋트업체

터치패널

필름소재

LCD패널

컨트롤러IC

o 그 동안 터치스크린 산업은 필름, 컨트롤러 IC, 터치패널 등 다양한 기업들이 참여하고 있고, 기술의 난이도와 중요도에 따라 산업의 주도권이 결정되는 복잡한 가치사슬을 가지고 있었음. 본 후보과제는 관련 제품화 기술의 독립성을 높이고자 하는데 목적을 두고 있으며, 터치스크린 산업의 가치사슬 전반을 포괄하고 있음

(2) 시장 규모 및 성장률 예측

o 휴대폰 사양이 고도화되고 PC수준의 기능이 요구되면서 큰 화면과 간편하고 직관적인 UI구현 방식이 가능한 터치스크린 채택 비중이 상승하고 있음. 특히 아이폰으로 촉발된 스마트폰의 보급 확산에 따른 수요물량 증가와 이에 따른 생산단가 하락으로 인해 일반 휴대폰에서도 적용이 확대되고 있음

o Gartner 자료에 따르면, 터치스크린 응용분야에서 휴대폰이 차지하는 비중은 2008년도 47%, 2009년 51%를 기록하였으며, 2010년에 55%까지 확대된 것으로 추정되고 있어 휴대폰이 터치스크린 시장 확대의 주요 동인이 된 것을 알 수 있음

그림 . 터치스크린 패널 시장현황, Display Bank

o 전 세계 터치패널 시장은 출하량 기준으로 2008년도 1억 8,900만개 정도였으며, 연평균 50%이상의 성장을 거듭하여 2010년에는 약 4억 1,680만개가 출하된 것으로 조사되고 있음

o 금액기준으로는 2008년도에 전년도 대비 40.5%증가한 17억 6,890만 달러, 2009년도에는 38.6%가 증가한 23억 5,160만 달러로 조사되었으며, 2010년에는 전년대비 48.7%가 증가한 36억 4,470만 달러로 추정되고 있음

o 이와 같이 출하량 기준으로는 연평균 50%이상의 높은 성장을 거듭하고 있으나, 금액기준으로는 같은 기간 그보다 다소 낮은 40%대의 성장률을 유지하고 있는데, 이는 부품 및 모듈단가의 하락의 영향인 것으로 분석됨

o 감성형 햅틱기술은 내비게이션, PDA, 휴대폰, 게임기, 키오스크, ATM, POS, 전자칠판 등의 모든 분양에 사용이 가능하며, 특히 휴대가 간편한 PDA, 휴대폰, 게임기 등 수요자의 만족이 큰 퍼포먼스 구현에 비중이 확대되면서 급성장 추세임

o 전체 터치스크린 패널 시장에서 휴대폰이 차지하는 비중은 2010년 62%, 수량 으로는 2억 6천만대 규모로 전망되며, 특히 터치스크린 패널이 장착된 휴대폰에는 햅틱 기술 채용이 일반화 되고 있음

그림 . 터치스크린 패널 시장 및 이슈 분석 (display bank 2010.2)

o 휴대폰 사용자의 통화기능 사용 비중은 20%정도에 불과한 반면, 게임, 디지털 멀티미디어, 카메라, 인터넷 등 ‘보는 기능’의 사용 비중이 60%에 도달하면서 햅틱 UI, 3차원 UI 등 편리한 UI 신기술이 제품의 경쟁력을 강화시키고, 산업계는 UI 주도권 확보를 위한 기술 경쟁이 치열함

o 삼성경제연구소와 산은경제연구소에 따르면 햅틱 액츄에이터 모듈이 사용될 휴대용 정보기기 중에서 휴대폰의 생산량은 2009년 약 12억대 정도 생산되었          으며 이중에서 우리나라 회사(삼성, LG 등) 의 시장점유율은 약 27% 정도로 우리나라가 휴대폰 시장에서 강세를 보이고 있음.

<세계 휴대폰 시장 규모 및 전망 (2009. 01월, 산은경제연구소, 삼성경제연구소)>

구분	2005	2006	2007	2008	2009	2010
출하량 (단위:백만대)	814	1,017	1,152	1,240	1,200	1,230

<세계 휴대폰 제조업체들의 출하량추이>

o 시장조사 업체인 가트너에 따르면 2008년 휴대폰 중 스마트폰의 비율은 약 11.7% 였으며 2010년에는 22%로 두 배 정도로 증가할 것이며, 본 과제가 완료되는 시점인 2012년 말에는 점유율이 과제 시작점인 2010년에 비해 거의 두 배 정도로 증가된 39.9% (전체 생산량은 약 15억대 이상)가 될 것이라고 전망하고 있으며, 원활한 인터랙션 및 몰입감 제공을 위하여 사용될 감성형 햅틱기술 채용이 일반화 될 것으로 예상됨

o 시장조사 업체인 가트너에 따르면 2010년도 터치스크린 휴대기기 판매가 전년대비 두 배 가까이 증가할 것이며, 2013년에는 전 세계 휴대기기의 절반이상이 터치스크린을 장착할 것으로 전망하고 있음 (2010.3 가트너 발표자료 인용)

(단위 : Mil. Unit)

구분		2010	2011	2012	2013	CAGR
감성형 햅틱기기 수출 (세계시장)	휴대폰	257.1	340.9	475.3	546.4	28.6 %
	터치스크린 패널 적용기기 (휴대폰 포함)	416.8	528.4	693.7	797.2	24.1 %

※ 출처 : 디스플레이 뱅크. 터치스크린 패널 시장 및 이슈 분석 2010 .2

(3) 시장구조 및 경쟁현황

<시장구조>

o 터치스크린은 구현방식에 따라 크게 저항막(Resistive) 방식, 정전용량(Capacitive) 방식, 초음파(SAW: Surface Acoustic Wave) 방식, 적외선(IR: Infrared touch) 방식 등으로 나누어지며, 이 가운데 저항막 방식과 정전용량 방식이 대표적으로 이용되고 있음

o 저항막 방식은 가격이 싸고 정확도가 높으며 소형화에 유리해 휴대폰, 게임기 내비게이션 , 등에 많이 채택되어 전체 터치스크린 시장의 2/3이상을 차지하고 있음반면 구조적으로 압력을 감지해야 하는 형태라 견고한 내구성을 기대할 수 없으며, 오래 이용하면 감압 기능이 떨어지는 문제점 발생하고, 가격이 싼 대신 기술적 장벽도 높지 않아 특화 기술을 기대하기 어려움

o 정전용량 방식은 두 손가락을 벌리거나 좁히면서 화면의 지도나 웹페이지를 확대, 축소할 수 있는 ‘멀티터치’의 장점이 부각되면서 최근 휴대폰 등에 많이 채택되고 있어 점차 비중이 확대될 전망임. 특히 투과성이 좋으며 내구성이 강하고, 정밀하고 빠른 응답속도를 가지고 있으며 저전력 등의 장점이 있음. 또한 소프트 터치 구동으로 인해 내구성에 대한 우려가 상대적으로 적고 슬림 필름 등을 채용하기 때문에 슬림화에 유리함. 이러한 기술적 특성으로 향후 시장의 확대는 정전용량 방식 중심으로 확대될 것이란 전망이 우세함

o 현재는 단가가 낮은 저항막 방식의 터치스크린 패널이 전체 시장의 2/3를 차지하고 있지만, 금년부터는 멀티터치의 확산으로 정전용량 방식 위주로 시장이 성장할 전망임. 2010년 정전용량 터치스크린의 수요는 1억2천만 개로 전체 터치스크린 시장의 29%를 차지했으나, 2013년에는 3억1천만 개로 전체 시장의 약 40%를 차지할 전망임.

그림  기술별 터치패널 시장 전망(Display Bank)

<경쟁현황>

o 부가가치가 높은 터치스크린 산업의 핵심 부품 및 소재는 대부분 일본, 미국 기업 등이 독점적으로 공급하는 경우가 많으며, 우리 기업들의 입지가 그리 높지 못하다는 것이 현실임. 터치스크린 산업에서 국내 업체들이 크게 뒤처진 것은 과거 중소기업들이 주로 외주 가공 형태로 시장에 진입하면서 산업이 형성돼 업계 전반이 영세하기 때문인 것으로 볼 수 있음. 기술 개발 및 양산 능력 확대를 위한 대규모 투자가 저조해 핵심이 되는 컨트롤 IC, ITO필름, 강화유리와 같은 부품․소재 산업이 미비한 실정임

o 국내에서는 2000년 초부터 디지텍시스템즈, 한국터치스크린, 에이터치(현, 일진디스플레이) 등 선발 터치스크린 업체가 설립되기 시작해 최근 터치스크린 붐을 타고 기존 터치스크린 관련 업체는 물론 휴대폰 부품 관련 업체 등 다수 업체들이 동 시장에 진입하고 있는 상황임. 그러나 국내 업체들은 대부분 기술 난이도가 낮고 시장진입이 쉬운 조립, 모듈 공정 중심의 저항막 방식 터치패널 업체가 대부분이며 부가가치가 낮은 다운스트림 단계에 집중되어 있음. 특히 초기 설비투자가 50억원 안팎으로 부담이 적어 터치패널 증가로 인해 시장 수요가 급감한 기존 휴대폰 키패드 업체들의 신규 투자가 증가했으나, 일부 업체를 제외한 신생업체 대부분은 아직 수율 저하로 품질 안정화를 이루지 못한 데다 매출처 확보가 어려워 경쟁력을 보유하지 못하고 있음

o ITO필름의 경우 터치패널 원가의 25~40%를 차지하는 주재료로서 소재 원천기술을 확보하고 있는 일본의 Nitto denko, Oike, Toray 등이 거의 독점 공급하고 있는 상황임. 특히 정전용량 방식의 경우 ITO필름 공급업체의 시장점유율을 살펴보면 일본의 Nitto Denko가 80%를, 그 다음으로 Oike 15%, Suzutora가 4%를 차지하고 나머지 1%를 기타 업체들이 차지할 정도로 일본 업체들의 독과점 구조가 강하게 정착되어 있음.

o ITO필름은 광학등급의 기저필름 → 하드코팅 → 기능성코팅 → ITO 코팅을 포함해 제조됨. 국내 SK, 코오롱 등 대기업에서 PET, PES 등 기저필름은 생산 중에 있으나 아직 터치패널에 적용할 수 있는 광학등급의 기저필름 양산은 개발 중에 있음. 국내 산업은 대부분 하드코팅이 된 기저필름을 수입해 ITO 코팅을 하는 형태를 취하고 있으나, 최근 많은 기업들이 사업에 참여해 일본과 기술 격차를 줄이고 있음. 하지만, 휴대폰과 같은 고급필름 시장에는 진입하지 못하고 내비게이션과 같은 저가 필름시장에 주로 진입하고 있는 실정임. 대표적인 국내 ITO필름 공급업체로는 SKC하스를 비롯해 한성산업, 나우테크, 디지텍시스템즈, 맥스필름, 서피스텍, 플라웍스 등이 있음

o 컨트롤러 IC는 미국의 Synaptics, Cypress 등이 독점력을 가지고 있으나 국내 업체인 멜파스 등이 기술 격차를 크게 줄여가고 있음. 최근 터치스크린 붐을 타고 기존 터치스크린 관련 업체들은 물론 휴대폰 부품 관련 업체들, 디스플레이 구동칩 업체 가운데 다수의 업체들이 이 시장에 진입하고 있는 상황이며, 특히 정교한 알고리즘 개발이 가능한 비메모리 반도체(시스템 반도체 또는 팹리스 반도체)업체들의 컨트롤러 IC 시장진입이 활발함.

o 터치스크린 패널의 세계 시장 점유율은 2009년 기준으로 대만이 28.1%로 1위를 확보하고 있고, 그 다음으로 일본(23.0%), 미국(17.5%), 중국(16.1%)의 순이며, 우리나라는 약 5.4%의 점유율을 차지하고 있음

<세계 터치스크린 시장 점유율 (2009년)>

(단위 : %)

국가별	대만	일본	미국	중국	한국	기타
점유율	28.1	23.0	17.5	16.1	5.4	10.0

자료 : 터치스크린 핵심부품소재 국산화 연구회

o 업체별 점유율은 2008년 기준으로 일본의 Nissha가 25.6%로 1위, 대만의 Young Fast가 20.0%로 2위, 대만의 J-touch가 17.7%로 3위를 차지하고 있으며 일본의 ALPS(9.7%)와 PED(5.0%)가 그 뒤를 잇고 있음. 특히 시장의 큰 폭 확대가 예상되고 있는 정전용량 방식 터치스크린 패널의 경우 일본이 전체 시장의 88%를 차지하고, 그 다음으로는 대만, 미국, 한국, 중국 순이나 미국의 경우 원천기술을 바탕으로 순수 유리기술 위주의 대형 터치패널에 집중하고 있어 모바일 기기에 쓰이는 중소형의 경우 일본이 거의 독점하고 있는 실정임.

<국내외 터치스크린 산업분야별 주요 기업현황>

구분	ITO필름	ITO유리	컨트롤 IC	패널/ 모듈	TFT-LCD 패널
국내	SKC하스, 나우테크, 디지텍시스템즈 맥스필름, 서피스텍, 플라웍스		디지텍시스템즈, 멜파스, 켐트로닉스	모린스, 한터치, 에이터치, 이엘케이, 에스맥, 토비스, 디지텍시스템스	삼성전자, LG디스플레이
해외	Nitto-Denko (일본), Oike(일본), Toray(일본), Suzutora(일본)	Asahi Glass (일본), NEC(일본), G-Tech(대만), Corning(미국)	Synaptics(미국), Cypress(미국), Quantum(영국), ALPS(일본)	Nissha (일본), Young Fast(대만), J-Touch(대만), ALPS(일본), PED(일본), Gunze(일본), 3M Touchsystem(미국)	AUO(대만), CMO(대만)

o 터치스크린 패널 산업은 ITO필름, 컨트롤러 IC 등 핵심 부품․소재의 원가 비중이 높고, 우리나라 기업들은 주로 이러한 부품․소재들을 일본, 대만, 미국 등에 의존하면서 모듈로 조립해 세트 메이커들에게 공급해 오고 있음. 따라서 국내 기업들은 원자재 가격 인상이나 모듈 단가 인하 등 외부 변수에 취약하고 지속적인 수익성 유지가 어려웠음

o 이에 따라 최근 국내 업체들은 핵심 부품 및 소재 기술개발을 꾸준히 지속해왔고, 그 결과 현재 수익성 및 성장성을 인정받고 있는 기업들은 이런 노력이 결실을 얻고 있는 기업들로 볼 수 있음. 주로 ITO필름이나 강화유리에서 기술개발성과를 올리는 기업들이 있으며, 독자적인 대체기술을 개발해 원가 절감을 실현하고 있는 기업들도 있음. 디지텍시스템즈와 시노펙스는 강화유리 및 ITO필름의 국산개발에 성공하였고, 멜파스는 ITO필름을 대신하는 기술인 DPW(Direct Patterned Windows)를 개발하여 상용화에 성공하였음. 이밖에 최근 정전용량 방식 터치패널의 성장성이 부각되면서 저항막 방식에서 정전용량 방식으로 확대 및 전환을 성공한 기업들에 대해서도재평가가 이뤄지고 있음.

o 현재 터치스크린 휴대폰에서의 햅틱 기능에 있어 사용자들은 고품질의 감성햅틱을 원하고 있으나 다양한 햅틱 구현 성능과 형태에 한계가 있으며, 햅틱-펜을 이용하여 멀티터치 및 멀티레벨 입력을 통한 다양한 표현이 가능하게 하는 입력기술 개발이 필요함

o 최근, 미국과 일본 등에서는 이러한 요구사항을 만족시키기 위한 신소재 개발을 시작하였으며, 새로운 시장선점을 위한 원천기술을 확보하기 위해 매진하고 있으므로 향후 3년 후에는 제품의 시장경쟁이 치열할 것으로 판단됨.

o 향후 미국, 유럽 등 선진국 시장 및 중국, 인도, 브라질 등 신규 시장 창출을 위해 사용자 중심의 감성인터페이스가 가능한 입력기술개발이 기술 개발을 토대로 한 원천 기술선점이 되어야 시장 진입이 원활할 것으로 파악됨.

(3) 시장 성숙 정도

o 2011년 터치스크린 패널시장은 2009년부터 터치스크린 패널 수요를 이끌고 있는 휴대폰과 새롭게 부상하고 있는 태블릿 PC에 의해 견인될 전망임. 특히 다른 애플리케이션에 비해 휴대폰에서의 터치스크린 채용률이 빠르게 증대하고 있음.

o 시장조사기관 Gartner는 2010년 터치스크린을 채용한 모바일 기기의 판매량이 2009년 1억8430만대에 비해 96.8% 늘어난 3억6270만대에 달할 것에 달할 것으로 전망임. 2011년 세계 휴대폰 시장에서 터치폰의 비중은 40%를 넘어설 것으로 내다 봤으며, 2013년에는 휴대폰, e북, 휴대 멀티미디어 플레이어(PMP) 등 전 세계 모바일 기기 시장의 58%를 터치스크린 기기들이 차지할 것으로 예측됨.

그림  휴대폰 내 터치폰 비중 전망 (Gartner, 대신증권)

o 이러한 전망은 휴대폰 분야에서 터치스크린의 채용률이 높아지고 있는 것은 스마트폰의 출하량이 크게 증가하고 있고, 중저가 피처폰에서도 터치스크린 채용률이 늘어나고 있기 때문임. 스마트폰은 한 화면 안에서 웹브라우징, 동영상 등 다양한 기능을 수행하기 위해 큰 화면이 필요해 터치스크린을 주로 채택하고 있음.

o 2010년 스마트폰의 출하량은 2009년 대비 88.8% 성장할 정도로 고성장세를 시현하고 있으며, 스마트폰의 터치스크린 탑재율도 2010년 56.8%에 이어 2013년에는 79.7%까지 확대될 전망임. 또한 터치스크린이 휴대폰의 트렌드로 자리 잡으면서 피처폰 등 중저가폰에서도 터치스크린의 탑재율이 상승하고 있음. 2009년 피처폰의 터치스크린 탑재율은 12.7%에 불과했지만 2010년에는 25.4%로 증가하고, 2013년에는 47.9%까지 확대될 전망임.

o 2010년부터 본격 출시되기 시작한 태블릿 PC도 터치스크린 확대를 견인할 전망임.  2010년 4월 애플은 아이패드를 출시해 2010년 약 1천5백만대의 판매고를 올린 것으로 추정되며, 애플에 이어 삼성전자가 갤럭시탭을 출시하면서 태블릿 PC시장 확대를 주도하고 있음

<세계 태블릿 PC판매 전망>

구 분	2010년	2011년	2012년	2013년	2014년
판매대수(만대)	1,950	5,478	10,342	15,415	20,800
성장율	-	181%	89%	49%	35%

자료 : Gartner

o 2011년에는 LG전자, MS, 모토로라, HP 등이 새로운 태블릿 PC를 출시하면서 시장이 큰 폭으로 성장할 전망

o 시장조사기관 Gartner도 2010년 세계 태블릿 PC 시장은 약 1,950만대 규모였지만, 2011년에는 전년보다 181% 성장한 5,478만대 규모로 시장이 늘어나는 등 태블릿 PC 시장의 급성장을 예측하고 있음. 태블릿 PC는 일반 휴대폰보다 화면 면적이 4배 이상 크고, 평균 단가는 3배 이상 높으며, 정전용량방식 터치스크린 탑재 비율이 2010년 69%에서 2011년 76%로 늘어날 정도로 채용 비율도 높아 태블릿 PC의 성장은 곧바로 터치스크린 패널 성장으로 이어질 전망

o 터치스크린 패널시장은 2013년까지 연평균 30%이상의 고성장을 보일 것으로 예측됨

<터치스크린 패널 시장전망>

구 분		2010년	2011년	2012년	2013년	CAGR
수 량 (백만개)		416.8	528.4	693.7	797.2	24.0%
금 액 (백만달러)		3,644.7	4,760.6	6,085.6	7,367.8	33.0%
(성장율 %)		(18.7)	(30.6)	(27.8)	(21.1)
	중소형	2,442.9	2,977.1	3,590.7	3,882.5	25.6%
	대형	1,201.8	1,783.5	2,494.9	3,485.3	45.9%

자료 : Display Bank

o 각종 분야에서 터치스크린 패널의 채용이 확대되고 있으며, 정전용량방식을 채택한 터치휴대폰이 시장을 견인할 전망임. 특히 2011년에는 중소형 터치패널을 채용하고 있는 태블릿 PC의 수요가 크게 늘어나면서 태블릿 PC가 휴대폰과 함께 터치스크린 패널시장을 견인하는 쌍두마차가 될 것으로 예측됨

o 금액기준으로 2010년 터치패널 시장은 전년대비 48.7% 성장한 36억 달러 규모로 추정되며, 2011년에는 전년대비 30.6% 성장한 48억 달러, 2013년에는 전년대비 21.1% 성장한 74억 달러 규모로 성장할 전망임. 금액기준으로 터치패널 시장은 2013년까지 연평균 33%씩 성장할 전망임

o 2010년 터치패널 출하량은 전년 대비 약 50% 성장한 4억1천6백만 개로 추정됨. 2011년에는 약 5억2천8백만개의 출하가 예측되고 있으며, 2013년에는 약 8억개의 수요가 나타날 전망임

<세계 시장동향 분석에 따른 판단>

시장규모
세계10억$미만 또는 국내500억 미만	세계10억$이상 또는 국내500억 이상	세계50억$이상 또는 국내2,000억 이상	세계100억$이상 또는 국내5,000억 이상

※ 제품관련 연간 예측 시장규모(매출발생 후 3년 평균, 현재시장이 없는 경우 잠재시장규모 추정)

시장성장률(CAGR)
10% 이하	10% 이상	20% 이상	30% 이상

※ 2010년→2014년간 시장의 연평균 성장률(CAGR)

시장경쟁
경쟁미약	보통	치열	매우치열

※ 향후 3년 후 목표 시장 내 경쟁자수 및 시장진입의 용이성

시장 성숙 단계
도입기	성장기	성숙기	쇠퇴기

※ 향후 3년 후 목표시장의 시장 성숙단계

□ 시장 경쟁력 분석

(1) 사업화 소요기간 및 경제적 수명 예측

o 터치패널 제조기술 중에 저항막 방식은 가격이 싸다는 점으로 전체 터치스크린 시장의 2/3이상을 차지하고 있으나, 내구성 문제와 감지능력의 저하 등의 문제로 인하여 고급제품의 경우 더 이상 채택하기 어려운 기술적 환경에 있음. 정전용량 방식은 두 손가락을 벌리거나 좁히면서 화면의 지도나 웹페이지를 확대, 축소할 수 있는 ‘멀티터치’의 장점이 부각되면서 최근 휴대폰 등에 많이 채택되고 있어 점차 비중이 확대되고 있음. 특히 투과성이 좋으며 내구성이 강하고, 정밀하고 빠른 응답속도를 가지고 있으며 저 전력 등의 장점이 있음. 또한 소프트 터치 구동으로 인해 내구성에 대한 우려가 상대적으로 적고 슬림한 필름 등을 채용하기 때문에 슬림화에 유리함.

o 이러한 기술적 특성으로 향후 시장의 확대는 정전용량 방식 중심으로 이루어 질 것으로 보이며, 기존의 정전용량 방식의 터치패널에 더하여 멀티레벨 입력이 가능한 다양한 방식의 패턴의 개발 및 관련 부품소재의 제품화를 통해 부품 국산화에 기여하며 상당한 가격경쟁력을 확보할 것으로 기대되는 등 기술개발 타당성이 높은 것으로 판단됨

o 과제기간 이내에 미국, 일본 수준의 멀티터치 및 멀티레벨 입력이 가능한 햅틱-펜 기술 및 관련 소재 기술의 확보가 가능할 것으로 판단됨.

o 햅틱 액츄에이터의 경우 과제기간 이내에 일본 및 미국 수준보다 압전효과가 높은 진동 햅틱 액츄에이터를 만들기 위한 기술 확보가 가능할 것으로 사료됨.

o 그러므로 과제 종료 후 1년 동안의 필드 테스트(국내 삼성에서 관심)가 필요할 것으로 예상되므로 사업화 소요기간은 과제 종료 후 1년 이내에 가능할 것으로 판단됨.

o 휴대용기기가 전반적으로 Full touch 방식으로 변화하는 상황에서 감성 햅틱 시장은 기존 엑츄에이터를 능가하는 다른 소재의 개발 없이는 당분간 지속될 것으로 예측됨. 그래서 본 제품의 경제적 수명은 과제 종료 후 5년 이상으로 판단됨.

(2) 예상시장 점유율 및 총매출액 예측

o 예상시장 점유율

(단위 : %)

구분		2010	2011	2012	2013	2014	2015	CAGR
국내	감성형 햅틱을 위한 정전용량 모듈	0	0	0	30	40	50	28%
	감성 햅틱펜	0	0	0	30	40	50
국외	감성형 햅틱을 위한 정전용량 모듈	0	0	0	5	10	15	29%
	감성 햅틱펜	0	0	0	5	10	15

o 본 과제의 기술은 아직 기술 개발이 진행 중인 상태이며, 본 사업에서는 2012년 기술 개발이 완료될 것으로 예상됨.

o 휴대용 정보기기를 위한 본 과제의 기술은 몰입감 및 느낌의 다양성을 전달하기 위한 스마트 폰에 꼭 필요한 기술이며, 현재 스마트폰의 전 세계시장 규모는 연평균 약 10% 이상 성장이 계속 되고 있으며 그래픽 디스플레이 부분에 감성형 햅틱 모듈이 연결된 스마트 디스플레이의 시장 규모는 연평균 약 20% 이상 성장이 계속되고 있음. 또한 본 과제의 햅틱-펜 기술이 시장에 진입하게 되면 현재 사용하고 있는 기존의 햅틱 기술들은 거의 대부분 대체 하게 되며 신규시장을 창출하여 보다 많은 성장이 예상됨.

o 예상시장 총매출액

(단위 : 억원, 억 달러)

구분		2010	2011	2012	2013	2014	2015	CAGR
국내	감성형 햅틱을 위한 정전용량 모듈	0 0	0 0	0 0	3400	4750	5460	28.6 %
	감성 햅틱펜
국외	감성형 햅틱을 위한 정전용량 모듈	0 0	0 0	0 0	52.84	693.7	797.2	24.1%
	감성 햅틱펜

⇒ 국내외 발생 총매출액(시장규모×점유율)을 기재(경제적 수명 고려)

⇒ 할인율 10%를 적용하여 현재가로 변환하여 기재

<시장 경쟁력 분석에 따른 판단>

사업화 소요기간
1년 이내 (기술개발 중 사업화 포함)	2년내	3년내	3년 초과

※ 기술개발 종료 후 해당 제품의 상용화까지 소요기간

기술의 경제적 수명

5년

※ 개발기술로 적용된 제품에 있어서 초과이익이 발생할 수 있는 기간

예상 시장 점유율
세계 1%미만 또는 국내10%미만	세계 1%이상 또는 국내10%이상	세계 3%이상 또는 국내20%이상	세계 5%이상 또는 국내30%이상

※ 제품의 연간 예상 시장점유율(매출발생 후 3년간 평균, 유사 제품군 생산 1,2,3위 기업 평균 또는 업종평균 기준)

예상 총매출액
1,300억원이하	1,300억원이상	6,500억원이상	13,000억원이상

※ 시장규모에서 개발기술이 적용된 최소제품 등의 시장점유율을 곱하여 환산(국내 총생산액과 유사)

Project 투자비용 대비 총매출액율
10 미만	10 이상	50 이상	100 이상

※ (경제적 수명동안 총매출액의 합) / (투입연구비의 합)

※ 총매출액, 투입연구비 등은 연구개발 시작년도(1차년도)부터 할인율(10%)적용하여 산출 및 계산

다. 독창성 분석

(1) 특허동향조사 결과

o 본 과제에서는 대상기술과 관련하여 한국 공개/등록 특허, 미국 공개/등록 특    허, 일본 공개/등록 특허 및 유럽 공개/등록 특허를 분석 대상으로 하였음.

o 특허동향조사를 위해서 각국의 연도별/출원인별 출원 동향 조사를 위한 샘플     을 확보하기 위해 2011년 2월 22일까지 공개된 분석 대상에 대해 <표 1> 및     <표 2>의 검색어 조합식을 적용하여 검색을 진행함.

<표 1> 국가별 사용 DB 및 검색 범위

국가	사용 DB	검색 범위	검색 년도	검색 범위
한국	WIPS	공개/등록특허	～ 2011. 2. 22. (공개일자 기준)	자유 검색, 요약, 청구범위
미국	WIPS	공개/등록특허		자유 검색, 요약, 청구범위
일본	WIPS	공개/등록특허		자유 검색, 요약, 청구범위
유럽	WIPS	공개/등록특허		자유 검색, 요약, 청구범위

<표 2> 평가대상기술에 대한 검색어 조합식

국가	검색식	검색건수(건)
한국	1. (터치* touch* 다중터치* 멀티터치* multi-touch*) and (셀룰로오즈* 전도성* cellulose*) and (압전* piezoelectric* piezo-electric*) and (진동* 햅틱* 촉감* 촉각* 감응* haptic* vibrat*) 2. (터치* touch* 다중터치* 멀티터치* multi-touch*).KEY. and (정전용량* 용량* 캐패시터* 커패시터* capacitor*) and (자기장* 자기유도* 전자기유도* 마그네틱* magnetic* self-induction induced*) 3. (터치펜* 스타일러스* 펜* pen* touch-pen* stylus*) and (공진코일* ((공진* resonance) near2 (코일* coil*))) and (패널* 스크린* 디스플레이* panel* screen* display*)	282건
일본		163건
미국	1. (touch* multi-touch*).KEY. and (haptic* vibrat*) and (cellulose*) and (piezoelectric* piezo-electric*) 2. ((touch* multi-touch*) and (capacitor*) and (magnetic* self-induction induced*)).KEY,CLA. 3. (pen* touch-pen* stylus*).KEY. and ((resonance) near2 (coil*)) and (panel* screen* display*)	198건
유럽		27건
합 계		670건

□ 국가별 출원동향

o 상기 <표 2>의 검색 식을 이용하여 각 국가별로 평가대상기술과 관련된 특허 를 검색한 결과, 국가별 특허 검색건수는 하기와 같음

o 멀티터치용 햅틱 모듈 및 감성형 햅틱 터치펜과 관련하여 국가별 출원동향을 살펴보면, 한국의 출원건수가 총 282건으로 전체의 42.09%를 차지하여 가장 높은 특허점유율을 나타내고 있으며, 그 뒤로 미국과 일본이 각각 198건, 163건의 특허 출원을 하여 29.55%, 24.33%를 차지하고 있음. 유럽은 총 27건을 출원하여 타 국가에 비해 상대적으로 낮은 특허점유율인 4.03%를 차지하고 있음

o 연도별 출원건수의 추이를 살펴보면, 가장 높은 특허점유율을 차지하고 있는 한국의 경우 1988년도에 특허 출원을 시작하였으며, 1988년도 이전까지는 1건 내지 3건 사이에서 등락을 반복하다가 1999년도에 다소 증가함. 2002년 이후로 출원건수가 급격하게 증가해 2003년에 총 46건의 특허가 출원되어 가장 많은 출원이 이루어졌음을 확인할 수 있음. 2003년도에 큰 폭으로 감소하였지만 2005년 이후부터 다시 가파르게 증가하였음. 2008년 이후부터 출원 건수가 하락하고 있는 추세이나, 2009년 이후의 출원 건에 대해서는 출원 후 아직 공개되지 않은 건들이 다소 있을 것으로 사료됨

o 한국 다음으로 높은 특허점유율을 차지한 미국의 경우, 타 국가에 비해 빠른 시기인 1985년도에 특허 출원을 시작하였음. 2000년도까지는 출원건수가 저조 하다가 2000년 이후에 급격한 출원건수의 증가를 보이고 있음. 2006년도에 총 26건을 출원하여 가장 높은 출원건수를 기록하였지만, 2005년 이후부터 현재 까지 출원건수의 급격한 하락세를 이어오고 있음

o 일본의 경우, 2002년도까지는 1건 내지 8건 사이에서 등락을 반복하다가 2002년 이후부터 다소 급격히 증가하였음. 2003년 이후에 큰 폭으로 감소하였지만 다시 증가하여 2009년도에 총 21건의 출원 건수를 기록하였음

o 타 국가에 비해 특허점유율이 가장 저조한 유럽은 전반적으로 출원건수가 적지만 현재까지 고른 특허 출원건수를 보이고 있음. 유럽의 경우, 유럽 출원이 영어로 출원된 경우는 본 검색에 포함되었으나, 독일어, 프랑스어 등 각국의 언어로 출원된 경우에는 본 검색에서 제외됨

o 아래 그림에서 2009년 이후의 출원 건에 대해 미공개건이 존재함에 따라 2009년의 출원 건수에 대한 집계는 정확하지 않다고 예측되며, 유효구간은 2008년까지로 제한함

그림  국가별, 연도별 출원동향

□ 국가별 주요출원인 분석

① 한국, 일본

o 한국의 주요 출원인을 살펴보면, 엘지․필립스 엘시디가 총 39건으로 가장 많은 특허를 출원하였고, 삼성전자, 엘지전자, 디스커비젼 어소우쉬에이츠 및 세이코 엡슨이 그 뒤를 잇고 있음.

그림  한국의 주요 출원인 출원동향

o 일본의 주요 출원인을 살펴보면, SEIKO EPSON과 SHARP가 각각 13건의 특허 출원을 하였으며, WACOM, HITACHI CHEM 및 TOYOBO가 그 뒤를 잇고 있음.

그림 . 일본의 주요 출원인 출원동향

② 미국, 유럽

o 미국의 주요 출원인을 살펴보면, Microsoft가 총 11건으로 가장 많은 특허 출원을 하였으며, 그 뒤로 Toshiba America MRI가 7건의 특허를 출원하였음. 3M Innovative Properties와 Canon은 각각 6건의 특허 출원을 하여 그 뒤를 잇고 있음.

그림  미국의 주요 출원인 출원동향

o 유럽의 주요 출원인들을 살펴보면, CANON, FUJITSU LIMITED, MICROSOFT 및 NTN가 각각 2건씩의 특허 출원을 하였으며, PHILIPS ELECTRON NV는 1건의 특허를 출원함.

그림  유럽의 주요 출원인 출원동향

(2) 지재권 확보 가능성

o 본 과제는 특허 출원을 하지 않은 기술임. 본 과제가 특허로서 갖추어야 할 신규성 및 진보성의 특허 요건을 만족시키는지 여부에 따라 평가대상기술의 지적재산권 확보 가능성을 평가할 수 있음.

o 본 과제의 경우, 발명 내용이 1개의 선행 문헌에 모두 기재되어 있거나, 또는 해당 분야의 전문가(당업자)가 2개 이상의 선행 문헌을 조합하여 그 발명 내용을 쉽게 도출해 낼 수 있다면 본 과제는 특허 요건을 갖추고 있지 못하므로 특허로서 인정받을 수 없음. 따라서 상기한 선행기술조사 결과를 토대로 평가대상기술의 지적재산권 확보 가능성에 대한 의견을 제시하고자 함

o 본 과제와 관련하여 선행기술조사를 한 결과, 평가대상기술의 신규성을 부정할 수 있을 정도로 평가대상기술의 구성 요소를 모두 포함하거나, 평가대상기술의 진보성을 부정할 수 있을 정도로 각각의 구성요소를 모두 포함하고 있는 선행기술들이 검색되지는 않았음

o 그러나 위의 관련 특허와의 비교분석에서 기재한 바와 같이, 평가대상기술을 구성하고 있는 일부 구성요소들에 관한 기술 내용을 포함하고 있는 선행 특허들이 존재하는 것으로 판단됨

o 본 과제는 멀티레벨 입력이 가능한 멀티터치용 햅틱 터치펜 및 관련 소재와 모듈 등을 개발하는 기술이며, 검색된 선행기술 중에서 대상 기술분석 #1[한국공개특허 2010-0139044]은 스타일러스 또는 기타 필기구와 함께 사용하는 패널을 포함하는 터치 감응 디바이스에 관한 것임.

o 이는 스타일러스가 스크린의 표면 위에서 움직일 때 페이퍼 상에서 필기하는 필기구의 감각을 시뮬레이션하기 위한 진동을 스타일러스에 전달하기 위해 스크린을 진동시키는 것을 특징으로 하며, 페이퍼 상에서 움직이는 펜의 드래그를 시뮬레이션 하도록 진동을 주기변조 한다는 점에서는 평가대상기술과 일부 유사함.

o 하지만 멀티레벨 입력을 처리할 수 있는 기술적 내용이 포함되어 있지 않아 평가대상기술과는 다르므로, 평가대상기술의 신규성 및 진보성을 부정할 수 없음. 따라서 평가대상기술은 지적재산권으로서의 확보 가능성이 높은 것으로 사료됨.

o 검색된 선행기술 중 대상 기술분석 #2[미국공개특허 2009-065269]는 위치 검출 장치 및 위치 검출방법에 관한 것으로, 위치 지시기로서의 펜에 전지 등을 설치할 필요 없이 태블릿의 둘레부 코일에 의해 위치 지시기에 필요한 전력을 공급하는 것을 특징으로 함.

o 상기 펜이 코어에 감긴 코일과 코일의 일단이 펜 끝(pen tip)과 결합되고, 자기 유도에 의한 기전력을 이용하여 건전지 없이 펜을 구동시킨다는 점은 본 과제에서 멀티레벨 입력기술로 구현 가능한 방법 중 하나로 유사성을 고려해야 함

o 멀티레벨입력 기술과 관련하여, 와콤社가 원천특허를 보유하고 있는 자기유도방식의 압력레벨인식 방법은 현재 모바일기기를 위한 적용기술이 아니라, PC사용자를 위한 패드제품으로 적용되고 있으며 특허시효 또한 만료된 기술이지만, 관련 제조기술이나 패턴기술, 펜 관련 기술 등이 특허침해의 소지가 있는지 면밀히 검토해야 함

o 본 과제에서 구현하고자 하는 모바일기기에 적용되는 감성 인터페이스가 가능한 멀티레벨 입력 기술은 타 제품에 사용되는 일부 유사기술이 존재하지만, 모바일기기용으로는 현재 개발되거나 출시된 제품이 없다는 점에서 신규성 및 진보성을 부정할 수 없으며, 본 과제는 지적재산권으로서의 확보 가능성이 높은 것으로 사료됨.

<독창성 분석에 따른 판단>

지재권 확보 가능성
개량특허 확보 가능	해외 특허 확보 가능	Cross License 가능 특허확보 가능	세계적으로 독창적, 기본/표준특허 확보 가능

※ 지재권 확보가능한 지재권의 수준

라. 장애요인

o 멀티레벨입력 기술과 관련하여, 와콤社가 원천특허를 보유하고 있는 자기유도방식의 압력레벨인식 방법은 현재 모바일기기를 위한 적용기술이 아니라, PC사용자를 위한 패드제품으로 적용되고 있으며 특허시효 또한 만료된 기술이지만, 관련 제조기술이나 패턴기술, 펜 관련 기술 등이 특허침해의 소지가 있는지 면밀히 검토해야 함

o 또한, 햅틱-펜의 구동전력을 위해 자기장에 의한 무건전지 충전방식을 구현할 경우, [미국공개특허 2009-065269] 기술인 터치스크린 상의 폐회로 패턴에 의해 형성되는 자기장을 펜의 회로를 구동하기 위한 기전력으로 활용, 펜의 구동전원이 생성되는 구현기술과의 유사성을 고려해야 함

마. 기술개발 및 사업화 성공가능성

o 본 평가기술은 최종적으로 멀티레벨 및 멀티터치 입력이 가능한 햅틱 기능을 구현하는 터치 모듈과 터치펜을 개발하는 것으로 개발완료이후 시장경쟁력에 영향을 미치는 요인을 세부적으로 분석함

<평가대상기술의 시장경쟁력 분석>

강점 (Strengths)	강도	약점 (Weaknesses)	강도
- 경쟁제품과 비교하여 기술/기능적 우수성	강	- 순수 국산기술로 소재에 대한 기술신뢰도 미흡	중
- 국내기술의 부품소재 개발을 통한 가격 우수성 (30% 수준)	강	- 양산기술 경험미흡	강
- 기술사업화를 위해 글로벌 기업과 제휴 가능성	중	- 기술의 높은 난이도로 실패가능성 상존	중
- 최종 수요자가 요구하는 기술 트랜드와 일치성	강	- 글로벌 단위 기술수요자 신뢰도 확보까지 시간 소요	중

o 시장경쟁의 강점요인으로는 4가지 정도를 들 수 있는데, 경쟁제품과 비교하여 기능적, 가격 경쟁력을 확보가 가능하고, 기술사업화를 위한 글로벌 기업과 제휴 가능성 등이 있으며, 이들 요인은 시장진입에서 매우 강하게 작용할 것으로 기대됨.

o 반면 약점요인으로는 양산기술의 미확보, 초기 시장으로서 기술수요자 신뢰도 확보시간 소요 등이 있으며, 이들 요인은 현재의 요소기술 확보정도, 기존의 사업화역량을 고려할 경우 극복 가능한 수준으로 평가됨.

o 종합적으로 경쟁력 요인에서 긍정적인 요인이 강한 것으로 분석되어, 시장창출 능력은 매우 높은 것으로 평가됨.

o 터치 패널의 기술트렌드에 맞추어 새로운 차세대 새로운 기술을 제시한다면, 제조공법상 여러 가지 기술적, 경제적 우위성을 확보할 수 있으며, 많은 글로벌 벤더들과 기술사업화 제휴가 가능할 것임.

o 보수적인 관점에서 세계 터치스크린 패널시장에서 국내제품이 차지하는 점유율(2009년 기준 5.4%)의 20%수준인 1.1%를 장기적인 목표 시장점유율로 설정하였음.

o 이는 국내 터치스크린 패널의 소재 및 부품시장에서 아직까지 대부분 해외제품에 의존하고 있고, 국산화 개발을 위한 초기단계인 점을 고려할 경우 국산제품의 20%수준까지는 가능한 수준으로 판단됨

o 본격적인 상용화 시장진출을 3년 이후로 설정할 경우 2014년 초기년도에 세계시장점유율 0.3%를 시작으로 매년 0.2%P씩 상승하여 5년후인 2018년에는 목표 시장점유율인 1.1%를 달성하는 것으로 가정하였다. 이러한 가정 하에 본 기술제품의 매출액을 추정할 경우 다음과 같음

<향후 5년간 추정매출액>

구 분	사업화 기간
	2014년	2015년	2016년	2017년	2018년
세계시장규모 (백만달러)	9,209.8	11,512.2	14,390.2	17,987.8	22,484.7
환율적용 (1$ : 1,100원, 억원)	101,307	126,634	158,293	197,866	247,332
시장점유율 (%)	0.3%	0.5%	0.7%	0.9%	1.1%
추정매출액 (억원)	304	633	1,108	1,781	2,721
(성장율)	( - )	(108.2%)	(75.0%)	(60.7%)	(52.8%)

o 세계 터치스크린 패널시장은 2013년까지 연평균 33%정의 성장이 예상되고 있으며, 이후 사업화기간인 성장률이 다소 둔화되어 연평균 25%씩 증가하는 것으로 가정하였으며, 환율 등을 감안할 경우 세계시장규모는 2014년도 10조 1,307억원을 시작으로 2018년에는 24조 7,332억원으로 성장할 것으로 기대되고 있음

o 이러한 세계시장에서 위의 예상 시장점유율을 적용할 경우 본 기술제품의 추정매출액은 2014년에 304억 원을 시작으로 매년 큰 폭으로 증가하여 2018년에는 2,721억원의 매출액이 기대됨

o 터치패널 제조기술 중에 저항막 방식은 가격이 싸다는 점으로 전체 터치스크린 시장의 2/3이상을 차지하고 있으나, 내구성 문제와 감지능력의 저하 등의 문제로 인하여 고급제품의 경우 더 이상 채택하기 어려운 기술적 환경에 있음. 정전용량 방식은 두 손가락을 벌리거나 좁히면서 화면의 지도나 웹페이지를 확대, 축소할 수 있는 ‘멀티터치’의 장점이 부각되면서 최근 휴대폰 등에 많이 채택되고 있어 점차 비중이 확대되고 있음. 특히 투과성이 좋으며 내구성이 강하고, 정밀하고 빠른 응답속도를 가지고 있으며 저 전력 등의 장점이 있음. 또한 소프트 터치 구동으로 인해 내구성에 대한 우려가 상대적으로 적고 슬림한 필름 등을 채용하기 때문에 슬림화에 유리함.

o 이러한 기술적 특성으로 향후 시장의 확대는 정전용량 방식 중심으로 이루어 질 것으로 보이며, 이러한 시장 및 기술적 트랜드에 발맞추어 멀티터치 및 멀티레벨 입력기술 구현을 위한 다양한 제조공법상 여러 가지 기술적, 경제적 우위성을 제시한다면 이제가지 터치스크린 패널의 소재 및 부품을 대부분 해외제품(95%이상)에 의존함으로써 국내 터치모듈업체가 국제적인 경쟁력을 확보하기 어려운 점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 국내 소재/부품을 활용함으로써 상당한 가격경쟁력을 확보할 것으로 기대되는 등 기술개발 타당성이 높은 것으로 판단됨.

<기술개발 및 사업화 성공가능성에 따른 판단>

기술개발 성공가능성
매우높음	높음	보통	낮음

※ 기술개발의 성공가능성 수준

사업화 성공가능성
매우높음	높음	보통	낮음

※ 사업화의 성공가능성 수준

3. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표 및 내용

o 최종 목표

- 모바일기기용 멀티레벨 입력을 가능하게 하는 감성인터페이스 헵틱-펜 및 관련 기술개발

※ 멀티레벨 입력 기술 : 손바닥 등 노이즈 입력 신호는 제거되고, 펜 입력신호(강도, drag Speed, 위치 등) 만 인식하는 기술

o 주요 기능

- 햅틱-펜용 액츄에이터 및 구동회로 개발

- 펜 압력감지 센서 및 압력레벨 인식 회로 개발

- 펜 압력레벨 및 마우스, 모드전환 데이터의 전송 회로 개발

- 멀티레벨 및 멀티터치 기능을 위한 투명 전극판 개발

- 액츄에이터 구동용 초소형 배터리 또는 충전회로 개발

- 모바일기기용 햅틱-펜 SW플랫폼 및 어플리케이션 개발

- 제품 활용 시, 헵틱-펜으로 응용 가능한 killer UI 기술 개발 (손가락 멀티터치, 펜 기능 및 마우스 기능을 아우르는 UI 사용 방식, 예: click, double click, drag, copy & paste 등)

o 확보기술 내용

- 자체개발 기술

∙햅틱-펜용 액츄에이터 및 구동회로 설계기술

∙펜 압력감지 센서 및 압력레벨 인식 회로 설계기술

∙펜 압력레벨 및 마우스, 모드전환 데이터의 전송 회로 설계기술

∙멀티레벨 및 멀티터치 기능을 위한 패턴형성 및 투명 전극판 개발

∙액츄에이터 구동용 초소형 배터리 및 충전회로 기술

∙햅택 액츄에이터 모듈 구동을 위한 S/W 플랫폼 기술

∙Haptic Pattern Library 기술

∙햅틱 모델을 통한 실시간 햅틱 랜더링 기술과 이차원 그래픽 라이브러리 기술

∙Haptic Effect 변환 및 Generation Tool 저작 기술

∙Auto Haptic Effect(AHE) 생성 엔진 기술

∙햅틱-펜을 이용한 감성인터페이스 킬러 어플리케이션 구현 기술

∙User interface 응용 기술 개발 (다양한 UI 사용 방식 개발)

- 기존기술 활용

∙투명전극 제조 및 센서 기술

∙정전용량 및 자기유도 터치패턴 디자인 및 구동 드라이브 설계 및 구현 기술

∙터치패널을 통한 펜 압력레벨 데이터검출‧센싱(압력분포감지 촉각센서 및 투명기판)

∙펜 압력레벨에 따라 검출된 데이터를 표현하는 그래픽 드로잉 S/W 프로그래밍 기술

□ 연도별 목표 및 내용

< 추진 마일스톤 >

구분	2011년	2012년
연도별 연구목표	햅틱-펜 감성 UX 기반요소기술 개발	감성 UX 요소기술 고도화 및 상용화 제품 개발
연도별 연구내용	⋅투명 전극판 개발 ⋅햅틱-펜용 엑츄에이터 및 구동회로 개발 ⋅펜 압력감지 센서 및 압력레벨 인식 회로 개발 ⋅햅틱 액츄에이터 모듈 구동을 위한 S/W 플랫폼 개발 ⋅Haptic Pattern Library 개발 ⋅햅틱 렌더링을 위한 2차원 그래픽 라이브러리 기술 ⋅Haptic Effect 변환 및 Generation Tool 개발	⋅전원공급 회로 개발 ⋅엑츄에이터 구동용 초소형 배터리 및 충전회로 개발 ⋅햅틱 모델을 통한 실시간 햅틱 렌더링 기술 개발 ⋅Auto Haptic Effect(AHE) 생성 엔진 개발 ⋅햅틱-펜을 이용한 감성인터페이스 킬러 어플리케이션 구현 기술 ⋅UI interface 응용 기술
연도별 주요결과물	⋅투명 전극판 패턴 ⋅햅틱-펜용 엑츄에이터 및 구동회로 ⋅국내/국제특허 출원 2건	⋅전원공급 회로 ⋅엑츄에이터 구동용 초소형 배터리 및 충전회로 ⋅글자입력 인식 알고리즘 ⋅감성 터치 및 안티알리싱 그래픽 효과 표현 프로그램 ⋅UI 사용방식 killer application ⋅국내/국제특허 출원 2건
TRL	4~6단계	7~8단계

□ 기술개발평가항목

제안기술에 대한 평가	평가항목 (주요성능)	단위	세계최고수준	연구개발전 국내수준	개발목표치
	펜 압력감지 레벨	level	512	512	1,024
	입력 해상도	lpi(Line per Inch)	508	508	508
	터치 반응	sec	0.01	0.05	0.01
	멀티 터치	Fingers/points	2 Fingers	2 Fingers	2 Fingers/All points
	바이브레이션 범위	-	전체 바이브레이션	전체 바이브레이션	셀 바이브레이션
	초당 필름(폰) 진동 횟수	회 / sec	10	10	20
	햅틱 펜 진동 증가	mm 당	없음	없음	20% 증가
	구동 매커니즘 프로토타입	%	100	80	100
	필름 두께	mm	0.1	0.2	0.1
	필름 변형온도	℃	120	100	130

o 1차년도(2011년)

연구 목표	햅틱-펜 감성 UX 기반요소기술 개발
연구 내용	투명 전극판 개발 햅틱-펜용 엑츄에이터 및 구동회로 개발 펜 압력감지 센서 및 압력레벨 인식 회로 개발 햅틱 액츄에이터 모듈 구동을 위한 S/W 플랫폼 개발 Haptic Pattern Library 개발 햅틱 렌더링을 위한 2차원 그래픽 라이브러리 기술 Haptic Effect 변환 및 Generation Tool 개발 투명 전극판 패턴 고압전 상수를 갖는 고분자 압전 재료를 이용한 햅틱-펜용 엑츄에이터 및 구동회로
결과물	결과물명	목표수준	목표달성여부 측정방법	비 고 (시험평가 환경/주체 등)
	햅틱-펜용 엑츄에이터 및 구동회로	프로토타입 및 구동회로	설계사양서 및 기술개발평가항목 기준	외부시험평가
	펜 압력감지 센서 및 압력레벨 인식 회로	프로토타입 및 구동회로	설계사양서 및 기술개발평가항목 기준	외부시험평가
	터치반응	0.01sec	규격측정	외부시험평가
	센서 반응시간	5us 이하	규격측정	외부시험평가
	투명 전극판 패턴	패턴특허평가	새로운 패턴개발 인정	특허평가
	Haptic Pattern Library	햅틱 패턴 라이브러리	설계 사양서 및 구동 데모	외부시험평가
	햅틱 렌더링을 위한 2차원 그래픽 라이브러리	2차원 그래픽 라이브러리	시뮬레이션 시제품	시제품 결과
	Haptic Effect 변환 및 Generation Tool	툴 개발	설계 사양서 및 구동 데모	외부시험평가
	필름두께	0.07mm	마이크로 미터	외부시험평가
	필름변형온도	130℃	온도에 따른 유전율 측정	외부시험평가
	평탄도	±2um	4 point 측정후 평균	외부시험평가
연구비 (억원)	정부출연금 7억원, 민간 부감금 1.75억원

o 2차년도(2012년)

연구 목표	감성 UX 요소기술 고도화 및 상용화 제품 개발
연구 내용	전원공급 회로 개발 엑츄에이터 구동용 초소형 배터리 및 충전회로 개발 햅틱 모델을 통한 실시간 햅틱 렌더링 기술 개발 Auto Haptic Effect(AHE) 생성 엔진 개발 햅틱-펜을 이용한 감성인터페이스 킬러 어플리케이션 구현 기술 글자입력 인식 알고리즘 감성 터치 및 안티알리싱 그래픽 효과 표현 프로그램 UI 사용방식 killer application
결과물	결과물명	목표수준	목표달성여부 측정방법	비 고 (시험평가 환경/주체 등)
	바이브레이션 범위	셀 바이브레이션	셀 측정	내부전문가
	초당 필름(폰) 진동 횟수	20회 / sec	진동수 측정	내부전문가
	햅틱 펜 진동 증가	20%/mm 증가	진동율 측정	내부전문가
	멀티 터치	2 Fingers/All points	2 Fingers /All point 측정	내부전문가
	구동 매커니즘	20 % 증가	기존 방식 대비 측정	내부전문가
	펜 압력감지 레벨	1,024 level	level 측정	내부전문가
	태블릿 해상도	508 lpi (Line per Inch)	해상도 측정	내부전문가
	배터리 또는 충전방식 및 전원공급 회로	설계/개발	규격인증(KC, CE 등)	외부시험기관
	실시간 햅틱 렌더링	설계/개발	기능적용 시제품	시제품 결과
	Auto Haptic Effect(AHE) 생성 엔진	설계/개발
	감성인터페이스 킬러 어플리케이션	설계/개발
	글자입력 인식 알고리즘	설계/개발
	감성 터치 및 안티-알리어싱 그래픽 효과 표현 프로그램	설계/개발
	UI 사용방식 killer application	설계/개발
	최종 적용제품	멀티레벨 입력기능이 있는 모바일기기 및 헵틱펜 상용적용 제품		제품
연구비 (억원)	정부출연금 7억원, 민간 부담금 1.75억원

4. 추진체계 및 사유

□ 추진체계

o 주관기관 : 산업체

o 참여기관 : 제한없음(산업체 1개 업체 이상 참여 필수)

□ 추진체계 결정 사유

o 본 과제는 산업체 중심의 2년 내 즉시 상용화를 통해 선도제품을 개발하는 것을 목표로 함

o 하지만, 핵심적용기술에 대한 추가연구가 필요하며, 해외특허 등 장애요인 극복을 위해 참여기관은 제한없이 다양한 컨소시엄 구성을 통한 연구가 가능하도록 함

5. 연구기간 및 연구비

□ 연구기간 :  2011년～2012년(2년간)

□ 연구비

(단위 : 억원)

구분	2011년	2012년	총액
정부	7	7	14
민간	1.75	1.75	3.5
계	8.75	8.75	17.5

* 정부 연구비는 정부출연금(국비)과 지방비를 포함한 금액으로 상기 금액 내에서 지원

* 민간 연구비는 공고 내용의 정부 연구비 지원 비율에 따라 달리할 수 있음

6. 연구개발결과의 활용방안 및 기대효과

□ 연구개발 결과의 활용방안

o 현재 휴대용 장치에 적용된 기존의 햅틱 모듈을 보다 빠르고 정밀한 감성형 제어가 가능하므로 감성형 기반 햅틱 모듈로 대체하는 기술임.

o 본 과제 기술 적용은 전 세계적으로 확대되는 추세이며 대부분의 Major 업체들 이 감성형 햅틱을 개발 중이거나 아이디어 도출 중에 있으므로, 신규 시장 선점에 활용 가능함.

o 본 과제의 기술은 관련부분 뿐만 아니라 연관된 기술분야 즉, 감성형 햅틱을 기반으로 하는 산업 전반 및 이와 관련된 Sensor 및 Actuator 분야에서도 적용 가능하여 연관분야에 활용 가능하며, 휴대폰 뿐만 아니라 향후 Entertainment 분야 등 현실감 있게 사용자와 상호작용할 수 있으므로, 휴대용 기기 등 사용 분야 전체로 폭넓게 응용 가능한 기술임

□ 기대효과

o 기술적 기대효과

- 멀티터치 및 멀티레벨 입력기술 구현을 위한 다양한 제조공법상 여러 가지 기술적, 경제적 우위성을 제시한다면 이제가지 터치스크린 패널의 소재 및 부품을 대부분 해외제품(95%이상)에 의존함으로써 국내 터치모듈업체가 국제적인 경쟁력을 확보하기 어려운 점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 국내 소재/부품을 활용함으로써 상당한 가격경쟁력을 확보할 것으로 기대

- 기존의 정전용량 방식의 터치패널에 더하여 멀티레벨 입력이 가능한 다양한 방식의 패턴의 개발 및 관련 부품소재의 제품화를 통해 부품 국산화에 기여하며 상당한 가격경쟁력을 확보할 것으로 기대

- 기술격차 축소

주요 기술분야	기술 선도국 및 기업/연구소	구분	기술격차(년)	상대적 수준(%)
감성 펜 기술	일본 / 와콤	현재	2	80
		종료연도	0	100
압전 필름 햅틱 기술	미국 / 이머전시	현재	2	70
		종료연도	0	100

o  경제적 기대효과

- 본격적인 상용화 시장진출을 3년 이후로 설정할 경우 2014년 초기년도에 세계시장점유율 0.3%를 시작으로 매년 0.2%P씩 상승하여 5년후인 2018년에는 목표 시장점유율인 1.1%를 달성하는 것으로 가정

- 세계 터치스크린 패널시장은 연평균 25%씩 증가하는 것으로 가정하였으며, 환율 등을 감안할 경우 세계시장규모는 2014년도 10조 1,307억원을 시작으로 2018년에는 24조 7,332억원으로 성장할 것으로 기대되고 있음

- 이러한 세계시장에서 위의 예상 시장점유율을 적용할 경우 본 기술제품의 추정매출액은 2014년에 304억 원을 시작으로 매년 큰 폭으로 증가하여 2018년에는 2,721억원의 매출액이 기대됨

구 분	사업화 기간
	2014년	2015년	2016년	2017년	2018년
세계시장규모 (백만달러)	9,209.8	11,512.2	14,390.2	17,987.8	22,484.7
환율적용 (1$ : 1,100원, 억원)	101,307	126,634	158,293	197,866	247,332
시장점유율 (%)	0.3%	0.5%	0.7%	0.9%	1.1%
추정매출액 (억원)	304	633	1,108	1,781	2,721
(성장율)	( - )	(108.2%)	(75.0%)	(60.7%)	(52.8%)