IT산업의 성장동력, 디스플레이 소재

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2005-12-26 10:30

대전--(뉴스와이어)--최근 디지털 기술에 기반을 둔 정보화 사회가 도래함에 따라 정보를 시각적으로 인지하게 하는 디스플레이 기술이 크게 발전하고 있으며, 국내 기업들이 PDP, LCD 등 디스플레이 완제품의 선도업체로 떠오르면서 국내 디스플레이 산업은 반도체산업에 이어 제2의 국가 전략산업으로 주목받고 있다. 과거 IT제품 중심의 디스플레이 산업이 점차 디지털생활가전 중심으로 옮아가는 추세이어서 향후 디스플레이 산업의 세계시장은 지속적으로 팽창될 것으로 전망된다.

그러나 국내 디스플레이 산업은, 반도체에서 원가대비 재료비가 20% 미만인 것과는 대조적으로, 재료비가 60% 이상 차지하고 있으며, 핵심소재의 수입의존도가 매우 높은 실정이다. 일례로 2004년 삼성전자는 LCD분야에서 10조원의 매출 중에 재료구입에 5조원의 비용을 지출한 것으로 알려졌고, 최근 주목을 받는 유기EL 분야는 국산화율이 10% 미만으로 수입의존도가 심각한 상황이다.

따라서 국내 디스플레이 산업의 경쟁력 확충 및 유지를 위해서는 디지털 방송이 성숙기에 접어들고 모바일 기기의 소형화 등 업계의 급속한 변화에 대응할 수 있도록 국내 재료기술의 경쟁력을 강화시켜 국산화율을 높이기 위한 노력이 절실히 요구된다.

전체특허동향 = 주요 디스플레이인 TFT-LCD, PDP, FED, OLED, LED, CRT에 대하여, 디스플레이의 핵심부품들에 적용되는 무기화학 소재기술을 대상으로 특허를 분석하였다(한국, 미국, 일본, 유럽에 1984년 1월 1일부터 2004년 12월 31일까지 특허출원된 건을 분석함 ). 분석된 특허는 총 11,540건이며, 이 중 무기화학소재의 조성 및 공정 관련한 특허출원은 총 1,589건이었다. 한국의 출원비중은, 국내 TFT-LCD 및 PDP 산업의 경쟁력에 힘입어 소재기술도 약진한 덕택으로 FED, OLED 분야에 비해서는 강세인 편이다. 그러나 일본 및 미국은 CRT, TFT-LCD 및 PDP 분야에서 지속적인 출원으로 원천기술 및 핵심기술을 확보하고 있다. OLED의 무기재료 기술 관련 출원은 4개국 모두 저조한 상태이다. 그 이유로 OLED 분야는 1980년 이후 연구가 시작되었고 최근에는 유기물 형광체 위주로 연구가 집중되고 있음을 들 수 있다. FED 분야는 TFT-LCD와 PDP 다음으로 출원건이 많은데 CRT의 단점을 개선·보완한 특성이 있어 CRT에 관한 출원이 매우 저조한 것과는 대조적이다.

국가별 특허동향 = 디스플레이 종류별로 적용되는 무기재료에 대한 국가별 특허동향을 살펴보았다.

TFT-LCD
한국 : 43
미국 : 59
일본 : 55
유럽 : 14

PDP
한국 : 82
미국 : 79
일본 : 282
유럽 : 41

FED
한국 : 43
미국 : 157
일본 : 38
유럽 : 65

LED
한국 : 30
미국 : 265
일본 : 77
유럽 : 62

4개국 모두 TFT-LCD 분야에서는 절연물질과 게이트재료 기술의 출원비중이 높고, 국내기업으로 LG Philips LCD, 삼성전자, 테크노세미켐이 주요 출원업체이다. PDP 분야에서는 4개국 모두 PDP상판 기술의 출원이 가장 활발하고, 국내기업으로 LG전자와 삼성SDI가 주요 출원업체이다. FED 분야에서는 전체적으로 전극재료의 개량기술이 활발하게 출원되고 있으며, LED 분야는 일본이 출원점유율 41%로 독보적이고 발광층소재에 관한 출원이 주를 이룬다. OLED 분야에서는 유기형광체의 개발이 활발한 반면 무기재료와 관련된 국가별 특허출원은 10건 이하이고, CRT 형광체 관련 출원건수는 지속적으로 감소하고 있다.

출원업체별 특허동향 = TFT-LCD 무기재료의 경우 Toshiba가 18건 출원(출원율 11%)으로 최다 출원업체이고, 국내 기업으로 LG. Philips LCD 및 삼성전자가 있다. PDP 무기재료의 경우 Matsushita가 58건 출원(출원율 12%)으로 최다 출원업체이고, 국내 기업은 LG전자 및 삼성SDI가 포함되었다. FED 무기재료의 경우 Micron Technology가 48건 출원(출원율 18%)으로 최다 출원업체로 분석되었고, 국내기업은 삼성 SDI, LG전자, 오리온전기 및 한국전자통신연구원이 포함되어 있다.

LED 무기재료의 경우 Nichia가 20건 출원(출원율 6%)으로 최다 출원업체이고, 다음 Toyoda Gosei, Lunileds, Matsushita 및 Toshiba 순으로 나타났다. CRT 형광체 관련 기술의 경우 Toshiba가 29건 출원(출원율 18%)하여 최다 출원업체로 분석되며, 다음 Sony, Hitachi, Nichia, Misubishi, Kasei Iptonix 및 Thomson 등이 있다.

핵심특허분석 = TFT-LCD의 경우 절연층 재료로 높은 열처리 온도와 배선의 재료에 영향을 받지 않는 물질에 대한 특허, 전극(ITO)에서는 균일한 막형성 및 대면적 기판에 적용 가능한 ITO 타겟(target; 기판에 증착시켜 전극으로 형성시키려는 재료물질)을 제조하는 방법에 대한 특허, 게이트 배선에서는 고온의 열처리 온도에서도 견딜 수 있고 저저항을 갖는 합금재질 등에 대한 특허가 있다. PDP의 경우 격벽소재 분야에서 450~750℃의 소성과정 동안 글라스의 치수변화를 방지하기 위하여 다양한 소재 및 구조를 사용한 특허가 출원되어 있고, 금속배선의 황색화와 균일한 도포 문제를 해결하기 위한 유전층 조성물에 대한 특허가 출원되어 있다.

FED의 경우 에미터(emitter; 탄소나노튜브로 된 전자 방출구)로 사용하기 위한 탄소나노튜브(CNT)의 제법에 관한 출원이 활발하고, 형광체는 진공에서도 황이 방출되지 않는 안정된 형태로 제조하기 위하여 표면처리하는 기술과 발광 효율이 우수한 형광체를 제조하는 기술의 특허가 대다수이다. OLED의 경우 전극(음극)소재로 알칼리계열의 금속합금을 버퍼층 또는 전극(음극)으로 사용하는 특허가 출원되어 있으며, LED의 경우 청색 LED와 조합하여 고효율의 백색 LED를 만드는 형광체 관련 특허, CRT 형광체 관련 기술의 경우 녹색 형광체 및 그의 제조에 관한 특허가 다수를 이루었다.

결론 및 대응 = 국내 디스플레이 산업에서 완제품의 경쟁력은 일본의 추격을 따돌리고 선두에 진입한 상태인 반면 디스플레이 소재의 원천기술 및 핵심기술은 해외의존도가 심각한 상황이다. 그러나 완제품 업체와 긴밀한 협력관계로 국내 소재업체들의 비중이 높아지는 추세이고 일본 업체들은 이에 적극 대응하기 위한 전략을 모색 중이다. 이런 상황에서 국내 디스플레이 산업의 국제 경쟁력을 유지 확충하기 위해서는 근간이 되는 소재산업 육성에 박차를 가하여 도약의 계기를 마련할 필요가 있다.

디스플레이에 적용되는 화학소재들은 무기소재를 포함하여 정밀화학·재료 분야의 기술력이 요구되는 것이어서 기술노하우의 축적 없이 장래의 발전을 기대할 수 없다. 그러므로 정부 및 대기업, 중소기업, 그리고 연구기관의 협력인프라를 구축하고 전략적인 계획을 세워 고급인력 양성 및 지속적인 자본투자로 첨단재료 개발에 매진하여야 한다.

특허청 개요
특허청은 특허와 실용 신안, 디자인(의장) 및 상표에 관한 사무와 이에 대한 심사, 심판 사무를 수행하는 산업통상자원부 소속 행정기관이다. 대전에 본부를 두고 있다. 조직은 기획조정관, 산업재산정책국, 정보기획국, 고객협력국, 상표디자인심사국, 기계금속건설심사국, 화학생명공학심사국, 전기전자심사국, 정보통신심사국으로 구성되어 있다. 소속기관으로 특허심판원과 특허청서울사무소, 국제지식재산연수원 등이 있다.

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