"마이크로 LED 디스플레이 수율 가르는 핵심 특허…韓 싹쓸이"

삼성전자의 마이크로 RGB LED 디스플레이/삼성전자

한국이 차세대 디스플레이로 꼽히는 마이크로 발광다이오드(LED) 디스플레이 개발 필수 공정인 '전사 기술' 분야에서 세계 최다 특허를 확보한 것으로 나타났다. 유기발광다이오드(OLED) 뒤를 이을 디스플레이의 수율 성패를 가르는 필수 기술 경쟁에서 국내 기업들이 기술 주도권을 확보하고 있다는 분석이다.

지식재산처는 22일 2004년부터 2023년까지 최근 20년 간 선진 5개 지식재산기관(IP5·한국·미국·중국·유럽연합·일본)에 출원된 마이크로 LED 디스플레이 전사기술 특허를 분석한 결과, 한국이 총 2022건으로 세계 1위를 차지했다고 밝혔다. 중국이 1107건으로 2위, 미국 739건, 일본 295건, 유럽 272건 순으로 집계됐다. 같은 기간 전체 출원 건수는 4813건으로 한국이 42%에 달하는 특허량을 보유하고 있는 것이다.

마이크로 LED 전사기술 국적별 특허 출원 동향표./지식재산처

마이크로 LED 디스플레이는 한 변이 50마이크로미터(㎛) 이하인 적·녹·청색 무기 발광소자를 활용해 OLED와 액정표시장치(LCD)보다 높은 밝기와 내구성, 에너지 효율을 구현할 수 있다. TV와 태블릿은 물론 증강현실(AR)·가상현실(VR) 등 웨어러블 기기까지 적용 가능성이 커 최근 삼성전자를 포함해 세계 각국 전자기업들이 개발에 열을 올리는 분야다.

이때 전사기술은 수천만 개에 달하는 마이크로 LED 칩을 기존 기판에서 목표 기판으로 정확하게 옮겨 배치하는 공정으로, 대량 생산 시 수율을 좌우하는 핵심 기술로 평가된다. 4K 해상도(3840×2160) 기준 약 2500만 개에 달하는 LED 칩을 옮겨야 하는 만큼 공정 난도가 높고 제조 단가에도 직접적인 영향을 미친다.

주요 출원인을 보면 LG전자가 648건으로 세계 1위를 기록했고 삼성전자(503건), LG디스플레이(147건), 삼성디스플레이(132건), 포인트엔지니어링(124건) 등 국내 기업 5곳이 글로벌 상위 10대 다출원 기업에 포함됐다.

마이크로 LED 전사기술 다출원인 순위표./지식재산처

세부 전사 기술별로도 국내 기업들이 모두 1위를 차지했다. 레이저 조사 방식과 스탬프 방식에서는 LG전자가 각각 출원 1위를 차지했고, 전자기력 방식은 LG디스플레이, 유체자기조립 방식은 삼성전자가 가장 많은 특허를 보유했다. 모든 방식에서 출원된 특허는 2004년부터 2023년까지 전 세계 2319건인데, 이 중 국내 기업이 65.7%를 차지했다. 

2024년 시장조사업체 유비리서치에 따르면 마이크로 LED 디스플레이 응용 제품 출하량은 2024년 약 3만대에서 2030년 44만대 수준으로 증가해 연평균 55.4% 성장할 것으로 전망된다. 

김희태 지재처 반도체심사추진단장은 “마이크로 LED 디스플레이는 상용화 초기 단계지만 빠른 기술 발전을 통해 수년 내 대중화가 기대되는 분야”라며 “국내 기업이 지식재산권을 기반으로 전사 원천기술을 확보해 글로벌 시장을 선점할 수 있도록 적극 지원하겠다”고 밝혔다.

최영총 기자 youngchoi@hankyung.com