[페이턴트] 액정 디스플레이 품질 경쟁력의 열쇠 ‘고휘도 필름’…3M 장벽 넘을까?
[페이턴트] 액정 디스플레이 품질 경쟁력의 열쇠 ‘고휘도 필름’…3M 장벽 넘을까?
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LG화학이 지난 2014년 9월 출원해 2017년 3월 등록 받은 광학 필름 특허 도면. 그림=특허정보넷 키프리스 캡처
LG화학이 지난 2014년 9월 출원해 2017년 3월 등록 받은 광학 필름 특허 도면. 그림=특허정보넷 키프리스 캡처

[비즈월드] #.액정층 내의 액정 화합물의 배향 상태의 제어를 통해서 단일층이고, 얇은 두께에서도 상기 액정층이 소위 역파장 분산 특성을 나타내도록 할 수 있다. 이런 액정층을 포함하는 광학 필름은 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 OLED(Organic Light Emitting Device) 등의 디스플레이 장치에서 광변조 특성을 나타내거나, 광 이용 효율을 개선할 수 있는 광학 소자 또는 입체 영상의 구현 내지는 그 품질의 개선을 위한 소자 등의 다양한 용도로 사용될 수 있다.

LG화학이 2014년 9월 출원해 2017년 3월 등록 받은 '광학 필름' 특허의 요약문입니다.

우리나라에서 세계적으로 품질 경쟁력을 갖고 시장을 선도하는 분야는 액정 디스플레이를 사용한 TV와 스마트폰입니다. 철강 조선 화학 등 전통 제조업의 뒤를 이어 한국의 주된 먹거리로 자리매김한 지 오래입니다. TV는 세계시장 점유율 1위 자리를 확고하게 지키고 있고 스마트폰도 최상위권이지요.

TV와 스마트폰 부품 가운데 가장 비싸면서 제품의 품질을 좌우하는 것이 액정 디스플레이입니다. 보다 선명한 화면을 제공하면서도 소비 전력을 대폭 낮춰 주어야 합니다. 그래야 가격 경쟁력 우위를 확보해 선두 자리를 지킬 수 있습니다.

액정 디스플레이의 핵심 기술은 고휘도 필름입니다. TV에서 손실되는 빛을 재활용해 밝기를 높이는 한편 전력을 줄이는 역할을 담당하기 때문입니다.

밝기를 높이는 필름은 대략 세가지로 나뉩니다. 한가지는 편광된 빛의 반사를 활용해 밝기 정도를 높이는 기술입니다. 또 하나는 디스플레이의 평면 구조에서 빛이 굴절하는 것을 조정해 빛을 모으는 효과를 높이는 기술이며 나머지는 디스플레이에 형광물질을 사용함으로써 빛의 파장을 변경해 밝기를 높이는 기술입니다.

이 가운데 빛의 반사를 이용하는 기술이 가장 일반적으로 쓰이며 나머지 두가지, 특히 형광물질을 사용하는 기술은 반사 이용 기술의 대체기술로 개발되고 있습니다.

휘도를 향상시키는 고휘도 필름은 3M이 세계 시장을 독점하고 있습니다. 3M은 첨단편광필름과 프리즘필름 등으로 디스플레이의 밝기를 향상시키는 기술 면에서 선도 기업의 위치에 있습니다. 현재는 이중휘도향상필름(DBEF: Dual Brightness Enhancement Film)으로 독점적 지위를 누리고 있습니다.

표=특허정보넷 키프리스 캡처
표=특허청 제공

국내 기술 개발의 중심은 대체 기술 부문입니다. 특허청에 따르면, 휘도향상 필름은 특허출원이 2008년~2012년 5년 동안 65건에서 2013년~2017년에는 102건으로 157% 증가했습니다. 국내 기업 중에서는 효성, 웅진케미칼 등이 형광 물질을 삽입하는 대체 기술 개발에 적극 나서고 있고 이들의 특허 출원도 많습니다.

표=특허정보넷 키프리스 캡처
표=특허청 제공

형광체를 사용하는 기술은 3M의 이중휘도향상필름(DBEF)을 대체하기 위해 LCD에 포함되는 필름 내에 빛의 파장을 변환시키는 형광체를 첨가하여 휘도 및 색재현율을 향상시키는 방식입니다.

특허청 관계자는 “휘도향상 필름 기술은 LCD 디스플레이에서 화면의 밝기를 좌우하는 것으로, 소비자 만족도에 가장 큰 영향을 주는 주요 기술 중 하나”라며, “우리 기업들이 디스플레이 산업에서 세계 1위를 유지하기 위해서는 휘도향상 필름 기술에 대한 특허 확보를 위해 더욱 노력해야 한다”라고 밝혔습니다.

이 분야에서 3M의 기술 장벽은 매우 높습니다. 대체 기술을 개발해도 글로벌 시장에서 점유율 확대로 이어지려면 마케팅 등 부수적인 노력도 수반되어야 합니다.

대체 기술이라도 큰 이점이 없다면 제조업체들이 굳이 자신의 생산라인을 바꾸어 가면서까지 대체해야 할 이유와 명분이 적습니다. 3M의 시장 장악력을 깰 수 있을 만큼의 획기적인 기술이 개발된다면 길은 상대적으로 수월하게 열릴 수 있습니다. 이 분야 R&D를 진행하는 기업들에게 배전의 노력이 요구되는 이유입니다.


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