▲ 마이크로 LED 디스플레이 / 한 변이 50 ㎛ 이하인 적·녹·청색 무기 발광소자(마이크로 LED)를 이용하여 픽셀을 구현한 디스플레이(출처=삼성디스플레이 뉴스룸)  © 특허뉴스

초고화질 스포츠 중계와 초대형 디지털 사이니지를 가능하게 한 마이크로 LED 디스플레이 핵심 기술 분야에서 한국이 글로벌 특허 경쟁 1위를 차지한 것으로 나타났다. 차세대 디스플레이 산업의 핵심 공정으로 꼽히는 ‘전사기술(Transfer Technology)’에서 국내 기업들이 압도적인 기술 우위를 확보하며 시장 주도권 경쟁에서 한발 앞섰다는 평가다.

지식재산처에 따르면 최근 20년(2004~2023년) 동안 한국·미국·중국·유럽·일본 등 IP5 국가에 출원된 마이크로 LED 디스플레이 전사기술 특허를 분석한 결과, 한국은 총 2,022건을 기록해 세계 1위를 차지했다. 뒤이어 중국(1,107건), 미국(739건), 일본(295건), 유럽(272건) 순으로 나타났다. 전체 출원 건수 4,813건 가운데 한국이 가장 높은 비중을 차지하며 기술 경쟁력을 입증했다.

마이크로 LED 디스플레이는 OLED와 LCD를 넘어서는 차세대 디스플레이로 평가된다. 높은 밝기와 내구성, 긴 수명, 유연성까지 갖춰 TV뿐 아니라 AR·VR, 웨어러블 기기, 초대형 비디오월 등 다양한 산업으로 확장 가능성이 크다. 특히 전사기술은 수천만 개의 초미세 LED 칩을 기판 위에 정확하게 배치하는 핵심 제조 공정으로, 기술 난도가 높아 특허 경쟁이 치열한 분야다.

▲ 마이크로 LED 전사기술 / 약 2,500만 개(3,840*2,160 픽셀(4K 해상도) 기준)의 마이크로 LED를 한 기판에서 다른 기판으로 동시에 대량 이송(전사, transfer)하는 기술(출처=삼성디스플레이 뉴스룸)  © 특허뉴스

기업별 경쟁에서도 한국 기업들의 존재감이 두드러졌다. LG전자가 648건으로 세계 1위를 기록했으며 삼성전자(503건)가 2위, LG디스플레이(147건)가 3위를 차지했다. 이 밖에도 삼성디스플레이(132건) 5위와 포인트엔지니어링(124건) 6위까지 포함해 한국 기업 5곳이 글로벌 상위 10대 출원인에 이름을 올렸다.

세부 기술 분야에서도 한국 기업의 우위가 확인됐다. 레이저 조사 방식과 스탬프 방식에서는 LG전자가 출원 1위를 기록했고, 전자기력 방식에서는 LG디스플레이, 유체자기조립 방식에서는 삼성전자가 각각 1위를 차지했다. 핵심 공정 전반에서 기술 포트폴리오를 확보하며 전방위 경쟁력을 구축한 것이다.

▲ ▶레이저 조사 : 모 기판에 배치된 마이크로 LED의 상면에 점착 시트를 부착하고, 점착 시트의 점착층을 레이저 처리함으로써 점착력을 조절하는 것에 의해 다수의 마이크로 LED를 이송함 ▶전자기력 : 전사 헤드에 구비된 전극 또는 자석과 마이크로 LED의 금속 전극 사이에 정전기력/자기력과 같은 인력을 발생시켜 전사 헤드로 다수의 마이크로 LED를 이송함 ▶유체자기조립 : 마이크로 LED가 함유된 용액을 회로 기판에 공급하고, 회로 기판과 마이크로 LED 사이에 정전기력/자기력 등의 인력을 발생시켜 다수의 마이크로 LED가 회로 기판의 전극에 스스로 조립되도록 유도함 ▶탄성중합체 스탬프 : 전사 헤드의 표면을 덮은 PDMS(Polydimethylsiloxane)의 점착력으로 다수의 마이크로 LED를 도장 찍듯(stamp) 이송함(그림 및 설명=지재처)  © 특허뉴스

시장 성장성 역시 가파르다. 시장조사업체에 따르면 마이크로 LED 응용 제품 출하량은 2024년 약 3만여 개 수준에서 2030년 44만여 개 규모로 확대될 전망이며, 연평균 성장률은 55%를 넘어설 것으로 예상된다. 초기 시장에서는 프리미엄 TV가 중심이지만, 향후 XR 디바이스와 스마트 공간 디스플레이로 적용 영역이 빠르게 확대될 것으로 분석된다.

실제로 대형 스포츠 이벤트 현장에서 구현되는 초고화질 화면과 대형 전광판, 거리 응원 비디오월 등은 이러한 기술 발전의 대표적 사례로 꼽힌다. 국민들이 현장의 감동을 생생하게 공유할 수 있었던 배경에도 한국 기업들이 축적해 온 디스플레이 특허 기술이 자리하고 있다는 평가다.

지식재산처는 마이크로 LED 디스플레이가 아직 상용화 초기 단계에 있지만 빠른 기술 진화를 통해 수년 내 대중화 단계에 진입할 가능성이 높다고 전망했다. 이에 따라 원천 특허 확보 여부가 향후 글로벌 시장 지배력을 좌우하는 핵심 변수로 작용할 것으로 보인다.