현재 초기단계 모델들이 상용화되어 스마트폰, TV, 냉장고 등에 적용

# K군의 교실에는 칠판이 없다. 분필과 녹색 칠판은 화이트보드로 화이트보드는 LCD 디스플레이로 교체되더니 미래형 디스플레이가 보급된 이후로는 두루말이형 디스플레이가 칠판과 교과서를 대신한다. 학생들은 수업 시작과 함께 가방에 종이처럼 말려있던 롤러블 디스플레이(Rollable Display)를 책상에 펼치고 선생님의 필기 내용이 디스플레이에 나타나면 학생들이 터치펜을 이용해 제각각 설명을 더한다. 이렇게 기록된 모든 내용은 디스플레이와 연결된 드라이브로 자동 저장된다. 가방에 작게 접어서 넣어 둔 스마트폰은 긴급상황을 즉시 알릴 수 있도록 모서리에 각종 알림창이 배치된다.   

향후 10년 후 디스플레이는 사용자에게 완전히 새로운 즐거움을 제공하고 정형화된 사각 디스플레이가 아닌, 다양한 크기와 다양한 디자인을 갖추게 될 것이다. 또한 언제 어디서나 구현이 가능하고 사용자가 상상하는 것을 보여줄 수 있다.

플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 등장은 디스플레이의 혁신을 가져왔다. 기존의 평판 디스플레이의 유리기판이 플라스틱으로 대체되었기 때문이다. 스마트폰과 TV에 조금씩 적용되고 있고 특히 현재 IT 시장에서 활발하게 진행중인 웨어러블 디바이스에 적용될 핵심요소로 전 세계가 주목하고 있다. 

플렉서블을 잇는 차세대 투명 디스플레이(Transparent Display)는 일정 이상의 투과도를 가진 투명 전자 소자를 이용하는 디스플레이다. 사용하지 않을 때 투명한 상태를 유지하지만 필요시 투명한 형태의 디스플레이에 다양한 정보가 표시되므로 모니터, 스마트 창문, 자동차 앞유리 등에 사용될 수 있다. 

▲ 플렉서블을 잇는 차세대 투명 디스플레이(Transparent Display)는 일정 이상의 투과도를 가진 투명 전자 소자를 이용하는 디스플레이다. 사진은 LG전자가 선보인 투명 디스플레이.

디스플레이 시장은 중국의 급성장에 따라, 한국의 차별화 전략이 필요하게 되었다. 중국 디스플레이 업체는 LCD라인에 공격적으로 투자하고 있다. 2015년 4월 중국 최대 디스플레이 업체인 BOE가 세계 최대인 10.5세대라인 투자를 발표하며 60인치 이상의 대형 TV용 패널 생산에 주력하고 있다. CSOT 11세대 라인 투자를 2016년부터 진행하여 2018년부터 본격 양산할 계획이며, 역시 60인치 이상의 초대형 패널 양산이 목표이다. 중국 BOE의 10.5세대 라인과 CSOT의 11세대 라인 투자는 한국 삼성디스플레이와 LG디스플레이에게 매우 곤혹스러운 부분이다. 

삼성전자는 스마트폰 시장의 지배력 강화를 위해 중소형 OLED 시장을 적극 창출하고 있다. 삼성 디스플레이는 공정개선과 수율 향상 등으로 OLED 패널 원가를 크게 하락시키고 있으며 삼성디스플레이가 생산하고 있는 플렉서블 디스플레이는 IT 하드웨어 측면에서 매우 큰 경쟁력을 갖췄다. 반면, 중소형 모바일용 LCD 라인을 중국업체에 매각하면서 시장경쟁력이 떨어지고 있는 LCD 산업에서 구조조정을 동시에 진행하고 있다. LCD 시장 점유율 1위인 LG디스플레이는 차세대 디스플레이 시장을 선점하기 위해 대형 OLED 시장에 가장 먼저 진출하며 시장을 개척하고 있다. 

삼성전자는 차세대 스마트폰 ‘폴더블’과 같이 소화면에서 높은 경쟁력을 지녔다. 삼성전자는 2013년에 미국특허청에 ‘폴더블 스마트폰’ 특허를 출원한 상태이다. 폴더블 스마트폰, 플랙서블 디스플레이에 관한 특허를 미국특허청에 600건 이상 출원한 삼성은 디스플레이 제조에서 스마트폰 장치, 조작 방법까지 다양한 특허를 보유하고 있다. LG전자는 OLED TV가 2015년 9월 미국에서 최고화질 평가를 받았으며 대화면에서 높은 경쟁력을 가지고 있다. 최근 OLED 디스플레이의 OLED 발광을 다양하게 조절할 수 있는 특허 출원으로 화질 개선 및 소비전력 감소에 기여했다. 

미래형 디스플레이는 미국이 주도, 한국은 점유율 3위

그럼 전체적인 특허 출원 상황을 살펴보자. 특허 출원 건수를 기반으로 하는 점유율에서 미국이 8330건으로 36%를 차지하는 것으로 나타나, 미래형 디스플레이 분야는 미국이 주도하고 있다. 연도별 출원 동향을 보면, 전 세계적으로 특허 출원이 증가하는 추세를 나타내고 있고 한국은 2008년부터 2010년까지 특허 출원이 급증하였으나 그 이후 매년 300건 정도의 특허 출원을 유지하고 있다. 

미래형 디스플레이 분야의 각국 특허청의 구간별 점유율 현황을 살펴보면, 전체적(전체구간 평균)으로 미국 특허청이 차지하는 점유율이 36.3%로 가장 높게 나타났으며, 구간별로는 일본 특허청의 출원이 감소하는 반면 한국 특허청과 중국 특허청의 출원이 증가하는 것이 특징이다. 전체 7개의 기술 중에서 레이저/기타 디스플레이 기술을 제외한 6개 기술에서 미국 특허청에 가장 많은 특허가 출원되고 있으며 레이저/기타 디스플레이 기술은 일본 특허청에 가장 많은 특허가 출원되고 있다. 한국 특허청에 출원된 건수를 기준으로 보면 3D 디스플레이, 플렉서블 디스플레이, 미래형 디스플레이 UI/UX 순으로 많은 특허가 출원되고 있는 것으로 나타났다. 

미래형 디스플레이 분야의 출원인 국적별 점유율 현황을 살펴보면, 미국 국적의 출원인이 28.4%의 점유율로 가장 많은 특허를 출원하고 있으며 한국 국적의 출원인은 16.0%의 점유율로 3위를 차지하고 있다. 미래형 디스플레이의 하위 분류별 점유율을 살펴보면, 미국은 3D 디스플레이, HMD, 마이크로 디스플레이, 미래형 디스플레이 UI/UX, 투명디스플레이에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있고 일본은 플렉서블 디스플레이, 레이저/기타 디스플레이에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있다. 한국은 투명 디스플레이에서 선도국과의 격차가 가장 적은 것으로 나타났고 반면 레이저/기타 디스플레이에서 선도국과의 격차가 가장 심한 것으로 나타났다. 


▲ 2020년에는 VR를 통해 수술용 로봇, 해저탐사로봇, 고층정소로봇 등 로봇을 원격 조종할 수 있다. (사진은 오큘러스 홈페이지 캡처)

미래형 디스플레이 분야의 하위분류별 소송을 살펴보면, 3D 디스플레이에서 16건의 소송특허로 가장 많은 소송특허가 있으며 그 다음으로 미래형 디스플레이 UI/UX에서 14건의 소송특허가 있다. 소송특허 중 현재권리자가 NPE인 특허는 3D 디스플레이에서 4건으로 가장 많고, 미래형 디스플레이 UI/UX와 마이크로 디스플레이에서 2건이었다. 

미래형 디스플레이 분야의 하위분류별 양수 특허수를 살펴보면, 3D 디스플레이에서 가장 많은 289건의 특허 거래가 있었고, 레이저/기타 디스플레이에서 192건, 미래형 디스플레이 UI/UX에서 159건의 양수 특허가 있다. 양수 특허중 NPE가 양수받은 NPE 양수특허는 3D 디스플레이에서 36건으로 가장 많고 레이저/기타 디스플레이는 14건, 플렉서블 디스플레이는 12건인 것으로 나타났다. 미래형 디스플레이의 연도별 양수 특허수를 살펴보면, 전체적으로 거래 특허수가 증가와 감소를 반복하고 있어 특정한 추세를 나타내지 않으나 최근에는 거래 특허수가 감소하고 있는 것으로 나타났다. 

오큘러스의 제품 서비스 시나리오를 살펴보면 가까운 미래형 디스플레이의 모습을 가늠해 볼 수 있다. 오큘러스의 통합 헤드셋은 OLED 디스플레이가 적용되며 3D 공간, 3D 오디오 회전 및 위치 추적 기능을 제공한다. 1~2년 후인 2017년에는 스마트폰과 연계되어 스마트폰의 VR용 콘텐츠를 소비하는 형태로 발전하면서 휴대성을 향상시킨 제품이 나올 예정이다. 2019년에는 VR이 사용자의 제스처를 센싱하여 사용자의 의도에 맞게 VR를 제어할 수 있다. 2020년에는 VR를 통해 수술용 로봇, 해저탐사로봇, 고층정소로봇 등 로봇을 원격 조종할 수 있다. 

미래형 디스플레이의 유망 키워드는 사용자 제스처와 OLED

특허에서 뽑은 미래형 디스플레이의 유망 키워드는 사용자 제스처와 OLED이다. 기존의 3D 디스플레이와 연관성 높은 스테레오 스코픽, 무안경식 디스플레이와 같은 차세대 디스플레이의 초기에 사용된 기술들이 주로 출현하고 있다. 전기 습윤 디스플레이와 같이 전자종이와 투명 디스플레이에 적용될 수 있는 키워드도 많이 출현했다. 차세대 디스플레이는 개인화(플렉서블, 웨어러블, 스마트폰 연동 등)된 디스플레이와 HMD와 같이 UI/UX 기능이 강화된 형태의 디스플레이로 발전할 것으로 예상된다. 

미래형 디스플레이는 현재 초기단계 모델들이 상용화되어 스마트폰, TV, 냉장고와 같은 제품에 적용되고 있다. 특허 기반의 관점에서는 미래형 디스플레이의 플렉서블과 투명도 수준을 향상시키는 기술개발이 이루어지고 있으며 장기적 미래 관점에서는 ICT, 바이오 분야와 결합하여 인간의 신체에 설치되어 인간과 상호작용하는 디스플레이로 진화할 것으로 예상된다. <이 글은 한국지식재산전략원(KISTA)의 미래 유망 제품 서비스 분석 보고서를 참고한 내용임>