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업계ㆍ학계 국산화 움직임 활발… 특허확보 병행 필요
차세대 광원으로 주목받고 있는 발광다이오드(LED)의 핵심소재인 형광체 시장이 크게 확대될 전망인 가운데 국산화도 빠르게 진척되고 있다. 이는 미국ㆍ유럽ㆍ일본 등의 수입에 의존하는 형광체의 수급 구조의 변화를 가져올 수 있어 주목된다.
10일 에너지시장조사기관인 솔라앤에너지에 따르면 LED는 가격 하락과 효율 상승, 전 세계 각국의 에너지 규제 정책 등으로 보급 속도가 빨라지고 있어 핵심물질인 형광체 시장(2010년 기준 3872억원)도 연 평균 약 29%의 성장을 구가할 것으로 전망됐다. 오는 2015년에는 1조3500억원 규모로 커진다.
빛을 발할 수 있도록 칠해주는 재료인 형광체는 빛의 색과 품질을 좌우하는 LED 핵심 소재로 자연광과 가장 유사한 색 재현을 위해 현재 다양한 제품이 개발되고 있다. 가격이 ㎏당 수백만 원을 호가하지만 현재 국내 시장에서는 미국ㆍ유럽ㆍ일본 등에서 수입하는 비중이 70∼80%에 이르고 있다.
하지만 최근 국내 업체들의 활발한 개발로 국산화 확산에 대한 기대감이 커지고 있다. 국내 유일의 형광체 전문업체 포스포는 다양한 파장의 구현이 가능한 실리케이트(Silicate)계열 형광체를 개발, 모바일ㆍ백라이트유닛(BLU)ㆍ조명용 형광체를 양산하고 있다. 이미 관련 특허를 확보해 놓은 상태로 향후 성장이 예상되는 질화물계열(산화물이 아닌 질소 성분을 포함해 휘도가 높으면서도 온도 안정성이 높은 것이 특징) 형광체에 대해서도 특허를 여러 건 출원해 놓은 상태다.
포스포에 이어 디에스도 LED조명 기술력을 바탕으로 소재인 형광체 시장에 뛰어들며 국산화에 불을 지피고 있다. 디에스는 지난 2010년부터 지식경제부의 국책과제로 형광체 개발을 진행해 왔으며 올해 양산을 시작할 계획이다. 삼성과 LG도 연구개발(R&D) 수준의 설비를 통해 형광체를 소량으로 생산, 일부 자사 제품에 채택하고 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 국산화 움직임은 업계뿐만 아니라 학계에서도 나타나고 있다. 최근 KAIST 신소재공학과 배병수 교수팀은 신소재 형광염료를 이용한 백색 LED 개발에 성공했다. 자체 개발한 고내열성 고굴절 하이브리드 소재에 형광염료를 결합시켜 열에 강하고 효율이 높은 나노 하이브리드 형광체 소재를 개발한 것으로 형광체 소재 내 적색과 녹색 염료 비율을 조절해 다양한 광원을 갖는 백색 LED를 만들었다. 신소재 형광염료를 사용해 형광체 가격을 기존 제품의 약 5분의 1로 낮출 수 있게 될 것으로 기대되고 있다.
그러나 국내 형광체 제품이 경쟁력을 갖추기 위해서는 기술력 향상뿐만 아니라 특허 확보 등 제반 문제에 좀 더 신경 쓸 필요가 있다고 전문가들은 지적한다. 현재 시장에서 가장 많은 비중을 차지하고 있는 야그(YAG)형광체(일본 니치아의 제품으로 오스람의 `TAG와 도요타고세이의 `실리케이트등과 함께 3대 LED 형광체로 꼽힘)와 실리케이트 계열의 형광체, 황색형광체 등을 중심으로 해외 업체들은 상당수의 형광체 특허를 보유하고 있다. 특히 형광체의 경우, 물질 특허의 성격이 강하기 때문에 부품ㆍ세트와 달리 대안을 통해 특허 침해를 피하기 어렵기 때문에 보다 적극적으로 대응해야 한다고 전문가들은 강조한다.
지난해 말 일본 미쓰비시화학이 미국 소재업체 인터매틱스와 국내 판매업체인 GVP 등을 상대로 LED 형광체 특허침해 소송을 제기한 것이 좋은 사례다. 미쓰비시가 제기한 소송의 대상이 된 것은 CASNㆍSCASN라고 불리는 질화물계 적색 형광체로 이를 이용한 LEDㆍ조명기구ㆍ화상표시장치 등 발광기구 등과 관련된 것이다. 이는 특허 문제를 소홀히 하면 다수의 형광체 특허를 보유하고 있는 소재 강국인 일본 등 외국업체들이 국내 업체들을 상대로 언제든지 특허침해 소송을 제기할 수 있다는 방증이다.
남정호 솔라앤에너지 이사는 "향후 LED조명의 확산에 따라 질화물계의 형광체와 적색, 녹색형광체 등의 비중이 점차 증가할 것으로 전망된다"면서 "앞으로 조명용 형광체로 용도가 늘어날 이들 형광체들에 대한 특허 확보 노력을 기울이는 전략적 접근이 필요하다"고 말했다.
디지털타임즈
이홍석 기자 redstone@dt.co.kr |
