【원 고】
삼성에스디아이 주식회사 (소송대리인 리앤목 특허법인 담당변리사 박이주)
【피 고】
특허청장
【변론종결】
2010. 7. 6.
【주 문】
1. 특허심판원이 2009. 6. 24. 2008원8940 사건에 관하여 한 심결을 취소한다.
2. 소송비용은 피고가 부담한다.
【청구취지】
주문과 같다.
【이 유】
1. 기초사실
가. 이 사건 출원발명
(1) 발명의 명칭 : 고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지
(2) 출원일 / 출원번호 : 2002. 8. 31. / (출원번호 생략)
(3) 출원인 : 원고
(4) 특허청구범위 : 별지 1과 같다(이하 2008. 8. 4. 거절결정 당시의 발명을 ‘이 사건 출원발명’이라 하고, 그 각 청구항에 대하여 ‘이 사건 1항 출원발명’과 같은 방식으로 부른다).
나. 비교대상발명
비교대상발명은 ‘리튬 2차전지용 고분자 전해질 및 그의 제조방법’을 명칭으로 하는 발명(갑3호증)이고, 그 주요 내용은 별지 2와 같다.
다. 이 사건 심결에 이른 경위
원고는 2002. 8. 31. 이 사건 출원발명에 대하여 특허출원 하였고, 특허청 심사관은 2008. 2. 21. 이 사건 출원발명은 비교대상발명과 대비하여 신규성 및 진보성이 부정된다는 이유로 의견제출통지를 하였다. 이에 원고는 2008. 4. 21. 명세서 등 보정서를 제출하였으나, 특허청 심사관은 보정된 이 사건 출원발명 역시 진보성이 부정된다는 이유로 2008. 8. 4. 거절결정을 하였다. 그러자 원고는 2008. 9. 3. 특허심판원에 거절결정에 대한 불복심판을 청구하였고, 특허심판원은 이를 2008원8940호로 심리한 후, 이 사건 1항, 2항 출원발명이 비교대상발명에 의하여 진보성이 부정되므로 원결정은 정당하다는 이유로 원고의 심판청구를 기각하는 이 사건 심결을 하였다.
【인정근거 : 다툼 없는 사실, 갑1 내지 10호증, 을1호증, 변론 전체의 취지】
2. 당사자들의 주장과 이 사건의 쟁점
가. 원고 주장의 요지
(1) 이 사건 1항 출원발명은 리튬 2차전지에 폴리알킬렌옥사이드 중합체를 고분자 전해질로 사용하는 경우에 발생하는 고율방전, 저온방전 및 사이클 특성 등의 전지 성능의 저하라는 문제를 해결하기 위하여 폴리알킬렌옥사이드 대신 화학식 1로 나타나는 다관능성 이소시아누레이트 모노머(이하 ‘화학식 1 모노머’라 한다)를 함유하는 중합결과물을 포함한 고분자 전해질을 제공하는 것인데 비하여, 비교대상발명은 폴리메틸메타아크릴레이트 중합체(이하 ‘PMMA’로 약칭한다)를 포함한 전해질 매트릭스의 기계적 강도가 취약한 문제를 개선하는 것에 목적이 있으므로 이 사건 1항 출원발명과는 목적과 추구하는 작용효과가 서로 다르다.
(2) 이 사건 1항 출원발명은 고분자 전해질의 고분자 매트릭스의 주성분이 화학식 1 모노머의 중합체인데 비하여, 비교대상발명은 PMMA를 주성분으로 하고 있으므로 이 사건 1항 출원발명은 비교대상발명과 대비하여 고분자 매트릭스의 성분과 화학구조가 전혀 상이하므로 구성의 곤란성이 인정된다.
나. 피고 주장의 요지
(1) 비교대상발명은 고분자 전해질의 기계적 강도의 향상뿐만 아니라 전지의 사이클 특성, 안전성 및 스웰링 특성 등을 개선하기 위한 목적도 가지므로 이 사건 1항 출원발명과 목적 및 추구하는 작용효과가 동일하다.
(2) 이 사건 1항 출원발명은 그 청구항에 ‘화학식 1로 표시되는 다관능성 이소시아누레이트 모노머, 전해질 용질로서의 리튬염, 및 비수계 유기용매를 포함하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 중합결과물을 포함하는 고분자 전해질’이라고 기재하고 있고, 위 밑줄 그어진 ‘포함하는’ 이라는 용어에 의해서 비교대상발명의 트리스-[2-아크릴로일옥시]에틸 이소시아누레이트(이 사건 출원발명의 ‘화학식 1 모노머’에 속하는 화합물로서 이하 ‘TAEI’로 약칭한다)와 PMMA가 중합반응되어 상호침투구조체를 이루는 고분자 물질까지 포함될 수 있는 상위개념의 구성으로 이루어져 있으므로, 이 사건 1항 출원발명은 실질적으로 비교대상발명으로부터 용이하게 도출될 수 있는 발명에 해당하여 그 진보성이 부정된다.
다. 이 사건의 쟁점
이 사건의 쟁점은 비교대상발명에 의하여 이 사건 1항, 2항 출원발명의 진보성이 부정되는지 여부이다.
3. 판단
가. 이 사건 1항 출원발명이 비교대상발명과 대비하여 진보성이 부정되는지 여부
(1) 기술분야 대비
이 사건 1항 출원발명과 비교대상발명은 모두 리튬 2차전지에 사용되는 고분자 전해질에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 고분자 전해질에 포함되는 고분자 매트릭스의 특성을 개선하는 기술에 관한 것이므로 그 기술분야가 같다.
(2) 목적 대비
이 사건 1항 출원발명은 종래의 폴리알킬렌옥사이드를 사용하는 고분자 전해질이 고분자 매트릭스의 가교구조 및 매트릭스 내에서 리튬이온과 폴리알킬렌옥사이드와의 강한 상호작용 등에 기인하여 리튬이온의 이동도가 저하되어 전지성능에 영향을 미치는 문제점이 있었으므로, 이를 해결하기 위해서 화학식 1 모노머를 함유하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 중합결과물을 포함하는 고분자 전해질을 제공하는 것에 목적이 있고(갑4호증의 1면 하단으로부터 2행 ~ 2면 13행 참조), 한편 비교대상발명은 종래의 PMMA계 고분자 전해질이 젤 형태로서 유연성은 우수하지만 기계적 강도가 취약하므로 그 문제점을 개선하는 것과 동시에 높은 이온 이동도 등의 우수한 전지성능을 갖는 고분자 전해질을 제조하는 것에 목적이 있다(갑3호증의 2면 20행 ~ 27행 참조).
따라서 이 사건 1항 출원발명과 비교대상발명은 모두 사이클 특성, 안전성, 스웰링 특성 등 전지성능의 면에서 리튬 2차전지용 전해질로 사용하기에 적합한 고분자 전해질을 제공하는데 목적을 둔다는 점에서는 공통되나, 한편으로 이 사건 1항 출원발명은 고분자 전해질의 고분자 매트릭스로서 폴리알킬렌옥사이드를 사용하는 종래기술의 이온 이동도가 저하되어 발생하는 문제의 해결이 주된 과제이고, 비교대상발명은 전지성능 면에서 우수한 것으로 알려진 PMMA계 고분자 전해질의 기계적 강도를 향상시키고자 하는 것이 주된 과제인 점에 비추어 보면, 양 발명은 기본적으로 다른 종류의 고분자 물질로 이루어지고 물성이 서로 상이한 고분자 매트릭스를 대상으로 한 것이어서 그로부터 인식하고 있는 기술적 과제 또한 상이하므로 각 발명이 추구하는 구체적인 목적에 뚜렷한 차이가 있다고 보아야 할 것이다.
(3) 구성 대비
(가) 이 사건 1항 출원발명의 기술구성
이 사건 1항 출원발명의 고분자 전해질은 다음의 네 가지 구성요소로 이루어져 있다.
“화학식 1로 표시되는 다관능성 이소시아누레이트 모노머(이하 ‘ 구성요소 1’이라 한다), 전해질 용질로서의 리튬염(이하 ‘ 구성요소 2’라 한다), 및 비수계 유기용매(이하 ‘ 구성요소 3’이라 한다)를 포함하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 중합결과물(이하 ‘ 구성요소 4’라 한다)을 포함하는 고분자 전해질”(화학식 1은 별지 1의 청구항 1 기재 참조)
위 청구항의 기재에 의하면, 이 사건 1항 출원발명은 중합반응에 의해서 중합결과물로 형성되어지는 ‘고분자 전해질 형성용 조성물’의 성분으로 ‘화학식 1로 표시되는 다관능성 이소시아누레이트 모노머’, ‘리튬염’, ‘비수계 유기용매’의 3가지를 제시하고 있고, 다만 위에 밑줄 그어진 ‘포함하는’ 이라는 용어에 의해서 이들 3가지 조성물 외에도 다른 조성물이 포함될 여지를 남겨 두고 있다 할 것이다.
그런데 이 사건 1항 출원발명의 구성요소와 관련하여 리튬 2차전지의 고분자 전해질에 일반적으로 널리 사용되는 성분으로서 비교대상발명에도 동일한 구성이 개시되어 있는 구성요소 2(리튬염)와 구성요소 3(비수계 유기용매)에 관해서는 구성의 곤란성이 없다는 점에 대하여 당사자 사이에 아무런 다툼이 없으므로, 이하에서는 이들 두 구성요소를 제외하고 당사자 사이에 실질적인 다툼이 있는 구성요소 1, 4에 관해서만 비교대상발명과 대비하여 살펴보기로 한다.
(나) 구성요소 1 대비
구성요소 1은 ‘화학식 1로 표시되는 다관능성 이소시아누레이트 모노머(화학식 1 모노머)’이고, 이는 고분자 전해질 형성용 조성물에 모노머로 함유되어 있다가 중합반응 되어 고분자 전해질의 고분자 매트릭스의 구성성분이 되는 것으로서 이 사건 출원발명의 실시예 1 내지 3에는 TAEI를 화학식 1 모노머로 사용하는 기술내용이 기재되어 있다 할 것이다. 그런데 이에 대응되는 구성으로서 비교대상발명은 가교제(비교대상발명의 명세서에는 ‘자외선에 의해 중합되어 그물형 고분자를 생성하는 두 개 이상의 불포화기를 가진 극성 단량체 또는 올리고머’로 정의되어 있다. 갑3호증의 2면 31행 참조)를 고분자 전해질 형성용 조성물의 한 성분으로 사용하고 있으며, 그 가교제의 예로서 ‘트리스-[2-아크릴로일옥시]에틸 이소시아누레이트(TAEI)’를 제시하고 있는바(갑3호증의 2면 44, 45행 참조), 위 ‘TAEI’는 위에서 살펴 본 것처럼 구성요소 1의 화학식 1 모노머의 일종이므로, 결국 구성요소 1은 비교대상발명에 개시된 TAEI를 포괄하는 상위개념에 해당하기 때문에 비교대상발명에 개시되어 있는 대응구성과 실질적으로 동일하다고 볼 수가 있다.
(다) 구성요소 4의 대비
구성요소 4는 구성요소 1 내지 3을 함유한 고분자 전해질 형성용 조성물이 중합 반응되어서 생성되는 ‘중합결과물’로서, 이 중합결과물은 구성요소 1의 화학식 1 모노머의 중합으로 생성된 고분자 매트릭스와 구성요소 2의 리튬염과, 구성요소 3의 비수계 유기용매를 함유하는 전해액으로 이루어지는데, 그 성분들 중 구성요소 2, 3은 앞서 살핀 것과 같이 비교대상발명과 동일하므로, 결국 구성요소 4는 단지 구성요소 1의 화학식 1 모노머가 중합되어 생성된 고분자 매트릭스에만 그 기술적 특징이 있다 할 것이다. 그러므로 이하에서는 구성요소 4의 고분자 매트릭스와 비교대상발명의 대응구성을 서로 비교함으로써 구성요소 4가 비교대상발명으로부터 용이하게 도출될 수 있는 것인지에 관하여 살펴보기로 한다.
1) 피고의 주장
피고는 구성요소 4의 중합결과물과 관련해서, 이 사건 1항 출원발명은 ‘화학식 1로 표시되는 다관능성 이소시아누레이트 모노머, 전해질 용질로서의 리튬염, 및 비수계 유기용매를 포함하는 고분자 전해질 형성용 조성물의 중합결과물을 포함하는 고분자 전해질’이라고 기재하고 있으므로, 위 기재된 문언에 따르면 이 사건 1항 출원발명의 고분자 전해질은 화학식 1 모노머가 포함된 중합결과물이면 다른 조성물을 포함하더라도 이 사건 1항 출원발명에 포함되는 것이며, 결코 화학식 1 모노머의 단독중합체 또는 화학식 1 모노머가 주성분을 이루는 공중합체만으로 한정되는 것이 아니므로, 이 사건 1항 출원발명은 비교대상발명에 의하여 공지된 PMMA 성분을 포함되는 중합결과물까지 청구범위에 포함시키게 되므로 비교대상발명과 실질적인 차이가 없어서 그 진보성이 부정된다고 주장한다.
2) 판단기준
특허발명의 청구항이 ‘… 포함하는’과 같이 개방형의 형식으로 작성된 경우에는 그 특허발명의 청구항에 명시적으로 기재된 구성요소 전부에 더하여 기재되어 있지 아니한 요소를 추가하여 실시하는 경우에도 그 기재된 구성요소들을 모두 포함하고 있다는 사정은 변함이 없으므로 그와 같은 실시가 그 특허발명의 권리범위에 속하는 것은 물론이며, 나아가 위와 같은 형식으로 기재된 청구항은 명시적으로 기재된 구성요소 뿐만 아니라 다른 요소를 추가하여 실시하는 경우까지도 예상하고 있는 것이라 할 것이다.
그리고 특허청구범위에 기재된 사항은 발명의 상세한 설명이나 도면 등을 참작하여야 그 기술적인 의미를 정확하게 이해할 수 있으므로 특허청구범위에 기재된 사항의 해석은 그 문언의 일반적인 의미내용을 기초로 하면서도 발명의 상세한 설명 및 도면 등을 참작하여 그 문언에 의하여 표현하고자 하는 기술적 의의를 고찰한 다음 객관적·합리적으로 하여야 하며( 대법원 2006. 12. 22. 선고 2006후2240 판결 참조), 청구항에 표현된 문언을 상세한 설명 및 도면을 참작하여 객관적·합리적으로 해석하기 위해서는 그 특허발명의 출원 목적, 종래기술과의 관계, 추구하는 작용효과, 구성의 유기적 곤란성 등을 종합하여 판단하여야 할 것이다. 특히 이 사건 출원발명과 같은 고분자화학분야의 발명의 청구항에 기재되어 있는 ‘포함하는’ 이라는 기재문언을 해석함에 있어서는 화학발명이 구체적인 실험의 발명이라는 점을 감안해서 청구항에 한정된 구성요소를 포함해서 가능한 조성물을 모두 포함하는 것으로 문언적·기계적으로만 해석하여서는 아니 되고, 이 사건 출원발명이 추구하고 있는 목적과 작용효과는 물론이고 명세서의 상세한 설명에 기재되어 있는 구체적인 실시예를 바탕으로 해서 청구항에 기재되된 ‘포함하는’의 문구가 갖는 기술적인 의미와 범위를 해석하여 확정하는 것이 바람직하다고 보아야 할 것이다.
3) 구체적인 검토
구성요소 4의 ‘~ 포함하는’ 이라는 문언의 기재에 의하면 자칫 고분자 전해질 형성용 조성물의 성분으로 화학식 1 모노머 외에도 다른 종류의 모노머 또는 중합 가능한 모든 성분이 포함되는 것으로 해석될 여지가 있다 할 것이다.
그러나 고분자 합성 기술분야에서는 중합반응이 일어나는 구체적인 반응조건이나 반응에 관여하는 성분들이 무엇인가에 따라서 생성되는 중합체의 형태가 결정되어지는 점에 비추어 보면, 구성요소 4의 기재 자체만으로는 고분자 전해질 형성용 조성물이 중합되어 생성되는 중합결과물이 과연 어떠한 형태의 것인지와 그 고분자 매트릭스의 구성이나 화학적 구조가 어떤 것인지를 명확하게 특정하기에 어려움이 있다 할 것이다.
따라서 이를 명확히 하기 위해서는 이 사건 출원발명의 명세서의 상세한 설명의 기재를 참작해 보아야 할 것인바, 그 상세한 설명의 기재내용에 의하면 이 사건 출원발명은 고분자 매트릭스 형성용 재료로 화학식 1 모노머를 사용한 것에 기술적 의의가 있고, 경우에 따라서 에틸렌성 불포화 화합물이 화학식 1 모노머 10중량부를 기준으로 95중량부 이하로 더 첨가될 수 있으며, 고분자 전해질을 제조하는 실시예로는 TAEI만을 중합하여 단독중합체를 얻는 실시예 1, TAEI에 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 카프로락토네이티드 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트의 에틸렌성 불포화 화합물을 공단량체로 사용하여 공중합체를 얻는 실시예 2, 3을 기재하고 있으므로, 위와 같은 기재내용에 비추어 보면 이 사건 1항 출원발명은 고분자 매트릭스가 화학식 1 모노머의 중합으로 생성된 단독중합체 또는 에틸렌성 불포화 화합물과의 공중합체인 것에 대해서만 기재하고 있을 뿐이고 그밖에 달리 다른 형태의 중합반응에 대해서는 기재 내지 시사하지 않고 있다고 보아야 할 것이다.
그런데 구성요소 4와 대비되는 비교대상발명의 대응구성을 살펴보면, 비교대상발명의 명세서의 상세한 설명에는 고분자 매트릭스가 그물형 고분자 및 이 그물형 고분자와 상호침투구조체(Interpenetrating polymer network)를 이루는 PMMA로 이루어져 있고(갑3호증의 2면 29~30행 참조), 그물형 고분자는 가교제를 중합하여 얻어지고 그 가교제의 한 종류로 TAEI를 예시하고 있으며, 균일한 그물구조의 형성 및 고분자 간의 상용성을 높이기 위하여 한 개의 불포화기를 갖는 메틸아크릴레이트 등의 단량체(공단량체)를 가교제와 혼합하여 공중합하는 것이 바람직하다고 기재하면서(갑3호증의 2면 하단으로부터 3행 ~ 3면 8행 참조), PMMA는 고분자 사슬간의 엉킴이 가능하도록 수평균 분자량이 10,000 내지 500,000인 것이 바람직하고, PMMA, 가교제, 공단량체, 리튬염, 액체 전해질(유기용매) 및 광개시제가 혼합된 조성물에 자외선을 조사하여 중합반응을 유도함으로써 고분자 전해질을 성형한다고 기재하고 있다(갑3호증의 4면, 5면 참조).
따라서 지금까지 살펴본 내용을 종합하면, 이 사건 1항 출원발명의 구성요소4는 화학식 1 모노머 외에 상세한 설명에 실시예로 나와 있는 에틸렌성 불포화 화합물을 조성물로 첨가시켜 포함하는 경우에 에틸렌성 불포화화합물도 다관능성을 가지므로 이들이 중합되어 가교된 공중합체의 고분자 매트릭스가 형성될 수 있기는 하나, 이는 비교대상발명의 가교제의 그물형 고분자가 PMMA의 그물형 고분자와 중합반응을 거치는 과정에서 상호침투구조체를 이루는 구성과는 화학적인 구조나 성질에 차이가 있다 할 것이다.
나아가 이 사건 1항 출원발명에서 화학식 1 모노머는 고분자 전해질의 고분자 매트릭스를 형성하기 위한 주된 중합성분으로 사용된 것인데 비하여, 비교대상발명의 가교제(TAEI)는 비록 화학식 1 모노머의 일종이기는 하지만 그 분자구조적 특성으로 인해서 해당 기술분야에서 일반적인 가교제로 알려져 있는 물질로서 이는 PMMA 그물형 고분자와 상호침투구조를 이루어 PMMA의 물성을 개질함으로써 PMMA의 기계적 강도를 향상시키기 위한 성분으로 사용되는 것에 그치므로 양 발명에서 화학식 1 모노머와 TAEI가 갖는 목적이나 작용효과에는 큰 차이가 있다 할 것이다.
그리고 한걸음 더 나아가 그것이 투입되어 형성되는 중합결과물의 화학적 구조나 성질을 살펴보더라도, 비교대상발명의 중합결과물에는 TAEI의 그물형 고분자 및 PMMA 고분자가 가교된 그물형 고분자가 생성되면서 이들 두 그물형 고분자가 상호침투구조체를 이루는 고분자 매트릭스의 구조로 되어 있다 할 것이고, 위 상호침투구조체는 사전적으로 둘 이상의 그물형 고분자가 분자범위 내에서 서로 얽힌 구조로 되어 있어서 화학적 결합이 파괴되지 않으면 서로 분리될 수 없는 구조인데 비해서(갑7, 8호증 참조), 이 사건 출원발명은 명세서 전체를 통틀어 보더라도 중합결과물에 비교대상발명의 PMMA 성분을 조성물로 포함하는 내용의 기재가 없을 뿐만 아니라 상호침투구조체도 아니어서 구성요소 4와 비교대상발명의 고분자 매트릭스는 그 성분 및 고분자 물질의 구조적인 구성에 차이가 있기 때문에 그 기술분야의 통상의 기술자라고 하더라도 구성요소 4의 중합결과물이 비교대상발명의 상호침투체의 중합결과물까지 포함하는 것으로 자명하게 이해하거나 예측하기는 어려울 것으로 판단된다 할 것이다.
따라서 결국 이 사건 1항 출원발명의 고분자 전해질을 형성하는 중합결과물은 비교대상발명과 같이 두 개의 그물형 고분자가 상호침투구조체를 이루고 있어 화학작용에 의하지 않고는 서로 분리될 수 없는 일체로 된 구조의 고분자 물질까지 그 기술적 범위에 포함하는 것은 아니라고 보는 것이 객관적이고 합리적인 해석이라고 할 것이다.
그렇다면 이 사건 1항 출원발명의 구성요소 4와 비교대상발명의 대응구성은 고분자 전해질 형성용 조성물에 TAEI 모노머를 함유하고 있다는 점에서는 동일하지만, 그 조성물이 중합되어 생성된 중합결과물 내의 고분자 매트릭스의 구성성분이 다를 뿐 아니라 화학적 구조에도 차이가 있으므로, 구성요소 4는 통상의 기술자라 하더라도 비교대상발명의 대응구성으로부터 용이하게 도출하기는 어려운 것이라 할 것이다.
(라) 구성 대비 결과
위에서 살펴본 것처럼, 이 사건 1항 출원발명은 비교대상발명과 고분자 전해질의 중합결과물 내의 고분자 매트릭스의 성분 및 화학적 구조에서 현저한 차이가 있으므로 구성의 곤란성이 인정된다 할 것이다.
(4) 작용효과 대비
이 사건 1항 출원발명은 종래의 고분자 전해질로 폴리알킬렌옥사이드를 사용하는 경우에 전지 성능이 저하되는 문제점을 개선하고자 하는 것으로서, 상세한 설명에 의하면 전지의 사이클 수명특성, 안전성, 스웰링 특성 면에서 현저히 우수한 효과가 있음을 확인할 수가 있다(갑3호증의 5면의 하단으로부터 8행 ~ 6면 14행 참조).
(5) 대비결과의 정리
따라서 이 사건 1항 출원발명은 비교대상발명과 대비하여 구체적인 목적에 차이가 있고, 구성의 곤란성과 상승된 작용효과가 인정되므로 그 진보성이 부정되지 아니한다.
나. 이 사건 2항 출원발명의 진보성 여부
이 사건 2항 출원발명은 이 사건 1항 출원발명을 한정하거나 부가하여 구체화하는 종속항 발명이므로 이 사건 1항 출원발명의 진보성이 인정되는 이상, 그 진보성이 부정되지 아니한다.
다. 소결론
따라서 이 사건 1항, 2항 출원발명은 비교대상발명과 대비하여 모두 그 진보성이 인정된다.
4. 결론
그렇다면, 이와 결론을 달리하는 이 사건 심결은 위법하므로 그 취소를 구하는 원고의 청구는 이유 있어 인용하기로 하여 주문과 같이 판결한다.
판사 변현철(재판장) 박창수 김용덕