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인공지능시대(69): 인공지능과 디스플레이의 만남
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2022년 06월 24일 [주간문경] 
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| | | ↑↑ 영남대학교 명예교수
문경시지역발전협의회 의장 | ⓒ (주)문경사랑 | |
디스플레이의 정의
디스플레이는 전자기기로부터 출력되는 전기신호를 시각을 통해 인식할 수 있는 화상 정보로 나타내어 주며, 정보를 전달함으로써 인간과 기계를 연결시켜 주는 화면표시장치이다. 디스플레이는 동작원리에 따라 브라운관과 LCD, PDP, OLED, 전자종이, 투영(投影) 디스플레이 등으로 나뉘고, 이를 응용한 3D 디스플레이, 유연성 디스플레이, 투명 디스플레이 등 다양한 응용 제품 및 기술이 포함된다.
디스플레이는 단순 정보 표시 소자에서, 터치 패널, 조도센서 등 다양한 입력 장치와 결합된 새로운 UI/UX를 포함하는 종합 정보 입출력 장치 기술은 지속적으로 기술 및 산업 영역을 확대해 나가고 있다.
디스플레이의 종류
디스플레이는 화면구현 방식에 따라 직시(直視)형과 투사(投射)형으로 구분할 수 있다. 직시형은 디스플레이에서 표출되는 화상 자체로 화면이 구현되는 것으로, CRT와 더불어 LCD, PDP, PLED 등 평판 디스플레이(FPD)가 이에 해당된다.
평판 디스플레이는 자체발광 여부에 따라 다시 자발광과 수발광으로 구분된다. PDP, OLED 등은 자발광 디스플레이며, LCD는 수발광 디스플레이로서 자체발광을 못하기 때문에 별도의 광원이 필요하다. 반면에, 투사형은 프로젝션 방식이라 불리며, 내부에서 표출되는 화상을 일정 거리에서 투사시켜 화면이 구현되는 프로젝션 TV가 대표적이다.
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| | ⓒ (주)문경사랑 | |
인공지능과 디스플레이패널
AI 기술이 디스플레이 연구개발에 새로운 바람을 일으키고 있다. 삼성디스플레이는 최근 패널 개발 핵심 영역에 AI 기술을 도입, 점점 고도화되고 있는 패널 개발의 효율성을 높이고 있다고 밝혔다.
AI 기술이 도입된 가장 대표적인 영역은 “OLED 유기재료 설계” 분야로 기존에는 엔지니어가 직접 분자구조를 바꿔가며 원하는 특성을 나타내는 구조를 찾는 방식으로 재료를 설계해 왔다. 그러나 최근에는 엔지니어가 원하는 특성 값을 설정하면 AI가 수많은 경우의 수를 시뮬레이션해 정답을 찾는 방식으로 설계하고 있다.
이와 같이 여러 경우의 수를 고려해 재료 구조를 설계하고 직접 실험을 통해 이를 하나하나 검증하는 수고를 AI 기술이 대신하는 것이다. AI를 통해 유기재료의 분자구조를 설계하고 특성 값을 도출할 때까지 걸리는 시간은 30초에 불과하다. 이렇게 AI가 단시간에 수많은 시뮬레이션을 함으로써 엔지니어는 고부가 가치 업무에 집중할 수 있어 업무 생산성이 높아진다.
디스플레이와 인공지능 기술
또한, 디스플레이 해상도가 점점 높아짐에 따라 패널 구동 회로 설계 작업의 난이도가 올라가면서 이 분야에도 AI 기술이 적극 활용되고 있다. 저해상도 패널을 설계할 때는 엔지니어가 도면 반복작업을 통해 원하는 결과물을 얻을 수 있었지만, 4K, 8K 등 고해상도 패널의 경우 회로 간섭 등 오작동이 많아 원하는 결과 도출에 많은 시간이 필요하게 된다.
이에, AI 기술을 활용하게 되면 64코어 CPU를 장착한 서버용 컴퓨터 1대로 하루 64만 건의 구동 회로 설계와 검증이 가능하고, 시뮬레이션 탐색 범위가 훨씬 광범위하기 때문에 설계 속도가 빠르고 결과 도출을 위한 최적의 루트를 찾아낼 가능성도 훨씬 크다.
인공지능과 디스플레이 기술의 진화
삼성디스플레이는 이러한 성과를 바탕으로 “SID(세계정보디스플레이학회)”가 주최하는 “디스플레이 위크 2021”에서 “디스플레이를 위한 인공지능과 기계학습”이라는 주제로 온라인 강의를 진행한 바 있다. 앞으로 디스플레이 산업에서 AI 기술의 중요성은 더욱 커질 것이며, 패널 개발 과정이 점점 고도화되고 기술 난이도가 올라감에 따라 AI 기술을 포함한 재료, 소자, 회로 등 단위 설계를 연결하는 시스템 최적화까지 진화할 것으로 전망하고 있다.
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