삼성디스플레이와 LG디스플레이가 세계 최대 디스플레이 학술대회인 '국제정보디스플레이전시회(IMID) 2020'에서 미래 시장을 선도할 혁신 기술을 공개했다.
국제정보디스플레이전시회는 디스플레이 산업을 선도하는 관련 분야 산·학·연 전문가들이 참석해 혁신 기술에 대한 최근 연구 동향과 향후 로드맵을 소개하는 자리로, 국제정보디스플레이학회(SID)와 한국디스플레이산업협회(KDIA)가 공동 주관한다.
올해 행사는 한국을 포함해 15개국 1천500여 명의 관계자가 참석해 온라인으로 미래 선도 기술을 공개했다. 특히 삼성디스플레이는 논문 70여 편을 포함해 총 520편의 기술 논문을 발표했다.
삼성디스플레이와 LG디스플레이가 국제정보디스플레이전시회에서 공개한 대표적 기술은 5G 안테나를 디스플레이 안에 내장하는 '안테나 온 디스플레이(Antenna on Display)', 인공지능을 활용한 '지문인식률 향상' 솔루션, 펀치 홀 없이 디스플레이 안에 카메라를 내장하는 '언더 패널 카메라 디스플레이', 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이에서 소리를 재생하는 '시네마틱 사운드 OLED' 기술 등이다.
디스플레이 업계 한 관계자는 "국제정보디스플레이전시회는 향후 상용화를 준비 중인 선도 기술을 공개하는 자리"라며 "전시회에서 공개된 기술은 디스플레이 업체의 미래 기술로 상용화 가능성이 높다고 볼 수 있다"고 전했다.
■ 삼성, 미래 기술로 '안테나 일체형 디스플레이·카메라 내장 솔루션' 공개
삼성디스플레이의 안테나 온 디스플레이는 기존 스마트폰용 안테나가 열가소성 수지에 레이저로 패턴을 그려 도금하는 방식이나 연성회로기판(FPCB)에 안테나 패턴을 형성하는 방식과 달리 디스플레이 내부에 안테나를 내장하는 기술이다.
최근 상용화된 5G 스마트폰은 기존 LTE 대비 안테나 모듈이 두꺼워 슬림 디자인 구현이 어렵고, 28기가헤르츠 이상 초고주파수 대역(mmWave)을 지원하는 안테나 모듈을 내장하기 어렵다는 한계가 있었다. 안테나 온 디스플레이는 이를 극복할 수 있는 기술 중 하나로 꼽힌다.
삼성디스플레이와 안테나 온 디스플레이 기술을 개발 중인 울산과학기술원은 이번 전시회 발표에서 "최근 출시하는 스마트폰은 화면 크기가 커지면서 안테나를 배치할 수 있는 공간이 점점 작아지고 있다"며 "이를 극복하기 위해 패턴이 새겨진 투명 필름으로 디스플레이 내장형 안테나를 형성하는 방식의 연구개발이 진행 중이며, 빔포밍(전파 집중 전달하는 기술) 지향성을 더욱 향상시킬 수 있다는 결과를 얻었다"고 설명했다.
삼성디스플레이가 공개한 인공지능 기반 지문인식률 향상 솔루션은 이미지 변환 딥러닝 기술인 '사이클갠(CycleGAN)'을 활용해 디스플레이 내장형 지문인식 센서의 인증률을 높이는 방식이다.
삼성디스플레이가 현재 갤럭시 시리즈에 적용 중인 지문인식 기술은 초음파를 발사해 돌아오는 시간을 측정하고, 지문의 높이차로 지문을 인식하는 방식이다. 지난해 갤럭시S10 및 갤럭시노트10 시리즈에서 지문인식 오류가 발생한 사례가 있는 만큼 향후 출시될 차세대 갤럭시 시리즈는 지문인식 문제가 크게 줄어들 것으로 기대된다.
삼성디스플레이 측은 전시회 발표에서 "디스플레이 패널 아래 위치한 지문인식 센서의 경우, 면적이 넓을수록 높은 강도의 빛과 소음에 의해 인식률이 저하될 수 있다"며 "삼성디스플레이는 사이클갠을 통해 기존보다 지문인식 센서의 인증률을 최대 2.0%포인트 향상할 수 있는 결과를 얻었다"고 강조했다.
삼성디스플레이는 전면 디스플레이에 펀치 홀 없이 패널 안에 카메라를 내장할 수 있는 언더 패널 카메라(UPC) 디스플레이도 소개했다. 이 기술은 스마트폰 화면 비율을 100%까지 꽉 채운 풀스크린 스마트폰을 제조할 수 있는 핵심 기술로 꼽힌다.
삼성디스플레이의 UPC 기술은 카메라가 위치한 패널 부문에 렌더링 기술을 적용해 카메라를 내장한 UPC 패널 영역과 주변부 화면과의 화질 차이를 방지하는 게 핵심이다.
삼성디스플레이는 전시회 발표에서 "UPC의 경우, 물리적 구성도 중요하지만 알고리즘 처리가 필수로 자연스러운 이미지 처리를 위한 렌더링 기술이 필요하다"며 "UPC 영역 해상도는 일반 디스플레이 영역보다 적은 수의 픽셀로 배열되는 만큼 최대한 많은 정보를 표시하기 위한 렌더링 기술이 필요하고, 이는 주변 픽셀 데이터를 이용하는 방식으로 구현할 수 있다"고 소개했다.
■ LG, '시네마틱 사운드 OLED'로 업계 최초 TV 오디오 표준 제안
LG디스플레이가 이번 국제정보디스플레이전시회에서 공개한 시네마틱 사운드 OLED 기술은 진동을 만드는 여자기(Exciter)를 디스플레이에 내장해 패널 자체를 진동판으로 사용하는 방식이다. 앞서 LG디스플레이는 올해 초 열린 세계 최대의 첨단기술전시회 'CES'에서도 시네마틱 사운드 OLED 기술을 공개한 바 있다.
시네마틱 OLED 기술은 디자인 측면에서 별도의 스피커 설치가 필요없어 월페이퍼와 같은 초슬림 디자인을 구현하는 동시에 화면 속 영상과 동일한 위치에서 사운드를 재생해 시청자의 몰입감을 보다 높일 수 있는 이점을 제공한다.
LG디스플레이 측은 전시회 발표에서 "최근 TV 시장의 스피커 트렌드는 유닛이 점점 얇아지고 스피커의 위치도 측면 또는 바닥에서 뒷면으로 옮겨가는 추세"라며 "시네마틱 사운드 기술은 이런 트렌드에 가장 부합하는 기술로, 특히 반사음으로 인한 음질 저하를 최소화할 수 있다"고 자신감을 내비쳤다.
또 "LG디스플레이는 시네마틱 사운드 OLED로 완성한 기술을 IEC TC100(국제전기기술원 전문위원회)에 TV 오디오 시스템 최초의 표준으로 제안했다"며 "앞으로 유효 주파수 범위, 감도, 사운드 밸런스 지수, 평탄도 등의 조건을 만족하는 TV 오디오 시스템 표준이 새로운 표준 기술로 등장하게 될 것"이라고 덧붙였다.
LG전자 생산기술원도 이번 전시회에 참석해 인공지능을 통해 디스플레이 결함을 감지하는 검사 솔루션 '마빈(MAVIN)'을 소개했다.
마빈은 이미지 분류 딥러닝 기술인 CNN을 활용해 디스플레이 검사 과정에서 불량 판정 정확도를 99%까지 높일 수 있는 솔루션이다. 이는 네트워크로 연결된 검사 기계에서 전달하는 각종 이미지 정보를 분석해 결함 이미지를 분류하는 방식으로 작동한다.
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LG전자는 수년간 축적한 품질 검사 데이터를 마빈에 학습, 이를 LG디스플레이 등 주요 계열사가 부품 불량을 판정하는 데 활용하고 있다.
LG전자 생산기술원 측은 전시회 발표에서 "CNN 모델을 통해 기존보다 MAVIN의 결함 이미지 분류 비율을 높일 수 있었고, 실제 CNN 학습을 통한 MAVIN의 불량 판정 정확도는 99.6%에 달했다"며 "누락 발생도 거의 없는 만큼 MAVIN은 매우 효과적인 검사 시스템으로 볼 수 있다"고 강조했다.
