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자동차용 디스플레이 주도권은 누가 잡나?

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9월27일과 28일 양일간 미국 디트로이트의 Sheraton Novi 호텔에서 2022 Vehicle Display & Interface Symposium이 개최되었다. 미국은 코로나 영향에서 벗어났기 때문에 이번 컨퍼런스는 자동차용 디스플레이와 관련 부품 전시도 동시에 진행되었다.

이번 컨퍼런스에서 다루어진 주요 발표 내용은 HUD(head-up display)와 micro-LED였다. 아쉽게도 OLED 관련 발표는 한 건도 없었다.

최근 자동차 시장에서 가장 주목받는 기술은 전기자동차와 자율주행 관련 기술들이다. 이러한 시류에 따라 자동차용 디스플레이 역시 자율 주행에 필수적인 AR-HUD가 핵심 기술로 떠 오르고 있다.

AR-HUD는 주행중인 자동차 전면에 있는 사물(다른 차 또는 보행자)과 대한 주의 사항과 길 안내를 받을 수 있는 정보 등을 사물 또는 도로와 겹친 이미지를 제공해 줄 수 있다. 컨퍼런스에서는 AR-HUD 관련 광학 기술과 소프트웨어 기술들이 발표되었으며, 또한 cluster와 CID용 3D 디스플레이와 holographic 기술들도 흥미로움을 불러 일으켰다.

이전 컨퍼런스에는 OLED가 미래 자동차용 디스플레이로서 각광을 받았으나, 이번에는 Micro-LED가 조명되었다. Micro-LED는 OLED에 비해 온도 신뢰성이 높은 장점이 있어, OLED와 경쟁할 수 있는 유력한 디바이스로 인지되고 있다.

전시장에는 BOE를 비롯하여 Tianma, AUO, Sharp, JDI가 디스플레이를 전시하였다. Cluster와 CID, 조수석 디스플레이를 한 개로 하여 대쉬보드를 전부 커버할 수 있는 디스플레이가 메인이었으며, 이들 중에는 OLED와 mini-LED LCD, 기존 방식의 LCD들이 있었다. OLED를 전시한 업체는 BOE가 유일하였다.

다만, 컨퍼런스 참석자들은 OLED와 Micro-LED는 Benz나 BMW와 같이 고급차가 아니면 아닌 사용하기에 가격이 너무 비싼 점을 아쉬워하였다.

컨퍼런스 전시 영상은 Youtube에 시청이 가능하다.

BOE 15.05” OLED & 27” 4K LCD

BOE 15.05” OLED & 27” 4K LCD

AUO Micro-LED

AUO Micro-LED

Tianma 27.6” mini-LED, flexible micro-LED, transparent micro-LED

Tianma 27.6” mini-LED, flexible micro-LED, transparent micro-LED

전시 영상 보러가기

Automobile OLED is going to lead automotive display market.

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Last May, Audi announced that it implemented a camera function in the side mirrors of the electric vehicle SUV e-tron quattro and built an OLED display inside to realize an air resistance coefficient of 0.28 cd. Audi noted that this not only improves fuel efficiency, but also eliminates a blind spot to help drivers drive.

<Interior concept photo of Audi e-Tron released in 2015, Source: insideevs.com>

In addition, all the interior displays are applied with OLED in e-tron quattro. OLED is considered to be suitable for automotive displays because it can achieve higher contrast ratio, faster response speed, and higher visibility due to wide viewing angle, compared to LCD.

Continental corporation, a supplier of automotive parts, also introduced several advantages of mirrorless cars with two OLEDs on its homepage and stated that it is possible to provide better visibility even in dark or rainy conditions.

Meanwhile, not only Samsung Display and LG Display but also Chinese panel makers are introducing various OLED products to market.

Samsung Display exhibited its rollable CID (center information display) and curved 12.4- inch CID, which can be used to adjust the screen size using OLEDs, in SID 2018 held in May.

<Samsung Display’s 12.4 inch curved CID applied with OLED>

Also, a variety of automotive products using OLEDs such as 6.22-inch unbreakable steering wheel OLED and 4.94-inch transparent OLED head up display HUD (head up display) were introduced.

BOE exhibited 12.3-inch automotive flexible OLEDs in SID 2018, and Tianma and Truly introduced automotive rigid OLEDs in Lighting Japan 2018 held in January 2018.

<12.3-inch flexible automotive OLED of BOE>

Since the automotive display field requires more customization than mobile devices and TVs, it is attracting attention as an industry that is expected to generate high added value.

Samsung Electronics emphasized the automotive OLED panel business as a future business at the Investors Forum held in Singapore in early June, and estimated that “OLED panels for electric field will grow from 100,000 sheets this year, to 1 million sheets in 2020 and 3 million sheets in 2022.”

자동차용 OLED, 자동차 디스플레이 시장 주도한다

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Audi는 지난 5월 전기 자동차 SUV e-tron quattro의 사이드 미러를 카메라화 하고 내부에 OLED display를 탑재하여 공기 저항 계수를 0.28 cd까지 실현했다고 발표했다. Audi는 이를 통해 연료 효율 개선뿐만 아니라 사각 지대를 없애 운전자의 운전까지 도모할 수 있다고 언급했다.

<2015년에 공개 되었던 Audi e-tron의 인테리어 컨셉 사진, Source: insideevs.com>

뿐만 아니라 e-tron quattro에는 인테리어용 디스플레이에 모두 OLED가 적용됐다. OLED는 LCD에 비해 높은 명암비와 빠른 반응 속도, 넓은 시야각으로 높은 시인성을 구현할 수 있어 자동차 디스플레이에 적합하다고 평가 받고 있다.

자동차 부품 공급업체인 Continental corporation도 자사 홈페이지에서 2장의 OLED가 적용 된 미러리스 자동차의 여러 장점들을 소개하며 어두운 상황이나 우천 시에도 더 나은 시야 제공이 가능하다고 밝힌 바 있다.

한편, Samsung Display나 LG Display 뿐만 아니라 중국 panel 업체들도 시장 공략을 위해 다양한 OLED 제품을 선보이고 있다.

Samsung Display는 지난 5월에 열린 SID 2018에서 OLED를 활용하여 화면 크기를 다양하게 조절할 수 있는 rollable CID(center information display)와 12.4 inch 크기의 curved CID를 전시하였다.

<OLED가 적용 된 Samsung Display의 12.4 inch curved CID>

뿐만 아니라, 6.22 inch 크기의 unbreakable steering wheel OLED와 4.94 inch 크기의 transparent OLED가 적용 된 HUD(head up display) 등 OLED를 활용한 다양한 자동차용 제품들을 선보였다.

BOE도 SID 2018에서 12.3 inch 크기의 자동차용 flexible OLED를 전시하였으며, Tianma와 Truly는 2018년 1월에 열린 Lighting Japan 2018에서 자동차용 rigid OLED를 선보이기도 했다.

<BOE의 12.3 inch flexible automotive OLED>

자동차용 디스플레이 분야는 모바일 기기나 TV에 비해 더 많은 customization이 필요하여 고부가가치 창출이 기대되는 산업으로 주목받고 있다.

Samsung Electronics는 지난 6월 초 싱가포르에서 투자자 포럼에서 자동차용 OLED 패널 사업을 미래 사업으로 강조하였으며, “올해 10만장 수준의 전장용 OLED 패널은 2020년 100만장, 2022년 300만장 수준으로 크게 늘어날 것”이라고 전망한 바 있다.

[자동차용 디스플레이 세미나]자동차용 디스플레이, 투명 디스플레이 기술이 시급하다

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지난 13일 여의도 전경련회관에서 한국미래기술교육연구원이 주최한 ‘자동차용 디스플레이 개발기술과 상용화 방안’ 세미나가 열렸다.
자동차부품연구원의 박선홍 박사는 “자동차용 디스플레이 시장이 커지면서 디스플레이의 시장 영역이 점점 확장되고 있다.”고 말하며, “주로 네비게이션 역할을 하는 중앙정보 디스플레이(CID)와 주행거리나 속도를 표시해줄 수 있는 Head up display(HUD)의 시장이 2008년부터 꾸준히 성장하고 있으며 앞으로도 크게 성장할 것으로 기대되고 있다.”라고 발표했다. 특히 CID는 7인치 이상의 디스플레이의 시장점유율이 높아지고 있으며 대형화가 진행되고 있다고 덧붙였다. 또한 운전 중 전방 주시 태만으로 인한 교통사고의 비율이 늘고 있어 정보를 운전하면서 확인할 수 있도록 전방 유리에 표시할 수 있는 HUD의 필요성에 대한 언급도 하였다. 하지만 아직 밝기나 반사에 의한 가독성 문제와 다른 표시 장치와의 조화 등의 기술적인 이슈가 해결되어야 한다고 말했다.

자동차부품연구원 박선홍 박사

한국전자통신연구원의 황치선 실장은 투명 디스플레이를 구현할 수 있는 디스플레이 기술에 대한 비교와 함께 자동차에 적용하기 위해 해결해야 할 기술 이슈에 대해 발표하였다. 황치선 실장은 “투명 디스플레이가 구현 가능한 디스플레이 기술로는 LCD, OLED, TFEL(Thin Film EL), HUD(Projection) 등이 있지만 해상도와 투명도를 고려했을 때 가장 적합한 디스플레이는 AMOLED이다.  LCD는 기술이 상용화 단계에 있긴 하지만 투명도가 높지 않아 운전자의 시야에 불편함을 줄 수 있다는 단점이 있다.” 라고 설명했다. 또한 “Poly Si TFT 기술은 특성이 좋지만 투명도가 한정되어있다는 단점이 있지만 Oxide TFT 기술은 투명도도 높고 특성도 점차 개선되고 있어 oxide TFT에 대한 개발이 보다 적극적으로 필요하다.”라고 발표했다. 자동차용 디스플레이로 적용되기 위해서는 운전자 시야에 적합한 위치와 자동차 부품이 되기 위한 온도, 원가, 밝기 등의 조건 등을 충족시켜야 하므로 일반적인 display보다 해결해야 할 기술 이슈들이 많다고 언급했다.

한국전자통신연구원 황치선 실장

Source:한국전자통신연구원 황치선 실장 발표자료

이처럼 자동차용 디스플레이에서 투명 디스플레이가 주목을 받고 있으며 자동차에 적용하기 위한 기술에도 관심이 커지고 있다. 자동차용 디스플레이 시장을 주도하기 위해서는 display 자체적인 특성뿐만 아니라 자동차 부품들의 특성을 이해함과 동시에 운전자에게 최적화 시키기 위한 다양한 이슈들을 파악하고 이를 해결하기 위한 노력이 필요할 것으로 예상된다.

차량용 OLED display가 성공하기 위한 필수조건

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10월 15일 일산 킨텍스에서 열린 IMID 비즈니스 포럼에서 KATECH(Korea Automotive Technology Institute)의 양인범 센터장은 ‘Future of Automotive Technology and the Role of Smart Display’라는 주제의 발표를 통해 차량용 디스플레이의 미래를 전망하였다.

양 센터장은 “기존의 자동차가 기술적 요소에 초점을 맞추었다면 미래의 자동차는 철저히 운전자를 중심으로 진화될 것이며 차량용 디스플레이 또한 이런 흐름에 맞추어 발전할 것”이라고 밝히며 운전자의 안전과 편리를 추구하는 것이 우선시 되어야 한다고 발표하였다.

양 센터장은 미래 자동차용 디스플레이의 예로 4가지를 들었다. 먼저 ADAS시스템과의 결합을 꼽았다. ADAS는 Advanced Driver Assistance Systems의 약자로 안전운전을 도와주는 차량 시스템이라는 의미다. HUD 등을 통해 ADAS가 구현된다면 운전자는 더욱 편리하게 안전을 유지할 수 있다.

두 번째로는 운전자의 시간과 위치를 연동한 상황정보를 운전자에게 알려주는 기능을 꼽았다. Display에 표시될 뿐만 아니라 센서와 소리 등과 결합해 특정상황에서 충분한 기능을 할 수 있는 device가 개발돼야 한다고 밝혔다.

양 센터장은 디스플레이와 터치기술, 햅틱 기술이 결합해 자동차에 적용된다면 운전자의 조작과의 피드백이 용이해질 것이라고 전망했으며 자동차의 다양한 기술들을 디스플레이에 종합하여 운전자가 인식하고 조작할 수 있는 ‘Multi-Functional & Configuration display’도 등장할 것이라고 발표하였다.

IAA 2015에 전시된 컨셉트카인 ‘Audi e-tron quattro’는 풀 OLED 인터페이스가 적용되어 자동차 운행에 필요한 모든 기능들을 물리적인 버튼 없이 디스플레이 터치로 조작할 수 있다.

이와 같이 운전자의 편의를 높이는 미래형 디스플레이가 등장할수록 차량 내의 디스플레이 비중은 증가할 것으로 예상되며 운전자 중심의 UI(user interface)에 맞춰져서 개발될 것으로 예상된다. OLED display는 빠른 응답속도와 높은 명암비로 운전자의 시인성을 극대화 시킬 수 있으며 flexible이 용이하여 디자인 자유도와 안정성이 높아 차량용 디스플레이로 적합하다. 하지만 차량용 display는 display panel 자체의 성능보다는 운전자에 최적화된 UI system과의 연동이 필수적이며, display panel업체들과 차량용 system, 주변기기 업체들간의 collaboration이 앞으로 차량용 display panel 업체들의 시장 선점에 중요한 포인트가 될 것으로 예상된다.

Audi Q7 3.0 TDI quattro , 2015 Geneva International Motor Show

[IMID2015] 현대자동차, “차량용 디스플레이 OLED 적용, 머지 않은 현실이 될 것”

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8월 19일 IMID 2015의 keyneote session에서 현대자동차의 김문현 상무는 자동차 디스플레이 시장이 앞으로 더욱 활성화 되고 디지털화되며 단순해질 것이라고 전망하였다. 김상무는 자동차용 디스플레이가 적용되는 주요 분야는 4가지로, 클러스터와 HUD(Head Up Display), CID(Central Information Display), RSE(Rear Seat Entertainment)로 구분지었다.

먼저 클러스터는 full color와 high resolution, customizable이 기술적인 트렌드이며 특히 사용자에 맞는 다양한 모드로 customizable을 구현할 수 있다고 밝혔다. HUD는 full color와 high resolution, AR(Augmented Reality:가상현실)이 주요 기술 트렌드이며 AR의 예로 distance guide와 direction guide, lane guide를 제시하였다. CID는 집적된 디스플레이와 다양한 기능을 삽입하는 것이 주된 기술적 트렌드이며 특히 OLED를 CID에 적용하는 것이 연구 중이라고 밝혔다. 또한 RSE는 대면적화, 개인화, 이동 가능한 기능 등을 기술 트렌드로 꼽았다.

김상무는 “매년 자동차 시장이 3~6%의 성장세를 기록하는데 비해 클러스터와 CID는 매년 10%의 성장세를 기록할 것으로 예상된다”라고 밝혔다. 또한 전체 LCD 시장 중 자동차용 LCD의 비중은 미미하지만 전체 OLED 시장 중 자동차용 OLED의 비중은 증가할 것으로 전망되며 2017년에는 30%이상이 될 것으로 기대하였다.

또한 과거에는 4인치 이상의 디스플레이가 주로 차량에 장착되었지만 앞으로는 4인치 이하의 소형 디스플레이가 차량에 설치되는 비중이 크게 증가할 것으로 전망하며 다양한 형태의 차량용 디스플레이가 미래에 적용될 것으로 보인다고 예상했다.

현대자동차는 CES 2015에서 증강현실을 접목한 HUD와 3D동작 컨트롤 기술, 웨어러블 기기와의 연동 기술,차세대 인포테이먼트 기술, ADAS(지능형 운전자 보조시스템)기술을 대거 선보인 바 있다.

김상무는 OLED 디스플레이가 클러스터와 HUD, CID, 엔터테인먼트 디스플레이 순으로 활발히 적용될 것으로 전망하며. LCD 패널보다는 플렉시블 구현이 용이한 OLED 패널의 가치를 높이 평가하였다.

현대자동차 김문현 상무, IMID 2015

 

HUD와 HMD, 가상현실을 만나 날아오르다.

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7월 31일 건국대학교에서 진행된 SID 2015 리뷰 워크샵에서 인하대학교 박재형 부교수는 SID 2015에서 HUD(Head Up Display)와 HMD(Head Mount Display)에 대한 관심이 증가했다고 발표하였다.

HUD는 단순히 외부를 보여주고 비바람을 막아주는 기존 앞 유리의 역할을 넘어서서 운전자에게 다양한 정보를 제공하는 기술을 의미한다. HUD의 도입으로 운전자들은 도로에서 눈을 떼지 않고도 차량과 목적지 정보를 파악할 수 있다. 이 때 단순한 디스플레이가 아니라 사용자의 동작을 인식하여 디스플레이에 반영한다는 것이 AR(증강현실) HUD이다.

일본의 Ricoh사는 SID 2015의 논문을 통해 차량이 자발적으로 조작에 개입하는 장치를 ADAS(Advanced Driving Assistance System)라고 명칭하면서 여기서 얻은 정보를 HUD에 반영하여 사용자의 인식과 판단을 도와줄 수 있다고 발표하였다. 이 때 명암비를 높여 디스플레이가 현실과 일치되어 중첩되게 하고 허상과의 거리가 5m 정도가 될 경우 더 향상된 AR을 구현할 수 있다고 발표하였다.

HMD는 머리에 착용하는 디스플레이 장치를 말하며 다른 디스플레이와 차별화되는 몰입감을 가지고 있다. 또한 넓은 시야각을 가지고 있기 때문에 현장감이 증대되어 엔터테이먼트용 디스플레이 장비로 많이 쓰였지만 최근 AR에 대한 관심이 높아지면서 AR용 디스플레이 기기로 각광받고 있다.

이번 SID 2015에서 Zwickau 응용과학 대학은 초점거리를 조절하여 상이 맺히는 거리를 사용자에 맞게 바꾸어 AR이 자연스럽게 구현되는 HMD 장치를 설계하였다. 중국 저장대학교 광학공학과에서는 3차원 공간상의 모든 점에서 모든 방향으로 빛이 얼마만큼의 세기를 가지는지를 표현하는 Light Field라는 개념을 사용하여 각각의 눈에 홀로그램의 보여주는 방식으로 향상된 AR을 구현하였다.

박재형 부교수는 “SID 2015를 기점으로 하여 AR과 연계된 HMD와 HUD에 대한 관심과 연구가 크게 증가할 것이며 앞으로 이런 경향이 지속될 것으로 보인다.”라고 설명하였다.

삼성전자는 헤드셋에 갤럭시 S6 또는 갤럭시 S6 엣지를 꽂아서 사용하는 HMD 기기인 ‘삼성기어 VR’을 출시하였다. Oculus VR와 Sony Computer Entertainment는 각각 OLED를 적용한 VR 헤드셋 제품인 ‘Oculus Rift’와 ‘Project Morpheus’의 시제품을 발표하고 내년 1분기(Oculus)와 상반기(SCE) 중에 소비자용 정식 버전을 출시할 예정이다. 에이치엘비는 HUD 최초로 ‘허상 거리구현방식’을 적용한 제품인 ‘AproVIEW S2’를 출시한 바 있다.

박재형 인하대 부교수, SID 2015 리뷰 워크샵