LG디스플레이, AI로 OLED 소재 개발…연간 수백억 절감
LG디스플레이가 인공지능(AI) 기술을 OLED 발광 소재 개발 과정에 전면 도입해 연간 수백억 원 규모의 비용 절감 효과를 거두고 있는 것으로 알려졌다. 통상 신규 OLED 소재 하나를 개발하는 데 수년의 기간과 막대한 합성·평가 비용이 투입되는 점을 감안하면, AI 활용 소재 개발은 업계 패러다임을 바꾸는 혁신으로 평가된다.
기존 OLED 소재 개발 프로세스는 화학 구조 후보군을 수동으로 설계한 뒤 합성·증착·특성 평가를 반복하는 방식으로 진행됐다. 발광 효율, 색순도, 수명을 동시에 충족하는 소재를 찾기까지 수천 개의 후보 물질을 검토해야 해 시간과 비용 소모가 극심했다. LG디스플레이는 이 과정에 머신러닝 기반 분자 설계 모델을 적용해 유망 후보군을 사전에 대폭 걸러내는 방식으로 효율을 획기적으로 높였다.
AI 소재 설계 플랫폼은 기존 합성 데이터와 분자 구조-특성 상관관계를 학습해 발광 파장, 양자 효율, 열 안정성 등을 사전 예측한다. 이를 통해 실험 합성이 필요한 후보 물질 수를 종전 대비 60~70% 수준으로 줄일 수 있다는 것이 LG디스플레이 측의 설명이다. 결과적으로 소재 1종 개발 기간이 평균 2~3년에서 1년 이내로 단축된 것으로 전해진다.
이는 비단 비용 절감에만 그치지 않는다. 개발 사이클이 빨라지면 디스플레이 세대 전환 속도도 가속된다. 삼성디스플레이가 갤럭시 S27 프로·울트라에 최신 M16 OLED 패널을 공급하기로 확정한 것처럼, 차세대 스마트폰·폴더블 기기에 탑재되는 고효율 발광층 소재를 경쟁사보다 빠르게 양산 단계에 올리는 것이 디스플레이 업체의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다.
LG디스플레이는 대형 OLED 중심의 사업 전략을 유지하면서도 AI 소재 개발 역량을 통해 원가 경쟁력을 강화하고 있다. 삼성디스플레이가 중소형 고수익 패널에 집중하는 방향과 차별화된 전략이다. 두 회사는 게이밍 디스플레이 시장에서도 각각 중소형·대형 영역에서 정면 경쟁 구도를 형성하고 있다.
소재 공급사 측면에서는 AI 개발 플랫폼 도입이 기존 납품 생태계에 변화를 예고한다. LG디스플레이가 소재 개발 내재화를 강화할수록 덕산네오룩스, 두산솔루스 등 전통적인 OLED 소재 전문 기업들의 입지가 좁아질 수 있다는 우려도 제기된다. 반면 AI 모델이 검증한 신규 소재 구조를 실제 합성·공급하는 파트너십 수요가 새롭게 창출될 수 있다는 시각도 있다.
중국 OLED 패널 제조사들의 추격도 변수다. BOE, VBOE 등 중국 업체들이 OLED용 인바(Invar) 소재의 자국산 내재화에 성공하며 한국 소재 공급망에 균열이 시작됐다는 분석이 나오는 상황에서, LG디스플레이가 AI 소재 개발로 기술 선도 격차를 벌려 놓는 것은 중장기 경쟁력 유지의 핵심 수단이 된다.
글로벌 디스플레이 소재 시장에서는 AI 활용이 점차 보편화되는 추세다. 일본의 이데미쓰코산, 독일의 메르크(Merck KGaA) 등 주요 OLED 소재 전문 기업들도 양자화학 계산과 AI를 결합한 소재 설계 기법을 적극 도입하고 있다. 소재 개발 속도전이 OLED 산업 전반의 새로운 경쟁 축으로 자리 잡고 있는 것이다.
국내 디스플레이 업계를 대표하는 한국디스플레이산업협회는 최근 정부의 규제 철폐 조치를 환영하며 초격차 기술 유지를 위한 세제 지원 확대를 촉구했다. 삼성디스플레이와 LG디스플레이는 공동으로 OLED 관련 연구개발 세액공제율 상향을 정부에 건의한 상태로, 정책 지원이 뒷받침될 경우 AI 소재 개발 투자가 더욱 가속될 전망이다.
시장 조사기관 DSCC에 따르면 글로벌 OLED 패널 시장은 2026년 약 480억 달러 규모로 성장하며, 2030년까지 연평균 8%대 성장세가 예상된다. AI 소재 개발은 이 성장 사이클에서 한국 디스플레이 기업들이 원가·기술 경쟁력을 동시에 유지하기 위한 필수 도구로 자리매김할 것으로 보인다.
한 디스플레이 소재 전문가는 '소재 개발 AI가 단순한 비용 절감 도구를 넘어, 경쟁사가 아직 상상하지 못한 분자 구조의 신소재를 먼저 발굴하는 탐색 엔진으로 진화하고 있다'며 '향후 3~5년 내에 AI가 OLED 소재 혁신의 주도권을 결정하는 핵심 요소가 될 것'이라고 전망했다.