Q1. 안녕하세요. 교수님, 이렇게 만나 뵙게 되어 반갑습니다! 교수님의 소개 부탁드립니다.

안녕하세요! 디스플레이, 광전자소자를 연구하는 재료과학자이자 데이터과학자 김재민입니다.

인공지능과 시뮬레이션을 통해 디스플레이 재료, 소자를 이해하고 설계하고 있습니다.

서울대학교에서 유기광전자재료 분야로 학/석/박사과정을 마쳤습니다. 이후, 삼성디스플레이에서 삼성 갤럭시, 애플 아이폰에 탑재되는 OLED 패널의 재료, 소자를 설계하였습니다.

성균관대학교에서 박사후연구원을 지낸 후 중앙대학교 첨단소재공학과로 오게 되었습니다.

 

Q2. 교수님의 연구 분야와 앞으로 이곳에서 펼쳐나가실 연구에 대해 말씀 부탁드립니다.

제 연구 분야는 크게 두가지로 인공지능을 통한 디스플레이 혁신 연구와 첨단 시뮬레이션 개발 연구입니다.

첫번째 주제인 인공지능은 이세돌과 알파고의 바둑 대결, chatGPT를 통해 대중의 많은 관심을 받고 있습니다. 현재 인공지능 기술은 각종 첨단 분야에서 우리가 생각하는 것 보다 훨씬 더 복합적이고 분석적인 문제를 해결하는데 실제로 적용되고 있습니다. 최근에는 첨단소재와 소자를 설계하고 분석하는 창의적인 문제에도 인공지능 기술이 도입되면서 인간의 한계를 뛰어넘는 결과가 보고되고 있습니다. 저는 이러한 인공지능의 학습력과 창의력을 활용하여 차세대 디스플레이 재료 설계, 첨단 소자의 각종 메커니즘 규명, 디스플레이 소자 분석 모델 개발 등 AI-Display 융합 연구를 수행하고 있습니다.

두번째 연구주제인 첨단 시뮬레이션 연구는 디스플레이 소자 연구의 꽃이라고 말할 수 있는 분야입니다. OLED 디스플레이는 다층구조의 유기소재로 이루어져 있기 때문에 다양한 메커니즘이 복합적으로 얽혀 있어서 광전기적 거동을 분석, 예측할 수 있는 시뮬레이션 개발이 어렵습니다. 저는 다양한 디스플레이 소자가 왜 효율이 낮은지, 왜 수명이 긴지 원인을 밝히는 과정이 즐거워 시뮬레이션 연구를 시작하였고 현재 여기자, 폴라론 밀도 분석, 임피던스 거동 분석, 소자 수명 예측 등 다양한 재료, 소자 거동 시뮬레이션 연구를 수행하고 있습니다.

 

Q3. 연구하면서 가장 기억에 남는 일이 있으시다면 소개해 주실 수 있으신가요?

저의 두가지 연구주제에 해당하는 두 기억이 떠오르네요.

인공지능 모델을 개발한 후 그 결과를 얻었을 때가 생각납니다. OLED의 소자 측정 데이터를 보면 인간의 능력으로 추출할 수 있는 정보에는 한계가 있었습니다. 1987년부터 학계에서 36년 간 논문이 쏟아져 나왔음에도 불구하고 소자의 복합적이고 미묘한 거동 차이는 인간이 이해할 수 없었습니다. 하지만, 딥러닝 알고리즘을 통해 학습을 시켜 추론 결과를 얻고 보니 단순히 정성적인 추가 해석이 아니라 정량적인 값 추출까지도 높은 정확도로 가능하다는 결과를 얻어 모니터 앞에서 잠시 멍했던 기억이 있습니다. 본 연구는 세계 최초의 AI-OLED 소자 융합 연구를 보고한 논문으로 출판되었습니다.

두번째 기억은 현재 지도하고 있는 성균관대학교 박사과정 학생과 새로운 시뮬레이션 구축을 위해 방정식을 수정, 고도화하는 과정입니다. 기존의 방정식이 이론적으로 틀린 부분이 없었지만 방정식에 넣어야 하는 값을 실험적으로 얻을 수 없어 실제 연구개발에 활용하기가 어려운 단점이 있었습니다. 이를 해결하기 위해 학생과 둘이서 마주 앉아 몇 시간 동안 화이트보드에 적어 가며 논의했던 기억이 떠오릅니다. 결국에는 새로운 방정식을 만들어서 기존의 문제점을 해결하였고 특허 출원과 함께 실험적 검증을 추가적으로 진행하고 있습니다.

 

Q4. 교수님께서 본 연구분야를 선택하시게 된 계기가 궁금합니다.

유기물에 전류를 흘렸을 때 빛이 나온다는 사실이 너무 흥미로웠습니다. 또한, 이것이 유기물이 반도체 성질을 띄기 때문이라는 사실을 알게 되면서 유기물 반도체에 대해 공부하고 싶었습니다. 디스플레이 분야로 박사학위를 마친 후 삼성디스플레이에 재직하면서 실제로 제품 개발에 참여하면서 연구 분야에 질리지 않고 계속 덕질을 한 것 같습니다^^

또한, 현재 우리나라 기업이 폴더블 스마트폰, 태블릿, TV 등 디스플레이 분야를 선도하고 있어서 애국심이 함께 녹아있는 연구 분야라고 할 수 있습니다.

 

Q5. 교수님께서 맡은 수업 중 한 과목에 대해 간단히 소개 부탁드립니다.

전산과학이라는 수업을 맡았습니다. 수업은 크게 두 파트로 소재공학을 위한 파이썬 입문과 인공지능 개론에 대해 다룹니다. 본 수업을 수강하면 인공지능을 하기 위한 필수 언어인 파이썬과 인공지능 핵심 개념에 대해 배울 수 있습니다.

 

Q6. 교수님과 같은 연구 분야로 진출하기를 희망하는 학생들에게 해주고 싶은 말씀 있으신가요?

본 연구 분야는 인공지능과 디스플레이의 융합 연구이기 때문에 본 분야의 전문가가 된다면 매우 다양한 진로를 계획할 수 있습니다. 분야 특성 상 실험량이 적고 인공지능 설계가 주 연구이기 때문에 본인이 평소에 고민하는 걸 좋아하고 컴퓨터로 연구하는 게 좋다면 즐겁게 연구할 수 있을 것 같습니다. 마지막으로 연구 분야의 경제적 가치가 높아 기업과의 산학 프로젝트, 특허 출원, 스타트업 창업 등 여러 기회가 있다는 것도 장점이라고 말씀드릴 수 있겠습니다.