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ETRI, 250배 더 선명한 홀로그램 픽셀 기술 개발…수직으로 쌓는 1㎛ 픽셀 초고해상도 원천기술 확보

2019-05-23박응서 기자

ETRI 연구진이 개발한 360도 홀로그램 기술을 통해 재생한 홀로그램 영상(왼쪽위부터 시계방향으로 큐브, 나비, 큐브, 평창 올림픽 마스코트 반다비). 사진제공 ETRI

국내 연구진이 홀로그램 시야각을 크게 높인 초고해상도 픽셀 기술을 개발했다. 이에 자연스러운 홀로그램과 초고화질 영상을 이용할 수 있는 디스플레이 패널이 더 빨리 실용화될 전망이다.

 

 

한국전자통신연구원(ETRI)이 픽셀 크기와 픽셀 간격을 마이크로미터(㎛)수준으로 줄여 화질과 시야각을 대폭 향상시킬 수 있는 픽셀 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 세계에서 가장 작은 1㎛ 픽셀 간격 소자를 활용하면 72K 해상도 패널도 만들 수 있다.

홀로그램은 주로 액정을 이용한 공간 광변조 기술을 쓴다. 액정에 전압을 걸어 빛 위상을 바꿔 영상을 만드는 방식이다. 이때 액정에 쓰이는 픽셀 간격을 줄이면 홀로그램 영상의 화질과 시야각을 높일 수 있다.

ETRI는 기존 연구의 한계를 해결하고자 픽셀을 수직으로 쌓는 방식인 수직 적층형 박막트랜지스터(VST) 구조를 고안해냈다. 이 기술은 필요 면적을 최소화하며 픽셀 간격을 대폭 줄일 수 있다. 이 방식으로 연구진은 기존 디스플레이용 TFT 기술로 1㎛ 픽셀 간격 가능성을 선보였다. 획기적으로 픽셀 간격을 줄일 수 있는 구조를 개발하는데 성공한 셈이다.

1㎛ 픽셀 간격 소자를 이용하면 현재 8K UHD TV 1인치당 픽셀수 100PPI를 2만5000PPI 이상으로 향상시킬 수 있다. 현재보다 최대 250배가 넘는 초고화질을 구현할 수 있는 셈이다.

이 기술 개발로 홀로그램 영상 시야각도 대폭 향상시킬 수 있다. 기존 홀로그램 디스플레이 기술은 시야각이 2~3도로 매우 좁다. 반면 이 기술을 이용하면 최대 30도 광 시야각을 구현할 수 있다.

 

ETRI 연구진이 컬러 홀로그램 패널을 이용해 홀로그램 영상 획득 실험을 진행하는 모습(왼쪽부터 최지훈 연구원, 황치선 책임연구원). 사진제공 ETRI

실제 연구진은 지난 주 미국 산호세에서 개최된 디스플레이 관련 최대 학회인 ‘디스플레이 위크(Display Week) 2019’에서 2.2인치 크기 패널을 사용, 5100만개 픽셀로 소용돌이 모양이 3차원으로 움직이는 장면을 시연했다. 이 연구 기술은 학회에서 우수논문상을 수상했다.

ETRI 황치선 실감디스플레이연구그룹장은 “공간광변조기에서 구현 불가능한 목표라 여겨진 1㎛ 픽셀간격을 구현한 결과로, 홀로그램 실용화에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

이 기술은 홀로그램뿐 아니라 마이크로디스플레이(?LED), 증강현실(AR), 가상현실(VR) 같은 다양한 초고해상도 디스플레이 분야와 초고속 통신용 부품, 이미징 영상장치에 활용할 수 있어 폭넓게 쓰일 전망이다.

한편 연구진은 트랜지스터 기술과 액정기술 등을 디스플레이 부품관련 업체에 우선 기술을 이전한다는 계획이다.

 

박응서 테크엠 기자  gopoong@techm.kr