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.

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