인치당 픽셀 25,000개 만들어...연내 72K 개발 계획
【대전=코리아플러스】 장영래 기자 = 한국전자통신연구원(ETRI)은 픽셀의 크기와 픽셀 간격을 마이크로미터(㎛)수준으로 대폭 줄여 30°(도) 시야각을 갖고 화질을 크게 높일 수 있는 새로운 픽셀 구조 기술을 개발했다고 밝혔다.
연구진의 기술은 지난 주 미국 산호세에서 개최된 디스플레이 관련 최대 학회인 디스플레이 위크(Display Week) 2019에서 우수논문상을 수상했다.
홀로그램 표현에는 주로 액정을 이용한 공간 광변조 기술이 쓰인다.
기존에는 주로 한 평면 내에서 픽셀의 크기와 간격을 줄이는 연구가 이뤄졌다.
ETRI는 이런 문제점을 해결하기 위해 픽셀을 평면으로 설계하지 않고 수직으로 쌓는 방식을 고안해냈다.
연구진은 기존 디스플레이용 TFT 기술로 1㎛ 픽셀 피치 구현이 가능함을 보였다.
아울러, 1㎛ 픽셀 피치 소자 개발을 통해 현재 8K UHD TV의 1인치당 픽셀수가 약 100 PPI의 해상도 였는데 25,000 PPI이상의 초고해상도를 가질 수 있도록 만들었다.
기술 개발로 홀로그램 영상 시야각도 대폭 키우게 되었다. 실제, 연구진은 이번 디스플레이 위크 학회에 2.2인치 크기 패널을 사용, 5,100만개(1만 6천개 x 3천 2백개)의 픽셀로 소용돌이 모양이 3차원으로 움직이는 장면을 시연했다.
기술은 홀로그램뿐 아니라 마이크로디스플레이(µLED), 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 등 다양한 초고해상도 디스플레이 분야와 초고속 통신용 부품, 이미징 영상장치 등에 적용이 가능해 폭넓은 활용이 이뤄질 전망이다.
연구진이 개발한 구조 기술에 향후 미세 공정기술이 더해지면, 마이크로미터(㎛)를 넘어 나노미터(㎚) 수준 픽셀크기도 달성 가능할 것으로 보인다.ETRI는 현재 본 기술을 적용한 패널을 개발 중에 있으며 연내에 72K 해상도를 가지는 3.1인치급 공간광변조기를 개발하고 홀로그램 영상 크기도 프로젝션 기술을 기반으로 20인치급으로 확대할 계획이다.
연구는 과학기술정보통신부 기가코리아사업단의 지원으로 개발되었으며 논문의 제1저자는 ETRI 실감디스플레이연구그룹 최지훈 연구원이다.
ETRI 황치선 실감디스플레이연구그룹장은 “이번 연구 결과는 공간광변조기에서 구현 불가능한 목표라고 여겨져 왔던 1㎛ 픽셀피치를 구현한 결과로서, 홀로그램 실용화에 큰 기여를 하게 될 것이다.”라고 밝혔다.
연구진은 트랜지스터 기술, 액정기술 등에 대해 디스플레이 부품관련 업체에 우선 기술이전 한다는 계획이다.
한편, ETRI는 지난 2015년말 360도에서 볼 수 있는 테이블탑형 홀로그램 디스플레이 개발에 성공한 바 있다.
본 상은 3차원 디스플레이 분야에서 혁신적인 결과를 도출한 연구자에게 수여해 오고 있다.
또한, 해당 연구 분야에서 ETRI가 갖고 있는 홀로그램 특허는 지난해 말 기준 97건 출원으로 세계 최고 수준이다.