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기타 치고 하트 보내고…홀로그램 더 실감 나게 진화

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한국전자통신연구원 '수직 적층형 박막트랜지스터' 개발

픽셀 쌓아 한계 극복…8K TV보다 해상도 최대 250배 향상

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실사 이미지 렌더링 기반 홀로그램 영상
기타를 치는 남성의 좌·우·앞·뒤 모습(위)과 하트 포즈를 하는 산타복 여성의 연속 동작을 보여준다. [ETRI 제공=연합뉴스]



(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 국내 연구진이 자연스러운 디지털 홀로그램과 초고화질 영상 콘텐츠를 재생할 수 있는 픽셀(Pixel) 기술을 내놨다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 픽셀 크기와 간격을 ㎛(마이크로미터) 수준으로 줄인 새로운 픽셀 구조를 구현했다고 23일 밝혔다.

3차원(3D) 디스플레이 기술인 디지털 홀로그램은 주로 액정을 이용한 공간 광변조 기술로 표현한다.

공간 광변조는 빛의 진동 폭이나 위상 정보를 바꾸는 것을 말한다.

자연스러운 홀로그램 영상을 얻으려면 화질과 시야각을 높여야 하는데, 그러기 위해선 액정에 쓰이는 소자 픽셀 간격을 최대한 줄여야 한다.

기존에는 주로 하나의 평면 안에서 픽셀 크기와 간격을 다루는 연구가 이뤄졌다.

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공간 광변조기를 통해 빛 위상을 바꾸는 홀로그램 영상 재현 연구
[ETRI 제공=연합뉴스]



ETRI 연구진은 아예 픽셀을 수직으로 쌓는 방식을 고안했다. 수직 적층형 박막트랜지스터(VST) 구조다.

이를 통해 기존 디스플레이용 기술로 1㎛ 픽셀 피치(픽셀 간 간격)를 구현했다.

픽셀 피치는 해상도와 직결된다.

해상도 지표를 일반적으로 'PPI'(Pixel Per Inch·디스플레이 1인치 대각 화면 안에 존재하는 픽셀 개수)로 표기하는 것도 이런 이유에서다.

현재 초고해상도 TV로 일컬어지는 8K UHD TV의 경우는 100 PPI 정도다.

수직 적층형 박막트랜지스터를 활용하면 2만5천 PPI까지 이른다고 ETRI는 설명했다.

8K TV보다 250배 이상 초고화질을 구현할 수 있는 셈이다.

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공간 광변조기에서 재생한 3D 홀로그램 영상
왼쪽은 소용돌이, 오른쪽은 토끼의 모습이다. [ETRI 제공=연합뉴스]



홀로그램 영상 시야각도 대폭 커진다.

기존 홀로그램 디스플레이 기술은 2∼3도로 좁지만, ETRI 신기술은 최대 30도의 광시야각을 얻을 수 있다.

홀로그램 영상 시청 가능 각도가 그만큼 넓어질 수 있다는 뜻이다.

실제 연구진은 최근 미국 산호세에서 열린 디스플레이 위크 학회에서 5천100만개 픽셀로 3D 소용돌이 움직임을 성공적으로 시연했다.

황치선 ETRI 실감디스플레이연구그룹장은 "공간 광변조기에서 구현 불가능한 목표라고 여겨지던 1㎛ 픽셀 피치를 내놓은 것"이라며 "홀로그램 실용화에 크게 이바지할 것으로 기대한다"고 말했다.

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홀로그램 영상 획득 시험
황치선 ETRI 실감디스플레이연구그룹장(오른쪽)과 최지훈 연구원이 컬러 홀로그램 패널을 이용해 홀로그램 영상 획득 실험을 진행하는 모습 [ETRI 제공=연합뉴스]



ETRI는 현재 본 기술을 적용한 패널을 개발하고 있다.

올해 중 72K 해상도를 가지는 3.1인치급 공간 광변조기를 만드는 한편 홀로그램 영상 크기를 20인치급으로 확대할 방침이다.

디스플레이 위크 학회에서 우수논문상을 받은 이번 연구는 과학기술정보통신부 기가코리아사업단 지원으로 수행했다.

실리콘웍스와 엠브이테크가 데이터 드라이버 칩·구동 보드 분야 공동 연구기관으로 각각 참여했다.

walden@yna.co.kr



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