ETRI, 초고해상도 홀로그램 기술 개발

"향후 홀로그램 동영상 재생 가능"

국내 연구진이 초고해상도 픽셀을 구현할 수 있는 차세대 홀로그램 개발에 성공했다. 향후 홀로그램 동영상 재생이 가능한 디스플레이 패널이 현실화될 전망이다.

ETRI(원장 이상훈)는 1마이크로미터(㎛) 픽셀에 가로 세로 3센치미터(cm) 크기의 홀로그램 영상을 상전이 물질을 이용해 구현하는 신기술이 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 지난달 게재됐다고 2일 밝혔다.

ETRI 연구진이 차세대 홀로그램 기술을 시연하고 있는 모습.

현재 홀로그램 영상 표시는 액정을 이용한 공간 광변조기 방식이 주로 쓰인다. 액정에 전압을 걸어 빛의 위상, 편광을 효과적으로 변경해 홀로그램 영상을 만들어 낸다.

하지만 액정 소자는 홀로그램 영상의 화질과 시야각을 높이기 위해 필요한 마이크로미터(㎛) 수준의 픽셀크기를 만들어 내는데 한계가 있어 왔다.

ETRI는 이같은 문제점을 해결하기 위해 반도체 메모리 소자로 연구되었던 상전이 물질(GST)을 이용했다. 상전이 물질은 비정질 상태와 결정질 상태를 가질 수 있으며 이에 따라서 투과율과 굴절률이 변하는 물질이다.

따라서 마이크로미터(㎛) 수준 이하의 픽셀크기로 만들 수 있으면서 빛의 위상 조절이 가능해 홀로그램 영상을 구현할 수 있다. 특히 기존 액정을 이용한 방법보다 약 1/4 가량 픽셀을 작게 만들면서 빛의 파장에 가까운 픽셀 크기를 구현했다는 데 그 의미가 크다.

연구진은 향후 상전이 물질을 기반으로 2년내 패널 형태로 제작, 디지털 홀로그램 영상을 구현할 계획이다. 이를 통해 동영상 구현과 플렉시블 홀로그램 디스플레이 패널 등에도 적용할 계획이다.

황치선 ETRI 실감디스플레이연구그룹장은 “이번 연구결과는 상전이 물질을 이용, 정지상 홀로그램 이미지를 구현하는 수준이나, 지속적인 연구를 통해 동영상 재생이 가능한 차세대 광 변조장치를 개발할 예정”이라고 밝혔다.

한편, ETRI는 지난 2015년에 360도에서 볼 수 있는 테이블탑형 홀로그램 디스플레이 개발에 성공한 바 있다. ETRI가 지난 2000년 이후 출원한 홀로그램 관련 총 특허수는 지난해 말 기준 약 100 여건으로 국내 최고 수준이다.