8K 초고화질 TV, VR로 들어온다

[아시아경제 황준호 기자] 가상현실(VR), 증강현실(AR) 등 실감형 미디어 기기에서 8K급 초고화질 디스플레이를 구현할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

실감형 미디어 콘텐츠들이 5G 상용화와 함께 급증하는 가운데, 관련 기기의 해상도가 초고화질 TV 수준으로 높아지면서 실감형 미디어 사용자들의 확대가 예상된다.

KAIST는 김상현 전기및전자공학부 교수 연구팀이 반도체 공정 기술을 활용해 기존 마이크로 LED 디스플레이의 해상도를 6만 ppi(pixel per inch) 이상 높일 수 있는 초고해상도 디스플레이 제작 가능 기술을 개발했다고 6일 밝혔다.

마이크로 LED 수직으로 배열

김상현 전기및전자공학부 교수 연구팀

연구팀은 반도체 제작 공정을 활용한 새로운 방식의 마이크로 LED 제작 기술을 개발했다. 이 기술은 적색, 녹색, 척색의 LED 활성층을 3차원으로 쌓아올리면서, 각 LED가 최대한 자기 빛을 낼 수 있게 하는 방법이다.

연구팀은 반도체 기판 적합 기술을 통해 LED를 3차원 적층했다. 이어 접합 면에 필터 특성을 갖는 절연막을 설계해 적색-청색 간섭 광을 97% 제거했다. 특히 수직 결합 후 반도체 패터닝 기술을 이용해 6만 ppi 이상의 해상도를 구현했다.

이번 연구는 마이크로 LED의 한계를 뛰어넘었다는 점에서 의의가 있다. 기존 연구들은 RGB 각 색상의 LED를 마이크로 사이즈까지 줄여 수평 배열하는 형태가 대부분이었다. 하지만 수평배열에 따른 수율 저하 문제, 픽셀의 미세화 문제 등 기술적 난제들이 많았다.

마이크로 LED 는 한 변이 100 마이크로미터 이하인 LED를 말한다. 마이크로 LED는 VR·AR 등 소형 디스플레이 제품에 쓰이고 있다.

8K TV, VR로 들어온다

이번 연구의 1저자인 금대명 전자정보연구소 박사는 "이번 기술로 8K급 초고화질 화면을 VR이나 AR에서 구현할 수 있는 디스플레이의 제작이 가능할 것으로 예상된다"라고 밝혔다.

현재 VR/AR 기기들의 경우 육안으로 픽셀을 확인할 수 있을 정도로 해상도가 낮다. 이를 해결하기 위해서는 약 2500ppi 정도의 해상도가 필요하지만 현재 기술로는 이를 해결할 수가 없었다.

김상현 교수는 “반도체 공정을 이용해 초고해상도의 픽셀 제작 가능성을 최초로 입증한 연구"라며 "반도체와 디스플레이 업계 협력의 중요성을 보여주는 연구 결과"라고 평했다. 이어 "후속 연구를 통해 초고해상도 미래 디스플레이의 기술 개발에 힘쓰겠다"고 말했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 12월 28일자 표지 논문으로 게재됐다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr