이승우 고려대 교수팀, AR 디스플레이 핵심 ‘광학 소자’ 개발

By 2021-05-015월 3rd, 2021업계소식

다방향성 회절격자 구조와 다방향성 3차원 홀로그램 이미지.(고려대 제공)/뉴스1 © 뉴스1

고려대는 이승우 융합에너지공학과 교수 연구팀이 증강현실(AR) 디스플레이의 핵심 광학 소자인 ‘다방향성 회절격자’를 세계에서 가장 빠른 시간에 가장 높은 집적도로 제작하는 방법을 개발했다고 1일 밝혔다.

회절격자는 3차원 홀로그램 재생에 주로 이용돼왔다. 회절 현상은 빛의 세기뿐 아니라 위상 정보도 기록이 가능해 3차원 입체 이미지 기록 등에 용이하기 때문이다.

특히 회절격자는 최근 AR과 VR(가상현실) 기술이 활성화하면서 다시 주목받고 있는데, 마이크로소프트의 홀로렌즈와 같은 상용화된 AR 디스플레이에 핵심 광학 소자 역할을 하고 있다.

AR 디스플레이 이용자가 입체 영상을 넓은 시야각으로 느끼기 위해서는 회절격자가 다방향성을 갖도록 픽셀화해 고밀도로 집적돼야 한다.

고밀도 집적을 위해 대표적 반도체 공정인 ‘광학(EUV) 리소그래피’가 많이 이용됐지만 제작 시간이 오래 걸리고 수율도 낮아 집적도가 100% 다다르지 못했다.

이 교수 연구팀은 형태변환이 가능한 새로운 회절격자를 개발해 기존 반도체 공정보다 최대 108배 빠르면서 100% 집적도가 가능한 방법을 새로 제시했다.

특히 리소그래피의 핵심 공정인 화학 식각 공정이 필요 없이 홀로그램 프린팅만으로 회절격자를 자유자재로 형태변환 시킬 수 있었고, 이를 통해 다방향성 회절격자 픽셀을 100% 밀도로 집적시키는 데 성공했다.

고려대는 “기존 광학 리소그래피로는 수십 시간이 걸렸던 공정 시간을 20~30분 내로 단축시켰다”면서 “더불어 방향에 따라 다양한 홀로그램을 재생해내는 데도 성공했다”고 설명했다.

그러면서 “해당 기술은 AR 디스플레이의 생산성을 높여 광학 AR 기술의 대중화를 선도할 수 있을 뿐 아니라 기존 AR 디스플레이의 부피도 낮출 수 있어 사용자 편의성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 한국시간으로 지난달 29일 오후 6시 세계적 학술지 ‘Advanced Functional Materials’에 출판됐다.

kingkong@news1.kr

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