조관현 박사가 1867 PPI급의 OLED 소자를 광학현미경으로 확대해 모니터로 보여주고 있다. (사진=한국생산기술연구원 제공)
국내 연구진이 가상·증강현실(VR·AR)용 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이 해상도를 세계 최고 수준으로 구현하는 데 성공했다.
한국생산기술연구원은 VR·AR 용 OLED 화소를 유리 기판 위에서 RGB 방식으로 제조할 수 있는 공정기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이를 통해 세계 최고 수준인 1867PPI(인치당 픽셀수)의 해상도를 구현했다.
일반적으로 4K UHD TV가 100~200 PPI, 스마트폰이 500 PPI를 요구한다면 눈에 밀착 착용 되는 VR·AR 기기의 경우 최소 1800 PPI를 충족해야 한다.
이를 실현할 VR·AR 용 화소 소재로는 OLED가 꼽힌다. 스스로 빛을 내는 특성으로 화소 크기를 줄여도 광 효율에 영향이 적고 색상 표현도 뛰어나기 때문이다.
OLED 화소는 기판 위에 유기물질을 일정 간격으로 증착 시켜 제조하며 크게 RGB 방식과 WOLED 방식으로 구분된다. 적·녹·청 유기물질을 순서대로 증착하는 RGB 방식은 백색 OLED에 컬러필터를 적용하는 WOLED 방식보다 밝기와 전력효율이 우수하다는 장점이 있다.
연구진은 빛을 흡수해 열로 전환하는 역할을 하는 '광열변환층'을 이용해 RGB 공정을 개발했다. 광열변환층이 300도 이상의 열로 OLED 용액을 빠르게 기화시켜 정해진 간격대로 유리 기판에 증착시키는 원리다.
대형화가 가능한 유리 기판에 VR·AR용 고해상도 OLED 디스플레이를 저렴하게 제작할 수 있다는 것이 기술의 가장 큰 장점으로 꼽힌다.
대량 생산이 용이해지고 기기 이용자 입장에서 화면 시야각이 넓어져 몰입감이 높아질 수 있다고 연구진은 설명했다.
또 VR·AR 대중화에 최대 걸림돌이었던 어지럼증도 해소될 수 있다고 덧붙였다. RGB 방식 증착 공정의 필수 소재로 일본에서 100% 독점 생산하는 '파인메탈마스크(FMM)'를 사용할 필요가 없다는 점도 눈에 띈다.
조관현 박사는 "향후 미세전자기계시스템(MEMS) 공정을 활용해 2000~3000 PPI까지 해상도를 높이겠다"고 말했다.