ETRI, 차세대 홀로그램 기술 개발

국내 연구진이 상전이(相轉移) 물질을 이용해 초고해상도 픽셀을 구현할 수 있는 차세대 홀로그램 개발에 성공했다. 홀로그램 동영상 재생이 가능한 디스플레이 패널을 구현할 수 있을 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 1마이크로미터(㎛) 픽셀에 가로·세로 각각 3센티미터(cm) 크기 홀로그램 영상을 상전이 물질을 이용해 구현했다고 2일 밝혔다.

상전이 물질은 비정질 상태와 결정질 상태를 가질 수 있으며 이에 따라서 투과율과 굴절률이 변하는 물질이다. 연구에 쓰인 상전이 물질은 최근 재조명받고 있는 칼코게나이드계 화합물 ‘게르마늄 안티몬 텔룰라이드’(Ge2Sb2Te5, GST)이다.

현재 홀로그램 영상을 표시할 때 주로 액정을 이용한 공간 광변조기 방식을 쓴다. 하지만 액정 소자는 홀로그램 영상의 화질과 시야각을 높이기 위해 필요한 마이크로미터 수준의 픽셀크기를 만들어 내는 데 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ETRI는 반도체 메모리 소자로 연구됐던 GST을 이용했다. GST를 활용하면 필요한 픽셀 크기로 만들 수 있으며 빛의 위상 조절이 가능하다. 이는 기존 액정을 이용한 방법 대비 4분의 1 가량 픽셀을 작게 만들고, 빛의 파장에 가까운 픽셀 크기를 구현했다는 점에서 의미가 크다. 또 특정 색상에서 위상변조를 극대화할 수 있는 소자를 만들어 박막 두께를 조절해 다양한 색상을 구현하도록 했다.

연구진은 이번 연구 결과를 동영상 구현과 플렉시블 홀로그램 디스플레이 패널 등에 적용할 계획이다. 황치선 ETRI 실감디스플레이연구그룹장은 “지속적인 연구를 통해 동영상 재생이 가능한 차세대 광 변조장치를 개발할 것”이라고 말했다.

관련 논문은 지난달 24일자 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재됐다. 제1저자는 ETRI 출신인 이승열 경북대 교수다.

/김창영기자 kcy@sedaily.com