| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | 1. 마이크로 LED 제작 및 응용기술(Micro LEDs: fabrication and applications)-오거나이저: 이인환 교수(고려대) |
| 제목 | AR/VR 디스플레이 기술 |
| 초록 | 앞으로 다가올 증강현실(augmented reality, AR)과 가상현실(virtual reality, VR) 기술은 사용자들에게 그저 신기함을 주거나 게임의 용도로 쓰이는 것이 아닌, 사용자의 생산성을 높여주는 용도로써 사용될 가능성이 크며 앞으로 산업 현장에서 더욱 요긴하게 이용될 것이라는 전망이 우세하다. 본 발표에서는 AR, VR 시스템에 사용되는 디스플레이 기술을 소개한다. AR, VR 디바이스의 성능을 결정하는 중요한 요인들은 주로 디스플레이 단에서 결정된다. 마이크로 LED는 아직 상용화 되지 않았지만, 마이크로 OLED는 크게 두 가지 면에서 AR, VR 시스템에 사용되기 적합할 수 있다. 첫 번째는 OLED가 가지고 있는 가장 큰 강점인 낮은 전력소모이다. 일반적으로 OLED는 LCD보다 약 30% 적은 전력으로 구동된다고 알려져 있다. LCD의 경우는 backlight unit이 켜져 있는 반면, OLED는 필요한 부분의 소자만 빛을 발광하기 때문이다. 시스템의 무게와 그 크기를 줄이는 것이 굉장히 중요한 AR, VR 산업에서 디스플레이 단의 소모 전력을 줄이는 것은 베터리와 컴퓨팅 단의 크기를 줄이는 것과 직결되기 때문에, 적은 전력으로 구동되는 것은 OLED가 가지고 있는 큰 장점이라고 할 수 있다. 두 번째는 뛰어난 명암 비이다. LCD 혹은 투사 광학계(프로젝터)의 경우는 패널 양 끝에 존재하는 직교한 두 개의 선편광판과 그 사이에 존재하는 LC 분자의 배열을 이용하여 개조를 표현한다. Black을 표현하기 위해서는 LC 분자를 일렬로 배열하여 backlight unit에서 나오는 빛이 편광 상태가 직교하고 있는 두 개의 선편광판을 통과함으로써 빛의 세기를 0으로 만들어 주어야 한다. 이상적인 상황이라면 직교한 두 선편광판을 지나는 빛은 완전히 차단되어야 하지만, 실제로는 새어 나오는 빛이 존재한다. 이렇게 새어 나오는 빛은 완벽한 black을 표현하는데 방해하고, 이는 명암 비 손실로 이어진다. 반면에 OLED의 경우는 각각의 픽셀이 on, off 상태를 가질 수 있기 때문에 보다 선명한 명암 비를 표현할 수 있다. 원하는 픽셀을 off 상태로 만들어주면 해당 픽셀은 완벽한 black을 표현할 수 있기 때문이다. 그렇다면 해상도는 어떨까? 인간이 구별 가능한 해상도는 60 pixel/degree 라고 알려져 있다. 만약 어떤 AR, VR, 시스템이 약 70도의 시야각을 제공한다고 가정하면 60 pixel/degree를 표현하기 위해 필요한 해상도는 약 4K정도로 결정된다. 현재 시중에서 구매할 수 있는 마이크로 OLED는 대략 12 mm by 9.6 mm크기에 1280 * 1024 정도의 해상도를 구현한다. 이 수치는 넓은 시야각 내에서 이질감 없는 가상 영상을 제공하기에는 아직 부족하다고 보여진다. 다음으로 고려해볼 사항은 디스플레이의 밝기 문제이다. 시중에 나와있는 AR 제품들은 주로 LC 프로젝터 혹은 아주 밝은 back light unit와 함께 구동하는 공간광변조기를 사용한다. 발열 문제와 전력 소모 문제가 있음에도 이렇게 밝은 디스플레이를 사용하는 이유는 AR 시스템을 낮 시간에 사용할 경우 외부 자연광에서 가상 영상이 전달되어야 하기 때문이다. 반거울과 같이 증강현실을 구현하는 AR 콤바이너에서 많은 광량이 손실되기 때문에 디스플레이 단에서 상대적으로 밝은 이미지가 전달되어야 하는데, 마이크로 OLED가 제공하는 현재의 밝기는 아직 자연광에서 가상 영상을 전달하기에 많이 부족하다. 하지만 해상도 문제와 밝기 문제를 잘 해결할 수만 있다면 현재 AR, VR 디바이스에서 사용되는 LC 기반의 디스플레이 소자를 완벽하게 대체할 수 있을 것으로 보인다. |
| 저자 | 이병호, 문석일, 홍종영, 이승재 |
| 소속 | 서울대 |
| 키워드 | <P>증강현실(AR); 가상현실(VR); OLED</P> |
