경희대학교 전자공학과 이승현 교수 연구팀이 웨어러블 AR 기기에 필수적인 초고밀도 광소자 어레이 제작 기술을 개발하고 성과를 네이처 커뮤니케이션(Nature Communication)에 게재했다.
이승현 교수 연구팀이 개발한 기술은 초고집적 반도체 공정이다. 극도로 얇은 질화갈륨층을 실리콘 기판 위에 전사해 전자회로와 소형 LED 공정을 융합했고, 퀀텀닷 소자가 지닌 용매 취약성을 해결하기 위해 고해상도 건식 전사법을 개발했다.
이 기술을 통해 한 LED 픽셀당 크기가 미세먼지(5μm) 정도 크기에 그치는 초고밀도 광소자 어레이를 제작할 수 있게 됐다. 스마트폰 등에 사용되는 LED 디스플레이가 300~500PPI임에 반해 신기술로 제작된 디스플레이는 1,000PPI나 그보다 높은 밀집도를 지녀 무게와 두께, 해상도 면에서 월등하다.
연구팀은 이 디스플레이를 증강현실(AR)용 웨어러블 기기 개발에 활용할 수 있다고 밝혔다. 연구팀 신유섭 학생은 "개발한 LED 픽셀에서 증강현실 이미지를 안구에 투영하기 적합한 반응이 관찰됐다"라고 보고했으며, 마찬가지로 연구팀 배준호 학생은 "미래 중요 기술인 증강현실 상용화를 위한 하드웨어 연구에 매진했는데, 기술적 난제를 해결하는 결과를 이뤄 기쁘다"라고 감상을 밝혔다.
그동안 AR 기기는 두께와 무게 문제를 해결하지 못해 웨어러블 기기보다는 스마트폰을 들고 일시적으로 AR 콘텐츠를 사용하는 식으로 활용되어 왔다. 그러나 이번에 공정 개발에 성공한 초고집적 광소자 어레이를 활용하면 훨씬 더 얇고 가벼운 웨어러블 기기를 만들 수 있다.
콘텐츠 개발 관계자들은 AR 콘텐츠 발전이 더딘 이유로 AR 콘텐츠 활용이 번거롭다는 점을 꼽았다. 일상에서 AR 콘텐츠를 활용하기 위해서는 스마트폰을 꺼내고 프로그램을 활성화해 콘텐츠를 즐긴 뒤 다시 넣는 과정이 필요하기 때문이다. 활용도가 낮으니 완성도 높은 AR 콘텐츠에 대한 수요도 낮다.
웨어러블 AR 기기는 항시 착용한 상태로 일상을 영위할 수 있는 만큼, AR 콘텐츠 활용에 따른 번거로움이 크게 줄어든다. 이는 완성도 높은 AR 콘텐츠에 대한 수요를 끌어올릴 전망이다. 이번 연구는 AR 기기 수준은 물론 AR 콘텐츠 완성도까지 끌어올릴 기회인 셈이다.
연구 책임자 이승현 교수는 "인공지능과 더불어 증강 및 가상현실 기술은 향후 큰 파급효과를 미칠 것으로 예상된다"라며, "세계가 경쟁하는 증강현실 웨어러블 기기 하드웨어 분야에 한국의 경쟁력을 선보여서 기쁘다"라고 소감을 밝혔다.
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[IT 만평] 경희대 이승현 교수팀, 초고집적 광소자 어레이로 'AR시대' 앞당긴다
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