Special메타버스 산업 생태계 확산을 위한 광융합기술 개발동향

OLED 마이크로 디스플레이(온실리콘 디스플레이) 기술동향

조남성_ 한국전자통신연구원 초실감메타버스연구소 책임연구원

1. 서 론 

최근 디스플레이의 다양한 응용기술이 새로운 산업의 확장과 소비 트랜드 창출 등 다양한 사업확대를 진행하고 있다. 최근 가상증강현실, 메타버스가 정보통신기술(information and communications technologies(ICT)) 분야에서 디스플레이의 수요가 확대되고 있고 여기에 필요한 디스플레이가 가상/증강현실(virtual reality/augmented reality, VR/AR) 기술에 필수 부품으로 자리잡고 있다. 해외에서는 구글, 마이크로소프트, 애플, 페이스북, 인텔 등 거대 소프트웨어 및 세트 기업들을 중심으로 경쟁이 치열하며, 국내에서도 삼성 전자, LG전자, SK, KT와 같은 대기업뿐만 아니라 여러 중소기업 및 벤처기업에서 다양한 관련 기술을 선보이고 있다. 현재 한국에서는 세계 최고의 디스플레이 기술을 기반으로 하드웨어/소프트웨어 기술을 융합하는 연구/개발이 본격적으로 시작되고 있다. 특히 국가전략산업으로 디스플레이가 포함되었고 과학기술정보통신부를 중심으로 혁신적인 디스플레이 연구개발을 위한 지원을 “온실리콘 디스플레이 기술 개발”이라는 주제로 진행되고 있다.
　
　디스플레이의 역사는 1970년대 모노컬러의 브라운관 TV에서 시작되어 LCD를 거쳐 OLED까지 개발이 진행되었다 흑백에서 컬러로 전환되는 컬러트렌드와 대형화와 경량화를 위한 크기의 트렌드 개발을 거쳐 현재 플렉서블 디스플레이로 “free form” 디스플레이로의 혁신을 완성하고 있다. 이후 “온실리콘 디스플레이” 기술개발을 포함하는 새로운 디스플레이의 시대를 향해가고 있다.
　
　그림 1. 디스플레이의 히스토리 및 미래 - LGD
　
　여기에 디스플레이 기술 선도국인 대한민국과 후발국인 중국은 온실리콘 디스플레이 기술개발을 새로운 사업으로 집중개발하고 있다. 최근 가상/증강현실 관련 Digi-Capital의 전망에 따르면, 2022년 글로벌 가상/증강현실 분야의 예상 시장규모는 약 1,050억 달러이며, 특히 증강현실은 가상현실의 6배 이상 성장이 2025년에 전망되고 있다[1].

　가상/증강현실 기술은 크게 하드웨어와 소프트웨어 분야로 나눌 수 있으며, 초실감의 가상/증강현실 구현을 위해서는 고성능의 하드웨어와 다양한 서비스 및 컨텐츠 기술이 필요하다. 특히, 사용자의 몰입감을 증가시키기 위해서는 다감각 자극 경험을 제공하고 상호작용할 수 있는 하드웨어가 필수적이다.
　
　인간의 오감 중 시각은 가장 많은 정보를 사용자에게 제공하기에 대부분의 가상/증강현실 기기는 시각 정보 제공에 초점을 두고 있다. 시각용 하드웨어는 두부 장착형(Head-mounted display, HMD) 또는 안경 형태로 개발되고 있으며, 사용자는 디스플레이 패널에서 나온 영상을 직접 보지 않고, 광학계를 통해 확대된 영상을 보게 된다. 따라서 영상 정보를 제공하는 디스플레이 패널의 성능은 기존의 텔레비전이나 모바일 기기보다 훨씬 더 우수해야 한다.  2012년도에 발표된 오큘러스 리프트를 시작으로 현재까지 다양한 가상/증강현실 기기가 판매되고 있으나 스마트폰만큼 대중화가 되지 못한 이유는 아직 가상/증강현실 기기의 디스플레이 성능이 높지 않아 사용자의 피로도를 증가시키고 멀미를 유발하는 등 다양한 이슈들이 발생하고 있기 때문이다.
　
　
　그림 2. AR/VR 최근 출시 제품들
　
　이번 기고문에서는 가상/증강현실을 구현할 수 있는 디스플레이 디바이스 중 하나인 마이크로 디스플레이에 대해 간단히 설명한 후, 많은 관심을 받고 있는 organic light-emitting diodes(OLED) 마이크로 디스플레이의 국내외 기술 동향에 대해 살펴보고자 한다.

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