LED를 나란히 배치하는 대신 쌓아 올리면 완전히 몰입되는 가상 현실 디스플레이가 가능해집니다.

2023년 2월 1일

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매사추세츠 공과대학 제니퍼 추(Jennifer Chu)

노트북 화면을 분해하면 그 중심에는 세심한 Lite Brite 디스플레이처럼 끝에서 끝까지 배열된 빨간색, 녹색, 파란색 LED 픽셀 패턴의 플레이트가 있습니다. 전기적으로 전원이 공급되면 LED가 함께 무지개의 모든 음영을 생성하여 풀 컬러 디스플레이를 생성할 수 있습니다. 수년에 걸쳐 개별 픽셀의 크기가 줄어들면서 더 많은 픽셀을 장치에 탑재하여 더 선명하고 해상도가 높은 디지털 디스플레이를 생산할 수 있게 되었습니다.

그러나 컴퓨터 트랜지스터와 마찬가지로 LED도 효과적으로 성능을 발휘하면서 크기가 작아지는 데 한계에 도달하고 있습니다. 이러한 제한은 제한된 픽셀 밀도로 인해 사용자가 픽셀 사이의 공간에서 줄무늬를 인식하는 "스크린 도어 효과"가 발생하는 증강 현실 및 가상 현실 장치와 같은 근거리 디스플레이에서 특히 두드러집니다.

이제 MIT 엔지니어들은 더 선명하고 결함 없는 디스플레이를 만드는 새로운 방법을 개발했습니다. 연구팀은 빨간색, 녹색, 파란색 발광 다이오드를 수평 패치워크로 나란히 교체하는 대신 다이오드를 쌓아 수직의 다색 픽셀을 만드는 방법을 발명했습니다.

각 스택 픽셀은 전체 상용 범위의 색상을 생성할 수 있으며 너비는 약 4미크론입니다. 미세한 픽셀 또는 "마이크로 LED"는 인치당 5,000픽셀의 밀도로 포장될 수 있습니다.

MIT 기계공학부 김지환 부교수는 "이것은 저널에 보고된 가장 작은 마이크로 LED 픽셀이자 가장 높은 픽셀 밀도"라고 말했습니다. "우리는 수직 픽셀화가 더 작은 공간에서 더 높은 해상도의 디스플레이를 구현하는 방법임을 보여줍니다."

"가상 현실의 경우 현재 현실처럼 보일 수 있는 정도에는 한계가 있습니다"라고 Kim 연구 그룹의 박사후 연구원인 신지호는 덧붙입니다. "우리의 수직형 마이크로 LED를 사용하면 완전히 몰입적인 경험을 할 수 있으며 가상과 현실을 구별할 수 없을 것입니다."

팀의 결과는 Nature 저널에 게재되었습니다. Kim과 Shin의 공동 저자에는 Kim 연구실 구성원, MIT 주변 연구원, Georgia Tech Europe, 세종대학교 및 미국, 프랑스, ​​한국의 여러 대학의 공동 연구자가 포함됩니다.

오늘날의 디지털 디스플레이는 전류에 반응하여 빛을 방출하는 플라스틱 다이오드인 유기발광다이오드(OLED)를 통해 조명됩니다. OLED는 선도적인 디지털 디스플레이 기술이지만 다이오드는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되어 화면에 영구적인 번인 현상이 나타날 수 있습니다. 또한 이 기술은 다이오드 크기를 줄일 수 있는 한계에 도달하여 선명도와 해상도도 제한하고 있습니다.