안경을 쓰지 않고 3차원 영상을 감상할 수 있는 무안경식 3차원 디스플레이 개발을 위한 새로운 방식의 광학필름이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
서울대 차국헌 교수(53세)와 윤현식 연구교수(38세) 및 서갑양 교수(39세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)과 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지 ‘Nature’의 온라인 자매지인 ‘Nature Communications' 8월 31일에 게재되었다.
(논문명 : Arrays of Lucius microprisms for directional allocation of light and autostereoscopic three-dimensional displays)
사람이 사물을 3차원으로 인식하기 위해서는 왼쪽 눈과 오른쪽 눈에 서로 다른 영상이 보이게 되어 뇌에서 이를 합성한 후 3차원 영상을 인식한다. 이를 위해서 현재 보편화된 기술은 편광방식(또는 셔터방식)의 특수 안경을 써서 서로 다른 영상이 두 눈에 각각 보이게 하는 것이다. 그러나 3차원 영상을 감상하기 위해서는 안경을 써야 하는 불편함이 있기 때문에 안경을 쓰지 않고 3차원 영상을 감상할 수 있는 기술에 대한 수요가 증가하고 있다.
최근 게임기나 핸드폰 또는 모니터에 패러랙스 배리어(Parallex Barrier) 방식이나 프리즘·렌즈 방식의 필름을 사용하여 무안경식 3차원 영상을 감상하는 제품들이 속속 등장하고 있으나, 방향에 따라 계속 영상이 바뀌거나 백라이트와 영상의 구동을 수시로 맞춰야 하는 문제가 여전히 존재하고 있다.
차국헌·서갑양 교수 연구팀이 개발한 루시우스 프리즘 어레이 (Lucius Prism Array)는 이 문제점을 해결하기 위해 프리즘의 한 쪽 면에 반사(혹은 흡수)물질을 코팅하는 방식으로 빛을 제어하여 원하는 방향에서만 영상이 보이는 방법을 활용하였다.
이번 연구에서는 정면 시야에서만 영상을 볼 수 있는 보안용 광학필름으로서의 역할과 왼쪽, 오른쪽과 같이방향에 따라 서로 다른 영상을 볼 수 있는 광학용 필름으로서의 가능성을 보여주었다.
영상 위에 광학필름을 장착하는 것만으로 방향에 따라 서로 다른 영상을 볼 수 있다는 것은 두 사람이 서로 다른 영상을 감상할 수 있을 뿐만 아니라, 왼쪽과 오른쪽 눈에 각각 왼쪽과 오른쪽 영상을 보여주어 안경 없이 3차원 영상을 볼 수 있다는 것을 의미한다.
또한 이번 연구에서는 최근 각광 받고 있는 유연하게 휘어지는 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)에도 적용할 수 있다는 것이 큰 특징이다.
차국헌 교수는 “이 연구는 투명한 고분자와 흡수·반사가 되는 금속/유기물의 하이브리드 물질을 3차원 패터닝 기술을 도입하여 빛의 방향을 제어하는 광학적 비대칭 구조에 관한 것으로 이 필름을 현재 상용화되고 있는 LCD 및 OLED 디스플레이에 부착함으로써 특수 안경이 없어도 3D 영상을 감상할 수 있을 것으로 기대된다.”고 연구의의를 밝혔다.
서울대학교 연구처