[서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 삼성전자가 포스텍(POSTECH)과 협력해 안경 없이 고해상도 2D와 몰입형 3D를 자유롭게 오가는 차세대 디스플레이 원천 기술을 확보했다. 나노 구조체를 활용한 1.2mm 초박형 '메타렌즈'로 기존 3D 디스플레이의 한계를 극복하며 세계적 권위의 학술지 '네이처(Nature)'에 논문을 게재했다.

23일 삼성전자에 따르면 이번 연구는 실제 사물을 보는 듯한 입체감을 제공하는 '라이트 필드 디스플레이'를 한 단계 진화시킨 결과물이다. 삼성리서치와 포스텍 연구팀은 빛의 편광을 제어해 초점을 변환하는 '메타표면 렌티큘러 렌즈' 기술을 세계 최초로 입증해 단일 기기에서 2D와 다시점 3D 모드를 선택적으로 전환할 수 있는 시스템을 구현했다.

기존 라이트 필드 기술은 렌즈가 두껍고 시야각이 15도 정도로 좁아 범용화에 제약이 있었다. 연구팀은 빛의 진동 방향에 따라 초점이 변하는 특수 나노 구조체를 설계해 이 문제를 풀었다. 편광 조절기가 작동하면 메타렌즈가 오목렌즈로 기능해 기존 볼록렌즈 효과를 상쇄하며 빛을 직진시켜 고해상도 2D 영상을 구현한다. 반면 3D 모드에서는 볼록렌즈로 전환돼 입체 효과를 극대화한다.

특히 1.2mm 초박막 두께로도 기존 대비 6배 이상 넓은 100도의 초광시야각을 제공해 여럿이 동시에 3D 영상을 즐길 수 있게 했다. 해상도 저하나 시선 추적기 없이도 물리적 한계를 넘어선 것이다. 연구팀은 25cm² 대면적 메타렌즈를 제작해 OLED 패널에서 검증을 마쳤으며, 향후 스마트폰·AR·의료 영상 등 차세대 시장의 핵심 솔루션이 될 전망이다. 삼성전자는 이번 연구로 메타 광학 소자 리더십을 공고히 하고 혁신 연구를 지속할 방침이다.

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