폰 카메라 더 얇아진다.. 고굴절 투명필름 개발

삼성전자가 출시한 갤럭시노트20 울트라.(기사와는 무관)

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 한 차례 증착 반응을 통해 1.9 이상 고굴절률을 나타내는 투명 플라스틱 필름을 제조하는 기술을 확보했다. 스마트폰 카메라 등의 소형화 추세에 따라 더욱 얇은 두께에서 더 높은 빛의 굴절을 구현하는 핵심 기술이 될 것으로 예상된다.

임성갑 한국과학기술원 생명화학공학과 교수 연구팀과 차국헌 서울대학교 화학생물공학부 교수, 임지우 경희대학교 교수 등은 공동 연구를 통해 이같은 기술을 확보하고 국제 학술지인 사이언스 어드밴시스에 소개했다고 14일 밝혔다.

1.9 이상 굴절률 확보한 고분자 개발.. 세계 최초

기체 상태 황을 공중합하여 고굴절 박막을 제조하는 방법의 모식도.

연구팀은 황을 활용해 1.9 이상 굴절률을 갖는 고분자를 세계 최초로 구현했다. 연구팀은 원소 상태의 황이 쉽게 승화한다는 점을 활용해 기체 상태인 황을 다양한 물질과 중합하는방법을 적용해 고굴절 고분자를 만들었다. 이 방법을 활용하면 지나치게 긴 황-황 사슬의 형성을 억제하고 높은 황 함량에서도 우수한 열 안전성을 갖출 수 있다. 특히 가시광선 전 영역에서 투명하면서도 고굴절률을 가진 비결정성 고분자를 얻을 수 있다.

고분자(플라스틱) 소재들은 특성이 우수하고, 다양한 형태로 쉽게 가공할 수 있다는 장점으로 인해 플라스틱 안경 렌즈 등과 같이 다양한 분야에 널리 활용되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 고분자 소재 가운데 굴절률이 1.75를 넘는 재료는 극히 드물다. 존재한다고 해도 비싼 원료와 복잡한 합성 과정이 필요하다. 특히 대부분 이런 소재와 관련한 원천기술은 일본이 보유하고 있다.

고굴절률 고분자 원천기술 국산화

번 연구에서 합성된 초 고굴절 고분자의 두께별 사진(좌측부터 7개)과 기존 황 기반 고분자(SDIB)의 사진이다. 짙은 노란색을 띠는 기존의 황 고분자와 달리, 이번 연구에서 확보된 재료들은 매우 뛰어난 투명성을 보인다.

연구팀이 개발한 기술은 고굴절 플라스틱 소재 원천기술의 국산화를 이뤘다는 점에서 의미가 있다. 또 다양한 분야에의 활용이 예상된다. 이 기술은 디스플레이의 밝기 향상을 위한 표면 코팅 재료, 디지털카메라 센서용 마이크로 렌즈 어레이 등 얇은 두께와 높은 굴절률, 우수한 가공성 등이 요구되는 최신 IT 기기 분야에 널리 적용될 수 있다 .

임지우 교수는 "기체 상태의 황을 고분자 제조에 이용한다는 발상의 전환이 초 고굴절, 고 투명성 고분자 박막 제조기술의 원천이 됐다"며 "향후 고굴절 소재뿐만 아니라 평면 렌즈, 메타 렌즈 등으로 대표되는 차세대 초경량 광학 소재를 구현하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr