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KAIST 공동연구팀, 초 고굴절 투명 플라스틱 필름 개발

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  • 입력 : 2020.07.14 16:30
  • 기자명 By. 조수인 기자
KAIST 임성갑 교수(왼쪽 두 번째) 연구팀. (사진=KAIST 제공)
KAIST 임성갑 교수(왼쪽 두 번째) 연구팀. (사진=KAIST 제공)
[충청신문=대전] 조수인 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 임성갑 교수 연구팀이 서울대 차국헌 교수, 경희대 임지우 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 단 한 차례의 증착 반응을 이용해 1.9 이상의 고굴절률을 갖는 투명 플라스틱 필름 제조 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

굴절률이란 진공상태의 빛의 속도와 어떤 물질의 빛의 속도의 비율로 빛이 그 물질을 통과할 때 꺾이는 정도를 나타내는 척도다. 최근 모바일 기기와 이미지 처리 등에 사용되는 광학 부품의 소형화 추세와 함께 더욱 얇은 두께에서 많은 빛의 굴절을 유도하는 고굴절률 투명 소재의 수요가 급격히 늘어나고 있다.

고분자 소재들은 특성이 우수하고, 다양한 형태로 쉽게 가공할 수 있다는 장점에 다양한 분야에서 활용되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 고분자 소재 중 굴절률이 1.75를 넘는 재료는 드물고 비싼 원료와 복잡한 합성 과정 때문에 기존 재료보다 가볍고 저렴하며 자유자재로 가공할 수 있는 광학 소자 부품 제작을 위해서는 고성능의 고굴절 고분자 재료 확보가 매우 중요하다.

공동 연구팀은 단 한 차례의 화학 반응만으로 1.9 이상의 굴절률을 가지면서도 투명도가 우수한 새로운 형태의 고분자 박막 제조 기술을 개발하는 데 성공했다.

공동 연구팀은 쉽게 승화하는 원소 상태의 황을 다양한 물질과 중합해 고굴절 고분자를 제조했다. 이 방법으로 지나치게 긴 황-황 사슬의 형성을 억제하는 한편 높은 황 함량에서도 우수한 열 안정성과 가시광선 전 영역에 투명한 비결정성 고분자를 만드는 개가를 올렸다.

연구팀은 기상 반응의 특성 때문에 실리콘 웨이퍼나 유리 기판뿐만 아니라 미세 요철 구조가 있는 다양한 표면에도 표면 형상 그대로 고굴절 박막을 코팅할 수 있다는 점과 함께 1.9 이상의 굴절률을 갖는 고분자를 세계 최초로 구현하는데 성공했다.

이 기술은 고굴절 플라스틱 소재 원천기술의 국산화와 더불어, 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 있을 것으로 기대된다.

임지우 경희대 교수는 “향후 고굴절 소재뿐만 아니라 평면 렌즈, 메타 렌즈 등으로 대표되는 차세대 초경량 광학 소재를 구현하는데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다”고 말했다.

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