KAIST 공동연구팀, 초 고굴절 투명 플라스틱 필름 개발
2020-07-14 조수인 기자
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.