일본산업뉴스요약

광학렌즈 두께 1000분의 1
토호쿠대학,「휘어지는 스마트폰」으로의 길

토호쿠(東北)대학의 카나모리(金森) 교수 팀은 광학렌즈의 두께를 약 1000분의 1로 얇게 만드는 신(新)기술을 개발했다. 투명소재의 표면에 초미세 금속의 박막을 배치하여, 원하는 파장의 빛을 통과시키는데 성공했다. 이 기술을 응용하면 두께 수 밀리미터의 볼록렌즈가 수 마이크로(마이크로는 100만분의 1)미터의 평면 상태가 된다. 카메라 기능을 탑재한 휘거나 구부러지는 스마트폰의 실현으로 이어질 수 있는 성과이다.

신기술은 투명한 유리나 플라스틱의 표면에 길이 190~270나노(나노는 10억분의 1)미터, 폭 90나노미터, 두께 40나노미터로 평면 상태의 박막 2장을 90나노미터 떨어뜨려 평행으로 배치한다. 이 두 장의 길이 차이를 바꾸는 것으로, 양쪽의 사이에서 나오는 빛의 파장을 미세하게 조정할 수 있다.

석영글라스 기판 위에 양자 도트라고 불리는 직경 5~10나노미터의 유화아연 미립자를 분산시켜 두께 800나노미터의 투명한 아크릴 수지에 얇은 막을 입혔다. 여기에 녹색의 레이저 광을 쏘면 양자 도트의 효과로 인한 파장 1,350~1,376나노미터의 빛이 발생된다. 성막(成膜) 하기 전에, 기판 위에 판(板) 상태의 금 박막 2장을 미리 성막하면, 발광하는 파장이 좁아진다. 실험에서는 2장의 얇고 긴 금 박막의 길이 차이를 10나노미터 간격으로 넓혔더니, 수지(樹脂)에서 발생하는 빛의 파장이 약 3나노미터씩 짧아졌다.

이번 실험결과를 응용하여, 원의 바깥쪽에서 중앙을 향해, 금 박막의 길이의 차이가 큰 순서부터 일렬로 세우면, 렌즈를 만들 수 있다고 보고 있다. 차이가 적을수록 빛의 발광 시간이 지연돼, 결과적으로 플라스틱을 통과한 빛이 전방에서 중앙으로 집중된다는 것이다.

카나모리 교수에 따르면, 스마트폰을 지금보다 얇게 만드는 것이 어려운 이유 중 하나는, 카메라 렌즈가 수 밀리미터로 두껍기 때문이라고 한다. 신기술을 이용하면 극박(極薄) 렌즈를 만들어 낼 수 있어, 유연한 디스플레이와 조합시킨다면, 카메라가 탑재된 휘거나 구부릴 수 있는 스마트폰이 기술적으로 가능하게 된다.

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