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낮은 색수차 굴절률 분포형 플라스틱 로드렌즈

전문가 제언: ○ 굴절률 분포형 로드렌즈 어레이는 이미지 센서의 읽기 유닛이나 LED 프린터의 쓰기 유닛 등에 사용되는 광전송 부품이다. 종래 렌즈의 광학설계에 사용되는 재료로는 무기질 유리가 주류이었지만 근년에는 광학용 플라스틱 재료로 대체되는 경향이 커지고 있다.

○ 광학용 플라스틱 재료를 채용하는 이유는 렌즈의 경량화 및 사출성형에 의한 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 복잡한 비구면 형상을 용이하게 성형할 수 있기 때문이다. 또한 플라스틱 재료는 유리에 비해서 저온으로 가공이 가능하고, 금형가공이 쉬운 특징을 활용함으로써 자유도가 높은 설계에 의한 혁신적인 광학부품기술이 개발되고 있다.

○ 이 글에서는 굴절률 분포형 로드렌즈의 해설과 함께 색수차 저감을 위한 재료설계 및 플라스틱 로드렌즈 어레이의 제조방법을 제공하고 있다. 플라스틱 로드렌즈를 안정하게 제조하기 위해서는 폴리머 원액의 방사공정이 시간적 및 공간적으로 고정밀도로 제어되어야 한다. 특히 굴절률이 큰 재료와 작은 재료를 조합하여 사용하는 경우, 제조된 로드렌즈가 투명해야 되지만 일반적으로 폴리머 블렌드체는 불투명하게 되기 쉬우므로 재료 및 제조조건의 선택에 세심한 배려가 필요하다.

○ 국내 전자산업에서 반도체를 필두로 디스플레이, 휴대폰 등은 수출을 견인하고 있는 대표적인 제품들이다. 이들 산업 부문에서는 국내 기업의 경쟁력 및 시장점유율이 세계적인 선두 그룹에 속한다. 그러나 전자산업에 기반이 되는 광학렌즈나 광학필름 등 부품 및 소재의 경쟁력은 아직도 일본, 미국, 유럽 등의 외국기업에 비해 상당히 뒤처지는 실정이다.

○ 광학 플라스틱 재료에 있어서 굴절률 제어범위의 확대는 영원한 과제라 하여도 과언이 아니므로 베이스 수지의 고굴절률화 설계가 매우 중요하다. 향후 전자제품에서 선도적 위치를 차지하고 있는 기업들과 연구기관들이 협동하여 차세대 광학재료의 설계, 소재의 합성기술, 가공 및 성형기술, 광학설계 CAE 기술을 육성하는 노력이 필요하다.

저자: K. Irie
자료유형: 학술정보