현재 출시된 전 방향 카메라는 평면 광센서를 여러 방향으로 배열하기 위한 베젤(테두리)과 전기배선이 있어서 불가피하게 광학적 맹점이 생긴다.
어안렌즈와 같은 초광각 렌즈로 화각을 보완하고 있으나, 이미지 왜곡과 해상도 균일성 문제를 일으킨다. 연구팀은 이런 문제 해결을 위해 입체구조를 갖는 이미지센서를 개발했다. 10㎛(마이크로미터)보다 얇은 플렉시블 전자소자를 제작하고 이를 입체적인 사면체 구조로 변형했다. 연구팀은 'ABS'(Acrylonitrile butadiene styrene·아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌 공중합체 방식으로 프레임을 제작하고 용매 증기를 가해 유연하도록 제작했다.
유연해진 고분자프레임 유동성 덕분에 전자소자가 받는 응력(stress)은 현저히 줄었다. 변형 시 전자소자 생존율을 높일 수 있다는 뜻이다.
이처럼 박막형 전자소자를 제작하고 형태변형을 제어하는 방법은 성능이나 해상도 저하 문제를 없앨뿐더러 기존 반도체 공정 장비를 대부분 쓸 수 있게 한다.
연구팀은 99.3％의 픽셀 수율(이론상으로 기대했던 분량과 실제로 얻은 분량 간 비율)을 갖는 사면체 이미지센서를 구현했다.
고흥조 교수는 “2차원 평면에서 개발하는 고성능 전자소자를 손상 없이 손쉽게 3차원으로 변형할 수 있다”며 “앞으로 사면체를 넘어 십이면체나 이십면체 등 구체와 유사한 형태의 다면체 이미지센서를 연구할 것”이라고 말했다.
연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구)와 GIST 개발과제(창조적도전과제) 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials) 지난 7일자에 게재됐다.
조재근 기자 jack333@cctoday.co.kr