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LED 재료 시장 진출
同和鑛業이 백색발광다이오드(LED)재료에 진출한다. 日本가이시로부터 라이센스 공여를 받은 기술에 독자적으로 쌓은 반도체 제조기술을 가미하여 작년에 신(新)구조 제품의 양산을 개시했다. 휴대전화용 등으로 보급한 백색 LED에서는 후발 주자이다. 이 시장에서 미완성품까지 포함하면 60% 전후의 점유율을 갖는다고 보이는 걸리버, 日亞化學工業(德島縣 阿南市)의 아성을 무너뜨릴 수 있을까. 同和가 양산하는 것은 LED기판으로 사용하는 사파이어에 질화알루미늄을 쌓은 재료로 고객의 요망에 따라 발광층이 되는 질화갈륨의 층도 함께 공급할 수도 있다. 이 상태에서는 파랗게 빛나지만 청색LED는 통상 도료를 가하는 등 후처리를 하여 백색LED로 가공한다. 同和가 주로 겨냥하는 것도 백색이다.
열쇠가 되는 것은 발광층과 기판 사이에 끼운 질화알루미늄. 백색LED에서 선행하고 있는 日亞化學은 사파이어에 직접 발광층을 적층하는 방법이다. 이에 대해 알루미늄을 끼움으로써 발광하는 효과가 작용하기 때문에 보다 밝아진다는 것이다.
日亞化學이 고휘도 청색LED를 개발한 것은 1999년이며 그 후 10년 남짓한 동안 청색·백색LED 시장은 급속하게 넓어졌다. 日亞의 아성을 무너뜨리겠다고 2000년 전후에 알루미늄을 끼우는 새로는 제조법의 연구가 활발해져, 2002년에는 파워반도체 대기업 산켄電氣가 실리콘 기판과 질화갈륨 사이에 알루미늄을 끼우는 제조법을 개발, 고가인 사파이어를 사용하지 않아 원가 면에서의 메리트도 크다고 주목을 받았다.
적색LED를 다루는 同和는 LED사업의 성장책으로서 백색에 대한 참여 기회를 엿보고 있었다. 주목한 것이 알루미늄 방식을 연구하던 日本가이시로 참여를 위해 부문 매수를 제의했으나 성사되지 않아, 기술공여를 받는 것으로 재작년에 합의했다.
단, 과제가 하나 남아 있다. 섭씨 600도 정도에서 ‘에피탁셜 성장’이라고 하는 방법으로 질화알루미늄 층을 만드는 종래의 방법으로는 그 위에 발광층인 질화갈륨을 얹었을 때에 질화갈륨의 원자배열에 미묘한 결함이 생겨 오히려 발광효율이 떨어질 가능성도 있다. 그래서 同和는 2배 강한 1300도의 고온에서 에피탁셜 성장을 실시하기 위한 로(爐)를 자체 제작했다. 원자배열의 결함이 대폭 줄어 알루미늄 층 표면의 요철이 종래의 5분의 1정도가 된다는 것을 알았다. 백색LED칩으로 만들었을 때의 밝기는 고객의 사양에도 따르지만 최대로 현행 제품의 2배가 된다고 한다.
당초는 실험단계에서도 10% 이하였던 원료 대비 완성제품의 비율을 약 8개월 만에 양산 가능한 수준으로 끌어올렸다. 이 회사는 틈을 두지 않고 사업화를 결단했다. 秋田市의 자회사 부지에 30억 엔을 투자하여 새 공장을 건설하기로 결정했다. 吉川廣和사장도 ‘성장전략의 핵심’이라고 말한다. 올해에는 전극 등을 더해서 칩 상태로 한 제품도 판매한다. LED재료는 고전자이동도 트랜지스터(HEMT)라고 하는 소자로서도 사용할 수 있다. 자동차용 인버터나 휴대전화 기지국용으로 이용을 전망한다. LED와 함께 연간 매상고 백억 엔을 목표로 한다.
同和는 판매 면에서도 日亞와의 차별화를 꾀한다. 백색LED의 주용도인 휴대전화는 굳이 겨냥하지 않는다. 타깃은 높은 휘도를 살릴 수 있는 조명이나 액정 텔레비전이다. 조명시장은 앞으로 에너지 효율이 높은 LED가 백열등이나 형광등을 대체해 나갈 것으로 보인다. 同和는 백색LED에서는 최후발 주자이지만 성장시장을 둘러싼 경쟁은 이제 막 시작된 것이다. (일경산업)

밝기 40배의 발광물질 개발
慶應義塾大學과 新奈川과학기술아카데미의 연구팀은 밝기를 종래의 40배로 높인 발광물질을 개발했다. 단백질 등의 생체물질에 붙이며 강하게 빛을 낸다. 미량의 생체물질에서도 밝게 빛나기 때문에 고감도로 검출할 수 있다. 연구팀은 의료분야 등에서 응용할 수 있으리라 보고 있다. 루미놀이라고 불리는 발광물질에 발광성이 높은 ‘볼론지피로메텐(ボロンジピロメテン)’이라는 하는 색소를 결합시켰다. 여기에 단백질 등을 더한 뒤에 과산화수소수 용액으로 만들면 발광하는 구조이다. 청백색 빛을 발광하는 루미놀은 범죄의 과학수사 등에서 사용되고 있다. 이번에 빛의 흡수광이 큰 볼론지피로메텐을 넣음으로써 빨간 빛도 낼 수 있게 되어 밝기가 루미놀의 40배가 되었다. (일경산업)
광파이버에서 나오는 빛 평행으로 조정하는 코리메타용
부재 개발
日本電氣硝子는 광파이버에서 나오는 확산된 빛을 평행으로 조정하는 ‘코리메타’용 부재를 개발, 수주활동을 본격적으로 시작했다. 코리메타에서 나오는 빛의 직경을 종래 대비 4분의 1로 가늘게 했다. 보다 소형의 광스위치 등의 광통신용 부품에 정보의 전달이 가능하게 된 것이다. 코리메타는 빛이 통과하는 ‘캐피러리’와 ‘튜브’, 확산된 빛을 평행되게 조정하는 ‘렌즈’ 등 3개로 구성된다. 렌즈의 굴절률을 최적화하는 등으로 하여 평행되게 나오는 빛의 직경을 100마이크로미터로 가늘게 만드는 데 성공했다. 日本電氣硝子는 캐피러리, 튜브, 렌즈 등 각 부재를 3점 세트로 하여 판매한다.
광스위치 등 광통신용 부품은 소형화가 진행되고 있다. 이들 부품에서 빛을 수신하기 위해서도 코리메타에서 나오는 빛을 가늘게 할 것이 요구되고 있다고 한다. (일경산업)