日, 2009 모노츠쿠리 부품 대상 LED 신기술

- 유리봉지 LED기술로 내열성 탁월, 폭 넓은 용도 기대 -

□ 모노츠쿠리란?

 ○ 모노츠쿠리는 일반적으로 제조 및 그 과정에서 사용되는 기술, 사람들에 대한 것을 가리킴. 단순작업의 제조가 아닌 숙련공 등의 손에 의한 고도의 제조에 이러한 표현을 사용하는 경우가 많음. 일본 제조업의 역사성을 강조하려는 의도가 있는데, 이 경우 모노(물건)는 철을 뜻한다는 설도 있음.

 ○ 일본 제조업은 해외에서 들어온 기술만으로 이뤄진 것이 아니라 일본 전통기술의 연장에 현대의 제조업이 있다는 인식에서 사용되는 것이 모노츠쿠리(물건 만들기)라는 단어임. 간단히 말해 물건을 만드는 장인정신을 뜻함.

□ 기술내용

 ○ 이번 일본력상(日本力賞)을 수상한 스미타 광학유리와 도요타 합성이 공동개발한 유리봉지 LED(ガラス封止LED)는 백색 LED용 유리를 만드는 것에서 출발해 형광체의 균일 분산, 유리봉지 공정(封止工程)의 최적화까지 모든 공업기술로 확립하고 기존의 수지봉지(樹脂封止)로는 불가능했던 LED의 수명을 획기적으로 개선함.

□ 기술개발업체 개요

□ 개발 목적

 ○ 소자를 유리로 싸서 막으면 발광다이오드(LED)가 안은 과제를 해결할 수 있다고 LED 관련 기술자들은 생각해왔으나 이를 실현한 기업은 아직 없었음.

 ○ LED는 수지로 싸서 막는 것이 일반적인 방법으로 알려졌으나 열의 영향으로 열화(劣化)현상을 보여 LED의 수명을 단축하는 요인이 됨.

 ○ 한편 유리는 내열성이 높아 LED에 채택하면 싸서 막는 부분의 열화현상을 방지할 뿐만 아니라 LED 패키지의 소형화, 높은 전류를 흘림으로써 고휘도화(高輝度化)에도 연결됨.

□ 개발과정

 ○ 기술실현을 목표로 했던 도요타 코세이(http://www.toyoda-gosei.co.jp/)는 스미타광학유리(http://www.ipros.jp/company/032573/)가 개발한 극저온에서 성형 가능한 정밀몰드렌즈용 광학유리의 존재를 알았음.

 ○ 도요타 가사이 기술개발본부 연구센터 담당자는 “높은 기술력은 물론 이 세상에 없는 완전히 새로운 제품을 창출하려고 하는 자세를 갖춘 연구개발형 기업이라면 성공할 수 있다”며 유리로 싸서 막는 발광다이오드(LED) 공동개발에 착수했음.

□ 기술개발의 돌파구 　

 ○ "수지봉지 기술의 연장으로는 통하지 않는다. 부자재나 공법도 재검토할 필요가 있다"고 이 센터 담당자는 말함. 유리로 막아 싸려면 점도가 필요하므로 유리를 고온으로 만들 필요가 있었음. “막아 싸는 데 적합한 유리를 만드는 것, 프레스할 때의 온도조절을 감안해야 하고 LED소자 자체도 고온에 견딜 수 있는 소재로 하지 않으면 안됐다”고 스미타 광학유리의 담당기술자는 기술개발과정을 설명함.

 ○ 유리를 만드는 것, 제조공정, LED소자 자체의 재검토 가운데 하나라도 부족하면 실현할 수 없는 곤란한 상황에 직면한 가운데 약 6년에 걸친 시행착오를 거쳐 양사 기술력의 결정체인 유리봉지 LED가 완성됨.

□ 기술개발의 배경 　

 ○ 배경에는 실현 가능한지 알 수 없는 개발여건 속에서도 당초부터 이해와 지원을 과감히 한 최고경영자의 결단이 있었음. 이 회사의 기술담당자도 “기술을 창출해 새로운 제품을 세상에 내놓는다는 최고경영자의 의지가 있어 기술개발이 가능했다”는 점을 강조했음.

□ 향후 전개

 ○ 현재, 의료기기분야에서 채택하기 시작함. 향후에는 PC나 TV의 액정패널이나 조명기기 등에도 적용할 방침임. 스미타 광학유리의 연구개발 담당자는 고온의 환경에서 사용하는 등 지금까지 이용할 수 없었던 분야에도 활용이 가능할 것으로 기대감을 피력했음.

□ 시사점

 ○ 도요타 코세이와 스미타 광학유리가 개발한 유리봉지 LED는 지금까지 불가능했던 LED의 수명을 획기적으로 개선한 것으로 관련 시장 확대가 전망됨.

자료원 : 일본공업신문, 각 회사 홈페이지, 백과사전 Wikipedia