일본산업뉴스요약

자율주행의 야간 시야 확보를 강화
쇼와덴코, 적외선 LED 출력이 2.7배

쇼와덴코(昭和電工)가 8월에 발매한 적외선 발광 다이오드(LED)칩은 발광층을 2단으로 겹친「이중 접합」으로 불리는 타입이다. 출력은 주류품의 2.37배. 자동차나 감시 카메라의「눈」의 역할로써, 야간 및 멀리 응시할 때에 지금까지 이상의 성능이 기대된다.

-- 전방의 위험을 신속하게 감지 --
LED에는 햄버거처럼 2개의 반도체 사이에 끼워져 있는 발광층이 있다. 전압을 걸게 되면 접합면(Junction)에 있는 발광층에 불이 들어온다. 쇼와덴코의 이중 접합은 발광층을 2단 구조로 만들었다. 구조를 옆에서 보면 패티를 2장 끼워 넣은 햄버거와 같은 형태를 하고 있다. 2개있는 발광층이 동시에 빛을 발산하기 때문에 그만큼 출력이 높아진다.

사토(佐藤) 집행위원은「재료의 선정 및 적층 방법을 고려하여 발광에 필요한 전압과 빛의 출력과의 밸런스를 맞추려고 했다」라고 말한다. 발광층은 늘어났으나, 발광하는데 필요한 전압을 줄일 수 있었다. 발광층과 발광층 사이 등에 단순화된 칩 구조의 설명 에 관한 도면에는 없는 재료도 많다.

--「세계 최고 수준」--
LED칩은 알루미늄 갈륨 비소(A1GaAs) 등의 재료를 기체로 만들어 기판 위에 막을 형성해 가는 MOCVD법(유기 금속 화학 증착법)으로 만든다. LED광의 파장은 780~970나노(나노는 10억분의 1)미터. 기판과 반도체 사이에 금속 반사막을 끼워 넣어, 반사광을 이용하여 보다 높은 출력을 내는 반사형이다.

이중 접합형의 출력은 일반적인 LPE법(액상 에피 택시법)으로 만드는 적외 LED에 비해 그 높이가 2.7배에 해당한다고 한다. 기존의 고출력 타입이었던 반사형 적외 LED와 비교해도 1.5배에 달한다. 사토 씨는「출력의 높이에서는 독일 오스람과 어깨를 나란히 하는 세계 최고의 수준이다」라고 자랑스러워 했다.

그렇다면 왜 적외 LED에 고출력이 요구되는 것일까? 실은, 손가락 위에 얹을 정도의 작은 적외 LED 칩이 가상현실(VR) 및 자율주행과 같은 첨단 기술의 키 디바이스(key device) 중 하나가 되고 있다. 출력이 높으면, 방출된 적외선은 보다 멀리까지 더욱 강하게 돌진한다. 인간의 눈에 보이지 않는 이 강한 빛이 디바이스의「시력」을 끌어 올려 준다.

-- 감시 카메라의 선명도 --
감시 카메라에 탑재하게 되면 야간에도 멀리까지 적외선을 조사(照射)하여 선명한 영상을 찍을 수 있다. 시력 향상이 성능과 직결되어 있다는 것은 자동차의 운전지원 및 자율주행의 경우도 마찬가지이다. 보다 멀리까지 적외선을 조사할 수 있다면, 자동 제어의 정밀도를 높이거나, 위험을 미리 감지하는 등의 안전 주행으로 연결시킬 수 있다.

고출력의 LED칩이라면, 1장의 작은 칩으로도 강한 빛을 방출하기 때문에 탑재 디바이스의 소형화가 가능하다는 이점이 있다. 예를 들어 스마트폰에 탑재가 진행되고 있는 홍채인식. 안구 바깥쪽에 있는 주름(홍채)을 인식하여 조합한다. 안구에 적외선을 쏘아, 홍채화상을 적외선 카메라로 촬영하는 시스템이다. 소형이면서 출력이 높은 LED가 있다면, 스마트폰 본체를 보다 얇게 만들 수 있다는 것 외에도, 안경 타입과 같은 웨어러블 단말로의 탑재도 쉬워진다.

홍채 인식과 상당히 비슷한 구조를 하고 있는 것은 차세대 VR기기로 표준탑재가 예상되는 시선 감지 시스템이다. 안구에 조사(照射)한 적외선을 카메라로 찍어 동공과의 위치 관계로부터 시선의 움직임을 계측한다. VR기기도 작고 가벼운 것을 지지하는 트랜드가 있어, 소형이지만 출력이 높은 LED가 활약하게 될 전망이다.

지치부 사무소(사이타마 현)에서 이중 접합 형의 양산을 시작했다. 이중 접합형은 기존 설비로도 제조가 가능하여 수주 상황을 보면서 순차적으로 이중 접합형의 비율을 높여 나간다는 공산이다.

적외선은 눈에 보이지 않기 때문에 오류를 알아차리기 쉽지 않다는 어려운 점이 있다. 고출력의 적외 LED가 힘을 발휘하는 것은 인간의 안전∙안심에 직결되는 분야가 많기 때문에 오류로 인해 돌이킬 수 없는 사태를 불러 일으킬 수 있다는 면도 있다. 사토 씨는「신뢰성이 도입을 결정하는 중요한 열쇠가 될 것이다」라고 말하고 있다.

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