Innovative Speedometer Indicator And Interior LED Technology
로옴의 속도계 인디케이터, 인테리어 LED 기술
자동차의 모든 애플리케이션에서 소형 LED 채용이 추진되는 상황에서, 까다로운 환경 스트레스로 인한 경년열화에 대한 대책이 실시된 고신뢰성 제품이 요구되고 있다. 로옴은 속도계의 인디케이터 광원용, 인테리어 일루미네이션용 혁신적인 LED를 개발했다.
글│로옴(ROHM)
오늘날 LED는 폭넓은 분야에서 널리 사용되고 있다. 자동차에 있어서도 스톱램프 및 속도계의 인디케이터 광원을 비롯해 채용이 갈수록 증가하고 있다(그림 1).
로옴은 1973년에 램프 LED 생산을 시작으로, 45년에 걸쳐 업계를 선도하는 제품을 개발해 왔다. 최대 강점은 철저한 품질 관리와 소자의 제조 단계부터 품질을 높일 수 있는 일관 생산체제를 통해 독자적인 제품 개발을 실시한다는 점이다. 조립 공정에서 제조가 용이한 칩 설계 및 초소형 제품에 대한 생산이력 관리 도입, 차량용 품질에 대응하는 공정 관리 등, LED 개발에는 로옴의 기업 목적인 「품질 제일」의 정신이 깃들어 있다. 생산기술 및 품질 관리에 집중함으로써, 소형화 및 고신뢰화 등 고객의 니즈에 대응하는 로옴의 독자적인 LED를 제공할 수 있었다.
속도계 인디케이터 광원용 LED
최근 속도계의 인디케이터 광원용으로 소형 LED의 채용이 증가하고 있다. 그러나 자동차의 요구사항인 까다로운 온도 변화에 대응하기 위해 차광벽과 기판이 접촉하지 않도록 공간을 확보함에 따라 이 부분을 통해 LED의 빛이 인접부로 새어나오는 ‘광 누설’이 새로운 과제로 떠올랐다. 또한, 모든 애플리케이션에서 소형 LED의 채용이 추진되는 상황에서, 특히 사용 환경이 까다로운 자동차 및 산업기기 분야에서는 환경 스트레스로 인한 경년열화에 대한 대책이 실시된 고신뢰성 제품이 요구되고 있다.
이러한 배경을 바탕으로, 로옴은 가혹한 환경에서 사용이 예상되는 자동차 속도계의 인디케이터 광원용으로 소형?고출력의 면실장 렌즈 타입 LED 「CSL0901/0902 시리즈」를 개발했다. 이 제품은 다음과 같은 3가지 특징을 갖고 있다.
① 소형 LED 사용 시, 인접 부분으로의 광 누설 방지 대책
앞서 기술한 바와 같이, 기존에는 속도계의 광원으로 대형 리플렉터 타입 LED(3.5×2.8 t=1.9mm)가 사용되어 왔지만, 애플리케이션의 공간 절약 요구에 따라, 소형 LED의 채용이 검토되고 있다. 그러나 일반적인 소형 몰드 LED는 광원의 위치가 0.18mm로 낮게 설계되어 있어, 이러한 광원의 높이가 원인이 되어 인접부로 빛이 새어나올 우려가 있었다.
로옴은 광원의 위치를 0.49mm까지 높임으로써 광 누설에 대한 우려를 해소했다. 이에 따라, 소형 LED 사용이 가능해졌다. 기존의 리플렉터 타입 LED 대비 약 1/18(체적)의 소형화를 실현해 애플리케이션의 스페이스 절약화에 기여할 수 있게 됐다(그림 2).
② 단파장 고휘도 제품의 고온 통전 시 광도 열화 방지 대책
자동차용 LED는 가혹한 환경에서도 안정적인 광출력이 요구된다. 그러나, 특히 청색 등의 단파장 제품의 경우, 고휘도화에 따라 고온 상태에서의 통전 열화가 과제로 대두되고 있다. 로옴은 새롭게 개발한 몰드 수지를 채용함으로써, 단파장 고휘도 제품으로 고온 통전 시의 광도 열화를 대폭 개선했다. 예를 들어, 청색 타입의 고온 통전 가속도 시험(Ta=85℃, IF=20ｍA, 1000Hr 통전 시험)에서 기존품 대비 약 80%의 광도 잔존율을 개선했다
(그림 3).
③ LED 황화(硫化) 대책
신뢰성을 확보하기 위해 황화 대책(anti-sulfur)도 꼭 필요하다. 가혹한 사용 환경에서 전자 부품이 사용되는 자동차 애플리케이션은 은과 같은 금속 재료의 표면에 자동차 및 공장의 배기가스에도 포함되어 있는 공기 중의 유황수소가 작용해 검게 부식되는 황화가 경년열화의 주요 원인이기 때문이다.
기존의 자동차용 LED는 다른 디스크리트 제품과 동일하게 차량용 신뢰성 규격인 AEC-Q101에 대응해 왔지만, CSL090x 시리즈는 2017년 3월에 제정된 옵티컬 디바이스 전용 규격인 AEC-Q102※에 대응 가능하도록 평가 중에 있다. 새로운 규격에는 황화 시험도 포함되어 있으며, CSL090x 시리즈는 이러한 황화 시험에 대응하는 제품이다
(그림 4).
CSL090x 시리즈의 제품 라인업
본 시리즈는, 통상 광도인 「CSL0901 시리즈」와 하이엔드용 고광도화 타입인 「CSL0902 시리즈」의 총 18개 기종을 라인업으로 구비하고 있다(그림 5).
인테리어 일루미네이션 광원용 LED
세트의 다기능화에 따라, 속도계를 비롯한 자동차 인테리어 기기에서는 아이컨 표시와 더불어 패널 전체를 밝히는 일루미네이션 광원용 LED에도 소형화가 요구되고 있다. 로옴은 이러한 애플리케이션에 최적인 LED의 개발도 추진하고 있으며, 해당 제품은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
① 소형 패키지로 고휘도화
세트의 다기능화에 따라 LED 실장 스페이스는 나날이 줄어들고 있다. 또한, 디자인성을 향상시키기 위해 표시부는 비점등 시보다 어두워지도록 판넬의 투과율을 낮추는 경향이 있다. 이러한 배경에 따라, LED에는 소형 및 고휘도 제품이 요구되고 있다. 로옴은 패키지 형상, 리플렉터 재질, 프레임 형상 및 표면 도금 등을 개선해 소형 및 고휘도 LED를 지속적으로 개발하고 있다.
② 세밀한 색도 대응
일루미네이션 광원은 패널 전체를 밝히기 위해 LED와 도광판의 조합으로 구성된다. 그러나 도광판에 빛을 비추면, 그 재질이나 형상에 따라 색감이 변하게 된다. 따라서 사용하는 LED는 애플리케이션에 따라 세밀한 색도 대응이 필요하다. 로옴은 소자와 형광체를 세밀하게 제어함으로써 기존의 색도 편차를 대폭 저감할 수 있다.
이에 따라, 기존에 자동차 인테리어의 일루미네이션 광원 LED로 사용되어 온 대형 패키지를 모두 1608 사이즈의 소형 패키지로 통일할 수 있다
(그림 6).
최근, 우리들의 생활에서 없어서는 안 될 존재가 된 LED. 자동차에서는 리어 램프를 비롯해 클러스터 및 앰비언트 라이트, 산업기기에서는 각종 기기의 표시 패널용 숫자 표시 및 인디케이터, 소비가전에서는 기능 표시 등 다양한 분야에 LED가 사용되고 있고 향후 그 수요는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 앞으로도 로옴은 일관 생산체제를 통해 신뢰성을 확보함으로써, 전 세계에서 신뢰성 및 디자인성 등 LED의 부가가치가 중시되는 애플리케이션에 대응하는 제품을 지속적으로 개발해 나갈 것이다.
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