■2004.10

財団法人 金属系材料研究開発センター

No.216

TODAY
欧州ではもともと照明用の蛍光灯や白熱電球の生産が窒 化 物盛んである。年間2兆円規模の市場を有していることから、次世代照明として企業主体で照明用発光ダイオードの開発が進められている。窒化物発光ダイオードの開発
では米国、日本に比べてやや後発と見られていたが、もともと蛍光体開発に関しては長年の蓄積があり、さらに米国企業との合弁や日本企業との提携などの企業戦略により急速に力をつけ、2004年現在もっとも効率のよい発光ダイオードの製造技術を確立している。欧州企業は蛍光灯による照明市場をすでに確保していることから、発名城大学理工学部教授

天 野

光ダイオードによる新しい照明市場の拡大を狙うわが国

浩の企業にとって厳しい状況になりつつある。
さらに将来の活躍が期待されるのは、アジア諸国であ窒化物による青色発光ダイオードが本格的に市場に送る。韓国では国立研究所のKOPTIが2004年より5年間、り出されてから11年が経過した。すでに市場では確固た総額1.5億USドルをかけて発光ダイオード照明技術を開る地位を確立し交通信号機や携帯電話のバックライト、発する。極めて効率的に資金投入が行われるため、将来大型ディスプレイ、さらには植物育成に至るまで多くのの世界市場はLSIメモリーや液晶の現状と同様の結果に分野で活躍している。さらに同材料を用いた紫色レーザなる可能性がある。台湾ではITRIを中心として、国を挙ダイオードもDVDの次の世代の光記録用光源としてすげて発光ダイオード研究や開発、市場展開をバックアッでに実用化した。年を重ねて無数の薬品がしみ込んだ大プしており、すでに教育機関などへ発光ダイオード照明学の研究室で、弗酸に何回もつけて痩せ細った石英管を、の実験的使用が始まっている。発光ダイオードのさらなバーナーで炙って吹き出し角度を何度も調整し、結晶成る市場拡大のキーワードの一つが生産コストであり、豊長に奮闘していた20年前を思い出すと大変感慨深い。当富な人的資産を有する中国は、最終的に世界の生産拠点時は、今のようにさまざまな分野に応用できるという具となる能力を有している。

体的なイメージは想像できなかった。むしろ、結晶のも

このような世界的な激しい競争のなか、わが国が窒化つ不思議さ、光るという魅力に取り付かれ、実験に没頭物に関して貢献し続けるのは決してたやすいことではなしていた気がする。

い。今までの蓄積技術と知的資産の保護は当然のことで窒化物はすでに国家的な規模のプロジェクトの一つにあるが、さらなる技術開発なくしてわが国の発光ダイオ組み込まれ、活発な研究投資活動が行われている。わがードやレーザダイオード産業に未来はない。これからの国では、NEDO、JRCMを推進母体として、田口常正山

開発は、新しい素材、原料の開発からの製造技術、特に口大学教授がリーダーとなり、1998年より5年間「21世理想的な素子構造の追求、最終製品のコンセプトづくり紀のあかりプロジェクト」が遂行され、発光ダイオードやデザイン、市場開拓までも一体化した有機的な連携にの照明応用の世界的な推進役となった。世界各国でも研よる組織的なコストパフォーマンスの追及が必要と思わ究開発が盛んである。米国では、「21世紀のあかり」よれる。このような状況において、そこに携わる人間はどり少し遅れて2001年より3年間かけてDOE、SNLなどがのように取り組むべきか？ 組織は人の集合体であり、推進母体となり、Revolution in Lightingプロジェクトが結局は、個人の力なくして創造は生まれない。また対象遂行された。さらにDARPAが推進母体となりSUVOSプとする材料の物性を超えるものを生み出すことはできなロジェクトが2002年より始まり、5年間、総額300億円をい。その点では、われわれはまだまだ窒化物のもつポテかけて照明用や殺菌用の紫外発光ダイオードやレーザダンシャルの一部を利用しているに過ぎない。これからもイオードを開発中である。

多くのサプライズを経験させてくれることと思う。

1

JRCM REPORT
フリー高機能発現マグネシウム合金組織制御技術開発」プロジェク
プロジェクト概要
ト概要「SF66
6フリー高機能発現マグネシウム合金組織制御技術開発」「SF6
非鉄材料研究部

木曾徳義

1 はじめにまた、加工母材となる大型スラブやビあり、冷間加工性は比較的制約を受ける。

レットを製造する技術は国内では確立さ

また熱間加工に際して、塑性変形の不均「SF6フリー高機能発現マグネシウムれていない。海外の限られたメーカーか一性が同時に起こる双晶を伴う結晶粒粗合金組織制御技術開発」プロジェクトは、ら輸入しているのが現状である。日本に大化によって大きくなり、これにより材京都議定書に示す地球温暖化ガスSF6のおいて、地球温暖化ガスであるSF6の使料破壊が早く起きてしまう。これが、延削減に役立つ溶解プロセス技術を開発す用制限（全廃）は時間の問題であり、マ性と強度特性が他の六方晶の金属に比較るとともに、マグネ合金に強度、延性、グネシウム合金素材・加工メーカーはガして結晶粒の大きさの影響を、より強く高クリープ抵抗を発現させるための高度スの制約のない中国等へ流出することが受ける原因であり、同時に結晶粒が微細なプロセス技術と原材料技術を確立する予想される。

であれば変形能が良いことの理由でもあのが目的である。本プロジェクトは、独現在のマグネシウム合金の適用分野る。この変形能の不足のために、軽量化

立行政法人新エネルギー・産業技術総合は、携帯電話、パソコン、デジカメ等のによる燃費向上を目的とした二輪車、鉄開発機構（NEDO技術開発機構）の「課ハイテク製品が中心であり、本来ならば、道車両及び自動車等の構造部材への適用題設定型産業技術開発費助成金」の交付

今後の市場拡大・雇用の創出が期待できが遅れている。延性と強度を併せもつ機を受け、平成16年から3年間かけて、溶る分野であるにもかかわらず、マグネシ

械的性質を発現するために、押出し、引解時にSF6を使わず、さらには鋳造・展ウム合金素材・加工メーカーの国外流出

抜き、圧延等の展伸プロセスにおいて、伸プロセスにおいて組織制御技術を開発は産業の空洞化につながる恐れがある。

精密な加熱・冷却制御技術により、晶出し、わが国の基幹産業ともいうべき二輪さらに酸化物、非金属の介在が加工性の均質化技術、結晶粒制御技術の開発と、車・自動車や電子機器、それに鉄道車両（塑性加工時の表面疵や割れの起点となクリープ特性を向上させる材料技術「マ等へのマグネ合金の採用を促していく。

る）、機械的性質の大きな阻害要因となグネシウム合金の機械的性質を高める成2 研究開発の内容っている。また、その後の塑性加工時の形加工プロセス技術の開発」を行う。

マグネシウム合金は、近年、ノートパきく左右される。故にカルシウム添加にソコンや携帯電話等のモバイル機器の筐より、防燃化と難燃化とを併せもつ、微NEDO技術開発機構からの交付を受け体に採用され、大きく需要が喚起され、細な結晶粒を有し、不純物、ガス、介在（株）日本製
た三協アルミニウム工業（株）、その普及により徐々に汎用素材として浸物の極めて少ない「SF6フリーマグネシ

鋼所、大同特殊鋼（株）、住友電気工業（株）透しつつある。

ウム溶解・精製及び、マグネシウム合金の4社が技術開発の中心となり、長岡技プロセス技術の開発」を行う。

（独）産業技術科学大学、東京電機大学、

マグネシウムは資源が多く、超軽量材
3

結晶粒径は、鋳塊の結晶粒径により、大料（密度1.8ｇ/cm 以下）であり、比強マグネシウム合金は六方晶構造である度と比剛性の高さが際立っている。それために、室温では低面すべりが支配的で3 研究開発体制

術総合研究所、JRCMが技術開発の支援を行う。

による重量削減はスチールに比較して60％、アルミニウムと比較して25％に達する。さらに振動を吸収する減衰能に優れ、熱膨張が低いことによる寸法安定性や切削性、耐くぼみ性、電磁遮蔽性等の優れた性質を有している。
しかし、マグネシウム溶解時に防燃ガスとして使用され、排出されるSF6ガス
は地球温暖化係数（GWP）が23900と大きく非常に強力な温室効果ガスであることから、地球温暖化防止京都会議において排出抑制対象に指定されている。マグ
ネシウム製造時のガスはすべて排出されていることから、このガスの不使用は大きな課題である。ラボレベルの実証ではあるが、マグネシウムへのカルシウム添加は溶湯の防燃化とその後の難燃化技術として、その開発が強く望まれていた。

JRCM NEWS No.216

図−1 成果の具現化

2

「高効率UV発光素子用半導体開発」プロジェクト概要「高効率UV発光素子用半導体開発」プロジェクト概要
21世紀のあかり推進部

渡部正孝

1 AlN系半導体の可能性

グラフィばかりでなく、小型・低価格のⅢ族窒化物のなかでGaN系半導体は青が期待される。

汎用精密加工、医療等の広範な用途展開成る。
基板開発は、AlN単結晶育成技術として①HVPE法、②昇華法、③フラックス

色LED、白色LED等により急速に市場がさらには、より記録密度の高い光スト法（フラックス法、溶液成長法）の3種4拡大している。同じⅢ族窒化物に含まれレージ、AlNの高い熱伝導率を活かした工法を比較検討しながら進め、基板研磨

るAlN系半導体は今後の重要な研究対象

ハイパワーの白色LEDや電子デバイスへ技術としては①CMP研磨、②プラズマである。の応用も展望できる。

CVM研磨の技術開発を含む。基板、デ2 研究開発の内容
本プロジェクトは、（1）
AlN系半導体

バイスともに単原子層レベルの制御技術を必要とする。のキーマテリアルであるAlNバルク単結3 研究開発体制

晶基板開発、及び（2）
発振波長250nm深

本プロジェクトは、ナノテクノロジ

紫外レーザダイオード開発の2課題からー・プログラムの一環として、NEDO
フォーカス21に位置づけられており、平成16〜18年の3年間で実用化技術の確立

図−1 AIN系レーザダイオードを目指す。

AlNは実用化が見込める半導体のなかプロジェクトリーダーは名城大学 天で最も広いバンドギャップを有するた野 浩教授、企業は豊田合成（株）、古河

め、半導体発光素子としては最も波長の機械金属（株）、住友電気工業（株）、住友金

短い深紫外域に適用可能である。具体的

属工業（株）、日本ガイシ（株）、並木精密宝には、現状ではエキシマレーザがカバー石（株）、シャープ（株）、昭和電工（株）の8社、している発振波長250nm程度の領域で、共同研究として名城大学、大阪大学、山高効率の深紫外レーザダイオードが実現

口大学が参加している。JRCMは技術動すれば、現状の主用途である半導体リソ向調査を担当する。
図−2 レーザ加工機

図−3 ハイパワーAIN系LDのバイオ応用

図−4 AIN単結晶育成技術

3JRCM NEWS No.216

●セミナー案内
LED照明推進協議会
発足記念シンポジウム「LED照明の過去・現在・未来〜LEDは照明をどのように変えるのか」
日時：11月8日（月）場所：海運クラブ
東京都千代田区平河町2-6-4
海運ビル
内容：LEDの歴史を概観し、LEDの将来像を提示することで、照明並びに建築デザイナー等の使い手側に、LEDを用いた照明の未来像や利点について広く告知し、その幅広い普及・促進を行うことを目的とする。
構成：講演（三部構成）とパネルディスカッション並びに会員企業によるパネル展示
問い合わせ先：（JRCM内）LED照明推
進協議会

伊藤、瀬下

TEL 03−3592−1382
FAX 03−3592−1285
E-mail info@led.or.jp

第182・183回西山記念技術講座「介在物制御と高清浄度鋼製造技術」
主催：（社）日本鉄鋼協会
日時：10月22日（金）第182回東京
11月12日（金）第183回神戸場所：（東京）東京電機大学 7号館1階
丹羽ホール（神戸）西山記念会館 大ホール（社）日本鉄鋼協会
問い合わせ先：学会・生産技術部門
事務局
育成グループ 金子、植田TEL 03−5209−7012FAX 03−3257−1110
E-mail educact@isij.or.jp

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS／第216号

発 行 2004年10月 1 日
発行人 小島 彰
発行所 財団法人 金属系材料研究開発センター〒105-0003 東京都港区西新橋一丁目5番11号 第11東洋海事ビル6階

内容に関するご意見、ご質問は JRCM 総務企画部までお寄せください。
本誌は地球環境保全を考慮し再生紙を使用しています。
本書の内容を無断で複写複製転載することを禁じます。

4

T E L （03）3592-1282（代）／F A X（03）3592-1285
ホームページURL http://www.jrcm.or.jp/
E-mail jrcm@oak.ocn.ne.jp