清華大学材料科学工学科の周卓煇教授は、研究チームを率いて燭光に近いOLED（有機EL）のテーブルライトを開発した。ブルーライトを含まず、LEDに比べると近距離のものを見るのにふさわしい。スマホやタブレットが手放せない現代、周卓煇は「燭光OLED」という良い光を人々に届けている。

ブルーライトレスの燭光OLED

周卓煇の研究室に入ると、天井の照明はついておらず、自然光だけが差し込んでいる。デスクの上には2つのライトがある。一つは普通のLEDライト、もう一つは燭光OLEDライトだ。ブルーライトカットの黄色い眼鏡をかけた教授は、私たちに気付くと、熱心に「試してみて下さい。二つの違いがどこにあるか」と言う。LEDライトをつけると刺激的な白光がまぶしく、思わず目を閉じてしまう。一方の燭光OLEDライトの光は柔らかいオレンジ色で直視できる。

「OLEDとLEDの差は光源にあります。OLEDは面状の光源で、LEDは点状光源です」と教授は説明する。LEDの発光単位のサイズは塩の粒より小さく、光線が過度に集中するため目に刺激をあたえる。これを照明に用いるには光線を均等に分散させなければならない。一方のOLEDの構造は二層の酸化物半導体から成り、その間に髪の毛の1000分の1ほどの薄さの発光材料が入っている。輝度が均等な平面の光なので目の負担が少ない。

「触ってみてください。燭光OLEDは熱くありませんよ」と教授は続ける。清華大学のチームが開発した燭光OLEDは色温度がわずか1700Kで、普通の電球色は3000K、昼白色は6000Kなのと比べると、はるかに低い。温度が高くエネルギーが強い光の下では、定期的に休憩をとらなければ目を傷めてしまう。

LEDの中には温白色のものもあり、一般の白光より柔らかく感じる。しかし周卓煇によると、温白色LEDの発光原理は一部のブルーライト光源を黄色い蛍光粉で覆うというものだ。蛍光粉の寿命はLED自体より短いため、いずれブルーライトを吸収できなくなり、ブルーライトが漏れ出す現象が起きる。オレンジがかった温白色LEDを使う消費者が、光がしだいに青みがかって来ることに気付くことがあるが、黄色の蛍光粉の効力が失われ、ブルーライトが漏れていることを示す。

清華大学の照明チームが開発した燭光OLEDは2015年に「国際ダークスカイ協会」の照明設計賞を受賞した。

ブルーライトは適時、適量を

周卓煇は台湾で初めて「工学倫理」のカリキュラムを設けた教授だ。この準備のために「医学倫理」を学び始めた時、彼は常日頃研究している「光」が、人間の生理に重要な影響をおよぼしていることを知ったのである。

「1000枚以上の論文を読み、最新の医学知識を得ました」と言う。その話によると、人間は昼間にブルーライトを浴びれば松果体からの分泌が刺激され、興奮して活力が出てくる。しかし夜間にブルーライトを浴びるとメラトニンの分泌が抑制され、それが本来持つ「がん予防」や「利尿作用抑制」といった作用が影響を受ける。そのため、一部の人に「夜間頻尿」が見られたり、あるいは男性の前立腺がんや、女性の乳がんが発生する確率が高まるのである。

2012年に彼らが開発に成功した燭光OLEDは、2014年に医学雑誌『A Cancer Journal for Clinicians』に掲載された論文「現代の電力照明が引き起こす乳がんと概日リズム破壊」においても取り上げられた。この論文は次のように指摘している。工業化が進んだ国では、女性の乳がんによる死亡が増えているが、もし夜間照明と乳がんに関連性があるなら、昼夜の変化に合致する概日リズム照明や清華大学が発明した燭光OLEDなどにより改善できると。

現代人は忙しく、多くの人が夜間も働かざるを得ない。こうした中でLED照明やデジタルディスプレーの放つブルーライトを浴びれば、身体は夜間に行なうべき生理機能を働かせることができなくなるのだ。キリスト教徒の周卓煇は、「明日のことを思い悩むな」という聖書の言葉を引用し、夜はゆっくり休むべきだと語る。

「ブルーライト定量化分光放射計」を白色LEDライトにかざすと、ブルーライトが高い値を示す。

世界から注目される新技術

世界をリードするこの技術をどのように生み出したのかと問うと、周卓煇は笑いながらこう答えた。「OLED照明の技術は非常に難しいものなので、学生たちを励ます必要があります。少しでも変化があったら彼らを称賛し、思いがけない現象に注意するように言いました」。

チームは2009年にまず「太陽近似光」を開発し、2012年に燭光OLEDの開発に成功した。

この二つの技術は特許を取得し、世界から注目された。世界で初めて白色有機EL（OLED）の開発に成功した日本の科学者･城戸淳二氏も、2010年にわざわざ清華大学のチームを訪れて交流した。2015年にはOLEDパネル製造大手である韓国のLG化学が来訪。また同年、国際ダークスカイ協会から「照明デザイン賞」を授与された。

この発明は政府経済部のプロジェクト補助を受け、清華大学と台湾の智晶光電（WiseChip）が量産技術の開発に取りかかった。しかし、OLEDの研究開発費用は高く、1グラムで3～5万台湾ドルもするため、台湾の大手企業は次々と手を引いてしまった。幸い、2018年に南京第壱有機光電公司の協力を得ることができ、清華大学は世界初の燭光OLEDライトを正式に発表することができた。

3枚の燭光OLEDを組み合わせた照明「リリー」。清華大学のチームと南京第壱有機光電が共同で設計した。

良い光を世界に

台湾で最後に電力が供給されたことから「暗黒の集落」と呼ばれたこともある新竹県のタイヤルの司馬庫斯集落だが、ここも光害の影響を受けていた。ある時、この集落を訪れた周卓煇は、夜間に強い街灯の光の影響を受けて自然景観と星空がよく見えないことに気付いた。そこで現地の牧師と話し合い、街灯を燭光OLEDに替えることを提案した。

共同運営されている司馬庫斯集落で、周卓煇は教会で村民に提案し、燭光OLEDが環境にもたらすメリットを説明して皆の同意を得た。ただ、大自然の中に設置するため、防水措置などさまざまな処理が必要となり、4年を経てようやく300台が集落の各所に取り付けられた。

司馬庫斯集落の長老Yuraw Icyangさんは、燭光OLEDが点灯した瞬間のことを思い出す。「本当に感動しました。子供の頃に、父が集落の年配者たちとともにゴヨウマツの松脂に火をつけた時のような温かみを感じました」と言う。この司馬庫斯での試みを通して、多くの人に人体と環境にやさしい明かりの重要性を知ってもらいたいと考えている。

ブルーライトに関する知識や道具を持たなければ、身体や環境は保護できないと考える周卓煇は、光や照明に関する正しい知識の普及のために専門書『擁抱暗黒（暗闇を抱く）』を出した。またフェイスブックに「抗ブルーライト専門家」というページを開き、動画を通して照明と睡眠に関する医学知識の普及に努める。さらに清華大学の特許を用いて「ブルーライト･ハザード定量化分光放射計」を開発し、オフィスの照明やLEDライトなど、特定の明るさのブルーライトによる目へのダメージやメラトニンへの影響、最長使用時間などを数値化している。

現在清華大学の照明チームは、南部サイエンスパークと協力して橘宝科技公司（Orange Babe）を設立し、燭光OLEDデスクライトとブルーライトカットの眼鏡を販売している。現在のところ、デスクライトは少量生産のため高価だが、大量生産が実現すれば手に入れやすくなる。周卓煇は著書『擁抱暗黒』の英語版の出版も計画しており、この「台湾の光」を世界に広め、より多くの人の目と身体を守りたいと考えている。

司馬庫斯集落の木造の小屋に取り付けられた燭光OLEDライトは、自然景観によく馴染む柔らかいオレンジ色の光を放つ。（清華大学OLED照明チーム提供）

司馬庫斯集落に燭光OLEDの街灯を取り付ける。光が上に漏れないよう籐のカバーがつけることで光害を防ぐこともできる。（清華大学OLED照明チーム提供）

司馬庫斯は、世界で初めての「ブルーライトレス照明モデル集落」となり、2020年には台湾光環境賞を受賞した。（中強文化芸術基金会提供、趙宇晨撮影）