韓国の科学技術情報通信部と韓国研究財団は2日、POSTECH(浦項工科大学)電子電気工学科のチェ・スソク教授を「大韓民国科学技術人賞」の9月受賞者に選定したと発表した。可視光全域の色と波長を直接生成・制御する「リアルフルカラー」技術の開発が評価された。
受賞理由となったのは、カイラルナノ構造を活用し、可視光全域にわたる色と波長を直接生成・制御する技術を実現した点だ。カイラルナノ構造は、左手と右手のように鏡像関係にありながら完全には重ならない構造的特性を、ナノレベルで実現したものを指す。
現在のディスプレイや画像センサーは、主に赤(R)・緑(G)・青(B)の組み合わせで色を表現している。ただ、RGB方式は構造が複雑で、自然界に存在する多様な色や波長を直接表現したり、連続的に変化させたりするには限界がある。
チェ教授は、チョウやカメレオンが色素ではなくナノ構造によって多様な構造色を生み出す仕組みに着目した。複雑なナノ加工に頼らず、ナノ分子の回転長を調整することで、必要な色と波長を直接生成・制御できるカイラルナノ構造体を開発した。
この構造体は、分子が自発的にらせん状に配列する自己組織化によって、周期的な光学構造を形成する。さらに、ストレッチャブル光電子素子技術を適用し、伸ばす方向や度合いに応じて色が変化する人工電子皮膚「Photonic E-Skin」も実現した。変形の程度を色として直接読み取り、解析できるようにしたという。
あわせて、電気的にナノ構造の周期を調整し、所望の色を選択的に実現する低電圧2Vの可変カラーフィルターや、可視光領域の色を制御できる波長可変レーザーも開発した。このレーザーは1nm級の狭い線幅で高い色純度を実現でき、ディスプレイに加え、拡張現実(AR)やホログラムなど次世代光学技術での活用が期待されている。
研究成果は、国際学術誌「Advanced Materials」「Advanced Optical Materials」「Laser & Photonics Reviews」などに掲載された。一部の研究は、2023年8月と2026年3月に表紙論文にも選ばれた。
チェ教授はLG Displayで19年間勤務し、RGB混色方式が抱える工程の複雑さや光損失、色純度の限界を現場で経験した。その後はPOSTECHで、カイラルナノ構造に基づく次世代ディスプレイ研究を続けてきた。これまでに約250件の国内外特許を保有し、最近では光の色やパターン、偏光、変形を活用したマルチピクセル・マルチカラー制御技術へと研究領域を広げている。
チェ教授は「次世代ディスプレイや光半導体、AR、ホログラムなど、さまざまな光電子分野へ研究を拡大していく」とコメントした。