Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ PDF พิมพ์

นางปราณี เฉลิมสุข,นายวัชรินทร์ คุมปชัยวรรณ ,นส.สุชนนี โลหะชาละ

เมื่อสิบกว่าปีที่แล้ว โดยพบว่าสารกึ่งตัวนำบางชนิด (Semiconductor) สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานแสงได้ โดยเรียกสารเหล่านี้ว่า “อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์” (Electroluminescence) ซึ่งประกอบไปด้วยสารโพลิเมอร์ที่ให้สีต่าง ๆ คือ โพลิธิโอฟิน (Polythiophene) ให้แสงสีแดง , โพลีฟลูออรีน (PolyFluorene) ให้แสงสีฟ้า และโพลีนิลเอนนีวิไนลีน (polyphenylenevinylene) ให้แสงสีเขียวเมื่อนำมาประกอบกัน และให้พลังงานในจุดที่ต้องการ ก็เปล่งแสงประกอบกันเป็นภาพและสีตามต้องการเหมือนจอ OLED จะเหมือนจอแอลอีดี (LED : Light EmittingDiode) แบบเดิม


แต่กินพลังงานน้อยกว่า คือ ใช้เพียง 3 ถึง 5 โวลต์เท่านั้น เมื่อนำสารโพลิเมอร์ไปเคลือบบนพื้นผิวต่าง ๆ เช่น โลหะ หรือแก้ว ก็จะทำให้พื้นผิวนั้นแสดงภาพออกมาได้ เราจึงได้จอภาพที่บาง แบน เบา ให้สีคมชัดและยึดหยุ่นได้เพราะจอภาพที่มีอยู่ในปัจจุบันจะมีลักษณะเป็นกล่องและแบบแผ่นหนา ซึ่งหนัก กินไฟและบอบบาง ในปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยีแอลอีดีมาใช้แล้วในจอภาพของคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ค คือ จอทีเอฟที (TFT : Thin Film Transistor) โดยทีเอฟทีคือชุดของแอลอีดีที่มีทรานซิสเตอร์เล็ก ๆ ควบคุมในแต่ละชุด โดยจะบอกว่าสีไหนจะส่องสว่างเท่าไร โดยทีเอฟทีจะรับคำสั่งมาและสั่งต่อตลอดเวลาทำให้ได้ภาพที่เคลื่อนไหวชัดเจน
ในปัจจุบัน สิ่งที่นักวิจัยกำลังเร่งวิจัยและพัฒนาคือจอภาพที่ไม่กินพื้นที่ สามารถบิดงอได้โดยไม่ทำให้จอเสียหรือภาพล้ม ซึ่งเทคโนโลยีแบบเดิมไม่สามารถสนองความต้องการนี้ได้ อย่างไรก็ตามสำหรับอุปกรณ์แสดงผลตามที่กล่าวมานี้จะไม่ใช่ความฝันอีกต่อไป


ความเป็นมาของจอ OLED

เทคโนโลยี LCD ได้ถูกคิดค้นตั้งแต่ปี 1970 โดย นาย Fergason ซึ่งปัจจุบันได้มีการนำไปพัฒนาใช้งานกับอุปกรณ์ต่าง ๆ มากมาย เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์แบบพกพา และแบบตั้งโต๊ะ หน้าปัดนาฬิกาดิจิตอลหน้าจอเอ็มพี 3 หรือแม้แต่ทีวี
LCD ย่อมาจาก Liquid Display เป็นจอภาพแบบดิจิตอล ทำให้สามารถสร้างภาพที่มีสัดส่วนได้ถูกต้องมากกว่าจอแบบ CRT ที่ทั้งใหญ่ เทอะทะ จอภาพมีความแบน สามารถแสดงตัวอักษร และภาพได้โดยไม่เกิดการกระพริบของจอภาพ (Flicker) ซึ่งทำให้ลดความเมื่อยล้าในการมองได้มาก

63086
รูปภาพจากการแสดงผลด้วยจอ Active mayrix OLED ที่มีความละเอียด 120 x 80



เทคโนโลยี LCD ถูกพัฒนามาให้ใช้กับจอภาพคอมพิวเตอร์นั้น มีอยู่ 2 แบบด้วยกันคือ
- แบบ Passive Matrix จะค่อนข้างช้า การควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในการแสดงผลยังมีความผิดพลาด ซึ่งถ้าลองเลื่อนเมาส์จากของภาพข้างหนึ่งไปอีกข้างหนึ่งอย่างรวดเร็ว จะเห็นเงาของพอยน์เตอร์ปรากฏอยู่
- แบบ Active Matrix หรือ Thin Film Transistors (TFT) นั้นจะใช้พื้นฐานของสวิตชิ่งทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุโดยที่ทั้งหมดจะถูกจัดเรียงเอาไว้เป็นแบบเมตริกในแผ่นกำเนิดภาพ สามารถแสดงผลได้ประมาณ 16.7 ล้านสี





63087
LCD เป็นแผงแสดงผลที่ใช้หลักการควบคุมแสง ไม่ได้ใช้การเปล่งแสงออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงเหมือนกับจอ CRT แบบเก่า จึงแสดงผลได้แม้ในสิ่งแวดล้อมที่มีแสงจ้าหรือกลางแจ้ง การมองเห็นทำได้อย่างชัดเจนไม่จาง ใช้กำลังไฟฟ้าต่ำมาก จึงทำให้สามารถนำเทคโนโลยี LCD ไปพัฒนาใช้ในวงจรคอมพิวเตอร์หรือวงจรดิจิตอลทั่วไปได้ง่าย การแสดงผลของ LCD มีความคมชัด ไม่มีการกระพริบหรือภาพสั่นไหว ไม่สร้างสัญญาณเสียงรบกวนมีขนาดกะทัดรัด นำหนักเบา แบนราบ ขนาดแสดงภาพมีขนาดเหมาะสมกับการประยุกต์เข้ากับอุปกรณ์ต่าง ๆ ปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อมาแทนที่เทคโนโลยี LCD คือ OLED (Organic Light – Emitting Diode) ซึ่งเป็น LED ที่ทำจากสารอินทรีย์ เป็นผลงานของบริษัท Eastman Kodak และบริษัท Sanyo Electric พัฒนาร่วมกันโดยเทคโนโลยีใหม่นี้ตัว LCD จะมีความสว่าง ภาพมีความเข้ม มี Contrast Ratio ดีกว่าเดิม จอบาง เบา แสดงผลได้เร็วกว่า LCD อีกทั้งยังแผ่หลายในไม่ช้า และมีต้นทุนการผิตที่ถูกกว่าแน่นอน
เทคโนโลยี “OLED” มีความแตกต่างจากจอภาพแบบ LCD ตรงที่เป็นความเป็น Organic และ Light – emitting จอภาพ OLED เป็นจอภาพที่คาดว่าจะมาแทนที่จอ LCD ในอนาคต



63088

LS633 จาก Kodak ถือเป็นกล้องดิจิตอลรุ่นแรกที่ใช้จอ OLED

ส่วนที่เป็น organic หรือสารอินทรีย์ ในยุคของปี 60 (หรือช่วง 1960 – 1970) สารที่ใช้ในกระบวนการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ล้วนเป็นสารอนินทรีย์ (inorganic) ด้วยกันทั้งสิ้น ไม่ว่าจะเป็น Silicon , Germanium, Gallium , arsenide , Aluminum หรือทองแดงและยังมีสารอื่น ๆ อีกมากมายซึ่งก็ได้รับการพัฒนาและวิจัยเรื่อยมา แต่อีกด้านหนึ่งก็มีการวิจัยเกี่ยวกับการนำสารอินทรีย์อย่างเช่น Polymer , Oligomer หรือสารลูกผสมระหว่าง organic และ inorganic มาใช้ด้วยเช่นกัน เพราะสารจำพวกนี้มีคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น ความทนต่อช่วงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่กว้างหรือมีความยืดหยุ่นที่สูงมากซึ่งมีความเป็นไปได้ว่าจะมาแทนที่สารอนินทรีย์ในอนาคต

ส่วนที่เป็น Light – emitting หรือความสามารถในการเรืองแสงได้ด้วยตัวเอง หมายถึง อุปกรณ์ทำด้วยสาร organic ล้วน ๆ ซึ่งมีคุณสมบัติในการเรืองแสงได้เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไป



63089

จอภาพ OLED ชิ้นแรกนั้นเป็นรายกงานวินัยขิง Kodak ซึ่งประกอบด้วยด้านหน้าสุดเป็นกระจกที่เคลือบด้วย Indium – tin oxide ทำหน้าที่เป็น anode ถัดมาเป็นชั้นของสาร organic ชั้นแรกที่ทำด้วย aromatic diamine ถัดมาเป็นชั้นของ organic ชั้นที่ 2 ที่เป็น metal chelate complex ซึ่งทำหน้าที่ปล่อยแสงออกมา ชั้นสุดท้ายเป็น cathode ที่ทำจาก Magnesium และ Silver สรุปแล้วจอทั้งหมดมีอยู่ 4 ชั้น มีความหนาเพียง 500 นาโนเมตรเท่านั้น เมื่อผ่านไฟฟ้าขนาด 10 โวลต์เข้าไปหน้าจอ OLED รุ่นแรกนี้จะมีความสว่างคงทนอยู่ได้แค่ 100Candela ซึ่งเป็นความสว่าง 2 เท่าของจอ LCD พร้อม back – light แต่ข้อเสียคือความสว่างคงทนอยู่ได้แค่ 100 ชั่วโมงและจะหรี่ลงเหลือเพียงครึ่งเดียวนอกจากนั้นยังมีปัญหาในเรืองการแสดงสีโดยเฉพาะสีน้ำเงิน



63090
มีผู้ผลิตหลายรายให้ความสนใจในการวิจัยและพัฒนา ทำให้จอภาพ OLED ในปัจจุบันมรความแตกต่างไปจากรุ่นต้นแบบของ Kodak โดยจอ OLED ขณะนี้สามารถคงความสว่างได้ 10,000 ชั่วโมง ส่วนการแสดงผลสีใน 1 พิกเซลของจอภาพ OLED ยังคงใช้หลักการผสม สีแดง , น้ำเงิน และเขียว เช่นเดียวกับจอภาพ CRT

วิวัฒนาการของจอภาพ OLED

เริ่มแรกพัฒนาจอภาพชนิด passive matrix ซึ่งมีความไวในการตอบสนองช้าและรองรับความละเอียดได้ไม่เกิน 1 พิกเซล จากนั้นมีการพัฒนาจอภาพเป็นแบบ active matrix ซึ่งมีทรานซิสเตอร์คอยควบคุมระดับความเข้มแสงให้คงที่จนกว่าจะ มีสัญญาณให้เกิดความเปลี่ยนแปลงอยู่ภายในจอภาพ จอภาพแบบนี้ใช้ไฟเลี้ยงน้อยกว่าและมีอัตราการตอบสนองดีกว่าชนิด passive matrix มากรวมทั้งสามารถสร้างให้มีความละเอียดสูง ๆ ได้
ในช่วงแรกปัจจัยด้านราคาทำให้จอภาพ OLED ได้รับความนิยมเฉพาะในแบบ passive matrix ที่มีขนาดไม่กี่นิ้วเท่านั้น เพราะความต้องการใช้งานยังจำกัดอยู่ในกลุ่มเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการหน้าจอแสดงผลอย่างง่าย ๆ เช่น รีโมตคอนโทรลหรือวิทยุ
เนื่องจากจอภาพสีแบบ OLED ยังมีปัญหาในเรื่องของขนาดอยู่ ทำให้ในช่วงแรกแค่นำมาใช้กับอุปกรณ์ขนาดเล็ก ๆ ที่ต้องการความละเอียดในการแสดงผลค่อนข้างสูง ยกตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือที่ต้องการแสดงกราฟิกมาก ๆ (GPRS หรือ 3G) และอุปกรณ์จำพวกกล้องดิจิตอลซึ่งในปัจจุบันได้เริ่มทยอยออกมาบ้างแล้ว
จากคุณภาพของการแสดงผลที่ได้จากจอ OLED ที่สามารถให้ความคมชัดและความสว่างมากกว่าจอ LCD ทำให้ผู้ผลิตจอภาพหลาย ๆ รายตั้งความหวังกับจอภาพชนิดนี้ไว้มาก

63091
เปรียบเทียบคุณสมบัติของจอภาพ OLED กับ LCD

OLED LCD
1. น้ำหนักเบากะทัดรัด 1. น้ำหนักมาก
2. มุมมองได้กว้างกว่า 2. มุมองแคบ
3. ทนต่ออุณหภูมิต่ำ ๆ ได้ 3. ไม่ทนต่ออุณหภูมิต่ำ ๆ ได้
4. ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า 20% 4. ชัพลังงานไฟฟ้ามากกว่า
5. สีคมชัด , จอสว่างมากกว่า 5. สีออกมาเพี้ยนจากเดิม

สรุป เทคโนโลยีใหม่นี้จะส่งผลให้สามารถผลิตจอภาพที่มีราคาถูก นำหนักเบา มีความอ่อนนุ่มและไม่แตกหัก สามารถนำไปใช้เคลือบบนพื้นผิวที่โค้งเว้าของอุปกรณ์เคลือบที่ต่าง ๆ รวมทั้งผลิตภัณฑ์อื่น ๆ อีกหลายชนิด ซึ่งขณะนี้ทีมนักวิจัยได้มีการวางแผนว่าจะนำไปประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์ใหม่ เช่น ใช้เป็นจอภาพแสดงผลที่มีความยืดหยุ่นได้ในอุปกรณ์เคลื่อนที่ต่าง ๆ รวมทั้ง นำมาทำเป็นหนังสืออิเล็กทรอนิกส์ หนังสือพิมพ์อีเล็กทรอนิกส์ และแผ่นโปสเตอร์อีเล็กทรอนิกส์ ทั้งนี้ ทีมนักวิจัยได้กล่าวว่าถึงแม้ว่าต้นแบบจอภาพที่ผลิตขึ้นนี้จะมีความหนาไม่ถึง 1 มิลลิเมตร แต่ขณะนี้ยังสามารถแสดงผลออกมาได้ในลักษณะของแสงสีฟ้าสีเดียวเท่านั้น ซึ่งทีมนักวิจัยจะพัฒนาให้สามารถแสดงผลในรูปของสีที่สมบูรณ์แบบโดยใช้เทคโนโลยีใหม่มาช่วยในไม่ช้านี้


ทั้งนี้ การนำจอภาพ OLED นี้ไปประยุกต์ใช้ยังสามารถทำได้อีกหลากหลาย นอกจากที่กล่าวมาแล้วยังมีแผนนำไปใช้อีกหลากหลาย เช่นนำไปใช้ในรถยนต์และการบิน อุปกรณ์อินเทอร์เน็ตเคลื่อนที่ คอมพิวเตอร์แบบพกพา กล้องวิดีโอ ระบบระบุตำแหน่ง จอโฆษณาสาธารณะ หรืออุปกรณ์เสริมการมอง เช่น การดำน้ำเกม และใช้ในวงการทหาร เป็นต้น ซึ่งผู้ผลิตต่าง ๆ กำลังเร่งวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ของตนให้ออกมาเป็นอุตสาหกรรมระดับมวลชนให้ได้โดยเร็วที่สุด เพื่อรองรับตลาดอุปกรณ์แสดงผล ซึ่งมีมูลค่าถึง 4 ล้านล้านดอลลาร์

แต่หลายคนมองว่าจอ OLED ยังต้องใช้เวลาพัฒนาอีกระยะหนึ่งกว่าที่จะสร้างเป็นจอภาพขนาดใหญ่ได้ ปัจจุบันจะมีก็แต่จอขนาดเล็กสำหรับโทรศัพท์มือถือที่ใช้จอชนิดนี้ ในระหว่าง จอชนิดใหม่ว่า SED (Surface Conduction Electron – Emitter Display) น่าจะเข้ามาตีตลาดได้เร็วกว่า


โดยขณะนี้ Cannon ได้ร่วมกับ Toshiba ตั้งบริษัทรวมทุนร่วมกันใหม่ ชื่อบริษัท SED เพื่อผลิต SED หรือจอ แผ่นเรืองแสงด้วยการยิง อิเล็กตรอน แทนที่จะใช้การเปิดปิดทรานซิสเตอร์ตามจุดสีเหลือง LCD จอชนิดนี้นำจุดแข็งของจอภาพหลอด และจอ LCD มารวมกัน ทำให้ผลิตได้ง่ายและราคาถูก คาดว่าเริ่มการผลิตได้ในปี 1542 และจะผลิตออกมาได้จำนวนมากภายในปี 2550

Views: 1338

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 29 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 9893495  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!