Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow กว่าจะมาถึงเทคโนโลยี OLED(ประวัติความเป็นมา)
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
กว่าจะมาถึงเทคโนโลยี OLED(ประวัติความเป็นมา) PDF พิมพ์

จาก วิชาการดอทคอม

ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านคอมพิเตอร์ได้พัฒนาไปอย่างรวดเร็ว รวมถึงเทคโนโลยีทางด้านจอภาพที่ได้มีการคิดค้นนวตกรรมใหม่ๆขึ้นมาเพื่อตอบสนองความต้องการของสังคมยุค IT ซึ่งเทคโนโลยีทางด้านจอภาพได้มีวิวัฒนาการมาอย่างต่อเนื่อง โดยเริ่มต้องแต่ยุคแรก เป็นการใช้หลอดรังสีคาโธด หรือ CRT (cathode Ray Tubes)ซึ่งถูกประดิษฐ์คิดค้นโดย Campbell Swinton ในปี ค.ศ.1908 หลักการของ CRT ทำโดยการยิงลำอิเล็กตรอนผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้ควบคุมทิศทาง เมื่อลำอิเล็กตรอน ไปตกกระทบวัสดุซึ่งสามารถเรืองแสงได้ สารเรืองแสงหรือ Phosphor ก็จะเกิดเป็นจุดสว่างขึ้นมา เทคโนโลยี CRT นิยมใช้กันมาเรื่อยๆ แม้แต่โทรทัศน์ตามครัวเรือน โดยส่วนใหญ่ ยังคงเป็น CRT


รูปเทคโนโลยี CRT

 

ต่อมาได้มีเทคโนโลยี จอพลาสมา (Plasma Display) ซึ่งมาช่วยแก้ปัญหาขอจำกัดของ CRT ที่ไม่สามารถทำให้มีขนาดใหญ่ได้ เพราะกินไฟและมีปัญหาเรื่องความละเอียดของภาพ การทำงานของจอ พลาสมาจะแบ่งพื้นที่บนจอ ออกเป็นเซลล์เล็ก ๆ แต่ละเซลล์จะบบรจุก๊าซ นีออนหรือ ซีนอน ซึ่งเป็นก๊าซเฉื่อย โดยผนังข้างของ เซลล์ มีสาร Phosphor ที่ให้แสงสีใดสีหนึ่งของ RGB เคลือบอยู่ เมื่อจะให้เซลล์เรืองแสง ก็จะใส่สนามไฟฟ้าเข้าไป ทำให้ให้ก๊าซดังกล่าวถูกกระตุ้นไปอยู่ในสภาพพลาสมา ซึ่งจะมีการปล่อยแสง UV ออกมา ไปกระตุ้นสาร Phosphor ให้เรืองแสงขึ้นมา จอพลาสมาสามารถทำให้มีขนาดใหญ่ และกินไฟน้อยกว่าจอ CRT แต่การสร้างเซลล์จำนวนมากทำให้ เกิดความซับซ้อน จึงทำให้มีราคาสูง

 

รูปเทคโนโลยี Plasma Display

จากนั้นในปี ค.ศ. 1963 ก็มีการคิดค้น LCD (Liquid Crystal Display) โดยการทำงานอาศัย วัสดุประเภท Liquid Crystal ที่มีคุณสมบัติในการเรียงตัวกันเป็นชั้นๆ การจัดเรียงสามารถเปลี่ยนได้โดยใช้สนามไฟฟ้า LCD ทำงานโดยการนำ Liquid Crystal มาบรรจุระหว่างผิวกระจกที่ด้านหนึ่งเคลือบด้วย Liquid Crystal ในแนวหนึ่ง ขณะที่เคลือบผิวกระจกอีกข้างด้วย Liquid Crystal ให้โมเลกุล เรียงตัวไปในแนวตั้งฉาก โดย Liquid Crystal ที่บรรจุอยู่ระหว่างผิวกระจกทั้งสอง ก็จะพยายามจัดเรียงตัว ให้สอดคล้องกับผิวกระจกทั้งสอง หากนำ Polarized Filter มาวางซ้อนจะทำให้แสงวิ่งเข้าไปในวัสดุ Liquid Crystal แล้วค่อยๆ ปรับมุม Polarized จนออกไปด้านตรงข้ามได้ ทำให้เราสามารถเห็นความใสของมัน แต่เมื่อป้อนสนามไฟฟ้าเข้าไป ระหว่างผิวกระจก 2 ข้าง โมเลกุล Liquid Crystal จะจัดเรียงตัวตามสนามไฟฟ้า ไม่จัดเรียงตาม pattern ของกระจกอีกต่อไป เลยทำให้แสงส่องผ่านออกมาไม่ได้

เทคโนโลยี LCD จะผลิตแสงที่เรียกว่า Backlight ซึ่งออกมาจากข้างหลัง เพื่อให้เราเห็นภาพ และแสงที่ออกมาเป็นแสง Polarized Light ที่มีระนาบเดียวกันทำให้มองสบายตา ต่างจากเทคโนโลยี CRT และ Plasma Display ที่ผลิตแสง Phorphorescence

รูปเทคโนโลยี LCD

ในปี 1980 ดร.Ching Tang และ Steven Van Slyke จาก Eastman Kodak ได้ประดิษฐ์ Diode ที่เรียกว่า OLED โดยมีโครงสร้าง 2 ชั้น ได้แก่ ชั้นที่ว่างเปล่าที่ไม่มีอิเล็กตรอนบรรจุอยู่(Hole transporting) และชั้นที่บรรจุด้วยอิเล็กตรอน(Electron transporting) ชั้นพลังงานทั้งสองชนิดนี้มีลักษณะไม่เชื่อมต่อกัน โดยอิเล็กตรอนสามารถวิ่งผ่านและเกิดการรวมตัวกันเพื่อทำให้เกิดแสง ซึ่งทำให้ใช้พลังงานไฟฟ้าลดลง

การพัฒนาจอภาพมีมาอย่างต่อเนื่องเทคโนโลยี OLED (Organic Light Emitting Device) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติทางนาโน คือใช้วัสดุอินทรีย์เปล่งแสง ที่นำมาประกอบเป็นฟิล์มที่บางมาก มีความหนาเพียง 100-150 นาโนเมตร ขั้วไฟฟ้าที่นำมาประกอบก็สามารถทำให้บางได้ในระดับใกล้เคียงกัน ดังนั้น OLED จึงมีความหนาได้น้อยกว่ากระดาษ ด้วยความที่ วัสดุเปล่งแสงเป็นสารอินทรีย์ เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ LOED บนวัสดุที่พับงอได้ เกิดเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า จอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display)

 

ประเภทของ OLED แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
 

1. Passive -matrix เป็นการนำ Cathode กับ Anode มาว่าไขว้กันเป็น Matrix ระหว่าง Emissive และ Conductive layer ซึ่งอุปกรณ์ Electronic สามารถทำให้ OLED Pixel เปล่งแสงได้โดยการScan ทุก Row , Column จากนั้นทำการปรับ Pixel เพื่อแสดงภาพที่ต้องการโดยสามารถ Refreshed ภาพในเวลา 1/60 วินาที

passive-matrix OLED display panel concept
 

2. Active- matrix OLEDs(AMOLED) ใช้เทคโนโลยี TFT (Thin-film transistor) OLED cell ถูกควบคุมโดย Transistor อย่างน้อย 2 ตัว โดยโปรแกรมอิเล็กโทนิคจะสั่งงาน Transistor เพื่อควบคุม Pixel และระดับความสว่าง โดยการ เปิด ปิด ดังนั้นแสงสว่างของ pixel จะถูกควบคุมอย่างสม่ำเสมอ

Active- matrix OLEDs(AMOLED)

ภาพจาก Active- matrix OLEDs จะมีต้นทุนในการผลิตที่สูงกว่าภาพจาก Passive –matrix แต่จะได้ภาพที่สว่างกว่า คมชัดกว่า และใช้ไฟน้อยกว่า

โครงสร้าง Passive Matrix Structure และ Active Matrix Structure
 

โครงสร้างของ OLED ประกอบด้วย


1. Cathode ทำมาจาก aluminium กับ calcium (ชั้นนี้อาจไม่ใสขึ้นกับชนิดของ OLED) แคโทดจะฉีดอิเล็กตรอนเมื่อมีกระแสผ่านชั้นนี้

2. Emissive layer ชั้นนี้จะสร้างมาจากออแกนิกโมเลกูล(คนละตัวกับ Conductive laye) จะส่งผ่านอิเล็กตรอนจากแคโทด แสงจะสว่างในชั้นนี้ โพลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ใน Emissive layer คือ polyfluorene

3. Conductive layer ชั้นนี้จะสร้างมาจากออแกนิกพลาสติกโมเลกูลและส่งโฮลจากแอโนด ตัวนำโพลิเมอร์ชนิดหนึ่งที่ใช้ใน OLED คือ polyaniline

4. Anode แอโนดจะมีอิเล็กตรอนเคลื่อนออกมา เมื่อมีกระแสผ่าน ส่วนใหญ่ทำมาจาก Indium tin oxide

5. Substrate (พลาสติกใส, แก้ว, ฟลอย) Substrate เป็นโครงสร้างที่ยึด OLED
ให้มีความแข็งแรง

 

โครงสร้าง OLED

การทำงานของ OLED

OLED แบบพื้นฐาน เป็นออแกรนนิคเลเยอร์ชั้น เดียว ทำจากโพลิเมอร์ที่สามารถเปล่งแสงได้ ซึ่งภายในจะประกอบด้วย Emissive polymer และ Conductive layer

เมื่อประจุไฟฟ้าวิ่งผ่าน OLED มีผลทำให้ Anode เป็นบวก และ Cathode ก็เป็นลบ ดังนั้นประจุไฟฟ้าวิ่งจาก Cathode ไปหา Anode หลังจากนั้น Cathode จะนำอิเล็กตรอนไปยัง Emissive layer และ Anode ก็จะดึง Electron จาก Conductive layer ทำให้ชั้น Conductive layer เกิด Electron Hole เมื่อ Emissive layer มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ และ Conductive layer เกิด Electron Hole ที่มีประจุไฟฟ้าเป็นบวกมากขึ้นก็จะเกิดแรงดึงดูด Electrostatic ทำให้ประจุไฟฟ้าลบและ Electron Hole รวมตัวกันซึ่งเกิดขั้นในชั้น Emissive layer เนื่องจาก Electron Hole สามารถเคลื่อนย้ายได้มากกว่า Electron การรวมตัวทำให้ระดับพลังงานลดลงและทำให้เกิดแสงขึ้นในชั้น Emissive layer

ข้อเปรียบเทียบระหว่างจอ OLED และจอ LCD

1. จอ OLED มีขนาดเล็ก มีประสิทธิภาพสูงกว่าจอ LCD และเหมาะสำหรับแสดงภาพ
แบบจอแบน
2. จอ OLED สามารถเปล่งแสงในตัว และไม่ต้องใช้ไฟจากด้านหลัง(Back Light)
ซึ่งจอLCD ต้องใช้ ไฟจาก ด้านหลัง (Back Light)
3. จอ OLED จึงมีขนาดเล็กกว่าจอ LCD
4. จอ OLED ใช้พลังงานน้อยกว่าจอ LCD
5. จอ OLED มีน้ำหนักน้อยจอ LCD
6. จอ OLED ต้นทุนการผลิตต่ำกว่าจอ LCD
7. เนื่องจากจอ OLED เปล่งแสงจากภายใน จึงสามารถมองภาพได้จาก
ทุกมุม(165 องศา) แต่ภาพในจอ LCD จะจางหายเมื่ออยู่ในที่สว่าง
8. จอ OLED สามารถแสดงภาพแบบ Real Time ซึ่งจอ LCD จะมีปัญหาในแสดงภาพ
แบบ Real Time
9. จอ OLED สามารถปรับแสงสว่างและ Contrast ได้ดีกว่าจอ LCD

10. จอ OLED สามารถม้วนได้ และ แสดงภาพบนเนื้อผ้าได้

รูป เปรียบเทียบเทคโนโลยี LCD และ เทคโนโลยี OLED

อนาคตของ OLED

จอ ภาพแบบ OLED คือสุดยอดของเทคโนโลยีในการแสดงภาพ มีความยึดหยุ่นอย่างสูงในการแสดงภาพ มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำและสามารถผลิตเป็นจำนวนมาก (mass production) สามารถม้วนได้
นักวิจัยทั่วโลกกำลังคิดค้นหาวิธีทำให้ OLED มีแสงสว่างสูง มีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น โดยการปรับปรุงวัสุดของ OLED และ Substrates และพัฒนาการผลิตให้ถูกขึ้น



อ้างอิง

1. Smith, P.,2003. OLED Displays: Better Than Plasma Or LCD.
http://www.siliconchip.com.au/cms/A_30650/article.html
(accessed on February 28,2009)
2. Wikipedia.,Organic Light Emitting Diode.
3.
http://en.wikipedia.org/wiki/Active-Matrix_OLED
(accessed
on February 28,2009)
4.
http://www.oled-display.net/how-works-the-oled-technology
(accessed on February 28,2009)
5.
www.avdeals.com/lcd.htm. (accessed on February 28,2009)
6. ธีรเกียรติ์ เกิดเจริญ., 2006. Organic Light Emitting Devices (OLED).
http://nanotech.sc.mahidol.ac.th/e-plastic/oled.html
(accessed on February 28,2009)


Views: 3855

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 25 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 10164797  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!