เทคโนโลยีด้านจอภาพในปัจจุบันที่เรารู้จักกันนั้นก็คงจะหนีไม่พ้น LCD และ LED ซึ่งมีคุณสมบัติที่โดดเด่นกว่าเทคโนโลยีจอภาพแบบ CRT ที่มีมานานไม่ว่าจะด้าน การประหยัดพลังงานที่กำลังกลายเป็นเรื่องสำคัญของโลก ไปจนถึงราคาที่สามารถตอบโจทย์ผู้บริโภคที่ต้องการความล้ำสมัย เรียบง่าย สะดวกในราคาที่เหมาะมือ
เทคโนโลยีในการแสดงผลจอภาพมีการพัฒนามาจากอดีตอย่างต่อเนื่องให้มีประสิทธิภาพดีมากขึ้นตั้งแต่ยุดของ CRT หรือจอภาพแบบ Cathode Ray Tube ที่สมัยนี้อาจจะมีให้เห็นอยู่ประปรายแต่ได้รับความนิยมน้อยลงไปบ้างแล้ว การทำงานของ CRT ก็คือการลิงลำแสงอิเล็กตรอนให้ไปกระทบฉากเรืองแสงนั่นเอง ในยุคต่อมาก็คือยุคของระบบพลาสมา Plasma ซึ่งใช้การปล่อยแสง UV จากพลาสมาไปที่ฉากเรืองเสียงให้เกิดการกระทบขึ้น ซึ่งสุดท้ายแต่ยังไม่ท้ายที่สุดการแสดงผลก็มาได้รับความนิยม และอยู่ตัวที่ LCD และ LED ที่เป็นการบังคับกลุ่มของโมเลกุลผลึกเหลวให้เดินทางไปตามทิศที่กำหนด เพื่อให้แสงจากฉากหลังที่ส่องอยู่แปล่งแสงออกมา หรือถูกบังคับการเปล่งแสงไว้ แต่เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้ามาถึงยุคของนาโนเทคโนโลยี ซึ่งมีการผสมรูปแบบอินทรีย์วัตถุเข้ากับการเปล่งแสง นวัตกรรมที่ได้ในวันนี้จึงกลายเป็น OLED
OLED คืออะไร?
OLED ย่อมาจาก Organic Light-Emitting Diodes คือ นวัตกรรมของจอภาพ ที่พัฒนาขึ้นมาในรูปแบบคล้ายกับฟิล์ม มีความโปร่งใสจนสามารถมองเห็นทะลุได้ และจะเปล่งแสงเมื่อได้รับ พลังงานไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถแสดงภาพในขณะที่จอถูกดัดให้โค้งงอได้อีกด้วย โดยมีวัสดุอินทรีย์กึ่งตัวนำที่สามารถเปล่งแสงได้เองเมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้าในการทำงาน กระบวนการที่เทคโนโลยี OLED ในส่วนที่วัสดุอินทรีย์กึ่งตัวนำทำการเปล่งแสงขึ้นมา เรียกว่า อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ (Electroluminescence) กระบวนการดังกล่าวจะลดขั้นตอนการทำงานที่ซับซ้อนในบางส่วน เช่น จอภาพที่แสดงผลไม่จำเป็นต้องใช้แสง Back Light ในการฉายแสงด้านหลังจอภาพทั้งหมดเหมือนกลวิธีที่ LCD หรือ Plasma ทำกัน ทำให้เกิดการประหยัดแสงในจุดที่เป็นสีดำ เพราะจะไม่มีอินทรียสารไปเร่งการเปล่งแสง ทำให้สีที่เป็นสีดำจะเป็นสีดำจากจุดที่ไม่เกิดแสง ในสีอื่นนั้นก็เป็นการเปล่งแสงออกมาจากแหล่งกำเนิดโดยตรง คุณสมบัติดังกล่าวทำให้การแสดงผลจอภาพแบบ OLED ประหยัดพลังงานไฟฟ้า และให้ความบางที่มากกว่าเทคโนโลยีจอภาพ LCD ที่ใช้การเรืองแสง การบังแสง และปล่อยแสงบางสีออกมาผสมกันทำให้เกิดภาพ ซึ่งหากวัดดูแล้วจะพบว่าเทคโนโลยี OLED นั้นจะให้แสง และสีที่สมจริงที่สุด ประหยัดพลังงานที่สุด
OLED มีหลักการทำงานอย่างไร?
1. กระแสไฟฟ้าจะไหลจาก Cathode ผ่านชั้นสารอินทรีย์ไปยัง Anode โดย Cathode จะให้กระแสelectrons แก่ชั้น Emissive layer ขณะเดียวกัน
2. Anode จะดึง Electrons ในชั้น Conductive layer ให้เคลื่อนที่เข้ามา เกิดเป็น Electron holes ขึ้น
3. ระหว่างชั้น Emissive และ Conductive layer จะเกิดปฏิกิริยา Electron (-) เข้าจับคู่กับ hole (+) ขึ้น ซึ่งกระบวนนี้เอง ที่จะเกิดการคายพลังงานส่วนเกินออกมา นั่นก็คือแสงสว่างที่เราต้องการ
สำหรับการให้สีแก่ลำแสงนั้น ขึ้นอยู่กับชนิดของโมเลกุลสารอินทรีย์ในชั้น Emissive layer ซึ่งในการผลิตจอ Full-Color OLEDs จะใช้สารอินทรีย์ 3 ชนิด เพื่อให้ได้แม่สีของแสงคือน้ำเงิน, แดง และเขียว ในส่วนความเข้มและความสว่างของแสงที่ได้ จะขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่ให้เข้าไป ให้มากแสงก็จะสว่างมาก ซึ่งโดยปกติจะใช้กระแสไฟฟ้าที่ประมาณ 3-10 โวลต์ และด้วยความที่ทำจากฟิล์มสารอินทรีย์ที่บางระดับนาโนเมตรนี้เอง เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ OLED บนวัสดุที่พับงอได้ เช่น พลาสติกใส เกิดเป็นจอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display) ได้ขึ้นมา ซึ่งทำให้ในอนาคตเราอาจได้เห็นจอภาพแบบนี้ อยู่บนเสื้อผ้าของเราก็เป็นได้
ข้อมูลจาก: วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปีที่ 22 ฉบับที่ 4 (ตุลาคม-ธันวาคม 2550)
อนาคตของเทคโนโลยี OLED
ในยุคแรกของการนำเทคโนโลยี OLED มาใช้นั้น ยังมีปัจจัยในเรื่องของราคา เพราะราคาที่สูงเกินไปทำให้ OLED ในยุคแรกนั้นถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ขนาดเล็ก จำพวก โทรศัพท์มือถือที่รองรับ 3Gs และ GPRs ไปจนถึงอุปกรณ์จำพวก รีโมทคอนโทรล และกล้องดิจิตอล แต่ในตอนนี้ได้มีหลายบริษัทมองเห็นความก้าวหน้า และอนาคตที่น่าจพต่อยอดเทคโนโลยีตัวนี้ได้ในอนาคต เริ่มหันมาลงทุนพัฒนาแพลตฟอร์มของอุปกรณ์ และนวัตกรรมที่รองรับการแสดงผลผ่าน OLED จำนวนมาก
ล่าสุดบริษัท TDK U.S.A. ได้นำเสนอนวัตกรรมจอแสดงผลที่สามารถงอได้ และโปร่งใสเหมือนฟิลม์และเปล่งแสงเมือ่ได้รับกระแสไฟฟ้าออกมา และวางแผนที่จะพัฒนานวัตกรรมตัวนี้ให้เป็นที่จักทั่วโลกไม่เกินปลายปี 2011 ซึ่งนอกจากจอภาพที่คล้ายฟิลม์อย่างเดียวแล้ว TDK ยังวางแผนรุกตลาดของจอภาพบนสมาร์ทโฟนที่ฐานตลาดกำลังได้รับความนิยมในปัจจุบัน และเตรียมต่อยอดไปถึงเทคโนโลยี Augmented Reality อย่างแว่นตาที่มองเห็นชั้นข้อมูลสารสนเทศเหมือนในภาพยนตร์อีกด้วย
อนาคตของเทคโนโลยี OLED นั้นอาจจะต้องใช้เวลาในการพัฒนาอีกระยะหนึ่ง แต่คงไม่นานเกินรอเพราะภาคอุตสาหกรรมทั่วโลกนั้นยังคงมุ่งหน้าออกแบบนวัฒกรรมใหม่ออกมาอย่างไม่ขาดสาย ที่แน่นอนคือถ้าขึ้นชื่อว่าเป็นนวัตกรรมเพื่ออนาคตที่ประหยัดพลังงานแล้วตอนนี้น่าจะเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้นที่ต้องพัฒนาเลยทันที
ทราบหรือไม่ว่า?
เทคโนโลยี OLED ในประเทศไทยนั้น มีหน่วยงานวิจัยด้านวิศวกรรมโมเลกุล รับผิดชอบ อยู่หลายแห่ง ได้แก่
- ศูนย์นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล
- ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (MTEC)
- ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (NANOTEC)
- จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ด้านการสังเคราะห์โพลิเมอร์เปล่งแสง
- มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
- มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี
ข้อมูลจาก: วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ปีที่ 22 ฉบับที่ 4 (ตุลาคม-ธันวาคม 2550)
