CRT (Cathode Ray Tubes)
เทคโนโลยีของจอแสดงผล (Display Technology) อดีตในปี ค.ศ. 1897 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Kari Ferdinand Braun เป็นผู้ประดิษฐ์หลอดรังสีคาโธด หรือ CRT และในปี ค.ศ. 1908 Campbell Swinton ได้เสนอให้ใช้หลอด CRT สำหรับการแสดงผลภาพ ต่อมาในปี ค.ศ. 1936 ได้มีการเริ่มนำ CRT มาทำจอภาพโทรทัศน์เป็นครั้งแรก โดยใช้การสแกนแนวนอน 343 เส้น และสามารถผลิตภาพได้ 30 ภาพต่อวินาที ซึ่งเพียงพอในการหลอกสายตามนุษย์ให้เป็นเป็นภาพต่อเนื่องได้โดยไม่กระตุก โดยหลักการของ CRT ซึ่งเป็นหลอดสูญญากาศนั้นทำงานโดยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้ควบคุมทิศทางของลำแสงอิเล็กตรอนให้สามารถไปทางซ้าย-ขวา ขึ้นบน-ลงล่าง โดยการควบคุมผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเมื่อยิงอิเล็กตรอนออกไปกระทบกับสารที่เคลือบด้านในของจอภาพ ซึ่งมีสารฟอสเฟสฉาบอยู่บนหลอดภาพ และเมื่อสารฟอสเฟสโดนแสงก็จะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกมา จุดไหนที่โดนแสงจะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกเป็นจุดๆ ซึ่งจุดนี้ก็คือจุดที่แสดงภาพขึ้นมาบนหน้าจอ จุดนี้มีชื่อเรียกว่า พิกเซล (Pixel)
จอภาพที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มีหลักการแบบเดียวกับจอโทรทัศน์ เทคโนโลยีของ CRT เป็นที่นิยมในเทคโนโลยีแสดงผลที่มีอายุเกินร้อยกว่าปี และมาตรฐานการแสดงผลที่ใช้กับคอมพิวเตอร์มาจากการพัฒนาของบริษัทไอบีเอ็ม ระบบแสดงผลที่ใช้กับจอภาพมีสีเดียวที่เรียกว่า “โมโนโครม” หรือ MDA (Monochrome Display Adapter) ซึ่งจะแสดงผลที่เป็นตัวอักษรเพียงอย่างเดียวแต่ให้ความละเอียดสูง แต่คาดกันว่าในอนาคตผู้ใช้คอมพิวเตอร์จะเลิกใช้จอภาพแบบ CRT ด้วยเหตุผลง่ายๆ คือ ประหยัดพื้นที่ และที่สำคัญคือสุขภาพสายตา เทคโนโลยีหลอดภาพที่นำมาใช้เป็นมอนิเตอร์สำหรับคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาตั้งแต่ CGA, EGA, VGA, XGA และในปัจจุบันกลายเป็น UXGA
LCD (Liquid Crystal Display)
ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1963 จอ LCD เริ่มจากการพัฒนานำมาใช้กับนาฬิกาและเครื่องคิดเลข เป็นจอภาพที่เริ่มเข้าสู่ยุคดิจิตอล จอภาพที่มีความแบนทำให้สามารถแสดงตัวอักษรและภาพได้โดยไม่เกิดการกระพริบ (flicker) การทำงานของจอภาพ LCD นั้นอาศัยหลักของการใช้ความร้อนที่ได้จากขดลวดมาทำการเปลี่ยนและบังคับให้ผลึกเหลวแสดงสีต่างๆ ออกมาตามที่ต้องการ ทำให้แสงสว่างที่ได้จะไม่สั่นไหวเหมือนจอภาพแบบที่ใช้หลอดภาพ ซึ่งประโยชน์ก็คือสามารถลดความเมื่อยล้าในการมองได้ ซึ่งเดิมทีจอ LCD นิยมใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแล็ปท๊อปหรือโน้ตบุ๊ค แต่ในปัจจุบันเริ่มมีปริมาณผู้ใช้จอภาพ LCD กับเครื่องเดสก์ทอปกันมากขึ้น และรวมไปถึง PDA และอาจกล่าวได้ว่าจอภาพ LCD กำลังก้าวมามีบทบาทแทนที่จอภาพแบบ CRT ซึ่งข้อดีของจอ LCD คือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และกินไฟไม่มาก ให้ความละเอียดได้มากกว่าจอ CTR แต่ข้อเสียคือมีราคาแพงกว่าจอ CTR ส่วนในแง่ของการแสดงผล จอภาพ LCD ขนาด 15 นิ้ว สามารถให้พื้นที่การมองได้เกือบจะเท่ากับจอภพา CRT ขนาด 17 นิ้ว
จอภาพ LCD แบ่งเป็นสองเภท คือ
• Dual-Scan Twisted Nematic (DSTN) เป็นจอภาพแบบ Passive Matrix จอภาพที่มีสีค่อนข้างแห้ง เนื่องจากมีความสว่างน้อย และสีสันไม่มากนัก ทำให้ไม่สามารถมองจากมุมมองอื่นได้ นอกจากมองจากมุมตรง และมีการตอบสนองที่ช้ามาก ดั้งนั้นจึงมีปัญหาเวลาที่เราดูภาพยนตร์หรือเคลื่อนเมาส์เร็วๆ ทำให้เรามองภาพเป็นภาพเบลอๆ ไป ตามการเปลี่ยนภาพไม่ทัน
• Thin Flim Transistor (TFT) เป็นจอ LCD ที่ถูกพัฒนาเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของจอ LCD แบบ DSTN โดยจอแบบ TFT นีเป็นแบบ Active Matrix ซึ่งได้ทำการเพิ่มเอาทรานซิสเตอร์เข้าไปเชื่อมต่อเข้ากับจอ LCD โดยทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะแทนแม่สี ผลที่ได้ก็ทำให้มีการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของภาพที่เร็วขึ้น มีความคมชัดมากขึ้น จอภาพมีสีสดใสมองเห็นจากหลายมุม เนื่องจากให้ความสว่างและสีสันในอัตราที่สูง และจอภาพ TFT สามารถทำให้บางกว่าจอภาพแบบ LCD ปกติได้ จึงทำให้มีน้ำหนักเบากว่า
OLED (Organic Light Emitting Diodes)
เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังจะเข้ามาเพื่อทดแทนเทคโนโลยี LCD ค้นพบโดยบังเอิญของนักวิจัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ โดยพบว่าสารกึ่งตัวนำบางชนิดสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงได้ ซึ่งเรียกว่า “อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์” (Electroluminescence) ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ที่ให้สีต่างๆ เมื่อนำมาประกอบกันและให้พลังงานในจุดที่ต้องการก็จะเปล่งแสงประกอบกันเป็นภาพและสีตามต้องการเหมือนจอภาพ LED (Light Emitting Diodeds) OLED เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติทางนาโน คือ วัสดุอินทรีย์เปล่งแสง เพราะเป็นสารอินทรีย์นี้เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ OLED บนวัสดุที่พับงอได้ จึงเกิดเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า จอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display) ซึ่งมีข้อดีคือกินพลังงานน้อยกว่า จอภาพบาง แบน เบา ให้สีคมชัด และยืดหยุ่นได้ จากข้อดีดังกล่าวทำให้นักวิจัยเร่งวิจัยและพัฒนาคือ จอภาพที่ไม่กินพื้นที่ สามารถบิดงอได้โดยไม่ทำให้จอเสียหรือภาพล้ม ซึ่งเทคโนโลยีแบบเดิมไม่สามารถสนองความต้องการนี้ได้
ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยี OLED มาใช้กับจอภาพคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คทำให้มีภาพเคลื่อนไหวที่ชัดเจน การแสดงผลของจอภาพ OLED แสดงผลได้เร็วกว่าจอภาพ LCD จากคุณสมบัตินี้ทำให้จอภาพ OLED จะถูกนำไปใช้กับโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ที่เรียกว่า 3G คือเป็นโทรศัพท์ในยุคที่สาม เพราะโทรศัพท์ประเภทนี้จำเป็นต้องแสดงภาพวิดีโอของคู่สนทนาด้วย เพราะไม่เพียงแต่จะออกแบบให้สื่อสารกับหูเท่านั้น ยังสนองความต้องการทางตาได้ด้วย ทำให้จอภาพ OLED เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ
Plasma
จอภาพ Plasma คือ วิวัฒนาการแห่งเทคโนโลยี visual image สำหรับแสดงข้อมูลดิจิตอล ด้วยเทคโนโลยี ALIS จอภาพ Plasma ใช้หลอดขนาดเล็กบรรจุก๊าซซีนอน เลียนแบบหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ เมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดใด ก๊าซก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมา แล้วปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอุลตร้าไวโอเลต ซึ่งจะไปกระตุ้นสารฟอสเฟอร์ไวแสงสีต่างๆ สามสีบนผิวจอให้สว่างขึ้นมา สามารถตอบสนองต่อสัญญาณภาพได้รวดเร็ว ทำให้ภาพคมชัด มีความละเอียด และความสว่างสูง มีสีสันที่ใกล้เคียงกับสีตามธรรมชาติเป็นอย่างมาก และมีมุมมองที่คมชัดมากกว่าจอภาพแบบ LCD สามารถมองภาพได้ชัดเจนในมุมกว้างเกือบ 180 องศา เนื่องจากเทคโนโลยีของจอภาพแบบ Plasma มีความแตกต่างจากจอภาพแบบ LCD ทำให้ราคาแพงกว่าจอภาพแบบ LCD ซึ่งอาจจะต้องใช้เวลาที่จะเป็นที่ยอมรับในการเลือกซื้อมาใช้งานในปัจจุบัน
เทคโนโลยีของจอแสดงผล (Display Technology) อดีตในปี ค.ศ. 1897 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Kari Ferdinand Braun เป็นผู้ประดิษฐ์หลอดรังสีคาโธด หรือ CRT และในปี ค.ศ. 1908 Campbell Swinton ได้เสนอให้ใช้หลอด CRT สำหรับการแสดงผลภาพ ต่อมาในปี ค.ศ. 1936 ได้มีการเริ่มนำ CRT มาทำจอภาพโทรทัศน์เป็นครั้งแรก โดยใช้การสแกนแนวนอน 343 เส้น และสามารถผลิตภาพได้ 30 ภาพต่อวินาที ซึ่งเพียงพอในการหลอกสายตามนุษย์ให้เป็นเป็นภาพต่อเนื่องได้โดยไม่กระตุก โดยหลักการของ CRT ซึ่งเป็นหลอดสูญญากาศนั้นทำงานโดยการยิงลำแสงอิเล็กตรอนผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งใช้ควบคุมทิศทางของลำแสงอิเล็กตรอนให้สามารถไปทางซ้าย-ขวา ขึ้นบน-ลงล่าง โดยการควบคุมผ่านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเมื่อยิงอิเล็กตรอนออกไปกระทบกับสารที่เคลือบด้านในของจอภาพ ซึ่งมีสารฟอสเฟสฉาบอยู่บนหลอดภาพ และเมื่อสารฟอสเฟสโดนแสงก็จะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกมา จุดไหนที่โดนแสงจะถูกกระตุ้นให้เปล่งแสงออกเป็นจุดๆ ซึ่งจุดนี้ก็คือจุดที่แสดงภาพขึ้นมาบนหน้าจอ จุดนี้มีชื่อเรียกว่า พิกเซล (Pixel)
จอภาพที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์มีหลักการแบบเดียวกับจอโทรทัศน์ เทคโนโลยีของ CRT เป็นที่นิยมในเทคโนโลยีแสดงผลที่มีอายุเกินร้อยกว่าปี และมาตรฐานการแสดงผลที่ใช้กับคอมพิวเตอร์มาจากการพัฒนาของบริษัทไอบีเอ็ม ระบบแสดงผลที่ใช้กับจอภาพมีสีเดียวที่เรียกว่า “โมโนโครม” หรือ MDA (Monochrome Display Adapter) ซึ่งจะแสดงผลที่เป็นตัวอักษรเพียงอย่างเดียวแต่ให้ความละเอียดสูง แต่คาดกันว่าในอนาคตผู้ใช้คอมพิวเตอร์จะเลิกใช้จอภาพแบบ CRT ด้วยเหตุผลง่ายๆ คือ ประหยัดพื้นที่ และที่สำคัญคือสุขภาพสายตา เทคโนโลยีหลอดภาพที่นำมาใช้เป็นมอนิเตอร์สำหรับคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาตั้งแต่ CGA, EGA, VGA, XGA และในปัจจุบันกลายเป็น UXGA
LCD (Liquid Crystal Display)
ถูกคิดค้นในปี ค.ศ. 1963 จอ LCD เริ่มจากการพัฒนานำมาใช้กับนาฬิกาและเครื่องคิดเลข เป็นจอภาพที่เริ่มเข้าสู่ยุคดิจิตอล จอภาพที่มีความแบนทำให้สามารถแสดงตัวอักษรและภาพได้โดยไม่เกิดการกระพริบ (flicker) การทำงานของจอภาพ LCD นั้นอาศัยหลักของการใช้ความร้อนที่ได้จากขดลวดมาทำการเปลี่ยนและบังคับให้ผลึกเหลวแสดงสีต่างๆ ออกมาตามที่ต้องการ ทำให้แสงสว่างที่ได้จะไม่สั่นไหวเหมือนจอภาพแบบที่ใช้หลอดภาพ ซึ่งประโยชน์ก็คือสามารถลดความเมื่อยล้าในการมองได้ ซึ่งเดิมทีจอ LCD นิยมใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแล็ปท๊อปหรือโน้ตบุ๊ค แต่ในปัจจุบันเริ่มมีปริมาณผู้ใช้จอภาพ LCD กับเครื่องเดสก์ทอปกันมากขึ้น และรวมไปถึง PDA และอาจกล่าวได้ว่าจอภาพ LCD กำลังก้าวมามีบทบาทแทนที่จอภาพแบบ CRT ซึ่งข้อดีของจอ LCD คือมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และกินไฟไม่มาก ให้ความละเอียดได้มากกว่าจอ CTR แต่ข้อเสียคือมีราคาแพงกว่าจอ CTR ส่วนในแง่ของการแสดงผล จอภาพ LCD ขนาด 15 นิ้ว สามารถให้พื้นที่การมองได้เกือบจะเท่ากับจอภพา CRT ขนาด 17 นิ้ว
จอภาพ LCD แบ่งเป็นสองเภท คือ
• Dual-Scan Twisted Nematic (DSTN) เป็นจอภาพแบบ Passive Matrix จอภาพที่มีสีค่อนข้างแห้ง เนื่องจากมีความสว่างน้อย และสีสันไม่มากนัก ทำให้ไม่สามารถมองจากมุมมองอื่นได้ นอกจากมองจากมุมตรง และมีการตอบสนองที่ช้ามาก ดั้งนั้นจึงมีปัญหาเวลาที่เราดูภาพยนตร์หรือเคลื่อนเมาส์เร็วๆ ทำให้เรามองภาพเป็นภาพเบลอๆ ไป ตามการเปลี่ยนภาพไม่ทัน
• Thin Flim Transistor (TFT) เป็นจอ LCD ที่ถูกพัฒนาเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของจอ LCD แบบ DSTN โดยจอแบบ TFT นีเป็นแบบ Active Matrix ซึ่งได้ทำการเพิ่มเอาทรานซิสเตอร์เข้าไปเชื่อมต่อเข้ากับจอ LCD โดยทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะแทนแม่สี ผลที่ได้ก็ทำให้มีการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของภาพที่เร็วขึ้น มีความคมชัดมากขึ้น จอภาพมีสีสดใสมองเห็นจากหลายมุม เนื่องจากให้ความสว่างและสีสันในอัตราที่สูง และจอภาพ TFT สามารถทำให้บางกว่าจอภาพแบบ LCD ปกติได้ จึงทำให้มีน้ำหนักเบากว่า
OLED (Organic Light Emitting Diodes)
เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่กำลังจะเข้ามาเพื่อทดแทนเทคโนโลยี LCD ค้นพบโดยบังเอิญของนักวิจัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ประเทศอังกฤษ โดยพบว่าสารกึ่งตัวนำบางชนิดสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงได้ ซึ่งเรียกว่า “อิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์” (Electroluminescence) ซึ่งเป็นสารโพลิเมอร์ที่ให้สีต่างๆ เมื่อนำมาประกอบกันและให้พลังงานในจุดที่ต้องการก็จะเปล่งแสงประกอบกันเป็นภาพและสีตามต้องการเหมือนจอภาพ LED (Light Emitting Diodeds) OLED เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยคุณสมบัติทางนาโน คือ วัสดุอินทรีย์เปล่งแสง เพราะเป็นสารอินทรีย์นี้เราจึงสามารถประกอบอุปกรณ์ OLED บนวัสดุที่พับงอได้ จึงเกิดเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า จอภาพแบบยืดหยุ่น (Flexible Display) ซึ่งมีข้อดีคือกินพลังงานน้อยกว่า จอภาพบาง แบน เบา ให้สีคมชัด และยืดหยุ่นได้ จากข้อดีดังกล่าวทำให้นักวิจัยเร่งวิจัยและพัฒนาคือ จอภาพที่ไม่กินพื้นที่ สามารถบิดงอได้โดยไม่ทำให้จอเสียหรือภาพล้ม ซึ่งเทคโนโลยีแบบเดิมไม่สามารถสนองความต้องการนี้ได้
ซึ่งในปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยี OLED มาใช้กับจอภาพคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คทำให้มีภาพเคลื่อนไหวที่ชัดเจน การแสดงผลของจอภาพ OLED แสดงผลได้เร็วกว่าจอภาพ LCD จากคุณสมบัตินี้ทำให้จอภาพ OLED จะถูกนำไปใช้กับโทรศัพท์มือถือรุ่นใหม่ที่เรียกว่า 3G คือเป็นโทรศัพท์ในยุคที่สาม เพราะโทรศัพท์ประเภทนี้จำเป็นต้องแสดงภาพวิดีโอของคู่สนทนาด้วย เพราะไม่เพียงแต่จะออกแบบให้สื่อสารกับหูเท่านั้น ยังสนองความต้องการทางตาได้ด้วย ทำให้จอภาพ OLED เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ
Plasma
จอภาพ Plasma คือ วิวัฒนาการแห่งเทคโนโลยี visual image สำหรับแสดงข้อมูลดิจิตอล ด้วยเทคโนโลยี ALIS จอภาพ Plasma ใช้หลอดขนาดเล็กบรรจุก๊าซซีนอน เลียนแบบหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ เมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดใด ก๊าซก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นพลาสมา แล้วปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอุลตร้าไวโอเลต ซึ่งจะไปกระตุ้นสารฟอสเฟอร์ไวแสงสีต่างๆ สามสีบนผิวจอให้สว่างขึ้นมา สามารถตอบสนองต่อสัญญาณภาพได้รวดเร็ว ทำให้ภาพคมชัด มีความละเอียด และความสว่างสูง มีสีสันที่ใกล้เคียงกับสีตามธรรมชาติเป็นอย่างมาก และมีมุมมองที่คมชัดมากกว่าจอภาพแบบ LCD สามารถมองภาพได้ชัดเจนในมุมกว้างเกือบ 180 องศา เนื่องจากเทคโนโลยีของจอภาพแบบ Plasma มีความแตกต่างจากจอภาพแบบ LCD ทำให้ราคาแพงกว่าจอภาพแบบ LCD ซึ่งอาจจะต้องใช้เวลาที่จะเป็นที่ยอมรับในการเลือกซื้อมาใช้งานในปัจจุบัน
มาดูข้อดีข้อเสียของจอภาพแต่ละชนิดกัน เลือกให้ตรงกับความต้องการ เพื่อจะได้ใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด
ที่มา : http://kanyaphad2904.blogspot.com/2012/12/crt-lcd-led-oed-technology-life-cycle.html
จอภาพ LCD และ CRT
เทคโนโลยีสารสนเทศได้เข้ามามีบทบาทต่อชีวิตประจำวันอย่างมาก การใช้เครื่องมือต่างๆ ในชีวิตประจำวันเกี่ยวข้องกับการแสดงผลเพื่อที่จะให้ข้อมูลข่าวสารปรากฎแก่สายตาของผู้ใช้พัฒนาการของจอภาพจึงต้องพัฒนาตามอย่างต่อเนื่อง
CRT มีการใช้กันอย่างกว้างขวางเพราะเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนามานาน CRT เป็นจอภาพที่ใช้กับโทรทัศน์และ พัฒนาต่อให้ใช้กับจอภาพของคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันได้มีการผลิตจอภาพหลายสิบล้านเครื่องต่อปี หากพิจารณาที่เเทคโนโลยีการแสดงผล โดยพิจารณาหลักการของการใช้แสงเพื่อสร้างงาน เราสามารถแบ่งแยกหลักการออกเป็น 2 ประเภท :-
- การให้แหล่งกำเนิดแสงแสดงภาพและตัวอักษรดยตรง
หลักการนี้ใช้ในจอภาพ CRT ซึ่งอาศัยลำอิเล็กตรอนกระทบกับสารเรืองแสงที่ติดอยู่กับจอภาพ สารเรืองแสงจะเปล่งแสงออกมาใมห้ตามองเห็น - การใช้แสงที่มีอยู่แล้วให้เกืดคุณค่า
โดยการใช้หลักการสะท้าน หรือสร้างสิ่งแวดว้อมให้ส่องทะลุ กล่าวคือ ปิดเปิดลำแสงที่มีอยู่แล้วด้วยการ ให้ส่องทะลบุผ่านหรือกั้นไว้ หรือสะท้อน เป็นลักษณะของเทคโนโลยี LCD ( Liquid Crystal ) แผงแสดงผลึกเหลว
อย่างไรก็ดี การแสดงผลบนจอภาพส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยี CRT เพราะ CRT มีราคาถูกกว่า มีการพัฒนามานาน มีการผลิตในขั้นอุตสาหกรรมมาก มีความทนทาน เชื่อถือได้ CRT จึงเป็นเทคโนโลยีที่อยู่คู่คอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะไมโครคอมพิวเตอร์ตั้งแต่เริ่มต้น
สำหรับ LCD นั้นได้เริ่มนำมาใช้ในจอแสดงผลในเครื่องคอมพิวเตอร์แบบแลปท็อป แบบโน๊ตบุ้ค แบบพาล์มท็อป การแสดงผลของ LCD มีลักษณะแบบแบนราบ น้ำหนักเบา กินไฟน้อย
พัฒนาการของ LCD
LCD มีการพัฒนาก้าวหน้าขึ้นอย่างรวดเร็ว เริ่มจากการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องคิดเลขและนาฬิกาดิจิตอล หลังจากนั้นก็พัฒนาต่อเนื่องเพื่อรองรับความต้องการที่มีมากขึ้น เทคโนโลยี LCD เป็นเทคโนโลยีที่มียุคสมัย และแบ่งยุคได้ตามการพัฒนาเป็นขั้นๆเหมือนยุคของคอมพิวเตอร์
- ยุคแรก สร้างฐานของเทคโนโลยี
ในยุคนี้เป็นยุคที่เริ่มต้นของการพัฒนา LCD เทคนิควิธีการที่ใช้เป็นแบบ DMS ( Dynamic Seattering Method )และ TN ( Twisted Nematic ) ข้อเด่นของเทคโนโลยีนี้คือ ใช้กำลังงานไฟฟ้าต่ำ ใช้แรงดันต่ำ เหมาะสมที่จะใช้งานกับเทคโนโลยี CMOS จึงนำมาประยุกต์ใช้ในเครื่องคิดเลข นาฬิกา ฯลฯ - ยุคที่สอง ยุคขยายฐาน
การประยุกต์ใช้งาน LCD เริ่มกว้างขวางมากขึ้น เทคโนโลยีที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นแบบTNโดยพัฒนาให้แผงแสดง มีลักษณะบางและ กระทัดรัดและเริ่มใช้ตัวสะท้อนให้มีสี การประยุกต์ใช้งานส่วนใหญ่ยังคงเป็นเรื่องของเครื่องคิดเลข นาฬิกา ฯลฯ - ยุคที่สาม ยุคกระจาย
ในยุคนี้มีการผลิตแพร่หลาย มีการตั้งโรงงานการผลิต LCD กระจายขึ้นทั่วโลก เทคโนโลยีที่ใช้เป็นแบบ TN และ GH ( Guest Host ) ข้อเด่นที่ได้ในยุคนี้ก็คือ LCD มีความเชื่อถือสูง มีความคงทน มีความเข้มคมชัด ีความเร็วในการตอบสนองต่อสัญญาณ ไฟฟ้าได้เร็ว การขยายการใช้งานจึงกว้างขวางขึ้นมาก มีการประยุคใช้ในกล้องถ่ายรูปรถยนต์แผงแสดงของจอคอมพิวเตอร์เกม และอุปกรณ์สำนักงานต่างๆ การก้าวเข้าสู่รถยนต์ก็เพราะว่าสามารถลดอุปกรณ์การวัดที่ต้องอาศัยกลไกมาเป็นอิเล็กทรอนิกส์ ได้มาก การแสดงผลเป็นแบบพาสซีฟจึงไม่สามารถสร้างความเครียดให้กับสายตา - ยุคที่สี่ ยุคท้าทายที่จะแทน CRT
การใช้งานกว้างขวางและมีตลาดรองรับอยู่มาก เทคโนโลยีที่ก้าวเข้ามาในยุคนี้คือ การใช้ TFT หรือ Thin Film Transistor เพื่อสร้างจอภาพแสดงผลแบบแอคตีฟ ข้อดีคือ สามารถมัลติเพล็กซ์สัญญาณการแสดงผลได้เร็วทำให้จอภาพมีขนาดใหญ่ขึ้น ราคาถูกลง แสดงสีได้เหมือนนนธรรมชาติ การประยุกต์ใช้งานจึงเน้นจำพวกโทรทัศน์จอแบน จอคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เครื่องมือวัด เกม ฯลฯ
ความแตกต่างระหว่าง LCD กับ CRT
LCD เป็นแผงแสดงผลที่แตกต่างจาก CRT ตรงที่ตัว LCD ไม่ได้เปล่งแสงออกมา แต่ใช้หลักการควบคุมแสง จึงมีข้อเด่นมากมายเมื่อเปรียบเทียบกับ CRT
จุดเด่นของ LCD จึงแสดงผลได้แม้ในสิ่งแวดล้อมที่มีแสงจ้าหรือ กลาง แจ้ง การมองเห็นทำได้อย่างชัดเจนไม่จางเหมือนอุปกรณ์ ที่ กำเนิดแสงเช่น CRT หรือ LED LCE ใช้กำลังไฟฟ้าต่ำมากโดยทั่วไปใช้กำลังไฟฟ้าเพียง 1 -10 MicroWatt per Cm ใช้แรงดันไฟฟ้าขับที่แรงดันต่ำ จึงใช้วงจร CMOS ที่ทำงานเพียง 3 Volt ก็สามารถขับ LCD ได้จึงใช้ในวงจรรคอมพิวเตอร์หรือ วงจรดิจิตอลทั่วไปได้ แหล่งจ่ายไฟสำหรับ LCD ใช้แหล่งเดียวและะแรงดันไฟฟ้าระดับเดียว จึงไม่ยุ่งยากซับซ้อนในการใช้งาน
หลักการเบื้องต้นของ LCD
สารผลึกเหลวที่ใช้ใน LCD นั้นเป็นสารสังเคราะห์ที่จัดได้ว่าเป็นสารใหม่ที่พัฒนากันมาเมื่อไม่นานนี้ คำว่าผลึกเหลว ( Liquid Crystal ) หมายถึง สารที่อยู่ระหว่างของแข็งกับของเหลว ปกติสารทั่วไปเมื่อเป็นของแข็งที่อุณหภูมิหนึ่งครั้นได้รับอุณหภูมิสูงขึ้นก็จะหลอมละลายเป็นของเหลว แต่สำหรับผลึกเหลวนี้มีคุณสมบัติพิเศษคือมีช่วงอุณหภูมิที่กว้างสำหรับสถานะที่อยู่ระหว่าง ของแข็งกับของเหลว
ผลึกเหลวจึงแตกต่างจากวัสดุทั่วไปที่มีจุดหลอมเหลวที่เปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว หรือแม้แต่พลาสติกก็จะเริ่มอ่อนตัวเมื่อได้รับความร้อนจนหลอมละลาย แต่สำหรับผลึกเหลวมีลักษณะพิเศษ ชนิดของผลึกเหลวแยกตามโครงสร้างโมเลกุลเช่น แบบเนมาติก ( nematic ) แบบสเมติก ( smetic ) แบบคอเลสเตริก
สำหรับหลักการทำงานของมันนั้น ปรากฏการณ์ของผลึกเหลวเป็นปรากฏการณ์ที่มีลักษณะพิเศษสารอื่นๆ ในสถานะปกติ เมื่อยังไม่มีแรงดันไฟฟ้าป้อนให้ โมเลกุลของผลึกเหลววางตัวเป็นเกลียวในแนวคอลัมน์ แต่เมื่อ้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับผลึกเหลว โครงสร้างโมเลกุลจะกระจักกระจายอย่างสุ่มดังภาพ
ที่มา : www.thaigoodview.com/library/contest2552/type1/tech03/18/monitortech.html
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
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
ล่าสุดบริษัท TDK U.S.A. ได้นำเสนอนวัตกรรมจอแสดงผลที่สามารถงอได้ และโปร่งใสเหมือนฟิลม์และเปล่งแสงเมือ่ได้รับกระแสไฟฟ้าออกมา และวางแผนที่จะพัฒนานวัตกรรมตัวนี้ให้เป็นที่จักทั่วโลกไม่เกินปลายปี 2011 ซึ่งนอกจากจอภาพที่คล้ายฟิลม์อย่างเดียวแล้ว TDK ยังวางแผนรุกตลาดของจอภาพบนสมาร์ทโฟนที่ฐานตลาดกำลังได้รับความนิยมในปัจจุบัน และเตรียมต่อยอดไปถึงเทคโนโลยี Augmented Reality อย่างแว่นตาที่มองเห็นชั้นข้อมูลสารสนเทศเหมือนในภาพยนตร์อีกด้วย
อนาคตของเทคโนโลยี OLED นั้นอาจจะต้องใช้เวลาในการพัฒนาอีกระยะหนึ่ง แต่คงไม่นานเกินรอเพราะภาคอุตสาหกรรมทั่วโลกนั้นยังคงมุ่งหน้าออกแบบนวัฒกรรมใหม่ออกมาอย่างไม่ขาดสาย ที่แน่นอนคือถ้าขึ้นชื่อว่าเป็นนวัตกรรมเพื่ออนาคตที่ประหยัดพลังงานแล้วตอนนี้น่าจะเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้นที่ต้องพัฒนาเลยทันที
ความคิดเห็นส่วนตัว
จอปัจจุบันพัฒนาการมาอย่างต่อเนื่องเพราะความหลากหลายในการพัฒนาของแต่ละบริษัทที่ผลิตออกมาจำหน่ายให้ปัจจุบัน ยิ่งรุ่นใหม่ทีี่ออกมาภาพชัดกว่าและคมกว่าช่วยเพิ่มอรรถรสในการรับชมและมีมิติมากขึ้น
นายฃัยธวัช เจริญรัมย์ เลขที่ 2 ปวส.2 คอม.1
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น