- LG और Samsung ने CES 2024 में transparent display का प्रदर्शन किया। ऐसे बड़े transparent TV ने कई दर्शकों का ध्यान खींचा
- लेकिन transparent TV के लिविंग रूम तक पहुंचने की संभावना कम है
- LG OLED display पर ध्यान दे रहा है, और Samsung microLED screen विकसित कर रहा है, लेकिन दोनों तकनीकें अभी व्यावहारिक उपयोग के लिए तैयार नहीं हैं। हर तकनीक की मुश्किलों को समझने के लिए थोड़ा गहराई में जाना होगा
LG की transparent OLED display तकनीक
- LG transparent OLED display पर दांव लगा रहा है
- OLED का मतलब organic light-emitting diode है, यानी कार्बन-आधारित यौगिक जो बिजली मिलने पर रोशनी उत्सर्जित करते हैं
- अलग-अलग यौगिक अलग रंग निकालते हैं, और इन्हें मिलाकर full-color image बनाई जा सकती है
- OLED materials को thin film के रूप में substrate पर जमा करके display बनाया जाता है
- RGB materials को pattern में व्यवस्थित करके full-color pixel का high-density array बनाना सबसे आम तरीका है
- 4K resolution display में 38.4 लाख pixels होते हैं, और यह लगभग 2.5 करोड़ RGB subpixels से बना होता है
- हर subpixel में भेजे जाने वाले current की timing और मात्रा उसकी रोशनी की मात्रा तय करती है
- तारों की जगह transparent conductive traces का इस्तेमाल करना पड़ता है ताकि रोशनी न रुके
- हजारों traces को rows और columns में व्यवस्थित किया जाता है ताकि हर subpixel को जरूरी electrical connection मिल सके
- transistor switches भी उसी substrate पर बनाए जाते हैं
- OLED को transparent दिखाने के लिए इन सभी materials का बहुत सावधानी से चयन करना पड़ता है
- conductive traces के लिए indium tin oxide की पतली film इस्तेमाल की जाती है, जिसकी सामान्य मोटाई 135nm होती है, लेकिन इससे लगभग 80% रोशनी गुजर सकती है
- transistor materials स्वभाव से opaque होते हैं, इसलिए उन्हें जितना संभव हो उतना छोटा बनाना पड़ता है ताकि वे कम रोशनी रोकें
- ज़्यादातर LCD में इस्तेमाल होने वाला amorphous silicon सस्ता होता है, लेकिन उसकी electron mobility कम होने की वजह से transistor का आकार घटाने की सीमा होती है
- laser से amorphous silicon को anneal करके crystallized polysilicon बनाया जाए तो electron mobility बेहतर हो सकती है और transistor छोटे किए जा सकते हैं, लेकिन यह सिर्फ छोटे glass substrate पर ही संभव है
- transparent OLED display designers ने इसलिए IGZO की ओर रुख किया। IGZO की electron mobility ज्यादा है, इसलिए इससे amorphous silicon की तुलना में छोटे transistor बनाए जा सकते हैं और रोशनी कम रुकती है
- OLED अगर oxygen या water vapor के संपर्क में आए तो उसका emissive material नष्ट हो जाता है, इसलिए surface और किनारों को ढकने वाली encapsulation layer जरूरी होती है
- इस layer की वजह से panel को किनारे-किनारे जोड़ने पर दिखने वाला gap बन जाता है, इसलिए छोटे display जोड़कर बड़ा display बनाना संभव नहीं है
- अगर बड़ा OLED display चाहिए, तो एक ही बड़ा panel बनाना पड़ता है
- LG का prototype लगभग 45% transparency वाला दिखता है। स्क्रीन के पीछे के लोग और वस्तुएं सीधे देखने की तुलना में साफ तौर पर ज्यादा धुंधली और अंधेरी दिखती हैं
Samsung की microLED तकनीक
- Samsung transparent display के लिए inorganic LED का उपयोग कर रहा है
- LED बिजली को रोशनी में बदलने में बहुत efficient होते हैं, और घरों के बल्ब, कार के headlights और taillights, तथा electronic devices के power indicators में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं
- LED display में हर pixel एक-एक RGB LED से बना होता है
- यह highway billboard या sports stadium display जैसे दूर से देखे जाने वाले images के लिए उपयुक्त है
- लेकिन TV display को अपेक्षाकृत कम दूरी से देखा जाता है, इसलिए इसके लिए कहीं छोटे LEDs चाहिए
- सिर्फ 2 साल पहले तक microLED display में 30x50μm chips उपयोग होते थे, लेकिन अब उनका आकार घटकर 12x27μm से भी कम हो गया है
- इतने छोटे LED chips रोशनी को लगभग नहीं रोकते, इसलिए display और ज्यादा transparent बन सकता है
- Taiwan की display निर्माता AUO ने हाल ही में 60% से अधिक transparency वाला microLED display दिखाया
- microLED oxygen और moisture से प्रभावित नहीं होता, इसलिए इसे encapsulation की जरूरत नहीं होती
- इससे छोटे panels को जोड़कर बिना रुकावट वाला बड़ा display बनाया जा सकता है
- छोटे panel की silicon coating को polysilicon में anneal किया जा सकता है, जो IGZO से बेहतर प्रदर्शन देता है, इसलिए transistor और छोटे बनाए जा सकते हैं और कम रोशनी रोकते हैं
- लेकिन microLED approach की भी समस्याएं हैं। यह अभी शुरुआती चरण में है, इसलिए manufacturing cost बहुत अधिक है और पूरे display में uniform brightness और color पाने के लिए कठिन प्रक्रिया की जरूरत होती है
- अलग-अलग OLED स्वाभाविक रूप से अच्छी तरह परिभाषित रंग उत्सर्जित करते हैं, लेकिन LED के साथ ऐसा नहीं है। LED chip के physical properties में थोड़ा सा फर्क भी emitted light की wavelength में साफ बदलाव ला सकता है
- निर्माता इस समस्या को हजारों chips की testing करके, उन्हें समान wavelength वाले groups में बांटकर, और जो target range में न हों उन्हें फेंककर हल करते रहे हैं
- यही LED screen के महंगे होने का एक कारण है, क्योंकि निर्माण में उपयोग की जाने वाली बहुत सी LEDs को discard करना पड़ता है
- लेकिन microLED पर यह तरीका काम नहीं करता। इतने छोटे chips की testing कठिन है, और अगर बड़ी संख्या में उन्हें फेंका जाए तो लागत खगोलीय हो जाएगी
- इसके बजाय निर्माता assembly के बाद microLED display की uniformity test करते हैं, फिर हर subpixel पर लगाए जाने वाले current को adjust करके पूरे display में color और brightness को समान बनाया जाता है
- इस calibration प्रक्रिया में panel पर image scan करना और फिर control circuitry को reprogram करना शामिल होता है, और कभी-कभी इसके लिए हजारों बार दोहराव करना पड़ सकता है
- panel assembly की समस्या भी है। 4K display बनाने वाले 2.5 करोड़ microLED chips में से हर एक को बिल्कुल सही जगह पर रखना और सही electrical contact से जोड़ना जरूरी है
- LED chips sapphire wafer पर बनाए जाते हैं, और हर wafer में सिर्फ एक ही रंग के chips होते हैं
- इन chips को wafer से carrier पर स्थानांतरित किया जाता है और panel backplane पर लगाने से पहले अस्थायी रूप से स्थिर रखा जाता है
- Taiwan की microLED कंपनी PlayNitride ने 2μm से कम error के साथ chip placement वाले बड़े tiles बनाने की प्रक्रिया विकसित की है, और छोटे chip placement process में 99.9% से अधिक yield हासिल की है
- लेकिन 99.9% yield पर भी 4K display में लगभग 25,000 defective subpixels होने की उम्मीद रहती है
- वे गलत जगह रखे जा सकते हैं जिससे electrical contact न बने, pattern में गलत रंग का chip लगाया जा सकता है, या subpixel chip खुद ही defective हो सकता है
- इन defects को कभी-कभी ठीक किया जा सकता है, लेकिन इससे पहले से ही ऊंची लागत और बढ़ जाती है
Transparent display का वास्तविक उपयोग
- हाल के समय में सिर्फ Samsung और LG ही नहीं, दूसरी कंपनियों ने भी transparent panels दिखाए हैं
- AUO के 60-inch tiled transparent display ने मई में San Jose में हुए SID Display Week में microLED-based technology category का People's Choice Award जीता
- China की BOE ने CES 2024 में 49-inch transparent OLED display का प्रदर्शन किया
- इन सभी transparent displays में एक बात समान है: ये बेहद महंगे होंगे
- LG का transparent OLED display ही अब तक commercial product के रूप में घोषित हुआ है, लेकिन इसकी कीमत और launch date अभी नहीं बताई गई है
- फिर भी opaque version भी पहले से काफी महंगा है, इसलिए कीमत का अनुमान लगाना मुश्किल नहीं है। LG के top-end 77-inch OLED TV की कीमत $4,500 है
- seamless tiling की वजह से transparent microLED display OLED से बड़े बनाए जा सकते हैं, लेकिन उनकी production cost भी बहुत ज्यादा है
- यही कीमत में भी दिखता है। उदाहरण के लिए, Samsung का 114-inch opaque microLED TV $150,000 में बिकता है, और transparent model के इससे भी महंगा होने की उम्मीद है
- ऐसी कीमतों को देखकर सवाल उठता है कि transparent display का वास्तविक उपयोग आखिर क्या होगा
- इतनी कीमत पर इसका लिविंग रूम TV बनना मुश्किल है। और समस्या सिर्फ कीमत की नहीं है
- फिल्म देखते समय कोई भी यह नहीं चाहेगा कि पीछे की bookshelf दिखाई देती रहे
- इसी वजह से LG के CES 2024 demo किए गए transparent OLED TV में जरूरत पड़ने पर display के पीछे को ढकने के लिए काले कपड़े की "contrast layer" शामिल थी
- transparent display desktop पर उपयोगी हो सकता है। इसमें display के आर-पार देखने के बजाय पीछे camera रखकर, स्क्रीन को सामने से देखते हुए image capture की जा सकती है
- इससे Zoom call के दौरान eye contact बनाए रखने में मदद मिल सकती है
- Veeo नाम की एक कंपनी ने CES 2024 में ऐसे product का prototype दिखाया, और वह इस साल के अंत में 30-inch model को $3,000 और 55-inch model को $8,500 में लॉन्च करने की योजना बना रही है
- Veeo का product LG की transparent OLED तकनीक का उपयोग करता है
- transparent screen पहले से signage और public information display में इस्तेमाल हो रहे हैं
- LG ने Seoul की नई high-speed subway GTX की खिड़कियों में 55-inch transparent OLED panels लगाए हैं
- यात्री इन displays पर map और जानकारी देख सकते हैं, और जरूरत पड़ने पर उन्हें transparent किया जा सकता है ताकि बाहर का दृश्य भी दिखे
- LG के transparent panels Doosan Bobcat के E35e excavator prototype में भी इस्तेमाल किए गए हैं
- यह touchscreen display operator के windshield या side window की तरह काम करता है, और महत्वपूर्ण machine data या vehicle-mounted cameras की live video feed दिखा सकता है
- ऐसे transparent displays कुछ aircraft windshields में उपयोग होने वाले head-up display जैसी भूमिका निभा सकते हैं
- इसलिए बड़े transparent display प्रभावशाली जरूर हैं, लेकिन शुरुआती दौर में इनके machine operators के display, public entertainment, retail signage और automobile windshield जैसे उपयोगों में ज्यादा दिखने की संभावना है
- शुरुआती अपनाने वाले अगर mass production process विकसित करने की लागत उठाते हैं, तो कीमतें कम हो सकती हैं
- लेकिन अगर लागत किसी उचित स्तर तक पहुंच भी जाए, तब भी यह देखना बाकी है कि आम उपभोक्ता सचमुच घर में transparent TV चाहते हैं या नहीं
GN⁺ की राय
- transparent display तकनीक निस्संदेह दिलचस्प और futuristic है। लेकिन व्यावहारिकता के लिहाज से अभी भी सवाल बने हुए हैं
- display market पहले ही OLED और microLED तकनीकों की प्रतिस्पर्धा से काफी तीव्र है, और अब उसमें transparency जैसा नया तत्व जुड़ गया है। कौन-सी तकनीक बाजार का नेतृत्व करेगी, यह कहना मुश्किल है
- transparent display की सबसे बड़ी चुनौती उसकी ऊंची कीमत है। यह सीधे production cost से जुड़ी है, इसलिए निकट भविष्य में इसका mass adoption मुश्किल दिखता है
- दूसरा बड़ा मुद्दा इसका वास्तविक use case है। technology demo के तौर पर यह प्रभावशाली है, लेकिन रोजमर्रा की जिंदगी में यह कितना जरूरी है, यह स्पष्ट नहीं है
- तकनीक की दिशा को देखते हुए transparent display भविष्य का trend बन सकता है, लेकिन commercial adoption तक पहुंचने में अभी काफी समय लगने की संभावना है
- आम घरों की तुलना में transparent display का उपयोग पहले industrial sites या commercial spaces जैसे विशेष उद्देश्यों में होने की संभावना ज्यादा दिखती है
- automobile और aircraft जैसे transport sectors में इसका उपयोग भी ध्यान देने योग्य है, और अगर इसे AR/VR तकनीक से जोड़ा जाए तो और बड़ा synergy पैदा हो सकता है
- TV market में transparency की तुलना में image quality, resolution और size जैसे दूसरे factors अब भी ज्यादा महत्वपूर्ण रहेंगे। transparent TV के mass market तक पहुंचने की संभावना कम दिखती है
- फिर भी, transparent display के next-generation display के रूप में ध्यान आकर्षित करने से OLED, microLED जैसी display technologies के विकास को और तेज़ी मिलने की उम्मीद है
- खासकर AR glasses, wearable devices और Internet of Things (IoT) devices जैसे क्षेत्रों में transparent display की क्षमता वास्तव में उभर सकती है
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