एलसीडी और ओएलईडी के कार्य सिद्धांत और उनके फायदे/नुकसान की तुलना

01. एलसीडी और ओएलईडी के कार्य सिद्धांत

1.1. एलसीडी का कार्य सिद्धांत

एलसीडी का अनुप्रस्थ काट आरेख इस प्रकार है, जिसमें मुख्य रूप से नीचे से ऊपर की ओर 7 परतें होती हैं: बैकलाइट परत, ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण, धनात्मक इलेक्ट्रोड परिपथ, तरल क्रिस्टल परत, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड परिपथ, क्षैतिज ध्रुवीकरण और रंग फ़िल्टर।

• सबसे निचली बैकलाइट परत सफेद प्रकाश उत्सर्जित करती है, जो रंगीन कलर फिल्टर से गुजरकर संबंधित रंग के प्रकाश में परिवर्तित हो जाती है। ध्यान दें: बैकलाइट प्रत्येक पिक्सेल के नीचे एक स्वतंत्र एलईडी लैंप नहीं है; बल्कि, पूरी स्क्रीन एक बड़ी बैकलाइट परत साझा करती है।

• जब धनात्मक इलेक्ट्रोड परिपथ पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह तरल क्रिस्टल परत को भेदता है और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड परिपथ से जुड़कर एक लूप बनाता है। यह वोल्टेज तरल क्रिस्टल अणुओं को घुमाता है। इस बिंदु पर, तरल क्रिस्टल परत, एक शटर की तरह, प्रकाश के एक हिस्से को रोक देती है। वोल्टेज की तीव्रता को नियंत्रित करके, हम तरल क्रिस्टल अणुओं के घुमाव कोण को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे लाल, हरे और नीले उप-पिक्सेल की चमक को नियंत्रित किया जा सकता है। चमक अनुपात को बदलकर किसी भी वांछित रंग को मिलाया जा सकता है।

1.2. ओएलईडी का कार्य सिद्धांत

OLED का मतलब ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड है। LED स्क्रीन की तरह, इसमें भी तीन सब-पिक्सेल होते हैं। अंतर यह है कि इसमें लिक्विड क्रिस्टल लेयर और बैकलाइट लेयर नहीं होती; यह खुद एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया सेल्फ-एमिसिव डायोड है। वोल्टेज को नियंत्रित करके, और इस प्रकार डायोड से प्रवाहित होने वाली धारा को बदलकर इसकी चमक को बदला जा सकता है, जिससे प्रत्येक सब-पिक्सेल के रंग अनुपात को नियंत्रित किया जा सकता है, और अंततः वांछित रंग को मिलाया जा सकता है।

• OLED में बैकलाइट लेयर नहीं होती। प्रत्येक पिक्सेल को स्वतंत्र रूप से चालू/बंद किया जा सकता है। इसलिए, LCD स्क्रीन के विपरीत, जिसमें चालू होने पर पूरी बैकलाइट लेयर को रोशन करना आवश्यक होता है, OLED स्क्रीन में प्रत्येक पिक्सेल को एक स्वतंत्र रूप से नियंत्रित लैंप के रूप में समझा जा सकता है। इससे ऑलवेज-ऑन डिस्प्ले (AOD) जैसी सुविधाएँ संभव हो पाती हैं, जहाँ फ़ोन लॉक होने पर समय, सूचनाएँ और अन्य महत्वपूर्ण जानकारी दिखाने के लिए कुछ पिक्सेल कम चमक और रिफ्रेश रेट पर रोशन रहते हैं।

02. एलसीडी और ओएलईडी के फायदे और नुकसान की तुलना

2.1. OLED में बिजली की खपत कम होती है

• एलसीडी स्क्रीन चालू होने के बाद पूरी बैकलाइट को रोशन कर देती है और लगातार बिजली की खपत करती है।

• OLED स्क्रीन केवल तभी LCD की तुलना में अधिक बिजली की खपत करती है जब वह पूरी तरह से सफेद छवि प्रदर्शित कर रही हो। हालांकि, प्रत्येक OLED पिक्सेल की चमक और ऑन/ऑफ स्थिति को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे चमक को अलग-अलग स्तर पर कम किया जा सकता है या पिक्सेल को बंद भी किया जा सकता है। इसलिए, जब तक आप लंबे समय तक सफेद स्क्रीन पर नहीं रहते, OLED आमतौर पर लंबी बैटरी लाइफ प्रदान करता है।

2.2. OLED में उच्च कंट्रास्ट अनुपात होता है

• कॉन्ट्रास्ट रेशियो, सबसे चमकीले सफेद और सबसे गहरे काले रंग के बीच की चमक का अनुपात होता है। उच्च अनुपात का अर्थ है अधिक जीवंत और संतृप्त रंग।

• एलसीडी द्वारा शुद्ध काला रंग प्रदर्शित करने के लिए, आदर्श रूप से, लिक्विड क्रिस्टल अणु पूरी तरह से बंद होकर सभी उत्सर्जित बैकलाइट को रोक देते हैं। हालांकि, वे पूरी तरह से बंद नहीं हो पाते। काला रंग प्रदर्शित करते समय, थोड़ी मात्रा में सफेद प्रकाश रिसकर बाहर आ जाता है, इसलिए जो दिखाई देता है वह शुद्ध काला नहीं बल्कि काफी धुंधला ग्रे रंग होता है। यह विशेषता एलसीडी को वास्तविक, शुद्ध काला रंग प्रदर्शित करने से रोकती है।

• OLED में बैकलाइट नहीं होती और प्रत्येक पिक्सेल को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है। काला रंग प्रदर्शित करने के लिए, उन पिक्सेल की बिजली पूरी तरह से बंद की जा सकती है, जिससे प्रकाश का उत्सर्जन बंद हो जाता है और शुद्ध काला रंग प्राप्त होता है। इस प्रकार, OLED स्क्रीन का कॉन्ट्रास्ट अनुपात अधिक होता है।

2.3. OLED में तेज़ प्रतिक्रिया समय होता है, जो गतिशील प्रदर्शन के लिए फायदेमंद है।

• गतिशील सामग्री प्रदर्शित करते समय, प्रत्येक पिक्सेल को तेजी से रंग बदलने की आवश्यकता होती है। इस परिवर्तन के लिए आवश्यक समय स्क्रीन का प्रतिक्रिया समय कहलाता है। यदि प्रतिक्रिया समय बहुत लंबा हो जाता है, तो पिक्सेल समय पर रंग नहीं बदल पाते, जिससे आफ्टरइमेज दिखाई देने लगते हैं क्योंकि पिछला फ्रेम पूरी तरह से गायब होने से पहले ही अगला फ्रेम दिखाई देने लगता है।

• एलसीडी (एलसीडी) लिक्विड क्रिस्टल अणुओं के घुमाव को नियंत्रित करके रंग बदलती हैं। इस घुमाव की गति सीधे एलसीडी के ग्रे-टू-ग्रे (जीटीजी) प्रतिक्रिया समय को निर्धारित करती है। यह घुमाव गति तापमान पर निर्भर करती है, कम तापमान पर धीमी हो जाती है, जिससे ठंडे वातावरण में एलसीडी स्क्रीन में स्पष्ट घोस्टिंग दिखाई देती है।

• OLED स्क्रीन में लिक्विड क्रिस्टल लेयर नहीं होती, इसलिए यह उससे सीमित नहीं होती। हालांकि OLED में रिस्पॉन्स टाइम होता है, लेकिन रंगों के बीच बदलाव बहुत कम होता है, जिससे घोस्टिंग लगभग न के बराबर होती है। शुद्ध काले और शुद्ध सफेद रंग में बदलने में थोड़ा अधिक समय लगता है, लेकिन फिर भी यह आमतौर पर अधिकांश LCD की तुलना में कम होता है। इसलिए, गतिशील कंटेंट प्रदर्शित करने में OLED को स्वाभाविक लाभ मिलता है।

2.4. OLED पतला हो सकता है और मोड़ने योग्य है

• OLED स्क्रीन में बैकलाइट और लिक्विड क्रिस्टल लेयर नहीं होती हैं, इसलिए इन्हें पतला बनाना बहुत आसान होता है और इन्हें कागज की तरह काफी मोड़ा जा सकता है। इस मोड़ने की क्षमता के कारण घुमावदार स्क्रीन आसानी से बनाई जा सकती हैं, जिससे उपकरणों की गुणवत्ता में काफी सुधार होता है।

• एलसीडी स्क्रीन में बैकलाइट और लिक्विड क्रिस्टल परतों के अलावा पोलराइज़र भी होते हैं, जिससे वे काफी मोटी हो जाती हैं। बैकलाइट और लिक्विड क्रिस्टल परतें कठोर सब्सट्रेट का उपयोग करती हैं, जिससे उनमें बहुत कम झुकाव संभव होता है, जो आमतौर पर केवल डेस्कटॉप मॉनिटर जैसे बड़े पैनलों में ही देखा जाता है।

2.5. OLED का जीवनकाल कम होता है

• एलसीडी में, बैकलाइट परत प्रकाश उत्सर्जित करती है। लिक्विड क्रिस्टल परत केवल प्रकाश अवरोधन को नियंत्रित करती है, और फ़िल्टर केवल प्रकाश का रंग बदलता है; इनमें से कोई भी प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है। वोल्टेज गैर-उत्सर्जक लिक्विड क्रिस्टल परत पर लगाया जाता है।

• OLED में, वोल्टेज सीधे स्व-उत्सर्जक डायोड पर लगाया जाता है, जिससे OLED की उत्सर्जक परत के भीतर इलेक्ट्रॉनों का बार-बार स्थानांतरण होता है। उत्सर्जक परत स्वयं कार्बनिक पदार्थों से बनी होती है (जो अकार्बनिक पदार्थों की तुलना में अधिक आसानी से खराब हो जाते हैं), और स्व-उत्सर्जन गुण के कारण, OLED की स्क्रीन का जीवनकाल LCD की तुलना में काफी कम हो जाता है।

2.6. एलसीडी में प्रकाश रिसाव की समस्या है

• एलसीडी स्क्रीन में बैकलाइट परत की मौजूदगी और स्क्रीन पैनल को डिवाइस में असेंबल किए जाने के कारण, बैकलाइट से निकलने वाली रोशनी स्क्रीन और डिवाइस के फ्रेम के बीच के जोड़ से आसानी से बाहर निकल सकती है। जब कोई शुद्ध काली छवि प्रदर्शित की जाती है, तो किनारों पर रोशनी के बड़े-बड़े घेरे दिखाई दे सकते हैं, जिन्हें "लाइट ब्लीड" कहा जाता है।

2.7. OLED में "बर्न-इन" होने की संभावना होती है।

• एलसीडी में, बैकलाइट एक एकल इकाई होती है, और सभी पिक्सेल एक समान रूप से पुराने होते जाते हैं।

OLED डिस्प्ले में, प्रत्येक पिक्सेल स्वतंत्र रूप से प्रकाश उत्सर्जित करता है, जिसका अर्थ है कि उपयोग के आधार पर स्क्रीन के विभिन्न क्षेत्रों की उम्र बढ़ने की दर अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, यदि क्षेत्र A लगातार नीला रंग प्रदर्शित करता है, तो वहां के नीले सब-पिक्सेल तेजी से खराब होंगे। बाद में, जब एक समान रंग प्रदर्शित किया जाता है, तो उस क्षेत्र का नीला रंग थोड़ा धुंधला हो जाएगा, जिससे एक स्थायी आफ्टरइमेज बन जाएगी, मानो छवि स्क्रीन पर "जल" गई हो। इस घटना को "बर्न-इन" कहा जाता है (यह भौतिक रूप से जलना नहीं है, बल्कि पिक्सेल की असमान उम्र बढ़ने के कारण रंग में अंतर आना है)।

2.8. एलसीडी और ओएलईडी दोनों से आंखों में तनाव हो सकता है, लेकिन अलग-अलग तरीके से।

• स्क्रीन की चमक को परिवेशी प्रकाश के अनुरूप नियंत्रित किया जा सकना चाहिए। इसके लिए दो मुख्य विधियाँ उपयोग की जाती हैं: पीडब्ल्यूएम (पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन) और डीसी (डायरेक्ट करंट) डिमिंग ।

• डीसी डिमिंग बहुत सरल है: यह चमक को बदलने के लिए सीधे वोल्टेज को नियंत्रित करती है। उच्च वोल्टेज का मतलब है तेज रोशनी। चूंकि प्रकाश स्रोत लगातार चालू रहता है, इसलिए इससे आंखों में झिलमिलाहट के कारण होने वाला तनाव नहीं होता।

• PWM डिमिंग लाइट के ड्यूटी साइकिल (चालू/बंद समय अनुपात) को बदलकर चमक को समायोजित करती है। ड्यूटी साइकिल जितना अधिक होगा, प्रकाश उतना ही अधिक चमकीला होगा। यह लाइट को चालू और बंद करके चमक को नियंत्रित करती है, जिससे झिलमिलाहट उत्पन्न होती है। इसका एक नुकसान आंखों पर पड़ने वाला तनाव है; उच्च झिलमिलाहट आवृत्तियां कम ध्यान देने योग्य होती हैं।

• अपनी अंतर्निहित विशेषताओं के कारण, यदि एक OLED स्क्रीन बहुत कम चमक स्तर पर DC डिमिंग का उपयोग करती है, तो अत्यधिक कम वोल्टेज के कारण स्क्रीन पर असमान, धुंधलापन आ जाता है, जिससे छवि की गुणवत्ता काफी प्रभावित होती है। इसलिए, OLED स्क्रीन प्रभावी रूप से DC डिमिंग का उपयोग नहीं कर सकती हैं और मुख्य रूप से इस पर निर्भर करती हैं।PWM .

• इसके अलावा, OLED की कार्बनिक सामग्री समय के साथ पुरानी हो जाती है, इसलिए इसमें उच्च-आवृत्ति PWM (जो कम महसूस होती है) का उपयोग नहीं किया जा सकता है और अक्सर यह निम्न-आवृत्ति PWM डिमिंग (आमतौर पर लगभग 250Hz तक) तक ही सीमित रहती है। कुछ दृष्टिबाधित व्यक्ति इस झिलमिलाहट को महसूस कर सकते हैं, जिससे आंखों में थकान होने की संभावना बढ़ जाती है।

• स्क्रीन से निकलने वाली रोशनी का वह हिस्सा जो आंखों के लिए सबसे हानिकारक होता है, वह 420-440 एनएम तरंगदैर्ध्य सीमा में आने वाली उच्च-ऊर्जा वाली नीली रोशनी है, जो रेटिना को अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचा सकती है। पारंपरिक एलसीडी स्क्रीन बैकलाइट में प्रकाश गाइड प्लेटों के साथ कई चमकदार एलईडी लैंप का उपयोग किया जाता है। इन एलईडी द्वारा उत्सर्जित उच्च-ऊर्जा वाली नीली रोशनी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा इसी सीमा में आता है।

• संक्षेप में: एलसीडी में तेज़ नीली रोशनी होती है जो हानिकारक है, और ओएलईडी में पीडब्ल्यूएम डिमिंग का उपयोग होता है जो भी हानिकारक है। कुछ कम कीमत वाली स्क्रीन लागत कम करने के लिए एलसीडी पर भी पीडब्ल्यूएम डिमिंग का उपयोग करती हैं। इनमें से कौन सा ज़्यादा हानिकारक है, यह अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है।