एफपीडी निरीक्षण में ग्रेनाइट का अनुप्रयोग

फ्लैट पैनल डिस्प्ले (एफपीडी) भविष्य के टीवी का मुख्य आधार बन गया है। यह एक आम चलन है, लेकिन विश्व स्तर पर इसकी कोई सटीक परिभाषा नहीं है। सामान्यतः, इस प्रकार का डिस्प्ले पतला होता है और देखने में एक सपाट पैनल जैसा लगता है। फ्लैट पैनल डिस्प्ले कई प्रकार के होते हैं। डिस्प्ले माध्यम और कार्य सिद्धांत के आधार पर, इनमें लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी), प्लाज्मा डिस्प्ले (पीडीपी), इलेक्ट्रो-ल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (ईएलडी), ऑर्गेनिक इलेक्ट्रो-ल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (ओएलईडी), फील्ड एमिशन डिस्प्ले (एफईडी), प्रोजेक्शन डिस्प्ले आदि शामिल हैं। कई एफपीडी उपकरण ग्रेनाइट से बने होते हैं। क्योंकि ग्रेनाइट मशीन बेस में बेहतर सटीकता और भौतिक गुण होते हैं।

विकास प्रवृत्ति
पारंपरिक सीआरटी (कैथोड रे ट्यूब) की तुलना में, फ्लैट पैनल डिस्प्ले पतले, हल्के, कम बिजली खपत वाले, कम विकिरण वाले, बिना झिलमिलाहट वाले और मानव स्वास्थ्य के लिए लाभकारी होने जैसे लाभों से भरपूर हैं। वैश्विक बिक्री में इसने सीआरटी को पीछे छोड़ दिया है। अनुमान है कि 2010 तक दोनों की बिक्री का अनुपात 5:1 तक पहुंच जाएगा। 21वीं सदी में, फ्लैट पैनल डिस्प्ले, डिस्प्ले उद्योग में मुख्यधारा के उत्पाद बन जाएंगे। प्रसिद्ध स्टैनफोर्ड रिसोर्सेज के पूर्वानुमान के अनुसार, वैश्विक फ्लैट पैनल डिस्प्ले बाजार 2001 में 23 अरब अमेरिकी डॉलर से बढ़कर 2006 में 58.7 अरब अमेरिकी डॉलर हो जाएगा, और अगले 4 वर्षों में इसकी औसत वार्षिक वृद्धि दर 20% तक पहुंच जाएगी।

डिस्प्ले तकनीक
फ्लैट पैनल डिस्प्ले को सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले और निष्क्रिय प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले में वर्गीकृत किया जाता है। सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले का तात्पर्य उन डिस्प्ले उपकरणों से है जिनमें डिस्प्ले माध्यम स्वयं प्रकाश उत्सर्जित करता है और दृश्य विकिरण प्रदान करता है, जिनमें प्लाज्मा डिस्प्ले (पीडीपी), वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (वीएफडी), फील्ड एमिशन डिस्प्ले (एफईडी), इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (एलईडी) और ऑर्गेनिक लाइट एमिटिंग डायोड डिस्प्ले (ओएलईडी) शामिल हैं। निष्क्रिय डिस्प्ले का तात्पर्य उन डिस्प्ले उपकरणों से है जो स्वयं प्रकाश उत्सर्जित नहीं करते हैं, बल्कि डिस्प्ले माध्यम को विद्युत संकेत द्वारा मॉड्यूलेट किया जाता है, जिससे इसके प्रकाशीय गुण परिवर्तित होते हैं। यह परिवेशी प्रकाश और बाहरी विद्युत आपूर्ति (बैकलाइट, प्रोजेक्शन लाइट सोर्स) द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को मॉड्यूलेट करता है और इसे डिस्प्ले स्क्रीन पर प्रदर्शित करता है। निष्क्रिय डिस्प्ले उपकरणों में लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी), माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम डिस्प्ले (डीएमडी) और इलेक्ट्रॉनिक इंक (ईएल) डिस्प्ले आदि शामिल हैं।
एलसीडी
लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में पैसिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (PM-LCD) और एक्टिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (AM-LCD) शामिल हैं। STN और TN दोनों प्रकार के लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले पैसिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले की श्रेणी में आते हैं। 1990 के दशक में एक्टिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले तकनीक का तेजी से विकास हुआ, विशेष रूप से थिन फिल्म ट्रांजिस्टर लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (TFT-LCD) का। STN के प्रतिस्थापन उत्पाद के रूप में, इसमें तेज प्रतिक्रिया गति और झिलमिलाहट न होने के फायदे हैं, और इसका व्यापक रूप से पोर्टेबल कंप्यूटर और वर्कस्टेशन, टीवी, कैमकोर्डर और हैंडहेल्ड वीडियो गेम कंसोल में उपयोग किया जाता है। AM-LCD और PM-LCD में अंतर यह है कि PM-LCD में प्रत्येक पिक्सेल में स्विचिंग डिवाइस जोड़े जाते हैं, जो क्रॉस-इंटरफेरेंस को दूर करते हैं और उच्च कंट्रास्ट और उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले प्राप्त करते हैं। वर्तमान AM-LCD में अमोर्फस सिलिकॉन (a-Si) TFT स्विचिंग डिवाइस और स्टोरेज कैपेसिटर प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जिससे उच्च ग्रे स्तर प्राप्त होता है और वास्तविक रंग डिस्प्ले संभव होता है। हालांकि, उच्च घनत्व वाले कैमरा और प्रोजेक्शन अनुप्रयोगों के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन और छोटे पिक्सल की आवश्यकता ने पी-एसआई (पॉलीसिलिकॉन) टीएफटी (थिन फिल्म ट्रांजिस्टर) डिस्प्ले के विकास को बढ़ावा दिया है। पी-एसआई की गतिशीलता ए-एसआई की तुलना में 8 से 9 गुना अधिक है। पी-एसआई टीएफटी का छोटा आकार न केवल उच्च घनत्व और उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है, बल्कि इसके सब्सट्रेट पर परिधीय सर्किट को भी एकीकृत किया जा सकता है।
कुल मिलाकर, एलसीडी पतले, हल्के, छोटे और मध्यम आकार के डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है, जो कम बिजली की खपत करते हैं, और नोटबुक कंप्यूटर और मोबाइल फोन जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। 30 इंच और 40 इंच के एलसीडी सफलतापूर्वक विकसित किए जा चुके हैं, और कुछ का उपयोग शुरू हो चुका है। एलसीडी के बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद, इसकी लागत लगातार कम हो रही है। 15 इंच का एलसीडी मॉनिटर 500 डॉलर में उपलब्ध है। इसके भविष्य के विकास की दिशा पीसी के कैथोड डिस्प्ले को प्रतिस्थापित करना और इसे एलसीडी टीवी में उपयोग करना है।
प्लाज्मा डिस्प्ले
प्लाज्मा डिस्प्ले एक प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले तकनीक है जो गैस (जैसे वायुमंडल) के निर्वहन के सिद्धांत पर आधारित है। प्लाज्मा डिस्प्ले में कैथोड रे ट्यूब के सभी गुण होते हैं, लेकिन इन्हें बहुत पतली संरचनाओं पर बनाया जाता है। मुख्य उत्पाद का आकार 40-42 इंच है। 50 और 60 इंच के उत्पाद विकास के चरण में हैं।
निर्वात प्रतिदीप्ति
वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले ऑडियो/वीडियो उत्पादों और घरेलू उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला डिस्प्ले है। यह एक ट्रायोड इलेक्ट्रॉन ट्यूब प्रकार का वैक्यूम डिस्प्ले उपकरण है जिसमें कैथोड, ग्रिड और एनोड को एक वैक्यूम ट्यूब में समाहित किया जाता है। इसमें कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन ग्रिड और एनोड पर लगाए गए धनात्मक वोल्टेज द्वारा त्वरित होते हैं, जिससे एनोड पर लेपित फॉस्फोरस प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए उत्तेजित होता है। ग्रिड मधुकोश संरचना का होता है।
इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस)
इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट डिस्प्ले सॉलिड-स्टेट थिन-फिल्म तकनीक का उपयोग करके बनाए जाते हैं। दो चालक प्लेटों के बीच एक इन्सुलेटिंग परत रखी जाती है और उस पर एक पतली इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट परत चढ़ाई जाती है। इस उपकरण में व्यापक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम वाली जिंक-कोटेड या स्ट्रोंटियम-कोटेड प्लेटों का उपयोग इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट घटकों के रूप में किया जाता है। इसकी इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंट परत 100 माइक्रोन मोटी होती है और यह ऑर्गेनिक लाइट एमिटिंग डायोड (ओएलईडी) डिस्प्ले के समान स्पष्ट डिस्प्ले प्रभाव प्राप्त कर सकती है। इसका विशिष्ट ड्राइव वोल्टेज 10 किलोहर्ट्ज़, 200 वोल्ट एसी वोल्टेज है, जिसके लिए अधिक महंगे ड्राइवर आईसी की आवश्यकता होती है। एक्टिव ऐरे ड्राइविंग स्कीम का उपयोग करके एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोडिस्प्ले सफलतापूर्वक विकसित किया गया है।
नेतृत्व किया
लाइट-एमिटिंग डायोड डिस्प्ले में बड़ी संख्या में लाइट-एमिटिंग डायोड होते हैं, जो मोनोक्रोमैटिक या मल्टी-कलर हो सकते हैं। उच्च दक्षता वाले नीले लाइट-एमिटिंग डायोड अब उपलब्ध हैं, जिससे फुल-कलर बड़े स्क्रीन वाले एलईडी डिस्प्ले बनाना संभव हो गया है। एलईडी डिस्प्ले में उच्च चमक, उच्च दक्षता और लंबी आयु जैसी विशेषताएं होती हैं, और ये बाहरी उपयोग के लिए बड़े स्क्रीन डिस्प्ले के लिए उपयुक्त हैं। हालांकि, इस तकनीक से मॉनिटर या पीडीए (हैंडहेल्ड कंप्यूटर) के लिए कोई मिड-रेंज डिस्प्ले नहीं बनाया जा सकता है। फिर भी, एलईडी मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट का उपयोग मोनोक्रोमैटिक वर्चुअल डिस्प्ले के रूप में किया जा सकता है।
एमईएमएस
यह MEMS तकनीक का उपयोग करके निर्मित एक माइक्रोडिस्प्ले है। ऐसे डिस्प्ले में, मानक सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं का उपयोग करके सेमीकंडक्टर और अन्य सामग्रियों को संसाधित करके सूक्ष्म यांत्रिक संरचनाएं बनाई जाती हैं। डिजिटल माइक्रोमिरर डिवाइस में, संरचना एक माइक्रोमिरर होती है जो एक हिंज द्वारा समर्थित होती है। इसके हिंज नीचे स्थित मेमोरी सेल से जुड़ी प्लेटों पर मौजूद आवेशों द्वारा संचालित होते हैं। प्रत्येक माइक्रोमिरर का आकार लगभग मानव बाल के व्यास के बराबर होता है। इस डिवाइस का उपयोग मुख्य रूप से पोर्टेबल व्यावसायिक प्रोजेक्टर और होम थिएटर प्रोजेक्टर में किया जाता है।
क्षेत्र उत्सर्जन
फील्ड एमिशन डिस्प्ले का मूल सिद्धांत कैथोड रे ट्यूब के समान ही है, यानी इलेक्ट्रॉनों को एक प्लेट द्वारा आकर्षित किया जाता है और एनोड पर लेपित फॉस्फोरस से टकराकर प्रकाश उत्पन्न किया जाता है। इसका कैथोड बड़ी संख्या में छोटे इलेक्ट्रॉन स्रोतों से बना होता है जो एक सरणी में व्यवस्थित होते हैं, यानी एक पिक्सेल और एक कैथोड की सरणी के रूप में। प्लाज्मा डिस्प्ले की तरह, फील्ड एमिशन डिस्प्ले को काम करने के लिए उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जो 200V से 6000V तक होता है। लेकिन अभी तक, इसके निर्माण उपकरणों की उच्च उत्पादन लागत के कारण यह मुख्यधारा का फ्लैट पैनल डिस्प्ले नहीं बन पाया है।
जैविक प्रकाश
ऑर्गेनिक लाइट-एमिटिंग डायोड डिस्प्ले (ओएलईडी) में, एक या अधिक प्लास्टिक की परतों से विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है जिससे अकार्बनिक लाइट-एमिटिंग डायोड के समान प्रकाश उत्पन्न होता है। इसका अर्थ है कि एक ओएलईडी डिवाइस के लिए सब्सट्रेट पर सॉलिड-स्टेट फिल्म स्टैक की आवश्यकता होती है। हालांकि, कार्बनिक पदार्थ जल वाष्प और ऑक्सीजन के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं, इसलिए सीलिंग आवश्यक है। ओएलईडी सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक उपकरण हैं और उत्कृष्ट प्रकाश गुण तथा कम बिजली खपत प्रदर्शित करते हैं। लचीले सब्सट्रेट पर रोल-बाय-रोल प्रक्रिया द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादन की अपार संभावना है और इसलिए इनका निर्माण बहुत सस्ता होता है। इस तकनीक के अनुप्रयोग सरल मोनोक्रोमैटिक बड़े क्षेत्र की प्रकाश व्यवस्था से लेकर पूर्ण-रंग वीडियो ग्राफिक्स डिस्प्ले तक व्यापक हैं।
इलेक्ट्रॉनिक स्याही
ई-इंक डिस्प्ले ऐसे डिस्प्ले होते हैं जिन्हें एक द्विस्थिर पदार्थ पर विद्युत क्षेत्र लगाकर नियंत्रित किया जाता है। इसमें बड़ी संख्या में सूक्ष्म रूप से सीलबंद पारदर्शी गोले होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का व्यास लगभग 100 माइक्रोन होता है। इन गोलों में एक काला तरल रंगा हुआ पदार्थ और हजारों सफेद टाइटेनियम डाइऑक्साइड के कण होते हैं। जब द्विस्थिर पदार्थ पर विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है, तो टाइटेनियम डाइऑक्साइड के कण अपनी आवेश अवस्था के आधार पर इलेक्ट्रोडों में से किसी एक की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं। इसी के कारण पिक्सेल प्रकाश उत्सर्जित करता है या नहीं। क्योंकि यह पदार्थ द्विस्थिर है, इसलिए यह महीनों तक जानकारी को सुरक्षित रखता है। चूंकि इसकी कार्यशील अवस्था विद्युत क्षेत्र द्वारा नियंत्रित होती है, इसलिए इसके डिस्प्ले कंटेंट को बहुत कम ऊर्जा से बदला जा सकता है।

लौ प्रकाश डिटेक्टर
ज्वाला फोटोमेट्रिक डिटेक्टर एफपीडी (संक्षेप में ज्वाला फोटोमेट्रिक डिटेक्टर, एफपीडी)
1. एफपीडी का सिद्धांत
एफपीडी का सिद्धांत हाइड्रोजन से भरपूर लौ में नमूने के दहन पर आधारित है, जिससे सल्फर और फास्फोरस युक्त यौगिक दहन के बाद हाइड्रोजन द्वारा अपचयित हो जाते हैं और S2* (S2 की उत्तेजित अवस्था) और HPO* (HPO की उत्तेजित अवस्था) उत्पन्न होती हैं। ये दोनों उत्तेजित पदार्थ मूल अवस्था में लौटने पर लगभग 400nm और 550nm के स्पेक्ट्रम उत्सर्जित करते हैं। इस स्पेक्ट्रम की तीव्रता को फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब द्वारा मापा जाता है, और प्रकाश की तीव्रता नमूने के द्रव्यमान प्रवाह दर के समानुपाती होती है। एफपीडी एक अत्यंत संवेदनशील और चयनात्मक डिटेक्टर है, जिसका उपयोग सल्फर और फास्फोरस यौगिकों के विश्लेषण में व्यापक रूप से किया जाता है।
2. एफपीडी की संरचना
एफपीडी एक ऐसी संरचना है जो एफआईडी और फोटोमीटर को जोड़ती है। इसकी शुरुआत एकल-लौ एफपीडी के रूप में हुई थी। 1978 के बाद, एकल-लौ एफपीडी की कमियों को दूर करने के लिए, दोहरी-लौ एफपीडी विकसित की गई। इसमें दो अलग-अलग वायु-हाइड्रोजन लपटें होती हैं; निचली लपट नमूना अणुओं को अपेक्षाकृत सरल अणुओं जैसे S2 और HPO वाले दहन उत्पादों में परिवर्तित करती है; ऊपरी लपट S2* और HPO* जैसे प्रकाशमान उत्तेजित अवस्था खंड उत्पन्न करती है; ऊपरी लपट की ओर लक्षित एक खिड़की होती है, और रासायनिक प्रकाश की तीव्रता को एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब द्वारा मापा जाता है। खिड़की कठोर कांच की बनी होती है, और लौ नोजल स्टेनलेस स्टील का बना होता है।
3. एफपीडी का प्रदर्शन
एफपीडी सल्फर और फास्फोरस यौगिकों के निर्धारण के लिए एक चयनात्मक डिटेक्टर है। इसकी ज्वाला हाइड्रोजन-समृद्ध ज्वाला होती है, और हवा की आपूर्ति केवल 70% हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त होती है, इसलिए ज्वाला का तापमान कम होता है जिससे उत्तेजित सल्फर और फास्फोरस यौगिक खंड उत्पन्न होते हैं। वाहक गैस, हाइड्रोजन और हवा की प्रवाह दर एफपीडी को बहुत प्रभावित करती है, इसलिए गैस प्रवाह नियंत्रण अत्यंत स्थिर होना चाहिए। सल्फर युक्त यौगिकों के निर्धारण के लिए ज्वाला का तापमान लगभग 390 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए, जिससे उत्तेजित S2* उत्पन्न हो सके; फास्फोरस युक्त यौगिकों के निर्धारण के लिए, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का अनुपात 2 और 5 के बीच होना चाहिए, और हाइड्रोजन-से-ऑक्सीजन अनुपात को विभिन्न नमूनों के अनुसार बदला जाना चाहिए। बेहतर सिग्नल-टू-शोर अनुपात प्राप्त करने के लिए वाहक गैस और मेक-अप गैस को भी उचित रूप से समायोजित किया जाना चाहिए।