एफपीडी निरीक्षण में ग्रेनाइट अनुप्रयोग

फ्लैट पैनल डिस्प्ले (FPD) भविष्य के टीवी की मुख्यधारा बन गया है। यह एक सामान्य चलन है, लेकिन दुनिया में इसकी कोई निश्चित परिभाषा नहीं है। आमतौर पर, इस तरह का डिस्प्ले पतला होता है और फ्लैट पैनल जैसा दिखता है। फ्लैट पैनल डिस्प्ले कई प्रकार के होते हैं। डिस्प्ले माध्यम और कार्य सिद्धांत के अनुसार, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (LCD), प्लाज्मा डिस्प्ले (PDP), इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (ELD), ऑर्गेनिक इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (OLED), फील्ड एमिशन डिस्प्ले (FED), प्रोजेक्शन डिस्प्ले आदि होते हैं। कई FPD उपकरण ग्रेनाइट से बने होते हैं। क्योंकि ग्रेनाइट मशीन बेस में बेहतर परिशुद्धता और भौतिक गुण होते हैं।

विकास की प्रवृत्ति
पारंपरिक सीआरटी (कैथोड रे ट्यूब) की तुलना में, फ्लैट पैनल डिस्प्ले में पतलेपन, हल्केपन, कम बिजली की खपत, कम विकिरण, बिना झिलमिलाहट और मानव स्वास्थ्य के लिए लाभकारी होने के फायदे हैं। इसने वैश्विक बिक्री में सीआरटी को पीछे छोड़ दिया है। 2010 तक, दोनों के बिक्री मूल्य का अनुपात 5:1 तक पहुँचने का अनुमान है। 21वीं सदी में, फ्लैट पैनल डिस्प्ले डिस्प्ले के क्षेत्र में मुख्यधारा के उत्पाद बन जाएँगे। 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 औसत वार्षिक वृद्धि दर 20% तक पहुँच जाएगी।

प्रदर्शन प्रौद्योगिकी
फ्लैट पैनल डिस्प्ले को सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले और निष्क्रिय प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले में वर्गीकृत किया जाता है। पूर्व में डिस्प्ले डिवाइस को संदर्भित करता है जो डिस्प्ले माध्यम स्वयं प्रकाश उत्सर्जित करता है और दृश्य विकिरण प्रदान करता है, जिसमें प्लाज्मा डिस्प्ले (पीडीपी), वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले (वीएफडी), फील्ड एमिशन डिस्प्ले (एफईडी), इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस डिस्प्ले (एलईडी) और ऑर्गेनिक लाइट एमिटिंग डायोड डिस्प्ले (ओएलईडी) शामिल हैं। उत्तरार्द्ध का अर्थ है कि यह स्वयं प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है, बल्कि विद्युत संकेत द्वारा मॉड्यूलेट होने के लिए डिस्प्ले माध्यम का उपयोग करता है, और इसकी ऑप्टिकल विशेषताएँ बदलती हैं, परिवेश प्रकाश और बाहरी बिजली आपूर्ति (बैकलाइट, प्रोजेक्शन लाइट स्रोत) द्वारा उत्सर्जित प्रकाश को मॉड्यूलेट करती हैं, और इसे डिस्प्ले स्क्रीन या स्क्रीन पर प्रदर्शित करती हैं। लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी), माइक्रो-इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम डिस्प्ले (डीएमडी) और इलेक्ट्रॉनिक इंक (ईएल) डिस्प्ले आदि सहित डिस्प्ले डिवाइस।
एलसीडी
लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले में पैसिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (पीएम-एलसीडी) और एक्टिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एएम-एलसीडी) शामिल हैं। एसटीएन और टीएन दोनों लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले पैसिव मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले हैं। 1990 के दशक में, एक्टिव-मैट्रिक्स लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले तकनीक का तेजी से विकास हुआ, खासकर पतली फिल्म ट्रांजिस्टर लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (टीएफटी-एलसीडी)। एसटीएन के प्रतिस्थापन उत्पाद के रूप में, इसमें तेज़ प्रतिक्रिया गति और बिना झिलमिलाहट के फायदे हैं, और इसका व्यापक रूप से पोर्टेबल कंप्यूटर और वर्कस्टेशन, टीवी, कैमकोर्डर और हैंडहेल्ड वीडियो गेम कंसोल में उपयोग किया जाता है। एएम-एलसीडी और पीएम-एलसीडी के बीच अंतर यह है कि पूर्व में प्रत्येक पिक्सेल में स्विचिंग डिवाइस जोड़ा जाता है, जो क्रॉस-हस्तक्षेप को दूर कर सकता है और उच्च कंट्रास्ट और उच्च रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले प्राप्त कर सकता है। वर्तमान एएम-एलसीडी अनाकार सिलिकॉन (ए-एसआई) टीएफटी स्विचिंग डिवाइस और स्टोरेज कैपेसिटर योजना को अपनाता है, जो उच्च ग्रे स्तर प्राप्त कर सकता है और वास्तविक रंग डिस्प्ले का एहसास कर सकता है। हालाँकि, उच्च-घनत्व वाले कैमरा और प्रोजेक्शन अनुप्रयोगों के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन और छोटे पिक्सल की आवश्यकता ने P-Si (पॉलीसिलिकॉन) TFT (पतली फिल्म ट्रांजिस्टर) डिस्प्ले के विकास को प्रेरित किया है। P-Si की गतिशीलता a-Si की तुलना में 8 से 9 गुना अधिक है। P-Si TFT का छोटा आकार न केवल उच्च-घनत्व और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है, बल्कि इसके सब्सट्रेट पर परिधीय सर्किट भी एकीकृत किए जा सकते हैं।
कुल मिलाकर, एलसीडी कम बिजली खपत वाले पतले, हल्के, छोटे और मध्यम आकार के डिस्प्ले के लिए उपयुक्त है, और इसका व्यापक रूप से नोटबुक कंप्यूटर और मोबाइल फोन जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किया जाता है। 30-इंच और 40-इंच एलसीडी का सफलतापूर्वक विकास किया गया है, और कुछ का उपयोग शुरू भी हो चुका है। एलसीडी के बड़े पैमाने पर उत्पादन के बाद, लागत में लगातार कमी आ रही है। 15-इंच का एलसीडी मॉनिटर 500 डॉलर में उपलब्ध है। इसके भविष्य के विकास की दिशा पीसी के कैथोड डिस्प्ले को प्रतिस्थापित करके एलसीडी टीवी में लागू करना है।
प्लाज्मा डिस्प्ले
प्लाज़्मा डिस्प्ले एक प्रकाश उत्सर्जक डिस्प्ले तकनीक है जो गैस (जैसे वायुमंडल) उत्सर्जन के सिद्धांत पर आधारित है। प्लाज़्मा डिस्प्ले में कैथोड किरण नलिकाओं के समान लाभ होते हैं, लेकिन ये बहुत पतली संरचनाओं पर निर्मित होते हैं। मुख्य उत्पाद का आकार 40-42 इंच होता है। 50-60 इंच के उत्पाद विकासाधीन हैं।
निर्वात प्रतिदीप्ति
वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले एक ऐसा डिस्प्ले है जिसका व्यापक रूप से ऑडियो/वीडियो उत्पादों और घरेलू उपकरणों में उपयोग किया जाता है। यह एक ट्रायोड इलेक्ट्रॉन ट्यूब प्रकार का वैक्यूम डिस्प्ले उपकरण है जो कैथोड, ग्रिड और एनोड को एक वैक्यूम ट्यूब में समाहित करता है। इसमें कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन ग्रिड और एनोड पर लगाए गए धनात्मक वोल्टेज द्वारा त्वरित होते हैं, और एनोड पर लेपित फॉस्फोर को प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित करते हैं। ग्रिड एक छत्ते जैसी संरचना को अपनाता है।
इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस)
इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट डिस्प्ले सॉलिड-स्टेट थिन-फिल्म तकनीक का उपयोग करके बनाए जाते हैं। दो चालक प्लेटों के बीच एक इंसुलेटिंग परत लगाई जाती है और एक पतली इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट परत जमा की जाती है। इस उपकरण में इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट घटकों के रूप में व्यापक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम वाली जिंक-लेपित या स्ट्रोंटियम-लेपित प्लेटों का उपयोग किया जाता है। इसकी इलेक्ट्रोल्यूमिनसेंट परत 100 माइक्रोन मोटी होती है और यह ऑर्गेनिक लाइट एमिटिंग डायोड (OLED) डिस्प्ले जैसा ही स्पष्ट प्रदर्शन प्रभाव प्राप्त कर सकती है। इसका विशिष्ट ड्राइव वोल्टेज 10KHz, 200V AC वोल्टेज है, जिसके लिए अधिक महंगे ड्राइवर IC की आवश्यकता होती है। एक सक्रिय ऐरे ड्राइविंग योजना का उपयोग करके एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोडिस्प्ले सफलतापूर्वक विकसित किया गया है।
नेतृत्व किया
प्रकाश उत्सर्जक डायोड डिस्प्ले में बड़ी संख्या में प्रकाश उत्सर्जक डायोड होते हैं, जो एकवर्णी या बहुरंगी हो सकते हैं। उच्च दक्षता वाले नीले प्रकाश उत्सर्जक डायोड उपलब्ध हो गए हैं, जिससे पूर्ण-रंगीन बड़े स्क्रीन वाले एलईडी डिस्प्ले बनाना संभव हो गया है। एलईडी डिस्प्ले में उच्च चमक, उच्च दक्षता और लंबी उम्र की विशेषताएँ होती हैं, और ये बाहरी उपयोग के लिए बड़े स्क्रीन वाले डिस्प्ले के लिए उपयुक्त हैं। हालाँकि, इस तकनीक से मॉनिटर या पीडीए (हैंडहेल्ड कंप्यूटर) के लिए कोई मध्य-श्रेणी डिस्प्ले नहीं बनाया जा सकता है। हालाँकि, एलईडी मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट का उपयोग एकवर्णी वर्चुअल डिस्प्ले के रूप में किया जा सकता है।
एमईएमएस
यह MEMS तकनीक का उपयोग करके निर्मित एक माइक्रोडिस्प्ले है। ऐसे डिस्प्ले में, मानक अर्धचालक प्रक्रियाओं का उपयोग करके अर्धचालकों और अन्य पदार्थों को संसाधित करके सूक्ष्म यांत्रिक संरचनाएँ निर्मित की जाती हैं। एक डिजिटल माइक्रोमिरर उपकरण में, संरचना एक माइक्रोमिरर होती है जो एक कब्ज़े द्वारा समर्थित होती है। इसके कब्ज़े नीचे स्थित मेमोरी सेल में से एक से जुड़ी प्लेटों पर लगे आवेशों द्वारा संचालित होते हैं। प्रत्येक माइक्रोमिरर का आकार लगभग एक मानव बाल के व्यास के बराबर होता है। इस उपकरण का उपयोग मुख्यतः पोर्टेबल वाणिज्यिक प्रोजेक्टर और होम थिएटर प्रोजेक्टर में किया जाता है।
क्षेत्र उत्सर्जन
फील्ड एमिशन डिस्प्ले का मूल सिद्धांत कैथोड रे ट्यूब के समान ही है, अर्थात, इलेक्ट्रॉन एक प्लेट द्वारा आकर्षित होते हैं और एनोड पर लेपित फॉस्फोर से टकराकर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। इसका कैथोड एक सरणी में व्यवस्थित बड़ी संख्या में सूक्ष्म इलेक्ट्रॉन स्रोतों से बना होता है, अर्थात एक पिक्सेल और एक कैथोड की एक सरणी के रूप में। प्लाज्मा डिस्प्ले की तरह, फील्ड एमिशन डिस्प्ले को भी काम करने के लिए 200V से 6000V तक के उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती 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
एक कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड डिस्प्ले (OLED) में, विद्युत धारा को प्लास्टिक की एक या एक से अधिक परतों से गुजारा जाता है जिससे अकार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड जैसा प्रकाश उत्पन्न होता है। इसका अर्थ है कि OLED उपकरण के लिए एक सब्सट्रेट पर एक ठोस-अवस्था फिल्म स्टैक की आवश्यकता होती है। हालाँकि, कार्बनिक पदार्थ जल वाष्प और ऑक्सीजन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए सीलिंग आवश्यक है। OLED सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक उपकरण हैं और उत्कृष्ट प्रकाश विशेषताएँ और कम बिजली खपत विशेषताएँ प्रदर्शित करते हैं। लचीले सब्सट्रेट पर रोल-बाय-रोल प्रक्रिया द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादन की इनकी अपार संभावनाएँ हैं और इसलिए इनका निर्माण बहुत सस्ता है। इस तकनीक के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, साधारण मोनोक्रोमैटिक बड़े-क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था से लेकर पूर्ण-रंगीन वीडियो ग्राफ़िक्स डिस्प्ले तक।
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-सीलबंद पारदर्शी गोले होते हैं, जिनमें से प्रत्येक का व्यास लगभग 100 माइक्रोन होता है, और जिनमें एक काला तरल रंगा हुआ पदार्थ और सफेद टाइटेनियम डाइऑक्साइड के हजारों कण होते हैं। जब द्विस्थिर पदार्थ पर विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है, तो टाइटेनियम डाइऑक्साइड के कण अपनी आवेश अवस्था के आधार पर किसी एक इलेक्ट्रोड की ओर चले जाते हैं। इससे पिक्सेल प्रकाश उत्सर्जित करता है या नहीं। चूँकि यह पदार्थ द्विस्थिर होता है, इसलिए यह महीनों तक जानकारी को बनाए रखता है। चूँकि इसकी कार्यशील अवस्था एक विद्युत क्षेत्र द्वारा नियंत्रित होती है, इसलिए इसकी डिस्प्ले सामग्री को बहुत कम ऊर्जा से बदला जा सकता है।

ज्वाला प्रकाश डिटेक्टर
फ्लेम फोटोमेट्रिक डिटेक्टर एफपीडी (फ्लेम फोटोमेट्रिक डिटेक्टर, संक्षेप में एफपीडी)
1. एफपीडी का सिद्धांत
एफपीडी का सिद्धांत हाइड्रोजन-समृद्ध ज्वाला में नमूने के दहन पर आधारित है, जिससे दहन के बाद सल्फर और फॉस्फोरस युक्त यौगिक हाइड्रोजन द्वारा अपचयित हो जाते हैं, और S2* (S2 की उत्तेजित अवस्था) और HPO* (HPO की उत्तेजित अवस्था) की उत्तेजित अवस्थाएँ 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 एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब से मापी जाती है, और प्रकाश की तीव्रता नमूने के द्रव्यमान प्रवाह दर के समानुपाती होती है। एफपीडी एक अत्यधिक संवेदनशील और चयनात्मक संसूचक है, जिसका व्यापक रूप से सल्फर और फॉस्फोरस यौगिकों के विश्लेषण में उपयोग किया जाता है।
2. एफपीडी की संरचना
एफपीडी एक ऐसी संरचना है जो एफआईडी और फोटोमीटर का संयोजन करती है। इसकी शुरुआत एकल-ज्वाला एफपीडी के रूप में हुई थी। 1978 के बाद, एकल-ज्वाला एफपीडी की कमियों को पूरा करने के लिए, द्वि-ज्वाला एफपीडी विकसित की गई। इसमें दो अलग-अलग वायु-हाइड्रोजन ज्वालाएँ होती हैं, निचली ज्वाला नमूने के अणुओं को दहन उत्पादों में परिवर्तित करती है जिनमें S2 और HPO जैसे अपेक्षाकृत सरल अणु होते हैं; ऊपरी ज्वाला S2* और HPO* जैसे दीप्तिमान उत्तेजित अवस्था के अंश उत्पन्न करती है। ऊपरी ज्वाला की ओर एक खिड़की होती है, और रासायनिक-दीप्ति की तीव्रता का पता एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब द्वारा लगाया जाता है। खिड़की कठोर काँच से बनी होती है, और ज्वाला नोजल स्टेनलेस स्टील से बना होता है।
3. एफपीडी का प्रदर्शन
एफपीडी सल्फर और फास्फोरस यौगिकों के निर्धारण के लिए एक चयनात्मक संसूचक है। इसकी लौ हाइड्रोजन युक्त लौ होती है, और हवा की आपूर्ति केवल 70% हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए पर्याप्त होती है, इसलिए उत्तेजित सल्फर और फास्फोरस यौगिक अंश उत्पन्न करने के लिए लौ का तापमान कम होता है। वाहक गैस, हाइड्रोजन और वायु की प्रवाह दर का एफपीडी पर बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए गैस प्रवाह नियंत्रण बहुत स्थिर होना चाहिए। सल्फर युक्त यौगिकों के निर्धारण के लिए लौ का तापमान लगभग 390 °C होना चाहिए, जो उत्तेजित S2* उत्पन्न कर सकता है; 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। एक अच्छा सिग्नल-टू-शोर अनुपात प्राप्त करने के लिए वाहक गैस और मेक-अप गैस को भी ठीक से समायोजित किया जाना चाहिए।