वैक्यूम फ्लोरोसेंट डिस्प्ले

एक वैक्यूम फ्लोरोसेंट प्रदर्शन (वीएफडी) एक प्रदर्शन उपकरण है जिसे आमतौर पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरण जैसे  वीडियो कैसेट रिकॉर्डर,  कार ऑडियो  और  माइक्रोवेव ओवन  पर उपयोग करते है।

एक वीएफडी कैथोडोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करता है, जो साधारणता कैथोड रे ट्यूब के समान होता है, लेकिन बहुत कम वोल्टेज पर काम करता है। वीएफडी में प्रत्येक ट्यूब में एक फॉस्फोर-लेपित कार्बन एनोड होता है जिस पर  कैथोड फिलामेंट से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों द्वारा बमबारी की जाती है।  वास्तव में, VFD में प्रत्येक ट्यूब एक त्रिभुज वैक्यूम ट्यूब होती है क्योंकि इसमें एक मेश कंट्रोल ग्रिड भी होता है।

लिक्विड क्रिस्टल प्रदर्शन के विपरीत, एक वीएफडी उच्च विपरीत के साथ बहुत उज्ज्वल प्रकाश उत्सर्जित करता है और विभिन्न रंगों के प्रदर्शन तत्वों का समर्थन कर सकता है। वीएफडी के लिए मानक रोशनी के आंकड़े लगभग 640 कैंडेला प्रति वर्ग मीटर हैं, जिनमें उच्च चमक वाले वीएफडी 4,000 कैंडेला प्रति वर्ग मीटर पर काम कर रहे हैं, और प्रयोगात्मक इकाइयां 35,000 कैंडेला प्रति वर्ग मीटर  जितनी ऊंची हैं, जो ड्राइव वोल्टेज और इसके समय पर निर्भर करती हैं। रंग की पसंद (जो फॉस्फोर की प्रकृति को निर्धारित करती है) और प्रदर्शन चमक ट्यूबों के जीवनकाल को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, जो एक ज्वलंत लाल वीएफडी के लिए 1,500 घंटे से लेकर अधिक सामान्य हरे रंग के लिए 30,000 घंटे तक हो सकती है। कैडमियम आमतौर पर अतीत में वीएफडी के फॉस्फोर में उपयोग किया जाता था, लेकिन वर्तमान आरओएचएस-अनुरूप वीएफडी ने इस धातु को उनके निर्माण से हटा दिया है, इसके बजाय फॉस्फोरस का उपयोग करके क्षारीय पृथ्वी के मैट्रिक्स और समूह (III) धातुओं की बहुत कम मात्रा में डोप किया गया है। दुर्लभ पृथ्वी धातुओं की छोटी मात्रा।

वीएफडी सात-खंड अंक, बहु-खंड अल्फा-न्यूमेरिक वर्ण प्रदर्शित कर सकते हैं या विभिन्न अल्फ़ान्यूमेरिक वर्णों और प्रतीकों को प्रदर्शित करने के लिए डॉट-मैट्रिक्स में बनाए जा सकते हैं। व्यवहार में, प्रदर्शित की जा सकने वाली छवि के आकार की बहुत कम सीमा होती है: यह पूरी तरह से एनोड पर फॉस्फोर के आकार पर निर्भर करता है।

पहला वीएफडी 1959 में फिलिप्स द्वारा एकल संकेत DM160 था। पहला मल्टी-खंड वीएफडी 1967 का जापानी एकल-अंकों, सातएकल-खंड उपकरण था। कैलकुलेटर और अन्य उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उपकरणों पर प्रदर्शन आम हो गए। 1980 के दशक के अंत में करोड़ों इकाइयाँ सालाना बनाई गईं।

डिजाइन
डिवाइस में एक हॉट कैथोड (फिलामेंट्स), ग्रिड और एनोड (फॉस्फोर) होते हैं जो एक उच्च खालीपन स्थिति के तहत एक कांच  के लिफाफे में बंद होते हैं। कैथोड ठीक टंगस्टन तारों से बना होता है, जो क्षारीय पृथ्वी धातु ऑक्साइड (बेरियम, स्ट्रोंटियम और कैल्शियम ऑक्साइड ) द्वारा लेपित होता है, जो विद्युत प्रवाह द्वारा 650 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने पर इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है।  इन इलेक्ट्रॉनों को ग्रिड (फोटोकैमिकल मशीनिंग का उपयोग करके बनाया गया) द्वारा नियंत्रित और विसरित किया जाता है, जो पतले (50 माइक्रोन मोटे) स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं। यदि इलेक्ट्रॉन फॉस्फोर-लेपित एनोड प्लेटों पर टकराते हैं, तो वे प्रकाश उत्सर्जित करते हुए प्रतिदीप्त होते हैं। पारंपरिक वैक्यूम ट्यूबों के नारंगी-चमकते कैथोड के विपरीत, वीएफडी कैथोड बहुत कम तापमान पर कुशल उत्सर्जक होते हैं, और इसलिए अनिवार्य रूप से अदृश्य होते हैं। एनोड में एक कांच की प्लेट होती है जिसमें विद्युत प्रवाहकीय निशान होते हैं (प्रत्येक ट्रेस एक एकल संकेतक खंड से जुड़ा होता है), जो एक इन्सुलेटर के साथ लेपित होता है, जिसे बाद में छेद बनाने के लिए आंशिक रूप से नक़्क़ाशीदार किया जाता है जो तब ग्रेफाइट जैसे कंडक्टर से भर जाता है, जिसमें बारी फॉस्फोर के साथ लेपित है। यह ट्रेस से खंड में ऊर्जा स्थानांतरित करता है। फॉस्फोर का आकार वीएफडी के खंडों के आकार को निर्धारित करेगा। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला फॉस्फोर जिंक-डॉप्ड कॉपर-एक्टिवेटेड जिंक ऑक्साइड है, जो 505 (nm)एनएम के चरम तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश उत्पन्न करता है।

कैथोड तार जिस पर ऑक्साइड लगाए जाते हैं वह टंगस्टन या रूथेनियम-टंगस्टन मिश्र धातु से बना होता है। कैथोड में ऑक्साइड हवा में स्थिर नहीं होते हैं, इसलिए उन्हें कैथोड पर कार्बोनेट के रूप में लगाया जाता है, कैथोड को वीएफडी में इकट्ठा किया जाता है, और कैथोड को उनके माध्यम से एक करंट पास करके गर्म किया जाता है जबकि वीएफडी के निर्वात के अंदर परिवर्तित करने के लिए कैथोड को गर्म किया जाता है। ऑक्साइड में कार्बोनेट।

ऑपरेशन का सिद्धांत वैक्यूम ट्यूब ट्रायोड के समान है। इलेक्ट्रॉन किसी दिए गए प्लेट तत्व तक केवल तभी पहुंच सकते हैं (और "रोशनी") कर सकते हैं जब ग्रिड और प्लेट दोनों कैथोड के संबंध में सकारात्मक क्षमता पर हों। यह प्रदर्शन को  बहुसंकेतन प्रदर्शन के रूप में व्यवस्थित करने की अनुमति देता है जहां कई ग्रिड और प्लेट एक मैट्रिक्स बनाते हैं, आवश्यक सिग्नल पिन की संख्या को कम करते हैं। दाईं ओर दिखाए गए वीसीआर प्रदर्शन के उदाहरण में, ग्रिड को व्यवस्थित किया जाता है ताकि एक समय में केवल एक अंक प्रकाशित हो। सभी अंकों में सभी समान प्लेट (उदाहरण के लिए, सभी अंकों में सभी निचले-बाएँ प्लेट्स) समानांतर में जुड़े हुए हैं। एक-एक करके, प्रदर्शन चलाने वाला माइक्रोप्रोसेसर उस अंक के ग्रिड पर एक सकारात्मक वोल्टेज रखकर और फिर उपयुक्त प्लेटों पर एक सकारात्मक वोल्टेज रखकर एक अंक को सक्षम बनाता है। उस अंक के ग्रिड से इलेक्ट्रॉन प्रवाहित होते हैं और उन प्लेटों पर प्रहार करते हैं जो एक सकारात्मक क्षमता पर हैं। माइक्रोप्रोसेसर इस तरह से अंकों को इतनी उच्च दर से रोशन करता है कि दृष्टि की दृढ़ता के माध्यम से एक ही बार में चमकने वाले सभी अंकों का भ्रम पैदा हो जाता है।

अतिरिक्त संकेतक (हमारे उदाहरण में,वीसीआर (VCR),हाई-फाई (Hi-Fi), स्टीरियो (STEREO),एसएपी (SAP), आदि) को इस तरह व्यवस्थित किया जाता है जैसे कि वे एक अतिरिक्त अंक के खंड हों या मौजूदा अंकों के दो या अतिरिक्त खंड हों और हैं वास्तविक अंकों के समान मल्टीप्लेक्स रणनीति का उपयोग करके स्कैन किया गया। इनमें से कुछ अतिरिक्त संकेतक फॉस्फोर का उपयोग कर सकते हैं जो प्रकाश के एक अलग रंग का उत्सर्जन करता है, उदाहरण के लिए, नारंगी।

अधिकांश वीएफडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश में कई रंग होते हैं और उत्पाद के डिजाइनरों की सनक के आधार पर, गहरे हरे या गहरे नीले रंग प्रदान करने वाले रंग रंगीनता को बढ़ाने के लिए अक्सर रंग फ़िल्टर किया जा सकता है। वीएफडी में उपयोग किए जाने वाले फॉस्फोर कैथोड-रे प्रदर्शन से भिन्न होते हैं क्योंकि उन्हें सीआरटी (CRT) में कई हजार वोल्ट की तुलना में केवल लगभग 50 वोल्ट इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के साथ स्वीकार्य चमक का उत्सर्जन करना चाहिए। वीएफडी में इंसुलेटिंग परत सामान्य रूप से काली होती है, हालांकि प्रदर्शन को पारदर्शी बनाने के लिए इसे हटाया जा सकता है। AMवीएफडी प्रदर्शन जिसमें ड्राइवर IC शामिल होता है, उन अनुप्रयोगों के लिए उपलब्ध होते हैं जिन्हें उच्च छवि चमक और पिक्सेल की बढ़ी हुई संख्या की आवश्यकता होती है। ग्रेडेशन और विभिन्न रंग संयोजन प्राप्त करने के लिए विभिन्न रंगों के फास्फोरस को एक दूसरे के ऊपर रखा जा सकता है। हाइब्रिड वीएफडी में एक ही यूनिट में फिक्स्ड प्रदर्शन खंड और ग्राफिक वीएफडी दोनों शामिल हैं। वीएफडी में दोनों पैनलों के लिए एक केंद्रीय कैथोड का उपयोग करते हुए, उनके सामने और पीछे के प्लास पैनल पर प्रदर्शन खंड, ग्रिड और संबंधित सर्किटरी हो सकती है, जिससे खंड घनत्व में वृद्धि हो सकती है। देखने के कोण और चमक में सुधार करते हुए खंडों को विशेष रूप से पीछे के बजाय सामने की तरफ रखा जा सकता है।

उपयोग करें
चमक के अलावा, वीएफडी के पास विभिन्न प्रकार के अनुकूलित संदेशों को प्रदर्शित करने के लिए कठोर, सस्ती और आसानी से कॉन्फ़िगर होने के फायदे हैं, और एलसीडी के विपरीत, वीएफडी लिक्विड क्रिस्टल को पुनर्व्यवस्थित करने के प्रतिक्रिया समय तक सीमित नहीं हैं और इस प्रकार ठंड में सामान्य रूप से कार्य करने में सक्षम हैं।, यहां तक कि उप-शून्य, तापमान, उन्हें ठंडे मौसम में बाहरी उपकरणों के लिए आदर्श बनाते हैं। प्रारंभ में, इस तरह के प्रदर्शन का मुख्य नुकसान एक साधारण एलसीडी की तुलना में काफी अधिक शक्ति (0.2 वाट ) का उपयोग था। यह कैलकुलेटर जैसे बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण दोष माना जाता था, इसलिए वीएफडी का उपयोग मुख्य रूप से एसी आपूर्ति या भारी शुल्क वाली रिचार्जेबल बैटरी द्वारा संचालित उपकरणों में किया जा रहा था।



1980 के दशक के दौरान, इस प्रदर्शन का उपयोग ऑटोमोबाइल में किया जाने लगा, खासकर जहां कार निर्माता स्पीडोमीटर और ओडोमीटर जैसे वाहन उपकरणों के लिए डिजिटल प्रदर्शन के साथ प्रयोग कर रहे थे। इनमें से एक अच्छा उदाहरण 1980 के दशक की शुरुआत में बनाई गई उच्च-स्तरीय सुबारू कारें थीं (जिन्हें सुबारू उत्साही डिजी-डैश या डिजिटल डैशबोर्ड के रूप में संदर्भित करते हैं)। वीएफडी की चमक उन्हें कारों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है। रेनॉल्ट एस्पेस और दर्शनीय के पुराने मॉडलों ने रेडियो और बहु संदेश पैनल सहित डैशबोर्ड पर सभी कार्यों को दिखाने के लिए वीएफडी पैनल का उपयोग किया। वे पूर्ण सूर्य के प्रकाश में पढ़ने के साथ-साथ रात में उपयोग के लिए मंद होने के लिए पर्याप्त उज्ज्वल हैं। यह पैनल चार रंगों का उपयोग करता है; सामान्य नीला/हरा और साथ ही गहरा नीला, लाल और पीला/नारंगी।

इस तकनीक का उपयोग 1979 से 1980 के मध्य तक पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक खेल इकाइयों में भी किया गया था। इन खेलों में उज्ज्वल, स्पष्ट प्रदर्शन थे लेकिन सबसे बड़े वैक्यूम ट्यूबों का आकार जो कि सस्ते में निर्मित किया जा सकता था, प्रदर्शन के आकार को काफी छोटा रखता था, जिसमें अक्सर आवर्धक फ्रेसनेल लेंस के उपयोग की आवश्यकता होती थी। जबकि बाद के खेलों में परिष्कृत बहु-रंग थे। प्रदर्शित करता है, प्रारंभिक खेलों ने फॉस्फोर द्वारा उत्सर्जित (आमतौर पर हल्का नीला) प्रकाश का रंग बदलने के लिए पारदर्शी फिल्टर का उपयोग करके रंग प्रभाव प्राप्त किया। उच्च बिजली की खपत और उच्च विनिर्माण लागत ने वीएफडी को वीडियोगेम प्रदर्शन के रूप में समाप्त करने में योगदान दिया। एलसीडी खेल कीमत के एक अंश के लिए निर्मित किए जा सकते हैं, बैटरी (या एसी एडेप्टर) के लगातार परिवर्तन की आवश्यकता नहीं होती है और वे बहुत अधिक पोर्टेबल थे। 1990 के दशक के उत्तरार्ध से, बैकलिट रंग सक्रिय-मैट्रिक्स एलसीडी प्रदर्शन किसी भी रंग में मनमाने ढंग से छवियों को सस्ते में पुन: पेश करने में सक्षम हैं, फिक्स्ड-कलर, फिक्स्ड-कैरेक्टर वीएफडी पर एक उल्लेखनीय लाभ। यह वीएफडी की लोकप्रियता में गिरावट के मुख्य कारणों में से एक है, हालांकि वे बनते रहते हैं। कई कम लागत वाले डीवीडी प्लेयर में अभी भी वीएफडी की सुविधा है।

1980 के दशक के मध्य से, उच्च चमक विनिर्देशों के साथ छोटे प्रदर्शन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए वीएफडी का उपयोग किया गया था, हालांकि अब उच्च चमक वाले कार्बनिक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (ओएलईडी) को अपनाने से वीएफडी इन बाजारों से बाहर हो रहे हैं।

वैक्यूम फ्लोरोसेंट प्रदर्शन को आमतौर पर दुनिया भर में ओटिस एलेवेटर कंपनी और उत्तरी अमेरिका में मोंटगोमरी एलेवेटर कंपनी द्वारा लिफ़्ट के लिए फर्श संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता था (पूर्व में 1980 के दशक की शुरुआत से 2000 के दशक के मध्य तक (आमतौर पर दो) 16-खंड प्रदर्शन के रूप में, और 1980 के दशक के मध्य से 1990 के दशक के मध्य तक (आमतौर पर 3) 10x14 डॉट-मैट्रिक्स प्रदर्शन के रूप में)।

व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले निश्चित वर्ण वीएफडी के अलावा, व्यक्तिगत रूप से पता करने योग्य पिक्सेल की एक सरणी से बना एक ग्राफिक प्रकार भी उपलब्ध है। ये अधिक परिष्कृत प्रदर्शन मनमानी छवियों को प्रदर्शित करने की लचीलापन प्रदान करते हैं, और कुछ प्रकार के उपभोक्ता उपकरणों के लिए अभी भी उपयोगी विकल्प हो सकते हैं।

प्रदर्शन को चलाने के लिए आवश्यक कनेक्शनों की संख्या को कम करने के लिए वीएफडी में मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग किया जा सकता है।

एम्पलीफायर के रूप में उपयोग करें
कई रेडियो शौकिया ने वीएफडी को ट्रायोड एम्पलीफायरों के रूप में उपयोग करने की संभावनाओं के साथ प्रयोग किया है।  2015 में, Korg ने वीएफडी तकनीक पर आधारित एक एनालॉग ऑडियो एम्पलीफायर घटक, Nutube जारी किया। न्यूट्यूब का उपयोग वोक्स के गिटार एम्पलीफायरों और एपेक्स संगकू हेडफोन एम्पलीफायर जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है।  न्यूट्यूब को कोर्ग द्वारा बेचा जाता है लेकिन नोरिटेक इट्रोन द्वारा बनाया जाता है।

फीका
लुप्त होती कभी-कभी वीएफडी के साथ एक समस्या होती है। कम उत्सर्जन और फॉस्फोर दक्षता में कमी के कारण प्रकाश उत्पादन समय के साथ गिरता है। यह कितनी जल्दी और कितनी दूर तक गिरता है यह वीएफडी के निर्माण और संचालन पर निर्भर करता है। कुछ उपकरणों में, वीएफडी आउटपुट का नुकसान उपकरण को निष्क्रिय कर सकता है। वीएफडी को चलाने के लिए आवश्यक वोल्टेज को कम करने के लिए प्रदर्शन ड्राइवर चिप का उपयोग करके लुप्त होती को धीमा किया जा सकता है। कैथोड के वाष्पीकरण और संदूषण के कारण भी लुप्त होती हो सकती है। जिन फास्फोरस में सल्फर होता है, वे लुप्त होने की अधिक संभावना रखते हैं।

आमतौर पर फिलामेंट वोल्टेज बढ़ाकर उत्सर्जन को बहाल किया जा सकता है। तैंतीस प्रतिशत वोल्टेज बूस्ट मध्यम फीका को सुधार सकता है, और 66% गंभीर फीका को बढ़ावा देता है। यह फिलामेंट्स को उपयोग में दिखाई दे सकता है, हालांकि सामान्य हरा-नीला वीएफडी फिल्टर फिलामेंट से ऐसे किसी भी लाल या नारंगी प्रकाश को कम करने में मदद करता है।.

इतिहास
तीन प्रचलित प्रदर्शन प्रौद्योगिकियों - वीएफडी, एलसीडी, और एलईडी - में से सबसे पहले वीएफडी विकसित किया गया था। इसका उपयोग प्रारंभिक हैंडहेल्ड कैलकुलेटर में किया गया था। इस उपयोग में एलईडी प्रदर्शन विस्थापित वीएफडी के रूप में बहुत छोटे एल ई डी के लिए कम बिजली की आवश्यकता होती है, जिससे बैटरी जीवन का विस्तार होता है, हालांकि शुरुआती एलईडी प्रदर्शन में सभी प्रदर्शन खंड में समान चमक स्तर प्राप्त करने में समस्याएं थीं। बाद में,एलसीडी (LCD) ने एलईडी (LED) को विस्थापित कर दिया, और कम बिजली की आवश्यकता की पेशकश की।

पहला वीएफडी 1959 में फिलिप्स द्वारा एकल संकेत DM160 था। इसे आसानी से ट्रांजिस्टर द्वारा संचालित किया जा सकता था, इसलिए इसका उद्देश्य कंप्यूटर अनुप्रयोगों के लिए था क्योंकि यह एक नीयन की तुलना में ड्राइव करना आसान था और एक प्रकाश बल्ब की तुलना में लंबा जीवन था। एनोड के संदर्भ में 1967 का जापानी सिंगल डिजिट सात खंड प्रदर्शन फिलिप्स DM70 / DM71 मैजिक आई की तरह था क्योंकि DM160 में एक सर्पिल वायर एनोड है। जापानी सात खंड वीएफडी का मतलब था कि डेस्क कैलकुलेटर प्रदर्शन पर किसी पेटेंट रॉयल्टी का भुगतान करने की आवश्यकता नहीं है, जैसा कि नी लेखन ट्यूब Nixies या पैनप्लेक्स (Panaplex) नियॉन अंकों का उपयोग करने के मामले में होता। यूके में फिलिप्स के डिजाइन मुलार्ड (द्वितीय विश्वयुद्ध से पहले भी फिलिप्स के लगभग पूर्ण स्वामित्व वाले) द्वारा बनाए और बेचे गए थे।

रूसी IV-15 वीएफडी ट्यूब DM160 से काफी मिलती-जुलती है। DM160, DM70/DM71 और रूसी IV-15 (वीएफडी पैनल की तरह) को ट्रायोड के रूप में उपयोग किया जा सकता है। इस प्रकार DM160 सबसे छोटा वीएफडी और सबसे छोटा ट्रायोड वाल्व है। [Http://www.radiomuseum.org/tubes/tube_iv-15.html IV-15] थोड़ा अलग आकार का है (तुलना के लिए फोटो DM160 और IV-15 का फोटो देखें)।

यह भी देखें

 * निक्सी ट्यूब
 * सोलह-खंड प्रदर्शन
 * एलसीडी
 * नेतृत्व में प्रदर्शन

बाहरी संबंध

 * Noritake's Guide to वीएफडी Operation
 * Vacuum Fluorescent Display (वीएफडी) (including How to drive the filament)
 * Photos and specs for antique Russian वीएफडी tubes
 * Simple वीएफडी Test Circuit
 * The DM70 वीएफडी related Magic eye
 * The smallest Triode and earliest वीएफडी, the DM160, with size comparisons
 * The Russian वीएफडी indicator like a DM160

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