Электронно -лучевая трубка ( ЭЛТ ) — это вакуумная трубка , содержащая одну или несколько электронных пушек , которые испускают электронные лучи, которые манипулируются для отображения изображений на фосфоресцирующем экране. [2] Изображения могут представлять собой электрические волны на осциллографе, кадр видео на аналоговом телевизоре ( ТВ ) , цифровую растровую графику на мониторе компьютера или другие явления , такие как радиолокационные цели. ЭЛТ в телевизоре обычно называют кинескопом . ЭЛТ также использовались в качестве устройств памяти , в этом случае экран не должен быть видимым для наблюдателя. Термин катодный луч использовался для описания электронных лучей, когда они были впервые обнаружены, до того, как стало понятно, что то, что испускается из катода, представляет собой пучок электронов.
В телевизорах с ЭЛТ и компьютерных мониторах вся передняя область трубки сканируется многократно и систематически в фиксированном шаблоне, называемом растром . В цветных устройствах изображение создается путем управления интенсивностью каждого из трех электронных лучей , по одному для каждого основного цвета (красный, зеленый и синий) с видеосигналом в качестве опорного. [3] В современных мониторах с ЭЛТ и телевизорах лучи изгибаются с помощью магнитного отклонения , используя отклоняющее ярмо . Электростатическое отклонение обычно используется в осциллографах. [3]
Трубка представляет собой стеклянную оболочку, которая тяжелая, хрупкая и длинная от передней поверхности экрана до заднего конца. Ее внутренняя часть должна быть близка к вакууму, чтобы предотвратить столкновение испускаемых электронов с молекулами воздуха и рассеивание до того, как они попадут на поверхность трубки. Таким образом, внутренняя часть вакуумируется до давления менее одной миллионной атмосферного . [4] Таким образом, обращение с ЭЛТ несет в себе риск сильного взрыва , который может швырнуть стекло с большой скоростью. Лицевая сторона обычно изготавливается из толстого свинцового стекла или специального барий - стронциевого стекла, чтобы быть устойчивой к разрушению и блокировать большую часть рентгеновского излучения. Эта трубка составляет большую часть веса телевизоров с ЭЛТ и компьютерных мониторов. [5] [6]
С начала 2010-х годов ЭЛТ были заменены технологиями плоских дисплеев , такими как ЖК-дисплеи , плазменные дисплеи и OLED -дисплеи, которые дешевле в производстве и эксплуатации, а также значительно легче и тоньше. Плоские дисплеи также могут быть сделаны очень больших размеров, тогда как 40–45 дюймов (100–110 см) были примерно наибольшим размером ЭЛТ. [7]
ЭЛТ работает путем электрического нагрева вольфрамовой катушки [8] , которая в свою очередь нагревает катод в задней части ЭЛТ, заставляя его испускать электроны, которые модулируются и фокусируются электродами. Электроны направляются отклоняющими катушками или пластинами, а анод ускоряет их по направлению к покрытому фосфором экрану, который генерирует свет при попадании электронов. [9] [10] [11]
Катодные лучи были открыты Юлиусом Плюккером и Иоганном Вильгельмом Гитторфом . [12] Гитторф заметил, что некоторые неизвестные лучи испускаются из катода (отрицательного электрода), который может отбрасывать тени на светящуюся стенку трубки, указывая на то, что лучи движутся по прямым линиям. В 1890 году Артур Шустер продемонстрировал, что катодные лучи могут отклоняться электрическими полями , а Уильям Крукс показал, что они могут отклоняться магнитными полями. В 1897 году Дж. Дж. Томсону удалось измерить отношение массы к заряду катодных лучей, показав, что они состоят из отрицательно заряженных частиц, меньших, чем атомы, первых « субатомных частиц », которые уже были названы электронами ирландским физиком Джорджем Джонстоном Стоуни в 1891 году. Самая ранняя версия ЭЛТ была известна как «трубка Брауна», изобретенная немецким физиком Фердинандом Брауном в 1897 году. [13] Это был диод с холодным катодом , модификация трубки Крукса с экраном, покрытым люминофором . Браун был первым, кто задумал использовать ЭЛТ в качестве устройства отображения. [14] Трубка Брауна стала основой телевидения 20-го века. [15]
В 1908 году Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон , член Королевского общества (Великобритания), опубликовал письмо в научном журнале Nature , в котором он описал, как можно достичь «дальнего электрического зрения», используя электронно-лучевую трубку (или трубку «Брауна») как передающее и принимающее устройство. [16] Он подробно остановился на своем видении в речи, произнесенной в Лондоне в 1911 году, и сообщил о нем в The Times [17] и Journal of the Röntgen Society . [18] [19]
Первая электронно-лучевая трубка, использующая горячий катод, была разработана Джоном Бертраном Джонсоном (который дал свое имя термину «шум Джонсона» ) и Гарри Вайнером Вайнхартом из Western Electric и стала коммерческим продуктом в 1922 году. [20] Внедрение горячих катодов позволило снизить ускоряющее анодное напряжение и увеличить токи электронного пучка, поскольку анод теперь ускорял только электроны, испускаемые горячим катодом, и больше не должен был иметь очень высокое напряжение, чтобы вызвать электронную эмиссию с холодного катода. [21]
В 1926 году Кэндзиро Такаянаги продемонстрировал приемник ЭЛТ-телевизора с механической видеокамерой, которая принимала изображения с разрешением в 40 строк. [22] К 1927 году он улучшил разрешение до 100 строк, что было непревзойденным до 1931 года. [23] К 1928 году он первым передал человеческие лица в полутонах на дисплее ЭЛТ. [24]
В 1927 году Фило Фарнсворт создал прототип телевизора. [25] [26] [27] [28] [29]
ЭЛТ был назван в 1929 году изобретателем Владимиром К. Зворыкиным . [24] : 84 Впоследствии он был нанят RCA , которая получила торговую марку для термина «Kinescope», термина RCA для ЭЛТ, в 1932 году; она добровольно передала термин в общественное достояние в 1950 году. [30]
В 1930-х годах Аллен Б. Дюмон создал первые ЭЛТ-телевизоры, способные работать 1000 часов , что стало одним из факторов, приведших к широкому распространению телевидения. [31]
Первые коммерческие электронные телевизоры с электронно-лучевыми трубками были произведены компанией Telefunken в Германии в 1934 году. [32] [33]
В 1947 году было создано развлекательное устройство с электронно-лучевой трубкой , самая ранняя известная интерактивная электронная игра , а также первая, включающая экран с электронно-лучевой трубкой. [34]
С 1949 по начало 1960-х годов произошел переход от круглых ЭЛТ к прямоугольным ЭЛТ, хотя первые прямоугольные ЭЛТ были произведены в 1938 году компанией Telefunken. [35] [21] [36] [37] [38] [39] Хотя круглые ЭЛТ были нормой, европейские телевизоры часто закрывали части экрана, чтобы он казался несколько прямоугольным, в то время как американские телевизоры часто оставляли всю переднюю часть ЭЛТ открытой или закрывали только верхнюю и нижнюю части ЭЛТ. [40] [41]
В 1954 году RCA выпустила несколько первых цветных ЭЛТ, ЭЛТ 15GP22, использовавшихся в CT-100 , [42] первом цветном телевизоре, который производился массово . [43] Первые прямоугольные цветные ЭЛТ также были изготовлены в 1954 году. [44] [45] Однако первые прямоугольные цветные ЭЛТ, предложенные публике, были изготовлены в 1963 году. Одной из проблем, которую необходимо было решить для производства прямоугольного цветного ЭЛТ, была конвергенция в углах ЭЛТ. [38] [37] В 1965 году более яркие редкоземельные люминофоры начали заменять более тусклые и содержащие кадмий красные и зеленые люминофоры. В конечном итоге синие люминофоры также были заменены. [46] [47] [48] [49] [50] [51]
Размер ЭЛТ со временем увеличивался: с 20 дюймов в 1938 году [52] до 21 дюйма в 1955 году [53] [54] 25 дюймов к 1974 году, 30 дюймов к 1980 году, 35 дюймов к 1985 году [55] и 43 дюйма к 1989 году [56]. Однако экспериментальные 31-дюймовые ЭЛТ были изготовлены еще в 1938 году [57].
В 1960 году была изобретена трубка Эйкена . Это была ЭЛТ в формате плоского дисплея с одной электронной пушкой. [58] [59] Отклонение было электростатическим и магнитным, но из-за проблем с патентами оно так и не было запущено в производство. Его также рассматривали как проекционный дисплей в самолетах. [60] К тому времени, как были решены патентные проблемы, RCA уже вложила значительные средства в обычные ЭЛТ. [61]
1968 год ознаменовался выпуском бренда Sony Trinitron с моделью KV-1310, которая была основана на технологии Aperture Grille. Она была признана улучшенной по яркости выходного сигнала. Экран Trinitron был идентичен с его вертикальной цилиндрической формой благодаря своей уникальной конструкции с тройным катодом и одной пушкой.
В 1987 году компания Zenith разработала ЭЛТ с плоским экраном для компьютерных мониторов, что уменьшило отражения и помогло увеличить контрастность и яркость изображения. [62] [63] Такие ЭЛТ были дорогими, что ограничивало их применение компьютерными мониторами. [64] Были предприняты попытки производить ЭЛТ с плоским экраном, используя недорогое и широкодоступное флоат-стекло . [65]
В 1990 году на рынок был выпущен первый ЭЛТ с разрешением HD, Sony KW-3600HD. Он считается «историческим материалом» в Национальном музее Японии. [66] [67] Sony KWP-5500HD, проекционный телевизор с ЭЛТ высокой четкости, был выпущен в 1992 году. [68]
В середине 1990-х годов производилось около 160 миллионов ЭЛТ-мониторов в год. [69]
В середине 2000-х годов Canon и Sony представили дисплей с поверхностной проводимостью электронов и дисплей с полевой эмиссией соответственно. Оба они были плоскими дисплеями, которые имели один (SED) или несколько (FED) электронных эмиттеров на субпиксель вместо электронных пушек. Электронные эмиттеры размещались на листе стекла, а электроны ускорялись до соседнего листа стекла с люминофорами с помощью анодного напряжения. Электроны не фокусировались, что делало каждый субпиксель по сути ЭЛТ с потоковым лучом. Они так и не были запущены в массовое производство, поскольку технология ЖК-дисплеев была значительно дешевле, что устранило рынок таких дисплеев. [70]
Последний крупный производитель (в данном случае переработанных) [71] ЭЛТ-телевизоров, Videocon , прекратил свое существование в 2015 году. [72] [73] ЭЛТ-телевизоры прекратили выпускать примерно в то же время. [74]
В 2012 году Samsung SDI и несколько других крупных компаний были оштрафованы Европейской комиссией за ценовой сговор на телевизионные электронно-лучевые трубки. [75] То же самое произошло в 2015 году в США и в 2018 году в Канаде. [76] [77]
Мировые продажи компьютерных мониторов с ЭЛТ достигли пика в 2000 году и составили 90 миллионов единиц, в то время как продажи телевизоров с ЭЛТ достигли пика в 2005 году и составили 130 миллионов единиц. [78]
Начиная с конца 1990-х и до начала 2000-х годов ЭЛТ начали заменять ЖК-дисплеями, начиная с компьютерных мониторов размером менее 15 дюймов, [79] в основном из-за их меньшего размера. [80] Среди первых производителей, прекративших производство ЭЛТ, была Hitachi в 2001 году, [81] [82] за ней последовала Sony в Японии в 2004 году, [83] Плоскопанельные дисплеи упали в цене и начали значительно вытеснять электронно-лучевые трубки в 2000-х годах. Продажи ЖК-мониторов начали превышать продажи ЭЛТ в 2003–2004 годах [84] [85] [86] , а продажи ЖК-телевизоров начали превышать продажи ЭЛТ на некоторых рынках в 2005 году. [87] Samsung SDI прекратил производство ЭЛТ в 2012 году. [88]
Несмотря на то, что на протяжении десятилетий компьютерные мониторы и телевизоры на основе ЭЛТ были основой технологии отображения, сейчас они устарели . Спрос на ЭЛТ-экраны упал в конце 2000-х годов. [89] Несмотря на усилия Samsung и LG сделать ЭЛТ-экраны конкурентоспособными по сравнению с ЖК- и плазменными аналогами, предлагая более тонкие и дешевые модели для конкуренции с аналогичными по размеру и более дорогими ЖК-дисплеями, [90] [91] [92] [93] [94] ЭЛТ-экраны в конечном итоге устарели и были отнесены к развивающимся рынкам и любителям винтажной техники , когда ЖК-дисплеи упали в цене, а их меньший размер, вес и возможность крепления на стену стали плюсами.
Некоторые отрасли промышленности все еще используют ЭЛТ, потому что их замена требует слишком много усилий, простоев и/или затрат, или замены нет; ярким примером является авиационная отрасль. Такие самолеты, как Boeing 747-400 и Airbus A320, использовали приборы ЭЛТ в своих стеклянных кабинах вместо механических приборов. [95] Такие авиакомпании, как Lufthansa , все еще используют технологию ЭЛТ, которая также использует дискеты для обновления навигации. [ необходима цитата ] Они также используются в некотором военном оборудовании по аналогичным причинам. По состоянию на 2022 год [update]по крайней мере одна компания производит новые ЭЛТ для этих рынков. [96]
Популярное потребительское использование ЭЛТ-дисплеев — ретрогейминг . В некоторые игры невозможно играть без аппаратного обеспечения ЭЛТ-дисплеев. Световые пушки работают только на ЭЛТ-дисплеях, поскольку они зависят от прогрессивных свойств синхронизации ЭЛТ. Другая причина, по которой люди используют ЭЛТ, — это естественное смешение этих дисплеев. Некоторые игры, разработанные для ЭЛТ-дисплеев, используют это, что позволяет им выглядеть более эстетично на этих дисплеях. [ необходима цитата ]
Корпус ЭЛТ обычно состоит из трех частей: экрана/лицевой панели/панели, конуса/воронки и горловины. [97] [98] [99] [100] [101] Объединенные экран, воронка и горловина известны как колба или оболочка. [37]
Горлышко сделано из стеклянной трубки [102], а воронка и экран сделаны путем заливки и последующего прессования стекла в форму. [103] [104] [105] [106] [107] Стекло, известное как стекло для ЭЛТ [108] [109] или телевизионное стекло [110] , должно обладать особыми свойствами для защиты от рентгеновских лучей, обеспечивая при этом адекватную светопропускаемость на экране или будучи очень электроизолирующим в воронке и горлышке. Формула, которая придает стеклу его свойства, также известна как расплав. Стекло очень высокого качества, оно почти не содержит загрязнений и дефектов. Большая часть затрат, связанных с производством стекла, связана с энергией, используемой для плавления сырья в стекло. Стекловаренные печи для производства стекла для ЭЛТ имеют несколько кранов, что позволяет заменять формы без остановки печи, что позволяет производить ЭЛТ разных размеров. Только стекло, используемое на экране, должно иметь точные оптические свойства.
Оптические свойства стекла, используемого на экране, влияют на цветопередачу и чистоту в цветных ЭЛТ. Пропускание, или прозрачность стекла, можно отрегулировать, чтобы оно было более прозрачным для определенных цветов (длин волн) света. Пропускание измеряется в центре экрана с длиной волны света 546 нм и толщиной экрана 10,16 мм. Пропускание уменьшается с увеличением толщины. Стандартные пропускания для цветных экранов ЭЛТ составляют 86%, 73%, 57%, 46%, 42% и 30%. Более низкие пропускания используются для улучшения контрастности изображения, но они оказывают большую нагрузку на электронную пушку, требуя большей мощности электронной пушки для более высокой мощности электронного луча, чтобы зажечь люминофоры ярче, чтобы компенсировать сниженную пропускаемость. [64] [111] Пропускание должно быть равномерным по всему экрану, чтобы обеспечить чистоту цвета. Радиус (кривизна) экранов увеличивался (становился менее изогнутым) с течением времени, с 30 до 68 дюймов, в конечном итоге эволюционируя в полностью плоские экраны, уменьшая отражения. Толщина как изогнутых [112], так и плоских экранов постепенно увеличивается от центра наружу, и вместе с этим постепенно уменьшается пропускание. Это означает, что ЭЛТ с плоским экраном могут быть не полностью плоскими внутри. [112] [113]
Стекло, используемое в ЭЛТ, поступает со стекольного завода на завод ЭЛТ либо в виде отдельных экранов и воронок с плавлеными горловинами для цветных ЭЛТ, либо в виде колб, состоящих из плавленого экрана, воронки и горловины. Существовало несколько формул стекла для разных типов ЭЛТ, которые классифицировались с использованием кодов, специфичных для каждого производителя стекла. Составы расплавов также были специфичны для каждого производителя. [114] Те, которые были оптимизированы для высокой чистоты цвета и контрастности, были легированы неодимом, в то время как те, которые предназначены для монохромных ЭЛТ, были тонированы до разных уровней в зависимости от используемой формулы и имели коэффициент пропускания 42% или 30%. [115] Чистота гарантирует, что активируются правильные цвета (например, гарантируя, что красный цвет отображается равномерно по всему экрану), в то время как конвергенция гарантирует, что изображения не искажаются. Конвергенция может быть изменена с помощью шаблона перекрестной штриховки. [116] [117] [118]
Стекло для ЭЛТ раньше производилось специализированными компаниями [119], такими как AGC Inc. , [120] [121] [122] OI Glass , [123] Samsung Corning Precision Materials, [124] Corning Inc. , [125] [126] и Nippon Electric Glass ; [127] другие, такие как Videocon, Sony для рынка США и Thomson, производили собственное стекло. [128] [129] [130] [131] [132]
Воронка и горловина изготовлены из свинцового калийно-содового стекла или свинцово-силикатного стекла [6], предназначенного для защиты от рентгеновских лучей, создаваемых электронами высокого напряжения при их замедлении после удара о цель, например, фосфорный экран или теневую маску цветного ЭЛТ. Скорость электронов зависит от анодного напряжения ЭЛТ; чем выше напряжение, тем выше скорость. [133] Количество рентгеновских лучей, испускаемых ЭЛТ, также можно снизить, уменьшив яркость изображения. [134] [ 135] [136] [100] Свинцовое стекло используется, поскольку оно недорогое, [137] а также хорошо защищает от рентгеновских лучей, хотя некоторые воронки могут также содержать барий. [138] [139] [140] [115] Экран обычно изготавливается из специального состава силикатного стекла без свинца [6] с барием и стронцием для защиты от рентгеновских лучей, так как он не темнеет в отличие от стекла, содержащего свинец. [137] [141] Другой состав стекла использует 2–3% свинца на экране. [100] В качестве альтернативы на экране также может использоваться цирконий в сочетании с барием вместо свинца. [142]
Монохромные ЭЛТ могут иметь тонированную формулу бариевого свинцового стекла как в экране, так и воронке, с калийно-содовым свинцовым стеклом в горловине; формулы калийно-содового и барийно-свинцового стекла имеют разные коэффициенты теплового расширения. Стекло, используемое в горловине, должно быть отличным электроизолятором, чтобы удерживать напряжения, используемые в электронной оптике электронной пушки, такой как фокусирующие линзы. Свинец в стекле заставляет его коричневеть (темнеть) при использовании из-за рентгеновских лучей, обычно катод ЭЛТ изнашивается из-за отравления катода до того, как потемнение становится очевидным. Формула стекла определяет максимально возможное анодное напряжение и, следовательно, максимально возможный размер экрана ЭЛТ. Для цветных максимальные напряжения часто составляют 24–32 кВ, в то время как для монохромных это обычно 21 или 24,5 кВ, [143] ограничивая размер монохромных ЭЛТ 21 дюймом или ~1 кВ на дюйм. Необходимое напряжение зависит от размера и типа ЭЛТ. [144] Поскольку формулы различны, они должны быть совместимы друг с другом, имея схожие коэффициенты теплового расширения. [115] Экран также может иметь антибликовое или антибликовое покрытие, [145] [111] [146] или быть отшлифованным для предотвращения отражений. [147] ЭЛТ также могут иметь антистатическое покрытие. [111] [148] [64]
Свинцовое стекло в воронках ЭЛТ может содержать 21–25% оксида свинца (PbO), [149] [150] [114] Горловина может содержать 30–40% оксида свинца, [151] [152] а экран может содержать 12% оксида бария и 12% оксида стронция . [6] Типичная ЭЛТ содержит несколько килограммов свинца в виде оксида свинца в стекле [101] в зависимости от ее размера; 12-дюймовые ЭЛТ содержат в общей сложности 0,5 кг свинца, а 32-дюймовые ЭЛТ содержат до 3 кг. [6] Оксид стронция начал использоваться в ЭЛТ, его основном применении, в 1970-х годах. [153] [154] До этого в ЭЛТ использовался свинец на лицевой панели. [155]
В некоторых ранних ЭЛТ использовалась металлическая воронка, изолированная полиэтиленом вместо стекла с проводящим материалом. [53] В других воронках вместо прессованного стекла использовались керамические или выдувные пирексовые воронки. [156] [157] [39] [158] [159] В ранних ЭЛТ не было специального соединения анодного колпачка; воронка была соединением анода, поэтому она находилась под напряжением во время работы. [160]
Воронка покрыта изнутри и снаружи проводящим покрытием, [161] [162] что делает воронку конденсатором, помогая стабилизировать и фильтровать анодное напряжение ЭЛТ и значительно сокращая время, необходимое для включения ЭЛТ. Стабильность, обеспечиваемая покрытием, решила проблемы, присущие ранним конструкциям источников питания, поскольку они использовали вакуумные трубки. Поскольку воронка используется в качестве конденсатора, стекло, используемое в воронке, должно быть отличным электрическим изолятором ( диэлектриком ). Внутреннее покрытие имеет положительное напряжение (анодное напряжение может составлять несколько кВ), в то время как внешнее покрытие соединено с землей. ЭЛТ, работающие от более современных источников питания, не нуждаются в заземлении из-за более прочной конструкции современных источников питания. Значение конденсатора, образованного воронкой, составляет 5–10 нФ , хотя при напряжении, которое обычно подается на анод. Конденсатор, образованный воронкой, также может страдать от диэлектрической абсорбции , подобно другим типам конденсаторов. [163] [143] [164] [165] [161] [115] По этой причине ЭЛТ-устройства должны быть разряжены [166] перед использованием, чтобы предотвратить травмы.
Глубина ЭЛТ связана с размером экрана. [167] Обычные углы отклонения составляли 90° для ЭЛТ компьютерных мониторов и небольших ЭЛТ, и 110°, что было стандартом для больших телевизионных ЭЛТ, при этом 120 или 125° использовались в тонких ЭЛТ, производимых с 2001 по 2005 год в попытке конкурировать с ЖК-телевизорами. [168] [111] [93] [99] [169] Со временем углы отклонения увеличивались по мере того, как они становились практичными, с 50° в 1938 году до 110° в 1959 году [21] и 125° в 2000-х годах. ЭЛТ с отклонением 140° исследовались, но так и не были коммерциализированы, поскольку проблемы конвергенции [ необходимо разъяснение ] так и не были решены. [170]
Размер ЭЛТ можно измерить по всей площади экрана (или диагонали лицевой стороны ) или, в качестве альтернативы, только по его видимой области (или диагонали), которая покрыта люминофором и окружена черными краями. [162] [171]
В то время как видимая область может быть прямоугольной, края ЭЛТ могут иметь кривизну (например, ЭЛТ с черной полосой, впервые выпущенные Toshiba в 1972 году) [132] или края могут быть черными и действительно плоскими (например, ЭЛТ Flatron), [112] [132] [172] или видимая область может следовать кривизне краев ЭЛТ (с черными краями или изогнутыми краями или без них). [173] [174] [175]
Небольшие ЭЛТ размером менее 3 дюймов были сделаны для портативных телевизоров, таких как MTV-1 , и видоискателей в камкордерах. В них может не быть черных краев, которые, однако, действительно плоские. [176] [164] [177] [178] [179]
Большая часть веса ЭЛТ приходится на толстый стеклянный экран, который составляет 65% от общего веса ЭЛТ и ограничивает его практический размер (см. § Размер). Воронка и горловина составляют оставшиеся 30% и 5% соответственно. Стекло в воронке может иметь разную толщину, чтобы соединить тонкую горловину с толстым экраном. [180] [181] [6] [5] Для уменьшения веса стекла ЭЛТ может использоваться химически или термически закаленное стекло. [182] [183] [184] [185]
Внешнее проводящее покрытие соединено с землей, в то время как внутреннее проводящее покрытие соединено с помощью анодной кнопки/колпачка через ряд конденсаторов и диодов ( генератор Кокрофта-Уолтона ) с высоковольтным трансформатором обратного хода ; внутреннее покрытие является анодом ЭЛТ, [186] который вместе с электродом в электронной пушке также известен как конечный анод. [187] [188] Внутреннее покрытие соединено с электродом с помощью пружин. Электрод является частью бипотенциальной линзы. [188] [189] Конденсаторы и диоды служат в качестве умножителя напряжения для тока, подаваемого обратным ходом.
Для внутреннего покрытия воронки монохромные ЭЛТ используют алюминий, а цветные ЭЛТ используют аквадаг ; [115] Некоторые ЭЛТ могут использовать оксид железа внутри. [6] Снаружи большинство ЭЛТ (но не все) [190] используют аквадаг. [191] Аквадаг — это электропроводящая краска на основе графита. В цветных ЭЛТ аквадаг распыляется на внутреннюю часть воронки [192] [115] , тогда как исторически аквадаг наносился на внутреннюю часть монохромных ЭЛТ. [21]
Анод используется для ускорения электронов по направлению к экрану, а также собирает вторичные электроны, которые испускаются частицами фосфора в вакууме ЭЛТ. [193] [194] [195] [196] [21]
Соединение анодного колпачка в современных ЭЛТ должно выдерживать до 55–60 кВ в зависимости от размера и яркости ЭЛТ. Более высокие напряжения позволяют использовать более крупные ЭЛТ, более высокую яркость изображения или компромисс между ними. [197] [144] Оно состоит из металлического зажима, который расширяется на внутренней стороне анодной кнопки, встроенной в воронкообразное стекло ЭЛТ. [198] [199] Соединение изолировано силиконовой присоской, возможно, также с использованием силиконовой смазки для предотвращения коронного разряда . [200] [201]
Анодная кнопка должна иметь специальную форму, чтобы создать герметичное уплотнение между кнопкой и воронкой. Рентгеновские лучи могут просачиваться через анодную кнопку, хотя это может быть не так в новых ЭЛТ, начиная с конца 1970-х - начала 1980-х годов, благодаря новой конструкции кнопки и зажима. [144] [202] Кнопка может состоять из набора из 3 вложенных чашек, причем самая внешняя чашка сделана из сплава никель-хром-железо, содержащего 40–49% никеля и 3–6% хрома, чтобы кнопка легко приваривалась к стеклу воронки, с первой внутренней чашкой, сделанной из толстого недорогого железа для защиты от рентгеновских лучей, и со второй внутренней чашкой, также сделанной из железа или любого другого электропроводящего металла для соединения с зажимом. Чашки должны быть достаточно термостойкими и иметь аналогичные коэффициенты теплового расширения, аналогичные коэффициенту теплового расширения стекла воронки, чтобы выдерживать приваривание к стеклу воронки. Внутренняя сторона кнопки соединена с внутренним проводящим покрытием ЭЛТ. [194] Анодная кнопка может быть прикреплена к воронке во время ее прессования в форме. [203] [204] [144] В качестве альтернативы, рентгеновская защита может быть встроена в зажим. [205]
Трансформатор обратного хода также известен как IHVT (интегрированный высоковольтный трансформатор), если он включает в себя умножитель напряжения. Обратный ход использует керамический или порошковый железный сердечник для обеспечения эффективной работы на высоких частотах. Обратный ход содержит одну первичную и много вторичных обмоток, которые обеспечивают несколько различных напряжений. Основная вторичная обмотка снабжает умножитель напряжения импульсами напряжения, чтобы в конечном итоге обеспечить ЭЛТ высоким анодным напряжением, которое он использует, в то время как остальные обмотки снабжают напряжение накала ЭЛТ, импульсы управления, фокусное напряжение и напряжения, полученные из растра сканирования. Когда трансформатор выключен, магнитное поле обратного хода быстро разрушается, что индуцирует высокое напряжение в его обмотках. Скорость, с которой разрушается магнитное поле, определяет индуцируемое напряжение, поэтому напряжение увеличивается вместе с его скоростью. Конденсатор (конденсатор времени повторного хода) или ряд конденсаторов (для обеспечения избыточности) используются для замедления разрушения магнитного поля. [206] [207]
Конструкция высоковольтного источника питания в продукте, использующем ЭЛТ, влияет на количество рентгеновских лучей, испускаемых ЭЛТ. Количество испускаемых рентгеновских лучей увеличивается как с более высокими напряжениями, так и токами. Если продукт, такой как телевизор, использует нерегулируемый высоковольтный источник питания, что означает, что анодное и фокусное напряжение снижаются с увеличением электронного тока при отображении яркого изображения, количество испускаемых рентгеновских лучей будет максимальным, когда ЭЛТ отображает умеренно яркие изображения, поскольку при отображении темных или ярких изображений более высокое анодное напряжение противодействует более низкому току электронного пучка и наоборот соответственно. Высоковольтные регуляторы напряжения и выпрямительные вакуумные трубки в некоторых старых телевизорах с ЭЛТ также могут испускать рентгеновские лучи. [155]
Электронная пушка испускает электроны, которые в конечном итоге попадают на люминофоры на экране ЭЛТ. Электронная пушка содержит нагреватель, который нагревает катод, который генерирует электроны, которые с помощью сеток фокусируются и в конечном итоге ускоряются на экране ЭЛТ. Ускорение происходит в сочетании с внутренним алюминиевым или аквадаговым покрытием ЭЛТ. Электронная пушка расположена так, что она нацелена на центр экрана. [188] Она находится внутри горловины ЭЛТ и удерживается вместе и крепится к горловине с помощью стеклянных бусин или стеклянных опорных стержней, которые представляют собой стеклянные полоски на электронной пушке. [21] [188] [208] Электронная пушка изготавливается отдельно, а затем помещается внутрь горловины с помощью процесса, называемого «намоткой» или герметизацией. [65] [209] [210] [211] [212] [213] Электронная пушка имеет стеклянную пластину, которая приварена к горловине ЭЛТ. Соединения с электронной пушкой проникают в стеклянную пластину. [210] [214] После того, как электронная пушка оказывается внутри горловины, ее металлические части (сетки) соединяются между собой дугой с использованием высокого напряжения, чтобы сгладить любые грубые края в процессе, называемом точечным выбиванием, чтобы предотвратить генерацию вторичных электронов грубыми краями в сетках. [215] [216] [217]
Электронная пушка имеет косвенно нагреваемый горячий катод , который нагревается нагревательным элементом с вольфрамовой нитью накала; нагреватель может потреблять ток 0,5–2 А в зависимости от ЭЛТ. Напряжение, приложенное к нагревателю, может влиять на срок службы ЭЛТ. [218] [219] Нагрев катода активирует электроны в нем, способствуя электронной эмиссии, [220] в то же время ток подается на катод; обычно от 140 мА при 1,5 В до 600 мА при 6,3 В. [221] Катод создает электронное облако (испускает электроны), электроны которого извлекаются, ускоряются и фокусируются в электронный луч. [21] Цветные ЭЛТ имеют три катода: один для красного, зеленого и синего цветов. Нагреватель находится внутри катода, но не касается его; катод имеет свое собственное отдельное электрическое соединение. Катод представляет собой материал, нанесенный на кусок никеля, который обеспечивает электрическое соединение и структурную поддержку; нагреватель находится внутри этого куска, не касаясь его. [186] [222] [223] [224]
В электронной пушке ЭЛТ может произойти несколько коротких замыканий . Одно из них — короткое замыкание нагревателя с катодом, которое заставляет катод постоянно испускать электроны, что может привести к изображению с ярко-красным, зеленым или синим оттенком с линиями обратного хода, в зависимости от затронутого катода (катодов). В качестве альтернативы катод может замкнуться на управляющую сетку, что может вызвать аналогичные эффекты, или управляющая сетка и экранная сетка (G2) [225] могут замкнуться, что приведет к очень темному изображению или отсутствию изображения вообще. Катод может быть окружен экраном для предотвращения распыления . [226] [227]
Катод представляет собой слой оксида бария, который нанесен на кусок никеля для электрической и механической поддержки. [228] [143] Оксид бария должен быть активирован путем нагревания, чтобы он мог высвобождать электроны. Активация необходима, поскольку оксид бария нестабилен на воздухе, поэтому он применяется к катоду в виде карбоната бария, который не может испускать электроны. Активация нагревает карбонат бария, чтобы разложить его на оксид бария и диоксид углерода, образуя тонкий слой металлического бария на катоде. [229] [228] Активация выполняется при формировании вакуума (описано в § Вакуумирование). После активации оксид может быть поврежден несколькими распространенными газами, такими как водяной пар, диоксид углерода и кислород. [230] В качестве альтернативы вместо карбоната бария можно использовать карбонат бария-стронция-кальция, что дает оксиды бария, стронция и кальция после активации. [231] [21] Во время работы оксид бария нагревается до 800–1000°C, после чего он начинает терять электроны. [232] [143] [220]
Так как это горячий катод, он склонен к отравлению катода, которое представляет собой образование слоя положительных ионов, который не позволяет катоду испускать электроны, значительно или полностью снижая яркость изображения и вызывая влияние частоты видеосигнала на фокус и интенсивность, что не позволяет ЭЛТ отображать детальные изображения. Положительные ионы поступают из оставшихся молекул воздуха внутри ЭЛТ или из самого катода [21], которые со временем вступают в реакцию с поверхностью горячего катода. [233] [227] Восстанавливающие металлы, такие как марганец, цирконий, магний, алюминий или титан, могут быть добавлены к куску никеля для продления срока службы катода, так как во время активации восстанавливающие металлы диффундируют в оксид бария, улучшая его срок службы, особенно при высоких токах электронного пучка. [234] В цветных ЭЛТ с красными, зелеными и синими катодами один или несколько катодов могут быть затронуты независимо от других, что приводит к полной или частичной потере одного или нескольких цветов. [227] ЭЛТ могут изнашиваться или выгорать из-за отравления катода. Отравление катода ускоряется при увеличении тока катода (перегрузка). [235] В цветных ЭЛТ, поскольку есть три катода, один для красного, зеленого и синего, один или несколько отравленных катодов могут вызвать частичную или полную потерю одного или нескольких цветов, окрашивая изображение. [227] Слой также может действовать как конденсатор последовательно с катодом, вызывая тепловую задержку. Вместо этого катод может быть изготовлен из оксида скандия или включать его в качестве легирующей примеси, чтобы задержать отравление катода, продлевая срок службы катода до 15%. [236] [143] [237]
Количество электронов, генерируемых катодами, связано с их площадью поверхности. Катод с большей площадью поверхности создает больше электронов в большем электронном облаке, что затрудняет фокусировку электронного облака в электронный луч. [235] Обычно только часть катода испускает электроны, если только ЭЛТ не отображает изображения с частями, которые находятся на полной яркости изображения; только части с полной яркостью заставляют весь катод испускать электроны. Площадь катода, которая испускает электроны, увеличивается от центра наружу по мере увеличения яркости, поэтому износ катода может быть неравномерным. Когда изношен только центр катода, ЭЛТ может ярко освещать те части изображений, которые имеют полную яркость изображения, но не показывать более темные части изображений вообще, в таком случае ЭЛТ демонстрирует плохую гамма-характеристику. [227]
Отрицательный ток [238] подается на первую (управляющую) сетку (G1) для сведения электронов с горячего катода, создавая электронный луч. G1 на практике представляет собой цилиндр Венельта . [221] [239] Яркость экрана не регулируется изменением анодного напряжения или тока электронного луча (они никогда не изменяются), несмотря на то, что они влияют на яркость изображения, вместо этого яркость изображения регулируется изменением разницы в напряжении между катодом и управляющей сеткой G1. Вторая (экранная) сетка пушки (G2) затем ускоряет электроны по направлению к экрану, используя несколько сотен вольт постоянного тока. Затем третья сетка (G3) электростатически фокусирует электронный луч, прежде чем он отклоняется и затем ускоряется анодным напряжением на экране. [240] Электростатическая фокусировка электронного луча может быть достигнута с помощью линзы Einzel, запитанной до 600 вольт. [241] [229] До появления электростатической фокусировки для фокусировки электронного пучка требовалась большая, тяжелая и сложная механическая фокусирующая система, размещенная снаружи электронной пушки. [160]
Однако электростатическая фокусировка не может быть достигнута вблизи конечного анода ЭЛТ из-за его высокого напряжения в десятки киловольт, поэтому вместо этого для фокусировки может использоваться высоковольтный (≈600–8000 В) [242] электрод вместе с электродом на конечном анодном напряжении ЭЛТ. Такое расположение называется бипотенциальной линзой, которая также обеспечивает более высокую производительность, чем линза Эйнцеля, или фокусировка может быть достигнута с помощью магнитной фокусирующей катушки вместе с высоким анодным напряжением в десятки киловольт. Однако магнитная фокусировка дорога в реализации, поэтому она редко используется на практике. [186] [229] [243] [244] Некоторые ЭЛТ могут использовать две сетки и линзы для фокусировки электронного пучка. [236] Фокусирующее напряжение генерируется в обратном ходе с использованием подмножества высоковольтной обмотки обратного хода в сочетании с резистивным делителем напряжения. Фокусирующий электрод подключается вместе с другими соединениями, которые находятся в горловине ЭЛТ. [245]
Существует напряжение, называемое напряжением отсечки, которое создает черный цвет на экране, поскольку оно заставляет изображение на экране, созданное электронным лучом, исчезать, напряжение подается на G1. В цветной ЭЛТ с тремя пушками пушки имеют разные напряжения отсечки. Многие ЭЛТ разделяют сетки G1 и G2 между всеми тремя пушками, увеличивая яркость изображения и упрощая настройку, поскольку на таких ЭЛТ имеется единое напряжение отсечки для всех трех пушек (поскольку G1 является общим для всех пушек). [188] но создавая дополнительную нагрузку на видеоусилитель, используемый для подачи видео на катоды электронной пушки, поскольку напряжение отсечки становится выше. Монохромные ЭЛТ не страдают от этой проблемы. В монохромных ЭЛТ видео подается на пушку путем изменения напряжения на первой управляющей сетке. [246] [160]
Во время обратного хода электронного пучка предусилитель, который питает видеоусилитель, отключается, а видеоусилитель смещается на напряжение выше напряжения отсечки, чтобы предотвратить появление линий обратного хода, или к G1 может быть приложено большое отрицательное напряжение, чтобы предотвратить выход электронов из катода. [21] Это известно как гашение. (см. Вертикальный интервал гашения и Горизонтальный интервал гашения .) Неправильное смещение может привести к появлению видимых линий обратного хода на одном или нескольких цветах, создавая линии обратного хода, которые окрашены или белые (например, окрашены в красный цвет, если затронут красный цвет, окрашены в пурпурный цвет, если затронуты красный и синий цвета, и белые, если затронуты все цвета). [247] [248] [249] В качестве альтернативы усилитель может управляться видеопроцессором, который также вводит OSD (On Screen Display) в видеопоток, который подается на усилитель, используя быстрый сигнал гашения. [250] Телевизоры и компьютерные мониторы, в состав которых входят ЭЛТ, нуждаются в схеме восстановления постоянного тока для подачи видеосигнала на ЭЛТ с компонентом постоянного тока, восстанавливая первоначальную яркость различных частей изображения. [251]
Электронный луч может подвергаться воздействию магнитного поля Земли, заставляя его обычно входить в фокусирующую линзу не по центру; это можно исправить с помощью управления астигматизацией. Управление астигматизацией бывает как магнитным, так и электронным (динамическим); магнитное выполняет большую часть работы, в то время как электронное используется для точной настройки. [252] Один из концов электронной пушки имеет стеклянный диск, края которого сплавлены с краем шейки ЭЛТ, возможно, с помощью фритты ; [253] металлические провода, которые соединяют электронную пушку с внешней стороной, проходят через диск. [254]
Некоторые электронные пушки имеют квадрупольную линзу с динамическим фокусом для изменения формы и регулировки фокуса электронного луча, изменяя фокусное напряжение в зависимости от положения электронного луча, чтобы поддерживать четкость изображения по всему экрану, особенно по углам. [111] [255] [256] [257] [258] Они также могут иметь резистор сброса напряжения для получения напряжений для сеток из конечного анодного напряжения. [259] [260] [261]
После изготовления ЭЛТ их выдерживали, чтобы стабилизировать эмиссию катода. [262] [263]
Электронные пушки в цветных ЭЛТ приводятся в действие видеоусилителем, который принимает сигнал на каждый цветовой канал и усиливает его до 40–170 В на канал, чтобы подать его на катоды электронной пушки; [249] каждая электронная пушка имеет свой собственный канал (по одному на цвет), и все каналы могут управляться одним и тем же усилителем, который внутри имеет три отдельных канала. [264] Возможности усилителя ограничивают разрешение, частоту обновления и контрастность ЭЛТ, поскольку усилитель должен обеспечивать высокую полосу пропускания и изменения напряжения одновременно; более высокое разрешение и частота обновления требуют более высокой полосы пропускания (скорости, с которой напряжение может изменяться и, таким образом, переключаться между черным и белым), а более высокий коэффициент контрастности требует более высоких изменений напряжения или амплитуды для более низких уровней черного и более высоких уровней белого. Например, полоса пропускания 30 МГц обычно может обеспечить разрешение 720p или 1080i, в то время как 20 МГц обычно обеспечивает около 600 (горизонтальных, сверху вниз) строк разрешения. [265] [249] Разница в напряжении между катодом и управляющей сеткой — это то, что модулирует электронный луч, модулируя его ток и, таким образом, создавая оттенки цветов, которые создают изображение строка за строкой, и это также может влиять на яркость изображения. [227] Люминофоры, используемые в цветных ЭЛТ, производят разное количество света для заданного количества энергии, поэтому для получения белого цвета на цветном ЭЛТ все три пушки должны выдавать разное количество энергии. Пушка, которая выдает больше всего энергии, — это красная пушка, поскольку красный люминофор излучает наименьшее количество света. [249]
ЭЛТ имеют ярко выраженную триодную характеристику, что приводит к значительной гамме (нелинейной зависимости в электронной пушке между приложенным видеонапряжением и интенсивностью луча). [266]
Существует два типа отклонения: магнитное и электростатическое. Магнитное обычно используется в телевизорах и мониторах, поскольку оно обеспечивает более высокие углы отклонения (и, следовательно, более мелкие ЭЛТ) и мощность отклонения (что позволяет использовать более высокий ток электронного пучка и, следовательно, более яркие изображения) [267] , избегая при этом необходимости в высоких напряжениях для отклонения до 2 кВ, [169] в то время как осциллографы часто используют электростатическое отклонение, поскольку необработанные формы волн, захваченные осциллографом, могут быть напрямую применены (после усиления) к вертикальным электростатическим отклоняющим пластинам внутри ЭЛТ. [268]
Те, которые используют магнитное отклонение, могут использовать ярмо, которое имеет две пары отклоняющих катушек: одна пара для вертикального, а другая для горизонтального отклонения. [269] Ярмо может быть приклеенным (быть цельным) или съемным. Те, которые были приклеены, использовали клей [270] или пластик [271] для присоединения ярма к области между горлышком и воронкой ЭЛТ, в то время как те, у которых есть съемные ярма, зажимаются. [272] [117] Ярмо генерирует тепло, отвод которого необходим, поскольку проводимость стекла увеличивается с ростом температуры, стекло должно быть изолирующим, чтобы ЭЛТ оставалась пригодной для использования в качестве конденсатора. Таким образом, температура стекла под ярмом проверяется во время проектирования нового ярма. [143] Ярмо содержит отклоняющие и конвергентные катушки с ферритовым сердечником для уменьшения потерь магнитной силы [273] [269], а также намагниченные кольца, используемые для выравнивания или регулировки электронных лучей в цветных ЭЛТ (например, кольца чистоты цвета и конвергентности) [274] и монохромных ЭЛТ. [275] [276] Ярмо может быть подключено с помощью разъема, порядок, в котором подключены отклоняющие катушки ярма, определяет ориентацию изображения, отображаемого ЭЛТ. [166] Отклоняющие катушки могут быть закреплены на месте с помощью полиуретанового клея. [270]
Катушки отклонения приводятся в действие пилообразными сигналами [277] [278] [249] , которые могут подаваться через VGA как сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации. [279] Для ЭЛТ требуются две схемы отклонения: горизонтальная и вертикальная, которые похожи, за исключением того, что горизонтальная схема работает на гораздо более высокой частоте ( частота горизонтальной развертки ) 15–240 кГц в зависимости от частоты обновления ЭЛТ и количества отображаемых горизонтальных линий (вертикальное разрешение ЭЛТ). Более высокая частота делает ее более восприимчивой к помехам, поэтому можно использовать схему автоматической регулировки частоты (АПЧ) для синхронизации фазы сигнала горизонтального отклонения с фазой сигнала синхронизации, чтобы предотвратить искажение изображения по диагонали. Частота вертикальной развертки изменяется в зависимости от частоты обновления ЭЛТ. Таким образом, ЭЛТ с частотой обновления 60 Гц имеет схему вертикального отклонения, работающую на частоте 60 Гц. Сигналы горизонтального и вертикального отклонения могут генерироваться с использованием двух схем, которые работают по-разному; горизонтальный сигнал отклонения может быть сгенерирован с использованием генератора, управляемого напряжением (VCO), в то время как вертикальный сигнал может быть сгенерирован с использованием запускаемого релаксационного генератора. Во многих телевизорах частоты, на которых работают отклоняющие катушки, частично определяются значением индуктивности катушек. [280] [249] ЭЛТ имели разные углы отклонения; чем больше угол отклонения, тем мельче ЭЛТ [281] для заданного размера экрана, но за счет большей мощности отклонения и более низких оптических характеристик. [143] [282]
Более высокая мощность отклонения означает, что больший ток [283] направляется на отклоняющие катушки для отклонения электронного пучка под большим углом, [111] что, в свою очередь, может генерировать больше тепла или требовать электроники, которая может справиться с увеличенной мощностью. [282] Тепло генерируется из-за резистивных и сердечниковых потерь. [284] Мощность отклонения измеряется в мА на дюйм. [249] Вертикальные отклоняющие катушки могут потребовать ~24 вольт, в то время как горизонтальные отклоняющие катушки требуют для работы ~120 вольт.
Катушки отклонения приводятся в действие усилителями отклонения. [285] Катушки горизонтального отклонения также могут частично приводиться в действие каскадом горизонтального выхода телевизора. Ступень содержит конденсатор, который включен последовательно с катушками горизонтального отклонения и выполняет несколько функций, среди которых: формирование пилообразного сигнала отклонения для соответствия кривизне ЭЛТ и центрирование изображения путем предотвращения возникновения смещения постоянного тока на катушке. В начале обратного хода магнитное поле катушки разрушается, заставляя электронный луч возвращаться в центр экрана, в то время как в то же время катушка возвращает энергию в конденсаторы, энергия которых затем используется для того, чтобы заставить электронный луч идти в левую часть экрана. [206]
Из-за высокой частоты, на которой работают горизонтальные отклоняющие катушки, энергия в отклоняющих катушках должна быть рециркулирована для уменьшения рассеивания тепла. Рециркуляция осуществляется путем передачи энергии в магнитном поле отклоняющих катушек в набор конденсаторов. [206] Напряжение на горизонтальных отклоняющих катушках отрицательное, когда электронный луч находится на левой стороне экрана, и положительное, когда электронный луч находится на правой стороне экрана. Энергия, необходимая для отклонения, зависит от энергии электронов. [286] Более высокие энергии (напряжение и/или ток) электронных лучей требуют больше энергии для отклонения, [133] и используются для достижения более высокой яркости изображения. [287] [288] [197]
В основном используется в осциллографах. Отклонение осуществляется путем подачи напряжения на две пары пластин, одну для горизонтального, а другую для вертикального отклонения. Электронный луч управляется путем изменения разности напряжений между пластинами в паре; например, подача напряжения на верхнюю пластину пары вертикального отклонения, при поддержании напряжения на нижней пластине на уровне 0 вольт, приведет к отклонению электронного луча к верхней части экрана; увеличение напряжения на верхней пластине при поддержании напряжения на нижней пластине на уровне 0 вольт приведет к отклонению электронного луча в более высокую точку на экране (приведет к отклонению луча под большим углом отклонения). То же самое относится к горизонтальным отклоняющим пластинам. Увеличение длины и близости между пластинами в паре также может увеличить угол отклонения. [289]
Выгорание — это когда изображения физически «выжигаются» на экране ЭЛТ; это происходит из-за деградации люминофоров из-за длительной бомбардировки люминофоров электронами и случается, когда фиксированное изображение или логотип остаются на экране слишком долго, заставляя его выглядеть как «призрачное» изображение или, в тяжелых случаях, также когда ЭЛТ выключен. Чтобы противостоять этому, в компьютерах использовались заставки , чтобы минимизировать выгорание. [290] Выгорание не является исключительным для ЭЛТ, так как оно также происходит с плазменными дисплеями и OLED-дисплеями.
Частичный вакуум ЭЛТ от 0,01 паскаля (1 × 10−7 атм ) [291] до 0,1 микропаскаля (1 × 10−12 атм) или менее [292] откачивается или выпускается в печи при температуре ~375–475 °C в процессе , называемом выпечкой или выпеканием . [293] Процесс откачки также выводит газы из всех материалов внутри ЭЛТ, одновременно разлагая другие, такие как поливиниловый спирт, используемый для нанесения люминофоров. [294] Нагрев и охлаждение производятся постепенно, чтобы избежать возникновения напряжения, затвердевания и возможного растрескивания стекла; печь нагревает газы внутри ЭЛТ, увеличивая скорость молекул газа, что увеличивает вероятность их вытягивания вакуумным насосом. Температура CRT поддерживается ниже температуры печи, и печь начинает охлаждаться сразу после того, как CRT достигает 400 °C, или CRT поддерживалась при температуре выше 400 °C в течение 15–55 минут. CRT нагревалась во время или после вакуумирования, и тепло могло использоваться одновременно для расплавления фритты в CRT, соединяющей экран и воронку. [295] [296] [297] Используемый насос представляет собой турбомолекулярный насос или диффузионный насос . [298] [299] [300] [301] Раньше также использовались ртутные вакуумные насосы. [302] [303] После обжига CRT отсоединяется («герметизируется или отключается») от вакуумного насоса. [304] [305] [306] Затем геттер поджигается с помощью ВЧ (индукционной) катушки. Геттер обычно находится в воронке или в горловине ЭЛТ. [307] [308] Геттерный материал, который часто основан на барии, улавливает любые оставшиеся частицы газа, поскольку он испаряется из-за нагрева, вызванного РЧ-катушкой (который может сочетаться с экзотермическим нагревом внутри материала); пар заполняет ЭЛТ, захватывая любые молекулы газа, с которыми он сталкивается, и конденсируется на внутренней стороне ЭЛТ, образуя слой, содержащий захваченные молекулы газа. Водород может присутствовать в материале, чтобы помочь распределить пары бария. Материал нагревается до температур выше 1000 °C, заставляя его испаряться. [309] [310] [230] Частичная потеря вакуума в ЭЛТ может привести к размытому изображению, синему свечению в горловине ЭЛТ, вспышкам, потере катодной эмиссии или проблемам с фокусировкой. [160]
Раньше ЭЛТ перестраивали; ремонтировали или восстанавливали. Процесс восстановления включал разборку ЭЛТ, разборку и ремонт или замену электронной пушки(ей), удаление и повторное осаждение фосфора и аквадага и т. д. Восстановление было популярно до 1960-х годов, потому что ЭЛТ были дорогими и быстро изнашивались, что делало ремонт стоящим. [307] Последний переработчик ЭЛТ в США закрылся в 2010 году, [311] а последний в Европе, RACS, который находился во Франции, закрылся в 2013 году. [312]
Также известное как омоложение, цель состоит в том, чтобы временно восстановить яркость изношенного ЭЛТ. Это часто делается путем осторожного увеличения напряжения на нагревателе катода, а также тока и напряжения на управляющих сетках электронной пушки вручную [ требуется ссылка ] . Некоторые омолажители также могут исправить короткие замыкания нагревателя и катода, пропустив через короткое замыкание емкостный разряд. [227]
Люминофоры в ЭЛТ испускают вторичные электроны, поскольку они находятся внутри вакуума ЭЛТ. Вторичные электроны собираются анодом ЭЛТ. [196] Вторичные электроны, генерируемые люминофорами, необходимо собирать, чтобы предотвратить возникновение зарядов на экране, что приведет к снижению яркости изображения [21], поскольку заряд будет отталкивать электронный луч.
Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы, [313] [314] [290] заменяя более ранние более тусклые люминофоры. Ранние красные и зеленые люминофоры содержали кадмий, [315] а некоторые черно-белые люминофоры ЭЛТ также содержали бериллий в форме силиката цинка-бериллия, [49] хотя также использовались белые люминофоры, содержащие кадмий, цинк и магний с серебром, медью или марганцем в качестве легирующих добавок. [21] Редкоземельные люминофоры, используемые в ЭЛТ, более эффективны (производят больше света), чем более ранние люминофоры. [316] Люминофоры прилипают к экрану из-за сил Ван-дер-Ваальса и электростатических сил. Люминофоры, состоящие из более мелких частиц, прилипают к экрану сильнее. Люминофоры вместе с углеродом, используемым для предотвращения утечки света (в цветных ЭЛТ), можно легко удалить, поцарапав. [138] [317]
Для ЭЛТ было доступно несколько десятков типов люминофоров. [318] Люминофоры классифицировались по цвету, стойкости, кривым подъема и спада яркости, цвету в зависимости от напряжения анода (для люминофоров, используемых в проникающих ЭЛТ), предполагаемому использованию, химическому составу, безопасности, чувствительности к выгоранию и свойствам вторичной эмиссии. [319] Примерами редкоземельных люминофоров являются оксид иттрия для красного цвета [320] и силицид иттрия для синего цвета в трубках с индексом пучка, [321], тогда как примерами более ранних люминофоров являются сульфид меди и кадмия для красного цвета,
Люминофоры SMPTE-C обладают свойствами, определенными стандартом SMPTE-C, который определяет цветовое пространство с тем же названием. Стандарт отдает приоритет точной цветопередаче, что было затруднено из-за различных люминофоров и цветовых пространств, используемых в цветовых системах NTSC и PAL. Телевизоры PAL субъективно имеют лучшую цветопередачу из-за использования насыщенных зеленых люминофоров, которые имеют относительно длительное время затухания, что допускается в PAL, поскольку в PAL больше времени для затухания люминофоров из-за его более низкой частоты кадров. Люминофоры SMPTE-C использовались в профессиональных видеомониторах. [322] [323]
Фосфорное покрытие на монохромных и цветных ЭЛТ может иметь алюминиевое покрытие на задней стороне, используемое для отражения света вперед, обеспечения защиты от ионов для предотвращения ожога ионов отрицательными ионами на люминофоре, управления теплом, выделяемым электронами, сталкивающимися с люминофором, [324] предотвращения накопления статического электричества, которое может отталкивать электроны от экрана, формирования части анода и сбора вторичных электронов, генерируемых люминофорами на экране после попадания электронного пучка, обеспечивая электронам обратный путь. [325] [143] [326] [324] [21] Электронный луч проходит через алюминиевое покрытие перед попаданием на люминофоры на экране; алюминий ослабляет напряжение электронного пучка примерно на 1 кВ. [327] [21] [319] На люминофоры может быть нанесена пленка или лак для уменьшения шероховатости поверхности, образованной люминофорами, чтобы позволить алюминиевому покрытию иметь однородную поверхность и предотвратить его соприкосновение со стеклом экрана. [328] [329] Это известно как пленкование. [175] Лак содержит растворители, которые позже испаряются; лак может быть химически шероховат, чтобы создать алюминиевое покрытие с отверстиями, позволяющими растворителям выходить. [329]
Различные люминофоры доступны в зависимости от потребностей измерения или отображения приложения. Яркость, цвет и устойчивость освещения зависят от типа люминофора, используемого на экране ЭЛТ. Доступны люминофоры с устойчивостью от менее одной микросекунды до нескольких секунд. [330] Для визуального наблюдения кратковременных переходных событий может быть желателен люминофор с длительной устойчивостью. Для событий, которые являются быстрыми и повторяющимися или высокочастотными, обычно предпочтительнее люминофор с короткой устойчивостью. [331] Устойчивость люминофора должна быть достаточно низкой, чтобы избежать размытия или артефактов ореолов при высоких частотах обновления. [111]
Изменения анодного напряжения могут привести к изменениям яркости в частях или во всем изображении, в дополнение к расплыванию, сжатию или увеличению или уменьшению масштаба изображения. Более низкие напряжения приводят к расплыванию и увеличению масштаба, в то время как более высокие напряжения делают противоположное. [332] [333] Некоторое расплывание неизбежно, что можно увидеть в виде ярких областей изображения, которые расширяются, искажают или отодвигают в сторону окружающие более темные области того же изображения. Расплывание происходит из-за того, что яркие области имеют более высокий ток электронного луча от электронной пушки, что делает луч более широким и затрудняет его фокусировку. Плохая регулировка напряжения приводит к снижению фокусировки и напряжения анода с увеличением тока электронного луча. [155]
Куполообразование — это явление, обнаруженное в некоторых телевизорах с ЭЛТ, при котором части теневой маски нагреваются. В телевизорах, которые демонстрируют такое поведение, оно, как правило, происходит в сценах с высоким контрастом, в которых есть в основном темная сцена с одним или несколькими локализованными яркими пятнами. Когда электронный луч попадает на теневую маску в этих областях, она нагревается неравномерно. Теневая маска деформируется из-за разницы температур, что приводит к тому, что электронная пушка попадает на неправильные цветные люминофоры и в пораженной области отображаются неправильные цвета. [334] Тепловое расширение приводит к расширению теневой маски примерно на 100 микрон. [335] [336] [337] [338]
Во время нормальной работы теневая маска нагревается примерно до 80–90 °C. [339] Яркие области изображений нагревают теневую маску сильнее, чем темные области, что приводит к неравномерному нагреву теневой маски и ее деформации (засветке) из-за теплового расширения, вызванного нагревом повышенным током электронного пучка. [340] [341] Теневая маска обычно изготавливается из стали, но ее можно изготовить из инвара [116] (сплава никеля и железа с низким тепловым расширением), поскольку он выдерживает в два-три раза больший ток, чем обычные маски, без заметной деформации, [111] [342] [63], что упрощает достижение более высокого разрешения ЭЛТ. [343] Покрытия, рассеивающие тепло, могут быть нанесены на теневую маску для ограничения засветки [344] [345] в процессе, называемом чернением. [346] [347]
Биметаллические пружины могут использоваться в ЭЛТ, используемых в телевизорах, для компенсации деформации, которая возникает, когда электронный луч нагревает теневую маску, вызывая тепловое расширение. [62] Теневая маска устанавливается на экран с помощью металлических деталей [348] или рельса или рамки [349] [350] [351] , которые припаиваются к воронке или стеклу экрана соответственно, [256] удерживая теневую маску в натяжении, чтобы минимизировать деформацию (если маска плоская, используется в компьютерных мониторах с ЭЛТ с плоским экраном) и обеспечивая более высокую яркость и контрастность изображения.
Экраны с апертурной решеткой ярче, поскольку пропускают больше электронов, но им требуются поддерживающие провода. Они также более устойчивы к деформации. [111] Цветным ЭЛТ требуется более высокое анодное напряжение, чем монохромным ЭЛТ, чтобы достичь той же яркости, поскольку теневая маска блокирует большую часть электронного пучка. Щелевые маски [50] и особенно апертурные решетки не блокируют столько электронов, что приводит к более яркому изображению для данного анодного напряжения, но ЭЛТ с апертурной решеткой тяжелее. [116] Теневые маски блокируют [352] 80–85% [340] [339] электронного пучка, в то время как апертурные решетки пропускают больше электронов. [353]
Яркость изображения связана с анодным напряжением и размером ЭЛТ, поэтому для больших экранов [354] и более высокой яркости изображения требуются более высокие напряжения. Яркость изображения также контролируется током электронного пучка. [235] Более высокие анодные напряжения и токи электронного пучка также означают большее количество рентгеновских лучей и тепловыделение, поскольку электроны имеют более высокую скорость и энергию. [155] Свинцовое стекло и специальное бариево-стронциевое стекло используются для блокировки большинства рентгеновских излучений.
Практическим ограничением размера ЭЛТ является вес толстого стекла, необходимого для безопасного поддержания вакуума, [355] поскольку внешняя часть ЭЛТ подвергается полному атмосферному давлению , которое, например, составляет 5800 фунтов-силы (26 000 Н ) на 27-дюймовом (400 дюймов 2 ) экране. [356] Например, большой 43-дюймовый Sony PVM-4300 весит 440 фунтов или 200 кг , [357] намного тяжелее 32-дюймовых ЭЛТ (до 163 фунтов или 74 кг) и 19-дюймовых ЭЛТ (до 60 фунтов или 27 кг). Гораздо более легкие телевизоры с плоским экраном весят всего ~18 фунтов (8,2 кг) для 32-дюймовых и 6,5 фунтов (2,9 кг) для 19-дюймовых. [358]
Размер также ограничен анодным напряжением, поскольку для предотвращения искрения , а также вызванных им электрических потерь и образования озона потребуется более высокая диэлектрическая прочность , не жертвуя при этом яркостью изображения.
Создание теневых масок также становится все более сложным с увеличением разрешения и размера. [343]
При высоких углах отклонения, разрешениях и частотах обновления (поскольку более высокие разрешения и частоты обновления требуют применения значительно более высоких частот к горизонтальным отклоняющим катушкам) отклоняющее ярмо начинает вырабатывать большое количество тепла из-за необходимости перемещения электронного луча под большим углом, что, в свою очередь, требует экспоненциально большего количества энергии. Например, чтобы увеличить угол отклонения с 90 до 120°, потребляемая мощность ярма также должна увеличиться с 40 Вт до 80 Вт, а чтобы увеличить его еще больше со 120 до 150°, мощность отклонения должна снова увеличиться с 80 до 160 Вт . Обычно это делает ЭЛТ, которые выходят за пределы определенных углов отклонения, разрешений и частот обновления, непрактичными, поскольку катушки будут генерировать слишком много тепла из-за сопротивления, вызванного скин-эффектом , поверхностными и вихревыми потерями и/или, возможно, заставляя стекло под катушкой становиться проводящим (поскольку электропроводность стекла уменьшается с ростом температуры). Некоторые отклоняющие ярма предназначены для рассеивания тепла, которое возникает при их работе. [115] [359] [284] [360] [361] [362] Более высокие углы отклонения в цветных ЭЛТ напрямую влияют на сходимость в углах экрана, что требует дополнительной схемы компенсации для обработки мощности и формы электронного пучка, что приводит к более высоким затратам и энергопотреблению. [363] [364] Более высокие углы отклонения позволяют ЭЛТ заданного размера быть тоньше, однако они также оказывают большую нагрузку на оболочку ЭЛТ, особенно на панель, уплотнение между панелью и воронкой и на воронку. Воронка должна быть достаточно длинной, чтобы минимизировать напряжение, поскольку более длинная воронка может иметь лучшую форму для снижения напряжения. [99] [365]
На ЭЛТ частота обновления зависит от разрешения, оба из которых в конечном итоге ограничены максимальной частотой горизонтальной развертки ЭЛТ. Размытость изображения также зависит от времени затухания люминофоров. Люминофоры, которые затухают слишком медленно для заданной частоты обновления, могут вызвать размытие или размытость изображения. На практике ЭЛТ ограничены частотой обновления 160 Гц. [372] ЖК-дисплеи, которые могут конкурировать с OLED (двухслойные и мини-светодиодные ЖК-дисплеи), не доступны с высокой частотой обновления, хотя ЖК-дисплеи на квантовых точках (QLED) доступны с высокой частотой обновления (до 144 Гц) [373] и конкурируют по цветопередаче с OLED. [374]
Мониторы с ЭЛТ все еще могут превосходить ЖК- и OLED-мониторы по задержке ввода, поскольку между ЭЛТ и разъемом дисплея монитора нет обработки сигнала, поскольку мониторы с ЭЛТ часто используют VGA, который обеспечивает аналоговый сигнал, который может быть напрямую подан на ЭЛТ. Видеокарты, разработанные для использования с ЭЛТ, могут иметь RAMDAC для генерации аналоговых сигналов, необходимых для ЭЛТ. [375] [9] Кроме того, мониторы с ЭЛТ часто способны отображать четкие изображения с несколькими разрешениями, эта способность известна как мультисинхронизация . [376] По этим причинам ЭЛТ часто предпочитают для видеоигр, созданных в начале 2000-х годов и ранее, несмотря на их объем, вес и тепловыделение, при этом некоторые части технологии напрямую требуют ЭЛТ для работы, поскольку не были созданы с учетом функциональности современных дисплеев. [377] [367]
ЭЛТ-мониторы, как правило, более долговечны, чем их аналоги с плоскими панелями [9] , хотя существуют и специализированные ЖК-мониторы, обладающие аналогичной долговечностью.
ЭЛТ выпускались в двух основных категориях: кинескопы и дисплейные трубки. [69] Кинескопы использовались в телевизорах, в то время как дисплейные трубки использовались в компьютерных мониторах. Дисплейные трубки имели более высокое разрешение и при использовании в компьютерных мониторах иногда имели регулируемую развертку за пределами экрана , [378] [379] или иногда за пределами экрана. [380] [381] ЭЛТ с кинескопами имеют развертку за пределами экрана, то есть фактические края изображения не отображаются; это сделано намеренно, чтобы обеспечить возможность регулировок между телевизорами с ЭЛТ, предотвращая отображение на экране неровных краев (из-за засветки). Теневая маска может иметь канавки, которые отражают электроны, не попавшие на экран из-за развертки за пределами экрана . [382] [111] Цветные кинескопы, используемые в телевизорах, также были известны как КПТ. [383] ЭЛТ также иногда называют трубками Брауна. [384] [385]
Если ЭЛТ является черно-белым (B&W или монохромным) ЭЛТ, в горловине имеется одна электронная пушка, а воронка покрыта изнутри алюминием , который был нанесен путем испарения; алюминий испаряется в вакууме и конденсируется на внутренней стороне ЭЛТ. [175] Алюминий устраняет необходимость в ионных ловушках , необходимых для предотвращения выгорания ионов на люминофоре, а также отражает свет, генерируемый люминофором, в сторону экрана, управляя теплом и поглощая электроны, обеспечивая им обратный путь; ранее воронки покрывались изнутри аквадагом, который использовался, потому что его можно наносить как краску; [165] люминофоры оставались непокрытыми. [21] Алюминий начали применять в ЭЛТ в 1950-х годах, покрывая внутреннюю часть ЭЛТ, включая люминофоры, что также увеличивало яркость изображения, поскольку алюминий отражал свет (который в противном случае терялся бы внутри ЭЛТ) в сторону внешней стороны ЭЛТ. [21] [386] [387] [388] В алюминизированных монохромных ЭЛТ Aquadag используется снаружи. Имеется единое алюминиевое покрытие, покрывающее воронку и экран. [175]
Экран, воронка и горловина сплавлены в единую оболочку, возможно, с использованием свинцово-эмалевых уплотнений, в воронке сделано отверстие, на которое установлен колпачок анода, а затем нанесены фосфор, аквадаг и алюминий. [65] Ранее монохромные ЭЛТ использовали ионные ловушки, для которых требовались магниты; магнит использовался для отклонения электронов от более сложных для отклонения ионов, пропуская электроны, в то время как ионы сталкивались с листом металла внутри электронной пушки. [389] [160] [324] Ионный ожог приводит к преждевременному износу фосфора. Поскольку ионы сложнее отклонить, чем электроны, ионный ожог оставляет черную точку в центре экрана. [160] [324]
Внутреннее аквадаговое или алюминиевое покрытие было анодом и служило для ускорения электронов к экрану, сбора их после удара об экран, выступая в качестве конденсатора вместе с внешним аквадаговым покрытием. Экран имеет однородный фосфорный слой и не имеет теневой маски, технически не имея предела разрешения. [390] [167] [391]
Монохромные ЭЛТ могут использовать кольцевые магниты для регулировки центрирования электронного пучка и магниты вокруг отклоняющего ярма для регулировки геометрии изображения. [276] [392]
Когда монохромный ЭЛТ выключается, сам экран уменьшается до маленькой белой точки в центре, а люминофоры гаснут, выстреливаемые электронной пушкой; иногда требуется некоторое время, чтобы это исчезло. [ необходима цитата ]
Цветные ЭЛТ используют три разных люминофора, которые излучают красный, зеленый и синий свет соответственно. Они упакованы вместе в полосы (как в конструкциях апертурной решетки ) или кластеры, называемые «триадами» (как в ЭЛТ с теневой маской). [394] [395]
Цветные ЭЛТ имеют три электронные пушки, по одной для каждого основного цвета (красный, зеленый и синий), расположенные либо по прямой линии (в линию), либо в равносторонней треугольной конфигурации (пушки обычно сконструированы как единое целое). [188] [269] [396] [397] [398] Треугольную конфигурацию часто называют дельта-пушкой , основываясь на ее связи с формой греческой буквы дельта (Δ). Расположение люминофоров такое же, как и у электронных пушек. [188] [399] Решетка или маска поглощает электроны, которые в противном случае попали бы не на тот люминофор. [400]
В теневой маске используется металлическая пластина с крошечными отверстиями, обычно в дельта-конфигурации, размещенная таким образом, что электронный луч освещает только правильные люминофоры на лицевой стороне трубки; [394] блокируя все остальные электроны. [100] Теневые маски, которые используют щели вместо отверстий, известны как щелевые маски. [9] Отверстия или щели сужаются [401] [402] так, что электроны, которые попадают внутрь любого отверстия, будут отражаться обратно, если они не поглощаются (например, из-за локального накопления заряда), вместо того, чтобы отскакивать через отверстие и попадать в случайное (неправильное) место на экране. Другой тип цветной ЭЛТ (Trinitron) использует апертурную решетку из натянутых вертикальных проводов для достижения того же результата. [400] Теневая маска имеет одно отверстие для каждой триады. [188] Теневая маска обычно находится на расстоянии 1 ⁄ 2 дюйма позади экрана. [116]
ЭЛТ Trinitron отличались от других цветных ЭЛТ тем, что имели одну электронную пушку с тремя катодами, апертурную решетку, которая пропускала больше электронов, увеличивая яркость изображения (поскольку апертурная решетка не блокировала столько электронов), и вертикально цилиндрический экран, а не изогнутый. [403]
Три электронные пушки находятся в горловине (за исключением Trinitron), а красный, зеленый и синий люминофоры на экране могут быть разделены черной сеткой или матрицей (называемой Toshiba черной полосой). [64]
Воронка покрыта аквадагом с обеих сторон, в то время как экран имеет отдельное алюминиевое покрытие, нанесенное в вакууме, [188] [115] осажденное после нанесения фосфорного покрытия, обращенное к электронной пушке. [404] [405] Алюминиевое покрытие защищает фосфор от ионов, поглощает вторичные электроны, предоставляя им обратный путь, не давая им электростатически заряжать экран, который затем отталкивал бы электроны и уменьшал бы яркость изображения, отражает свет от фосфора вперед и помогает управлять теплом. Он также служит анодом ЭЛТ вместе с внутренним покрытием аквадагом. Внутреннее покрытие электрически соединено с электродом электронной пушки с помощью пружин, образуя конечный анод. [189] [188] Внешнее покрытие аквадагом соединено с землей , возможно, с помощью ряда пружин или жгута, который контактирует с аквадагом. [406] [407]
Теневая маска поглощает или отражает электроны, которые в противном случае попадут на неправильные точки люминофора, [391] вызывая проблемы с чистотой цвета (обесцвечивание изображений); другими словами, при правильной настройке теневая маска помогает обеспечить чистоту цвета. [188] Когда электроны попадают на теневую маску, они выделяют свою энергию в виде тепла и рентгеновских лучей. Если у электронов слишком много энергии, например, из-за слишком высокого анодного напряжения, теневая маска может деформироваться из-за тепла, что также может произойти во время обжига в печи Лера при температуре ~435 °C фриттового уплотнения между лицевой панелью и воронкой ЭЛТ. [352] [408]
Теневые маски были заменены в телевизорах щелевыми масками в 1970-х годах, поскольку щелевые маски пропускали больше электронов, увеличивая яркость изображения. Теневые маски могут быть электрически подключены к аноду ЭЛТ. [409] [50] [410] [411] Trinitron использовал одну электронную пушку с тремя катодами вместо трех полных пушек. ЭЛТ-мониторы ПК обычно используют теневые маски, за исключением Trinitron от Sony, Diamondtron от Mitsubishi и Cromaclear от NEC ; Trinitron и Diamondtron используют апертурные решетки, в то время как Cromaclear использует щелевую маску. Некоторые ЭЛТ с теневой маской имеют цветные люминофоры, которые меньше по диаметру, чем электронные лучи, используемые для их освещения, [412] с намерением покрыть весь люминофор, увеличивая яркость изображения. [413] Теневые маски могут быть спрессованы в изогнутую форму. [414] [415] [416]
Ранние цветные ЭЛТ не имели черной матрицы, которая была представлена Zenith в 1969 году и Panasonic в 1970 году. [413] [417] [132] Черная матрица устраняет утечку света из одного люминофора в другой, поскольку черная матрица изолирует точки люминофора друг от друга, поэтому часть электронного луча касается черной матрицы. Это также становится необходимым из-за деформации теневой маски. [64] [412] Утечка света все еще может происходить из-за блуждающих электронов, попадающих в неправильные точки люминофора. При высоких разрешениях и частотах обновления люминофоры получают лишь очень небольшое количество энергии, ограничивая яркость изображения. [343]
Для создания черной матрицы использовалось несколько методов. Один метод заключался в покрытии экрана фоторезистом, таким как поливинилалкогольный фоторезист, сенсибилизированный дихроматом, который затем высушивался и экспонировался; неэкспонированные области удалялись, и весь экран покрывался коллоидным графитом для создания углеродной пленки, а затем перекись водорода использовалась для удаления оставшегося фоторезиста вместе с углеродом, который был поверх него, создавая отверстия, которые, в свою очередь, создавали черную матрицу. Фоторезист должен был иметь правильную толщину, чтобы обеспечить достаточную адгезию к экрану, в то время как этап экспонирования должен был контролироваться, чтобы избежать слишком маленьких или больших отверстий с неровными краями, вызванными дифракцией света, что в конечном итоге ограничивало максимальное разрешение больших цветных ЭЛТ. [412] Затем отверстия заполнялись люминофором с использованием метода, описанного выше. Другой метод использовал люминофоры, взвешенные в ароматической соли диазония, которые прилипали к экрану при воздействии света; люминофоры наносились, затем экспонировались, чтобы заставить их прилипнуть к экрану, повторяя процесс один раз для каждого цвета. Затем на оставшиеся области экрана наносился углерод, при этом весь экран подвергался воздействию света, чтобы создать черную матрицу, а затем к экрану применялся процесс фиксации с использованием водного полимерного раствора, чтобы сделать фосфоры и черную матрицу устойчивыми к воде. [417] Вместо углерода в черной матрице может использоваться черный хром. [412] Также использовались и другие методы. [418] [419] [420] [421]
Люминофоры наносятся с помощью фотолитографии . Внутренняя сторона экрана покрыта частицами люминофора, взвешенными в фоторезистивной суспензии ПВА, [422] [423] которая затем высушивается с помощью инфракрасного света, [424] экспонируется и проявляется. Экспонирование выполняется с помощью «маяка», который использует источник ультрафиолетового света с корректирующей линзой, чтобы позволить ЭЛТ достичь чистоты цвета. Съемные теневые маски с подпружиненными зажимами используются в качестве фотошаблонов. Процесс повторяется со всеми цветами. Обычно первым наносится зеленый люминофор. [188] [425] [426] [427] После нанесения люминофора экран запекается для устранения любых органических химикатов (таких как ПВА, который использовался для нанесения люминофора), которые могут остаться на экране. [417] [428] В качестве альтернативы люминофоры можно наносить в вакуумной камере, испаряя их и позволяя им конденсироваться на экране, создавая очень равномерное покрытие. [236] В ранних цветных ЭЛТ фосфор наносился с помощью шелкографии. [42] Люминофоры могут иметь цветные фильтры поверх себя (обращенные к зрителю), содержать пигмент цвета, излучаемого люминофором, [429] [314] или быть заключены в цветные фильтры для улучшения чистоты цвета и воспроизведения при одновременном снижении бликов. [426] [411] Такая технология продавалась Toshiba под торговой маркой Microfilter. [430] Плохая экспозиция из-за недостаточного освещения приводит к плохой адгезии люминофора к экрану, что ограничивает максимальное разрешение ЭЛТ, поскольку меньшие точки люминофора, необходимые для более высокого разрешения, не могут получать столько света из-за своего меньшего размера. [431]
После покрытия экрана фосфором и алюминием и установки на него теневой маски экран прикрепляется к воронке с помощью стеклянной фритты, которая может содержать 65–88% оксида свинца по весу. Оксид свинца необходим для того, чтобы стеклянная фритта имела низкую температуру плавления. Оксид бора (III) также может присутствовать для стабилизации фритты, а порошок оксида алюминия в качестве наполнителя для контроля теплового расширения фритты. [432] [149] [6] Фритта может применяться в виде пасты, состоящей из частиц фритты, суспендированных в амилацетате или в полимере с мономером алкилметакрилата вместе с органическим растворителем для растворения полимера и мономера. [433] [434] Затем ЭЛТ запекается в печи в так называемом Лере, чтобы затвердеть фритта, герметизируя воронку и экран вместе. Фритта содержит большое количество свинца, в результате чего цветные ЭЛТ содержат больше свинца, чем их монохромные аналоги. С другой стороны, монохромные ЭЛТ не требуют фритты; воронка может быть непосредственно приварена к стеклу [100] путем расплавления и соединения краев воронки и экрана с помощью газового пламени. Фритта используется в цветных ЭЛТ для предотвращения деформации теневой маски и экрана во время процесса сплавления. Края экрана и края воронки ЭЛТ, которые сопрягаются с экраном, никогда не плавятся. [188] Перед нанесением пасты фритты на края воронки и экрана можно нанести грунтовку для улучшения адгезии. [435] Процесс сушки в печи Лера состоит из нескольких последовательных этапов, в ходе которых ЭЛТ постепенно нагревается, а затем охлаждается до тех пор, пока она не достигнет температуры 435–475 °C [433] (в других источниках могут быть указаны другие температуры, например 440 °C) [436] После сушки в печи Лера ЭЛТ продувается воздухом или азотом для удаления загрязнений, электронная пушка вставляется и герметизируется в горловину ЭЛТ, и на ЭЛТ образуется вакуум. [437] [211]
Из-за ограничений в точности размеров, с которыми ЭЛТ могут быть изготовлены экономически выгодно, на практике не представляется возможным построить цветные ЭЛТ, в которых три электронных луча могли бы быть выровнены для попадания на люминофоры соответствующего цвета в приемлемой координации, исключительно на основе геометрической конфигурации осей электронной пушки и положений апертуры пушки, апертур теневой маски и т. д. Теневая маска гарантирует, что один луч попадет только на пятна определенных цветов люминофоров, но незначительные изменения в физическом выравнивании внутренних частей среди отдельных ЭЛТ приведут к изменениям в точном выравнивании лучей через теневую маску, позволяя некоторым электронам, например, красного луча, попадать, скажем, на синие люминофоры, если только не будет сделана некоторая индивидуальная компенсация дисперсии среди отдельных трубок.
Конвергенция цветов и чистота цвета — это два аспекта этой единой проблемы. Во-первых, для правильной цветопередачи необходимо, чтобы независимо от того, где лучи отклоняются на экране, все три попадали в одну и ту же точку (и номинально проходили через одно и то же отверстие или щель) на теневой маске. [ необходимо разъяснение ] Это называется конвергенцией. [438] Более конкретно, конвергенция в центре экрана (без отклоняющего поля, применяемого ярмом) называется статической конвергенцией, а конвергенция по остальной площади экрана (особенно по краям и углам) называется динамической конвергенцией. [117] Лучи могут сходиться в центре экрана и все же отклоняться друг от друга, поскольку они отклоняются к краям; можно сказать, что такая ЭЛТ имеет хорошую статическую конвергенцию, но плохую динамическую конвергенцию. Во-вторых, каждый луч должен попадать только на люминофоры того цвета, для которого он предназначен, и ни на какие другие. Это называется чистотой. Как и в случае с конвергенцией, существуют статическая чистота и динамическая чистота, с теми же значениями «статический» и «динамический», что и для конвергенции. Конвергенция и чистота — это разные параметры; ЭЛТ может иметь хорошую чистоту, но плохую конвергенцию, или наоборот. Плохая конвергенция приводит к появлению цветных «теней» или «призраков» вдоль отображаемых краев и контуров, как если бы изображение на экране было напечатано методом глубокой печати с плохой регистрацией. Плохая чистота приводит к тому, что объекты на экране выглядят нецветными, хотя их края остаются четкими. Проблемы с чистотой и конвергенцией могут возникать одновременно, в одной и той же или разных областях экрана или по всему экрану, а также равномерно или в большей или меньшей степени в разных частях экрана.
Решением проблем статической конвергенции и чистоты является набор кольцевых магнитов выравнивания цвета, установленных вокруг горловины ЭЛТ. [439] Эти подвижные слабые постоянные магниты обычно устанавливаются на заднем конце узла отклоняющего ярма и устанавливаются на заводе для компенсации любых ошибок статической чистоты и конвергенции, которые присущи неотрегулированной трубке. Обычно имеется две или три пары из двух магнитов в форме колец, изготовленных из пластика, пропитанного магнитным материалом, с их магнитными полями, параллельными плоскостям магнитов, которые перпендикулярны осям электронной пушки. Часто одна пара колец имеет 2 полюса, другая — 4, а оставшееся кольцо — 6 полюсов. [440] Каждая пара магнитных колец образует один эффективный магнит, вектор поля которого можно полностью и свободно регулировать (как по направлению, так и по величине). Вращая пару магнитов относительно друг друга, можно изменять их относительное выравнивание поля, регулируя эффективную напряженность поля пары. (Поскольку они вращаются относительно друг друга, поле каждого магнита можно считать имеющим два противоположных компонента под прямым углом, и эти четыре компонента [по два для двух магнитов] образуют две пары, одна пара усиливает друг друга, а другая пара противостоит и нейтрализует друг друга. Вращаясь от выравнивания, взаимно усиливающие компоненты поля магнитов уменьшаются, поскольку они обмениваются на увеличивающиеся противоположные, взаимно нейтрализующие компоненты.) Вращая пару магнитов вместе, сохраняя относительный угол между ними, можно изменять направление их коллективного магнитного поля. В целом, регулировка всех магнитов конвергенции/чистоты позволяет применять тонко настроенное небольшое отклонение электронного пучка или боковое смещение, что компенсирует незначительные статические ошибки конвергенции и чистоты, присущие некалиброванной трубке. После установки эти магниты обычно приклеиваются на место, но обычно их можно освободить и повторно отрегулировать в полевых условиях (например, в мастерской по ремонту телевизоров), если это необходимо.
На некоторых ЭЛТ добавляются дополнительные фиксированные регулируемые магниты для динамической конвергенции или динамической чистоты в определенных точках экрана, обычно вблизи углов или краев. Дальнейшая настройка динамической конвергенции и чистоты обычно не может быть выполнена пассивно, а требует активных компенсационных схем, одна для коррекции конвергенции по горизонтали, а другая для коррекции по вертикали. В этом случае отклоняющее ярмо содержит катушки конвергенции, набор из двух на цвет, намотанные на один сердечник, к которому применяются сигналы конвергенции. Это означает 6 катушек конвергенции в группах по 3, с 2 катушками на группу, с одной катушкой для горизонтальной коррекции конвергенции и другой для вертикальной коррекции конвергенции, причем каждая группа делит сердечник. Группы разделены на 120° друг от друга. Динамическая конвергенция необходима, поскольку передняя часть ЭЛТ и теневая маска не являются сферическими, что компенсирует дефокусировку электронного пучка и астигматизм. Тот факт, что экран ЭЛТ не является сферическим [441], приводит к проблемам геометрии, которые можно исправить с помощью схемы. [442] Сигналы, используемые для конвергенции, представляют собой параболические формы волн, полученные из трех сигналов, поступающих из вертикальной выходной схемы. Параболический сигнал подается в катушки конвергенции, в то время как два других являются пилообразными сигналами, которые при смешивании с параболическими сигналами создают необходимый сигнал для конвергенции. Резистор и диод используются для фиксации сигнала конвергенции в центре экрана, чтобы предотвратить его влияние на статическую конвергенцию. Горизонтальная и вертикальная схемы конвергенции похожи. Каждая схема имеет два резонатора, один обычно настроен на 15 625 Гц, а другой на 31 250 Гц, которые устанавливают частоту сигнала, отправляемого на катушки конвергенции. [443] Динамическая конвергенция может быть достигнута с помощью электростатических квадрупольных полей в электронной пушке. [444] Динамическая конвергенция означает, что электронный луч не движется по идеально прямой линии между отклоняющими катушками и экраном, поскольку катушки конвергенции заставляют его искривляться, чтобы соответствовать экрану.
Вместо этого сигнал конвергенции может быть пилообразным сигналом с небольшим синусоидальным видом, синусоидальная часть волны создается с использованием конденсатора, последовательно соединенного с каждой отклоняющей катушкой. В этом случае сигнал конвергенции используется для управления отклоняющими катушками. Синусоидальная часть волны сигнала заставляет электронный луч двигаться медленнее вблизи краев экрана. Конденсаторы, используемые для создания сигнала конвергенции, известны как s-конденсаторы. Этот тип конвергенции необходим из-за высоких углов отклонения и плоских экранов многих компьютерных мониторов с ЭЛТ. Значение s-конденсаторов должно быть выбрано на основе частоты сканирования ЭЛТ, поэтому многосинхронизирующие мониторы должны иметь разные наборы s-конденсаторов, по одному для каждой частоты обновления. [111]
Вместо этого динамическая сходимость может быть достигнута в некоторых ЭЛТ с использованием только кольцевых магнитов, магнитов, приклеенных к ЭЛТ, и путем изменения положения отклоняющего ярма, положение которого может поддерживаться с помощью установочных винтов, зажима и резиновых клиньев. [117] [445] ЭЛТ с углом отклонения 90° могут использовать «самосходимость» без динамической сходимости, что вместе с линейным расположением триады устраняет необходимость в отдельных катушках сходимости и связанных с ними схемах, снижая затраты. сложность и глубину ЭЛТ на 10 миллиметров. Самосходимость работает посредством «неоднородных» магнитных полей. Динамическая сходимость необходима в ЭЛТ с углом отклонения 110°, и квадрупольные обмотки на отклоняющем ярме на определенной частоте также могут использоваться для динамической сходимости. [446]
Динамическая цветовая конвергенция и чистота являются одной из главных причин, по которой до конца своей истории ЭЛТ были длинношеими (глубокими) и имели двуосно изогнутые грани; эти геометрические характеристики дизайна необходимы для внутренней пассивной динамической цветовой конвергенции и чистоты. Только начиная с 1990-х годов стали доступны сложные схемы активной динамической компенсации конвергенции, которые сделали ЭЛТ с короткой шейкой и плоской гранью работоспособными. Эти схемы активной компенсации используют отклоняющее ярмо для точной регулировки отклонения луча в соответствии с целевым местоположением луча. Те же методы (и основные компоненты схемы) также делают возможной регулировку поворота изображения на дисплее, перекоса и других сложных параметров геометрии растра с помощью электроники под управлением пользователя. [111]
В качестве альтернативы пушки могут быть выровнены друг с другом (конвергентны) с помощью колец конвергенции, расположенных прямо снаружи шеи; по одному кольцу на пушку. Кольца могут иметь северный и южный полюса. Может быть 4 набора колец, один для регулировки конвергенции RGB, второй для регулировки конвергенции красного и синего, третий для регулировки вертикального сдвига растра и четвертый для регулировки чистоты. Вертикальный сдвиг растра регулирует прямолинейность линии сканирования. ЭЛТ также могут использовать динамические схемы конвергенции, которые обеспечивают правильную конвергенцию на краях ЭЛТ. Магниты из пермаллоя также могут использоваться для коррекции конвергенции на краях. Конвергенция осуществляется с помощью рисунка перекрестной штриховки (сетки). [447] [448] Другие ЭЛТ могут вместо этого использовать магниты, которые вдавливаются внутрь и наружу вместо колец. [407] В ранних цветных ЭЛТ отверстия в теневой маске становились все меньше по мере их расширения от центра экрана, чтобы способствовать конвергенции. [413]
Если теневая маска или апертурная решетка намагничиваются, ее магнитное поле изменяет пути электронных лучей. Это вызывает ошибки «чистоты цвета», поскольку электроны больше не следуют только своим предполагаемым путям, и некоторые из них попадут на некоторые люминофоры других цветов, нежели предполагаемый. Например, некоторые электроны из красного луча могут попадать на синие или зеленые люминофоры, накладывая пурпурный или желтый оттенок на части изображения, которые должны быть чисто красными. (Этот эффект локализован в определенной области экрана, если намагничивание локализовано.) Поэтому важно, чтобы теневая маска или апертурная решетка не были намагничены. Магнитное поле Земли может оказывать влияние на чистоту цвета ЭЛТ. [447] Из-за этого некоторые ЭЛТ имеют внешние магнитные экраны над своими воронками. Магнитный экран может быть изготовлен из мягкого железа или мягкой стали и содержать размагничивающую катушку. [449] Магнитный экран и теневая маска могут быть постоянно намагничены магнитным полем Земли, что отрицательно влияет на чистоту цвета при перемещении ЭЛТ. Эта проблема решается с помощью встроенной размагничивающей катушки, которая есть во многих телевизорах и компьютерных мониторах. Размагничивание может быть автоматическим, происходящим всякий раз, когда ЭЛТ включается. [450] [188] Магнитный экран также может быть внутренним, находясь внутри воронки ЭЛТ. [451] [452] [111] [453] [454] [455]
Цветные ЭЛТ-дисплеи в телевизорах и компьютерных мониторах часто имеют встроенную катушку размагничивания (размагничивания), установленную по периметру лицевой поверхности ЭЛТ. При включении питания ЭЛТ-дисплея схема размагничивания создает кратковременный переменный ток через катушку, который затухает до нуля в течение нескольких секунд, создавая затухающее переменное магнитное поле от катушки. Это поле размагничивания достаточно сильное, чтобы удалить намагничивание теневой маски в большинстве случаев, сохраняя чистоту цвета. [456] [457] В необычных случаях сильного намагничивания, когда внутреннего поля размагничивания недостаточно, теневая маска может быть размагничена снаружи с помощью более сильного портативного размагничивающего устройства или размагничивающего устройства. Однако чрезмерно сильное магнитное поле, будь то переменное или постоянное, может механически деформировать (изгибать) теневую маску, вызывая постоянное искажение цвета на дисплее, которое выглядит очень похожим на эффект намагничивания.
Шаг точек определяет максимальное разрешение дисплея, предполагая, что это ЭЛТ с дельта-пушкой. В них, когда сканируемое разрешение приближается к разрешению шага точек, появляется муар , поскольку отображаемые детали мельче, чем то, что может отобразить теневая маска. [458] Однако мониторы с апертурной решеткой не страдают от вертикального муара, поскольку их фосфорные полосы не имеют вертикальных деталей. В меньших ЭЛТ эти полосы сохраняют положение сами по себе, но для более крупных ЭЛТ с апертурной решеткой требуются одна или две поперечные (горизонтальные) опорные полосы: одна для меньших ЭЛТ и две для больших. Опорные провода блокируют электроны, в результате чего провода становятся видимыми. [459] В ЭЛТ с апертурной решеткой шаг точек заменяется шагом полос. Hitachi разработала теневую маску Enhanced Dot Pitch (EDP), в которой вместо круглых отверстий используются овальные отверстия с соответствующими овальными фосфорными точками. [411] Муар уменьшается в ЭЛТ с теневой маской путем расположения отверстий в теневой маске в виде сот. [111]
Проекционные ЭЛТ использовались в ЭЛТ-проекторах и ЭЛТ -телевизорах с обратной проекцией , и обычно были небольшими (7–9 дюймов в поперечнике); [265] имели люминофор, который генерировал красный, зеленый или синий свет, что делало их монохромными ЭЛТ; [460] и по конструкции были похожи на другие монохромные ЭЛТ. Более крупные проекционные ЭЛТ в целом работали дольше и могли обеспечивать более высокие уровни яркости и разрешения, но также были более дорогими. [461] [462] Проекционные ЭЛТ имеют необычно высокое анодное напряжение для своего размера (например, 27 или 25 кВ для 5- или 7-дюймовой проекционной ЭЛТ соответственно), [463] [464] и специально изготовленный вольфрамово-бариевый катод (вместо чистого оксида бария, который обычно используется), который состоит из атомов бария, внедренных в 20% пористый вольфрам или алюминаты бария и кальция или из оксидов бария, кальция и алюминия, нанесенных на пористый вольфрам; барий диффундирует через вольфрам, испуская электроны. [465] Специальный катод может выдавать 2 мА тока вместо 0,3 мА обычных катодов, [466] [465] [229] [167], что делает их достаточно яркими, чтобы использовать их в качестве источников света для проекции. Высокое анодное напряжение и специально изготовленный катод увеличивают напряжение и ток, соответственно, электронного пучка, что увеличивает свет, излучаемый люминофорами, а также количество тепла, выделяемого во время работы; это означает, что проекционные ЭЛТ нуждаются в охлаждении. Экран обычно охлаждается с помощью контейнера (экран является частью контейнера) с гликолем; гликоль сам по себе может быть окрашен, [467] или бесцветный гликоль может использоваться внутри контейнера, который может быть окрашен (образуя линзу, известную как c-элемент). Цветные линзы или гликоль используются для улучшения цветопередачи за счет яркости и используются только на красных и зеленых ЭЛТ. [468] [469] Каждый ЭЛТ имеет свой собственный гликоль, который имеет доступ к воздушному пузырю, что позволяет гликолю сжиматься и расширяться по мере его охлаждения и нагревания. Проекционные ЭЛТ могут иметь регулировочные кольца, как и цветные ЭЛТ, для регулировки астигматизма, [470] который является бликом электронного пучка (рассеянный свет, похожий на тени). [471] Они имеют три регулировочных кольца: одно с двумя полюсами, одно с четырьмя полюсами и еще одно с 6 полюсами. При правильной настройке проектор может отображать идеально круглые точки без бликов. [472] Экраны, используемые в проекционных ЭЛТ, были более прозрачными, чем обычно, с коэффициентом пропускания 90%. [115] Первые проекционные ЭЛТ были изготовлены в 1933 году. [473]
Проекционные ЭЛТ были доступны с электростатической и электромагнитной фокусировкой, последняя была более дорогой. Электростатическая фокусировка использовала электронику для фокусировки электронного луча вместе с фокусирующими магнитами вокруг шейки ЭЛТ для точной настройки фокусировки. Этот тип фокусировки со временем деградировал. Электромагнитная фокусировка была введена в начале 1990-х годов и включала электромагнитную фокусирующую катушку в дополнение к уже существующим фокусирующим магнитам. Электромагнитная фокусировка была намного более стабильной в течение срока службы ЭЛТ, сохраняя 95% своей резкости к концу срока службы ЭЛТ. [474]
Трубки с индексом пучка , также известные как Uniray, Apple CRT или Indextron, [475] были попыткой Philco в 1950-х годах создать цветную ЭЛТ без теневой маски, устраняя проблемы с конвергенцией и чистотой и позволяя использовать более мелкие ЭЛТ с более высокими углами отклонения. [476] Для этого также требовалось более низкое напряжение питания для конечного анода, поскольку в нем не использовалась теневая маска, которая обычно блокирует около 80% электронов, генерируемых электронной пушкой. Отсутствие теневой маски также делало его невосприимчивым к магнитному полю Земли, а также делало размагничивание ненужным и увеличивало яркость изображения. [477] Он был сконструирован аналогично монохромному ЭЛТ, с внешним покрытием из аквадага, внутренним покрытием из алюминия и одной электронной пушкой, но с экраном с чередующимся рисунком полос красного, зеленого, синего и УФ (индексного) люминофора (аналогично Trinitron) с установленной сбоку фотоумножительной трубкой [478] [477] или фотодиодом, направленным к задней части экрана и установленным на воронке ЭЛТ, для отслеживания электронного луча для активации люминофоров отдельно друг от друга с помощью того же электронного луча. Для отслеживания использовалась только полоса индексного люминофора, и это был единственный люминофор, который не был покрыт слоем алюминия. [327] Он был отложен из-за точности, необходимой для его производства. [479] [480] Он был возрожден Sony в 1980-х годах как Indextron, но его принятие было ограничено, по крайней мере отчасти из-за разработки ЖК-дисплеев. ЭЛТ с индексом луча также страдали от плохого коэффициента контрастности, составляющего всего около 50:1, поскольку некоторое излучение света люминофорами требовалось в любое время фотодиодами для отслеживания электронного луча. Это позволяло использовать цветные ЭЛТ-проекторы с одной ЭЛТ из-за отсутствия теневой маски; обычно ЭЛТ-проекторы используют три ЭЛТ, по одной для каждого цвета, [481] поскольку из-за высокого анодного напряжения и тока луча выделяется много тепла, что делает теневую маску непрактичной и неэффективной, поскольку она деформируется под воздействием выделяемого тепла (теневые маски поглощают большую часть электронного луча и, следовательно, большую часть энергии, переносимой релятивистскими электронами); три ЭЛТ означали, что во время установки проектора необходимо было выполнить сложную процедуру калибровки и регулировки [482] , а перемещение проектора потребовало бы его повторной калибровки. Один ЭЛТ означал, что необходимость в калибровке была устранена, но яркость была уменьшена, поскольку экран ЭЛТ должен был использоваться для трех цветов вместо того, чтобы каждый цвет имел свой собственный экран ЭЛТ. [475] Полосовой рисунок также накладывает ограничение на горизонтальное разрешение; в отличие от этого, трехэкранные ЭЛТ-проекторы не имеют теоретического ограничения по разрешению, поскольку они имеют одинарные, однородные люминофорные покрытия.
Плоские ЭЛТ — это те, у которых плоский экран. Несмотря на наличие плоского экрана, они могут быть не совсем плоскими, особенно внутри, а иметь значительно увеличенную кривизну. Заметным исключением является LG Flatron (производства LG.Philips Displays , позже LP Displays), который действительно плоский снаружи и внутри, но имеет приклеенную стеклянную панель на экране с натянутой полосой обода для обеспечения защиты от взрыва. Такие абсолютно плоские ЭЛТ были впервые представлены Zenith в 1986 году и использовали плоские натянутые теневые маски, где теневая маска удерживается под натяжением, обеспечивая повышенную устойчивость к расплыванию. [483] [484] [485] [256] [349] [486] Технология Flatron от LG основана на этой технологии, разработанной Zenith, [487] [488] компанией, которую купила LG. Плоские ЭЛТ имеют ряд проблем, таких как отклонение. Усилители вертикального отклонения необходимы для увеличения количества тока, который отправляется на вертикальные отклоняющие катушки, чтобы компенсировать уменьшенную кривизну. [283] ЭЛТ, используемые в Sinclair TV80 , и во многих Sony Watchman, были плоскими, то есть они были неглубокими, а их передние экраны были плоскими, но их электронные пушки были размещены сбоку от экрана. [489] [490] TV80 использовал электростатическое отклонение [491], в то время как Watchman использовал магнитное отклонение с фосфорным экраном, который был изогнут внутрь. Похожие ЭЛТ использовались в видеодомофонах. [492]
Радарные ЭЛТ, такие как 7JP4, имели круглый экран и сканировали луч от центра наружу. Отклоняющее ярмо вращалось, заставляя луч вращаться по кругу. [493] Экран часто имел два цвета, часто яркий короткий цвет с сохранением, который появлялся только при сканировании луча по дисплею, и долгое послесвечение фосфора с сохранением. Когда луч попадает на фосфор, фосфор ярко загорается, а когда луч уходит, более тусклое долгое послесвечение оставалось гореть там, где луч попадал на фосфор, рядом с радарными целями, которые были «написаны» лучом, пока луч снова не попадал на фосфор. [494] [495]
.jpg/1280px-Lissajous-Figur_1_zu_3_(Oszilloskop).jpg)
В осциллографических ЭЛТ используется электростатическое отклонение , а не магнитное отклонение, обычно используемое в телевизорах и других больших ЭЛТ. Луч отклоняется горизонтально путем приложения электрического поля между парой пластин слева и справа, и вертикально путем приложения электрического поля к пластинам сверху и снизу. Телевизоры используют магнитное, а не электростатическое отклонение, поскольку отклоняющие пластины препятствуют лучу, когда угол отклонения настолько велик, насколько это требуется для трубок, которые относительно короткие для их размера. Некоторые осциллографические ЭЛТ включают в себя пост-отклоняющие аноды (ПДА), которые имеют спиральную форму для обеспечения равномерного анодного потенциала по ЭЛТ и работают при напряжении до 15 кВ. В ПДА-ЭЛТ электронный луч отклоняется до ускорения, что улучшает чувствительность и разборчивость, особенно при анализе импульсов напряжения с короткими рабочими циклами. [496] [159] [497]
При отображении быстрых одноразовых событий электронный луч должен отклоняться очень быстро, при этом на экран попадает мало электронов, что приводит к слабому или невидимому изображению на дисплее. Осциллографические ЭЛТ, разработанные для очень быстрых сигналов, могут давать более яркое изображение, пропуская электронный луч через микроканальную пластину непосредственно перед тем, как он достигнет экрана. Благодаря явлению вторичной эмиссии эта пластина умножает количество электронов, достигающих фосфорного экрана, что обеспечивает значительное улучшение скорости записи (яркости), а также улучшенную чувствительность и размер пятна. [498] [499]
Большинство осциллографов имеют сетку как часть визуального дисплея, для облегчения измерений. Сетка может быть постоянно нанесена на внутреннюю поверхность ЭЛТ или может быть прозрачной внешней пластиной из стекла или акрилового пластика. Внутренняя сетка устраняет ошибку параллакса , но не может быть изменена для приспособления к различным типам измерений. [500] Осциллографы обычно предоставляют возможность подсветки сетки сбоку, что улучшает ее видимость. [501]
Они встречаются в аналоговых фосфорных запоминающих осциллографах . Они отличаются от цифровых запоминающих осциллографов , которые используют твердотельную цифровую память для хранения изображения.
Если осциллограф отслеживает одно кратковременное событие, то такое событие будет отображаться обычной трубкой только в то время, когда оно фактически происходит. Использование люминофора с длительным послесвечением может позволить наблюдать изображение после события, но только в течение нескольких секунд в лучшем случае. Это ограничение можно преодолеть, используя электронно-лучевую трубку с прямым обзором (накопительную трубку). Накопительная трубка будет продолжать отображать событие после того, как оно произошло, до тех пор, пока оно не будет стерто. Накопительная трубка похожа на обычную трубку, за исключением того, что она оснащена металлической сеткой, покрытой слоем диэлектрика, расположенным сразу за экраном люминофора. Внешнее приложенное напряжение к сетке изначально обеспечивает, чтобы вся сетка находилась под постоянным потенциалом. Эта сетка постоянно подвергается воздействию низкоскоростного электронного пучка из «пушки заливающего света», которая работает независимо от основной пушки. Эта пушка заливающего света не отклоняется, как основная пушка, а постоянно «освещает» всю сетку хранения. Первоначальный заряд на накопительной сетке таков, что отталкивает электроны от прожектора, не давая им попасть на фосфорный экран.
Когда основная электронная пушка записывает изображение на экран, энергии в основном луче достаточно, чтобы создать «потенциальный рельеф» на сетке хранения. Области, где создается этот рельеф, больше не отталкивают электроны от пушки потока, которые теперь проходят через сетку и освещают фосфорный экран. Следовательно, изображение, которое было на короткое время выведено основной пушкой, продолжает отображаться после того, как оно произошло. Изображение можно «стереть», повторно подавая внешнее напряжение на сетку, восстанавливая ее постоянный потенциал. Время, в течение которого изображение может отображаться, было ограничено, поскольку на практике пушка потока медленно нейтрализует заряд на сетке хранения. Один из способов сохранить изображение дольше — временно отключить пушку потока. Тогда изображение может сохраняться в течение нескольких дней. Большинство трубок хранения позволяют подавать на сетку хранения более низкое напряжение, которое медленно восстанавливает исходное состояние заряда. Изменяя это напряжение, можно получить переменную устойчивость. Отключение источника света и подачи напряжения на сетку накопителя позволяет такой трубке работать как обычная осциллографическая трубка. [502]
Векторные мониторы использовались в ранних системах автоматизированного проектирования [503] и в некоторых аркадных играх конца 1970-х - середины 1980-х годов, таких как Asteroids . [504] Они рисуют графику точка-к-точке, а не сканируют растр. В векторных дисплеях могут использоваться как монохромные, так и цветные ЭЛТ, и основные принципы проектирования и работы ЭЛТ одинаковы для любого типа дисплея; основное различие заключается в схемах и схемах отклонения луча.
Трубка Уильямса или трубка Уильямса-Килберна была электронно-лучевой трубкой, используемой для электронного хранения двоичных данных. Она использовалась в компьютерах 1940-х годов как устройство цифрового хранения с произвольным доступом. В отличие от других ЭЛТ в этой статье, трубка Уильямса не была устройством отображения, и фактически не могла быть просмотрена, поскольку ее экран закрывала металлическая пластина.
В некоторых радиоприемниках с электронными лампами для настройки приемника использовалась трубка «Magic Eye» или «Tuning Eye» . Настройка производилась до тех пор, пока ширина радиальной тени не была минимизирована. Это использовалось вместо более дорогого электромеханического измерителя, который позже стал использоваться в тюнерах более высокого класса, когда транзисторным наборам не хватало высокого напряжения, необходимого для управления устройством. [505] Тот же тип устройства использовался в магнитофонах в качестве измерителя уровня записи и для различных других применений, включая электрическое испытательное оборудование.
Некоторые дисплеи для ранних компьютеров (те, которым нужно было отображать больше текста, чем было практично с использованием векторов, или которые требовали высокой скорости для фотографического вывода) использовали ЭЛТ Charactron. Они включают в себя перфорированную металлическую маску символа ( трафарет ), которая формирует широкий электронный луч для формирования символа на экране. Система выбирает символ на маске, используя один набор отклоняющих схем, но это приводит к тому, что выдавленный луч направлен вне оси, поэтому второй набор отклоняющих пластин должен повторно нацеливать луч так, чтобы он был направлен к центру экрана. Третий набор пластин помещает символ туда, где это необходимо. Луч ненадолго отключается (включается), чтобы нарисовать символ в этой позиции. Графику можно было рисовать, выбирая позицию на маске, соответствующую коду для пробела (на практике они просто не рисовались), который имел небольшое круглое отверстие в центре; это фактически отключало маску символа, и система возвращалась к обычному векторному поведению. У Charactron были исключительно длинные шеи из-за необходимости в трех отклоняющих системах. [506] [507]
Nimo был торговой маркой семейства небольших специализированных ЭЛТ, производимых Industrial Electronic Engineers . Они имели 10 электронных пушек, которые производили электронные лучи в форме цифр способом, аналогичным тому, что и у символтрона. Трубки были либо простыми одноразрядными дисплеями, либо более сложными 4- или 6-разрядными дисплеями, производимыми с помощью подходящей магнитной отклоняющей системы. Имея мало сложностей стандартного ЭЛТ, трубка требовала относительно простой схемы управления, и поскольку изображение проецировалось на стеклянную поверхность, она обеспечивала гораздо более широкий угол обзора, чем конкурирующие типы (например, газоразрядные лампы ). [508] Однако их потребность в нескольких напряжениях и их высокое напряжение сделали их необычными.
ЭЛТ с заливным лучом представляют собой небольшие трубки, которые организованы как пиксели для больших видеостен, таких как Jumbotrons . Первый экран, использующий эту технологию (называемый Diamond Vision от Mitsubishi Electric), был представлен Mitsubishi Electric для Матча всех звезд Главной лиги бейсбола 1980 года . [509] [510] Он отличается от обычного ЭЛТ тем, что электронная пушка внутри не создает сфокусированный управляемый луч. Вместо этого электроны распыляются широким конусом по всей передней части фосфорного экрана, в основном заставляя каждый блок действовать как одна лампочка. [511] Каждый из них покрыт красным, зеленым или синим фосфором, чтобы составить цветные субпиксели. Эта технология была в значительной степени заменена светодиодными дисплеями. Несфокусированные и неотклоненные ЭЛТ использовались в качестве стробоскопических ламп с сеточным управлением с 1958 года. [512] Лампы с электронно-стимулированной люминесценцией (ЭСЛ), которые используют тот же принцип работы, были выпущены в 2011 году. [513]
ЭЛТ с нефосфорированным передним стеклом, но с тонкими проводами, встроенными в него, использовались в качестве электростатических печатающих головок в 1960-х годах. Провода пропускали ток электронного пучка через стекло на лист бумаги, где желаемое содержимое, таким образом, откладывалось в виде рисунка электрического заряда. Затем бумагу проводили около лужи жидких чернил с противоположным зарядом. Заряженные области бумаги притягивали чернила и таким образом формировали изображение. [514] [515]
В конце 1990-х и начале 2000-х годов исследовательские лаборатории Philips экспериментировали с типом тонкой ЭЛТ, известной как дисплей Zeus , которая содержала функциональность, подобную ЭЛТ, в плоскопанельном дисплее . Катод этого дисплея был установлен под передней частью дисплея, а электроны из катода направлялись назад к дисплею, где они оставались до тех пор, пока не были извлечены электродами около передней части дисплея и направлены на переднюю часть дисплея, которая имела фосфорные точки. [516] [517] [518] [519] [520] Устройства были продемонстрированы, но никогда не продавались.
Некоторые производители ЭЛТ, как LG.Philips Displays (позже LP Displays), так и Samsung SDI, усовершенствовали технологию ЭЛТ, создав более тонкую трубку. Более тонкие ЭЛТ имели торговые наименования Superslim, [521] Ultraslim, [522] Vixlim (от Samsung) [523] и Cybertube и Cybertube+ (оба от LG Philips displays). [524] [525] 21-дюймовый (53 см) плоский ЭЛТ имеет глубину 447,2 миллиметра (17,61 дюйма). Глубина Superslim составляла 352 миллиметра (13,86 дюйма) [526] , а Ultraslim — 295,7 миллиметра (11,64 дюйма). [527]
ЭЛТ могут испускать небольшое количество рентгеновского излучения; это является результатом бомбардировки электронным пучком теневой маски/решетки апертуры и фосфора, что создает тормозное излучение (тормозное излучение) по мере замедления электронов высокой энергии. Количество излучения, выходящего из передней части монитора, широко считается безвредным. Правила Управления по контролю за продуктами и лекарствами в 21 CFR 1020.10 используются для строгого ограничения, например, телевизионных приемников до 0,5 миллирентгена в час на расстоянии 5 см (2 дюйма) от любой внешней поверхности; с 2007 года большинство ЭЛТ имеют излучение, которое значительно ниже этого предела. [528] Обратите внимание, что рентген является устаревшей единицей и не учитывает поглощение дозы. Коэффициент преобразования составляет около 0,877 рентгена на бэр . [529] Если предположить, что зритель поглотил всю дозу (что маловероятно), и что он смотрел телевизор по 2 часа в день, то доза в 0,5 миллирентгена в час увеличит годовую дозу зрителя на 320 миллибэр . Для сравнения, средний уровень фоновой радиации в Соединенных Штатах составляет 310 миллибэр в год. Отрицательные эффекты хронической радиации обычно не заметны до доз свыше 20 000 миллибэр. [530]
Плотность рентгеновских лучей, которые будут генерироваться ЭЛТ, низкая, поскольку растровое сканирование типичного ЭЛТ распределяет энергию электронного пучка по всему экрану. Напряжения выше 15 000 вольт достаточно для генерации «мягких» рентгеновских лучей. Однако, поскольку ЭЛТ могут оставаться включенными в течение нескольких часов подряд, количество рентгеновских лучей, генерируемых ЭЛТ, может стать значительным, отсюда важность использования материалов для защиты от рентгеновских лучей, таких как толстое свинцовое стекло и барий-стронциевое стекло, используемые в ЭЛТ. [136]
Опасения по поводу рентгеновского излучения, испускаемого ЭЛТ, начались в 1967 году, когда было обнаружено, что телевизоры производства General Electric испускают «рентгеновское излучение сверх желаемых уровней». Позже было обнаружено, что телевизоры всех производителей также испускают излучение. Это заставило представителей телевизионной индустрии предстать перед комитетом Конгресса США, который позже предложил законопроект о федеральном регулировании излучения, который стал Законом о контроле за излучением для здоровья и безопасности 1968 года. Владельцам телевизоров рекомендовалось всегда находиться на расстоянии не менее 6 футов от экрана телевизора и избегать «длительного воздействия» по бокам, сзади или под телевизором. Было обнаружено, что большая часть излучения была направлена вниз. Владельцам также было сказано не модифицировать внутренние части своих телевизоров, чтобы избежать воздействия излучения. Заголовки о «радиоактивных» телевизорах продолжали появляться до конца 1960-х годов. Когда-то было предложение двух конгрессменов из Нью-Йорка, которое заставило бы производителей телевизоров «идти по домам, чтобы проверить все 15 миллионов цветных телевизоров страны и установить в них радиационные устройства». FDA в конечном итоге начало регулировать излучение радиации от всех электронных продуктов в США. [531]
Старые цветные и монохромные ЭЛТ могли быть изготовлены с использованием токсичных веществ, таких как кадмий , в люминофорах. [49] [532] [533] [534] Задняя стеклянная трубка современных ЭЛТ может быть изготовлена из свинцового стекла , которое представляет опасность для окружающей среды при неправильной утилизации. [535] С 1970 года стекло на передней панели (видимая часть ЭЛТ) использовало оксид стронция, а не свинец, хотя задняя часть ЭЛТ по-прежнему производилась из свинцового стекла. Монохромные ЭЛТ обычно не содержат достаточного количества свинцового стекла, чтобы не пройти тесты EPA TCLP. В то время как процесс TCLP измельчает стекло до мелких частиц, чтобы подвергнуть их воздействию слабых кислот для проверки на выщелачивание, неповрежденное стекло ЭЛТ не выщелачивается (свинец остекловывается , содержится внутри самого стекла, подобно хрустальным изделиям из свинцового стекла ).
При низкой частоте обновления (60 Гц и ниже) периодическое сканирование дисплея может вызывать мерцание, которое некоторые люди воспринимают легче, чем другие, особенно при просмотре периферическим зрением . Мерцание обычно связано с ЭЛТ, поскольку большинство телевизоров работают на частоте 50 Гц (PAL) или 60 Гц (NTSC), хотя есть некоторые телевизоры PAL на 100 Гц, которые не мерцают . Обычно только мониторы низкого класса работают на таких низких частотах, при этом большинство компьютерных мониторов поддерживают не менее 75 Гц, а мониторы высокого класса способны поддерживать частоту 100 Гц или более, чтобы исключить любое восприятие мерцания. [536] Хотя частота PAL в 100 Гц часто достигалась с помощью чередующегося сканирования, разделяя схему и сканирование на два луча по 50 Гц. Некомпьютерные ЭЛТ или ЭЛТ для сонара или радара могут иметь люминофор с длительным послесвечением и, таким образом, не мерцают. Если послесвечение на видеодисплее слишком велико, движущиеся изображения будут размыты.
50 Гц/60 Гц ЭЛТ, используемые для телевидения, работают с частотами горизонтальной развертки 15 750 и 15 734,27 Гц (для систем NTSC ) или 15 625 Гц (для систем PAL ). [537] Эти частоты находятся в верхнем диапазоне человеческого слуха и не слышны многим людям; однако некоторые люди (особенно дети) будут воспринимать высокий тон вблизи работающего ЭЛТ-телевизора. [538] Звук возникает из-за магнитострикции в магнитном сердечнике и периодического движения обмоток строчного трансформатора [539], но звук также может создаваться движением отклоняющих катушек, ярма или ферритовых бусин. [540]
Эта проблема не возникает на телевизорах с частотой 100/120 Гц и на компьютерных дисплеях, не поддерживающих CGA (цветной графический адаптер), поскольку они используют гораздо более высокие частоты горизонтальной развертки, которые создают звук, неслышимый человеком (от 22 кГц до более чем 100 кГц).
Если стеклянная стенка повреждена, атмосферное давление может взорвать вакуумную трубку на опасные осколки, которые ускоряются внутрь, а затем распыляются с высокой скоростью во всех направлениях. Хотя современные электронно-лучевые трубки, используемые в телевизорах и компьютерных дисплеях, имеют эпоксидно -связанные лицевые панели или другие меры для предотвращения разрушения оболочки, с ЭЛТ следует обращаться осторожно, чтобы избежать травм. [541]
Ранние ЭЛТ имели стеклянную пластину над экраном, которая была прикреплена к нему с помощью клея, [143] создавая многослойный стеклянный экран: изначально клей был поливинилацетатом (ПВА), [542] в то время как более поздние версии, такие как LG Flatron, использовали смолу, возможно, УФ-отверждаемую смолу. [543] [349] ПВА со временем деградирует, создавая «катаракту», кольцо деградировавшего клея по краям ЭЛТ, которое не позволяет свету от экрана проходить через него. [542] Более поздние ЭЛТ вместо этого используют натянутую металлическую ободковую ленту, установленную по периметру, которая также обеспечивает точки крепления для ЭЛТ, устанавливаемого на корпус. [384] В 19-дюймовом ЭЛТ растягивающее напряжение в ободковой ленте составляет 70 кг/см2 . [ 544]
Старые ЭЛТ монтировались на телевизор с помощью рамки. Лента натягивается путем ее нагревания, а затем устанавливается на ЭЛТ; затем лента остывает, уменьшаясь в размерах и подвергая стекло сжатию, [545] [143] [546] что укрепляет стекло и уменьшает необходимую толщину (и, следовательно, вес) стекла. Это делает ленту неотъемлемым компонентом, который никогда не следует снимать с неповрежденного ЭЛТ, в котором все еще есть вакуум; попытка снять ее может привести к взрыву ЭЛТ. [324]
Ободок предотвращает взрыв ЭЛТ в случае повреждения экрана. Ободок может быть приклеен к периметру ЭЛТ с помощью эпоксидной смолы, предотвращая распространение трещин за пределы экрана и в воронку. [547] [546]
В качестве альтернативы сжатие, вызванное ободком, может быть использовано для того, чтобы заставить любые трещины в экране распространяться вбок с высокой скоростью, так что они достигнут воронки и полностью проникнут в нее, прежде чем они полностью проникнут в экран. Это возможно, потому что воронка имеет стенки, которые тоньше экрана. Полное проникновение в воронку сначала позволяет воздуху войти в ЭЛТ с небольшого расстояния позади экрана и предотвратить взрыв, гарантируя, что экран полностью проникнет в трещины и сломается только тогда, когда в ЭЛТ уже есть воздух. [143]
Для ускорения электронов от катода к экрану с достаточной энергией [548] для достижения достаточной яркости изображения требуется очень высокое напряжение (EHT или сверхвысокое напряжение), [549] от нескольких тысяч вольт для небольшого осциллографа CRT до десятков тысяч для цветного телевизора с большим экраном. Это во много раз больше напряжения бытовой электросети. Даже после отключения питания некоторые связанные конденсаторы и сам CRT могут сохранять заряд в течение некоторого времени и, следовательно, рассеивать этот заряд внезапно через заземление, например, когда невнимательный человек заземляет вывод разряда конденсатора. Средний монохромный CRT может использовать 1–1,5 кВ анодного напряжения на дюйм. [550] [276]
При некоторых обстоятельствах сигнал, излучаемый электронными пушками , сканирующей схемой и соответствующей проводкой ЭЛТ, может быть захвачен удаленно и использован для реконструкции того, что показано на ЭЛТ, с помощью процесса, называемого фрикингом Ван Эка . [551] Специальное экранирование TEMPEST может смягчить этот эффект. Однако такое излучение потенциально эксплуатируемого сигнала происходит также и с другими технологиями отображения [552] и с электроникой в целом. [ необходима цитата ]
Из-за токсинов, содержащихся в мониторах ЭЛТ, Агентство по охране окружающей среды США в октябре 2001 года разработало правила, согласно которым ЭЛТ должны сдаваться на специальные предприятия по переработке электронных отходов . В ноябре 2002 года Агентство по охране окружающей среды начало штрафовать компании, которые утилизируют ЭЛТ через свалки или сжигание . Регулирующие органы, местные и общегосударственные, контролируют утилизацию ЭЛТ и другого компьютерного оборудования. [553]
Как электронные отходы , ЭЛТ считаются одним из самых сложных для переработки типов. [554] ЭЛТ имеют относительно высокую концентрацию свинца и фосфора , оба из которых необходимы для дисплея. В Соединенных Штатах есть несколько компаний, которые взимают небольшую плату за сбор ЭЛТ, а затем субсидируют свой труд, продавая собранную медь, провод и печатные платы . Агентство по охране окружающей среды США (EPA) включает выброшенные ЭЛТ-мониторы в свою категорию «опасных бытовых отходов» [555], но считает ЭЛТ, которые были отложены для тестирования, товарами, если они не выброшены, спекулятивно накоплены или оставлены незащищенными от погодных условий и других повреждений. [556]
В переработке ЭЛТ участвуют различные штаты, каждый из которых имеет свои требования к отчетности для сборщиков и предприятий по переработке. Например, в Калифорнии переработка ЭЛТ регулируется CALRecycle, Калифорнийским департаментом по переработке и восстановлению ресурсов через их платежную систему. [557] Предприятия по переработке, которые принимают устройства ЭЛТ из коммерческого и жилого сектора, должны получить контактную информацию, такую как адрес и номер телефона, чтобы гарантировать, что ЭЛТ поступили из Калифорнии, чтобы участвовать в платежной системе по переработке ЭЛТ.
В Европе утилизация телевизоров и мониторов с ЭЛТ регулируется Директивой WEEE . [558]
Было предложено несколько методов переработки стекла ЭЛТ. Методы включают термические, механические и химические процессы. [559] [560] [561] [562] Все предложенные методы удаляют содержание оксида свинца из стекла. Некоторые компании использовали печи для отделения свинца от стекла. [563] Коалиция под названием Recytube project была когда-то сформирована несколькими европейскими компаниями для разработки метода переработки ЭЛТ. [5] Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы. [564] [565] [566] [313] ЭЛТ содержит около 7 граммов люминофора. [567]
Воронку можно отделить от экрана ЭЛТ с помощью лазерной резки, алмазных пил или проволок или с помощью нихромовой проволоки, нагреваемой сопротивлением. [568] [569] [570] [571] [572]
Свинцовое стекло для ЭЛТ продавалось для переплавки в другие ЭЛТ, [78] или даже ломалось и использовалось в дорожном строительстве или в плитке, [573] [574] бетоне, бетонных и цементных кирпичах, [575] стекловолоконной изоляции или в качестве флюса при выплавке металлов. [576] [577]
Значительная часть стекла ЭЛТ отправляется на свалку, где оно может загрязнять окружающую среду. [5] Стекло ЭЛТ чаще утилизируют, чем перерабатывают. [578]
Применение ЭЛТ в различных целях отображения:
Исторические аспекты:
Безопасность и меры предосторожности:
Доказательства существования «катодных лучей» впервые были обнаружены Плюккером и Гитторфом...
![Старые монохромные ЭЛТ[393] без алюминия, только аквадаг](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Osziroehre.jpg/1280px-Osziroehre.jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of June 2024 (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite magazine}}: Требуется цитировать журнал |magazine=( помощь ) ; Отсутствует или пусто |title=( помощь )24: Телезрители 1970-х годов увидят свои программы на съемочных площадках, совершенно отличных от сегодняшних, если будут разработаны проекты, которые сейчас разрабатываются. На рынке товаров для дома в Чикаго, штат Иллинойс, 21 июня 1961 года, тонкий экран телевизора является особенностью этой модели дизайна. Еще одной особенностью является автоматическое устройство синхронизации, которое записывало телепрограммы во время отсутствия зрителей для последующего воспроизведения. Цветной экран размером 32x22 дюйма имеет толщину четыре дюйма.
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)