Электронно-лучевая трубка

«Кинескоп» перенаправляется сюда. Информацию о типе изображения PaintShop Pro см. в разделе PaintShop Pro § Кинескопы .

электронно-лучевой трубки Схема поперечного сечения (не в масштабе) со сфокусированным и отклоненным электронным пучком (зеленым цветом)

осциллографа Электронно-лучевая трубка

Визуализация цветной ЭЛТ в разрезе:

1. Три эмиттера электронов (для красных, зеленых и синих люминофорных точек)
2. Электронные пучки и электронные пушки
3. Фокусирующие катушки
4. Отклоняющие катушки
5. Соединение для конечных анодов (называемых «ультор»). в некоторых руководствах по приемным трубкам)
6. Маска разделения лучей для красной, зеленой и синей части отображаемого изображения
7. Слой люминофора (экран) с красной, зеленой и синей зонами.
8. Крупный план внутренней стороны экрана с люминофорным покрытием.

Визуализация монохромной ЭЛТ в разрезе:

1. Отклоняющие катушки
2. Электронный луч и электронная пушка
3. Фокусирующая катушка
4. Фосфорный слой на внутренней стороне экрана; излучает свет при попадании электронного луча
5. Нить для нагрева катода
6. Графитовый слой на внутренней стороне трубки
7. Резиновая или силиконовая прокладка в месте входа провода анодного напряжения в трубку (анодную чашку)
8. Катод
9. Герметичный стеклянный корпус трубки
10. Экран
11. Катушки в ярме
12. Управляющий электрод, регулирующий интенсивность электронного луча и тем самым свет, излучаемый люминофором.
13. Контактные контакты катода, нити накала и управляющего электрода
14. Провод для анода высокого напряжения

Единственными видимыми отличиями являются одинарная электронная пушка, однородное белое люминофорное покрытие и отсутствие теневой маски.

Электронно -лучевая трубка ( ЭЛТ ) — это вакуумная трубка , содержащая одну или несколько электронных пушек , которые излучают электронные лучи, которыми управляют для отображения изображений на фосфоресцентном экране. Изображения могут представлять собой электрические сигналы на осциллографе , кадр видео радиолокационные на аналоговом телевизоре (ТВ), цифровую растровую графику на мониторе компьютера или другие явления, такие как цели . ЭЛТ в телевизоре обычно называют кинескопом . ЭЛТ также использовались в качестве устройств памяти , и в этом случае экран не должен быть виден наблюдателю. Термин «катодный луч» использовался для описания электронных пучков, когда они были впервые обнаружены, до того, как стало понятно, что то, что испускалось из катода, было пучком электронов.

В ЭЛТ-телевизорах и компьютерных мониторах вся передняя часть трубки сканируется неоднократно и систематически по фиксированной схеме, называемой растром . В цветных устройствах изображение создается путем управления интенсивностью каждого из трех электронных лучей , по одному для каждого аддитивного основного цвета (красного, зеленого и синего), с использованием видеосигнала в качестве эталона. В современных ЭЛТ-мониторах и телевизорах лучи изгибаются за счет магнитного отклонения с помощью отклоняющего ярма . Электростатическое отклонение обычно используется в осциллографах .

Задняя часть LG.Philips отображает 14-дюймовую цветную электронно-лучевую трубку, на которой видны отклоняющие катушки и электронные пушки.

Типичный монохромный ЭЛТ-телевизор США 1950-х годов.

Снимок ЭЛТ-телевизора, показывающий линию света, нарисованную слева направо в растровом узоре.

Анимация построения изображения методом чересстрочной развертки

Электронная пушка на цветном мониторе компьютера

Трубка представляет собой стеклянную оболочку, тяжелую, хрупкую и длинную от лицевой стороны экрана до задней части. Ее внутренняя часть должна быть близка к вакууму , чтобы предотвратить столкновение испускаемых электронов с молекулами воздуха и их рассеяние до того, как они попадут на поверхность трубки. Таким образом, внутреннее давление вакуумируется до менее чем миллионной доли атмосферного давления . Таким образом, обращение с ЭЛТ сопряжено с риском сильного взрыва , который может отбросить стекло с огромной скоростью. Лицо обычно изготавливается из толстого свинцового стекла или специального бариево - стронциевого стекла, чтобы оно было устойчивым к разрушению и блокировало большую часть рентгеновского излучения. Эта трубка составляет большую часть веса ЭЛТ-телевизоров и компьютерных мониторов.

С конца 2000-х годов ЭЛТ были вытеснены 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 изготавливаться очень больших размеров: 40–45 дюймов (100–110 см). был о самом большом размере ЭЛТ.

ЭЛТ работает за счет электрического нагрева вольфрамовой катушки. который, 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 к экрану с люминофорным покрытием, который генерирует свет при попадании в него электронов.

История

Открытия

Оригинальная ЭЛТ с холодным катодом Брауна, 1897 г.

Катодные лучи были открыты Юлиусом Плюкером и Иоганном Вильгельмом Гитторфом . Хитторф заметил, что некоторые неизвестные лучи испускались из катода (отрицательного электрода), которые могли 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 атомов, первых « субатомных частиц уже назвал электронами », которые ирландский физик Джордж Джонстон Стоуни . в 1891 году. Самая ранняя версия ЭЛТ была известна как «трубка Брауна», изобретенная немецким физиком Фердинандом Брауном в 1897 году. Это был с холодным катодом диод , модификация лампы Крукса с экраном, покрытым люминофором . Браун был первым, кто задумал использовать ЭЛТ в качестве устройства отображения. Трубка Брауна стала основой телевидения 20-го века.

В 1908 году Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон , член Королевского общества письмо (Великобритания), опубликовал в научном журнале Nature , в котором описал, как «дальнего электрического зрения» можно достичь с помощью электронно-лучевой трубки (или «дальнего электрического зрения»). Трубка Брауна) как передающее и приемное устройство. Он подробно изложил свое видение в речи, произнесенной в Лондоне в 1911 году, и сообщил в The Times. и журнал Рентгеновского общества .

Первая электронно-лучевая трубка, в которой использовался 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. Внедрение горячих катодов позволило снизить ускоряющее анодное напряжение и увеличить токи электронного пучка, поскольку анод теперь только ускорял электроны, испускаемые горячим катодом, и ему больше не требовалось очень высокое напряжение, чтобы вызвать эмиссию электронов с холодного катода.

Развитие

В 1926 году Кенджиро Такаянаги продемонстрировал ЭЛТ-телевизор с механической видеокамерой, получавшей изображение с разрешением в 40 строк. К 1927 году он улучшил разрешение до 100 строк, что не имело себе равных до 1931 года. К 1928 году он первым смог передать человеческие лица в полутонах на ЭЛТ-дисплее.

В 1927 году Фило Фарнсворт создал прототип телевизора.

Название ЭЛТ было дано в 1929 году изобретателем Владимиром Константиновичем Зворыкиным . Впоследствии он был нанят компанией RCA , которая в 1932 году получила товарный знак для термина «Кинескоп», термина RCA для ЭЛТ; в 1950 году он добровольно передал этот термин в общественное достояние .

В 1930-х годах Аллен Б. Дюмон изготовил первые ЭЛТ, рассчитанные на 1000 часов использования, что стало одним из факторов, приведших к широкому распространению телевидения.

Первые коммерческие электронные телевизоры с электронно-лучевыми трубками были произведены компанией Telefunken в Германии в 1934 году.

В 1947 году было создано развлекательное устройство с электронно-лучевой трубкой , самая ранняя известная интерактивная электронная игра , а также первая игра, в которой использовался экран с электронно-лучевой трубкой.

С 1949 по начало 1960-х годов произошел переход от круглых ЭЛТ к прямоугольным ЭЛТ, хотя первые прямоугольные ЭЛТ были изготовлены в 1938 году компанией Telefunken. В то время как круглые ЭЛТ были нормой, европейские телевизоры часто блокировали части экрана, чтобы он выглядел несколько прямоугольным, в то время как американские телевизоры часто оставляли открытой всю переднюю часть ЭЛТ или блокировали только верхнюю и нижнюю части ЭЛТ.

В 1954 году RCA выпустила одни из первых цветных ЭЛТ — ЭЛТ 15GP22, использовавшиеся в CT-100 . первый цветной телевизор, выпущенный серийно . Первые прямоугольные цветные ЭЛТ были также изготовлены в 1954 году. Однако первые прямоугольные цветные ЭЛТ, предложенные публике, были выпущены в 1963 году. Одной из проблем, которую необходимо было решить при создании прямоугольных цветных ЭЛТ, было схождение по углам ЭЛТ. В 1965 году более яркие редкоземельные люминофоры начали заменять более тусклые и кадмийсодержащие красные и зеленые люминофоры. Со временем были заменены и синие люминофоры.

Размер ЭЛТ со временем увеличивался: с 20 дюймов в 1938 г. до 21 дюйма в 1955 году, 25 дюймов к 1974 году, 30 дюймов к 1980 году, 35 дюймов к 1985 году, и 43 дюйма к 1989 году. Однако экспериментальные 31-дюймовые ЭЛТ были изготовлены еще в 1938 году.

В 1960 году была изобретена трубка Айкена . Это была ЭЛТ в формате плоского дисплея с одной электронной пушкой. Отклонение было электростатическим и магнитным, но из-за проблем с патентами в производство так и не было запущено. Он также задумывался как проекционный дисплей в самолетах. К тому времени, когда проблемы с патентами были решены, RCA уже вложила значительные средства в обычные ЭЛТ.

1968 год ознаменовался выпуском марки Sony Trinitron модели КВ-1310, в основе которой лежала технология Aperture Grille. Было отмечено улучшение выходной яркости. Экран Тринитрона имел идентичную вертикальную цилиндрическую форму благодаря уникальной конструкции с тремя катодами и одной пушкой.

разработала ЭЛТ с плоским экраном В 1987 году компания Zenith для компьютерных мониторов, которые уменьшают отражения и помогают повысить контрастность и яркость изображения. Такие ЭЛТ были дорогими, что ограничивало их использование компьютерными мониторами. Были предприняты попытки произвести ЭЛТ с плоским экраном, используя недорогое и широко доступное флоат-стекло .

В 1990 году компания Sony выпустила на рынок первые ЭЛТ с разрешением HD.

В середине 1990-х годов производилось около 160 миллионов ЭЛТ в год.

В середине 2000-х годов Canon и Sony представили дисплеи с электронной эмиттером поверхностной проводимости и дисплеи с автоэмиссионной эмиссией соответственно. Оба они представляли собой плоские дисплеи с одним (SED) или несколькими (FED) эмиттерами электронов на субпиксель вместо электронных пушек. Эмиттеры электронов были помещены на лист стекла, и электроны ускорялись к соседнему листу стекла с помощью люминофоров с использованием анодного напряжения. Электроны не были сфокусированы, что делало каждый субпиксель по существу ЭЛТ с заливающим лучом. Они так и не были запущены в массовое производство, поскольку ЖК-технология была значительно дешевле, что лишило рынок таких дисплеев.

Последний крупный производитель (в данном случае переработанного) ЭЛТ, Videocon , прекратили свое существование в 2015 году. Примерно в то же время перестали производить ЭЛТ-телевизоры.

В 2012 году Samsung SDI и ряд других крупных компаний были оштрафованы Европейской комиссией за фиксирование цен на телевизионные электронно-лучевые трубки. То же самое произошло в 2015 году в США и в Канаде в 2018 году.

Мировые продажи компьютерных ЭЛТ-мониторов достигли пика в 2000 году и составили 90 миллионов единиц, а продажи ЭЛТ-телевизоров достигли пика в 2005 году и составили 130 миллионов единиц.

Отклонить

С конца 90-х до начала 2000-х годов ЭЛТ начали заменять ЖК-дисплеями, начиная с компьютерных мониторов размером менее 15 дюймов. во многом из-за их меньшего размера. Среди первых производителей, прекративших производство ЭЛТ, была Hitachi в 2001 году. за ним последовала Sony в Японии в 2004 году, Плоские дисплеи упали в цене и начали значительно вытеснять электронно-лучевые трубки в 2000-х годах. В 2003–2004 годах продажи ЖК-мониторов начали превышать продажи ЭЛТ. а в 2005 году продажи ЖК-телевизоров на некоторых рынках начали превышать продажи ЭЛТ. Samsung SDI прекратила производство ЭЛТ в 2012 году.

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. Несмотря на усилия Samsung и LG сделать ЭЛТ конкурентоспособными по сравнению со своими жидкокристаллическими и плазменными аналогами, предлагая более тонкие и дешевые модели, чтобы конкурировать с более дорогими ЖК-дисплеями аналогичного размера, ЭЛТ в конечном итоге устарели и были переданы развивающимся рынкам и энтузиастам винтажных товаров , как только ЖК-дисплеи упали в цене, а их меньший размер, вес и возможность настенного монтажа стали плюсами.

В некоторых отраслях до сих пор используются ЭЛТ, потому что их замена требует слишком больших усилий, времени простоя и/или затрат, либо альтернативы нет; Ярким примером является авиационная отрасль. Такие самолеты, как Boeing 747-400 и Airbus A320, использовали ЭЛТ-инструменты в стеклянных кабинах вместо механических инструментов. Такие авиакомпании, как Lufthansa, до сих пор используют технологию CRT, которая также использует дискеты для обновлений навигации. По тем же причинам они также используются в некоторой военной технике. По состоянию на 2022 год , по крайней мере одна компания производит новые ЭЛТ для этих рынков.

Популярным среди потребителей ЭЛТ являются ретроигры . В некоторые игры невозможно играть без ЭЛТ-дисплея. Световые пушки работают только с ЭЛТ, поскольку они зависят от свойств ЭЛТ с прогрессивной синхронизацией. Еще одна причина, по которой люди используют ЭЛТ, связана с естественным сочетанием этих дисплеев. Некоторые игры, разработанные для ЭЛТ-дисплеев, используют это, что позволяет им выглядеть на этих дисплеях более эстетично.

Конструкции

Тело

Маленькие круглые ЭЛТ во время производства в 1947 году (экраны покрыты люминофором)

Портативный монохромный ЭЛТ-телевизор.

Trinitron CRT Компьютерный монитор

Монохромная ЭЛТ внутри телевизора. ЭЛТ — самый крупный компонент ЭЛТ-телевизора.

Монохромная ЭЛТ внутри Macintosh Plus. компьютера

Корпус ЭЛТ обычно состоит из трех частей: экрана/лицевой панели/панели, конуса/воронки и горловины. Соединенные экран, воронка и шейка известны как колба или конверт.

Горлышко сделано из стеклянной трубки. тогда как воронка и сито изготавливаются путем заливки и последующего прессования стекла в форму. Стекло, известное как ЭЛТ-стекло. или стекло телевизора, требует особых свойств для защиты от рентгеновских лучей, обеспечивая при этом достаточную светопропускаемость на экране или высокую электрическую изоляцию в воронке и горловине. Состав, придающий стеклу его свойства, также известен как расплав. Стекло очень высокого качества, практически не загрязняется и не имеет дефектов. Большая часть затрат, связанных с производством стекла, связана с энергией, используемой для плавления сырья в стекло. Стекловаренные печи для производства ЭЛТ-стекла имеют несколько кранов, позволяющих заменять формы без остановки печи, что позволяет производить ЭЛТ нескольких размеров. Только стекло, используемое в экране, должно иметь точные оптические свойства.

Оптические свойства стекла, используемого в экране, влияют на цветопередачу и чистоту цветных ЭЛТ. Пропускаемость или прозрачность стекла можно отрегулировать так, чтобы оно было более прозрачным для определенных цветов (длин волн) света. Пропускание измеряется в центре экрана при длине волны света 546 нм и толщине экрана 10,16 мм. Пропускаемость снижается с увеличением толщины. Стандартные коэффициенты пропускания цветных ЭЛТ-экранов составляют 86%, 73%, 57%, 46%, 42% и 30%. Более низкие коэффициенты пропускания используются для улучшения контрастности изображения, но они создают большую нагрузку на электронную пушку, требуя большей мощности электронной пушки, чтобы более высокая мощность электронного луча освещала люминофоры более ярко, чтобы компенсировать пониженный коэффициент пропускания. Для обеспечения чистоты цвета коэффициент пропускания должен быть равномерным по всему экрану. Радиус (кривизна) экранов со временем увеличился (стал менее изогнутым) с 30 до 68 дюймов, в конечном итоге превратившись в полностью плоские экраны, уменьшающие отражения. Толщина обоих изогнутых У плоских экранов постепенно увеличивается от центра к краям, а вместе с этим и коэффициент пропускания постепенно снижается. Это означает, что ЭЛТ с плоским экраном могут быть не совсем плоскими внутри.

Стекло, используемое в ЭЛТ, поступает со стекольного завода на завод ЭЛТ либо в виде отдельных экранов и воронок с плавлеными горлышками (для цветных ЭЛТ), либо в виде лампочек, состоящих из сплавленного экрана, воронки и горловины. Существовало несколько составов стекла для различных типов ЭЛТ, которые были классифицированы с использованием кодов, специфичных для каждого производителя стекла. Составы расплавов также были специфичны для каждого производителя. Те, которые оптимизированы для высокой чистоты цвета и контрастности, были легированы неодимом, а те, что использовались для монохромных ЭЛТ, имели разные уровни тонировки, в зависимости от используемой рецептуры, и имели коэффициент пропускания 42% или 30%. Чистота гарантирует активацию правильных цветов (например, равномерное отображение красного цвета на экране), а конвергенция гарантирует, что изображения не будут искажены. Сходимость можно изменить с помощью перекрестной штриховки.

ЭЛТ-стекло раньше производилось специализированными компаниями. такие как AGC Inc. , О.И. Гласс , Прецизионные материалы Samsung Corning, Корнинг Инк. , и Nippon Electric Glass ; другие, такие как Videocon, Sony для рынка США и Thomson, производили собственное стекло.

Воронка и горлышко изготавливаются из свинцово-калийно-содового стекла или свинцово-силикатного стекла. Состав для защиты от рентгеновских лучей, генерируемых электронами высокого напряжения, когда они замедляются после удара о цель, например, о люминофорный экран или теневую маску цветной ЭЛТ. Скорость электронов зависит от анодного напряжения ЭЛТ; чем выше напряжение, тем выше скорость. Количество рентгеновских лучей, излучаемых ЭЛТ, также можно снизить, уменьшив яркость изображения. Используется свинцовое стекло, потому что оно недорогое. а также сильно защищает от рентгеновских лучей, хотя некоторые воронки также могут содержать барий. Вместо этого экран обычно изготавливается из специального бессвинцового силиката. состав стекла с барием и стронцием для защиты от рентгеновских лучей, поскольку он не темнеет в отличие от стекла, содержащего свинец. используется 2–3% свинца . В другой рецептуре стекла на экране В качестве альтернативы в экране вместо свинца можно использовать цирконий в сочетании с барием.

Советский телевизор 1960-х годов, фотография сзади.

Монохромные ЭЛТ могут иметь тонированное бариево-свинцовое стекло как на экране, так и на воронке, со свинцово-калийно-свинцовым стеклом на горлышке; калийно-содовый и барий-свинцовый составы имеют разные коэффициенты теплового расширения. Стекло, используемое в горловине, должно быть отличным электрическим изолятором, чтобы удерживать напряжения, используемые в электронной оптике электронной пушки, например, в фокусирующих линзах. Свинец в стекле приводит к тому, что оно становится коричневым (темнеет) при использовании из-за рентгеновских лучей. Обычно катод ЭЛТ изнашивается из-за отравления катода до того, как потемнение становится очевидным. Состав стекла определяет максимально возможное анодное напряжение и, следовательно, максимально возможный размер ЭЛТ-экрана. Для цветных максимальные напряжения часто составляют 24–32 кВ, а для монохромных обычно 21 или 24,5 кВ. ограничение размера монохромных ЭЛТ до 21 дюйма, или ~ 1 кВ на дюйм. Необходимое напряжение зависит от размера и типа ЭЛТ. Поскольку составы разные, они должны быть совместимы друг с другом, иметь одинаковые коэффициенты теплового расширения. Экран также может иметь антибликовое или антибликовое покрытие. или заземлить, чтобы предотвратить отражения. ЭЛТ также могут иметь антистатическое покрытие.

Свинцовое стекло в воронках ЭЛТ может содержать 21–25% оксида свинца (PbO). В шейке может содержаться 30–40% оксида свинца. а экран может содержать 12% оксида бария и 12% оксида стронция . Типичная ЭЛТ содержит несколько килограммов свинца в виде оксида свинца в стекле. в зависимости от его размера; 12-дюймовые ЭЛТ содержат в общей сложности 0,5 кг свинца, а 32-дюймовые ЭЛТ — до 3 кг. Оксид стронция начал использоваться в ЭЛТ, его основном применении, в 1970-х годах. До этого в ЭЛТ на лицевой панели использовался свинец.

В некоторых ранних ЭЛТ использовалась металлическая воронка, изолированная полиэтиленом, вместо стекла с проводящим материалом. У других вместо воронок из прессованного стекла были керамические или выдувные пирексы. Ранние ЭЛТ не имели специального соединения с анодным колпачком; воронка была анодным соединением, поэтому во время работы она была под напряжением.

Воронка покрыта изнутри и снаружи токопроводящим покрытием, превращение воронки в конденсатор, помогающее стабилизировать и фильтровать анодное напряжение ЭЛТ и значительно сократить время, необходимое для включения ЭЛТ. Стабильность, обеспечиваемая покрытием, решила проблемы, присущие ранним конструкциям источников питания, поскольку в них использовались электронные лампы. 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), а внешнее покрытие подключено к земле. ЭЛТ, питаемые от более современных источников питания, не нужно заземлять из -за более прочной конструкции современных источников питания. Номинал конденсатора, образуемого воронкой, составляет 5–10 нФ , хотя при том напряжении, которым обычно питается анод. Конденсатор, образованный воронкой, также может страдать от диэлектрической абсорбции , как и другие типы конденсаторов. Из-за этого ЭЛТ приходится разряжать перед работой во избежание травм.

Глубина ЭЛТ связана с размером экрана. Обычные углы отклонения составляли 90 ° для ЭЛТ компьютерных мониторов и небольших ЭЛТ и 110 °, что было стандартом для более крупных ЭЛТ-телевизоров, а 120 или 125 ° использовались в тонких ЭЛТ, производимых с 2001–2005 годов в попытке конкурировать с ЖК-телевизорами. Со временем углы отклонения увеличивались по мере того, как это становилось практичным: с 50 ° в 1938 году до 110 ° в 1959 году. и 125° в 2000-е гг. ЭЛТ с отклонением на 140° исследовались, но так и не были коммерциализированы, поскольку конвергенция проблемы так и не были решены.

• 
  Монохромная ЭЛТ с отклонением 110°.
• 
  Монохромная ЭЛТ с отклонением 90°.

Размер и вес

Размер ЭЛТ может измеряться по всей площади экрана (или диагонали лицевой стороны ) или, альтернативно, только по его видимой области (или диагонали), покрытой люминофором и окруженной черными краями.

Хотя видимая область может быть прямоугольной, края ЭЛТ могут иметь кривизну (например, ЭЛТ с черной полосой, впервые выпущенные Toshiba в 1972 году). или края могут быть черными и действительно плоскими (например, ЭЛТ Flatron), или видимая область может повторять кривизну краев ЭЛТ (с черными или изогнутыми краями или без них).

Небольшие ЭЛТ размером менее 3 дюймов были созданы для портативных телевизоров , таких как MTV-1 , и видоискателей в видеокамерах. В них может не быть черных краев, но они действительно плоские.

Большую часть веса ЭЛТ приходится на толстый стеклянный экран, который составляет 65% от общего веса ЭЛТ и ограничивает ее практический размер (см. § Размер ). Воронка и горлышко составляют оставшиеся 30% и 5% соответственно. Стекло в воронке может быть разной толщины, чтобы соединить тонкое горлышко с толстым экраном. Для уменьшения веса ЭЛТ-стекла можно использовать химически или термически закаленное стекло.

Анод

Внешнее проводящее покрытие соединяется с землей, а внутреннее проводящее покрытие соединяется с помощью анодной кнопки/колпачка через ряд конденсаторов и диодов ( генератор Кокрофта-Уолтона ) с высоковольтным обратноходовым трансформатором ; внутреннее покрытие является анодом ЭЛТ, который вместе с электродом в электронной пушке также известен как конечный анод. Внутреннее покрытие соединено с электродом с помощью пружин. Электрод является частью бипотенциальной линзы. Конденсаторы и диоды служат умножителем напряжения тока, передаваемого обратноходовым преобразователем.

Для покрытия внутренней воронки в монохромных ЭЛТ используется алюминий, а в цветных ЭЛТ — аквадаг ; В некоторых ЭЛТ внутри может использоваться оксид железа. Внешне большинство ЭЛТ (но не все) используйте аквадаг. Аквадаг – электропроводящая краска на графитовой основе. В цветных ЭЛТ аквадаг распыляется на внутреннюю часть воронки. тогда как исторически аквадаг был нарисован внутри монохромных ЭЛТ.

Анод используется для ускорения электронов по направлению к экрану, а также собирает вторичные электроны, испускаемые частицами люминофора в вакууме ЭЛТ.

Соединение анода в современных ЭЛТ должно выдерживать напряжение до 55–60 кВ в зависимости от размера и яркости ЭЛТ. Более высокие напряжения позволяют использовать ЭЛТ большего размера, более высокую яркость изображения или компромисс между ними. Он состоит из металлического зажима, который расширяется внутри анодной кнопки, встроенной в воронкообразное стекло ЭЛТ. Соединение изолируется силиконовой присоской, возможно также с использованием силиконовой смазки для предотвращения коронного разряда .

Анодная кнопка должна иметь специальную форму, обеспечивающую герметичное соединение между кнопкой и воронкой. Рентгеновские лучи могут просачиваться через анодную кнопку, хотя в новых ЭЛТ, выпущенных с конца 1970-х по начало 1980-х годов, этого может быть не так, благодаря новой конструкции кнопки и зажима. Кнопка может состоять из набора из трех вложенных друг в друга чашек, причем крайняя чашка изготовлена ​​из сплава никель-хром-железо, содержащего 40–49% никеля и 3–6% хрома, чтобы кнопку можно было легко приварить к воронке. стеклянный, с первой внутренней чашкой, сделанной из толстого недорогого железа для защиты от рентгеновских лучей, и со второй самой внутренней чашкой, также изготовленной из железа или любого другого электропроводящего металла для соединения с зажимом. Чашки должны быть достаточно термостойкими и иметь такие же коэффициенты теплового расширения, как и у вороночного стекла, чтобы выдерживать приваривание к вороночному стеклу. Внутренняя сторона кнопки соединена с внутренним проводящим покрытием ЭЛТ. Анодную кнопку можно прикрепить к воронке во время ее прессования в форме. Альтернативно, вместо этого в зажим может быть встроена защита от рентгеновского излучения.

Обратноходовой трансформатор также известен как IHVT (интегрированный трансформатор высокого напряжения), если он включает в себя умножитель напряжения. В обратноходовом преобразователе используется керамический или порошковый железный сердечник, обеспечивающий эффективную работу на высоких частотах. Обратноходовой преобразователь содержит одну первичную и множество вторичных обмоток, которые обеспечивают несколько различных напряжений. Основная вторичная обмотка подает импульсы напряжения на умножитель напряжения, чтобы в конечном итоге обеспечить ЭЛТ высоким анодным напряжением, которое она использует, в то время как остальные обмотки подают напряжение накала ЭЛТ, импульсы манипуляции, напряжение фокусировки и напряжения, полученные из растра сканирования. Когда трансформатор выключается, магнитное поле обратноходового преобразователя быстро разрушается, что приводит к возникновению высокого напряжения в его обмотках. Скорость, с которой схлопывается магнитное поле, определяет индуцируемое напряжение, поэтому напряжение увеличивается вместе с его скоростью. Конденсатор (Retrace Timing Capacitor) или серия конденсаторов (для обеспечения резервирования) используются для замедления коллапса магнитного поля.

Конструкция источника питания высокого напряжения в изделии, использующем ЭЛТ, влияет на количество рентгеновских лучей, излучаемых ЭЛТ. Количество испускаемых рентгеновских лучей увеличивается как с увеличением напряжения, так и с увеличением тока. Если в таком продукте, как телевизор, используется нерегулируемый источник питания высокого напряжения, а это означает, что напряжение анода и фокуса снижается с увеличением тока электронов при отображении яркого изображения, количество излучаемых рентгеновских лучей будет самым высоким, когда отображается ЭЛТ. умеренно яркие изображения, поскольку при отображении темных или ярких изображений более высокое анодное напряжение противодействует меньшему току электронного луча и наоборот соответственно. Электронные лампы стабилизатора высокого напряжения и выпрямителя в некоторых старых ЭЛТ-телевизорах также могут излучать рентгеновские лучи.

Электронная пушка

Основная статья: Электронная пушка

Электронная пушка испускает электроны, которые в конечном итоге попадают на люминофоры на экране ЭЛТ. Электронная пушка содержит нагреватель, который нагревает катод, генерирующий 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 направлена ​​в центр экрана. Он находится внутри горловины ЭЛТ, скрепляется и крепится к горлышку с помощью стеклянных бусин или стеклянных опорных стержней, которые представляют собой стеклянные полоски на электронной пушке. Электронная пушка изготавливается отдельно, а затем помещается внутрь горловины посредством процесса, называемого «намоткой» или герметизацией. Электронная пушка имеет стеклянную пластину, приваренную к шейке ЭЛТ. Соединения электронной пушки проникают через стеклянную пластину. Как только электронная пушка оказывается внутри шейки, ее металлические части (сетки) соединяются между собой под высоким напряжением, чтобы сгладить любые неровные края в процессе, называемом точечным ударом, чтобы предотвратить генерацию вторичных электронов на неровных краях сеток.

Конструкция и метод эксплуатации

Электронная пушка имеет горячий катод косвенного нагрева , который нагревается нагревательным элементом с вольфрамовой нитью; нагреватель может потреблять ток 0,5–2 А в зависимости от ЭЛТ. Напряжение, подаваемое на нагреватель, может повлиять на срок службы ЭЛТ. Нагревание катода заряжает электроны в нем, способствуя эмиссии электронов. при этом на катод подается ток; обычно от 140 мА при 1,5 В до 600 мА при 6,3 В. Катод создает электронное облако (испускает электроны), электроны которого извлекаются, ускоряются и фокусируются в электронный луч. Цветные ЭЛТ имеют три катода: по одному для красного, зеленого и синего. Нагреватель находится внутри катода, но не касается его; катод имеет собственное отдельное электрическое соединение. Катод представляет собой материал, нанесенный на кусок никеля, который обеспечивает электрическое соединение и опору конструкции; нагреватель находится внутри этой детали, не касаясь ее.

несколько коротких замыканий В электронной пушке с ЭЛТ может произойти . Одним из них является короткое замыкание между нагревателем и катодом, из-за которого катод постоянно испускает электроны, что может привести к появлению изображения с ярко-красным, зеленым или синим оттенком с обратными линиями, в зависимости от затронутого катода(ов). В качестве альтернативы катод может замкнуться на управляющую сетку, что может вызвать аналогичные эффекты, или на управляющую сетку и экранную сетку (G2). может привести к очень темному изображению или его отсутствию вообще. Катод может быть окружен экраном для предотвращения распыления .

Катод представляет собой слой оксида бария, нанесенный на кусок никеля для электрической и механической поддержки. Оксид бария необходимо активировать путем нагревания, чтобы он мог высвободить электроны. Активация необходима, поскольку оксид бария нестабилен на воздухе, поэтому его наносят на катод в виде карбоната бария, который не может эмитировать электроны. Активация нагревает карбонат бария для его разложения на оксид бария и углекислый газ с образованием тонкого слоя металлического бария на катоде. Активация осуществляется при формировании вакуума (описано в § Эвакуация ). После активации оксид может быть поврежден несколькими распространенными газами, такими как водяной пар, углекислый газ и кислород. Альтернативно, вместо карбоната бария можно использовать карбонат бария, стронция, кальция, получая после активации оксиды бария, стронция и кальция. В процессе работы оксид бария нагревается до 800–1000°С, после чего он начинает терять электроны.

Поскольку это горячий катод, он склонен к катодному отравлению, которое представляет собой образование слоя положительных ионов, который предотвращает испускание электронов катодом, значительно или полностью снижая яркость изображения и вызывая влияние частоты и интенсивности на фокус и интенсивность. видеосигнал, препятствующий отображению детальных изображений на ЭЛТ. Положительные ионы поступают из остатков молекул воздуха внутри ЭЛТ или из самого катода. которые со временем реагируют с поверхностью горячего катода. Восстанавливающие металлы, такие как марганец, цирконий, магний, алюминий или титан, могут быть добавлены к куску никеля, чтобы продлить срок службы катода, поскольку во время активации восстанавливающие металлы диффундируют в оксид бария, увеличивая срок его службы, особенно при высоком электронах. токи пучка. В цветных ЭЛТ с красным, зеленым и синим катодами один или несколько катодов могут быть повреждены независимо от других, что приведет к полной или частичной потере одного или нескольких цветов. ЭЛТ могут изнашиваться или перегорать из-за отравления катода. Отравление катода ускоряется увеличением катодного тока (перегрузка). В цветных ЭЛТ, поскольку имеется 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. Слой также может действовать как конденсатор, включенный последовательно с катодом, вызывая тепловую задержку. Вместо этого катод может быть изготовлен из оксида скандия или включать его в качестве легирующей примеси, чтобы замедлить отравление катода и продлить срок службы катода до 15%.

Количество электронов, генерируемых катодами, зависит от площади их поверхности. Катод с большей площадью поверхности создает больше электронов в большем электронном облаке, что затрудняет фокусировку электронного облака в электронный луч. Обычно только часть катода излучает электроны, если только ЭЛТ не отображает изображения, части которых имеют полную яркость изображения; только части с полной яркостью заставляют весь катод испускать электроны. Площадь катода, испускающая 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 вообще не показывать более темные части изображений; в таком случае ЭЛТ отображает плохую гамма-характеристику.

Вторая (экранная) сетка пушки (G2) ускоряет электроны по направлению к экрану, используя несколько сотен вольт постоянного тока. Отрицательный ток подается на первую (управляющую) сетку (G1) для сведения электронного пучка. G1 на практике представляет собой цилиндр Венельта . Яркость экрана не контролируется изменением анодного напряжения или тока электронного луча (они никогда не изменяются), несмотря на то, что они влияют на яркость изображения, а яркость изображения контролируется путем изменения разницы напряжений между катодом и G1. управляющая сетка. Третья сетка (G3) электростатически фокусирует электронный луч, прежде чем он отклоняется и ускоряется анодным напряжением на экране. Электростатическую фокусировку электронного луча можно осуществить с помощью линзы Эйнцеля , питаемой напряжением до 600 вольт. До электростатической фокусировки для фокусировки электронного луча требовалась большая, тяжелая и сложная механическая система фокусировки, расположенная вне электронной пушки.

Однако электростатическая фокусировка не может быть осуществлена ​​вблизи конечного анода ЭЛТ из-за его высокого напряжения в десятки киловольт, поэтому высокое напряжение (≈600–8000 В) Вместо этого для фокусировки можно использовать электрод вместе с электродом при конечном анодном напряжении ЭЛТ. Такое устройство называется бипотенциальной линзой, которая также обеспечивает более высокие характеристики, чем линза Эйнцеля, или фокусировка может быть достигнута с использованием магнитной фокусирующей катушки вместе с высоким анодным напряжением в десятки киловольт. Однако реализация магнитной фокусировки дорогая, поэтому на практике она используется редко. Некоторые ЭЛТ могут использовать две сетки и линзы для фокусировки электронного луча. Фокусное напряжение генерируется в обратноходовом преобразователе с использованием части высоковольтной обмотки обратноходового преобразователя в сочетании с резистивным делителем напряжения. Фокусирующий электрод подключается рядом с другими разъемами, расположенными в шейке ЭЛТ.

Существует напряжение, называемое напряжением отсечки, которое создает черный цвет на экране, поскольку оно приводит к исчезновению изображения на экране, созданного электронным лучом, напряжение подается на G1. В цветной ЭЛТ с тремя пушками они имеют разное напряжение отсечки. Многие ЭЛТ используют сетку G1 и G2 для всех трех пушек, что увеличивает яркость изображения и упрощает настройку, поскольку на таких ЭЛТ имеется единое напряжение отсечки для всех трех пушек (поскольку G1 используется всеми пушками). но это создает 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.

Во время обратного отслеживания электронного луча предусилитель, который питает видеоусилитель, отключается, и видеоусилитель смещается до напряжения, превышающего напряжение отсечки, чтобы предотвратить отображение линий обратного пути, или к G1 может быть приложено большое отрицательное напряжение, чтобы предотвратить электроны от выхода из катода. Это известно как гашение. (см. Интервал гашения по вертикали и Интервал гашения по горизонтали .) Неправильное смещение может привести к появлению видимых линий возврата на одном или нескольких цветах, в результате чего линии возврата будут иметь оттенок или белый цвет (например, с красным оттенком, если затронут красный цвет, с оттенком пурпурного, если затрагиваются красный и синий цвета, а также белый, если затрагиваются все цвета). Альтернативно, усилитель может управляться видеопроцессором, который также вводит OSD (экранное отображение) в видеопоток, который подается в усилитель, с использованием сигнала быстрого гашения. Телевизорам и компьютерным мониторам со встроенными ЭЛТ требуется схема восстановления постоянного тока, чтобы подавать на ЭЛТ видеосигнал с компонентом постоянного тока, восстанавливая исходную яркость различных частей изображения.

На электронный луч может воздействовать магнитное поле Земли, в результате чего он обычно попадает в фокусирующую линзу не по центру; это можно исправить с помощью элементов управления астигмацией. Средства управления астигмацией бывают как магнитными, так и электронными (динамическими); магнитный выполняет большую часть работы, а электронный используется для точной настройки. На одном из концов электронной пушки имеется стеклянный диск, края которого сплавлены с краем горловины ЭЛТ, возможно, с использованием фритты ; металлические выводы, соединяющие электронную пушку с внешней средой, проходят через диск.

Некоторые электронные пушки имеют квадрупольную линзу с динамической фокусировкой, позволяющую изменять форму и регулировать фокус электронного луча, изменяя напряжение фокусировки в зависимости от положения электронного луча, чтобы поддерживать четкость изображения по всему экрану, особенно по углам. Они также могут иметь предохранительный резистор для получения напряжения для сеток на основе конечного анодного напряжения.

После изготовления ЭЛТ их состаривали, чтобы катодная эмиссия стабилизировалась.

Электронные пушки в цветных ЭЛТ приводятся в движение видеоусилителем, который принимает сигнал на каждый цветовой канал и усиливает его до 40–170 В на канал для подачи на катоды электронной пушки; 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. Возможности усилителя ограничивают разрешение, частоту обновления и контрастность ЭЛТ, поскольку усилителю необходимо одновременно обеспечивать широкую полосу пропускания и колебания напряжения; более высокие разрешения и частоты обновления требуют более высокой полосы пропускания (скорости, с которой можно изменять напряжение и, таким образом, переключаться между черным и белым), а более высокие коэффициенты контрастности требуют более высоких изменений напряжения или амплитуды для более низких уровней черного и более высоких уровней белого. Например, полоса пропускания 30 МГц обычно обеспечивает разрешение 720p или 1080i, а полоса 20 МГц обычно обеспечивает около 600 (по горизонтали, сверху вниз) строк разрешения. Разница в напряжении между катодом и управляющей сеткой модулирует электронный луч, модулируя его ток и, следовательно, яркость изображения. Люминофоры, используемые в цветных ЭЛТ, производят разное количество света для заданного количества энергии, поэтому для получения белого цвета на цветной ЭЛТ все три пушки должны выдавать разное количество энергии. Пушка, которая излучает больше всего энергии, — это красная пушка, поскольку красный люминофор излучает наименьшее количество света.

Гамма

ЭЛТ имеют выраженную триодную характеристику, что приводит к значительному гамма-излучению (нелинейная зависимость в электронной пушке между приложенным видеонапряжением и интенсивностью луча).

Отклонение

Существует два типа отклонения: магнитное и электростатическое. Магнит обычно используется в телевизорах и мониторах, поскольку он обеспечивает более высокие углы отклонения (и, следовательно, более мелкие ЭЛТ) и мощность отклонения (что обеспечивает более высокий ток электронного луча и, следовательно, более яркие изображения). избегая при этом необходимости использования высоких напряжений для отклонения до 2 кВ, в то время как осциллографы часто используют электростатическое отклонение, поскольку необработанные сигналы, улавливаемые осциллографом, могут быть применены непосредственно (после усиления) к вертикальным электростатическим отклоняющим пластинам внутри ЭЛТ.

Магнитное отклонение

Основная статья: Магнитное отклонение

Те, кто использует магнитное отклонение, могут использовать ярмо с двумя парами отклоняющих катушек; одна пара для вертикального отклонения, другая для горизонтального отклонения. Коромысло может быть клееным (быть цельным) или съемным. Те, что были склеены, использовали клей. или пластик прикрепить ярмо к области между шейкой и воронкой ЭЛТ, пока те, у кого съемные хомуты, зажаты. Ярмо генерирует тепло, отвод которого имеет важное значение, поскольку проводимость стекла увеличивается с повышением температуры. Стекло должно быть изолирующим, чтобы ЭЛТ оставалась пригодной для использования в качестве конденсатора. Таким образом, при проектировании нового ярма проверяется температура стекла под ярмом. Ярмо содержит катушки отклонения и схождения с ферритовым сердечником для уменьшения потерь магнитной силы. а также намагниченные кольца, используемые для выравнивания или регулировки электронных лучей в цветных ЭЛТ (например, кольца чистоты цвета и сходимости) и монохромные ЭЛТ. Ярмо можно подключить с помощью разъема, порядок подключения отклоняющих катушек ярма определяет ориентацию изображения, отображаемого на ЭЛТ. Отклоняющие катушки можно зафиксировать с помощью полиуретанового клея.

Катушки отклонения управляются пилообразными сигналами. которые могут передаваться через VGA в виде сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации. Для ЭЛТ необходимы две схемы отклонения: горизонтальная и вертикальная схемы, 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 горизонтальных линий, которые необходимо нарисовать (вертикальное разрешение ЭЛТ). Более высокая частота делает его более восприимчивым к помехам, поэтому можно использовать схему автоматической регулировки частоты (AFC) для синхронизации фазы сигнала горизонтального отклонения с фазой синхросигнала, чтобы предотвратить искажение изображения по диагонали. Вертикальная частота варьируется 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; сигнал горизонтального отклонения может быть сгенерирован с использованием управляемого напряжением генератора (ГУН), тогда как вертикальный сигнал может быть сгенерирован с использованием запускаемого релаксационного генератора. Во многих телевизорах частоты, на которых работают отклоняющие катушки, частично определяются величиной индуктивности катушек. ЭЛТ имели разные углы отклонения; чем больше угол отклонения, тем мельче ЭЛТ для данного размера экрана, но за счет большей силы отклонения и более низких оптических характеристик.

Более высокая сила отклонения означает больший ток направляется на отклоняющие катушки, чтобы изогнуть электронный луч под большим углом, что, в свою очередь, может выделять больше тепла или требовать электроники, способной справиться с возросшей мощностью. Тепло выделяется из-за резистивных потерь и потерь в сердечнике. Сила отклонения измеряется в мА на дюйм. Для работы катушек вертикального отклонения может потребоваться ~24 В, а для работы катушек горизонтального отклонения — ~120 В.

Катушки отклонения приводятся в действие усилителями отклонения. Катушки горизонтального отклонения также могут частично приводиться в действие выходным каскадом горизонтальной развертки телевизора. Каскад содержит конденсатор, включенный последовательно с катушками горизонтального отклонения и выполняющий несколько функций, в том числе: формирование сигнала пилообразного отклонения в соответствии с кривизной ЭЛТ и центрирование изображения путем предотвращения развития смещения постоянного тока на катушке. В начале обратного хода магнитное поле катушки схлопывается, заставляя электронный луч возвращаться в центр экрана, в то же время катушка возвращает энергию в конденсаторы, энергия которых затем используется для вынуждения электрона. луч, чтобы перейти в левую часть экрана.

Из-за высокой частоты, на которой работают катушки горизонтального отклонения, энергию в катушках отклонения необходимо повторно использовать, чтобы уменьшить рассеивание тепла. Переработка осуществляется путем передачи энергии магнитного поля отклоняющих катушек набору конденсаторов. Напряжение на катушках горизонтального отклонения 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. Электронным пучкам с более высокой энергией (напряжением и/или током) требуется больше энергии для отклонения. и используются для достижения более высокой яркости изображения.

Электростатическое отклонение

Основная статья: Электростатическое отклонение

Чаще всего используется в осциллографах. Отклонение осуществляется путем приложения напряжения к двум парам пластин: одна для горизонтального, другая для вертикального отклонения. Электронный луч управляется за счет изменения разности напряжений на пластинах в паре; Например, подача напряжения на верхнюю пластину пары вертикального отклонения при поддержании напряжения на нижней пластине на уровне 0 В приведет к отклонению электронного луча в сторону верхней части экрана; увеличение напряжения на верхней пластине при сохранении 0 на нижней пластине приведет к отклонению электронного луча в более высокую точку экрана (приведет к отклонению луча на больший угол отклонения). То же самое относится и к горизонтальным отклоняющим пластинам. Увеличение длины и близости между пластинами в паре также может увеличить угол отклонения.

Прожиг

Дополнительная информация: Выгорание экрана § ЭЛТ.

Выгорание — это когда изображения физически «прожигаются» на экране ЭЛТ; это происходит из-за деградации люминофоров из-за длительной бомбардировки люминофоров электронами и происходит, когда фиксированное изображение или логотип слишком долго остается на экране, в результате чего оно выглядит как «призрачное» изображение или, в тяжелых случаях, также, когда ЭЛТ выключена. Чтобы противостоять этому, в компьютерах использовались заставки , чтобы минимизировать выгорание. Выгорание характерно не только для ЭЛТ, оно также происходит с плазменными дисплеями и OLED-дисплеями.

Эвакуация

ЭЛТ Частичный вакуум 0,01 паскаля (1 × 10 ⁻⁷ банкомат) до 0,1 микропаскаля (1 × 10 ⁻¹² банкомат) или меньше вакуумируется или истощается в печи при температуре ~ 375–475 ° C в процессе, называемом выпечкой или выпеканием . В процессе вакуумирования также выделяются газы из любых материалов внутри ЭЛТ, а другие материалы, например поливиниловый спирт, используемый для нанесения люминофоров, разлагаются. Нагрев и охлаждение выполняются 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 ЭЛТ поддерживается ниже температуры печи, и печь начинает остывать сразу после того, как ЭЛТ достигает 400 °C, или ЭЛТ выдерживалась при температуре выше 400 °C в течение 15–55 минут. . ЭЛТ нагревалась во время или после вакуумирования, и это тепло могло использоваться одновременно для плавления фритты в ЭЛТ, соединяющей экран и воронку. Используемый насос представляет собой турбомолекулярный насос или диффузионный насос . Раньше также использовались ртутные вакуумные насосы. После обжига ЭЛТ отсоединяется («запечатывается или закрывается») от вакуумного насоса. Затем геттер запускается с помощью радиочастотной (индукционной) катушки. Геттер обычно находится в воронке или горловине ЭЛТ. Геттерный материал, который часто состоит из бария, улавливает любые оставшиеся частицы газа по мере их испарения из-за нагрева, вызванного ВЧ-катушкой (который может сочетаться с экзотермическим нагревом внутри материала); пар заполняет ЭЛТ, захватывая любые молекулы газа, с которыми он сталкивается, и конденсируется внутри ЭЛТ, образуя слой, содержащий захваченные молекулы газа. водород В материале может присутствовать , который помогает распределять пары бария. Материал нагревается до температуры выше 1000 °C, в результате чего он испаряется. Частичная потеря вакуума в ЭЛТ может привести к нечеткому изображению, синему свечению горловины ЭЛТ, вспышкам, потере катодной эмиссии или проблемам с фокусировкой.

Восстановление

ЭЛТ раньше перестраивали; отремонтированы или отремонтированы. Процесс восстановления включал разборку ЭЛТ, разборку и ремонт или замену электронной пушки (пушек), удаление и перенанесение люминофоров и аквадага и т. д. Восстановление было популярно до 1960-х годов, поскольку ЭЛТ были дорогими и быстро изнашивались. значит ремонт того стоит. Последняя компания по ремонту ЭЛТ в США закрылась в 2010 году. и последняя в Европе RACS, расположенная во Франции, закрылась в 2013 году.

Реактивация

Цель, также известная как омоложение, состоит в том, чтобы временно восстановить яркость изношенной ЭЛТ. Часто это делается путем осторожного увеличения напряжения на катодном нагревателе, а также тока и напряжения на управляющих сетках электронной пушки вручную. . Некоторые омолаживающие устройства также могут устранить замыкание между нагревателем и катодом, пропуская через короткое замыкание емкостный разряд.

Люминофоры

Люминофоры в ЭЛТ излучают вторичные электроны, поскольку они находятся внутри вакуума ЭЛТ. Вторичные электроны собираются анодом ЭЛТ. Вторичные электроны, генерируемые люминофорами, необходимо собирать, чтобы предотвратить образование зарядов на экране, что может привести к снижению яркости изображения. поскольку заряд будет отталкивать электронный луч.

Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы. замена более ранних диммерных люминофоров. Ранние красные и зеленые люминофоры содержали кадмий. а некоторые черно-белые ЭЛТ-люминофоры также содержали бериллий в форме силиката цинка и бериллия. хотя также использовались белые люминофоры, содержащие кадмий, цинк и магний с серебром, медью или марганцем в качестве легирующих добавок. Редкоземельные люминофоры, используемые в ЭЛТ, более эффективны (производят больше света), чем более ранние люминофоры. Люминофоры прилипают к экрану под действием сил Ван-дер-Ваальса и электростатических сил. Люминофоры, состоящие из более мелких частиц, сильнее прилипают к экрану. Люминофоры вместе с углеродом, используемые для предотвращения утечки света (в цветных ЭЛТ), можно легко удалить, поцарапав их.

Для ЭЛТ было доступно несколько десятков типов люминофоров. Люминофоры классифицировались по цвету, стойкости, кривым нарастания и спада яркости, цвету в зависимости от анодного напряжения (для люминофоров, используемых в проникающих ЭЛТ), назначению, химическому составу, безопасности, чувствительности к выгоранию и свойствам вторичной эмиссии. Примерами редкоземельных люминофоров являются оксид иттрия для красного цвета. и силицид иттрия для синего цвета в лучевых индексных трубках, в то время как примерами более ранних люминофоров являются сульфид меди-кадмия для красного цвета,

Люминофоры SMPTE-C обладают свойствами, определенными стандартом SMPTE-C, который определяет одноименное цветовое пространство. Стандарт отдает приоритет точной цветопередаче, что затрудняется из-за различных люминофоров и цветовых пространств, используемых в цветовых системах NTSC и PAL. Телевизоры PAL имеют субъективно лучшую цветопередачу из-за использования насыщенных зеленых люминофоров, которые имеют относительно длительное время затухания, что допустимо в PAL, поскольку в PAL у люминофоров больше времени для затухания из-за более низкой частоты кадров. Люминофоры SMPTE-C использовались в профессиональных видеомониторах.

Люминофорное покрытие на монохромных и цветных ЭЛТ может иметь алюминиевое покрытие на задней стороне, используемое для отражения света вперед, обеспечения защиты от ионов для предотвращения сгорания ионов отрицательными ионами на люминофоре, управления теплом, выделяемым электронами, сталкивающимися с люминофором, предотвращать накопление статического электричества, которое может отталкивать электроны от экрана, формировать часть анода и собирать вторичные электроны, генерируемые люминофорами на экране после попадания электронного луча, обеспечивая электронам обратный путь. Электронный луч проходит через алюминиевое покрытие, прежде чем попасть на люминофор на экране; алюминий ослабляет напряжение электронного луча примерно на 1 кВ. На люминофоры может быть нанесена пленка или лак для уменьшения шероховатости поверхности, образованной люминофорами, чтобы алюминиевое покрытие имело однородную поверхность и не допускало его соприкосновения со стеклом экрана. Это известно как съемка. Лак содержит растворители, которые впоследствии испаряются; лаку можно придать шероховатость химически, чтобы образовалось алюминиевое покрытие с отверстиями, позволяющими растворителям выходить.

Стойкость фосфора

Доступны различные люминофоры в зависимости от потребностей приложения измерения или отображения. Яркость, цвет и интенсивность освещения зависят от типа люминофора, используемого на ЭЛТ-экране. Доступны люминофоры со стойкостью от менее одной микросекунды до нескольких секунд. Для визуального наблюдения кратковременных переходных процессов может оказаться желательным люминофор с длительным послесвечением. Для быстрых и повторяющихся или высокочастотных событий обычно предпочтителен люминофор с коротким послесвечением. Постоянство люминофора должно быть достаточно низким, чтобы избежать размытия или двоения изображения при высоких частотах обновления.

Ограничения и обходные пути

Цветущий

Изменения анодного напряжения могут привести к изменению яркости отдельных частей или всего изображения, а также к размытию, сжатию или увеличению или уменьшению изображения. Более низкое напряжение приводит к размытию и увеличению изображения, тогда как более высокое напряжение приводит к противоположному результату. Некоторое размытие неизбежно, его можно рассматривать как яркие области изображения, которые расширяются, искажают или отодвигают окружающие более темные области того же изображения. Цветение происходит потому, что яркие области имеют более высокий ток электронного луча из электронной пушки, что делает луч шире и его сложнее сфокусировать. Плохое регулирование напряжения приводит к снижению фокусного и анодного напряжения с увеличением тока электронного луча.

Доминг

Доминг — это явление, наблюдаемое в некоторых ЭЛТ-телевизорах, при котором части теневой маски нагреваются. В телевизорах, демонстрирующих такое поведение, оно обычно возникает в высококонтрастных сценах, в которых присутствует 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, в результате чего электронная пушка попадает на люминофоры не того цвета, и в пораженной области отображаются неправильные цвета. Термическое расширение приводит к расширению теневой маски примерно на 100 микрон.

При нормальной работе теневая маска нагревается примерно до 80–90 °C. Яркие области изображений нагревают теневую маску сильнее, чем темные, что приводит к неравномерному нагреву теневой маски и короблению (размытию) из-за теплового расширения, вызванного нагревом повышенным током электронного луча. Теневая маска обычно изготавливается из стали, но может быть изготовлена ​​из инвара. (сплав никеля и железа с низким тепловым расширением), поскольку он выдерживает в два-три раза больший ток, чем обычные маски, без заметного коробления, одновременно упрощая создание ЭЛТ с более высоким разрешением. На теневую маску можно наносить покрытия, рассеивающие тепло, чтобы ограничить растекание. в процессе, называемом чернением.

Биметаллические пружины могут использоваться в ЭЛТ, используемых в телевизорах, для компенсации деформации, которая возникает, когда электронный луч нагревает теневую маску, вызывая тепловое расширение. Теневая маска крепится к экрану с помощью металлических деталей. или рельс или рама который приварен к воронке или стеклу экрана соответственно, удерживая теневую маску в натянутом состоянии, чтобы минимизировать деформацию (если маска плоская, используется в компьютерных ЭЛТ-мониторах с плоским экраном) и обеспечить более высокую яркость и контрастность изображения.

Экраны с апертурной решеткой ярче, поскольку пропускают больше электронов, но для них требуются опорные провода. Они также более устойчивы к деформации. Для достижения такой же яркости цветным ЭЛТ требуется более высокое анодное напряжение, чем монохромным ЭЛТ, поскольку теневая маска блокирует большую часть электронного луча. Маски слотов и особенно апертурные решетки не блокируют столько электронов, что приводит к более яркому изображению при заданном анодном напряжении, но ЭЛТ с апертурной решеткой тяжелее. Блок теневых масок 80–85% электронного луча, в то время как апертурные решетки пропускают больше электронов.

Высокое напряжение

Яркость изображения связана с анодным напряжением и размером ЭЛТ, поэтому для обоих больших экранов необходимы более высокие напряжения. и более высокая яркость изображения. Яркость изображения также контролируется током электронного луча. Более высокие анодные напряжения и токи электронного луча также означают большее количество рентгеновских лучей и выделение тепла, поскольку электроны имеют более высокую скорость и энергию. Для блокировки большинства рентгеновских лучей используются свинцовое стекло и специальное бариево-стронциевое стекло.

Размер

Практическим ограничением размера ЭЛТ является вес толстого стекла, необходимого для безопасного поддержания вакуума. поскольку внешняя поверхность ЭЛТ подвергается полному атмосферному давлению , которое, например, составляет 5800 фунтов силы (26000 Н ) на 27-дюймовом (400 дюймовом) ² ) экран. Например, большой 43-дюймовый Sony PVM-4300 весит 440 фунтов или 200 кг . намного тяжелее, чем 32-дюймовые ЭЛТ (до 163 фунтов или 74 кг) и 19-дюймовые ЭЛТ (до 60 фунтов или 27 кг). Гораздо более легкие телевизоры с плоским экраном весят всего около 18 фунтов (8,2 кг) для 32-дюймовых и 6,5 фунтов (2,9 кг) для 19-дюймовых.

потребуется более высокая диэлектрическая прочность Размер также ограничен анодным напряжением, поскольку для предотвращения образования дуги и вызываемых ею электрических потерь и образования озона без ущерба для яркости изображения.

Теневые маски также становится сложнее создавать с увеличением разрешения и размера.

Ограничения, налагаемые отклонением

При высоких углах отклонения, разрешениях и частотах обновления (поскольку более высокие разрешения и частоты обновления требуют применения значительно более высоких частот к катушкам горизонтального отклонения) отклоняющее ярмо начинает выделять большое количество тепла из-за необходимости перемещения электронного луча. под большим углом, что, в свою очередь, требует экспоненциально большего количества энергии. Например, для увеличения угла отклонения с 90 до 120° необходимо также увеличить потребляемую мощность ярма с 40 Вт до 80 Вт, а для дальнейшего увеличения со 120 до 150° мощность отклонения снова должна увеличиться с 80 до 160 Вт . Обычно это делает ЭЛТ, которые выходят за пределы определенных углов отклонения, разрешения и частоты обновления, непрактичными, поскольку катушки будут генерировать слишком много тепла из-за сопротивления, вызванного скин -эффектом , поверхностными и вихревыми потерями тока и/или, возможно, из-за повреждения стекла под катушкой. стать проводящими (поскольку электропроводность стекла уменьшается с повышением температуры). Некоторые отклоняющие ярмы предназначены для рассеивания тепла, возникающего при их работе. Более высокие углы отклонения в цветных ЭЛТ напрямую влияют на сходимость по углам экрана, что требует дополнительных схем компенсации для управления мощностью и формой электронного луча, что приводит к более высоким затратам и энергопотреблению. Более высокие углы отклонения позволяют сделать ЭЛТ заданного размера тоньше, однако они также создают большую нагрузку на корпус ЭЛТ, особенно на панель, уплотнение между панелью и воронкой и на воронку. Воронка должна быть достаточно длинной, чтобы свести к минимуму напряжение, поскольку более длинная воронка может иметь лучшую форму, чтобы снизить напряжение.

Сравнение с другими технологиями

Основная статья: Сравнение ЭЛТ, ЖК, плазменных и OLED-дисплеев

• Преимущества ЖК-дисплея перед ЭЛТ: меньший размер, энергопотребление и тепловыделение, более высокая частота обновления (до 360 Гц), более высокий коэффициент контрастности
• Преимущества ЭЛТ перед ЖК-дисплеем: лучшая цветопередача, отсутствие размытия при движении, мультисинхронизация, доступная на многих мониторах, отсутствие задержки ввода.
• Преимущества OLED перед ЭЛТ: меньший объем, аналогичная цветопередача, более высокий коэффициент контрастности, аналогичная частота обновления (от 60 Гц до 120 Гц) кроме компьютерных мониторов.

На ЭЛТ частота обновления зависит от разрешения, оба из которых в конечном итоге ограничены максимальной частотой горизонтальной развертки ЭЛТ. Размытие изображения также зависит от времени затухания люминофоров. Люминофоры, которые распадаются слишком медленно для данной частоты обновления, могут вызвать размытие или размытость изображения. На практике ЭЛТ ограничены частотой обновления 160 Гц. ЖК-дисплеи, которые могут конкурировать с OLED (двухслойные и мини-LED ЖК-дисплеи), недоступны с высокой частотой обновления, хотя ЖК-дисплеи с квантовыми точками (QLED) доступны с высокой частотой обновления (до 144 Гц). и конкурируют по цветопередаче с OLED.

ЭЛТ-мониторы по-прежнему могут превосходить ЖК- и OLED-мониторы по входной задержке, поскольку между ЭЛТ и разъемом дисплея монитора нет обработки сигнала, поскольку ЭЛТ-мониторы часто используют VGA, который обеспечивает аналоговый сигнал, который можно подавать на ЭЛТ напрямую. Видеокарты, предназначенные для использования с ЭЛТ, могут иметь RAMDAC для генерации аналоговых сигналов, необходимых ЭЛТ. Кроме того, ЭЛТ-мониторы часто способны отображать четкие изображения в нескольких разрешениях — эта возможность известна как мультисинхронизация . По этим причинам геймеры на ПК иногда отдают предпочтение ЭЛТ, несмотря на их размер, вес и выделение тепла.

ЭЛТ, как правило, более долговечны, чем их плоские аналоги. хотя существуют и специализированные ЖК-дисплеи с аналогичной долговечностью.

Типы

ЭЛТ выпускались в двух основных категориях: кинескопы и кинескопы. Кинескопы использовались в телевизорах, а кинескопы использовались в компьютерных мониторах. Трубки дисплея имели более высокое разрешение и при использовании в компьютерных мониторах иногда имели регулируемое переразвертку . или иногда недосканировать. ЭЛТ с кинескопом имеют переразвертку, то есть фактические края изображения не отображаются; это сделано специально для того, чтобы обеспечить различия в настройке между ЭЛТ-телевизорами, предотвращая появление неровных краев (из-за размытия) изображения на экране. Теневая маска может иметь канавки, отражающие электроны, не попавшие на экран из-за переразвертки . Цветные кинескопы, используемые в телевизорах, также были известны как CPT. ЭЛТ также иногда называют трубками Брауна.

Монохромные ЭЛТ

Алюминированная монохромная ЭЛТ. Черное матовое покрытие – аквадаг.

Отклоняющее хомут на шейке монохромной ЭЛТ. Имеет две пары отклоняющих катушек.

Если ЭЛТ представляет собой черно-белую (черно-белую или монохромную) ЭЛТ, в горловине находится одна электронная пушка, а воронка покрыта изнутри алюминием , нанесенным путем испарения; алюминий испаряется в вакууме и конденсируется внутри ЭЛТ. Алюминий устраняет необходимость в ионных ловушках , необходимых для предотвращения сгорания ионов на люминофоре, а также отражает свет, генерируемый люминофором, к экрану, регулируя тепло и поглощая электроны, обеспечивая для них обратный путь; раньше воронки покрывались изнутри аквадагом, который использовался потому, что его можно наносить как краску; люминофоры остались без покрытия. Алюминий начал применяться 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 был бы потерян внутри ЭЛТ) к внешней стороне ЭЛТ. В алюминизированных монохромных ЭЛТ снаружи используется Aquadag. Воронка и сито покрыты единым алюминиевым покрытием.

Экран, воронка и горловина сплавляются в единую оболочку, возможно с использованием пломб из свинцовой эмали, в воронке делается отверстие, на которое устанавливается анодный колпачок, после чего наносятся люминофор, аквадаг и алюминий. Ранее в монохромных ЭЛТ использовались ионные ловушки, для которых требовались магниты; Магнит использовался для отклонения электронов от ионов, которые труднее отклонить, пропуская электроны, позволяя ионам сталкиваться с листом металла внутри электронной пушки. Ионный ожог приводит к преждевременному износу люминофора. Поскольку ионы труднее отклонить, чем электроны, при сжигании ионов в центре экрана остается черная точка.

Внутреннее покрытие аквадага или алюминиевое покрытие служило анодом и служило для ускорения электронов по направлению к экрану, сбора их после попадания на экран, одновременно выполняя роль конденсатора вместе с внешним покрытием аквадага. Экран имеет единое равномерное люминофорное покрытие и не имеет теневой маски, что технически не имеет ограничения по разрешению.

Монохромные ЭЛТ могут использовать кольцевые магниты для регулировки центрирования электронного луча и магниты вокруг отклоняющего ярма для регулировки геометрии изображения.

• 
  Старая монохромная ЭЛТ без алюминия, только аквадаг
• 
  Электронная пушка монохромной ЭЛТ

Цветные ЭЛТ

Увеличенный вид теневой маски дельта-пушки. цветной ЭЛТ

Слева: увеличенный вид линейных триад люминофора (маска слота) ЭЛТ. Справа: увеличенный вид триад люминофоров Дельта-пушки.

Увеличенный вид цветной ЭЛТ Trinitron (апертурная решетка). Видна тонкая горизонтальная опорная проволока.

ЭЛТ-триада и типы масок

Спектры составляющих синего, зеленого и красного люминофоров в обычной ЭЛТ

Линейные электронные пушки цветного ЭЛТ-телевизора.

В цветных ЭЛТ используются три разных люминофора, которые излучают красный, зеленый и синий свет соответственно. Они упакованы вместе в полосы (как в конструкции апертурной решетки ) или в группы, называемые «триадами» (как в ЭЛТ с теневой маской ).

Цветные ЭЛТ имеют три электронные пушки, по одной на каждый основной цвет (красный, зеленый и синий), расположенные либо по прямой (в линию), либо по равносторонней треугольной конфигурации (пушки обычно конструируются как единое целое). Треугольную конфигурацию часто называют дельта-пистолетом , исходя из ее связи с формой греческой буквы дельта (Δ). Расположение люминофоров такое же, как и у электронных пушек. Решетка или маска поглощают электроны, которые в противном случае попали бы не в тот люминофор.

В трубке теневой маски используется металлическая пластина с крошечными отверстиями, обычно дельта-конфигурации, расположенная так, что луч электронов освещает только правильные люминофоры на лицевой стороне трубки; блокируя все остальные электроны. Теневые маски, в которых вместо отверстий используются прорези, называются масками прорезей. Отверстия или прорези имеют коническую форму. так что электроны, попадающие внутрь любого отверстия, будут отражаться обратно, если они не поглощены (например, из-за локального накопления заряда), вместо того, чтобы прыгать через отверстие и ударяться в случайное (неправильное) место на экране. Другой тип цветной ЭЛТ (Trinitron) использует апертурную решетку из натянутых вертикальных проволок для достижения того же результата. Теневая маска имеет одно отверстие для каждой триады. Теневая маска обычно 1 ⁄ дюйма за экраном.

ЭЛТ Trinitron отличались от других цветных ЭЛТ тем, что у них была одна электронная пушка с тремя катодами, апертурная решетка, пропускающая больше электронов, увеличивающая яркость изображения (поскольку апертурная решетка не блокирует столько электронов), а также вертикально цилиндрический экран. , а не изогнутый экран.

Три электронные пушки находятся в шейке (кроме тринитронов), а красный, зеленый и синий люминофоры на экране могут быть разделены черной сеткой или матрицей (называемой Toshiba черной полосой).

Воронка покрыта аквадагом с обеих сторон, а сито имеет отдельное алюминиевое покрытие, нанесенное в вакууме. осаждается после нанесения люминофорного покрытия, обращенного к электронной пушке. Алюминиевое покрытие защищает люминофор от ионов, поглощает вторичные электроны, обеспечивая им обратный путь, предотвращая электростатический заряд экрана, который затем отталкивает электроны и снижает яркость изображения, отражает свет от люминофора вперед и помогает управлять теплом. Он также служит анодом ЭЛТ вместе с внутренним покрытием аквадаг. Внутреннее покрытие электрически соединено с электродом электронной пушки с помощью пружины, образующей конечный анод. Внешнее покрытие аквадага соединяется с землей , возможно, с помощью ряда пружин или жгута, контактирующего с аквадагом.

Теневая маска

Основная статья: Теневая маска

Теневая маска поглощает или отражает электроны, которые в противном случае попали бы не в те точки люминофора. вызывающие проблемы с чистотой цвета (обесцвечивание изображений); другими словами, при правильной настройке теневая маска помогает обеспечить чистоту цвета. Когда электроны ударяются о теневую маску, они выделяют свою энергию в виде тепла и рентгеновских лучей. Если электроны имеют слишком много энергии, например, из-за слишком высокого анодного напряжения, теневая маска может деформироваться из-за тепла, что также может произойти во время лерового обжига при ~ 435 ° C фриттового уплотнения между лицевой панелью и воронка ЭЛТ.

Теневые маски были заменены в телевизорах щелевыми масками в 1970-х годах, поскольку щелевые маски пропускают больше электронов, увеличивая яркость изображения. Теневые маски могут быть электрически подключены к аноду ЭЛТ. Тринитрон использовал одну электронную пушку с тремя катодами вместо трех полных пушек. от NEC ЭЛТ-мониторы ПК обычно используют теневые маски, за исключением Trinitron от Sony, Diamondtron от Mitsubishi и Cromaclear ; Trinitron и Diamondtron используют апертурные решетки, а Cromaclear использует щелевую маску. Некоторые ЭЛТ с теневой маской имеют цветные люминофоры, диаметр которых меньше диаметра электронных лучей, используемых для их освещения. с намерением покрыть весь люминофор, увеличивая яркость изображения. Теневым маскам можно придать изогнутую форму.

Производство экранов

Ранние цветные ЭЛТ не имели черной матрицы, которая была представлена ​​компаниями Zenith в 1969 году и Panasonic в 1970 году. Черная матрица исключает утечку света от одного люминофора к другому, поскольку черная матрица изолирует точки люминофора друг от друга, поэтому часть электронного луча касается черной матрицы. Это также необходимо из-за деформации теневой маски. Легкое кровотечение все еще может возникать из-за случайных электронов, поражающих неправильные точки люминофора. При высоких разрешениях и частотах обновления люминофоры получают лишь очень небольшое количество энергии, что ограничивает яркость изображения.

Для создания черной матрицы было использовано несколько методов. В одном методе экран покрывался фоторезистом, таким как фоторезист из поливинилового спирта, сенсибилизированный дихроматом, который затем сушился и подвергался экспонированию; неэкспонированные области были удалены, а весь экран был покрыт коллоидным графитом для создания углеродной пленки, а затем использовалась перекись водорода 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 шаг экспонирования необходимо было контролировать, чтобы избежать слишком маленьких или больших отверстий с неровными краями, вызванными дифракцией света, что в конечном итоге ограничивало максимальное разрешение больших цветов. ЭЛТ. Затем отверстия были заполнены люминофором описанным выше методом. В другом методе использовались люминофоры, суспендированные в ароматической соли диазония, которая прилипала к экрану под воздействием света; люминофоры были нанесены, а затем экспонированы, чтобы они приклеились к экрану, повторяя процесс один раз для каждого цвета. Затем на оставшиеся области экрана был нанесен углерод, подвергая весь экран воздействию света, чтобы создать черную матрицу, а к экрану был применен процесс фиксации с использованием водного раствора полимера, чтобы сделать люминофоры и черную матрицу устойчивыми к воде. Вместо углерода в черной матрице можно использовать черный хром. Использовались и другие методы.

Люминофоры наносятся методом фотолитографии . Внутренняя сторона экрана покрыта частицами люминофора, взвешенными в суспензии фоторезиста ПВА. который затем сушится с использованием инфракрасного света, раскрыто и развито. Экспонирование осуществляется с помощью «маяка», в котором используется источник ультрафиолетового света с линзой-корректором, позволяющий ЭЛТ достичь чистоты цвета. В качестве фотомасок используются съемные теневые маски с подпружиненными зажимами. Процесс повторяется со всеми цветами. Обычно зеленый люминофор наносится первым. После нанесения люминофора экран подвергается термической обработке, чтобы удалить любые органические химические вещества (например, ПВА, который использовался для нанесения люминофора), которые могут остаться на экране. В качестве альтернативы люминофоры можно наносить в вакуумной камере путем их испарения и конденсации на экране, создавая очень однородное покрытие. На ранние цветные ЭЛТ люминофоры наносились с помощью шелкографии. Люминофоры могут иметь над собой цветные фильтры (обращённые к зрителю), содержать пигмент цвета, излучаемого люминофором, или быть инкапсулированы в цветные фильтры для улучшения чистоты и воспроизведения цвета, одновременно уменьшая блики. Эта технология продавалась Toshiba под торговой маркой Microfilter. 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.

После покрытия экрана люминофором и алюминием и установки на него теневой маски экран прикрепляют к воронке с помощью стеклянной фритты, которая может содержать 65–88% оксида свинца по массе. 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 порошка-наполнителя для контроля теплового расширения фритты. Фритта может применяться в виде пасты, состоящей из частиц фритты, суспендированных в амилацетате или в полимере алкилметакрилата с мономером вместе с органическим растворителем для растворения полимера и мономера. Затем ЭЛТ запекается в печи по так называемому методу запекания Лера, чтобы затвердеть фритту, герметизируя воронку и экран вместе. Фритта содержит большое количество свинца, поэтому цветные ЭЛТ содержат больше свинца, чем их монохромные аналоги. С другой стороны, монохромные ЭЛТ не требуют фритты; воронку можно приварить непосредственно к стеклу путем плавления и соединения краев воронки и экрана с помощью газового пламени. Фритта используется в цветных ЭЛТ для предотвращения деформации теневой маски и экрана в процессе плавления. Края экрана и воронки ЭЛТ никогда не оплавляются. Перед нанесением фриттовой пасты на края воронки и сита можно нанести грунтовку для улучшения адгезии. Запекание Лера состоит из нескольких последовательных этапов, на которых ЭЛТ постепенно нагревается, а затем охлаждается до температуры 435–475 ° C. (в других источниках могут указываться другие температуры, например 440 °C) После обжига Лера ЭЛТ продувается воздухом или азотом для удаления загрязнений, электронная пушка вставляется и герметизируется в горловину ЭЛТ, на ЭЛТ образуется вакуум.

цвета

Из-за ограничений в размерной точности, с которой ЭЛТ могут быть экономично изготовлены, практически невозможно создать цветные ЭЛТ, в которых три электронных луча можно было бы выровнять так, чтобы они поражали люминофоры соответствующего цвета в приемлемой координации, исключительно на основе геометрической геометрии. конфигурация осей электронной пушки и положения апертуры пушки, апертуры теневой маски и т. д. Теневая маска гарантирует, что один луч попадет только в пятна люминофоров определенных цветов, но незначительные различия в физическом выравнивании внутренних частей между отдельными ЭЛТ могут вызвать различия. 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 различий между отдельными трубками.

Сходимость цветов и чистота цвета — два аспекта этой единой проблемы. Во-первых, для корректной цветопередачи необходимо, чтобы независимо от того, куда на экране отклоняются лучи, все три попадали в одно и то же место (и номинально проходили через одно и то же отверстие или щель) на теневой маске. Это называется конвергенцией. Более конкретно, схождение в центре экрана (без поля отклонения, приложенного ярмом) называется статической конвергенцией, а схождение по остальной части экрана (особенно по краям и углам) называется динамической конвергенцией. Лучи могут сходиться в центре экрана и при этом отклоняться друг от друга, отклоняясь к краям; можно сказать, что такая ЭЛТ имеет хорошую статическую сходимость, но плохую динамическую сходимость. Во-вторых, каждый луч должен попадать только на люминофоры того цвета, на который он предназначен, и ни на какие другие. Это называется чистотой. Подобно конвергенции, существует статическая чистота и динамическая чистота с теми же значениями слов «статический» и «динамический», что и для конвергенции. Конвергенция и чистота — разные параметры; ЭЛТ может иметь хорошую чистоту, но плохую сходимость, или наоборот. Плохая конвергенция приводит к появлению цветных «теней» или «призраков» вдоль отображаемых краев и контуров, как если бы изображение на экране было напечатано глубокой печатью с плохой совмещением. Плохая чистота приводит к тому, что объекты на экране кажутся бесцветными, а их края остаются четкими. Проблемы чистоты и сходимости могут возникать одновременно, в одной и той же или в разных областях экрана или в обеих по всему экрану, а также равномерно или в большей или меньшей степени в разных частях экрана.

Магнит, используемый в ЭЛТ-телевизоре. Обратите внимание на искажение изображения.

Решением проблем статической сходимости и чистоты является набор кольцевых магнитов для выравнивания цвета, установленных на шейке ЭЛТ. Эти подвижные слабые постоянные магниты обычно монтируются на заднем конце узла отклоняющего ярма и настраиваются на заводе для компенсации любых статических ошибок чистоты и сходимости, присущих неотрегулированной трубке. Обычно используются две или три пары двух магнитов в виде колец из пластика, пропитанного магнитным материалом, магнитные поля которых параллельны плоскостям магнитов, перпендикулярным осям электронной пушки. Часто одна пара колец имеет 2 полюса, другая — 4, а оставшееся кольцо — 6 полюсов. Каждая пара магнитных колец образует единый 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 полей, регулируя эффективную напряженность поля пары. (Поскольку они вращаются друг относительно друга, можно считать, что поле каждого магнита состоит из двух противоположных компонентов, расположенных под прямым углом, и эти четыре компонента [по два на два магнита] образуют две пары, одна пара усиливает друг друга, а другая пара противостоящих и Вращаясь от выравнивания, взаимно усиливающие компоненты поля магнитов уменьшаются, поскольку они обмениваются на увеличение противоположных, взаимно компенсирующих компонентов.) Вращая пару магнитов вместе, сохраняя относительный угол между ними, направление их коллективного движения. магнитное поле можно изменять. В целом, регулировка всех магнитов конвергенции/чистоты позволяет точно настроить небольшое отклонение электронного луча или боковое смещение, что компенсирует незначительные статические ошибки конвергенции и чистоты, присущие некалиброванной трубке. После установки эти магниты обычно приклеиваются на место, но при необходимости их обычно можно освободить и отрегулировать в полевых условиях (например, в мастерской по ремонту телевизоров).

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 сходимости и чистоты обычно не может быть выполнена пассивно, но требует наличия активных компенсационных схем: одна для коррекции сходимости по горизонтали, а другая для ее коррекции по вертикали. Отклоняющее ярмо содержит катушки конвергенции, по две на каждый цвет, намотанные на одном сердечнике, на которые подаются сигналы конвергенции. Это означает 6 катушек конвергенции в группах по 3, по 2 катушки в группе, одна катушка для коррекции горизонтальной конвергенции, а другая для коррекции вертикальной конвергенции, причем каждая группа имеет общий сердечник. Группы отделены друг от друга на 120°. Динамическая конвергенция необходима, поскольку передняя часть ЭЛТ и теневая маска не имеют сферической формы, что компенсирует расфокусировку электронного луча и астигматизм. Дело в том, что ЭЛТ-экран не сферический. приводит к проблемам с геометрией, которые можно исправить с помощью схемы. Сигналы, используемые для конвергенции, представляют собой параболические сигналы, полученные из трех сигналов, поступающих из схемы вертикального выхода. Параболический сигнал подается на катушки сходимости, а два других представляют собой пилообразные сигналы, которые при смешивании с параболическими сигналами создают необходимый сигнал для сходимости. Резистор и диод используются для фиксации сигнала конвергенции в центре экрана, чтобы предотвратить влияние статической конвергенции на него. Схемы горизонтальной и вертикальной конвергенции аналогичны. Каждая схема имеет два резонатора, один обычно настроен на 15 625 Гц, а другой на 31 250 Гц, которые задают частоту сигнала, посылаемого на катушки конвергенции. Динамическая сходимость может быть достигнута с использованием электростатических квадрупольных полей в электронной пушке. Динамическая конвергенция означает, что электронный луч не движется по совершенно прямой линии между отклоняющими катушками и экраном, поскольку катушки конвергенции заставляют его искривляться, чтобы соответствовать экрану.

Вместо этого сигнал конвергенции может представлять собой пилообразный сигнал с легким внешним видом синусоидальной волны, часть синусоидальной волны создается с использованием конденсатора, включенного последовательно с каждой отклоняющей катушкой. В этом случае сигнал конвергенции используется для управления отклоняющими катушками. Синусоидальная часть 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 больших углов отклонения и плоских экранов многих компьютерных ЭЛТ-мониторов. Номинал s-конденсаторов необходимо выбирать в зависимости от частоты сканирования ЭЛТ, поэтому мониторы с мультисинхронизацией должны иметь разные наборы s-конденсаторов, по одному для каждой частоты обновления.

Вместо этого в некоторых ЭЛТ динамическая конвергенция может быть достигнута с использованием только кольцевых магнитов, магнитов, приклеенных к ЭЛТ, и путем изменения положения отклоняющего хомута, положение которого можно поддерживать с помощью установочных винтов, зажима и резиновых клиньев. В ЭЛТ с углом отклонения 90° может использоваться «самоконвергенция» без динамической конвергенции, что вместе с линейным расположением триады устраняет необходимость в отдельных катушках конвергенции и связанных с ними схемах, снижая затраты. сложности и глубины ЭЛТ на 10 миллиметров. Самоконвергенция работает посредством «неоднородных» магнитных полей. Динамическая конвергенция необходима в ЭЛТ с углом отклонения 110°, а для динамической конвергенции также могут использоваться квадрупольные обмотки на отклоняющем ярме на определенной частоте.

Динамическая конвергенция и чистота цвета являются одной из основных причин, по которым до самого конца своей истории ЭЛТ были с длинной шейкой (глубокой) и двуосно изогнутыми гранями; эти геометрические конструктивные характеристики необходимы для внутренней пассивной динамической конвергенции и чистоты цвета. Только примерно с 1990-х годов стали доступны сложные схемы компенсации активной динамической конвергенции, которые сделали ЭЛТ с короткой шейкой и плоской поверхностью 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 позволяют регулировать поворот, перекос и другие параметры сложной геометрии растра с помощью электроники под контролем пользователя.

Альтернативно, пистолеты можно совместить друг с другом (свести) с помощью сужающих колец, расположенных прямо за шейкой; с одним кольцом на пистолет. Кольца могут иметь северный и южный полюса. Может быть 4 набора колец: одно для регулировки схождения RGB, второе для регулировки схождения красного и синего, третье для регулировки вертикального сдвига растра и четвертое для регулировки чистоты. Вертикальный сдвиг растра регулирует прямолинейность линии сканирования. ЭЛТ также могут использовать схемы динамической конвергенции, которые обеспечивают правильную сходимость на краях ЭЛТ. Магниты из пермаллоя также можно использовать для исправления схождения по краям. Сведение осуществляется с помощью штриховки (сетки). В других ЭЛТ вместо колец могут использоваться магниты, которые вставляются внутрь и наружу. В ранних цветных ЭЛТ отверстия в теневой маске становились все меньше по мере того, как они расширялись от центра экрана, чтобы способствовать сближению.

Магнитное

Идет размагничивание

Металлические магнитные экраны из мю для ЭЛТ осциллографов

Если теневая маска или апертурная решетка намагничиваются, их магнитное поле изменяет траекторию электронных лучей. Это вызывает ошибки «чистоты цвета», поскольку электроны больше не следуют только по намеченным траекториям, а некоторые из них попадают в люминофоры другого цвета, отличного от предполагаемого. Например, некоторые электроны красного луча могут попасть на синий или зеленый люминофор, придав пурпурный или желтый оттенок частям изображения, которые должны быть чисто красными. (Этот эффект локализуется в определенной области экрана, если намагниченность локализована.) Поэтому важно, чтобы теневая маска или апертурная решетка не намагничивались. Магнитное поле Земли может влиять на чистоту цвета ЭЛТ. По этой причине некоторые ЭЛТ имеют внешние магнитные экраны над воронками. Магнитный экран может быть изготовлен из мягкого железа или мягкой стали и содержать катушку размагничивания. Магнитный экран и теневая маска могут постоянно намагничиваться магнитным полем Земли, что отрицательно влияет на чистоту цвета при перемещении ЭЛТ. Эту проблему решает встроенная катушка размагничивания, которая есть во многих телевизорах и компьютерных мониторах. Размагничивание может быть автоматическим и происходить при каждом включении ЭЛТ. Магнитный экран также может быть внутренним, находясь внутри воронки ЭЛТ.

Цветные ЭЛТ-дисплеи в телевизорах и компьютерных мониторах часто имеют встроенную катушку размагничивания (размагничивания), установленную по периметру лицевой панели ЭЛТ. При включении ЭЛТ-дисплея схема размагничивания производит кратковременный переменный ток через катушку, который затухает до нуля в течение нескольких секунд, создавая затухающее переменное магнитное поле катушки. Это поле размагничивания достаточно сильное, чтобы в большинстве случаев устранить намагниченность теневой маски, сохраняя при этом чистоту цвета. В необычных случаях сильного намагничивания, когда внутреннего поля размагничивания недостаточно, теневую маску можно размагничивать снаружи с помощью более мощного портативного размагничивателя или размагничивателя. Однако слишком сильное магнитное поле, переменное или постоянное, может механически деформировать (изогнуть) теневую маску, вызывая необратимое искажение цвета на дисплее, что очень похоже на эффект намагничивания.

Разрешение

Шаг точек определяет максимальное разрешение дисплея, если использовать ЭЛТ с дельта-пушкой. В них, когда разрешение сканирования приближается к разрешению шага точек, появляется муар , поскольку отображаемые детали более мелкие, чем то, что может передать теневая маска. Однако мониторы с апертурной решеткой не страдают от вертикального муара, поскольку их люминофорные полосы не имеют вертикальных деталей. В ЭЛТ меньшего размера эти полосы сохраняют положение сами по себе, но для ЭЛТ с апертурной решеткой большего размера требуется одна или две поперечные (горизонтальные) опорные полосы; один для ЭЛТ меньшего размера и два для больших. Опорные провода блокируют электроны, благодаря чему провода становятся видимыми. В ЭЛТ с апертурной решеткой шаг точек заменен шагом полос. Hitachi разработала теневую маску Enhanced Dot Pitch (EDP), в которой вместо круглых используются овальные отверстия с соответствующими овальными люминофорными точками. Муар снижается в ЭЛТ с теневой маской за счет расположения отверстий в теневой маске в виде сот.

Проекционные ЭЛТ

Проекционные ЭЛТ использовались в ЭЛТ-проекторах и ЭЛТ- телевизорах с обратной проекцией и обычно имеют небольшие размеры (7–9 дюймов в поперечнике); иметь люминофор, генерирующий красный, зеленый или синий свет, что делает их монохромными ЭЛТ; и по конструкции аналогичны другим монохромным ЭЛТ. Проекционные ЭЛТ большего размера, как правило, служили дольше и могли обеспечивать более высокие уровни яркости и разрешения, но были также более дорогими. Проекционные ЭЛТ имеют необычно высокое анодное напряжение для своего размера (например, 27 или 25 кВ для 5- или 7-дюймовой проекционной ЭЛТ соответственно). и специально изготовленный вольфрам/бариевый катод (вместо обычно используемого чистого оксида бария), который состоит из атомов бария, внедренных в 20% пористого вольфрама или алюминатов бария и кальция, или из оксидов бария, кальция и алюминия, покрытых пористым вольфрамом; барий диффундирует через вольфрам, испуская электроны. Специальный катод может выдавать ток 2 мА вместо 0,3 мА обычных катодов. что делает их достаточно яркими, чтобы их можно было использовать в качестве источников света для проецирования. Высокое анодное напряжение и специально изготовленный катод увеличивают соответственно напряжение и ток электронного луча, что увеличивает свет, излучаемый люминофорами, а также количество тепла, выделяемого при работе; это означает, что ЭЛТ-проекторы нуждаются в охлаждении. Экран обычно охлаждается с помощью контейнера (сетка является частью контейнера) с гликолем; гликоль сам по себе может быть окрашен, или бесцветный гликоль можно использовать 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. Каждая ЭЛТ имеет свой собственный гликоль, который имеет доступ к воздушному пузырю, позволяющему гликолю сжиматься и расширяться при охлаждении и нагревании. ЭЛТ-проекторы могут иметь регулировочные кольца, как и цветные ЭЛТ, для регулировки астигматизма. что представляет собой вспышку электронного луча (рассеянный свет, похожий на тени). Имеют три регулировочных кольца; один с двумя полюсами, один с четырьмя полюсами и еще один с 6 полюсами. При правильной настройке проектор может отображать идеально круглые точки без бликов. Экраны, используемые в проекционных ЭЛТ, были более прозрачными, чем обычно, с коэффициентом пропускания 90%. Первые проекционные ЭЛТ были изготовлены в 1933 году.

ЭЛТ-проекторы были доступны с электростатической и электромагнитной фокусировкой, причем последняя была дороже. При электростатической фокусировке использовалась электроника для фокусировки электронного луча вместе с фокусирующими магнитами на шейке ЭЛТ для точной регулировки фокусировки. Этот тип фокусировки со временем деградировал. Электромагнитная фокусировка была представлена ​​в начале 1990-х годов и включала в себя электромагнитную фокусирующую катушку в дополнение к уже существующим фокусирующим магнитам. Электромагнитная фокусировка была гораздо более стабильной на протяжении всего срока службы ЭЛТ, сохраняя 95% своей резкости к концу срока службы ЭЛТ.

Индексно-лучевая трубка

Индексно-лучевые трубки , также известные как Uniray, Apple CRT или Indextron, Это была попытка компании Philco в 1950-х годах создать цветную ЭЛТ без теневой маски, устранив проблемы схождения и чистоты и позволив использовать более мелкие ЭЛТ с более высокими углами отклонения. Для последнего анода также требовался источник питания с более низким напряжением, поскольку в нем не использовалась теневая маска, которая обычно блокирует около 80% электронов, генерируемых электронной пушкой. Отсутствие теневой маски также сделало его невосприимчивым к магнитному полю Земли, а также сделало ненужным размагничивание и увеличило яркость изображения. Он был сконструирован аналогично монохромной ЭЛТ, с внешним покрытием аквадаг, внутренним алюминиевым покрытием и одной электронной пушкой, но с экраном с чередующимся узором из красных, зеленых, синих и УФ (индексных) люминофорных полос (аналогично Тринитрон) с боковым фотоумножителем. или фотодиод, направленный к задней части экрана и установленный на воронке ЭЛТ, для отслеживания электронного луча и активации люминофоров отдельно друг от друга, используя один и тот же электронный луч. Для слежения использовалась только индексная полоска люминофора, и это был единственный люминофор, не покрытый слоем алюминия. Его отложили из-за точности, необходимой для его изготовления. Он был возрожден Sony в 1980-х годах как Indextron, но его распространение было ограничено, по крайней мере, частично из-за разработки ЖК-дисплеев. ЭЛТ с индексом луча также страдали от низкого коэффициента контрастности, составлявшего всего около 50: 1, поскольку фотодиодам постоянно требовалось некоторое излучение света люминофорами для отслеживания электронного луча. Это позволило использовать одноцветные ЭЛТ-проекторы из-за отсутствия теневой маски; обычно в ЭЛТ-проекторах используются три ЭЛТ, по одному на каждый цвет. поскольку из-за высокого анодного напряжения и тока луча выделяется много тепла, что делает теневую маску непрактичной и неэффективной, поскольку она деформируется под действием выделяемого тепла (теневые маски поглощают большую часть электронного луча и, следовательно, большую часть энергии переносимые релятивистскими электронами); три ЭЛТ означали, что сложная процедура калибровки и настройки необходимо было выполнить во время установки проектора, а перемещение проектора потребовало бы его повторной калибровки. Наличие одной ЭЛТ означало, что необходимость в калибровке была устранена, но яркость была уменьшена, поскольку ЭЛТ-экран нужно было использовать для трех цветов вместо того, чтобы каждый цвет имел свой собственный ЭЛТ-экран. Полосатый рисунок также накладывает ограничение на разрешение по горизонтали; Напротив, трехэкранные ЭЛТ-проекторы не имеют теоретического предела разрешения из-за того, что они имеют одиночное однородное люминофорное покрытие.

Плоские ЭЛТ

Передняя часть монохромного ЭЛТ Sony Watchman

Плоский монохромный ЭЛТ-блок внутри портативного телевизора Sinclair TV80 1984 года выпуска.

Плоские ЭЛТ — это устройства с плоским экраном. Несмотря на плоский экран, они могут быть не совсем плоскими, особенно внутри, а иметь значительно увеличенную кривизну. Заметным исключением является LG Flatron (производитель LG.Philips Displays , позже LP Displays), который действительно плоский снаружи и внутри, но имеет приклеенную стеклянную панель на экране с натянутой окантовкой для обеспечения защиты от взрыва. Такие полностью плоские ЭЛТ были впервые представлены компанией Zenith в 1986 году, и в них использовались плоские натяжные теневые маски, в которых теневая маска удерживается под напряжением, обеспечивая повышенную устойчивость к расплыванию. Плоские ЭЛТ сталкиваются с рядом проблем, например, с прогибом. Усилители вертикального отклонения необходимы для увеличения силы тока, подаваемого на катушки вертикального отклонения, чтобы компенсировать уменьшенную кривизну. ЭЛТ, используемые в Sinclair TV80 и во многих Sony Watchmans, были плоскими, поскольку они не были глубокими, а их передние экраны были плоскими, но их электронные пушки были расположены сбоку от экрана. В TV80 использовалось электростатическое отклонение. в то время как «Сторож» использовал магнитное отклонение с помощью люминофорного экрана, изогнутого внутрь. Подобные ЭЛТ использовались в видеодомофонах.

• 
  Сторона монохромного ЭЛТ Sony Watchman. Одна из пар отклоняющих катушек легко заметна.

Радарные ЭЛТ

Радарные ЭЛТ , такие как 7JP4, имели круглый экран и сканировали луч от центра наружу. Отклоняющее ярмо вращалось, заставляя балку вращаться по кругу. Экран часто имел два цвета: часто яркий цвет с короткой стойкостью, который появлялся только тогда, когда луч сканировал дисплей, и долгое послесвечение люминофора. Когда луч попадает на люминофор, люминофор ярко светится, а когда луч уходит, более тусклое послесвечение с длительным послесвечением будет продолжать гореть там, где луч попадал на люминофор, рядом с радиолокационными целями, которые были «записаны» лучом, пока луч не снова зажжется. - ударил по люминофору.

ЭЛТ-осциллографы

Осциллограф, показывающий кривую Лиссажу.

Электронная пушка осциллографа. Слева видна пара отклоняющих пластин.

В осциллографов ЭЛТ электростатическое отклонение используется , а не магнитное отклонение, обычно используемое в телевизорах и других больших ЭЛТ. Луч отклоняется горизонтально за счет приложения электрического поля между парой пластин слева и справа и вертикально за счет приложения электрического поля к пластинам сверху и снизу. В телевизорах используется магнитное, а не электростатическое отклонение, поскольку отклоняющие пластины блокируют луч, когда угол отклонения настолько велик, насколько это требуется для трубок, которые относительно короткие для их размера. Некоторые ЭЛТ осциллографов содержат аноды после отклонения (ПДА), имеющие спиралевидную форму для обеспечения равномерного анодного потенциала на ЭЛТ и работающие при напряжении до 15 кВ. В ЭЛТ КПК электронный луч отклоняется перед ускорением, что повышает чувствительность и разборчивость, особенно при анализе импульсов напряжения с короткими рабочими циклами.

Микроканальная пластина

При отображении быстрых одноразовых событий электронный луч должен очень быстро отклоняться, при этом на экран попадает мало электронов, что приводит к тусклому или невидимому изображению на дисплее. ЭЛТ осциллографов, предназначенные для очень быстрых сигналов, могут обеспечить более яркое изображение, пропуская электронный луч через микроканальную пластину непосредственно перед тем, как он достигнет экрана. Благодаря явлению вторичной эмиссии эта пластина увеличивает количество электронов, достигающих люминофорного экрана, что значительно повышает скорость записи (яркость), а также улучшает чувствительность и размер пятна.

Сетки

Большинство осциллографов имеют сетку как часть визуального дисплея для облегчения измерений. Сетка может иметь постоянную маркировку внутри лицевой стороны ЭЛТ или может представлять собой прозрачную внешнюю пластину из стекла или акрилового пластика. Внутренняя сетка устраняет ошибку параллакса , но ее нельзя изменить для соответствия различным типам измерений. Осциллографы обычно предусматривают возможность боковой подсветки сетки, что улучшает ее видимость.

Трубки для хранения изображений

Основная статья: Трубка для хранения

Tektronix Type 564: первый серийный аналоговый люминофорный запоминающий осциллограф

Они встречаются в аналоговых запоминающих осциллографах с люминофором . Они отличаются от цифровых запоминающих осциллографов , в которых для хранения изображения используется твердотельная цифровая память.

Если одно кратковременное событие отслеживается осциллографом, такое событие будет отображаться обычной трубкой только в то время, когда оно действительно происходит. Использование люминофора с длительным послесвечением может позволить наблюдать изображение после события, но в лучшем случае только в течение нескольких секунд. Это ограничение можно преодолеть за счет использования накопительной электронно-лучевой трубки прямого обзора (накопительной трубки). Трубка для хранения будет продолжать отображать событие после того, как оно произошло, до тех пор, пока оно не будет стерто. Накопительная трубка аналогична обычной трубке, за исключением того, что она оснащена металлической сеткой, покрытой диэлектрическим слоем, расположенной сразу за люминофорным экраном. Внешнее напряжение, приложенное к сетке, изначально гарантирует, что вся сетка находится под постоянным потенциалом. Эта сетка постоянно подвергается воздействию низкоскоростного электронного луча из «проливной пушки», которая работает независимо от основной пушки. Этот затопленный пистолет не отклоняется, как основной, а постоянно «освещает» всю сетку хранилища. Первоначальный заряд накопительной сетки таков, что он отталкивает электроны от наводняющей пушки, которые не могут попасть на люминофорный экран.

Когда основная электронная пушка записывает изображение на экран, энергии главного луча достаточно, чтобы создать «потенциальный рельеф» на ячейке хранения. Области, где создается этот рельеф, больше не отталкивают электроны из пушки, которые теперь проходят через сетку и освещают люминофорный экран. Следовательно, изображение, которое на короткое время было прослежено основным пистолетом, продолжает отображаться после того, как оно произошло. Изображение можно «стирать», повторно подавая внешнее напряжение на сетку, восстанавливая ее постоянный потенциал. Время, в течение которого изображение может отображаться, было ограничено, поскольку на практике заливной пистолет медленно нейтрализует заряд на сетке хранения. Один из способов сохранить изображение дольше — временно выключить заливной пистолет. Тогда изображение может сохраняться в течение нескольких дней. Большинство аккумуляторных трубок позволяют подавать более низкое напряжение на аккумуляторную сетку, что медленно восстанавливает исходное состояние заряда. Изменяя это напряжение, можно получить переменную инерционность. Отключение заливной пушки и подачи напряжения на накопительную сетку позволяет такой трубке работать как обычная трубка осциллографа.

Векторные мониторы

Основная статья: Векторный монитор

Векторные мониторы использовались в первых системах автоматизированного проектирования. и присутствуют в некоторых аркадных играх конца 1970-х - середины 1980-х годов, таких как Asteroids . Они рисуют графику «точка-точка», а не сканируют растр. В векторных дисплеях можно использовать как монохромные, так и цветные ЭЛТ, а основные принципы конструкции и работы ЭЛТ одинаковы для любого типа дисплеев; Основное отличие заключается в схемах и схемах отклонения луча.

Трубки для хранения данных

Основная статья: трубка Уильямса

Трубка Вильямса или трубка Вильямса-Килберна представляла собой электронно-лучевую трубку, используемую для электронного хранения двоичных данных. Он использовался в компьютерах 1940-х годов как цифровое запоминающее устройство с произвольным доступом. В отличие от других ЭЛТ из этой статьи, трубка Уильямса не была устройством отображения, и фактически ее нельзя было просматривать, поскольку ее экран закрывала металлическая пластина.

Кошачий глаз

Основная статья: Волшебная трубка для глаз

В некоторых радиоламповых радиоприемниках была предусмотрена лампа «Волшебный глаз» или «Настроечный глаз», помогающая в настройке приемника. Настройка будет корректироваться до тех пор, пока ширина радиальной тени не будет минимизирована. Он использовался вместо более дорогого электромеханического счетчика, который позже стал использоваться в тюнерах более высокого класса, когда транзисторным наборам не хватало высокого напряжения, необходимого для управления устройством. Устройство того же типа использовалось с магнитофонами в качестве измерителя уровня записи, а также для различных других применений, включая электрическое испытательное оборудование.

Персонажроны

Основная статья: Характеррон

Некоторые дисплеи для первых компьютеров (те, которым нужно было отображать больше текста, чем было практически возможно при использовании векторов, или которые требовали высокой скорости для вывода фотографий) 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 схем отклонения, но это приводит к тому, что вытянутый луч направляется вне оси, поэтому второй набор отклоняющих пластин должен перенацелить луч, чтобы он был направлен к центру маски. экран. Третий набор пластин размещает персонажа там, где это необходимо. Луч на короткое время гаснет (включается), чтобы нарисовать символ в этом положении. Графику можно было рисовать, выбирая на маске положение, соответствующее коду пространства (на практике они просто не рисовались), имевшего в центре небольшое круглое отверстие; это фактически отключило маску символов, и система вернулась к обычному векторному поведению. У Чарактронов были исключительно длинные шейки из-за необходимости иметь три системы отклонения.

Ты

Основная статья: трубка Нимо

Трубка Нимо BA0000-P31

Nimo была торговой маркой семейства небольших специализированных ЭЛТ, производимых компанией Industrial Electronic Engineers . У них было 10 электронных пушек, которые производили электронные лучи в форме цифр, аналогично тому, как это делается в характроне. Трубки представляли собой либо простые одноразрядные дисплеи, либо более сложные четырех- или шестиразрядные дисплеи, создаваемые с помощью подходящей системы магнитного отклонения. Имея небольшую сложность стандартной ЭЛТ, трубка требовала относительно простой схемы возбуждения, а поскольку изображение проецировалось на стеклянную поверхность, она обеспечивала гораздо более широкий угол обзора, чем конкурирующие типы (например, газоразрядные трубки ). Однако их потребность в нескольких напряжениях и высокое напряжение сделали их необычными.

ЭЛТ с прожекторным лучом

Основная статья: Электронно-стимулированная люминесценция

ЭЛТ с прожекторным лучом представляют собой небольшие трубки, расположенные в виде пикселей для больших видеостен, таких как Jumbotrons . Первый экран, использующий эту технологию (названный Diamond Vision от Mitsubishi Electric), был представлен компанией Mitsubishi Electric для Матча всех звезд Высшей бейсбольной лиги 1980 года . Он отличается от обычной ЭЛТ тем, что электронная пушка внутри не производит сфокусированный управляемый луч. Вместо этого электроны распыляются широким конусом по всей передней части люминофорного экрана, в результате чего каждый блок действует как одна лампочка. Каждый из них покрыт красным, зеленым или синим люминофором, образующим цветные субпиксели. Эта технология в значительной степени была заменена светодиодными дисплеями. Нефокусированные и неотклоненные ЭЛТ использовались в качестве стробоскопических ламп с сеточным управлением с 1958 года. Лампы электронно-стимулированной люминесценции (ЭСЛ), использующие тот же принцип работы, были выпущены в 2011 году.

Печатающая головка ЭЛТ

ЭЛТ с нефосфорированным передним стеклом, но со встроенными в него тонкими проводами использовались в качестве электростатических печатающих головок в 1960-х годах. Провода пропускали ток электронного луча через стекло на лист бумаги, где желаемое содержимое откладывалось в виде рисунка электрического заряда. Затем бумагу поднесли к луже жидких чернил с противоположным зарядом. Заряженные участки бумаги притягивают чернила и таким образом формируют изображение.

Zeus — тонкий

В конце 1990-х и начале 2000-х годов исследовательские лаборатории Philips экспериментировали с типом тонкой ЭЛТ, известной как дисплей Zeus , который содержал функции, подобные ЭЛТ, на плоском дисплее . Катод этого дисплея был установлен под передней частью дисплея, и электроны от катода должны были быть направлены назад к дисплею, где они оставались до тех пор, пока не были извлечены электродами, расположенными рядом с передней частью дисплея, и направлены к передней части дисплея. дисплей с фосфорными точками. Устройства были продемонстрированы, но так и не поступили в продажу.

Тоньше ЭЛТ

Сравнение 21-дюймового Superslim и Ultraslim CRT

Некоторые производители ЭЛТ, как LG.Philips Displays (позже LP Displays), так и Samsung SDI, внедрили инновационную технологию ЭЛТ, создав более тонкую трубку. Более тонкие ЭЛТ имели торговые названия Superslim, ультра тонкий, Викслим (от Samsung) и Cybertube и Cybertube+ (оба от дисплеев LG Philips). Плоская ЭЛТ диаметром 21 дюйм (53 см) имеет глубину 447,2 миллиметра (17,61 дюйма). Глубина Superslim составляла 352 миллиметра (13,86 дюйма). а Ultraslim - 295,7 мм (11,64 дюйма).

Проблемы со здоровьем

Ионизирующее излучение

ЭЛТ могут излучать небольшое количество рентгеновского излучения; это результат бомбардировки электронным лучом теневой маски/апертурной решетки и люминофоров, что приводит к тормозному излучению (тормозному излучению), поскольку высокоэнергетические электроны замедляются. Считается, что количество радиации, выходящей за переднюю часть монитора, не представляет опасности. 21 CFR Правила Управления по контролю за продуктами и лекарствами, содержащиеся в 1020.10, используются , чтобы строго ограничивать, например, телевизионные приемники до 0,5 миллирентгена в час на расстоянии 5 см (2 дюйма) от любой внешней поверхности; с 2007 года выбросы большинства ЭЛТ значительно ниже этого предела. Обратите внимание, что рентген является устаревшей единицей и не учитывает поглощенную дозу. Коэффициент конверсии составляет около 0,877 рентген на бэр . Если предположить, что зритель усвоил всю дозу (что маловероятно) и смотрит телевизор по 2 часа в день, то ежечасная доза в 0,5 миллирентген увеличит годовую дозу зрителя на 320 миллибэр . Для сравнения, средний фоновый уровень радиации в США составляет 310 миллибэр в год. Отрицательные последствия хронической радиации обычно незаметны до тех пор, пока дозы не превысят 20 000 миллибэр.

Плотность рентгеновских лучей, генерируемых ЭЛТ, невелика, поскольку при растровом сканировании типичной ЭЛТ энергия электронного луча распределяется по всему экрану. Напряжения выше 15 000 вольт достаточно для генерации «мягкого» рентгеновского излучения. Однако, поскольку ЭЛТ могут оставаться включенными в течение нескольких часов, 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, используемое в ЭЛТ.

Опасения по поводу рентгеновского излучения, излучаемого ЭЛТ, начались в 1967 году, когда было обнаружено, что телевизоры, произведенные General Electric, излучают «рентгеновское излучение, превышающее желаемый уровень». Позже выяснилось, что телевизоры всех производителей также излучают радиацию. Это привело к тому, что представители телеиндустрии предстали перед комитетом Конгресса США, который позже предложил законопроект о федеральном регулировании радиации, который стал Законом о радиационном контроле 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 посоветовали не модифицировать внутренние устройства своего телевизора, чтобы избежать воздействия радиации. Заголовки о «радиоактивных» телевизорах продолжались до конца 1960-х годов. Однажды два конгрессмена из Нью-Йорка предложили производителям телевизоров «прийти в дома, чтобы протестировать все 15 миллионов цветных телевизоров страны и установить в них радиационные устройства». В конечном итоге FDA начало регулировать выбросы радиации от всех электронных продуктов в США.

Токсичность

Старые цветные и монохромные ЭЛТ могли быть изготовлены с использованием токсичных веществ, таких как кадмий , в люминофорах. Задняя стеклянная трубка современных ЭЛТ может быть изготовлена ​​из свинцового стекла , которое представляет опасность для окружающей среды при неправильной утилизации. С 1970 года в стекле передней панели (видимая часть ЭЛТ) использовался оксид стронция, а не свинец, хотя задняя часть ЭЛТ по-прежнему изготавливалась 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 на мелкие частицы, чтобы подвергнуть его воздействию слабых кислот для проверки на выщелачивание, неповрежденное ЭЛТ-стекло не выщелачивается (свинец остеклован и содержится внутри самого стекла, подобно хрусталю из этилированного стекла ).

Мерцание

Основная статья: Мерцание (экран)

При низкой частоте обновления (60 Гц и ниже) периодическое сканирование дисплея может вызывать мерцание, которое некоторые люди воспринимают легче, чем другие, особенно при просмотре периферийным зрением . Мерцание обычно ассоциируется с ЭЛТ, поскольку большинство телевизоров работают с частотой 50 Гц (PAL) или 60 Гц (NTSC), хотя есть телевизоры PAL с частотой 100 Гц, которые не мерцают . Обычно только мониторы бюджетного класса работают на таких низких частотах, при этом большинство компьютерных мониторов поддерживают частоту не менее 75 Гц, а мониторы высокого класса способны работать на частоте 100 Гц и более, чтобы устранить любое ощущение мерцания. Хотя PAL с частотой 100 Гц часто достигался с использованием чередующегося сканирования, разделения схемы и сканирования на два луча по 50 Гц. Некомпьютерные ЭЛТ или ЭЛТ для гидролокаторов или радаров могут иметь люминофор с длительным послесвечением и, следовательно, не мерцать. Если на видеодисплее инерционность слишком велика, движущиеся изображения будут размыты.

Высокочастотный звуковой шум

ЭЛТ 50 Гц/60 Гц, 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 ). Эти частоты находятся в верхнем диапазоне человеческого слуха и неслышимы для многих людей; однако некоторые люди (особенно дети) будут слышать высокий тон рядом с работающим ЭЛТ-телевизором. Звук обусловлен магнитострикцией в магнитопроводе и периодическим движением обмоток обратноходового трансформатора. но звук также может создаваться движением отклоняющих катушек, ярма или ферритовых шариков.

Эта проблема не возникает на телевизорах с частотой 100/120 Гц и на компьютерных дисплеях, отличных от CGA (адаптер цветной графики), поскольку они используют гораздо более высокие частоты горизонтальной развертки, которые создают звук, неслышимый для человека (от 22 кГц до более 100 кГц).

Имплозия

ЭЛТ во время взрыва

Если стеклянная стенка повреждена, атмосферное давление может взорвать вакуумную трубку на опасные фрагменты, которые ускорятся внутрь, а затем разлетятся с высокой скоростью во всех направлениях. Хотя современные электронно-лучевые трубки, используемые в телевизорах и компьютерных дисплеях, имеют лицевые панели, проклеенные эпоксидной смолой , или другие меры, предотвращающие разрушение оболочки, с ЭЛТ следует обращаться осторожно, чтобы избежать травм.

Защита от взрыва

Терминал Datapoint 1500 с открытым шасси и ЭЛТ с «катарактой» из-за старения ПВС.

Ранние ЭЛТ имели стеклянную пластину над экраном, которая была прикреплена к нему с помощью клея. создание экрана из ламинированного стекла: изначально клеем был поливинилацетат (ПВА), в то время как в более поздних версиях, таких как LG Flatron, использовалась смола, возможно, смола, отверждаемая ультрафиолетом. ПВА со временем разлагается, образуя «катаракту» — кольцо разложившегося клея по краям ЭЛТ, которое не пропускает свет от экрана. В более поздних ЭЛТ вместо этого используется натянутая металлическая ободок, установленная по периметру, которая также обеспечивает точки крепления ЭЛТ к корпусу. В 19-дюймовом ЭЛТ растягивающее напряжение в ободе составляет 70 кг/см. ² .

Старые ЭЛТ крепились к телевизору с помощью рамы. Ленту натягивают путем нагревания и последующей установки на ЭЛТ; после этого полоса остывает, сжимаясь в размерах и подвергая стекло сжатию, что укрепляет стекло и уменьшает необходимую толщину (а значит, и вес) стекла. Это делает ленту неотъемлемым компонентом, который никогда не следует снимать с неповрежденной ЭЛТ, в которой все еще есть вакуум; попытка удалить его может привести к взрыву ЭЛТ.

Оправа предотвращает взрыв ЭЛТ в случае поломки экрана. Оправу можно приклеить к периметру ЭЛТ с помощью эпоксидной смолы, чтобы предотвратить распространение трещин за пределы экрана в воронку.

В альтернативном варианте можно использовать сжатие, вызванное ободком, чтобы заставить любые трещины в сите распространяться вбок с высокой скоростью, так что они достигают воронки и полностью проникают в нее, прежде чем они полностью проникнут через сито. Это возможно, поскольку стенки воронки тоньше экрана. Полное проникновение в воронку сначала позволяет воздуху проникнуть в ЭЛТ с небольшого расстояния за экраном и предотвратить взрыв, гарантируя, что экран полностью пронизан трещинами и сломается только тогда, когда в ЭЛТ уже есть воздух.

Электрический шок

Ускорить электроны от катода к экрану с достаточной энергией для достижения достаточной яркости изображения требуется очень высокое напряжение (EHT или сверхвысокое напряжение), от нескольких тысяч вольт для небольшого ЭЛТ-осциллографа до десятков тысяч для цветного телевизора с большим экраном. Это во много раз превышает напряжение бытовой электросети. Даже после отключения источника питания некоторые связанные конденсаторы и сама ЭЛТ могут сохранять заряд в течение некоторого времени и, следовательно, внезапно рассеивать этот заряд через заземление, например, из-за невнимательного заземления человеком провода разряда конденсатора. Средняя монохромная ЭЛТ может использовать анодное напряжение 1–1,5 кВ на дюйм.

Проблемы безопасности

При некоторых обстоятельствах сигнал, излучаемый электронными пушками , схемами сканирования и соответствующей проводкой ЭЛТ, может быть захвачен удаленно и использован для реконструкции того, что отображается на ЭЛТ, с использованием процесса, называемого фрикингом Ван Эка . Специальное экранирование TEMPEST может смягчить этот эффект. Однако такое излучение потенциально пригодного для использования сигнала происходит и при использовании других технологий отображения. и с электроникой в ​​целом.

Переработка

Из-за токсинов, содержащихся в ЭЛТ-мониторах, Агентство по охране окружающей среды США ввело правила (в октябре 2001 года), согласно которым ЭЛТ необходимо доставлять на специальные предприятия по переработке электронных отходов . В ноябре 2002 года Агентство по охране окружающей среды начало штрафовать компании, которые утилизировали ЭЛТ на свалках или сжигали их . Регулирующие органы на местном уровне и в масштабе штата контролируют утилизацию ЭЛТ и другого компьютерного оборудования.

ЭЛТ считаются электронными отходами , которые сложнее всего перерабатывать. ЭЛТ имеют относительно высокую концентрацию свинца и люминофоры , 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) включило выброшенные ЭЛТ-мониторы в категорию «опасных бытовых отходов». но считает ЭЛТ, отложенные для тестирования, товаром, если их не выбрасывают, не накапливают спекулятивно или не оставляют незащищенными от погодных условий и других повреждений.

В переработке ЭЛТ участвуют разные штаты, каждый из которых имеет свои требования к отчетности для сборщиков и предприятий по переработке. Например, в Калифорнии переработка ЭЛТ регулируется CALRecycle, Калифорнийским департаментом переработки и восстановления ресурсов через их платежную систему. Предприятия по переработке, которые принимают ЭЛТ-устройства из коммерческого и бытового сектора, должны получить контактную информацию, такую ​​​​как адрес и номер телефона, чтобы гарантировать, что ЭЛТ поступают из источника в Калифорнии, чтобы участвовать в Платежной системе по переработке ЭЛТ.

В Европе утилизация ЭЛТ-телевизоров и мониторов регулируется Директивой WEEE .

Было предложено несколько методов переработки ЭЛТ-стекла. Методы включают термические, механические и химические процессы. Все предложенные методы удаляют из стекла оксид свинца. Некоторые компании использовали печи для отделения свинца от стекла. Коалиция под названием «Проект Recytube» когда-то была создана несколькими европейскими компаниями для разработки метода переработки ЭЛТ. Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы. ЭЛТ содержит около 7 граммов люминофора.

Воронку можно отделить от экрана ЭЛТ с помощью лазерной резки, алмазной пилы или проволоки или с помощью нихромовой проволоки, нагретой резистивно.

Освинцованное ЭЛТ-стекло было продано для переплавки в другие ЭЛТ. или даже сломаны и использованы в дорожном строительстве или использованы в плитке, бетон, бетон и цементный кирпич, изоляция из стекловолокна или используется в качестве флюса при выплавке металлов.

Значительная часть ЭЛТ-стекла выбрасывается на свалку, где оно может загрязнять окружающую среду. ЭЛТ-стекло чаще утилизируют, чем перерабатывают.

См. также

• Катодолюминесценция
• Трубка Крукса
• Сцинтилляция (физика)
• Люминофорный дисплей с лазерным питанием , похожий на ЭЛТ, заменяет электронный луч лазерным лучом.

Применение ЭЛТ в различных целях отображения:

• Аналоговое телевидение
• Отображение изображения
• Сравнение ЭЛТ, ЖК, плазменных и OLED дисплеев
• Оверскан
• Растровое сканирование
• Линия сканирования

Исторические аспекты:

• Бистабильная трубка для хранения с прямым обзором
• Плоский дисплей
• Трубка Гира
• История технологии отображения
• Диссектор изображения
• ЖК-телевизор , ЖК-дисплей со светодиодной подсветкой , светодиодный дисплей
• Пенетрон
• Дисплей с электронным эмиттером поверхностной проводимости
• Тринитрон

Безопасность и меры предосторожности:

• Фильтр монитора
• Светочувствительная эпилепсия
• Сертификация ТШО

Selected patents

• U.S. patent 1,691,324: Zworykin Television System

External links

• "CRTs". Virtual Valve Museum. Archived from the original on 10 October 2011. Retrieved 31 December 2006.
• Goldwasser, Samuel M. (28 February 2006). "TV and Monitor CRT (Picture Tube) Information". repairfaq.org. Archived from the original on 26 September 2006.
• "The Cathode Ray Tube site". crtsite.com.