브라운관

Cathode-ray tube
전자기 초점 및 편향을 이용한 음극선관표시된 부품은 축척하지 않습니다.
오실로스코프에 있는 음극선관
컬러 CRT의 잘라내기 렌더링:
  1. 전자 방출기 3개(빨간색, 녹색 및 파란색 형광체 점용)
  2. 전자빔과 전자총
  3. 집속 코일
  4. 편향 코일
  5. 최종 양극 연결(일부 수신 튜브 설명서에서 "울터"[1]라고 함)
  6. 표시된 영상의 빨간색, 녹색 및 파란색 부분에 대해 빔을 분리하기 위한 마스크
  7. 적색, 녹색 및 청색 영역이 있는 형광체 층(화면)
  8. 형광체로 코팅된 스크린 안쪽의 클로즈업
단색 CRT의 잘라내기 렌더링:
  1. 편향 코일
  2. 전자빔과 전자총
  3. 포커싱코일
  4. 스크린 안쪽에 있는 형광체 층; 전자 빔에 부딪히면 빛을 발합니다.
  5. 음극 가열용 필라멘트
  6. 튜브 안쪽의 흑연층
  7. 양극 전압 와이어가 튜브로 들어가는 고무 또는 실리콘 개스킷(양극 컵)
  8. 음극
  9. 튜브의 기밀 유리 본체
  10. 화면.
  11. 요크 내 코일
  12. 전자빔의 세기 및 그에 따라 형광체로부터 방출되는 광을 조절하는 제어 전극
  13. 음극, 필라멘트 및 제어 전극용 접촉 핀
  14. 양극 고전압용 와이어.
눈에 보이는 유일한 차이점은 단일 전자총, 균일한 흰색 형광체 코팅, 그리고 그림자 마스크가 없다는 것입니다.

CRT(Cathode-Ray Tube)는 인광 스크린에 이미지를 표시하기 위해 조작되는 전자 빔을 방출하는 하나 이상의 전자총을 포함하는 진공관입니다.[2]영상은 전기 파형(오실로스코프), 사진(텔레비전 세트, 컴퓨터 모니터), 레이더 대상 또는 기타 현상을 나타낼 수 있습니다.텔레비전 세트의 CRT는 보통 Picture Tube라고 불립니다.CRT는 또한 메모리 장치로 사용되어 왔는데, 이 경우 화면은 관찰자가 볼 수 있도록 의도된 것이 아닙니다.음극선이라는 용어는 전자빔이 처음 발견되었을 때 음극에서 방출되는 것이 전자빔이라는 것이 이해되기 전에 사용되었습니다.

CRT 텔레비전 세트와 컴퓨터 모니터에서는 튜브의 전면 영역 전체를 래스터라고 하는 고정된 패턴으로 반복적이고 체계적으로 스캔합니다.컬러 장치에서는, 비디오 신호를 기준으로, 3개의 전자빔(적색, 녹색, 청색)의 각각의 전자빔의 세기를 제어함으로써 화상을 생성합니다.[3]현대의 CRT 모니터와 텔레비전에서는 이 편향 요크를 사용하여 자기 편향에 의해 구부러집니다.정전기 편향오실로스코프에서 일반적으로 사용됩니다.[3]

LG 후면.필립스 14인치 컬러 음극선관 편향코일과 전자총 전시
전형적인 1950년대 미국 단색 텔레비전 세트
빛의 선이 왼쪽에서 오른쪽으로 래스터 패턴으로 그려지는 것을 보여주는 CRT 텔레비전의 스냅샷
인터레이싱 기법을 적용한 영상 구조의 애니메이션
컬러 컴퓨터 모니터 전자총

CRT는 전면 스크린 면에서 후면 끝까지 길고 무겁고 깨지기 쉬운 유리 봉투입니다.내부는 공기 분자와의 충돌로 인한 산란 없이 총에서 튜브 표면으로 전자가 자유롭게 이동할 수 있도록 [5]0.01파스칼(1×10 atm−7)[4] ~ 0.1마이크로파스칼(1×10−12 atm) 이하로 배기됩니다.이와 같이 CRT를 다루면 유리를 빠른 속도로 던질 수 있는 폭력적인 내파의 위험이 있습니다.표면은 일반적으로 두꺼운 납 유리 또는 특수 바륨-스트론튬 유리로 제조되어 산산조각에 강하고 대부분의 X선 방출을 차단합니다.CRT는 CRT TV와 컴퓨터 모니터의 무게의 대부분을 차지합니다.[6][7]

2000년대 중반부터 CRT는 LCD, 플라즈마 디스플레이, OLED 디스플레이와 같은 평판 디스플레이 기술로 대체되어 제조 및 구동 비용이 저렴하면서도 훨씬 가볍고 부피가 작습니다.평판 디스플레이는 또한 매우 큰 크기로 만들 수 있지만 40인치(100cm)에서 45인치(110cm)[8]는 CRT의 가장 큰 크기였습니다.[9]

CRT는 텅스텐 코일을[10] 전기적으로 가열하여 작동하며, 이 코일은 CRT 후면의 음극을 가열하여 전극에 의해 변조되고 초점이 맞춰지는 전자를 방출합니다.전자는 편향 코일이나 판에 의해 조종되고 양극은 형광체로 코팅된 스크린 쪽으로 가속시켜 전자에 의해 부딪힐 때 빛을 발생시킵니다.[11][12][13]

역사

디스커버리

브라운의 오리지널 냉음극 CRT, 1897

브라운관은 율리우스 플뤼커요한 빌헬름 히토르프에 의해 발견되었습니다.[14]히토르프는 음극(음극)에서 일부 알려지지 않은 광선이 방출되어 튜브의 빛나는 벽에 그림자를 드리울 수 있으며, 광선이 직선으로 이동하고 있음을 나타냄을 관찰했습니다.1890년, 아서 슈스터는 음극선이 전기장에 의해 편향될 수 있다는 것을 증명했고, 윌리엄 크룩스는 그것이 자기장에 의해 편향될 수 있다는 것을 보여주었습니다.1897년 J. J. 톰슨은 음극선의 전하-질량비를 측정하는 데 성공하여 음극선이 원자보다 작은 음전하를 띤 입자로 구성되어 있다는 것을 보여주었는데, 이 입자는 1891년 아일랜드의 물리학자 조지 존스톤 스토니에 의해 이미 전자로 명명된 최초의 "아원자 입자"입니다.1897년 독일의 물리학자 페르디난트 브라운이 발명한 브라운관(Braun tube)이 최초의 CRT로 알려져 있습니다.[15]이것은 냉음극 다이오드로, 크룩스 튜브형광체로 코팅한 스크린으로 개조한 것이었습니다.브라운은 CRT를 디스플레이 장치로 사용하는 것을 처음으로 생각했습니다.[16]브라운관은 20세기 텔레비전의 기초가 되었습니다.[17]

1908년, 영국 왕립학회회원인 앨런 아치볼드 캠벨-스윈튼은 과학 저널 네이처에 편지를 발표했는데, 그는 어떻게 브라운관(또는 브라운관)을 송수신 장치로 사용함으로써 "원격 전기 비전"을 달성할 수 있는지 설명했습니다.[18]그는 1911년 런던에서 한 연설에서 자신의 비전을 확장했고 타임즈[19] 뢴트겐 학회지에 보고했습니다.[20][21]

뜨거운 음극을 사용하는 최초의 음극선관은 웨스턴 일렉트릭의 존 버트랜드 존슨(John Bertrand Johnson)과 해리 와인너 와인하트(Harry Weinhart)에 의해 개발되었으며 1922년 상용 제품이 되었습니다.[22]이제 양극은 뜨거운 음극에서 방출되는 전자를 가속시킬 뿐이고, 차가운 음극에서 전자 방출을 유도하기 위해 더 이상 매우 높은 전압을 가질 필요가 없었기 때문에, 뜨거운 음극의 도입은 더 낮은 가속 양극 전압과 더 높은 전자 빔 전류를 가능하게 했습니다.[23]

발전

1926년 다카야나기 겐지로는 40줄 해상도의 영상을 수신하는 기계식 비디오 카메라를 장착한 CRT 텔레비전 수신기를 시연했습니다.[24]1927년까지, 그는 1931년까지 타의 추종을 불허하는 해상도를 100줄로 향상시켰습니다.[25]1928년까지, 그는 CRT 디스플레이로 사람의 얼굴을 반음으로 전송한 최초의 사람이었습니다.[26]1927년 필로 판스워스는 텔레비전 원형을 만들었습니다.[27][28][29][30][31]CRT는 1929년 발명가 블라디미르 K. 즈워리킨에 의해 이름 붙여졌습니다.[26]: 84 RCA는 1932년에 (음극선 튜브에 대한) 이 용어의 상표를 부여받았으며, 1950년에 이 용어를 자발적으로 공공 영역에 공개했습니다.[32]

1930년대 알렌 B. DuMont는 1,000시간의 사용을 지속하는 최초의 CRT를 만들었는데, 이것이 텔레비전의 광범위한 채택을 이끈 요인들 중 하나였습니다.[33]

브라운관을 갖춘 최초의 상업적으로 만들어진 전자 텔레비전 세트는 1934년 독일Telefunken에 의해 제조되었습니다.[34][35]

1947년, 최초로 알려진 상호작용형 전자 게임이자 최초로 음극선관 스크린을 포함한 음극선관 놀이 장치가 개발되었습니다.[36]

1949년부터 1960년대 초반까지 원형 CRT에서 직사각형 CRT로 전환이 있었지만 최초의 직사각형 CRT는 1938년 Telefunken에 의해 만들어졌습니다.[37][23][38][39][40][41]원형 CRT가 일반적이었지만, 유럽 TV 세트는 화면의 일부를 차단하여 다소 직사각형으로 보이는 경우가 많았고, 미국 세트는 CRT의 전면 전체를 노출시킨 채로 두거나 CRT의 상하부만 차단하는 경우가 많았습니다.[42][43]

1954년, RCA는 최초의 컬러 CRT 중 일부를 생산하였는데, 이는 CT-100에 사용된 15GP22 CRT로,[44] 최초의 컬러 TV 세트가 양산될 예정입니다.[45]최초의 직사각형 컬러 CRT도 1954년에 만들어졌습니다.[46][47]하지만, 대중에게 제공된 최초의 직사각형 컬러 CRT는 1963년에 만들어졌습니다.직사각형 컬러 CRT를 생성하기 위해 해결해야 했던 과제 중 하나는 CRT 모서리 부분의 수렴이었습니다.[40][39]1965년부터 더 밝은 희토류 형광체가 조광체와 카드뮴을 함유한 적색 및 녹색 형광체를 대체하기 시작했습니다.결국 청색 형광체도 대체되었습니다.[48][49][50][51][52][53]

CRT의 크기는 1938년 20인치에서 [54]1955년 21인치,[55][56] 1985년 35인치,[57] 1989년 43인치로 시간이 지남에 따라 증가했습니다.[58]그러나 실험적인 31인치 CRT는 1938년까지 거슬러 올라갔습니다.[59]

1960년에 아이켄 튜브가 발명되었습니다.그것은 전자총 하나가 달린 평면 디스플레이 형식의 CRT였습니다.[60][61]편향은 정전기적이고 자기적이었지만 특허 문제로 인해 생산에 투입되지 못했습니다.그것은 또한 항공기의 헤드업 디스플레이로 상상되었습니다.[62]특허 문제가 해결될 때까지, RCA는 이미 기존의 CRT에 많은 투자를 했습니다.[63]

1968년에는 소니 트리니트론 브랜드가 출시되었으며, KV-1310 모델은 애퍼처 그릴 기술을 기반으로 합니다.출력 밝기를 향상시켰다는 호평을 받았습니다.트리니트론 스크린은 독특한 트리플 음극 싱글건 구조로 직립 원통형과 동일했습니다.

1987년, 컴퓨터 모니터를 위한 평면 스크린 CRT가 제니스에 의해 개발되어 반사를 줄이고 이미지 대비와 밝기를 높이는 데 도움이 되었습니다.[64][65]이러한 CRT는 비용이 많이 들어 컴퓨터 모니터로 사용이 제한되었습니다.[66]값싸고 널리 이용 가능한 플로트 글라스를 사용하여 평면 스크린 CRT를 생산하려는 시도가 이루어졌습니다.[67]

1990년, 소니는 HD 해상도를 갖춘 최초의 CRT를 시장에 출시했습니다.[68]

1990년대 중반에는 연간 약 1억 6천만 개의 CRT가 이루어졌습니다.[69]

2000년대 중반, 캐논과 소니는 각각 표면 전도 전자 에미터 디스플레이와 전계 방출 디스플레이를 선보였습니다.그것들은 모두 전자총 대신 서브픽셀 당 하나의 전자 방출기(SED) 또는 여러 개의 전자 방출기(FED)를 가진 평판 디스플레이였습니다.전자 방출기를 유리판 위에 놓고 양극 전압을 사용하여 형광체를 사용하여 전자를 근처의 유리판으로 가속시켰습니다.전자는 초점이 맞춰지지 않았고, 각 서브픽셀을 본질적으로 플러드 빔 CRT로 만들었습니다.LCD 기술이 상당히 저렴했기 때문에 이러한 디스플레이의 시장이 사라졌기 때문에 대량 생산에 투입된 적은 없었습니다.[70]

(이 경우 재활용된) [71]CRT의 마지막 대규모 제조업체인 Videocon은 2015년에 중단되었습니다.[72][73]비슷한 시기에 CRT TV는 더 이상 생산되지 않았습니다.[74]

2015년에 몇몇 CRT 제조업체들이 가격 담합으로 미국에서 유죄 판결을 받았습니다.2018년 캐나다에서도 같은 일이 일어났습니다.[75][76]

CRT 컴퓨터 모니터의 전 세계 판매량은 2000년에 9천만 대로 정점을 찍었고, CRT TV의 판매량은 2005년에 1억 3천만 대로 정점을 찍었습니다.[77]

쇠락

90년대 후반부터 2000년대 초반까지 CRT는 LCD로 교체되기 시작했는데, 크기가 15인치보다 작은 컴퓨터 모니터부터 시작했는데,[78] 이는 부피가 작기 때문이었습니다.[79]CRT 생산을 중단한 최초의 제조업체는 2001년 히타치였고 2004년 일본 소니에 [80][81]이어 2000년대 들어 평판 디스플레이의 가격이 하락하여 브라운관을 크게 대체하기 시작했습니다.[82]LCD 모니터 판매는 2003년부터[83][84][85] 2004년까지 CRT를 초과하기 시작했고 LCD TV 판매는 2005년부터 일부 시장에서 CRT를 초과하기 시작했습니다.[86]

수십 년 동안 디스플레이 기술의 주축을 이루었음에도 불구하고, CRT 기반 컴퓨터 모니터와 텔레비전은 이제 사실상 죽은 기술입니다.CRT 스크린의 수요는 2000년대 후반에 감소했습니다.[87]비슷한 크기와 더 비싼 LCD와 경쟁하기 위해 더 얇고 저렴한 모델을 제공하면서, 그들의 LCD와 플라즈마 대응물들과 경쟁할 수 있도록 하기 위한 삼성과 LG의 노력에도 불구하고,[88][89][90][91][92] CRT는 결국 쓸모가 없어졌고 LCD의 가격이 떨어지고 더 낮은 벌크와 함께 개발도상국 시장으로 밀려났습니다.무게와 벽걸이가 되는 능력은 플러스가 됩니다.

일부 산업에서는 CRT를 교체하기에 너무 많은 노력과 다운타임, 비용이 들기 때문에 아직도 CRT를 사용하고 있습니다. 항공 산업을 예로 들 수 있습니다.보잉 747-400에어버스 A320과 같은 비행기들은 기계 기구 대신 유리 콕핏에 CRT 기구를 사용했습니다.[93]루프트한자와 같은 항공사들은 내비게이션 업데이트를 위해 플로피 디스크를 사용하기도 하는 CRT 기술을 여전히 사용하고 있습니다.[94]그들은 또한 비슷한 이유로 일부 군사 장비에 사용됩니다.

2022년 현재, 적어도 한 회사가 이러한 시장을 위한 새로운 CRT를 제조하고 있습니다.[95]

CRT의 일반적인 소비자 용도는 레트로게이밍입니다.어떤 게임들은 CRT 디스플레이 하드웨어 없이는 플레이가 불가능하고, 어떤 게임들은 플레이가 더 잘 됩니다.경총은 CRT의 진행 타이밍 특성에 따라 달라지기 때문에 CRT에서만 작동합니다.

시공

1947년 제조 시 소형 원형 CRT(화면에 형광체 코팅)
휴대용 단색 CRT TV
트리니트론 CRT 컴퓨터 모니터
TV 안에서 보는 단색의 CRT.CRT는 CRT TV에서 가장 큰 단일 부품입니다.
Macintosh Plus 컴퓨터의 내부에 보이는 단색 CRT

CRT의 몸체는 일반적으로 세 부분으로 구성됩니다.스크린/페이스 플레이트/패널, 콘/펀넬 및 넥.[96][97][98][99][100]결합된 스크린, 깔때기 및 목을 전구 또는 엔벨로프라고 합니다.[39]

목은 유리관으로[101] 만들고 깔때기와 스크린은 유리를 부어 틀에 밀어넣어 만듭니다.[102][103][104][105][106]CRT 유리[107][108] 또는 TV 유리로 알려진 이 유리는 스크린에서 적절한 광 투과를 제공하거나 깔때기와 목 부분에서 매우 전기 절연성을 가지면서 X선으로부터 보호하기 위한 특수한 특성이 필요합니다.[109]유리에 특성을 부여하는 제제는 용융물이라고도 합니다.이 유리는 오염이 거의 없고 결함이 없는 매우 높은 품질입니다.유리 생산과 관련된 비용의 대부분은 원료를 유리로 녹이는 데 사용되는 에너지에서 발생합니다.CRT 유리 생산을 위한 유리 용광로에는 여러 개의 탭이 있어 용광로를 멈추지 않고 금형을 교체할 수 있으며 여러 크기의 CRT를 생산할 수 있습니다.화면에 사용되는 유리만 정밀한 광학 특성을 가지면 됩니다.

화면에 사용되는 유리의 광학적 특성은 컬러 CRT의 색 재현 및 순도에 영향을 미칩니다.투과율, 즉 유리의 투명도는 빛의 특정 색상(파장)에 대해 더 투명하도록 조정될 수 있습니다.투과율은 546nm 파장의 빛과 10.16mm 두께의 화면으로 화면 중앙에서 측정됩니다.두께가 증가하면 투과율이 낮아집니다.컬러 CRT 화면의 표준 투과율은 86%, 73%, 57%, 46%, 42% 및 30%입니다.투과율이 낮으면 이미지 대비가 향상되지만 전자총에 더 많은 스트레스를 주므로 전자총에 더 많은 전력을 공급해야 전자빔 출력이 높아져서 감소된 투과율을 보상하기 위해 형광체를 더 밝게 밝힐 수 있습니다.[66][110]색 순도를 확보하려면 화면 전체에서 투과율이 균일해야 합니다.화면의 반지름(곡률)은 시간이 지남에 따라 30인치에서 68인치로 증가(곡률 감소)하여 궁극적으로 완전히 평평한 화면으로 진화하여 반사를 줄였습니다.곡면[111] 스크린과 평면 스크린 모두 중앙에서 바깥쪽으로 갈수록 두께가 점차 두꺼워지고, 이를 통해 투과율도 점차 낮아집니다.이는 평면 스크린 CRT가 내부에서 완전히 평평하지 않을 수 있음을 의미합니다.[111][112]

CRT에 사용되는 유리는 유리 공장에서 CRT 공장으로 전달되며, 별도의 스크린과 융착된 목을 가진 깔때기, 컬러 CRT의 경우 또는 융착된 스크린, 깔때기 및 목으로 구성된 전구로 제공됩니다.각 유리 제조업체에 고유한 코드를 사용하여 분류한 여러 종류의 CRT용 유리 제형이 있었습니다.용융물의 조성 또한 각 제조업체에 따라 다릅니다.[113]고색 순도 및 대비에 최적화된 것은 네오디뮴으로 도핑된 반면 단색 CRT용은 사용된 제형에 따라 다른 수준으로 선팅되었으며 투과율은 42% 또는 30%[114]였습니다.순도는 올바른 색이 활성화되도록 하는 것이며(예: 화면 전체에 빨간색이 균일하게 표시되도록 하는 것), 수렴은 이미지가 왜곡되지 않도록 보장합니다.수렴은 교차 해치 패턴을 사용하여 수정할 수 있습니다.[115][116][117]

CRT glass used to be made by dedicated companies[118] such as AGC Inc.,[119][120][121] O-I Glass,[122] Samsung Corning Precision Materials,[123] Corning Inc.,[124][125] and Nippon Electric Glass;[126] others such as Videocon, Sony for the US market and Thomson made their own glass.[127][128][129][130][131]

깔때기와 목 부분은 납으로 된 포타시소다 유리 또는 납 실리케이트 유리[7] 제형으로 구성되어 있으며, 고전압 전자가 타겟을 타격한 후 감속할 때 생성되는 X선, 예를 들어 컬러 CRT의 형광체 스크린 또는 섀도우 마스크를 통해 보호됩니다.전자의 속도는 CRT의 애노드 전압에 따라 달라지며 전압이 높을수록 속도가 빨라집니다.[132]CRT에 의해 방출되는 X선의 양은 영상의 밝기를 감소시킴으로써 감소될 수도 있습니다.[133][134][135][99]납으로 된 유리는 가격이 저렴하면서도 X선에 강한 차폐 효과가 있기 때문에 사용되지만 일부 깔때기에는 바륨이 포함되어 있을 수도 있습니다.[136][137][138][114]스크린은 일반적으로 X선으로부터 보호하기 위해 바륨과 스트론튬이 있는 특별한 무연 규산염[7] 유리 제형으로 만들어집니다.또 다른 유리 제형은 스크린에 2-3%의 납을 사용합니다.[99]

모노크롬 CRT는 스크린과 깔때기 양쪽에 바륨-납 유리 제형이 있고 목에는 포타슈-소다 납 유리가 있습니다. 포타슈-소다 및 바륨-납 제형은 열팽창 계수가 다릅니다.목에 사용되는 유리는 집속 렌즈와 같은 전자총의 전자 광학 장치에 사용되는 전압을 포함할 수 있는 우수한 전기 절연체여야 합니다.유리의 납은 X선으로 인해 사용 시에 갈색(어두워짐)을 일으키는데, 일반적으로 CRT 음극은 갈색이 되기 전에 음극 중독으로 인해 마모됩니다.유리 제형은 가능한 최대 애노드 전압을 결정하고 따라서 가능한 최대 CRT 스크린 크기를 결정합니다.색상의 경우 최대 전압이 24~32kV인 경우가 많은 반면 단색의 경우 일반적으로 21 또는 24.5kV이므로 [139]단색 CRT의 크기는 21인치 또는 인치당 약 1kV로 제한됩니다.필요한 전압은 CRT의 크기와 종류에 따라 달라집니다.[140]제형이 다르므로 열팽창 계수가 유사한 서로 호환되어야 합니다.[114]스크린에는 반사 방지 또는 반사 방지 코팅이 있거나 [141][110][142]반사를 방지하기 위해 접지될 수도 있습니다.[143]CRT에는 정전기 방지 코팅이 있을 수도 있습니다.[110][144][66]

CRT의 깔때기에 있는 납 유리는 산화 납(PbO)을 21 내지 25% 포함할 수 있고,[145][146][113] 목은 산화 납을 30 내지 40% 포함할 수 있고,[147][148] 스크린은 산화 바륨을 12% 포함할 수 있고, 산화 스트론튬을 12% 포함할 수 있습니다.[7]일반적인 CRT는 크기에 따라 유리에[100] 납 산화물로 몇 킬로그램의 납을 함유하고 있으며, 12인치 CRT는 총 0.5 킬로그램의 납을 함유하고 있으며 32인치 CRT는 최대 3 킬로그램을 함유하고 있습니다.[7]스트론튬 산화물은 1970년대에 주요 응용 분야인 CRT에 사용되기 시작했습니다.[149][150]

일부 초기 CRT는 전도성 물질을 가진 유리 대신 폴리에틸렌으로 절연된 금속 깔때기를 사용했습니다.[55]다른 것들은 프레스 유리 깔때기 대신 세라믹이나 송풍 파이렉스를 가지고 있었습니다.[151][152][41][153][154]초기 CRT는 전용 애노드 캡 연결부가 없었습니다. 깔때기는 애노드 연결부이므로 작동 중에 활성 상태였습니다.[155]

깔때기는 전도성 코팅으로 내외부를 코팅하여 [156][157]깔때기를 커패시터로 만들어 CRT의 애노드 전압을 안정화하고 필터링하는 데 도움을 주며 CRT를 켜는 데 필요한 시간을 크게 단축합니다.코팅에 의해 제공되는 안정성은 진공관을 사용했기 때문에 초기 전력 공급 설계에 내재된 문제를 해결했습니다.깔때기는 축전기로 사용되기 때문에 깔때기에 사용되는 유리는 우수한 전기 절연체(유전체)여야 합니다.내부 코팅은 양의 전압(수 kV일 수 있는 애노드 전압)을 가지며 외부 코팅은 접지에 연결됩니다.보다 현대적인 전원 공급 장치로 구동되는 CRT는 보다 견고한 현대적인 전원 공급 장치 설계로 인해 접지에 연결할 필요가 없습니다.연료극이 일반적으로 공급되는 전압이지만, 깔때기에 의해 형성되는 커패시터의 값은 .005-.01uF입니다.깔때기에 의해 형성된 축전기도 다른 종류의 축전기와 마찬가지로 유전체 흡수에 어려움을 겪을 수 있습니다.[158][139][159][160][156][114]이 때문에 부상을 방지하기 위해 취급 전에 CRT를 배출해야[161] 합니다.

CRT의 깊이는 화면 크기와 관련이 있습니다.[162]일반적인 편향 각도는 컴퓨터 모니터 CRT와 소형 CRT의 경우 90°였고 대형 TV CRT의 경우 표준인 110°였습니다. 2001년부터 2005년까지 LCD TV와 경쟁하기 위해 만들어진 슬림형 CRT에는 120° 또는 125°가 사용되었습니다.[163][110][91][98][164] 시간이 지남에 따라 편향각은 1938년 50°에서 1959년 110°,[23] 2000년대 125°로 실용화되면서 증가했습니다.140° 편향 CRT는 연구되었지만 수렴 문제가 해결되지 않았기 때문에 상용화되지 않았습니다.[165]

크기 및 무게

CRT의 화면 크기는 화면 크기 또는 얼굴 대각선, 형광체가 있는 화면의 일부분인 보이는 이미지 크기/면적 또는 보이는 화면 대각선의 두 가지 방법으로 측정됩니다.화면 크기는 보이는 이미지 크기와 형광체로 코팅되지 않은 검은색 가장자리입니다.[166][157][167]CRT의 가장자리가 검은색이고 곡률(예: 검은색 줄무늬 CRT)을 가지거나(예: 검은색 줄무늬 CRT) 가장자리가 검은색이고 정말 평평하거나([111][131][168]예: 플랫론 CRT) 영상의 가장자리가 CRT 가장자리의 곡률을 따를 수 있습니다.검은색 모서리와 곡선 모서리가 없는 CRT의 경우일 수 있습니다.[169][170][171]검은 줄무늬 CRT는 1972년 도시바에 의해 처음 만들어졌습니다.[131]

3인치 이하의 소형 CRT는 MTV-1과 캠코더의 뷰파인더와 같은 휴대용 텔레비전을 위해 만들어졌습니다.이들 중에는 아무리 정말 평평한 검은색 가장자리가 없을 수도 있습니다.[172][159][173][174][175]

CRT 무게의 대부분은 두꺼운 유리 스크린에서 나오며, 이 스크린은 CRT 총 무게의 65%를 차지합니다.깔때기와 넥 글라스는 각각 나머지 30%와 5%로 구성됩니다.깔때기 안에 있는 유리는 화면보다 더 얇습니다.[7][6]CRT 유리의 무게를 줄이기 위해 화학적 또는 열 강화 유리를 사용할 수 있습니다.[176][177][178][179]

양극

외부 전도성 코팅은 애노드 버튼/캡을 사용하여 일련의 커패시터 및 다이오드(콕크로프트-월튼 제너레이터)를 통해 고전압 플라이백 변압기에 연결되는 동안 접지에 연결됩니다. 내부 코팅은 CRT의 애노드이며,[180] 이 애노드는 전자 건의 전극과 함께는 최종 애노드라고도 합니다.[181][182]내부 코팅은 스프링을 사용하여 전극에 연결됩니다.전극은 양전위 렌즈의 일부를 형성합니다.[182][183]커패시터와 다이오드는 플라이백에 의해 전달되는 전류의 전압 승수 역할을 합니다.

내부 깔때기 코팅의 경우 단색 CRT는 알루미늄을 사용하고 색상 CRT는 아쿠아택을 사용합니다.[114] 일부 CRT는 내부에 산화철을 사용할 수 있습니다.[7]겉으로는 대부분의 CRT(모두는 아니지만)가 [184]쿼다그를 사용합니다.[185]아쿠아닥은 전기 전도성 흑연 기반의 페인트입니다.색상 CRT에서 아쿠아닥은 깔때기[186][114] 내부에 뿌려지는 반면, 역사적으로 아쿠아닥은 단색 CRT 내부에 칠해졌습니다.[23]

양극은 스크린을 향해 전자를 가속시키는 데 사용되며 CRT의 진공에서 형광체 입자에 의해 방출되는 2차 전자도 수집합니다.[187][188][189][190][23]

현대 CRT의 양극 캡 연결은 CRT의 크기와 밝기에 따라 최대 55-60kV까지 처리할 수 있어야 합니다.전압이 높을수록 CRT가 커지거나 이미지 밝기가 높아지거나 둘 사이에 균형이 잡힐 수 있습니다.[191][140]이것은 CRT의 깔때기 유리에 내장된 애노드 버튼의 내부에 확장되는 금속 클립으로 구성되어 있습니다.[192][193]연결부는 실리콘 흡입 컵에 의해 절연되며, 코로나 방전을 방지하기 위해 실리콘 그리스를 사용할 수도 있습니다.[194][195]

양극 버튼은 버튼과 깔때기 사이에 기밀 씰을 형성할 수 있도록 특수한 모양이어야 합니다.새로운 버튼과 클립 디자인 덕분에 1970년대 후반에서 1980년대 초반에 시작한 새로운 CRT에서는 X선이 애노드 버튼을 통해 누출될 수 있습니다.[140]버튼은 3개의 중첩된 컵 세트로 구성될 수 있으며, 가장 바깥쪽의 컵은 니켈-크로뮴으로 구성됩니다.니켈 40~49%, 크롬 3~6%를 함유하여 버튼을 깔때기 유리에 쉽게 융합할 수 있도록 만든 철 합금으로, X선으로부터 보호하기 위해 두꺼운 저가의 철로 만든 첫 번째 내부 컵과 클립에 연결하기 위해 가장 안쪽에 있는 두 번째 컵도 철 또는 기타 전기 전도성 금속으로 만든 것입니다.컵은 충분히 열에 강하고 깔때기 유리와 유사한 열팽창 계수를 가져야 깔때기 유리에 융합되는 것을 견딜 수 있습니다.버튼의 안쪽은 CRT의 내부 전도성 코팅과 연결되어 있습니다.[188]연료극 버튼은 금형에서 모양대로 눌러지면서 깔때기에 부착될 수 있습니다.[196][197][140]그 대신 X선 차폐를 클립에 내장할 수도 있습니다.[198]

플라이백 변압기는 전압 승수를 포함하는 경우 IHVT(Integrated High Voltage Transformer)라고도 합니다.플라이백은 세라믹 또는 분말 철심을 사용하여 고주파수에서 효율적인 작동을 가능하게 합니다.플라이백은 하나의 1차 권선과 여러 개의 다른 전압을 제공하는 다수의 2차 권선을 포함합니다.주 2차 권선은 전압 곱셈기에 전압 펄스를 공급하여 궁극적으로 CRT가 사용하는 높은 애노드 전압을 공급하고 나머지 권선은 CRT의 필라멘트 전압, 키 펄스, 포커스 전압 및 스캔 래스터에서 파생된 전압을 공급합니다.변압기가 꺼지면 플라이백의 자기장이 빠르게 붕괴되어 권선에 고전압을 유도합니다.자기장이 붕괴되는 속도에 따라 유도되는 전압이 결정되므로 전압은 그 속도와 함께 증가합니다.자기장의 붕괴를 늦추기 위해 커패시터(추적 타이밍 커패시터) 또는 일련의 커패시터(중복을 제공하기 위해)가 사용됩니다.[199][200]

CRT를 사용한 제품의 고전압 전원 장치 설계는 CRT에서 방출되는 x선의 양에 영향을 미칩니다.방출되는 X선의 양은 전압과 전류가 높을수록 증가합니다.TV와 같은 제품이 조절되지 않은 고전압 전원 장치를 사용하는 경우, 즉 밝은 영상을 표시할 때 양극과 초점 전압이 전자 전류가 증가함에 따라 감소하는 경우, 방출되는 X선의 양은 CRT가 중간 정도의 밝은 영상을 표시할 때 가장 많고, 어두운 영상 또는 밝은 영상을 표시할 때,더 높은 애노드 전압은 더 낮은 전자 빔 전류에 대항하고 그 반대도 각각 맞춥니다.일부 오래된 CRT TV 세트의 고전압 레귤레이터 및 정류기 진공관도 X선을 방출할 수 있습니다.[201]

전자총

전자총은 전자를 방출하고 결국에는 CRT의 화면에 있는 형광체에 부딪힙니다.전자총은 음극을 가열하는 히터를 포함하고 있으며, 이 히터는 그리드를 사용하여 초점이 맞춰지고 궁극적으로 CRT의 스크린으로 가속되는 전자를 생성합니다.가속은 CRT의 내부 알루미늄 또는 쿼다그 코팅과 함께 발생합니다.전자총은 화면 중앙을 겨냥하도록 배치됩니다.[182]CRT의 목 안쪽에 있으며, 전자총의 유리 스트립인 유리구슬이나 유리 지지봉을 이용하여 서로 붙들어 목에 장착합니다.[23][182][202]전자총은 별도로 만들어지고 나서 "권취" 혹은 밀봉이라고 불리는 과정을 통해 목 안에 놓이게 됩니다.[67][203][204][205][206][207]전자총에는 CRT의 목 부분에 융합된 유리 웨이퍼가 있습니다.전자총의 연결부는 유리 웨이퍼를 관통합니다.[204][208]일단 전자총이 목 안에 있으면, 금속 부분(그리드)들이 고전압을 사용하여 서로 아치형으로 되어 있어서, 금속 부분들은 스폿 노킹(spot nocking)이라고 불리는 과정에서 거친 가장자리를 매끄럽게 하여, 그리드의 거친 가장자리가 2차 전자를 생성하는 것을 방지합니다.[209][210][211]

시공 및 운전방법

전자총은 텅스텐 필라멘트 발열체에 의해 가열되는 뜨거운 음극을 가지고 있으며, 히터는 CRT에 따라 0.5~2A의 전류를 끌어낼 수 있습니다.히터에 인가되는 전압은 CRT의 수명에 영향을 줄 수 있습니다.[212][213]음극을 가열하면 그 안에 있는 전자가 활성화되어 전자 방출을 [214]돕는 동시에 전류가 음극에 공급됩니다. 일반적으로 1.5V에서 140mA에서 6.3V에서 600mA 사이입니다.[215]음극은 전자가 추출되고 가속되어 전자 빔으로 초점이 맞춰지는 전자 구름(전자를 방출함)을 생성합니다.[23]컬러 CRT에는 빨간색, 녹색 및 파란색의 세 가지 캐소드가 있습니다.히터는 캐소드 내부에 있지만 닿지는 않습니다. 캐소드에는 별도의 전기 연결 장치가 있습니다.음극은 니켈 조각에 코팅되어 있어 전기적 연결과 구조적 지지를 제공합니다. 히터는 이 조각에 닿지 않고 내부에 위치합니다.[180][216][217][218]

CRT 전자총에는 몇 가지 단락이 발생할 수 있습니다.하나는 히터와 캐소드 간 단락으로, 캐소드가 영구적으로 전자를 방출하게 되며, 이로 인해 영향을 받는 캐소드에 따라 밝은 빨간색, 녹색 또는 파란색 틴트에 역추적 라인이 있는 이미지가 생성될 수 있습니다.또는 음극이 제어 그리드에 단락되어 유사한 효과가 발생할 수 있거나, 제어 그리드 및 스크린 그리드(G2)[219]가 단락되어 매우 어두운 이미지가 발생하거나 이미지가 전혀 발생하지 않을 수 있습니다.음극은 스퍼터링을 방지하기 위해 실드로 둘러싸일 수 있습니다.[220][221]

캐소드는 전기적 및 기계적 지지를 위해 니켈 조각 위에 코팅된 산화바륨 층입니다.[222][139]바륨 산화물은 가열에 의해 활성화되어야 전자를 방출할 수 있습니다.산화바륨은 공기 중에서 안정성이 떨어져 전자를 방출할 수 없는 탄산바륨으로 음극에 적용되기 때문에 활성화가 필요합니다.활성화는 탄산바륨을 가열하여 산화바륨과 이산화탄소로 분해하는 동시에 음극 위에 금속성 바륨의 얇은 층을 형성합니다.[223][222]CRT의 배기(동시에 진공이 형성됨) 중에 활성화가 발생합니다.활성화 후 산화물은 수증기, 이산화탄소, 산소와 같은 몇 가지 일반적인 가스에 의해 손상될 수 있습니다.[224]또는 탄산바륨 대신 탄산바륨 칼슘바륨을 사용하여 활성화 후 바륨, 스트론튬 및 산화칼슘을 생성할 수도 있습니다.[225][23]작동 중에 산화바륨은 800-1000°C로 가열되고, 이때 전자가 방출되기 시작합니다.[226][139][214]

뜨거운 음극이기 때문에 음극이 전자를 방출하는 것을 막는 양이온층의 형성인 음극 중독에 걸리기 쉽습니다.영상 밝기를 크게 또는 완전히 감소시키고 초점과 강도가 비디오 신호의 주파수에 영향을 받게 하여 CRT에 의해 세부 영상이 표시되지 않도록 하는 것입니다.양이온은 CRT 내부에 남은 공기 분자나 뜨거운 음극 표면과 시간이 지남에 따라 반응하는 음극 자체에서[23] 나옵니다.[227][221]니켈 조각에는 망간, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄 또는 티타늄과 같은 환원 금속이 첨가되어 음극의 수명을 연장시킬 수 있습니다. 활성화 동안 환원 금속이 산화바륨으로 확산되어 특히 높은 전자 빔 전류에서 수명이 향상됩니다.[228]적색, 녹색 및 청색 캐소드가 있는 컬러 CRT에서는 하나 이상의 캐소드가 다른 캐소드와 독립적으로 영향을 받아 하나 이상의 컬러가 전체 또는 부분적으로 손실될 수 있습니다.[221]CRT는 음극 중독으로 인해 마모되거나 소진될 수 있습니다.음극 피독은 음극 전류 증가(과구동)에 의해 가속됩니다.[229]컬러 CRT에서는 적색, 녹색 및 청색에 대해 하나씩 3개의 캐소드가 있으므로, 독이 든 캐소드 한 개 이상이 하나 이상의 컬러를 부분적으로 또는 완전히 손실시켜 이미지를 선팅할 수 있습니다.[221]층은 또한 음극과 직렬로 커패시터 역할을 하여 열 지연을 유도할 수 있습니다.음극은 대신 산화 스칸듐으로 만들거나 도펀트로 첨가하여 음극 피독을 지연시켜 음극 수명을 최대 15%[230][139][231]까지 연장시킬 수 있습니다.

음극에서 발생하는 전자의 양은 표면적과 관련이 있습니다.표면적이 더 넓은 음극은 더 큰 전자 구름에서 더 많은 전자를 만들어 내는데, 이것은 전자 구름을 전자 빔으로 초점을 맞추는 것을 더 어렵게 만듭니다.[229]일반적으로 CRT가 풀 이미지 밝기의 부품으로 이미지를 표시하지 않는 한 캐소드의 일부만 전자를 방출하고, 풀 밝기의 부품만 모든 캐소드가 전자를 방출합니다.밝기가 증가함에 따라 전자를 방출하는 음극의 면적이 중앙에서 바깥쪽으로 커지기 때문에 음극 마모가 고르지 않을 수 있습니다.음극의 중앙 부분만 착용하면 CRT가 전체 이미지 밝기를 가지지만 이미지의 어두운 부분은 전혀 표시하지 않는 이미지 부분에 밝게 불을 붙일 수 있습니다. 이 경우 CRT가 감마 특성이 좋지 않습니다.[221]

총의 두 번째(스크린) 그리드(G2)는 수백 개의 DC 볼트를 사용하여 전자를 스크린 쪽으로 가속시킵니다.전자 빔을 수렴하기 위해 첫 번째(제어) 그리드(G1)에 음의 전류가[232] 인가됩니다.실제로 G1은 웨넬트 실린더입니다.[215][233]영상 밝기에 영향을 미치지만 애노드 전압이나 전자 빔 전류를 변화시켜 화면 밝기를 제어하는 것이 아니라, 캐소드와 G1 제어 그리드 사이의 전압 차이를 변화시켜 영상 밝기를 제어합니다.세 번째 그리드(G3)는 전자 빔이 양극 전압에 의해 화면으로 편향되고 가속되기 전에 전자 빔을 정전기적으로 집속시킵니다.[234]전자 빔의 정전기적 집속은 최대 600V로 통전되는 Einzel 렌즈를 사용하여 이루어질 수 있습니다.[235][223]정전 포커싱을 하기 전에 전자빔을 포커싱하기 위해서는 전자총 외부에 크고 무겁고 복잡한 기계적 포커싱 시스템이 필요했습니다.[155]

그러나 CRT의 최종 애노드 근처에서는 수십 킬로볼트의 높은 전압으로 인해 정전 포커싱을 할 수 없기 때문에 CRT의 최종 애노드 전압에 있는 전극과 함께 고전압( ≈600~8000볼트) 전극을 포커싱에 사용할 수 있습니다.이러한 배열을 양전위 렌즈라고 하는데, 이는 또한 아인젤 렌즈보다 더 높은 성능을 제공하거나, 또는 수십 킬로볼트의 높은 애노드 전압과 함께 자기 집속 코일을 사용하여 집속을 수행할 수 있습니다.하지만, 마그네틱 포커싱은 구현에 비용이 많이 들기 때문에 실제로는 거의 사용되지 않습니다.[180][223][237][238]일부 CRT는 두 개의 그리드와 렌즈를 사용하여 전자 빔을 집중시킬 수 있습니다.[230]포커스 전압은 저항 전압 분배기와 함께 플라이백의 고전압 권선의 서브세트를 사용하여 플라이백에서 생성됩니다.포커스 전극은 CRT의 목 부분에 있는 다른 연결부와 함께 연결됩니다.[239]

컷오프 전압이라고 하는 전압이 있는데, 전자빔에 의해 생성된 화면의 이미지를 사라지게 하기 때문에 화면에 검은색을 생성하는 전압이고, 전압은 G1에 인가됩니다.세 개의 총이 있는 색 CRT에서, 총들은 서로 다른 차단 전압을 가집니다.많은 CRT가 그리드 G1과 G2를 세 개의 건에 모두 공유하여 영상 밝기를 높이고 조정을 단순화합니다. 이러한 CRT에는 세 개의 건에 모두 단일 컷오프 전압이 있습니다([182]G1은 모든 건에 공유되므로).그러나 차단 전압이 높아지기 때문에 전자총의 캐소드에 비디오를 공급하기 위해 사용되는 비디오 앰프에 추가적인 스트레스를 가하는 것.단색 CRT는 이 문제를 겪지 않습니다.단색의 CRT에서 비디오는 첫번째 제어 그리드의 전압을 변화시킴으로써 총에 공급됩니다.[240][155]

전자 빔을 재추적하는 동안 비디오 증폭기에 공급하는 프리앰프가 비활성화되고 비디오 증폭기가 컷오프 전압보다 높은 전압으로 바이어스되어 재추적 라인이 표시되지 않도록 하거나, 전자가 음극에서 빠져나가는 것을 방지하기 위해 G1에 큰 음의 전압이 인가될 수 있습니다.[23]이를 블랭킹(blanking)이라고 합니다.(수직 블랭킹 간격수평 블랭킹 간격 참조).바이어싱을 잘못하면 하나 이상의 색상에 표시되는 재추적 선이 생성되어 선팅 또는 흰색으로 표시되는 재추적 선이 생성될 수 있습니다(예: 빨간색이 영향을 받는 경우 빨간색으로, 빨간색 및 파란색이 영향을 받는 경우 자홍색으로, 모든 색상이 영향을 받는 경우 흰색으로 표시됨).[241][242][243]또는, 앰프는 고속 블랭킹 신호를 사용하여 앰프로 공급되는 비디오 스트림에 OSD(On Screen Display)를 도입하는 비디오 프로세서에 의해 구동될 수도 있습니다.[244]CRT를 포함하는 TV 세트와 컴퓨터 모니터는 영상의 여러 부분의 원래 밝기를 복원하면서 비디오 신호를 DC 구성 요소로 CRT에 제공하기 위해 DC 복원 회로가 필요합니다.[245]

전자 빔은 지구 자기장의 영향을 받아 정상적으로 포커싱 렌즈의 중심을 벗어나 입사할 수 있습니다. 이는 비점 제어 장치를 사용하여 보정할 수 있습니다.비점 제어 장치는 자기적인 것과 전자적인 것(동적인 것)을 모두 갖추고 있으며, 전자적인 것은 미세 조정에 사용되는 동안 대부분의 작업을 자기적으로 수행합니다.[246]전자총의 끝 중 하나에는 유리 디스크가 있는데, 그 가장자리는 CRT의 목 가장자리와 융합되어 있으며, 프릿을 사용할 가능성이 있습니다.[247] 전자총과 외부를 연결하는 금속 리드는 디스크를 통과합니다.[248]

일부 전자총에는 전자빔의 모양을 변경하고 초점을 조정하기 위해 동적 초점을 갖는 4중극 렌즈가 있으며, 전자빔의 위치에 따라 초점 전압을 달리하여 전체 화면, 특히 모서리의 영상 선명도를 유지합니다.[110][249][250][251][252]또한 최종 애노드 전압으로부터 그리드의 전압을 유도하기 위한 블리딩 저항을 가질 수도 있습니다.[253][254][255]

CRT가 제조된 후, 음극 방출이 안정화될 수 있도록 노화되었습니다.[256][257]

컬러 CRT의 전자총은 비디오 앰프에 의해 구동되는데, 비디오 앰프는 컬러 채널당 신호를 받아 채널당 40-170v로 증폭시켜 전자총의 캐소드에 공급합니다.[243] 각 전자총은 고유한 채널(컬러당 하나)을 가지고 있으며 모든 채널은 동일한 앰프에 의해 구동될 수 있으며, 이 앰프는 내부적으로 3개의 개별 채널을 가지고 있습니다.[258]증폭기의 기능은 CRT의 해상도, 리프레쉬 속도 및 명암비를 제한합니다.앰프는 높은 대역폭과 전압 변화를 동시에 제공해야 하므로, 높은 해상도와 리프레시 속도는 높은 대역폭(전압을 변화시킬 수 있는 속도)을 필요로 하며, 높은 명암비는 낮은 블랙 레벨과 높은 화이트 레벨에 대해 높은 전압 변화 또는 진폭을 필요로 합니다.30Mhz 대역폭은 일반적으로 720p 또는 1080i 해상도를 제공하는 반면, 20Mhz는 일반적으로 약 600(위에서 아래로 수평) 라인의 해상도를 제공합니다.[259][243]캐소드와 제어 그리드 사이의 전압 차이는 전자 빔을 조절하고, 전자 빔의 전류를 조절하여 영상의 밝기를 조절합니다.[221]컬러 CRT에 사용되는 형광체는 주어진 양의 에너지에 대해 서로 다른 양의 빛을 생성하므로, 컬러 CRT에 흰색을 생성하기 위해서는 세 개의 총이 서로 다른 양의 에너지를 생성해야 합니다.붉은 형광체가 가장 적은 양의 빛을 내기 때문에 가장 많은 에너지를 내는 총은 붉은 총입니다.[243]

감마

CRT는 뚜렷한 삼극 특성을 가지고 있으며, 이는 상당한 감마(가해진 비디오 전압과 빔 강도 사이의 전자총의 비선형 관계)를 초래합니다.[260]

처짐

처짐에는 자기와 정전 두 가지 유형이 있습니다.자기는 최대 2000볼트의 편향을 위해 높은 전압을 필요로 하지 않는 동시에 더 높은 편향각(따라서 더 얕은 CRT)과 편향 전력(더 높은 전자빔 전류와 더 밝은 영상을 가능하게 함)[261]을 허용하기 때문에 TV와 모니터에 일반적으로 사용됩니다.[164]오실로스코프가 캡처한 원시 파형을 CRT 내부의 수직 정전기 편향 플레이트에 직접(증폭 후) 적용할 수 있기 때문에 오실로스코프는 종종 정전기 편향을 사용합니다.[262]

자기편향

자기편향을 사용하는 사람은 두 쌍의 편향 코일이 있는 요크를 사용할 수 있습니다. 한 쌍은 수직, 다른 한 쌍은 수평 편향입니다.[263]요크는 접착(일체형)되거나 제거될 수 있습니다.접착된 것들은 접착제나[264][265] 플라스틱을 사용하여 요크를 CRT의 목과 깔때기 사이의 부분에 접착시키는 한편 요크가 제거 가능한 것들은 클램프로 고정시켰습니다.[266][116]요크는 유리의 전도도가 온도가 높아짐에 따라 제거가 필수적인 열을 발생시키므로 CRT가 콘덴서로 사용 가능하도록 유리를 절연시켜야 합니다.따라서 새로운 요크를 설계하는 동안 요크 아래 유리의 온도가 확인됩니다.[139]요크에는 자기력[267][263] 손실을 줄이기 위해 페라이트 코어를 가진 편향 및 수렴 코일과 색 CRT(예: 색 순도 및 수렴 링)[268] 및 단색 CRT의 전자 빔을 정렬하거나 조정하는 데 사용되는 자화 링이 포함되어 있습니다.[269][270]요크는 커넥터를 이용하여 연결될 수 있으며, 요크의 편향 코일이 연결되는 순서는 CRT에 의해 표시되는 영상의 방향을 결정합니다.[161]편향 코일은 폴리우레탄 접착제를 사용하여 제자리에 고정할 수 있습니다.[264]

편향 코일은 수평 및 수직 동기 신호로서 VGA를 통해 전달될 수 있는 톱니 신호에[271][272][243] 의해 구동됩니다.[273]CRT에는 두 개의 편향 회로, 즉 수평 및 수직 회로가 필요합니다. 수평 회로는 CRT의 새로 고침 빈도와 그릴 수평 선의 수(CRT의 수직 해상도)에 따라 15~240kHz의 훨씬 높은 주파수(수평 스캔 속도)로 실행된다는 점을 제외하면 유사합니다.주파수가 높을수록 간섭에 취약하므로 자동 주파수 제어(AFC) 회로를 사용하여 수평 편향 신호의 위상을 동기 신호의 위상에 고정하여 영상이 대각선으로 왜곡되는 것을 방지할 수 있습니다.수직 주파수는 CRT의 새로 고침 빈도에 따라 달라집니다.따라서 60Hz 리프레쉬 속도의 CRT에는 60Hz에서 작동하는 수직 편향 회로가 있습니다.수평 및 수직 편향 신호는 서로 다르게 작동하는 두 개의 회로를 사용하여 생성될 수 있습니다. 수평 편향 신호는 VCO(Voltage Controlled oscillator)를 사용하여 생성되고 수직 신호는 트리거 릴랙스 오실레이터를 사용하여 생성될 수 있습니다.많은 TV에서 편향 코일이 구동되는 주파수는 코일의 인덕턴스 값에 의해 부분적으로 결정됩니다.[274][243]CRT의 편향 각도는 달랐습니다. 편향 각도가 높을수록 주어진 화면 크기에 대한 CRT는[275] 낮아지지만 편향 전력은 더 높고 광학 성능은 더 낮았습니다.[139][276]

더 높은 편향 전력은 더 많은 전류가[277] 더 높은 각도로 전자 빔을 구부리기 위해 편향 코일로 보내짐을 의미하며,[110] 이는 다시 더 많은 열을 발생시키거나 증가된 전력을 처리할 수 있는 전자 장치를 필요로 할 수 있습니다.[276]저항성 및 코어 손실로 인해 열이 발생합니다.[278]편향 파워는 인치당 mA 단위로 측정됩니다.[243]수직 편향 코일은 약 24V가 필요한 반면 수평 편향 코일은 약 120V가 필요합니다.

편향 코일은 편향 증폭기에 의해 구동됩니다.[279]수평 편향 코일은 또한 TV 세트의 수평 출력 단계에 의해 부분적으로 구동될 수 있습니다.스테이지는 CRT의 곡률과 일치하도록 톱니 편향 신호를 성형하는 것과 코일에 DC 바이어스가 발생하는 것을 방지하여 이미지의 중심을 잡는 것과 같은 여러 가지 기능을 수행하는 수평 편향 코일과 직렬인 커패시터를 포함합니다.역추적을 시작할 때 코일의 자기장이 붕괴되어 전자빔이 화면의 중앙으로 되돌아오는 동시에 코일은 에너지를 축전기로 되돌리고 그 에너지는 전자빔이 화면의 왼쪽으로 가도록 하는 데 사용됩니다.

수평 편향 코일이 작동하는 주파수가 높기 때문에, 편향 코일의 에너지를 재활용해야 열 방출을 줄일 수 있습니다.재활용은 편향 코일의 자기장에 있는 에너지를 콘덴서 세트로 전달함으로써 이루어집니다.[199]수평 편향 코일의 전압은 전자 빔이 화면 왼쪽에 있을 때 음이고 전자 빔이 화면 오른쪽에 있을 때 양입니다.편향에 필요한 에너지는 전자의 에너지에 따라 달라집니다.[280]높은 에너지(전압 및/또는 전류) 전자 빔은 편향되기 위해 더 많은 에너지를 필요로 하며,[132] 더 높은 영상 밝기를 달성하는 데 사용됩니다.[281][282][191]

정전기 편향

주로 오실로스코프에 사용됩니다.처짐은 두 쌍의 플레이트에 전압을 인가하여 수행됩니다. 하나는 수평, 다른 하나는 수직 처짐입니다.전자 빔은 한 쌍의 플레이트 간 전압 차이를 달리하여 조향됩니다. 예를 들어, 수직 편향 쌍의 상부 플레이트에 전압을 인가하면서 하부 플레이트의 전압을 0V로 유지하는 경우,전자 빔이 화면 상부로 편향됩니다. 하부 플레이트를 0으로 유지한 상태에서 상부 플레이트의 전압을 높이면 전자 빔이 화면의 더 높은 지점으로 편향됩니다(빔이 더 높은 편향 각도로 편향됨).수평 편향 플레이트에서도 동일하게 적용됩니다.한 쌍의 플레이트 사이의 길이와 근접성을 늘리면 편향 각도도 증가할 수 있습니다.[283]

번인

번인은 이미지가 CRT의 화면에 물리적으로 "번인"될 때 발생합니다. 이는 형광체의 장시간 전자 충격으로 인해 형광체의 열화로 인해 발생하며, 고정 이미지 또는 로고가 화면에 너무 오래 남아 "유령" 이미지로 표시되거나 심한 경우 CRT가 꺼져 있을 때 발생합니다.이에 대응하기 위해 컴퓨터에서 화면 보호기를 사용하여 번인을 최소화했습니다.[284]번인은 플라즈마 디스플레이와 OLED 디스플레이에서도 발생하기 때문에 CRT만의 문제가 아닙니다.

대피

CRT는 베이킹 또는 베이크아웃이라고 불리는 과정에서 약 375-475°C의 오븐 안에서 배기되거나 배기됩니다.[285]배기 과정은 또한 형광체를 도포하는 데 사용되는 폴리비닐알코올과 같은 다른 물질을 분해하면서 CRT 내부의 모든 물질을 초과합니다.[286]가열과 냉각은 점진적으로 이루어지는데, 이는 응력을 유발하고, 굳어지며, 유리가 깨질 가능성이 있기 때문입니다. 오븐은 CRT 내부의 가스를 가열하여 가스 분자의 속도를 높여 진공 펌프에 의해 가스 분자가 빠져나올 가능성을 높입니다.CRT의 온도는 오븐의 온도 이하로 유지되고, 오븐은 CRT가 400°C에 도달한 직후부터 냉각되기 시작하거나, CRT를 400°C보다 높은 온도에서 최대 15-55분 동안 유지합니다.CRT는 대피하는 동안 또는 대피 후에 가열되었으며, 이 열은 CRT 내의 프릿을 녹이기 위해 동시에 사용되어 스크린과 깔때기에 결합되었을 수 있습니다.[287][288][289]사용되는 펌프는 터보 분자 펌프 또는 확산 펌프입니다.[290][291][292][293]이전에는 수은 진공 펌프도 사용되었습니다.[294][295]베이킹이 끝나면 CRT는 진공 펌프에서 분리됩니다("밀봉 또는 팁(tip)"[296][297][298]그런 다음 게터는 RF(유도) 코일을 사용하여 점화됩니다.게터는 보통 깔때기나 CRT의 목 부분에 있습니다.[299][300]종종 바륨 기반인 게터 물질은 RF 코일에 의해 유도된 가열로 인해 증발하면서 남아 있는 가스 입자를 붙잡습니다(물질 내에서 발열과 결합될 수 있음). 증기가 CRT를 채웁니다.CRT의 내부에서 마주치고 응축되는 가스 분자를 트래핑하는 것은, 트래핑된 가스 분자를 포함하는 층을 형성합니다.바륨 증기를 분배하는 데 도움이 되는 수소가 물질에 존재할 수 있습니다.재료를 1000°C 이상의 온도로 가열하여 증발시킵니다.[301][302][224]CRT에서 진공이 부분적으로 손실되면 흐릿한 이미지가 발생하거나, CRT 목 부분에서 푸른 빛이 나거나, 플래시오버, 캐소드 방출 손실 또는 포커싱 문제가 발생할 수 있습니다.[155]CRT 내부의 진공은 대기압이 (27인치 CRT의 경우) 총 5,800파운드(2,600kg)의 압력을 가하게 합니다.[303]

리빌딩

CRT는 재건되거나 수리되거나 새단장되곤 했습니다.재건 과정에는 CRT의 분해, 전자총의 분해 및 수리 또는 교체, 형광체 및 아쿠아닥의 제거 및 재증착 등이 포함되었습니다.재건은 1960년대까지 인기가 있었습니다. 왜냐하면 CRT는 비싸고 빨리 닳아서 수리할 가치가 있었기 때문입니다.[299]미국의 마지막 CRT 리빌더는 2010년에 문을 닫았고,[304] 유럽의 마지막 RACS는 2013년에 문을 닫았습니다.[305]

재활성화

원기회복이라고도 불리는 목표는 마모된 CRT의 밝기를 일시적으로 회복시키는 것입니다.이는 일반적으로 캐소드 히터의 전압과 전자총의 제어 그리드의 전류 및 전압을 수동으로[citation needed] 조심스럽게 증가시킴으로써 수행됩니다.일부 회춘기는 단락을 통해 정전 방전을 실행함으로써 히터와 캐소드 간 단락을 고정할 수도 있습니다.[221]

형광체

CRT의 형광체는 CRT의 진공 안에 있기 때문에 2차 전자를 방출합니다.2차 전자는 CRT의 애노드에 의해 수집됩니다.[190]형광체에 의해 생성된 2차 전자는 화면에서 전하가 발생하는 것을 방지하기 위해 수집되어야 하며, 이는 전하가 전자 빔을 밀어내기 때문에 이미지 밝기가[23] 감소될 수 있습니다.

CRT에 사용되는 형광체에는 희토류 금속이 포함되어 있는 경우가 많은데,[306][307][284] 이는 이전의 조광체 형광체를 대체하는 것입니다.초기의 적색 및 녹색 형광체는 카드뮴을 함유하고 있었고,[308] 일부 흑색 및 백색 CRT 형광체는 Zinc 베릴륨 실리케이트 형태의 베릴륨을 함유하고 있었지만, [51]은, 구리 또는 망간을 도펀트로 함유한 백색 형광체도 사용되었습니다.[23]CRT에 사용되는 희토류 형광체는 이전의 형광체보다 더 효율적입니다.[309]형광체는 반데르발스와 정전기력으로 인해 스크린에 부착됩니다.작은 입자로 구성된 형광체는 화면에 더 강하게 달라붙습니다.가벼운 출혈(색상 CRT)을 방지하기 위해 사용되는 탄소와 함께 형광체는 긁어서 쉽게 제거할 수 있습니다.[136][310]

CRT에는 수십 종류의 형광체가 사용 가능했습니다.[311]형광체는 색상, 지속성, 휘도 상승 및 하강 곡선, 양극 전압에 따른 색상(관통 CRT에 사용되는 형광체용), 용도, 화학 조성, 안전성, 번인에 대한 민감성 및 2차 방출 특성에 따라 분류되었습니다.[312]희토류 형광체의 예로는 적색의[313] 경우 산화 이트륨, 빔 인덱스 튜브의 청색의 경우 실리사이드가 있으며,[314] 초기 형광체의 예로는 적색의 경우 황화 구리 카드뮴,

SMPTE-C 형광체는 같은 이름의 색 공간을 정의하는 SMPTE-C 표준에 의해 정의된 특성을 가지고 있습니다.이 표준은 NTSC와 PAL 컬러 시스템에서 사용되는 다양한 형광체와 색 공간으로 인해 어렵게 된 정확한 색 재현을 우선시합니다.PAL TV 세트는 프레임 속도가 낮아 PAL에서 형광체가 부패하는 시간이 더 많기 때문에 상대적으로 PAL에서 허용되는 부패 시간이 긴 포화 녹색 형광체의 사용으로 인해 주관적으로 더 나은 색 재현력을 갖습니다.SMPTE-C 형광체는 전문 비디오 모니터에 사용되었습니다.[315][316]

단색 및 색 CRT의 형광체 코팅은 빛을 전방으로 반사시키는 알루미늄 코팅을 하고, 이온으로부터 보호하여 형광체에 음이온에 의한 이온 연소를 방지하고, 전자가 형광체에 충돌하여 발생하는 열을 관리하며,[317] 전자가 스크린으로부터 전자를 튕겨낼 수 있는 정적인 축적을 방지하고,양극의 일부를 형성하고 전자빔에 맞은 후 형광체에 의해 생성된 2차 전자를 스크린에 모아 전자에 리턴 경로를 제공합니다.[318][139][319][317][23]전자 빔은 알루미늄 코팅을 통과한 후 스크린의 형광체에 부딪힙니다. 알루미늄은 전자 빔 전압을 약 1kv 정도 감쇠시킵니다.[320][23][312]알루미늄 코팅이 균일한 표면을 가질 수 있도록 하고 스크린의 유리에 닿지 않도록 하기 위해 형광체에 의해 형성된 표면의 표면 거칠기를 줄이기 위해 필름 또는 래커를 도포할 수 있습니다.[321][322]이것은 촬영이라고 알려져 있습니다.[171]옻칠에는 나중에 증발되는 용매가 포함되어 있습니다. [322]옻칠을 화학적으로 거칠게 하여 알루미늄 코팅에 구멍이 생겨 용매가 빠져나올 수 있습니다.

형광체 지속성

측정 또는 디스플레이 애플리케이션의 필요에 따라 다양한 형광체를 사용할 수 있습니다.조명의 밝기, 색상 및 지속성은 CRT 화면에서 사용되는 형광체의 종류에 따라 달라집니다.형광체는 1마이크로초 미만에서 수초에 이르는 지속성을 가지고 있습니다.[323]짧은 과도 현상을 시각적으로 관찰하기 위해서는 긴 지속성 형광체가 바람직할 수 있습니다.빠르고 반복적이거나 주파수가 높은 이벤트의 경우에는 일반적으로 짧은 지속 형광체가 좋습니다.[324]인광 지속성은 높은 리프레시 속도로 아티팩트를 도말하거나 고스트화하지 않도록 충분히 낮아야 합니다.[110]

제한사항 및 해결방법

만발한

애노드 전압의 변동에 따라 영상의 일부 또는 전부의 밝기가 변동될 수 있으며, 블루밍, 축소 또는 확대/축소될 수도 있습니다.전압이 낮으면 블루밍 및 확대가 발생하지만 전압이 높으면 그 반대가 됩니다.[325][326]어느 정도의 개화는 피할 수 없으며, 이는 동일한 이미지의 어두운 부분을 확대, 왜곡 또는 밀어내는 이미지의 밝은 영역으로 볼 수 있습니다.블루밍은 밝은 영역이 전자총에서 나오는 전자빔의 전류가 높아서 빔이 더 넓고 초점을 맞추기 어렵기 때문에 발생합니다.전압 조절이 잘 되지 않으면 전자빔 전류가 증가함에 따라 포커스와 애노드 전압이 감소합니다.[201]

도밍

도밍은 그림자 마스크의 일부가 가열되는 일부 CRT 텔레비전에서 볼 수 있는 현상입니다.이러한 동작을 나타내는 텔레비전에서, 그것은 하나 이상의 국부적인 밝은 점들이 있는 대체로 어두운 장면이 있는 고-대조 장면에서 발생하는 경향이 있습니다.이 영역에서 전자 빔이 섀도우 마스크에 부딪히면 불균일하게 가열됩니다.섀도우 마스크는 열 차이로 인해 휘어지는데, 이로 인해 전자총이 잘못된 색의 형광체를 맞고 해당 영역에 잘못된 색이 표시됩니다.[327]열 팽창은 섀도우 마스크를 약 100 마이크론 확장하게 합니다.[328][329][330][331]

일반 작동 중에는 섀도우 마스크가 약 80~90°C로 가열됩니다.[332]밝은 영역의 이미지는 어두운 영역보다 그림자 마스크를 더 가열하여 그림자 마스크의 불균일한 가열과 전자빔 전류 증가로 인한 열팽창으로 인한 뒤틀림(피어짐)을 유발합니다.[333][334]섀도우 마스크는 보통 스틸 재질이지만 눈에 띄는 뒤틀림 없이 기존 마스크보다 2~3배 이상의 전류를 견디면서도 고해상도 CRT를 쉽게 얻을 수 있어 인바(Invar[115]·저열팽창 니켈-철 합금)로 제작할 수 있습니다.[110][335][65][336]열을 방출하는 코팅은 블랙닝이라고 불리는 과정에서 개화를[337][338] 제한하기 위해 섀도우 마스크에 적용될 수 있습니다.[339][340]

바이메탈 스프링은 TV에 사용되는 CRT에서 전자빔이 섀도우 마스크를 가열하여 열팽창을 일으킬 때 발생하는 뒤틀림을 보상하는 데 사용될 수 있습니다.[64]그림자 마스크는 금속 조각이나[341] 깔때기 또는 스크린 글라스에 각각 융합된 레일 또는 프레임을[342][343][344] 사용하여 스크린에 설치되며,[250] 그림자 마스크를 팽팽하게 잡아 뒤틀림을 최소화합니다(마스크가 평평한 경우 평면 스크린 CRT 컴퓨터 모니터에 사용됨).

조리개 그릴 스크린은 더 많은 전자를 통과시킬 수 있기 때문에 더 밝지만 지지 와이어가 필요합니다.그들은 또한 뒤틀림에 더 저항력이 있습니다.[110]색상 CRT는 그림자 마스크가 대부분의 전자 빔을 차단하기 때문에 동일한 밝기를 얻으려면 단색 CRT보다 높은 애노드 전압이 필요합니다.슬롯 마스크와[52] 특수 조리개 그릴은 주어진 애노드 전압에 대해 더 밝은 이미지를 생성하는 만큼 많은 전자를 차단하지 않지만 조리개 그릴 CRT는 더 무겁습니다.[115]섀도 마스크는 전자 빔의 80-85%[333][332]를 차단하고[345] 애퍼처 그릴은 더 많은 전자가 통과할 수 있도록 합니다.[346]

고전압

영상 밝기는 애노드 전압 및 CRT 크기와 관련이 있으므로, 더 큰 화면과[347] 더 높은 영상 밝기를 위해서는 더 높은 전압이 필요합니다.영상 밝기는 전자빔의 전류에 의해서도 조절됩니다.[229]또한 양극 전압과 전자 빔 전류가 높다는 것은 전자가 더 빠른 속도와 에너지를 가지고 있기 때문에 더 많은 양의 X선과 발열을 의미합니다.[201]납 유리와 특수 바륨-스트론튬 유리는 대부분의 X선 방출을 차단하는 데 사용됩니다.

크기

아킹(코로나 방전)과 이로 인한 전기 손실 및 오존 생성을 방지하기 위해 이미지 밝기를 희생시키지 않으면서 더 높은 유전 강도가 필요하므로 양극 전압에 의해 크기가 제한됩니다.진공을 안전하게 유지하는 데 필요한 두꺼운 유리에서 비롯된 CRT의 무게는 CRT의 크기에 실질적인 제한을 가합니다.[348]43인치 Sony PVM-4300 CRT 모니터의 무게는 440파운드(200kg)입니다.[349]예를 들어, 32인치 CRT는 무게가 최대 163파운드(74kg), 19인치 CRT는 최대 60파운드(27kg)입니다.비교하자면, 32인치 평판 TV의 무게는 약 18파운드(8.2kg), 19인치 평판 TV의 무게는 6.5파운드(2.9kg)에 불과합니다.[350]

섀도 마스크는 해상도와 크기가 증가함에 따라 만들기가 더욱 어려워집니다.[336]

편향에 의한 한계치

높은 편향 각도, 해상도 및 리프레쉬 레이트(더 높은 해상도 및 리프레쉬 레이트는 수평 편향 코일에 적용되기 위해 상당히 더 높은 주파수를 필요로 하기 때문에)에서, 편향 요크는 더 높은 각도로 전자 빔을 이동시킬 필요성 때문에 많은 양의 열을 생성하기 시작합니다.이로 인해 기하급수적으로 더 많은 양의 전력이 필요하게 됩니다.예를 들어, 편향각을 90°에서 120°로 증가시키려면 요크의 소비전력도 40와트에서 80와트로 증가해야 하고, 120°에서 150°로 더 증가시키려면 편향전력이 80와트에서 160와트로 다시 증가해야 합니다.이는 일반적으로 특정 편향각, 분해능 및 리프레시 속도를 초과하는 CRT를 비실용적으로 만듭니다. 왜냐하면 코일은 피부 효과, 표면와전류 손실로 인한 저항으로 인해 너무 많은 열을 발생시키기 때문입니다.그리고/또는 코일 아래의 유리가 전도성을 띠게 할 수 있습니다(온도가 높아짐에 따라 유리의 전기 전도도가 낮아짐에 따라).일부 편향 요크는 작동 시 발생하는 열을 방출하도록 설계되어 있습니다.[114][351][278][352][353][354]컬러 CRT의 편향각이 높아지면 화면 모서리의 수렴에 직접적인 영향을 미치므로 전자빔 전력과 형상을 처리하기 위해 추가적인 보상 회로가 필요하여 비용과 전력 소비가 증가합니다.[355][356]처짐 각도가 높으면 주어진 크기의 CRT가 더 슬림해질 수 있지만, CRT 외피, 특히 패널과 깔때기 사이의 씰 및 깔때기에 더 많은 응력이 가해집니다.깔때기는 응력을 최소화하기 위해 충분히 길어야 합니다. 긴 깔때기는 응력을 낮추기 위해 더 나은 모양을 만들 수 있기 때문입니다.[98][357]

타 기술과의 비교

  • CRT에 비해 LCD의 장점: 낮은 벌크, 전력 소모 및 발열량, 높은 리프레쉬 속도(최대 360Hz),[358] 높은 명암비
  • LCD에 비해 CRT의 장점: 색 재현력 향상, 모션 블러 없음, 많은 모니터에서 멀티 동기화 가능, 입력[359] 지연 없음
  • CRT에 비해 OLED의 장점: 컴퓨터 모니터를 제외하고 낮은 벌크, 유사한 색 재현, [359]높은 명암비, 유사한 리프레시 속도(60Hz 이상, 최대 120Hz)[360][361][362][363]

CRT에서 새로 고침 빈도는 해상도에 따라 달라지는데, 이 둘은 궁극적으로 CRT의 최대 수평 스캔 빈도에 의해 제한됩니다.모션 블러는 형광체의 붕괴 시간에 따라서도 달라집니다.주어진 재생 속도에 비해 너무 느리게 부패하는 형광체는 이미지에 얼룩이 묻거나 움직임이 흐려질 수 있습니다.실제로 CRT는 160Hz의 리프레시 속도로 제한됩니다.[364]퀀텀닷 LCD(QLED)는 고 리프레쉬 속도(최대 144Hz)로 [365]출시돼 OLED와 색재현력에서 경쟁력이 있지만 OLED와 경쟁할 수 있는 LCD는 고 리프레쉬 속도로 출시되지 않았습니다.[366]

CRT 모니터는 종종 CRT에 직접 공급할 수 있는 아날로그 신호를 제공하는 VGA를 사용하기 때문에 CRT 모니터와 모니터의 디스플레이 커넥터 사이에 신호 처리가 없기 때문에 입력 지연에서 LCD 및 OLED 모니터를 능가할 수 있습니다.CRT와 함께 사용하도록 설계된 비디오 카드에는 CRT에 필요한 아날로그 신호를 생성하기 위한 RAMDAC가 있을 수 있습니다.[367][11]또한 CRT 모니터는 여러 해상도에서 선명한 이미지를 표시할 수 있는 경우가 많은데, 이를 다중 동기화라고 합니다.[368]이러한 이유로 인해 CRT는 부피, 무게 및 발열량에도 불구하고 PC 게이머들이 선호하기도 합니다.[369][359]

CRT는 평면 패널의 것들보다 더 내구성이 좋은 경향이 있지만,[11] 비슷한 내구성을 가진 전문 LCD도 마찬가지입니다.

종류들

CRT는 크게 두 가지 범주, 즉 화상관과 디스플레이관에서 제작되었습니다.[69]TV에는 화상관이 사용되었고 컴퓨터 모니터에는 디스플레이관이 사용되었습니다.디스플레이 튜브는 해상도가 높았으며 컴퓨터 모니터에 사용할 때에는 조정 가능한 오버스캔이 있거나 [370][371]언더스캔이 있는 경우도 있었습니다.[372][373]픽처 튜브 CRT에는 오버스캔이 있어 이미지의 실제 가장자리가 표시되지 않습니다. 이는 CRT TV 간의 조정 변형을 허용하여 이미지의 흐린 가장자리(블루밍으로 인한)가 화면에 표시되지 않도록 의도적으로 표시되지 않도록 합니다.섀도우 마스크에는 오버스캔으로 인해 스크린에 부딪히지 않은 전자를 반사하는 홈이 있을 수 있습니다.[374][110]TV에 사용되는 컬러 픽처 튜브는 CPT라고도 알려져 있습니다.[375] CRT는 브라운 튜브라고도 불립니다.[376][377]

단색 CRT

알루미늄 단색의 CRT.블랙 무광 코팅은 쿼다그입니다.
단색 CRT의 목 위에 있는 편향 요크.두 쌍의 편향 코일이 있습니다.

CRT가 흑백(B&W 또는 단색)의 CRT인 경우, 목에 전자총이 하나 있고 깔때기는 증발에 의해 도포된 알루미늄으로 내부를 코팅합니다. 알루미늄은 진공에서 증발되어 CRT 내부에 응축됩니다.[171]알루미늄은 인광에 의한 화상을 방지하기 위해 필요한 이온 트랩을 필요로 하지 않으며, 인광에 의해 생성된 빛을 스크린에 반사시켜 열을 관리하고 전자를 흡수함으로써 인광에 대한 리턴 경로를 제공합니다. 기존에는 깔때기를 내부에 쿼다그로 코팅하였습니다.페인트처럼 칠할 수 있기 때문에 사용됩니다.[160] 형광체는 코팅되지 않은 채로 남겨졌습니다.[23]알루미늄은 1950년대에 CRT에 적용되기 시작하여 형광체를 포함한 CRT 내부를 코팅했는데, 이는 알루미늄이 CRT 외부로 빛을 반사했기 때문에 이미지 밝기를 증가시키기도 했습니다.[23][378][379][380]알루미늄 단색 CRT에서는 외부에 아쿠아다그를 사용합니다.깔때기와 스크린을 덮는 알루미늄 코팅이 하나 있습니다.[171]

스크린, 깔때기 및 목은 단일 엔벨로프로 함께 융합되며, 납 에나멜 씰을 사용할 가능성이 있으며, 애노드 캡이 설치된 깔때기에 구멍을 내고 형광체, 아쿠아닥 및 알루미늄을 그 후 도포합니다.[67]이전에 단색의 CRT는 자석을 필요로 하는 이온 트랩을 사용했습니다. 자석은 전자를 편향시키기 더 어려운 이온으로부터 전자를 비껴가게 하기 위해 사용되었고, 이온이 전자총 내부의 금속판에 충돌하도록 내버려 두었습니다.[381][155][317]이온 연소로 인해 형광체가 조기에 마모됩니다.이온은 전자보다 더 굴절되기 어렵기 때문에, 이온 연소는 화면 중앙에 검은 점을 남깁니다.[155][317]

내부 아쿠아닥 또는 알루미늄 코팅은 양극으로 외부 아쿠아닥 코팅과 함께 콘덴서 역할을 하면서 전자를 스크린 쪽으로 가속시켜 스크린에 부딪힌 후 회수하는 역할을 했습니다.스크린에는 단일의 균일한 형광체 코팅과 쉐도우 마스크가 없으며, 기술적으로는 해상도 제한이 없습니다.[382][162][383]

모노크롬 CRT는 링 자석을 사용하여 전자 빔의 중심을 조정하고 편향 요크 주변의 자석을 사용하여 이미지의 형상을 조정할 수 있습니다.[270][384]

컬러 CRT

델타건 섀도우 마스크 컬러 CRT 확대보기
왼쪽: 인라인 형광체 트라이어드(슬롯 마스크) CRT의 확대도.오른쪽: 델타군 인광삼각형 확대도.
트리니트론(퍼처 그릴) 컬러 CRT 확대도.얇은 수평 지지대 와이어가 보입니다.
CRT 트라이어드 및 마스크 유형
공통 CRT에서 청색, 녹색, 적색 형광체의 스펙트럼
컬러 CRT TV의 인라인 전자총

컬러 CRT는 각각 빨간색, 녹색, 그리고 파란색 빛을 내는 세 가지 다른 형광체를 사용합니다.조리개 그릴 디자인처럼 줄무늬로 포장되거나 "삼각형"(섀도 마스크 CRT처럼)이라고 불리는 클러스터로 포장됩니다.[386][387]

컬러 CRT는 3개의 전자총이 있으며, 각 원색별로 하나씩(빨간색, 녹색, 파란색) 직선형(인라인) 또는 등변 삼각형(일반적으로 단일 유닛으로 구성됨)[182][263][388][389][390](삼각형 도형은 그리스 문자 델타 δ의 모양과 관련이 있어서 "델타군"이라고 불리기도 합니다.)형광체의 배열은 전자총의 배열과 같습니다.[182][391]그릴 또는 마스크는 잘못된 형광체에 부딪힐 수 있는 전자를 흡수합니다.[392]

섀도우 마스크 튜브는 작은 구멍이 있는 금속판을 사용합니다. 일반적으로 델타 구조로 배치되어 전자 빔이 튜브 표면의 올바른 형광체만 비추고 다른 모든 전자를 차단합니다.[386][99]구멍 대신 슬롯을 사용하는 섀도 마스크를 슬롯 마스크라고 합니다.[11]구멍 또는 슬롯은 흡수되지 않은 경우(예: 국부적인 전하 축적으로 인해), 스크린에 임의의 (잘못된) 지점을 타격하기 위해 구멍을 통해 튕겨 나가는 대신 구멍 내부를 타격한 전자가 반사되어 되돌아오도록 테이퍼[393][394] 처리됩니다.또 다른 컬러 CRT(Trinitron)는 인장된 수직 와이어의 조리개 그릴을 사용하여 동일한 결과를 가져옵니다.[392]섀도 마스크에는 각 삼각형마다 구멍이 하나씩 있습니다.[182]섀도우 마스크는 보통 스크린 뒤에 1/2인치 있습니다.[115]

트리니트론 CRT는 3개의 양극을 가진 단일 전자총, 더 많은 전자를 통과시킬 수 있는 조리개 그릴, (조리개 그릴이 많은 전자를 차단하지 않기 때문에) 영상 밝기를 증가시키고 커브드 스크린이 아닌 수직 원통형 스크린을 가지고 있다는 점에서 다른 색상의 CRT와 차별화되었습니다.[395]

세 개의 전자총은 목에 있으며(트리니트론 제외) 화면의 빨간색, 녹색 및 파란색 형광체는 검은색 격자 또는 매트릭스(도시바에서는 검은색 줄무늬라고 함)[66]로 분리될 수 있습니다.

깔때기는 양쪽에 쿼다그로 코팅되고 스크린은 진공 상태에서 별도의 알루미늄 코팅을 하고 [182][114]인광 코팅을 한 후 전자총을 향해서 증착됩니다.[396][397]알루미늄 코팅은 이온으로부터 형광체를 보호하고, 2차 전자를 흡수하여 환원 경로를 제공하며, 스크린이 정전기적으로 충전되는 것을 방지하여 전자를 밀어내고 이미지 밝기를 감소시키고, 형광체의 빛을 전방으로 반사시켜 열을 관리하는 데 도움을 줍니다.또한 내부 아쿠아닥 코팅과 함께 CRT의 양극 역할도 합니다.내부 코팅은 스프링을 사용하여 전자총의 전극과 전기적으로 연결되어 최종 양극을 형성합니다.[183][182]외부 아쿠아닥 코팅은 접지에 연결되며, 일련의 스프링 또는 아쿠아닥과 접촉하는 하니스를 사용할 수도 있습니다.[398][399]

섀도우 마스크

섀도우 마스크는 잘못된 형광체 점에 부딪힐 수 있는 전자를 흡수하거나 반사하여 [383]색 순도 문제(이미지 변색)를 발생시킵니다. 즉, 올바르게 설정된 경우 섀도우 마스크가 색 순도를 보장하는 데 도움이 됩니다.[182]전자들이 그림자 가면을 칠 때, 그들은 에너지를 열과 엑스레이로 방출합니다.예를 들어 너무 높은 양극 전압으로 인해 전자가 너무 많은 에너지를 가지게 되면, 그림자 마스크는 열로 인해 휘어질 수 있으며, 이는 CRT의 표면판과 깔때기 사이의 프릿 씰의 약 435°C에서 레어 베이킹을 할 때도 발생할 수 있습니다.[345][400]

그림자 마스크는 1970년대에 TV에서 슬롯 마스크로 대체되었는데, 슬롯 마스크가 더 많은 전자를 통과시켜 영상 밝기를 증가시켰기 때문입니다.그림자 마스크는 CRT의 애노드에 전기적으로 연결될 수 있습니다.[401][52][402][403]트리니트론은 3개의 완전한 총 대신 3개의 음극을 가진 단일 전자총을 사용했습니다.CRT PC 모니터는 소니의 트리니트론, 미쓰비시의 다이아몬드트론, NEC의 크로마클리어를 제외하고는 보통 섀도우 마스크를 사용합니다. 트리니트론과 다이아몬드트론은 조리개 그릴을 사용하고 크로마클리어는 슬롯 마스크를 사용합니다.일부 섀도우 마스크 CRT에는 형광체 전체를 덮기 위해 사용되는 전자 빔보다 직경이 작은 컬러 형광체가 있어 이미지 밝기를 증가시킵니다.[404][405]섀도우 마스크는 곡선 모양으로 눌러질 수 있습니다.[406][407][408]

스크린제조

초기 색상의 CRT는 1969년 제니스와 1970년 파나소닉에 의해 소개된 블랙 매트릭스를 가지고 있지 않았습니다.[405][409][131]블랙 매트릭스는 형광체 점들을 서로 격리시켜 전자 빔의 일부가 블랙 매트릭스에 닿게 하기 때문에 한 형광체에서 다른 형광체로 새어나오는 빛을 제거합니다.이것은 또한 섀도우 마스크의 뒤틀림에 의해서도 필요합니다.[66][404]이탈한 전자가 잘못된 형광체 점에 부딪혀 가벼운 출혈이 여전히 발생할 수 있습니다.높은 해상도와 새로 고침 빈도에서 형광체는 매우 적은 양의 에너지만 받아 이미지 밝기를 제한합니다.[336]

블랙 매트릭스를 만들기 위해 몇 가지 방법이 사용되었습니다.하나의 방법은, 상기 스크린을 디크롬산 감응형 폴리비닐알코올 포토레지스트와 같은 포토레지스트로 코팅하고, 이를 건조시켜 노광하는 단계; 상기 노광되지 않은 영역을 제거하고, 상기 스크린 전체를 콜로이드 흑연으로 코팅하여 탄소 피막을 형성하는 단계;그리고 나서 과산화수소를 사용하여 그 위에 있는 탄소와 함께 남아있는 포토레지스트를 제거하고, 구멍을 만들어 블랙 매트릭스를 만들었습니다.포토레지스트는 스크린에 충분한 접착력을 보장하기 위해 정확한 두께를 가져야 하는 반면, 노출 단계는 너무 작거나 큰 구멍과 광 회절로 인한 너덜너덜한 가장자리를 피하기 위해 제어되어야 했고, 결국 큰 색상의 CRT의 최대 해상도를 제한했습니다.[404]그리고 나서 위에서 설명한 방법을 사용하여 구멍을 형광체로 채웠습니다.또 다른 방법은 빛에 노출되면 스크린에 부착되는 방향족 디아조늄염에 현탁된 형광체를 사용하였고, 형광체를 도포한 후에 노출시켜 스크린에 부착시키는 과정을 각 색상별로 한 번씩 반복하였습니다.그런 다음 스크린 전체를 빛에 노출시키면서 스크린의 나머지 부분에 카본을 도포하여 블랙 매트릭스를 제작하였고, 스크린에 고분자 수용액을 이용한 고정 공정을 적용하여 형광체와 블랙 매트릭스가 물에 잘 견디도록 하였습니다.[409]블랙 매트릭스에 탄소 대신 블랙 크롬이 사용될 수도 있습니다.[404]다른 방법들도 사용되었습니다.[410][411][412][413]

형광체는 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 적용됩니다.화면 안쪽은 PVA 포토레지스트 슬러리에 현탁된 형광체 입자로 코팅된 후,[414][415] 적외선을 이용하여 건조시켜 노광 [416]및 현상합니다.노출은 보정 렌즈가 있는 자외선 광원을 사용하여 CRT가 색 순도를 달성할 수 있도록 하는 "라이트하우스"를 사용하여 수행됩니다.스프링이 장착된 탈착식 그림자 마스크는 사진 마스크로 사용됩니다.모든 색상으로 공정이 반복됩니다.일반적으로 녹색 형광체가 가장 먼저 적용됩니다.[182][417][418][419]형광체를 도포한 후에는 화면에 남아 있을 수 있는 유기 화학 물질(예: 형광체를 증착하는 데 사용된 PVA)을 제거하기 위해 화면이 구워집니다.[409][420]또는 진공 챔버에서 형광체를 증발시켜 스크린에 응결시켜 매우 균일한 코팅을 할 수도 있습니다.[230]초기 색상의 CRT는 실크스크린 인쇄를 사용하여 형광체를 증착했습니다.[44]형광체는 색 필터를 씌우고 형광체가 방출하는 색의 색소를 포함하거나 [421][307]색 필터에 캡슐화되어 색 순도와 재생성을 향상시키고 눈부심을 줄일 수 있습니다.[418][403]이 기술은 도시바가 마이크로필터 브랜드명으로 판매했습니다.[422]빛 부족으로 인한 노출 불량은 화면에 대한 형광체 부착 불량으로 이어져 CRT의 최대 해상도를 제한합니다. 더 높은 해상도에 필요한 더 작은 형광체 점은 더 작은 크기로 인해 더 많은 빛을 받을 수 없기 때문입니다.[423]

스크린에 인광과 알루미늄을 코팅하고 그 위에 그림자 마스크를 설치한 후 스크린을 65~88 중량%의 산화납을 함유할 수 있는 유리 프릿을 사용하여 깔때기에 접착합니다.산화 납은 유리 프릿이 낮은 용융 온도를 갖기 위해 필요합니다.프릿의 열 팽창을 제어하기 위한 필러 분말로서 알루미나 분말을 사용하여 프릿을 안정화시키기 위해 산화붕소(III)도 존재할 수 있습니다.[424][145][7]프릿은 아밀 아세테이트에 현탁된 프릿 입자 또는 유기 용매와 함께 알킬 메타크릴레이트 단량체를 갖는 중합체 내에 존재하는 프릿 입자로 이루어진 페이스트로 적용되어 고분자 및 단량체를 용해시킬 수 있음.[425][426]그리고 나서 CRT는 Lehr 베이크라고 불리는 오븐에서 구워지는데, 프릿을 치료하기 위해 깔때기와 스크린을 함께 밀봉합니다.프릿에는 납이 다량 함유되어 있어 컬러 CRT가 단색의 제품보다 납이 더 많이 함유되어 있습니다.반면에 모노크롬 CRT는 프릿이 필요하지 않습니다. 깔때기는 가스 화염을 사용하여 깔때기와 스크린의 가장자리를 녹이고 접합함으로써 유리에[99] 직접 융합할 수 있습니다.프릿은 컬러 CRT에 사용되어 융합 과정에서 섀도우 마스크와 스크린의 변형을 방지합니다.스크린의 가장자리와 CRT의 깔때기는 절대 녹지 않습니다.[182]프릿 페이스트를 도포하기 전에 펀넬과 스크린의 가장자리에 프라이머를 도포하여 밀착력을 향상시킬 수 있습니다.[427]레어 베이크는 CRT가 435 ~ 475 °C의[425] 온도에 도달할 때까지 가열한 다음 점차적으로 냉각하는 몇 가지 연속적인 단계로 구성됩니다(다른 공급원은 440 °C와 같은 다른 온도를 나타낼 수 있음).[428] 레어 베이크 후, CRT는 오염 물질을 제거하기 위해 공기 또는 질소로 세척됩니다.전자총은 CRT의 목에 삽입되고 밀봉되며, CRT에 진공이 형성됩니다.[429][205]

컬러 CRT내 수렴 및 순도

CRT를 경제적으로 제조할 수 있는 치수 정밀도의 한계로 인해, 3개의 전자 빔이 허용 가능한 조정으로 각각의 색의 형광체를 타격하도록 정렬될 수 있는 색 CRT를 제작하는 것이 현실적으로 가능하지 않았습니다.전자총 축과 총 구경 위치, 그림자 마스크 구경 등의 기하학적 구성에만 기초합니다.그림자 마스크는 한 개의 빔이 특정 색의 형광체의 점에만 부딪히도록 보장하지만, 개별 CRT 사이의 내부 부품의 물리적 정렬의 미세한 변화는 그림자 마스크를 통한 빔의 정확한 정렬에 변화를 일으킬 것이고, 예를 들어, 붉은 빔의 일부 전자가 푸른 형광체에 부딪히도록 허용할 것입니다.개별 튜브 간의 편차에 대해 일부 개별 보상이 이루어지지 않는 한.

색 수렴과 색 순도는 이 단일 문제의 두 가지 측면입니다.첫째, 올바른 색상 렌더링을 위해서는 빔이 화면에서 어디로 편향되는지에 관계없이 세 개 모두 섀도우 마스크의 동일한 지점(그리고 명목상으로는 동일한 구멍 또는 슬롯을 통과)에 맞춥니다.[clarification needed]이것을 컨버전스(convergence)[430]라고 합니다.보다 구체적으로, 스크린의 중심에 있는 컨버전스(요크에 의해 적용되는 편향 필드가 없는)를 정적 컨버전스라고 하고, 스크린 영역의 나머지 부분에 대한 컨버전스(특히 가장자리와 모서리에 있는)를 동적 컨버전스라고 합니다.[116]빔은 화면 중앙에서 수렴할 수 있지만 가장자리로 편향되면서 서로 멀어집니다. 이러한 CRT는 정적 수렴은 좋지만 동적 수렴은 좋지 않다고 할 수 있습니다.둘째로, 각 빔은 부딪히려는 색의 형광체만 부딪혀야 하고, 다른 색은 부딪혀선 안 됩니다.이것을 순결이라고 부릅니다.수렴과 마찬가지로 정적 순결과 동적 순결이 존재하며, 수렴과 동일한 의미로 "정적"과 "동적"이 있습니다.수렴과 순도는 별개의 매개변수입니다. CRT는 순도는 좋지만 수렴이 잘 되지 않을 수도 있고, 그 반대일 수도 있습니다.수렴이 잘 되지 않으면 화면의 이미지가 등록 불량으로 음각 인쇄된 것처럼 표시된 가장자리와 윤곽을 따라 색 "그림자" 또는 "유령"이 발생합니다.순도가 낮으면 화면에 있는 물체가 선명하지 않은 채로 보입니다.순도 및 수렴 문제는 화면 전체에서 동일하거나 다른 영역 또는 두 영역에서 동시에 발생할 수 있으며, 화면의 다른 부분에서 균일하거나 더 크거나 더 적은 정도로 발생할 수 있습니다.

CRT TV에 사용되는 자석. 영상의 왜곡을 주목합니다.

정적 수렴 및 순도 문제의 해결책은 CRT의 목 주위에 설치된 색상 정렬 링 자석 세트입니다.[431]이러한 이동 가능한 약한 영구 자석은 일반적으로 편향 요크 어셈블리의 후단에 장착되며, 조정되지 않은 튜브에 고유한 정적 순도 및 수렴 오류를 보상하기 위해 공장에서 설정됩니다.일반적으로 두 개의 자석은 자성 물질이 스며있는 플라스틱으로 만들어진 고리 형태의 두 개 또는 세 쌍이 있으며, 자기장은 전자총 축과 수직인 자석의 평면과 평행합니다.종종, 하나의 고리는 2개의 극을 가지고 있고, 다른 고리는 4개, 그리고 나머지 고리는 6개의 극을 가지고 있습니다.[432]각 자기 고리 쌍은 자기장 벡터를 완전하고 자유롭게(방향과 크기 모두에서) 조정할 수 있는 단일 유효 자석을 형성합니다.한 쌍의 자석을 서로 상대적으로 회전시킴으로써, 그들의 상대적인 필드 정렬이 다양해지고, 한 쌍의 유효 필드 강도가 조정될 수 있습니다.(그들이 서로 상대적으로 회전함에 따라, 각 자석의 장은 직각으로 두 개의 대향하는 성분을 갖는다고 생각될 수 있고, 이 네 개의 성분[두 개의 자석에 대해 각각 두 개]은 두 쌍을 형성하고, 한 쌍은 서로를 보강하고 다른 쌍은 서로 대향하고 상쇄합니다.정렬에서 벗어나 회전함에 따라, 자석들의 상호 보강 필드 구성요소들은 상대적인 구성요소들을 증가시키고, 상호 상쇄하기 위해 거래됨에 따라 감소합니다.)한 쌍의 자석을 함께 회전시키고, 그들 사이의 상대 각도를 보존함으로써, 그들의 집단 자기장의 방향을 변화시킬 수 있습니다.전체적으로 모든 수렴/순수 자석을 조정하면 미세하게 조정된 약간의 전자 빔 편향 또는 측면 오프셋을 적용할 수 있으며, 이는 보정되지 않은 튜브에 고유한 약간의 정적 수렴 및 순도 오류를 보상합니다.이 자석들은 한 번 세팅되면 보통 제자리에 접착되지만, 필요한 경우 현장(예: TV 수리점)에서 자유롭게 분리하고 재조정할 수 있습니다.

일부 CRT에서는 화면의 특정 지점(일반적으로 모서리 또는 가장자리 근처)에 동적 수렴 또는 동적 순도를 위해 추가로 고정 조정 가능한 자석이 추가됩니다.동적 수렴 및 순도의 추가 조정은 일반적으로 수동적으로 수행할 수 없지만 능동적 보상 회로가 필요합니다. 하나는 수렴을 수평으로 보정하고 다른 하나는 수직으로 보정합니다.편향 요크에는 수렴 신호가 인가되는 동일한 코어에 감긴 색상당 2개씩 집합된 수렴 코일이 포함되어 있습니다.즉, 3명씩 6개의 컨버전스 코일이 그룹당 2개씩 있으며, 수평 컨버전스 보정용 코일과 수직 컨버전스 보정용 코일이 하나씩 있으며, 각 그룹은 코어를 공유하고 있습니다.그룹들은 서로 120°씩 떨어져 있습니다.CRT 전면과 섀도우 마스크는 구형이 아니어서 전자빔 디포커싱과 난시를 보상하기 때문에 동적 수렴이 필요합니다.CRT 화면이 구형이[433] 아닌 경우 회로를 사용하여 보정할 수 있는 지오메트리 문제가 발생합니다.[434]수렴에 사용되는 신호는 수직 출력 회로에서 나오는 세 개의 신호에서 파생된 포물선 파형입니다.포물선 신호는 수렴 코일에 공급되고 나머지 두 개는 톱니 신호로 포물선 신호와 혼합되어 수렴에 필요한 신호를 생성합니다.수렴 신호가 정적 수렴에 영향을 받지 않도록 화면 중앙에 저항과 다이오드가 고정됩니다.수평 및 수직 수렴 회로는 유사합니다.각 회로에는 보통 15,625Hz로 조정되는 두 개의 공진기가 있으며, 다른 하나는 31,250Hz로 조정되며, 이 공진기는 컨버전스 코일로 전송되는 신호의 주파수를 설정합니다.[435]동적 수렴은 전자총에서 정전기 4중극 장을 사용하여 이루어질 수 있습니다.[436]동적 수렴은 전자 빔이 편향 코일과 스크린 사이에서 완벽하게 직선으로 이동하지 않는 것을 의미합니다. 수렴 코일은 전자 빔을 스크린과 일치시키기 위해 휘어지게 만들기 때문입니다.

수렴 신호는 대신 약간의 사인파 모양의 톱니 신호일 수 있으며, 사인파 부분은 커패시터를 사용하여 각 편향 코일과 직렬로 생성됩니다.이 때, 수렴 신호는 편향 코일들을 구동하는데 사용됩니다.신호의 사인파 부분은 전자 빔이 화면 가장자리 근처에서 더 느리게 움직이게 합니다.수렴 신호를 생성하는 데 사용되는 커패시터를 s-캐패시터라고 합니다.이러한 유형의 수렴은 많은 CRT 컴퓨터 모니터의 높은 편향각과 평평한 화면 때문에 필요합니다.CRT의 스캔 속도에 따라 s-캐패시터의 값을 선택해야 하므로 다중 동기 모니터에는 각 새로 고침 속도마다 하나씩 다른 s-캐패시터 세트가 있어야 합니다.[110]

대신 일부 CRT에서는 링 자석, CRT에 접착된 자석만을 사용하여 동적 수렴을 수행할 수 있으며, 편향 요크의 위치를 가변함으로써 고정 나사, 클램프 및 고무 웨지를 사용하여 위치를 유지할 수 있습니다.[116][437]90° 편향각 CRT는 동적 수렴 없이 "자체 수렴"을 사용할 수 있으며, 이는 인라인 트라이어드 배열과 함께 별도의 수렴 코일 및 관련 회로가 필요 없어 비용을 절감합니다.복잡성과 CRT 깊이를 10밀리미터까지 개선할 수 있습니다.자기 수렴은 "불균일한" 자기장에 의해 작동합니다.110° 편향각 CRT에서는 동적 수렴이 필요하며, 동적 수렴을 위해서는 특정 주파수의 편향 요크에 4중극 권선을 사용할 수도 있습니다.[438]

동적 색 수렴 및 순도는 CRT가 역사 후반까지 목이 길고(깊이) 이축 곡면을 가진 주요 원인 중 하나입니다. 이러한 기하학적 설계 특성은 고유의 수동적 동적 색 수렴 및 순도에 필요합니다.1990년대에 들어서서야 복잡한 능동형 동적 수렴 보상 회로가 사용되어 목이 짧고 얼굴이 평평한 CRT가 작동할 수 있게 되었습니다.이러한 능동 보상 회로는 편향 요크를 사용하여 빔 목표 위치에 따라 빔 편향을 미세하게 조정합니다.동일한 기술(및 주요 회로 구성 요소)은 또한 사용자 제어 하에 전자 장치를 통해 디스플레이 이미지 회전, 스큐 및 기타 복잡한 래스터 지오메트리 파라미터의 조정을 가능하게 합니다.[110]

총은 목 바로 바깥에 배치된 수렴 고리를 사용하여 서로 정렬됩니다. 총당 하나의 고리가 있습니다.고리에는 북극과 남극이 있습니다.링은 RGB 수렴을 조정하는 것, 레드와 블루 수렴을 조정하는 것, 수직 래스터 시프트를 조정하는 것, 그리고 순도를 조정하는 것, 네 번째 링이 있습니다.수직 래스터 시프트는 스캔 라인의 직진성을 조정합니다.CRT는 또한 CRT의 가장자리에서 정확한 수렴을 보장하는 동적 수렴 회로를 사용할 수도 있습니다.퍼말로이 자석은 가장자리의 수렴을 보정하는 데 사용될 수도 있습니다.수렴은 교차 배열(그리드) 패턴의 도움을 받아 수행됩니다.[439][440]다른 CRT는 대신에 고리 대신 밀고 들어오는 자석을 사용할 수도 있습니다.[399]초기 색상의 CRT에서 그림자 마스크의 구멍은 수렴을 돕기 위해 화면 중앙에서 바깥쪽으로 확장됨에 따라 점점 작아졌습니다.[405]

자기 차폐 및 디가우싱

디가우싱 진행 중
오실로스코프 CRT용 멀티 메탈 마그네틱 실드

섀도우 마스크나 조리개 그릴이 자화되면 자기장이 전자빔의 경로를 바꿉니다.이것은 전자가 더 이상 의도된 경로만을 따르지 않기 때문에 "색 순도"의 오류를 야기하고, 일부는 의도된 경로가 아닌 다른 색의 형광체를 칠 것입니다.예를 들어, 적색 빔의 일부 전자는 청색 또는 녹색 형광체에 부딪혀 순수한 적색으로 추정되는 이미지의 일부에 자홍색 또는 황색 색조를 부여할 수 있습니다. (자화가 국부화된 경우 이 효과는 화면의 특정 영역으로 국부화됩니다.)따라서 섀도우 마스크나 조리개 그릴이 자화되지 않는 것이 중요합니다.지구 자기장은 CRT의 색 순도에 영향을 미칠 수 있습니다.[439]이 때문에 일부 CRT는 깔때기 위에 외부 자기 실드를 가지고 있습니다.자기 실드는 연철 또는 연철로 제작될 수 있으며 디가우싱 코일이 포함되어 있습니다.[441]자기 실드와 그림자 마스크는 지구 자기장에 의해 영구적으로 자화되어 CRT가 이동할 때 색 순도에 악영향을 미칠 수 있습니다.이 문제는 많은 TV와 컴퓨터 모니터에 내장된 디가우스 코일로 해결됩니다.디가우싱은 CRT가 켜질 때마다 자동으로 발생할 수 있습니다.[442][182]자기 실드는 CRT의 깔때기 내부에 있을 수도 있습니다.[443][444][110][445][446][447]

텔레비전 세트와 컴퓨터 모니터의 컬러 CRT 디스플레이에는 CRT 면 둘레에 디가우싱(탈자화) 코일이 내장되어 있는 경우가 많습니다.CRT 디스플레이 전원이 켜지면 디가우싱 회로는 코일을 통해 짧은 교류 전류를 생성하고, 코일에서 0으로 몇 초 동안 퇴색하여 코일에서 퇴색하는 교류 자기장을 생성합니다.이 디가우스 필드는 대부분의 경우 섀도우 마스크 자화를 제거할 수 있을 정도로 강력하여 색 순도를 유지합니다.[448][449]내부 디가우징 필드가 충분하지 않은 비정상적인 강한 자화의 경우, 더 강력한 휴대용 디가우저 또는 디가우저를 사용하여 섀도우 마스크를 외부에서 디가우징할 수 있습니다.그러나 지나치게 강한 자기장은 교대든 일정하든 간에 섀도 마스크를 기계적으로 변형(구부림)시켜 디스플레이에 영구적인 색 왜곡을 일으킬 수 있으며 이는 자화 효과와 매우 유사합니다.

결의안

도트 피치는 델타 건 CRT를 가정하여 디스플레이의 최대 해상도를 정의합니다.이 경우 스캔된 해상도가 점 피치 해상도에 근접하면 그림자 마스크가 렌더링할 수 있는 것보다 세부 정보가 더 미세하기 때문에 모아레가 나타납니다.[450]그러나 조리개 그릴 모니터는 형광체 줄무늬에 수직 디테일이 없기 때문에 수직 모이어레가 발생하지 않습니다.소형 CRT의 경우 이러한 스트립은 자체적으로 위치를 유지하지만, 조리개 그릴이 큰 CRT는 1개 또는 2개의 가로(수평) 지지 스트립이 필요합니다. 하나는 소형 CRT, 두 개는 대형 CRT용입니다.지지 와이어는 전자를 차단하여 와이어가 보이도록 합니다.[451]조리개 그릴 CRT에서 도트 피치는 스트라이프 피치로 대체됩니다.히타치는 원형이 아닌 타원형의 구멍을 각각의 타원형 형광체 점으로 사용하는 EDP(Enhanced Dot Pitch) 섀도우 마스크를 개발했습니다.[403]모아레는 그림자 마스크의 구멍을 벌집 모양으로 배열하여 그림자 마스크 CRT가 줄어듭니다.[110]

프로젝션 CRT

프로젝션 CRT는 CRT 프로젝터와 CRT 후방 프로젝션 텔레비전에 사용되었으며, 보통 작은 크기(가로 7~9인치)이며,[259] 적색, 녹색 또는 청색 광을 생성하는 형광체를 가지고 있어 단색 CRT를 생성하며,[452] 다른 단색 CRT와 구조가 유사합니다. 일반적으로 더 큰 프로젝션 CRT는 일반적으로 더 오래 지속되었습니다.그리고 더 높은 밝기 수준과 해상도를 제공할 수 있었지만 비용 또한 더 비쌌습니다.[453][454]투영 CRT는 크기에 비해 비정상적으로 높은 애노드 전압(예: 5인치 또는 7인치 투영 CRT의 경우 각각 27kV 또는 25kV)[455][456]과 20% 다공성 텅스텐 또는 바륨과 칼슘 알루미네이트 또는 바륨에 매립된 바륨 원자로 구성된 특수 제작 텅스텐/바륨 캐소드(일반적으로 사용되는 순수 산화물 대신)를 가지고 있습니다.다공성 텅스텐 위에 코팅된 칼슘과 알루미늄 산화물; 바륨이 텅스텐을 통해 확산되어 전자를 방출합니다.[457]특수 음극은 일반 음극의 0.3mA 대신 2mA의 전류를 전달할 수 있으므로 [458][457][223][162]투사를 위한 광원으로 사용하기에 충분히 밝습니다.높은 애노드 전압과 특수 제작된 캐소드는 전자 빔의 전압과 전류를 각각 증가시켜 형광체가 방출하는 빛을 증가시키고 작동 중에 발생하는 열량을 증가시킵니다. 이는 프로젝터 CRT의 냉각이 필요하다는 것을 의미합니다.스크린은 일반적으로 글리콜과 함께 용기(스크린은 용기의 일부를 형성함)를 사용하여 냉각됩니다. 글리콜 자체가 염색되거나 무색의 [459]글리콜이 착색(c-element라고 알려진 렌즈 형성)될 수 있는 용기 내부에 사용될 수 있습니다.컬러렌즈나 글리콜은 밝기 비용으로 색 재현력을 높이기 위해 사용되며, 적색과 녹색 CRT에만 사용됩니다.[460][461]각 CRT에는 고유의 글리콜이 있으며, 글리콜은 공기 방울에 접근할 수 있어 글리콜이 식고 따뜻해질 때 수축 및 팽창할 수 있습니다.프로젝터 CRT에는 컬러 CRT와 마찬가지로 조정 링이 있어 전자빔(그림자와 유사한 산란광)의 난시를 조정할 수 있습니다.[462][463]그들은 3개의 조정 고리를 가지고 있습니다: 하나는 2개의 극, 하나는 4개의 극, 그리고 다른 하나는 6개의 극입니다.올바르게 조정하면 프로젝터는 불꽃이 튀지 않고 완벽하게 둥근 점을 표시할 수 있습니다.[464]프로젝션 CRT에 사용된 스크린은 투과율이 90%로 평소보다 더 투명했습니다.[114]최초의 프로젝션 CRT는 1933년에 만들어졌습니다.[465]

프로젝터 CRT는 정전기 및 전자기 포커싱 기능이 탑재되어 있어 가격이 더 비쌉니다.정전기 포커싱은 미세한 포커싱 조정을 위해 전자 빔과 CRT 목 주위에 포커싱 자석을 사용했습니다.이러한 유형의 포커스는 시간이 지남에 따라 저하됩니다.전자기 포커싱은 1990년대 초에 도입되었으며, 이미 존재하는 포커싱 자석 외에 전자기 포커싱 코일을 포함하고 있습니다.전자기 포커싱은 CRT의 수명 동안 훨씬 더 안정적이었고, CRT의 수명이 끝날 때까지 95%의 선명도를 유지했습니다.[466]

빔인덱스 튜브

인덱스 튜브(Beam-index tube)는 1950년대에 필코(Philco)가 그림자 마스크 없이 색 CRT를 만들어 수렴 및 순도 문제를 제거하고 편향각이 높은 더 얕은 CRT를 가능하게 하는 시도였습니다.[467][468]또한 일반적으로 전자총에서 발생하는 전자의 약 80%를 차단하는 섀도우 마스크를 사용하지 않기 때문에 최종 애노드에 더 낮은 전압 전원을 필요로 했습니다.섀도우 마스크가 없기 때문에 지구 자기장에 영향을 받지 않게 되는 동시에 디가우싱을 불필요하게 만들고 영상 밝기를 증가시킵니다.[469]그것은 단색의 CRT와 유사하게 제작되었으며, 아쿠아닥 외피, 알루미늄 내피, 단일 전자총으로 구성되었지만 빨간색, 녹색의 교대 패턴을 가진 스크린으로 구성되었습니다.스크린의 후면을 향해 지향되고 CRT의 깔때기에 장착된 측면 장착된 광전자 증배관[470][469] 또는 포토다이오드가 있는 파란색 및 UV(인덱스) 형광체 줄무늬(트리니트론과 유사)는 동일한 전자 빔을 사용하여 형광체를 서로 분리하여 활성화하기 위해 전자 빔을 추적합니다.인덱스 형광체 스트라이프만 추적에 사용했고, 유일하게 알루미늄 층으로 덮이지 않은 형광체였습니다.[320]그것은 생산에 필요한 정밀도 때문에 보류되었습니다.[471][472]1980년대 소니에 의해 Indextron으로 부활했지만, 적어도 부분적으로는 LCD 디스플레이의 발전으로 인해 채택이 제한되었습니다.빔 인덱스 CRT는 또한 전자 빔을 추적하기 위해 포토다이오드에 의해 항상 형광체에 의한 일부 발광이 요구되었기 때문에 약 50:1의 저조한 대조비를 겪었습니다.그림자 마스크가 부족하여 단일 CRT 컬러 CRT 프로젝터를 사용할 수 있었습니다. 일반적으로 CRT 프로젝터는 높은 애노드 전압과 빔 전류로 인해 많은 열이 발생하기 때문에 색상별로 하나씩 세 개의 CRT를 사용합니다.[473]생성된 열 아래에서 일그러지기 때문에 그림자 마스크를 비실용적이고 비효율적으로 만드는 것(그림자 마스크는 전자 빔의 대부분을 흡수하므로 상대론적 전자가 전달하는 대부분의 에너지); 세 개의 CRT는 프로젝터를 설치하는 동안 관련된 보정 및 조정 절차를[474] 수행해야 함을 의미했습니다.그리고 프로젝터를 옮기려면 재보정이 필요합니다.CRT 한 번이면 보정의 필요성이 없어졌지만, CRT 화면은 각각의 색상이 아닌 3가지 색상으로 사용해야 했기 때문에 밝기가 떨어졌습니다.[467]스트라이프 패턴은 수평 해상도 제한을 가하기도 합니다. 반면, 3스크린 CRT 프로젝터는 단일의 균일한 형광체 코팅으로 인해 이론적 해상도 제한이 없습니다.

플랫 CRT

소니 워치맨 단색 CRT의 앞면
1984년형 Sinclair TV80 휴대용 TV 안에 있는 평평한 단색의 CRT 어셈블리

평면 CRT는 평면 스크린을 가진 것을 말합니다.평평한 화면을 가지고 있음에도 불구하고, 완전히 평평하지 않을 수 있으며, 특히 내부는 곡률이 크게 증가할 수 있습니다.대표적인 예외는 LG 플랫론(LG 제품).필립스 디스플레이(Philips Displays, 후에 LP 디스플레이)는 겉과 속이 완전히 평평하지만 화면에 테두리 밴드가 인장된 접합 유리 판유리가 있어 내폭 방지 기능을 제공합니다.이처럼 완전히 평평한 CRT는 1986년 제니스가 처음 선보인 것으로, 쉐도우 마스크가 긴장감 속에 들어있는 플랫 텐션 쉐도우 마스크를 사용해 개화에 대한 저항력을 높였습니다.[475][476][477][250][342][478]플랫 CRT는 편향과 같은 여러 가지 과제를 안고 있습니다.감소된 곡률을 보상하기 위해 수직 편향 코일로 보내는 전류의 양을 증가시키기 위해 수직 편향 부스터가 필요합니다.[277]싱클레어 TV80에 사용된 CRT와 많은 소니 워치맨들은 깊이가 깊지 않고 앞 화면이 평평하다는 점에서 평평했지만 전자총은 화면 옆에 놓였습니다.[479][480]TV80은 정전편향을[481], 워치맨은 안쪽으로 휘어진 형광체 스크린을 가진 자기편향을 사용했습니다.비디오 도어 벨에도 유사한 CRT가 사용되었습니다.[482]

레이더 CRT

7JP4와 같은 레이더 CRT는 원형 화면을 가지고 중앙에서 바깥쪽으로 빔을 스캔했습니다.편향 요크가 회전하여 빔이 원형으로 회전하게 되었습니다.[483]화면에는 종종 두 가지 색상이 있었는데, 빔이 디스플레이를 스캔할 때만 나타나는 밝고 짧은 지속성 색상과 긴 지속성 형광체 잔광이 있었습니다.빔이 형광체를 타격하면 형광체가 밝게 빛나고 빔이 떠날 때는 빔이 형광체를 "쓰기"한 레이더 대상과 함께 빔이 형광체를 타격한 위치에서 빔이 형광체를 다시 타격할 때까지 더 희미한 지속 잔광이 계속 켜집니다.[484][485]

오실로스코프 CRT

리사쥬 곡선을 보여주는 오실로스코프
오실로스코프의 전자총입니다.왼쪽에 한 쌍의 편향판이 보입니다.

오실로스코프 CRT에서는 텔레비전 및 기타 대형 CRT와 함께 일반적으로 사용되는 자기 편향이 아닌 정전기 편향이 사용됩니다.빔은 좌우로 한 쌍의 판 사이에 전기장을 인가하여 수평으로 편향되고, 상하로 판 사이에 전기장을 인가하여 수직으로 편향됩니다.텔레비전은 상대적으로 크기가 짧은 튜브에 필요한 만큼 편향각이 클 경우 편향판이 빔을 방해하기 때문에 정전기 편향보다는 자기적 편향을 사용합니다.일부 오실로스코프 CRT에는 CRT 전체에서 균등한 애노드 전위를 보장하고 최대 15,000V에서 작동하는 나선형 형상의 후편향 애노드(PDA)가 통합되어 있습니다.PDA CRT에서 전자 빔은 가속되기 전에 편향되어, 특히 짧은 듀티 사이클로 전압 펄스를 분석할 때 감도와 가독성이 향상됩니다.[486][154][487]

마이크로 채널 플레이트

빠른 원샷 이벤트를 표시할 때, 전자 빔은 매우 빠르게 편향되어야 하며, 스크린에 충돌하는 전자는 거의 없어 디스플레이에 희미하거나 보이지 않는 이미지로 이어집니다.매우 빠른 신호를 위해 설계된 오실로스코프 CRT는 전자 빔이 스크린에 도달하기 직전에 마이크로 채널 플레이트를 통과함으로써 더 밝은 디스플레이를 제공할 수 있습니다.이 플레이트는 2차 방출 현상을 통해 형광체 스크린에 도달하는 전자의 수를 증가시켜 필기율(밝기)을 크게 향상시키고 감도와 스폿 크기도 크게 향상시켰습니다.[488][489]

그라티큘스

대부분의 오실로스코프는 측정을 용이하게 하기 위해 시각적 디스플레이의 일부로 그래큘(gratule)이 있습니다.그래큘은 CRT의 표면 내부에 영구적으로 표시될 수도 있고, 유리 또는 아크릴 플라스틱으로 만들어진 투명한 외부 플레이트일 수도 있습니다.내부 그래큘은 시차 오차를 제거하지만 다양한 유형의 측정을 수용하도록 변경할 수는 없습니다.[490]오실로스코프는 일반적으로 그래큘을 측면에서 조명할 수 있는 수단을 제공하여 시야를 개선합니다.[491]

영상저장관

Tektronix Type 564: 최초의 양산형 아날로그 형광체 저장 오실로스코프

이는 아날로그 형광체 저장 오실로스코프에서 볼 수 있습니다.이미지를 저장하기 위해 솔리드 스테이트 디지털 메모리에 의존하는 디지털 스토리지 오실로스코프와는 구별됩니다.

단일 간단한 이벤트가 오실로스코프에 의해 모니터링되는 경우, 이러한 이벤트는 실제로 발생하는 동안에만 일반 튜브에 의해 표시됩니다.긴 지속성 형광체를 사용하면 이벤트 후에 이미지를 관찰할 수 있지만 기껏해야 몇 초 정도만 관찰할 수 있습니다.이 제한은 직접 보기 스토리지 음극선관(스토리지 튜브)을 사용하면 극복할 수 있습니다.이벤트가 발생한 후 삭제될 때까지 저장 튜브가 계속 표시됩니다.저장 튜브는 인광 스크린 바로 뒤에 위치한 유전체 층으로 코팅된 금속 그리드를 구비한다는 점을 제외하면 일반적인 튜브와 유사합니다.메시에 외부에서 인가되는 전압은 처음에는 전체 메시가 일정한 전위를 유지하도록 보장합니다.이 메시는 주포와 독립적으로 작동하는 '플러드 건'에서 나오는 저속 전자빔에 지속적으로 노출됩니다.이 플러드 건은 주포처럼 휘어지지 않고 저장망 전체를 지속적으로 '조명'합니다.저장 메쉬의 초기 전하는 플러드 건에서 전자를 밀어내는 것과 같은 것으로 인광 스크린에 부딪히는 것을 방지합니다.

주 전자총이 화면에 이미지를 쓸 때, 주 빔의 에너지는 저장 메시에 '잠재적 완화'를 생성하기에 충분합니다.이 릴리프가 생성되는 부분은 더 이상 플러드 건에서 전자를 밀어내지 않습니다. 플러드 건은 이제 메시를 통과하여 형광체 스크린을 비춥니다.이에 따라 주포에 의해 짧게 추적된 영상은 발생 후에도 계속 표시됩니다.외부 전압을 메쉬에 다시 공급하여 이미지의 전위를 일정하게 복원하여 이미지를 '지울' 수 있습니다.실제로 플러드 건이 저장 메쉬의 전하를 서서히 중화하기 때문에 이미지를 표시할 수 있는 시간이 제한되었습니다.이미지를 더 오래 보존할 수 있는 한 가지 방법은 일시적으로 플러드 건을 끄는 것입니다.그런 다음 이미지를 며칠 동안 보존할 수 있습니다.대부분의 저장 튜브는 저장 메쉬에 낮은 전압을 인가하여 초기 충전 상태를 천천히 복원합니다.이 전압을 변경하면 가변 지속성을 얻을 수 있습니다.플러드 건과 저장 메쉬에 대한 전압 공급을 차단하면 이러한 튜브가 기존의 오실로스코프 튜브로 작동할 수 있습니다.[492]

벡터 모니터

벡터 모니터는 초기 컴퓨터 보조 설계 시스템에서[493] 사용되었으며 1970년대 후반에서 1980년대 중반 사이의 일부 아케이드 게임에서 사용되었습니다.[494]래스터를 스캔하는 대신 그래픽을 포인트 투 포인트로 그립니다.벡터 디스플레이에 단색 또는 컬러 CRT를 사용할 수 있으며, CRT 설계 및 작동의 기본 원리는 디스플레이 유형에 따라 동일합니다. 주요 차이점은 빔 편향 패턴 및 회로에 있습니다.

정보저장관

Williams 튜브 또는 Williams-Kilburn 튜브는 이진 데이터를 전자적으로 저장하는 데 사용되는 음극선 튜브였습니다.1940년대 컴퓨터에서 랜덤 액세스 디지털 저장 장치로 사용되었습니다.이 기사의 다른 CRT와 달리 윌리엄스 튜브는 디스플레이 장치가 아니었고, 사실 금속판이 스크린을 덮었기 때문에 볼 수 없었습니다.

고양이눈

일부 진공관 라디오 세트에서는 수신기 조정을 지원하기 위해 "Magic Eye" 또는 "Tuning Eye" 튜브가 제공되었습니다.방사형 그림자의 폭이 최소화될 때까지 튜닝이 조정됩니다.이것은 더 비싼 전기 기계식 미터 대신 사용되었는데, 나중에 트랜지스터 세트에 장치 구동에 필요한 높은 전압이 부족할 때 고급 튜너에 사용하게 되었습니다.[495]같은 종류의 장치가 녹음 수준 측정기로서 테이프 레코더와 함께 사용되었고, 전기 시험 장비를 포함한 다양한 다른 용도로 사용되었습니다.

캐릭터론

일부 초기 컴퓨터용 디스플레이(벡터를 사용하여 실용적인 것보다 더 많은 텍스트를 표시해야 하거나 사진 출력에 고속이 필요한 디스플레이)는 문자론 CRT를 사용했습니다.여기에는 구멍이 뚫린 금속 캐릭터 마스크(스텐실)가 포함되어 있으며, 이 마스크는 넓은 전자 빔을 형성하여 화면에 캐릭터를 형성합니다.시스템은 한 세트의 편향 회로를 사용하여 마스크에 있는 문자를 선택하지만, 이로 인해 압출된 빔이 축 외로 조준되도록 하므로, 두 번째 편향 플레이트 세트는 빔이 화면 중앙으로 향하도록 빔을 다시 조준해야 합니다.세 번째 판은 필요한 곳에 캐릭터를 배치합니다.해당 위치의 캐릭터를 그리기 위해 빔이 잠시 비워집니다.중앙에 작은 둥근 구멍이 있는 공간의 코드에 해당하는 위치를 마스크에서 선택하여 그래픽을 그릴 수 있습니다(실제로는 그리지 않았습니다). 따라서 문자 마스크가 효과적으로 비활성화되고 시스템이 정규 벡터 동작으로 되돌아갔습니다.캐릭터는 세 개의 편향 시스템이 필요했기 때문에 유난히 긴 목을 가지고 있었습니다.[496][497]

니모

니모 튜브 BA0000-P31

Nimo는 Industrial Electronic Engineers에 의해 제조된 소규모 전문 CRT 제품군의 상표였습니다.이것들은 전자총 10개를 가지고 있었는데, 전자빔을 문자의 그것과 비슷한 방식으로 숫자 형태로 만들어냈습니다.튜브는 단순한 한 자리 수 디스플레이 또는 적절한 자기 편향 시스템에 의해 제작된 보다 복잡한 4자리 또는 6자리 디스플레이였습니다.표준 CRT의 복잡성이 거의 없는 튜브는 비교적 간단한 구동 회로를 필요로 했고, 이미지가 유리 면에 투사됨에 따라 경쟁 유형(예: 닉시 튜브)보다 훨씬 넓은 시야각을 제공했습니다.[498]그러나 몇 가지 전압과 높은 전압에 대한 요구 사항 때문에 흔하지 않았습니다.

플러드 빔 CRT

플러드 빔 CRT는 점보트론과 같은 대형 비디오 벽을 위한 픽셀로 배열된 작은 튜브입니다.이 기술을 사용한 첫 화면(미쓰비시 전기는 다이아몬드 비전이라고 불림)은 1980년 메이저 리그 올스타전을 위해 미쓰비시 전기에 의해 소개되었습니다.일반적인 CRT와 다른 점은 내부의 전자총은 초점 조절이 가능한 빔을 생성하지 않는다는 점입니다.대신, 전자가 인광 스크린 전면 전체에 걸쳐 넓은 원뿔 형태로 분사되어 기본적으로 각 유닛이 하나의 전구 역할을 하도록 만듭니다.[499]각 형광체는 빨간색, 녹색 또는 파란색 형광체로 코팅되어 색 하위 픽셀을 구성합니다.이 기술은 주로 발광 다이오드 디스플레이로 대체되었습니다.초점이 맞지 않고 굴절되지 않은 CRT는 1958년부터 그리드 제어 스트로브스코프 램프로 사용되었습니다.[500]동일한 작동 원리를 사용하는 ESL(Electron-stimulated luminescence) 램프는 2011년에 출시되었습니다.[501]

프린트 헤드 CRT

1960년대에는 전면 유리에 형광체가 없지만 미세한 와이어가 내장된 CRT가 정전식 인쇄 헤드로 사용되었습니다.와이어는 전자 빔 전류를 유리를 통해 종이 위로 전달하여 원하는 내용물이 전하 패턴으로 축적됩니다.그리고 나서 종이는 반대 전하를 가진 액체 잉크 웅덩이 근처를 지나갔습니다.종이의 대전된 부분이 잉크를 끌어당겨 이미지를 형성합니다.[502][503]

제우스 – 얇은 CRT 디스플레이

1990년대 후반과 2000년대 초반에 Philips Research Laboratories는 평면 디스플레이에 CRT와 같은 기능을 포함하는 제우스 디스플레이로 알려진 얇은 CRT 유형을 실험했습니다.[504][505][506][507][508]이 장치들은 시연되었지만 시판된 적은 없었습니다.

슬림형 CRT

21인치 수퍼슬림과 울트라슬림 CRT의 비교

일부 CRT 제조사, 둘 다 LG입니다.필립스디스플레이(이후 LP디스플레이)와 삼성SDI는 슬림화된 튜브를 만들어 CRT 기술을 혁신했습니다.Slimmer CRT는 [509]Superslim, Ultraslim,[510] Vixlim (삼성),[511] Cybertube와 Cybertube+ (둘 다 LG Philips 디스플레이)라는 상호를 가지고 있었습니다.[512][513]21인치(53cm) 플랫 CRT의 깊이는 447.2밀리미터(17.61인치)입니다.슈퍼슬림의 깊이는 352 밀리미터(13.86인치), 울트라슬림은 295.7 밀리미터(11.64인치)[514]였습니다.[515]

건강상의 문제

이온화 방사선

CRT는 소량의 X선 방사선을 방출할 수 있습니다. 이는 전자 빔이 섀도우 마스크/퍼처 그릴 및 형광체를 폭격하여 고에너지 전자가 감속되면서 브렘스스트랄룽(제동 방사선)을 생성하기 때문입니다.모니터 전면에서 빠져나가는 방사선량은 유해하지 않은 것으로 널리 알려져 있습니다.21 CFR 1020.10식품의약청 규정은 예를 들어 TV 수신기를 외부 표면으로부터 5 cm (2 in) 거리에서 시간당 0.5 밀리리터로 엄격하게 제한하기 위해 사용됩니다. 2007년 이후 대부분의 CRT는 이 제한보다 훨씬 낮은 배출량을 가지고 있습니다.[516]로엔트젠은 구식 장치이며 선량 흡수를 고려하지 않습니다.전환율은 렘당 약 0.877로엔트젠입니다.[517]시청자가 전체 선량을 흡수했다고 가정할 때(가능성은 희박하지만), 하루에 2시간 동안 TV를 시청했다고 가정할 때, 시간당 .5 밀리리터의 선량은 시청자의 연간 선량을 320 밀리리터 증가시킬 것입니다.비교를 위해, 미국의 평균 배경 방사선은 1년에 310 밀리미터입니다.만성 방사선의 부정적인 영향은 일반적으로 20,000 밀리미터 이상의 선량이 있을 때까지 눈에 띄지 않습니다.[518]

일반적인 CRT의 래스터 스캔은 전자빔의 에너지를 전체 화면에 분산시키기 때문에 CRT에 의해 생성될 수 있는 X선의 밀도는 낮습니다.15,000 볼트 이상의 전압은 "부드러운" 엑스레이를 생성하기에 충분합니다.그러나 CRT는 한 번에 몇 시간 동안 켜져 있을 수 있기 때문에 CRT에 의해 생성되는 x선의 양이 상당히 많아질 수 있습니다. 따라서 CRT에 사용되는 두꺼운 납 유리 및 바륨-스트론튬 유리와 같은 재료를 사용하여 x선으로부터 보호하는 것이 중요합니다.[135]

CRT에 의해 방출되는 X선에 대한 우려는 1967년 제너럴 일렉트릭사의 TV 세트가 "바람직한 수준을 초과하는 X선"을 방출하고 있다는 것이 밝혀지면서 시작되었습니다.나중에 모든 제조사의 TV도 방사능을 내뿜고 있는 것으로 밝혀졌습니다.이로 인해 TV 산업 대표자들이 미국 의회 위원회에 회부되었고, 이 위원회는 후에 1968년 건강 및 안전을 위한 방사선 통제법이 된 연방 방사선 규제 법안을 제안했습니다.TV 세트 소유자에게는 TV 세트의 화면으로부터 항상 6피트 이상 떨어져 있어야 하며 TV 세트의 측면, 후면 또는 아래에서 "장시간 노출"을 피할 것을 권장했습니다.대부분의 방사선이 아래쪽으로 향하는 것으로 나타났습니다.소유주들은 또한 방사선 노출을 피하기 위해 그들의 세트의 내부를 개조하지 말도록 지시 받았습니다."방사능" TV에 대한 헤드라인은 1960년대 말까지 계속되었습니다.한때 뉴욕의 두 의원에 의한 제안이 있었는데, 이 제안은 TV 세트 제조업체들로 하여금 "전국의 1,500만 개의 모든 컬러 세트를 테스트하고 그 안에 방사선 장치를 설치하기 위해 가정에 들어가도록" 강요한 것이었습니다.FDA는 결국 미국의 모든 전자 제품에서 나오는 방사선 방출을 규제하기 시작했습니다.[519]

독성

오래된 색과 단색의 CRT는 형광체에 카드뮴과 같은 독성 물질로 제조되었을 수 있습니다.[51][520][521][522]현대 CRT의 후면 유리 튜브는 으로 된 유리로 제작될 수 있으며, 이는 부적절하게 폐기될 경우 환경적 위험을 나타냅니다.[523]1970년부터 전면 패널(CRT의 눈에 보이는 부분)의 유리는 납이 아닌 산화 스트론튬을 사용했지만 CRT의 후면은 여전히 납 유리로 제작되었습니다.단색 CRT에는 일반적으로 EPA TCLP 테스트를 통과할 만큼 충분한 납 유리가 들어 있지 않습니다.TCLP 공정은 유리를 약한 산에 노출시켜 침출수를 테스트하기 위해 미세한 입자로 갈아내는 동안 손상되지 않은 CRT 유리는 침출되지 않습니다(납은 유리질화되어 유리 자체 내부에 포함되어 있으며 납 유리 크리스탈웨어와 유사함).

플리커

낮은 리프레시 속도(60Hz 이하)에서 디스플레이의 주기적인 스캔은 특히 주변 시야로 볼 때 일부 사람들이 다른 사람들보다 더 쉽게 인지할 수 있는 깜박임을 발생시킬 수 있습니다.플리커는 대부분의 텔레비전이 50Hz(PAL) 또는 60Hz(NTSC)로 구동되기 때문에 일반적으로 CRT와 관련이 있지만 플리커가 없는 100Hz PAL 텔레비전도 있습니다.일반적으로 저사양 모니터만 이러한 낮은 주파수에서 구동되며, 대부분의 컴퓨터 모니터는 최소 75Hz 이상을 지원하며, 깜박임에 대한 인식을 없애기 위해 100Hz 이상의 고사양 모니터를 지원합니다.[524]100Hz PAL은 종종 인터리브 스캐닝을 사용하여 달성되었지만 회로와 스캔을 50Hz의 두 빔으로 분할했습니다.비컴퓨터 CRT 또는 음파 탐지기 또는 레이더용 CRT는 긴 지속성 형광체를 가지고 있으므로 깜박임이 없을 수 있습니다.비디오 디스플레이에서 지속 시간이 너무 길면 동영상이 흐리게 됩니다.

고주파 가청 소음

텔레비전에 사용되는 50Hz/60Hz CRT는 15,750Hz 및 15,734.27Hz(NTSC 시스템의 경우) 또는 15,625Hz(PAL 시스템의 경우)의 수평 스캔 주파수로 작동합니다.[525]이러한 주파수는 사람이 들을 수 있는 높은 범위에 있으며 많은 사람들이 들을 수 없습니다. 그러나 일부 사람들은 (특히 어린이들은) 작동 중인 CRT 텔레비전 근처에서 고음을 감지할 것입니다.[526]이 소리는 자기 코어의 자기 변형과 플라이백 변압기[527] 권선의 주기적인 움직임에 의한 것이지만, 편향 코일, 요크 또는 페라이트 비드의 움직임에 의해서도 발생할 수 있습니다.[528]

100/120Hz TV 및 CGA(Color Graphics Adapter)가 아닌 컴퓨터 디스플레이에서는 사람이 들을 수 없는 소리를 내는 훨씬 높은 수평 스캔 주파수(22kHz ~ 100kHz 이상)를 사용하기 때문에 이 문제가 발생하지 않습니다.

내파

내파중 CRT

유리벽 음극선관 내부의 높은 진공은 전자빔이 공기나 다른 가스 분자에 충돌하지 않고 자유롭게 날 수 있도록 해줍니다.유리가 손상되면 대기압이 진공관을 붕괴시켜 내부로 가속한 후 사방으로 고속으로 분사할 수 있습니다.텔레비전과 컴퓨터 디스플레이에 사용되는 최신 음극선관에는 에폭시 접착 페이스 플레이트 또는 봉투가 깨지는 것을 방지하기 위한 다른 조치가 있지만, CRT는 부상을 방지하기 위해 주의 깊게 다루어야 합니다.[529]

내폭방호

섀시가 노출된 Datapoint 1500 터미널, CRT가 노후화된 PVA로 인해 "캐터랙"을 겪고 있음

초기 CRT는 화면 위에 접착제를 사용하여 접착된 유리판을 가지고 있었고,[139] 적층된 유리 스크린을 만들었습니다. 처음에는 접착제가 폴리비닐아세테이트(PVA)였던 반면,[530] LG 플랫론과 같은 후기 버전은 수지, 아마도 자외선 경화형 수지를 사용했습니다.[531][342]PVA는 시간이 지남에 따라 "캐터랙트"(cataract)를 저하시켜 CRT 가장자리 주변에 분해된 접착제 고리를 만들어 스크린의 빛을 통과시키지 못합니다.[530]이후의 CRT는 대신 주변에 장착된 인장 금속 테두리 밴드를 사용하여 CRT를 하우징에 장착할 수 있는 장착 지점을 제공합니다.[376]19인치 CRT의 경우 림 밴드의 인장 응력은 70kg/cm²입니다.[532]

구형 CRT는 프레임을 사용하여 TV에 장착되었습니다.밴드를 가열한 다음 CRT에 장착하여 밴드를 팽팽하게 합니다. 밴드는 나중에 냉각되어 크기가 줄어들고 유리를 압축하여 [533][139][534]유리를 강화하고 필요한 두께(따라서 무게)를 줄입니다.이로 인해 밴드는 여전히 진공 상태인 온전한 CRT에서 절대 제거해서는 안 되는 필수 구성 요소가 됩니다. 밴드를 제거하려고 하면 CRT가 붕괴될 수 있습니다.[317]

테두리 밴드는 스크린이 깨질 경우 CRT가 붕괴되지 않도록 방지합니다.테두리 밴드는 에폭시를 사용하여 CRT의 둘레에 접착되어 균열이 스크린을 넘어 깔때기 안으로 확산되는 것을 방지할 수 있습니다.[535][534]

또는 림 밴드에 의해 발생한 압축을 사용하여 화면의 균열이 고속으로 옆으로 전파되어 깔때기에 도달하여 화면에 완전히 침투하기 전에 완전히 침투할 수 있습니다.깔때기에는 스크린보다 얇은 벽이 있기 때문에 가능합니다.먼저 깔때기를 완전히 관통하면 스크린 뒤쪽의 짧은 거리에서 공기가 CRT로 유입될 수 있으며, CRT에 공기가 이미 있을 때만 스크린이 균열에 의해 완전히 관통되고 깨지도록 하여 내파를 방지합니다.[139]

감전

충분한 영상 밝기를 달성할 수 있을 만큼 충분한[536] 에너지로 음극에서 화면으로 전자를 가속하려면 작은 오실로스코프 CRT의 경우 수 천 볼트에서 더 큰 화면 컬러 TV의 경우 수 만 볼트에 이르는 [537]매우 높은 전압(EHT 또는 초고장력)이 필요합니다.이는 가정용 전원 전압의 몇 배에 해당합니다.전원 공급 장치가 꺼진 후에도 일부 관련 커패시터 및 CRT 자체가 한동안 전하를 유지할 수 있으므로 부주의한 사람이 커패시터 방전 리드를 접지하는 것과 같은 접지를 통해 전하가 갑자기 소멸될 수 있습니다.평균 단색 CRT는 인치당 1~1.5 kV의 애노드 전압을 사용할 수 있습니다.[538][270]

보안 문제

어떤 상황에서는 CRT의 전자총, 스캐닝 회로 및 관련 배선에서 방사된 신호를 원격으로 캡처하여 Van Eck 프레이킹(Van Eck 프레이킹)이라고 하는 프로세스를 사용하여 CRT에 표시된 것을 재구성하는 데 사용할 수 있습니다.[539]특수 TEMPEST 차폐는 이러한 영향을 완화시킬 수 있습니다.그러나 이러한 잠재적으로 악용 가능한 신호의 방사는 다른 디스플레이 기술[540] 및 일반적인 전자 장치에서도 발생합니다.[citation needed]

재활용

CRT 모니터에 포함된 독소 때문에 미국 환경 보호국은 (2001년 10월) CRT를 특수 전자 폐기물 재활용 시설로 가져와야 한다는 규정을 만들었습니다.2002년 11월, EPA매립 또는 소각을 통해 CRT를 처리한 회사에 벌금을 부과하기 시작했습니다.지역 및 주 전역의 규제 기관은 CRT 및 기타 컴퓨터 장비의 폐기를 감시합니다.[541]

전자 폐기물로서 CRT는 재활용하기 가장 어려운 유형 중 하나로 여겨집니다.[542]CRT는 납의 농도가 비교적 높고두 가지 모두 디스플레이에 필요한 형광체입니다.미국에는 CRT를 수거하기 위해 약간의 비용을 부과하고 수확한 구리, 전선, 인쇄회로기판을 판매함으로써 노동력을 보조하는 여러 회사들이 있습니다.미국 환경 보호국(EPA)은 버려지는 CRT 모니터를 "위험한 생활 폐기물"[543] 범주에 포함시키지만, 테스트를 위해 따로 남겨둔 CRT가 폐기되지 않거나, 투기적으로 축적되거나, 날씨 및 기타 피해로부터 보호되지 않은 상태로 방치될 경우 이를 물품으로 간주합니다.[544]

다양한 주에서 CRT의 재활용에 참여하고 있으며, 각 주에서는 수집기 및 재활용 시설에 대한 보고 요건을 갖추고 있습니다.예를 들어, 캘리포니아의 경우 CRT의 재활용은 CALRecycle, 캘리포니아 자원 재활용 및 회수 부서(Department of Resources of Recycle and Recovery)에서 지불 시스템을 통해 관리합니다.[545]CRT 재활용 결제 시스템에 참여하기 위해서는 사업 및 주거 부문의 CRT 장치를 수용하는 재활용 시설에서 주소 및 전화 번호와 같은 연락처 정보를 얻어야 합니다.

유럽에서 CRT 텔레비전과 모니터의 폐기는 WEE 지침의 적용을 받습니다.[546]

CRT 유리의 재활용을 위한 여러 가지 방법이 제안되었습니다.이 방법에는 열, 기계 및 화학 공정이 포함됩니다.[547][548][549][550]제안된 모든 방법은 유리에서 산화 납 성분을 제거합니다.일부 회사는 유리에서 납을 분리하기 위해 용광로를 운영했습니다.[551]한때 몇몇 유럽 회사들이 CRT를 재활용하는 방법을 고안하기 위해 Recytube 프로젝트라고 불리는 연합체가 결성되었습니다.[6]CRT에 사용되는 형광체에는 희토류 금속이 포함되어 있는 경우가 많습니다.[552][553][554][306]CRT에는 약 7g의 인광물질이 들어있습니다.[555]

깔때기는 레이저 절단, 다이아몬드 톱 또는 와이어를 사용하거나 저항성 가열 니크롬 와이어를 사용하여 CRT의 스크린에서 분리할 수 있습니다.[556][557][558][559][560]

납으로 된 CRT 유리는 다른 CRT에 재용해되기 [77]위해 판매되거나 심지어 분해되어 도로 건설에 사용되거나 타일,[561][562] 콘크리트, 콘크리트 및 시멘트 벽돌,[563] 섬유 유리 단열재에 사용되거나 금속 제련에 플럭스로 사용되었습니다.[564][565]

CRT 유리의 상당 부분이 매립되어 있어 주변 환경을 오염시킬 수 있습니다.[6]CRT 유리는 재활용되는 것보다 폐기되는 것이 더 일반적입니다.[566]

참고 항목

참고문헌

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