Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Obrazovky a zobrazovače (CRT, LCD, plasmové) – část a Orbis pictus 21. století Obrazovky a zobrazovače (CRT, LCD, plasmové) – část a Obor: Elektrikář Ročník: 3. Vypracoval: Prof. Ing. Václav Říčný, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-RIC-U-3-001 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

1 Vakuové obrazovky CRT (Cathode Ray Tube) Princip činnosti Katoda (tzv. elektronové dělo) emituje elektronový svazek. Ten je zaostřován systémem elektrostatických čoček, vychylován magnet. polem vychylovacích cívek a urychlován napětím hlavní anody (cca 20 kV) na stínítko (luminofor), vytvoří fosforescencí svítící bod. Astigmatické zkreslení působí zvětšení stopy a tím rozostření obrazu na okrajích Řez černobílou TV obrazovkou s pentodovým fokusačním a urychlovacím systémem

Pro výchylku y vlivem mg. pole platí Magnetické vychylování elektronového svazku, vlastnosti V homogenním magnet. poli se elektron pohybuje po kružnici s poloměrem r. Vzniká tím systémové tangenciální zkreslení. Výchylka y není lineárně úměrná proudu ve vychylovacích cívkách (magnet. indukci B). Zkreslení vzrůstá s úhlem vychýlení – - tedy při zmenšování hloubky obrazovky. Při tele- vizním x- y vychylování vzniká tak tzv. poduškovité zkreslení. Lze je částečně eliminovat polem přídav- ných permanentních magnetů Pro výchylku y vlivem mg. pole platí V tomto vztahu značí B......magnetická indukci ve vychylovacím poli vlivem vychyl. proudu T, me... hmotnost elektronu (9,1.10-31kg), qe …náboj elektronu (1,6.10-19C), Ua….urychlovací napětí V, a, b...rozměry obrazovky

vychylovacího proudu tzv. S - korekcí. Pro velikost Tangenciální zkreslení lze také zmenšit tvarováním vychylovacího proudu tzv. S - korekcí. Pro velikost kondenzátoru Ck zapojeného v serii s horizontální- mi vychylovacími cívkami platí Thompsonův vztah: Ck = t ař / (2.Lvc). K eliminaci efektu stabilizace potenciálu stínítka vlivem dopadajícího elektro- nového svazku, který omezuje dosažitelný jas, je na stínítko napařen hliníkový povlak galvanický spojený s urychlovací anodou - tzv. metalizace. Vzhledem k vysokému vakuu na obrazovku působí venkovní barometrický tlak mnoha tun. Pro snížení důsledků případné implose se vyrábí v antiimplosním provedení (ocelový pás kolem silného čelního skla). a) b) Provedení vychylovacích cívek : a) sedlové pro horizontální (řádkový) rozklad. Mají vyšší vychylovací účinnost, ale jsou výrobně dražší, b) toroidní. Mají menší vychylovací účinnost Obrazovky CRT dnes již ztrácejí v TV technice význam !!!

2 Barevné vakuové obrazovky Tzv. tří-tryskové obrazovky obsahují tři elektronové trysky pro základní složkové signály. Dle provedení se dělí na: maskové obrazovky DELTA, maskové obrazovky IN LINE, obrazovky typu TRINITRON (fa. Sony). 2.1 Maskové obrazovky DELTA Tři trysky jsou umístěny v rozích rovnostranného trojúhelníka. Mají velmi dobrou barevnou rozlišovací schopnost. Vyžadují však složité zabezpečení čistoty barev (elektronové svazky trysek musí budit jen odpo- vídající terčíky luminoforů) a dobré konvergence (přesného krytí dílčích barevných rastrů). Tu za- jišťují konvergenční jednotka a obvody korekce poduškovitého zkreslení v obou směrech. Masková obrazovka má relativně malý jas. Více jak 50% elektronů dopadá na masku a ohřívá ji. To komplikuje její uchycení ve skle. Dosahuje však vysoký kontrast, protože CRT je tzv. primární zářič (přímý zdroj světla). Uspořádání barevné obrazovky DELTA

Maska a luminofory maskové obrazovky DELTA Provedení luminoforů: a) původní Buzení luminoforů obrazovky DELTA, (luminofor má větší průměr než otvor při dobré čistotě barev i konvergenci masky omezující elektronový svazek), b) Hi-Lite Matrix (luminofor má menší průměr než otvor masky Konvergenční chyba dvou různě vychýlených svazků (střed a okraj)

2.2 Maskové obrazovky IN LINE Tři elektronové trysky jsou uspořádány v přímce. Střední tryska (obvykle „zelená) leží přímo v ose obrazovky. Otvory v masce a luminofory jsou obdélníkové a vertikálně orientované. Proti obra- zovce DELTA má zejména tyto přednosti: • vyšší jas (maska má výrazně vyšší propustnost pro elektronové svazky), • snazší zajištění konvergence. U menších obrazo- vek lze dobrou konvergenci zajistit jen vhodným průběhem magnetického pole vychylovacích cívek, které jsou natmeleny na hrdle obrazovky), • snížený vliv vnějších magnet. polí (díky vertikální orientaci luminoforových proužků nemá malý posuv stopy ve vertikálním směru vliv na čistotu barevného podání). Ve srovnání s obrazovkou DELTA má poněkud menší barevnou rozlišovací schopnost (má větší rozměry luminoforových proužků Princip maskové obrazovky IN LINE

Vyrábí se zejména v technologiích FST (Flat Square Tube) zejména provedení RIS (Rectangular in Line - fa.Toshiba) nebo PIL (Precision in Line - fy. RCA, Philips aj.) s   natmelenými samokonvergenčními vychy- lovacími cívkami. Uspořádání trysek, výřezů v masce a luminoforů v obrazovce IN LINE Luminoforové proužky jsou odděleny černou vrstvou s malým činitelem sekun- dární emise (technologie HI – LITE - MATRIX, BLACK STRIPE aj.), což zvětšuje barevný kontrast obrazu za vnějšího osvětlení. V obrazovkách IN LINE s úhlopříčkou nad 30 se pro zvýšení ostrosti jasových přechodů používá rychlostní modulace elektronového svazku. Na dělenou foku- sační elektrodu se přivádí impulsy odvozené ze strmých hran jasového signálu. Tím se mění vychylovací rychlost v době trvání přechodu. Jiné systémy – např. DAF (Dynamic Astigmatismus and Focussing) používají parabolicky tvarované napětí z  rozkladových generátorů superponované k stejnosměrnému napětí dělené fokusační elektrody. V 90. létech představovaly vakuové obrazovky IN LINE většinu produkce TV obrazovek.

2.3 Barevná obrazovka TRINITRON je nejkvalitnější vakuová barevná obrazovka patentovaná firmou Sony. Tři elektronové trysky jsou opět uspořádány v řadě. Stínicí maska byla nahrazena konvergenční mřížkou (drátěná nebo plechová vertikální mříž tloušťky 0,1 mm, napnutá v masivním rámu a vyztužená vodorovnými drátky). Rozdílný je i systém fokusace společný pro všechny tři svazky (tzv. PAN FOCUS). Díky charakteristickému válcovému tvaru baňky a stínítka se snadněji dosa- huje konvergence a snížuje se také vliv odrazů vnějšího světla. Pro zlepšení kontrastu obrazu se užívá pro luminofory také technologie BLACK MATRIX a

Barevné obrazovky pro monitory čelního skla se sníženou propustností. Díky těmto úpravám se TRINITRONY vyznačují velikým jasem, kontrastem i dobrou čistotou barev i konvergencí.   Barevné obrazovky pro monitory vyžadují velkou barevnou rozlišovací schopnost (zvýšený počet menších lumi- noforů). Z hlediska geometrie elektronových trysek šlo o obrazovky IN LINE, ale luminofory byly uspořádány v šestiúhelníkové struktuře s roztečí cca 0,28 mm. Užívala se technologii BLACK MATRIX a elektrostatická optika DAF. V počítačích se dnes se již prakticky nepoužívají a byla nahrazeny plochými monolitickými zobrazovači. Technologická obměna počala v této oblasti ještě před televizní technikou (především pro přenosné počítače – noteboky).

Na konci éry vakuových obrazovek se řada výrobců (např. LG, Philips aj Na konci éry vakuových obrazovek se řada výrobců (např. LG, Philips aj.) snažila o jejich zachování na trhu – především technologiemi plochách FLAT a tenkých SLIM vakuových obrazovek. Srovnání klasických vakuových obrazovek se zobrazovačem LCD

Celkové hodnocení vakuových obrazovek Vakuové obrazovky (CRT) ztrácejí svůj význam pro televizní i počítačové zobrazování. K jejich hlavním nevýhodám patří především ● geometrické zkreslení vlivem elektromagnetického vychylování, ● velká hloubka obrazovky, ● velká hmotnost obrazovky, ● značný příkon, ● omezená rozlišovací schopnost, ● jasové blikání související s postupným vytvářením obrazu (rozkladem), ● složité pomocné analogové obvody pro rozklad, zajištění čistoty barev, konvergenci, ● vliv vnějších magnetických polí na čistotu barev a konvergenci. K jejich výhodám pak patří především ● velký jas a zejména kontrast obrazu - obrazovky CRT jsou primární zářiče, ● rychlá doba odezvy, ● velký pozorovací úhel,

Děkuji Vám za pozornost Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Václav Říčný Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky