Тіньова маска

2. Тіньова маска

Тіньова маска (shadow mask) – це найпоширеніший тип масок, вона застосовується з часу винаходу перших кольорових кінескопів. Поверхня в кінескопів з тіньовою маскою зазвичай сферичної форми (опукла). Це зроблено для того, щоб електронний промінь у центрі екрана й по краях мав однакову товщину. Тіньова маска складається з металевої пластини із круглими отворами, які займають приблизно 25% площі.

Знаходиться маска перед скляною трубкою з люмінофорним шаром. Як правило, більшість сучасних тіньових масок виготовляють з інвару. Інвар (InVar) – магнітний сплав заліза [64%] з нікелем [36%]. Цей матеріал має гранично низький коефіцієнт теплового розширення, тому, незважаючи на те, що електронні промені нагрівають маску, вона не створює негативного впливу на чистоту кольору зображення.

Отвори в металевій сітці працюють як приціл (хоча й не точний), саме цим забезпечується те, що електронний промінь потрапляє тільки на необхідні люмінофорні елементи й тільки в певних областях.

Тіньова маска створює ґрати з однорідними крапками (інша назва – тріади), де кожна така крапка складається з трьох люмінофорних елементів основних кольорів – зеленного, червоного й синього, які світяться з різною інтенсивністю під впливом променів з електронних гармат. Зміною струму кожного з трьох електронних променів можна досягти довільного кольору елемента зображення, утвореного тріадою крапок.

Одним зі «слабких» місць моніторів з тіньовою маскою є її термічна деформація. Частина променів від електронно-променевої гармати потрапляє на тіньову маску, внаслідок чого відбувається нагрівання й подальша деформація тіньової маски. Зсув отворів тіньової маски призводить до виникнення ефекту строкатості екрана (зсуву кольорів RGB). Істотно впливає на якість монітора матеріал тіньової маски. Кращим матеріалом маски є інвар.

Недоліки тіньової маски добре відомі: по-перше, це мале співвідношення пропускаємих та затримуваних маскою електронів (лише близько 20–30% проходить через маску), що вимагає застосування люмінофорів з великою світловіддачею, а це в свою чергу погіршує монохромність світіння, зменшуючи діапазон передачі кольору, а по-друге, забезпечити точний збіг трьох променів, що лежать в одній площині, при відхиленні їх на більші кути досить важко.

Тіньова маска застосовується в більшості сучасних моніторів – Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, View Sonic.

Мінімальна відстань між люмінофорними елементами однакового кольору в сусідніх рядках називається кроком крапок (dot pitch) та є індексом якості зображення.

Крок крапок однакового кольору в сусідніх рядках

Крок крапок зазвичай вимірюється в міліметрах (мм). Чим менше значення кроку крапок, тим вище якість відтвореного на моніторі зображення. Відстань між двома сусідніми крапками по горизонталі дорівнює кроку крапок, помноженій на 0,866.

3. Апертурні грати

Є ще один вид трубок, у яких використовуються Aperture Grille (апертурні ґрати). Ці трубки стали відомі під назвою Trinitron і вперше були представлені на ринку компанією Sony в 1982 р. У трубках з апертурними ґратами застосовується оригінальна технологія, де є три променеві гармати, три катоди й три модулятори, але при цьому є одне загальне фокусування.

Апертурні ґрати CRT

Апертурні ґрати – це тип маски, використовуваний різними виробниками у своїх технологіях для виробництва кінескопів, що носять різні назви, але однакові по суті, наприклад технологія Trinitron від Sony, Diamond Tron від Mitsubishi і SonicTron від View Sonic. Це рішення не містить у собі металеві ґрати з отворами, як у випадку з тіньовою маскою, а має ґрати з вертикальних ліній. Замість крапок з люмінофорними елементами трьох основних кольорів апертурні ґрати містять серію ниток, що складаються з люмінофорних елементів вибудуваних у вигляді вертикальних смуг трьох основних кольорів.

Така система забезпечує високу контрастність зображення і добру насиченість кольорів, що разом забезпечує високу якість моніторів із трубками на основі цієї технології. Маска, застосована в трубках фірми Sony (Mitsubishi, View Sonic), являє собою тонку фольгу, на яку нанесені тонкі вертикальні лінії.

Вона тримається на горизонтальному (одному в 15», двох в 17», трьох і більше в 21») дротику, тінь від якої видна на екрані. Цей дротик застосовується для гасіння коливань і називається damper wire. Його добре видно, особливо при світлому фоні зображення на моніторі. Деяким користувачам ці лінії принципово не подобаються, інші ж навпаки задоволені й використовують їх як горизонтальну лінійку.

Мінімальна відстань між смугами люмінофора однакового кольору називається кроком смуг (strip pitch) і вимірюється в міліметрах (мм) (рис. 7.10). Чим менше значення кроку смуг, тим вища якість зображення на моніторі. При апертурних ґратах має сенс тільки горизонтальний розмір крапки, оскільки вертикальний визначається фокусуванням електронного променя й системою, що відхиляє.

Апертурні ґрати використовуються в моніторах від View Sonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi, у всіх моніторах від SONY.