Un tubo de rayos catódicos ( CRT ) es un tubo de vacío que contiene uno o más cañones de electrones , que emiten haces de electrones que se manipulan para mostrar imágenes en una pantalla fosforescente . [2] Las imágenes pueden representar formas de onda eléctricas en un osciloscopio , un cuadro de video en un televisor analógico (TV), gráficos de trama digitales en un monitor de computadora u otros fenómenos como objetivos de radar . Un CRT en un televisor comúnmente se llama tubo de imagen . Los CRT también se han utilizado como dispositivos de memoria , en cuyo caso la pantalla no debe ser visible para un observador. El término rayo catódico se utilizó para describir los haces de electrones cuando se descubrieron por primera vez, antes de que se entendiera que lo que emitía el cátodo era un haz de electrones.
En los televisores CRT y los monitores de computadora, toda el área frontal del tubo se escanea repetida y sistemáticamente en un patrón fijo llamado trama . En los dispositivos de color, una imagen se produce controlando la intensidad de cada uno de tres haces de electrones , uno para cada color primario aditivo (rojo, verde y azul) con una señal de vídeo como referencia. [3] En los monitores y televisores CRT modernos, los haces se doblan mediante deflexión magnética , utilizando un yugo de deflexión . La deflexión electrostática se utiliza comúnmente en los osciloscopios . [3]
El tubo es una envoltura de vidrio que es pesada, frágil y larga desde la parte frontal de la pantalla hasta el extremo posterior. Su interior debe estar cerca del vacío para evitar que los electrones emitidos choquen con las moléculas de aire y se dispersen antes de golpear la cara del tubo. Así, el interior es evacuado a menos de una millonésima parte de la presión atmosférica . [4] Como tal, manipular un CRT conlleva el riesgo de una implosión violenta que puede lanzar vidrio a gran velocidad. La cara suele estar hecha de vidrio de plomo grueso o de vidrio especial de bario y estroncio para que sea resistente a roturas y bloquee la mayoría de las emisiones de rayos X. Este tubo constituye la mayor parte del peso de los televisores CRT y los monitores de computadora. [5] [6]
Desde mediados y finales de la década de 2000, los CRT han sido reemplazados por tecnologías de pantalla plana como LCD , pantalla de plasma y pantallas OLED , que son más baratas de fabricar y operar, además de significativamente más livianas y delgadas. Las pantallas planas también se pueden fabricar en tamaños muy grandes, mientras que 40 a 45 pulgadas (100 a 110 cm) [7] era aproximadamente el tamaño más grande de un CRT. [8]
Un CRT funciona calentando eléctricamente una bobina de tungsteno [9] que a su vez calienta un cátodo en la parte trasera del CRT, lo que hace que emita electrones que son modulados y enfocados por electrodos. Los electrones son guiados por bobinas o placas de desviación y un ánodo los acelera hacia la pantalla recubierta de fósforo , que genera luz al ser impactada por los electrones. [10] [11] [12]
Los rayos catódicos fueron descubiertos por Julius Plücker y Johann Wilhelm Hittorf . [13] Hittorf observó que algunos rayos desconocidos eran emitidos desde el cátodo (electrodo negativo) que podían proyectar sombras en la pared brillante del tubo, indicando que los rayos viajaban en línea recta. En 1890, Arthur Schuster demostró que los rayos catódicos podían desviarse mediante campos eléctricos y William Crookes demostró que podían desviarse mediante campos magnéticos. En 1897, JJ Thomson logró medir la relación masa-carga de los rayos catódicos, demostrando que estaban formados por partículas cargadas negativamente más pequeñas que los átomos, las primeras " partículas subatómicas ", que ya habían sido denominadas electrones por el físico irlandés George Johnstone Stoney. en 1891. La primera versión del CRT se conocía como "tubo de Braun", inventado por el físico alemán Ferdinand Braun en 1897. [14] Era un diodo de cátodo frío , una modificación del tubo de Crookes con un revestimiento de fósforo . pantalla. Braun fue el primero en concebir el uso de un CRT como dispositivo de visualización. [15] El tubo Braun se convirtió en la base de la televisión del siglo XX. [dieciséis]
En 1908, Alan Archibald Campbell-Swinton , miembro de la Royal Society (Reino Unido), publicó una carta en la revista científica Nature , en la que describía cómo se podía lograr la "visión eléctrica a distancia" mediante el uso de un tubo de rayos catódicos (o " Braun") como dispositivo transmisor y receptor. [17] Amplió su visión en un discurso pronunciado en Londres en 1911 y publicado en The Times [18] y el Journal of the Röntgen Society . [19] [20]
El primer tubo de rayos catódicos que utilizó un cátodo caliente fue desarrollado por John Bertrand Johnson (quien dio su nombre al término ruido de Johnson ) y Harry Weiner Weinhart de Western Electric , y se convirtió en un producto comercial en 1922. [21] La introducción de Los cátodos calientes permitieron menores voltajes de aceleración del ánodo y mayores corrientes de haz de electrones, ya que el ánodo ahora solo aceleraba los electrones emitidos por el cátodo caliente, y ya no tenía que tener un voltaje muy alto para inducir la emisión de electrones del cátodo frío. [22]
En 1926, Kenjiro Takayanagi demostró un receptor de televisión CRT con una cámara de vídeo mecánica que recibía imágenes con una resolución de 40 líneas. [23] En 1927, mejoró la resolución a 100 líneas, lo que no tuvo rival hasta 1931. [24] En 1928, fue el primero en transmitir rostros humanos en medios tonos en una pantalla CRT. [25]
En 1927, Philo Farnsworth creó un prototipo de televisor. [26] [27] [28] [29] [30]
El CRT fue nombrado en 1929 por el inventor Vladimir K. Zworykin . [25] : 84 Posteriormente fue contratado por RCA , a la que se le concedió una marca registrada para el término "Kinescope", término de RCA para un CRT, en 1932; liberó voluntariamente el término al dominio público en 1950. [31]
En la década de 1930, Allen B. DuMont fabricó los primeros CRT que duraban 1000 horas de uso, lo que fue uno de los factores que llevaron a la adopción generalizada de la televisión. [32]
Los primeros televisores electrónicos con tubos de rayos catódicos fabricados comercialmente fueron fabricados por Telefunken en Alemania en 1934. [33] [34]
En 1947 se creó el dispositivo de entretenimiento con tubo de rayos catódicos , el primer juego electrónico interactivo conocido , así como el primero en incorporar una pantalla de tubo de rayos catódicos. [35]
Desde 1949 hasta principios de la década de 1960, hubo un cambio de CRT circulares a CRT rectangulares, aunque Telefunken fabricó los primeros CRT rectangulares en 1938. [36] [22] [37] [38] [39] [40] Si bien los CRT circulares eran la norma, los televisores europeos a menudo bloqueaban partes de la pantalla para que pareciera algo rectangular, mientras que los televisores estadounidenses a menudo dejaban todo el frente de la pantalla. El CRT expuso o solo bloqueó las partes superior e inferior del CRT. [41] [42]
En 1954, RCA produjo algunos de los primeros CRT en color, los CRT 15GP22 utilizados en el CT-100 , [43] el primer televisor en color producido en masa . [44] Los primeros CRT rectangulares en color también se fabricaron en 1954. [45] [46] Sin embargo, los primeros CRT rectangulares en color que se ofrecieron al público se fabricaron en 1963. Uno de los desafíos que hubo que resolver para producir el El CRT de color rectangular era la convergencia en las esquinas del CRT. [39] [38] En 1965, los fósforos de tierras raras más brillantes comenzaron a reemplazar a los fósforos rojos y verdes más tenues y que contenían cadmio. Con el tiempo, también se sustituyeron los fósforos azules. [47] [48] [49] [50] [51] [52]
El tamaño de los CRT aumentó con el tiempo, de 20 pulgadas en 1938, [53] a 21 pulgadas en 1955, [54] [55] 25 pulgadas en 1974, 30 pulgadas en 1980, 35 pulgadas en 1985, [56] y 43 pulgadas. en 1989. [57] Sin embargo, ya en 1938 se fabricaron CRT experimentales de 31 pulgadas. [58]
En 1960 se inventó el tubo de Aiken . Era un CRT en formato de pantalla plana con un solo cañón de electrones. [59] [60] La deflexión era electrostática y magnética, pero debido a problemas de patentes, nunca se puso en producción. También se concibió como una pantalla frontal en aviones. [61] Cuando se resolvieron los problemas de patentes, RCA ya había invertido mucho en CRT convencionales. [62]
1968 marcó el lanzamiento de la marca Sony Trinitron con el modelo KV-1310, que se basaba en la tecnología Aperture Grille. Se aclamó haber mejorado el brillo de salida. La pantalla Trinitron era idéntica a su forma cilíndrica vertical debido a su construcción única de pistola única de triple cátodo.
En 1987, Zenith desarrolló CRT de pantalla plana para monitores de computadora, reduciendo los reflejos y ayudando a aumentar el contraste y el brillo de la imagen. [63] [64] Estos CRT eran caros, lo que limitaba su uso a monitores de computadora. [65] Se hicieron intentos para producir CRT de pantalla plana utilizando vidrio flotado económico y ampliamente disponible . [66]
En 1990, Sony lanzó al mercado los primeros CRT con resolución HD. [67]
A mediados de la década de 1990, se fabricaban unos 160 millones de CRT al año. [68]
A mediados de la década de 2000, Canon y Sony presentaron la pantalla de emisor de electrones de conducción superficial y las pantallas de emisión de campo , respectivamente. Ambas eran pantallas planas que tenían uno (SED) o varios (FED) emisores de electrones por subpíxel en lugar de cañones de electrones. Los emisores de electrones se colocaron sobre una lámina de vidrio y los electrones se aceleraron hasta una lámina de vidrio cercana con fósforos utilizando un voltaje anódico. Los electrones no estaban enfocados, lo que hacía que cada subpíxel fuera esencialmente un CRT de haz de inundación. Nunca se produjeron en masa porque la tecnología LCD era significativamente más barata, lo que eliminó el mercado para este tipo de pantallas. [69]
El último fabricante a gran escala de CRT (en este caso, reciclados) [70] , Videocon , cesó en 2015. [71] [72] Los televisores CRT dejaron de fabricarse aproximadamente al mismo tiempo. [73]
En 2012, Samsung SDI y varias otras empresas importantes fueron multadas por la Comisión Europea por fijar precios de tubos de rayos catódicos para televisores. [74] Lo mismo ocurrió en 2015 en EE. UU. y en Canadá en 2018. [75] [76]
Las ventas mundiales de monitores de computadora CRT alcanzaron su punto máximo en 2000, con 90 millones de unidades, mientras que las de televisores CRT alcanzaron su punto máximo en 2005 con 130 millones de unidades. [77]
Desde finales de los años 90 hasta principios de los 2000, los CRT comenzaron a ser reemplazados por LCD, comenzando primero con monitores de computadora de menos de 15 pulgadas de tamaño, [78] en gran parte debido a su menor volumen. [79] Entre los primeros fabricantes que detuvieron la producción de CRT se encontraba Hitachi en 2001, [80] [81] seguido por Sony en Japón en 2004, [82] Las pantallas planas bajaron de precio y comenzaron a desplazar significativamente a los tubos de rayos catódicos en el Años 2000. Las ventas de monitores LCD comenzaron a superar las de CRT en 2003-2004 [83] [84] [85] y las ventas de televisores LCD comenzaron a superar las de CRT en algunos mercados en 2005. [86] Samsung SDI detuvo la producción de CRT en 2012. [87]
A pesar de ser un pilar de la tecnología de visualización durante décadas, los monitores de computadora y televisores basados en CRT ahora están obsoletos . La demanda de pantallas CRT cayó a finales de la década de 2000. [88] A pesar de los esfuerzos de Samsung y LG para hacer que los CRT sean competitivos con sus homólogos de LCD y plasma, ofreciendo modelos más delgados y baratos para competir con LCD de tamaño similar y más caros, [89] [90] [91] [92] [93] Los CRT eventualmente se volvieron obsoletos y quedaron relegados a los mercados en desarrollo y a los entusiastas de lo antiguo una vez que los LCD bajaron de precio, con su menor volumen, peso y capacidad para montarse en la pared como ventajas.
Algunas industrias todavía utilizan CRT porque supone demasiado esfuerzo, tiempo de inactividad y/o costo reemplazarlos, o porque no hay un sustituto disponible; un ejemplo notable es la industria aérea. Aviones como el Boeing 747-400 y el Airbus A320 utilizaban instrumentos CRT en sus cabinas de cristal en lugar de instrumentos mecánicos. [94] Las aerolíneas como Lufthansa todavía utilizan la tecnología CRT, que también utiliza disquetes para las actualizaciones de navegación. [95] También se utilizan en algunos equipos militares por razones similares.
A partir de 2022 [update], al menos una empresa fabrica nuevos CRT para estos mercados. [96]
Un uso popular de los CRT por parte de los consumidores es para retrogaming . Algunos juegos son imposibles de jugar sin un hardware de pantalla CRT y otros se juegan mejor. Las armas ligeras sólo funcionan con CRT porque dependen de las propiedades de sincronización progresiva de los CRT.
El cuerpo de un CRT generalmente se compone de tres partes: una pantalla/placa frontal/panel, un cono/embudo y un cuello. [97] [98] [99] [100] [101] La pantalla, el embudo y el cuello unidos se conocen como bulbo o envoltura. [38]
El cuello está hecho de un tubo de vidrio [102] , mientras que el embudo y la pantalla se fabrican vertiendo y luego presionando vidrio en un molde. [103] [104] [105] [106] [107] El vidrio, conocido como vidrio CRT [108] [109] o vidrio para TV, [110] necesita propiedades especiales para proteger contra los rayos X y al mismo tiempo proporcionar una transmisión de luz adecuada en la pantalla o ser muy aislante eléctricamente en el embudo y cuello. La formulación que confiere al vidrio sus propiedades también se conoce como masa fundida. El vidrio es de muy alta calidad, prácticamente libre de contaminantes y sin defectos. La mayoría de los costos asociados con la producción de vidrio provienen de la energía utilizada para fundir las materias primas y obtener vidrio. Los hornos de vidrio para la producción de vidrio CRT tienen varios grifos que permiten reemplazar los moldes sin detener el horno, para permitir la producción de CRT de varios tamaños. Sólo el cristal utilizado en la pantalla debe tener propiedades ópticas precisas.
Las propiedades ópticas del vidrio utilizado en la pantalla afectan la reproducción y la pureza del color en los CRT en color. La transmitancia, o cuán transparente es el vidrio, se puede ajustar para que sea más transparente para ciertos colores (longitudes de onda) de luz. La transmitancia se mide en el centro de la pantalla con una luz de longitud de onda de 546 nm y una pantalla de 10,16 mm de espesor. La transmitancia disminuye al aumentar el espesor. Las transmitancias estándar para las pantallas CRT en color son 86%, 73%, 57%, 46%, 42% y 30%. Se utilizan transmitancias más bajas para mejorar el contraste de la imagen, pero ejercen más presión sobre el cañón de electrones, lo que requiere más potencia en el cañón de electrones para que una mayor potencia del haz de electrones ilumine los fósforos con más intensidad para compensar la transmitancia reducida. [65] [111] La transmitancia debe ser uniforme en toda la pantalla para garantizar la pureza del color. El radio (curvatura) de las pantallas ha aumentado (se ha vuelto menos curvo) con el tiempo, de 30 a 68 pulgadas, para finalmente evolucionar hacia pantallas completamente planas, reduciendo los reflejos. El grosor tanto de las pantallas curvas [112] como de las planas aumenta gradualmente desde el centro hacia afuera y, con ello, la transmitancia se reduce gradualmente. Esto significa que es posible que los CRT de pantalla plana no sean completamente planos por dentro. [112] [113]
El vidrio utilizado en los CRT llega desde la fábrica de vidrio a la fábrica de CRT como pantallas y embudos separados con cuellos fusionados, para los CRT en color, o como bombillas formadas por una pantalla, un embudo y un cuello fusionados. Había varias formulaciones de vidrio para diferentes tipos de CRT, que se clasificaban mediante códigos específicos de cada fabricante de vidrio. Las composiciones de las masas fundidas también eran específicas de cada fabricante. [114] Los optimizados para una alta pureza de color y contraste estaban dopados con neodimio, mientras que los de CRT monocromáticos estaban teñidos en diferentes niveles, dependiendo de la formulación utilizada y tenían transmitancias del 42% o 30%. [115] La pureza consiste en garantizar que se activen los colores correctos (por ejemplo, garantizar que el rojo se muestre uniformemente en la pantalla), mientras que la convergencia garantiza que las imágenes no se distorsionen. La convergencia se puede modificar utilizando un patrón de sombreado cruzado. [116] [117] [118]
El vidrio CRT solía ser fabricado por empresas dedicadas [119] como AGC Inc. , [120] [121] [122] OI Glass , [123] Samsung Corning Precision Materials, [124] Corning Inc. , [125] [126 ] y Nippon Electric Glass ; [127] otros como Videocon, Sony para el mercado estadounidense y Thomson fabricaron su propio vidrio. [128] [129] [130] [131] [132]
El embudo y el cuello están hechos de vidrio con plomo y potasa-sosa o vidrio de silicato de plomo [6] para proteger contra los rayos X generados por electrones de alto voltaje cuando desaceleran después de golpear un objetivo, como la pantalla de fósforo o la máscara de sombra de un CRT en color. La velocidad de los electrones depende del voltaje del ánodo del CRT; cuanto mayor sea el voltaje, mayor será la velocidad. [133] La cantidad de rayos X emitidos por un CRT también se puede reducir reduciendo el brillo de la imagen. [134] [135] [136] [100] El vidrio con plomo se utiliza porque es económico, [137] y al mismo tiempo protege fuertemente contra los rayos X, aunque algunos embudos también pueden contener bario. [138] [139] [140] [115] En cambio, la pantalla generalmente está hecha de una formulación especial de vidrio de silicato sin plomo [6] con bario y estroncio para proteger contra los rayos X, ya que no se dora a diferencia del vidrio. que contiene plomo. [137] [141] Otra formulación de vidrio utiliza entre 2 y 3% de plomo en la pantalla. [100] Alternativamente, también se puede utilizar circonio en la pantalla en combinación con bario, en lugar de plomo. [142]
Los CRT monocromáticos pueden tener una formulación de vidrio de plomo y bario tintado tanto en la pantalla como en el embudo, con un vidrio de plomo y potasa-sosa en el cuello; las formulaciones de potasa-sosa y bario-plomo tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. El vidrio utilizado en el cuello debe ser un excelente aislante eléctrico para contener los voltajes utilizados en la óptica electrónica del cañón de electrones, como las lentes de enfoque. El plomo en el vidrio hace que se dore (oscurezca) con el uso debido a los rayos X; por lo general, el cátodo del CRT se desgasta debido al envenenamiento del cátodo antes de que el color se vuelva evidente. La formulación del vidrio determina el voltaje de ánodo más alto posible y, por tanto, el tamaño de pantalla CRT máximo posible. Para color, los voltajes máximos suelen ser de 24 a 32 kV, mientras que para monocromo suele ser de 21 o 24,5 kV, [143] limitando el tamaño de los CRT monocromáticos a 21 pulgadas, o ~1 kV por pulgada. El voltaje necesario depende del tamaño y tipo de CRT. [144] Dado que las formulaciones son diferentes, deben ser compatibles entre sí y tener coeficientes de expansión térmica similares. [115] La pantalla también puede tener un revestimiento antideslumbrante o antirreflectante, [145] [111] [146] o estar esmerilada para evitar reflejos. [147] Los CRT también pueden tener un revestimiento antiestático. [111] [148] [65]
El vidrio con plomo en los embudos de los CRT puede contener entre un 21% y un 25% de óxido de plomo (PbO), [149] [150] [114] El cuello puede contener entre un 30% y un 40% de óxido de plomo, [151] [152] y el La pantalla puede contener un 12% de óxido de bario y un 12% de óxido de estroncio . [6] Un CRT típico contiene varios kilogramos de plomo como óxido de plomo en el vidrio [101] dependiendo de su tamaño; Los CRT de 12 pulgadas contienen 0,5 kg de plomo en total, mientras que los CRT de 32 pulgadas contienen hasta 3 kg. [6] El óxido de estroncio comenzó a utilizarse en los CRT, su principal aplicación, en la década de 1970. [153] [154] Antes de esto, los CRT usaban plomo en la placa frontal. [155]
Algunos de los primeros CRT utilizaban un embudo de metal aislado con polietileno en lugar de vidrio con material conductor. [54] Otros tenían embudos de cerámica o Pyrex soplado en lugar de vidrio prensado. [156] [157] [40] [158] [159] Los primeros CRT no tenían una conexión de tapa de ánodo dedicada; el embudo era la conexión del ánodo, por lo que estaba energizado durante la operación. [160]
El embudo está recubierto por dentro y por fuera con un revestimiento conductor, [161] [162] lo que convierte al embudo en un condensador, lo que ayuda a estabilizar y filtrar el voltaje del ánodo del CRT y reduce significativamente la cantidad de tiempo necesario para encender un CRT. . La estabilidad proporcionada por el recubrimiento resolvió los problemas inherentes a los primeros diseños de fuentes de alimentación, ya que utilizaban tubos de vacío. Debido a que el embudo se utiliza como condensador, el vidrio utilizado en el embudo debe ser un excelente aislante eléctrico ( dieléctrico ). El revestimiento interior tiene un voltaje positivo (el voltaje del ánodo puede ser de varios kV) mientras que el revestimiento exterior está conectado a tierra. Los CRT alimentados por fuentes de alimentación más modernas no necesitan estar conectados a tierra , debido al diseño más robusto de las fuentes de alimentación modernas. El valor del condensador formado por el embudo es de 5 a 10 nF , aunque al voltaje con el que normalmente se alimenta el ánodo. El condensador formado por el embudo también puede sufrir absorción dieléctrica , al igual que otro tipo de condensadores. [163] [143] [164] [165] [161] [115] Debido a esto, los CRT deben descargarse [166] antes de manipularlos para evitar lesiones.
La profundidad de un CRT está relacionada con el tamaño de su pantalla. [167] Los ángulos de deflexión habituales eran de 90 ° para CRT de monitores de computadora y CRT pequeños y 110 °, que era el estándar en CRT de TV más grandes, y se usaban 120 o 125 ° en CRT delgados fabricados entre 2001 y 2005 en un intento de competir con LCD. Televisores. [168] [111] [92] [99] [169] Con el tiempo, los ángulos de deflexión aumentaron a medida que se volvieron prácticos, de 50 ° en 1938 a 110 ° en 1959, [22] y 125 ° en la década de 2000. Se investigaron CRT con deflexión de 140°, pero nunca se comercializaron, ya que los problemas de convergencia [ se necesita aclaración ] nunca se resolvieron. [170]
El tamaño de un CRT se puede medir por el área completa de la pantalla (o diagonal frontal ) o, alternativamente, solo por su área visible (o diagonal) que está recubierta de fósforo y rodeada de bordes negros. [162] [171]
Si bien el área visible puede ser rectangular, los bordes del CRT pueden tener una curvatura (por ejemplo, los CRT con franjas negras, fabricados por primera vez por Toshiba en 1972) [132] o los bordes pueden ser negros y verdaderamente planos (por ejemplo, los CRT Flatron), [112 ] [132] [172] o el área visible puede seguir la curvatura de los bordes del CRT (con o sin bordes negros o bordes curvos). [173] [174] [175]
Se fabricaron pequeños CRT de menos de 3 pulgadas para televisores portátiles como el MTV-1 y visores de videocámaras. En estos no hay bordes negros, pero son realmente planos. [176] [164] [177] [ 178] [179]
La mayor parte del peso de un CRT proviene de la gruesa pantalla de vidrio, que comprende el 65% del peso total de un CRT y limita su tamaño práctico (consulte § Tamaño). El embudo y el cuello de vidrio comprenden el 30% y el 5% restantes, respectivamente. El vidrio del embudo puede variar de espesor, para unir el cuello fino con la pantalla gruesa. [180] [181] [6] [5] Se puede utilizar vidrio templado química o térmicamente para reducir el peso del vidrio CRT. [182] [183] [184] [185]
El revestimiento conductor exterior está conectado a tierra mientras que el revestimiento conductor interior está conectado mediante el botón/tapa del ánodo a través de una serie de condensadores y diodos (un generador Cockcroft-Walton ) al transformador de retorno de alto voltaje ; el revestimiento interior es el ánodo del CRT, [186] que, junto con un electrodo en el cañón de electrones, también se conoce como ánodo final. [187] [188] El revestimiento interior está conectado al electrodo mediante resortes. El electrodo forma parte de una lente bipotencial. [188] [189] Los condensadores y diodos sirven como multiplicador de voltaje para la corriente entregada por el flyback.
Para el revestimiento interior del embudo, los CRT monocromáticos utilizan aluminio, mientras que los CRT en color utilizan aquadag ; [115] Algunos CRT pueden usar óxido de hierro en el interior. [6] En el exterior, la mayoría de los CRT (pero no todos) [190] utilizan aquadag. [191] Aquadag es una pintura a base de grafito eléctricamente conductora. En los CRT en color, el aquadag se rocía en el interior del embudo [192] [115] mientras que históricamente el aquadag se pintaba en el interior de los CRT monocromáticos. [22]
El ánodo se utiliza para acelerar los electrones hacia la pantalla y también recoge los electrones secundarios que emiten las partículas de fósforo en el vacío del CRT. [193] [194] [195] [196] [22]
La conexión de la tapa del ánodo en los CRT modernos debe poder manejar hasta 55-60 kV, según el tamaño y el brillo del CRT. Los voltajes más altos permiten CRT más grandes, mayor brillo de imagen o un equilibrio entre los dos. [197] [144] Consiste en un clip de metal que se expande en el interior de un botón de ánodo que está incrustado en el vidrio del embudo del CRT. [198] [199] La conexión está aislada mediante una ventosa de silicona, posiblemente también utilizando grasa de silicona para evitar la descarga de corona . [200] [201]
El botón del ánodo debe tener una forma especial para establecer un sello hermético entre el botón y el embudo. Los rayos X pueden filtrarse a través del botón del ánodo, aunque ese puede no ser el caso en los CRT más nuevos desde finales de los 70 hasta principios de los 80, gracias a un nuevo diseño de botón y clip. [144] [202] El botón puede consistir en un conjunto de 3 copas anidadas, y la copa más externa está hecha de una aleación de níquel, cromo y hierro que contiene entre 40 y 49 % de níquel y entre 3 y 6 % de cromo para hacer el botón. fácil de fusionar al vidrio del embudo, con una primera copa interior hecha de hierro grueso y económico para proteger contra los rayos X, y con la segunda copa más interna también hecha de hierro o cualquier otro metal conductor de electricidad para conectar al clip. Las copas deben ser lo suficientemente resistentes al calor y tener coeficientes de expansión térmica similares a los del vidrio del embudo para resistir la fusión con el vidrio del embudo. El lado interior del botón está conectado al revestimiento conductor interior del CRT. [194] El botón del ánodo se puede unir al embudo mientras se presiona para darle forma en un molde. [203] [204] [144] Alternativamente, el blindaje contra rayos X puede integrarse en el clip. [205]
El transformador flyback también se conoce como IHVT (Transformador de alto voltaje integrado) si incluye un multiplicador de voltaje. El flyback utiliza un núcleo de cerámica o hierro en polvo para permitir un funcionamiento eficiente a altas frecuencias. El flyback contiene un devanado primario y muchos secundarios que proporcionan varios voltajes diferentes. El devanado secundario principal suministra al multiplicador de voltaje pulsos de voltaje para finalmente suministrar al CRT el alto voltaje del ánodo que utiliza, mientras que los devanados restantes suministran el voltaje del filamento del CRT, los pulsos de manipulación, el voltaje de enfoque y los voltajes derivados de la trama de escaneo. Cuando se apaga el transformador, el campo magnético del flyback colapsa rápidamente, lo que induce un alto voltaje en sus devanados. La velocidad a la que colapsa el campo magnético determina el voltaje que se induce, por lo que el voltaje aumenta junto con su velocidad. Se utiliza un condensador (condensador de sincronización de retorno) o una serie de condensadores (para proporcionar redundancia) para frenar el colapso del campo magnético. [206] [207]
El diseño de la fuente de alimentación de alto voltaje en un producto que utiliza un CRT influye en la cantidad de rayos X emitidos por el CRT. La cantidad de rayos X emitidos aumenta con voltajes y corrientes más altos. Si un producto como un televisor utiliza una fuente de alimentación de alto voltaje no regulada, lo que significa que el voltaje del ánodo y del foco disminuyen al aumentar la corriente de electrones cuando se muestra una imagen brillante, la cantidad de rayos X emitidos es máxima cuando se muestra el CRT. imágenes moderadamente brillantes, ya que cuando se muestran imágenes oscuras o brillantes, el voltaje del ánodo más alto contrarresta la corriente del haz de electrones más baja y viceversa, respectivamente. Los tubos de vacío reguladores y rectificadores de alto voltaje de algunos televisores CRT antiguos también pueden emitir rayos X. [155]
El cañón de electrones emite los electrones que finalmente chocan contra los fósforos de la pantalla del CRT. El cañón de electrones contiene un calentador que calienta un cátodo, que genera electrones que, mediante rejillas, se enfocan y finalmente se aceleran hacia la pantalla del CRT. La aceleración se produce en combinación con el revestimiento interior de aluminio o Aquadag del CRT. El cañón de electrones está colocado de modo que apunte al centro de la pantalla. [188] Está dentro del cuello del CRT, y se mantiene unido y montado en el cuello mediante cuentas de vidrio o varillas de soporte de vidrio, que son las tiras de vidrio del cañón de electrones. [22] [188] [208] El cañón de electrones se fabrica por separado y luego se coloca dentro del cuello mediante un proceso llamado "bobinado" o sellado. [66] [209] [210] [211] [212] [213] El cañón de electrones tiene una oblea de vidrio que está fusionada al cuello del CRT. Las conexiones al cañón de electrones atraviesan la oblea de vidrio. [210] [214] Una vez que el cañón de electrones está dentro del cuello, sus partes metálicas (rejillas) forman arcos entre sí usando alto voltaje para suavizar los bordes ásperos en un proceso llamado golpe puntual, para evitar que los bordes ásperos de las rejillas se generando electrones secundarios. [215] [216] [217]
El cañón de electrones tiene un cátodo caliente calentado indirectamente mediante un elemento calefactor de filamento de tungsteno; el calentador puede consumir entre 0,5 y 2 A de corriente, según el CRT. El voltaje aplicado al calentador puede afectar la vida útil del CRT. [218] [219] Calentar el cátodo energiza los electrones que contiene, lo que ayuda a la emisión de electrones, [220] mientras que al mismo tiempo se suministra corriente al cátodo; normalmente entre 140 mA a 1,5 V y 600 mA a 6,3 V. [221] El cátodo crea una nube de electrones (emite electrones) cuyos electrones se extraen, aceleran y enfocan en un haz de electrones. [22] Los CRT de color tienen tres cátodos: uno para rojo, verde y azul. El calentador se encuentra dentro del cátodo pero no lo toca; el cátodo tiene su propia conexión eléctrica independiente. El cátodo es un material recubierto sobre una pieza de níquel que proporciona la conexión eléctrica y soporte estructural; el calentador se encuentra dentro de esta pieza sin tocarla. [186] [222] [223] [224]
Hay varios cortocircuitos que pueden ocurrir en un cañón de electrones CRT. Uno es un cortocircuito entre el calentador y el cátodo, que hace que el cátodo emita electrones permanentemente, lo que puede provocar una imagen con un tinte rojo, verde o azul brillante con líneas de retorno, según los cátodos afectados. Alternativamente, el cátodo puede hacer un cortocircuito con la rejilla de control, posiblemente causando efectos similares, o la rejilla de control y la rejilla de la pantalla (G2) [225] pueden hacer un cortocircuito causando una imagen muy oscura o ninguna imagen en absoluto. El cátodo puede estar rodeado por una protección para evitar salpicaduras . [226] [227]
El cátodo es una capa de óxido de bario que está recubierta sobre una pieza de níquel como soporte eléctrico y mecánico. [228] [143] El óxido de bario debe activarse calentándolo para permitirle liberar electrones. La activación es necesaria porque el óxido de bario no es estable en el aire, por lo que se aplica al cátodo como carbonato de bario, que no puede emitir electrones. La activación calienta el carbonato de bario para descomponerlo en óxido de bario y dióxido de carbono mientras se forma una fina capa de bario metálico sobre el cátodo. [229] [228] La activación se realiza cuando se forma el vacío (descrito en § Evacuación). Después de la activación, el óxido puede resultar dañado por varios gases comunes, como vapor de agua, dióxido de carbono y oxígeno. [230] Alternativamente, se puede utilizar carbonato cálcico de bario y estroncio en lugar de carbonato de bario, lo que produce óxidos de bario, estroncio y calcio después de la activación. [231] [22] Durante el funcionamiento, el óxido de bario se calienta a 800-1000 °C, momento en el que comienza a desprender electrones. [232] [143] [220]
Al ser un cátodo caliente, es propenso al envenenamiento del cátodo, que es la formación de una capa de iones positivos que impide que el cátodo emita electrones, reduciendo significativa o completamente el brillo de la imagen y provocando que el enfoque y la intensidad se vean afectados por la frecuencia del señal de vídeo que impide que el CRT muestre imágenes detalladas. Los iones positivos provienen de moléculas de aire sobrantes dentro del CRT o del propio cátodo [22] que reaccionan con el tiempo con la superficie del cátodo caliente. [233] [227] Se pueden agregar metales reductores como manganeso, circonio, magnesio, aluminio o titanio a la pieza de níquel para alargar la vida útil del cátodo, ya que durante la activación, los metales reductores se difunden en el óxido de bario, mejorando su vida útil, especialmente con altas corrientes de haz de electrones. [234] En los CRT de color con cátodos rojos, verdes y azules, uno o más cátodos pueden verse afectados independientemente de los demás, provocando la pérdida total o parcial de uno o más colores. [227] Los CRT pueden desgastarse o quemarse debido al envenenamiento del cátodo. El envenenamiento del cátodo se acelera por el aumento de la corriente catódica (sobremarcha). [235] En los CRT en color, dado que hay tres cátodos, uno para rojo, verde y azul, uno o más cátodos envenenados pueden causar la pérdida parcial o total de uno o más colores, tiñendo la imagen. [227] La capa también puede actuar como un condensador en serie con el cátodo, induciendo un retraso térmico. En cambio, el cátodo puede estar hecho de óxido de escandio o incorporarlo como dopante, para retrasar el envenenamiento del cátodo, extendiendo la vida útil del cátodo hasta en un 15%. [236] [143] [237]
La cantidad de electrones generados por los cátodos está relacionada con su superficie. Un cátodo con más superficie crea más electrones, en una nube de electrones más grande, lo que hace que sea más difícil enfocar la nube de electrones en un haz de electrones. [235] Normalmente, sólo una parte del cátodo emite electrones a menos que el CRT muestre imágenes con partes que tengan el brillo máximo de la imagen; sólo las partes con brillo máximo hacen que todo el cátodo emita electrones. El área del cátodo que emite electrones crece desde el centro hacia afuera a medida que aumenta el brillo, por lo que el desgaste del cátodo puede ser desigual. Cuando solo se usa el centro del cátodo, el CRT puede iluminar intensamente aquellas partes de las imágenes que tienen brillo total pero no muestran partes más oscuras de las imágenes en absoluto; en tal caso, el CRT muestra una característica gamma deficiente. [227]
La segunda rejilla (pantalla) de la pistola (G2) acelera los electrones hacia la pantalla utilizando varios cientos de voltios CC. Se aplica una corriente negativa [238] a la primera rejilla (de control) (G1) para hacer converger el haz de electrones. En la práctica, G1 es un cilindro Wehnelt . [221] [239] El brillo de la pantalla no se controla variando el voltaje del ánodo ni la corriente del haz de electrones (nunca se varían) a pesar de que influyen en el brillo de la imagen, sino que el brillo de la imagen se controla variando la diferencia de voltaje. entre el cátodo y la rejilla de control G1. Una tercera rejilla (G3) enfoca electrostáticamente el haz de electrones antes de que el voltaje del ánodo lo desvíe y lo acelere hacia la pantalla. [240] El enfoque electrostático del haz de electrones se puede lograr utilizando una lente de Einzel energizada hasta 600 voltios. [241] [229] Antes del enfoque electrostático, enfocar el haz de electrones requería un sistema de enfoque mecánico grande, pesado y complejo colocado fuera del cañón de electrones. [160]
Sin embargo, el enfoque electrostático no se puede lograr cerca del ánodo final del CRT debido a su alto voltaje de decenas de kilovoltios, por lo que se debe utilizar un electrodo de alto voltaje (≈600–8000 V) [242] , junto con un electrodo en el voltaje final del ánodo. del CRT, se puede utilizar para enfocar. Esta disposición se denomina lente bipotencial, que también ofrece un mayor rendimiento que una lente de Einzel, o el enfoque se puede lograr utilizando una bobina de enfoque magnética junto con un alto voltaje de ánodo de docenas de kilovoltios. Sin embargo, el enfoque magnético es costoso de implementar, por lo que rara vez se utiliza en la práctica. [186] [229] [243] [244] Algunos CRT pueden usar dos rejillas y lentes para enfocar el haz de electrones. [236] El voltaje de enfoque se genera en el flyback utilizando un subconjunto del devanado de alto voltaje del flyback junto con un divisor de voltaje resistivo. El electrodo de enfoque se conecta junto con las otras conexiones que se encuentran en el cuello del CRT. [245]
Existe un voltaje llamado voltaje de corte que es el voltaje que crea negro en la pantalla ya que hace que la imagen en la pantalla creada por el haz de electrones desaparezca, el voltaje se aplica a G1. En un CRT en color con tres pistolas, las pistolas tienen diferentes voltajes de corte. Muchos CRT comparten las rejillas G1 y G2 en las tres pistolas, lo que aumenta el brillo de la imagen y simplifica el ajuste, ya que en dichos CRT hay un voltaje de corte único para las tres pistolas (ya que G1 se comparte en todas las pistolas). [188] pero colocando una tensión adicional en el amplificador de video utilizado para alimentar el video a los cátodos del cañón de electrones, ya que el voltaje de corte aumenta. Los CRT monocromáticos no sufren este problema. En los CRT monocromáticos, el vídeo se envía a la pistola variando el voltaje en la primera rejilla de control. [246] [160]
Durante el retroceso del haz de electrones, el preamplificador que alimenta el amplificador de video se desactiva y el amplificador de video está polarizado a un voltaje superior al voltaje de corte para evitar que se muestren líneas de retroceso, o se le puede aplicar a G1 un voltaje negativo grande para evitar que los electrones salgan del cátodo. [22] Esto se conoce como supresión. (consulte Intervalo de supresión vertical e Intervalo de supresión horizontal ). La polarización incorrecta puede provocar líneas de retorno visibles en uno o más colores, creando líneas de retorno teñidas o blancas (por ejemplo, teñidas de rojo si el color rojo se ve afectado, teñidas de magenta si el los colores rojo y azul se ven afectados, y el blanco si se ven afectados todos los colores). [247] [248] [249] Alternativamente, el amplificador puede ser controlado por un procesador de video que también introduce un OSD (visualización en pantalla) en la secuencia de video que se alimenta al amplificador, utilizando una señal de supresión rápida. [250] Los televisores y monitores de computadora que incorporan CRT necesitan un circuito de restauración de CC para proporcionar una señal de video al CRT con un componente de CC, restaurando el brillo original de diferentes partes de la imagen. [251]
El haz de electrones puede verse afectado por el campo magnético de la Tierra, lo que hace que normalmente entre en la lente de enfoque descentrado; esto se puede corregir mediante controles de astigmación. Los controles de astigmación son tanto magnéticos como electrónicos (dinámicos); El magnético hace la mayor parte del trabajo, mientras que el electrónico se utiliza para ajustes finos. [252] Uno de los extremos del cañón de electrones tiene un disco de vidrio, cuyos bordes están fusionados con el borde del cuello del CRT, posiblemente usando frita ; [253] los cables metálicos que conectan el cañón de electrones con el exterior pasan a través del disco. [254]
Algunos cañones de electrones tienen una lente cuadrupolo con enfoque dinámico para alterar la forma y ajustar el enfoque del haz de electrones, variando el voltaje del enfoque dependiendo de la posición del haz de electrones para mantener la nitidez de la imagen en toda la pantalla, especialmente en las esquinas. [111] [255] [256] [257] [258] También pueden tener una resistencia de purga para derivar voltajes para las rejillas a partir del voltaje del ánodo final. [259] [260] [261]
Una vez fabricados los CRT, se envejecieron para permitir que se estabilizara la emisión catódica. [262] [263]
Los cañones de electrones en los CRT de color son impulsados por un amplificador de video que toma una señal por canal de color y la amplifica a 40-170 V por canal, para alimentar los cátodos del cañón de electrones; [249] cada cañón de electrones tiene su propio canal (uno por color) y todos los canales pueden ser controlados por el mismo amplificador, que internamente tiene tres canales separados. [264] Las capacidades del amplificador limitan la resolución, la frecuencia de actualización y la relación de contraste del CRT, ya que el amplificador necesita proporcionar un gran ancho de banda y variaciones de voltaje al mismo tiempo; resoluciones y frecuencias de actualización más altas necesitan anchos de banda más altos (velocidad a la que se puede variar el voltaje y, por lo tanto, cambiar entre blanco y negro) y relaciones de contraste más altas necesitan variaciones de voltaje o amplitud más altas para niveles de negro más bajos y niveles de blanco más altos. 30 Mhz de ancho de banda normalmente pueden proporcionar una resolución de 720p o 1080i, mientras que 20 Mhz normalmente proporcionan alrededor de 600 (horizontales, de arriba a abajo) líneas de resolución, por ejemplo. [265] [249] La diferencia de voltaje entre el cátodo y la rejilla de control es lo que modula el haz de electrones, modulando su corriente y por tanto el brillo de la imagen. [227] Los fósforos utilizados en los CRT de color producen diferentes cantidades de luz para una determinada cantidad de energía, por lo que para producir blanco en un CRT de color, las tres pistolas deben generar diferentes cantidades de energía. La pistola que produce más energía es la pistola roja, ya que el fósforo rojo emite la menor cantidad de luz. [249]
Los CRT tienen una característica de triodo pronunciada, lo que da como resultado una gamma significativa (una relación no lineal en un cañón de electrones entre el voltaje de video aplicado y la intensidad del haz). [266]
Hay dos tipos de deflexión: magnética y electrostática. Lo magnético se utiliza generalmente en televisores y monitores, ya que permite ángulos de deflexión más altos (y, por lo tanto, CRT menos profundos) y potencia de deflexión (lo que permite una mayor corriente de haz de electrones y, por lo tanto, imágenes más brillantes) [267] , evitando al mismo tiempo la necesidad de altos voltajes para la deflexión de hasta 2 kV, [169] mientras que los osciloscopios suelen utilizar deflexión electrostática ya que las formas de onda sin procesar capturadas por el osciloscopio se pueden aplicar directamente (después de la amplificación) a las placas de deflexión electrostática verticales dentro del CRT. [268]
Aquellos que usan deflexión magnética pueden usar un yugo que tiene dos pares de bobinas de deflexión; un par para desviación vertical y otro para desviación horizontal. [269] El yugo puede ser adherido (ser integral) o removible. Aquellos que estaban unidos usaron pegamento [270] o plástico [271] para unir el yugo al área entre el cuello y el embudo del CRT mientras que aquellos con yugos removibles se sujetaron. [272] [117] El yugo genera calor cuya eliminación es esencial ya que la conductividad del vidrio aumenta al aumentar la temperatura, el vidrio debe ser aislante para que el CRT siga siendo utilizable como condensador. De este modo se comprueba la temperatura del vidrio debajo del yugo durante el diseño de un yugo nuevo. [143] El yugo contiene las bobinas de desviación y convergencia con un núcleo de ferrita para reducir la pérdida de fuerza magnética [273] [269] , así como los anillos magnetizados utilizados para alinear o ajustar los haces de electrones en los CRT de color (El color pureza y convergencia anillos, por ejemplo) [274] y CRT monocromáticos. [275] [276] El yugo se puede conectar mediante un conector; el orden en el que se conectan las bobinas de desviación del yugo determina la orientación de la imagen mostrada por el CRT. [166] Las bobinas de desviación se pueden mantener en su lugar usando pegamento de poliuretano. [270]
Las bobinas de desviación son impulsadas por señales de diente de sierra [277] [278] [249] que pueden entregarse a través de VGA como señales de sincronización horizontal y vertical. [279] Un CRT necesita dos circuitos de desviación: un circuito horizontal y un circuito vertical, que son similares excepto que el circuito horizontal funciona a una frecuencia mucho más alta (una frecuencia de exploración horizontal ) de 15 a 240 kHz, dependiendo de la frecuencia de actualización del CRT. y el número de líneas horizontales que se dibujarán (la resolución vertical del CRT). La frecuencia más alta la hace más susceptible a las interferencias, por lo que se puede usar un circuito de control automático de frecuencia (AFC) para bloquear la fase de la señal de desviación horizontal con la de una señal de sincronización, para evitar que la imagen se distorsione en diagonal. La frecuencia vertical varía según la frecuencia de actualización del CRT. Entonces, un CRT con una frecuencia de actualización de 60 Hz tiene un circuito de desviación vertical que funciona a 60 Hz. Las señales de deflexión horizontal y vertical pueden generarse utilizando dos circuitos que funcionan de manera diferente; la señal de desviación horizontal se puede generar usando un oscilador controlado por voltaje (VCO), mientras que la señal vertical se puede generar usando un oscilador de relajación activado. En muchos televisores, las frecuencias a las que funcionan las bobinas de desviación están determinadas en parte por el valor de inductancia de las bobinas. [280] [249] Los CRT tenían diferentes ángulos de deflexión; cuanto mayor es el ángulo de deflexión, menos profundo es el CRT [281] para un tamaño de pantalla determinado, pero a costa de una mayor potencia de deflexión y un menor rendimiento óptico. [143] [282]
Una mayor potencia de deflexión significa que se envía más corriente [283] a las bobinas de deflexión para doblar el haz de electrones en un ángulo mayor, [111] lo que a su vez puede generar más calor o requerir componentes electrónicos que puedan manejar el aumento de potencia. [282] El calor se genera debido a pérdidas resistivas y del núcleo. [284] La potencia de deflexión se mide en mA por pulgada. [249] Las bobinas de desviación vertical pueden requerir ~24 voltios, mientras que las bobinas de desviación horizontal requieren ~120 voltios para funcionar.
Las bobinas de desviación son accionadas por amplificadores de desviación. [285] Las bobinas de desviación horizontal también pueden ser accionadas en parte por la etapa de salida horizontal de un televisor. La etapa contiene un condensador que está en serie con las bobinas de desviación horizontal que realiza varias funciones, entre ellas: dar forma a la señal de desviación en forma de diente de sierra para que coincida con la curvatura del CRT y centrar la imagen evitando que se desarrolle una polarización de CC en la bobina. Al comienzo del retroceso, el campo magnético de la bobina colapsa, lo que hace que el haz de electrones regrese al centro de la pantalla, mientras que al mismo tiempo la bobina devuelve energía a los condensadores, cuya energía luego se utiliza para forzar al electrón. haz para ir a la izquierda de la pantalla. [206]
Debido a la alta frecuencia a la que operan las bobinas de desviación horizontal, la energía en las bobinas de desviación debe reciclarse para reducir la disipación de calor. El reciclaje se realiza transfiriendo la energía del campo magnético de las bobinas de desviación a un conjunto de condensadores. [206] El voltaje en las bobinas de desviación horizontal es negativo cuando el haz de electrones está en el lado izquierdo de la pantalla y positivo cuando el haz de electrones está en el lado derecho de la pantalla. La energía necesaria para la deflexión depende de la energía de los electrones. [286] Los haces de electrones de mayor energía (voltaje y/o corriente) necesitan más energía para ser desviados, [133] y se utilizan para lograr un mayor brillo de la imagen. [287] [288] [197]
Utilizado principalmente en osciloscopios. La deflexión se lleva a cabo aplicando un voltaje a través de dos pares de placas, una para la deflexión horizontal y la otra para la deflexión vertical. El haz de electrones se dirige variando la diferencia de voltaje entre las placas de un par; Por ejemplo, aplicar un voltaje a la placa superior del par de deflexión vertical, mientras se mantiene el voltaje en la placa inferior a 0 voltios, hará que el haz de electrones se desvíe hacia la parte superior de la pantalla; aumentar el voltaje en la placa superior mientras se mantiene la placa inferior en 0 hará que el haz de electrones se desvíe a un punto más alto en la pantalla (hará que el haz se desvíe en un ángulo de deflexión más alto). Lo mismo se aplica a las placas de desviación horizontales. Aumentar la longitud y la proximidad entre las placas de un par también puede aumentar el ángulo de deflexión. [289]
Burn-in es cuando las imágenes se "graban" físicamente en la pantalla del CRT; Esto ocurre debido a la degradación de los fósforos debido al bombardeo prolongado de electrones sobre los fósforos, y sucede cuando una imagen o logotipo fijo se deja demasiado tiempo en la pantalla, lo que hace que aparezca como una imagen "fantasma" o, en casos severos, también cuando el CRT está apagado. Para contrarrestar esto, se utilizaron salvapantallas en las computadoras para minimizar el desgaste. [290] El quemado no es exclusivo de los CRT, como también ocurre con las pantallas de plasma y las pantallas OLED.
El vacío parcial del CRT de 0,01 pascales (1 × 10 −7 atm) [291] a 0,1 micropascales (1 × 10 −12 atm) o menos [292] se evacua o se agota en un horno de ~375–475 °C en un proceso llamado horneado o horneado . [293] El proceso de evacuación también desgasifica cualquier material dentro del CRT, mientras descompone otros, como el alcohol polivinílico utilizado para aplicar los fósforos. [294] El calentamiento y el enfriamiento se realizan gradualmente para evitar provocar tensiones, endurecer y posiblemente agrietar el vidrio; El horno calienta los gases dentro del CRT, aumentando la velocidad de las moléculas de gas, lo que aumenta las posibilidades de que la bomba de vacío las extraiga. La temperatura del CRT se mantiene por debajo de la del horno, y el horno comienza a enfriarse justo después de que el CRT alcanza los 400 °C, o el CRT se mantuvo a una temperatura superior a 400 °C durante un máximo de 15 a 55 minutos. . El CRT se calentó durante o después de la evacuación, y es posible que el calor se haya utilizado simultáneamente para derretir la frita en el CRT, uniendo la pantalla y el embudo. [295] [296] [297] La bomba utilizada es una bomba turbomolecular o una bomba de difusión . [298] [299] [300] [301] Antiguamente también se utilizaban bombas de vacío de mercurio. [302] [303] Después del horneado, el CRT se desconecta ("se sella o se apaga") de la bomba de vacío. [304] [305] [306] Luego, el captador se activa utilizando una bobina de RF (inducción). El captador suele estar en el embudo o en el cuello del CRT. [307] [308] El material absorbente, que a menudo es a base de bario, atrapa las partículas de gas restantes a medida que se evapora debido al calentamiento inducido por la bobina de RF (que puede combinarse con el calentamiento exotérmico dentro del material); el vapor llena el CRT, atrapando cualquier molécula de gas que encuentre y se condensa en el interior del CRT formando una capa que contiene moléculas de gas atrapadas. Puede haber hidrógeno presente en el material para ayudar a distribuir el vapor de bario. El material se calienta a temperaturas superiores a 1000 °C, provocando su evaporación. [309] [310] [230] La pérdida parcial de vacío en un CRT puede provocar una imagen borrosa, brillo azul en el cuello del CRT, descargas eléctricas, pérdida de emisión catódica o problemas de enfoque. [160]
Los CRT solían ser reconstruidos; reparado o renovado. El proceso de reconstrucción incluyó el desmontaje del CRT, el desmontaje y la reparación o reemplazo de los cañones de electrones, la eliminación y redeposición de fósforos y aquadag , etc. La reconstrucción fue popular hasta la década de 1960 porque los CRT eran caros y se desgastaban rápidamente. haciendo que la reparación valga la pena. [307] El último reconstructor de CRT en los EE. UU. cerró en 2010, [311] y el último en Europa, RACS, que estaba ubicado en Francia, cerró en 2013. [312]
También conocido como rejuvenecimiento, el objetivo es restaurar temporalmente el brillo de un CRT desgastado. Esto a menudo se hace aumentando cuidadosamente el voltaje en el calentador del cátodo y la corriente y el voltaje en las rejillas de control del cañón de electrones manualmente [ cita requerida ] . Algunos rejuvenecedores también pueden reparar cortocircuitos entre el calentador y el cátodo ejecutando una descarga capacitiva a través del cortocircuito. [227]
Los fósforos en los CRT emiten electrones secundarios debido a que están dentro del vacío del CRT. Los electrones secundarios son recogidos por el ánodo del CRT. [196] Los electrones secundarios generados por los fósforos deben recolectarse para evitar que se desarrollen cargas en la pantalla, lo que conduciría a una reducción del brillo de la imagen [22] ya que la carga repelería el haz de electrones.
Los fósforos utilizados en los CRT a menudo contienen metales de tierras raras, [313] [314] [290] que reemplazan a los fósforos más tenues anteriores. Los primeros fósforos rojos y verdes contenían cadmio, [315] y algunos fósforos CRT blancos y negros también contenían berilio en forma de silicato de zinc-berilio, [50] aunque los fósforos blancos que contenían cadmio, zinc y magnesio con plata, cobre o manganeso como dopantes eran También usado. [22] Los fósforos de tierras raras utilizados en los CRT son más eficientes (producen más luz) que los fósforos anteriores. [316] Los fósforos se adhieren a la pantalla debido a Van der Waals y fuerzas electrostáticas. Los fósforos compuestos de partículas más pequeñas se adhieren con más fuerza a la pantalla. Los fósforos junto con el carbón utilizado para evitar el sangrado de luz (en los CRT de color) se pueden eliminar fácilmente rascándolos. [138] [317]
Había varias docenas de tipos de fósforo disponibles para los CRT. [318] Los fósforos se clasificaron según el color, la persistencia, las curvas de aumento y caída de luminancia, el color según el voltaje del ánodo (para los fósforos utilizados en CRT de penetración), el uso previsto, la composición química, la seguridad, la sensibilidad al quemado y las propiedades de emisión secundaria. . [319] Ejemplos de fósforos de tierras raras son el óxido de itrio para el rojo [320] y el siliciuro de itrio para el azul en tubos de índice de haz, [321] mientras que ejemplos de fósforos anteriores son el sulfuro de cobre y cadmio para el rojo,
Los fósforos SMPTE-C tienen propiedades definidas por el estándar SMPTE-C, que define un espacio de color del mismo nombre. El estándar prioriza la reproducción precisa del color, lo que se vio dificultado por los diferentes fósforos y espacios de color utilizados en los sistemas de color NTSC y PAL. Los televisores PAL tienen una reproducción de color subjetivamente mejor debido al uso de fósforos verdes saturados, que tienen tiempos de descomposición relativamente largos que se toleran en PAL, ya que en PAL hay más tiempo para que los fósforos se descompongan, debido a su menor velocidad de fotogramas. Se utilizaron fósforos SMPTE-C en monitores de vídeo profesionales. [322] [323]
El revestimiento de fósforo en los CRT monocromáticos y en color puede tener un revestimiento de aluminio en su parte posterior que se utiliza para reflejar la luz hacia adelante, brindar protección contra iones para evitar la quema de iones negativos en el fósforo, controlar el calor generado por los electrones que chocan contra el fósforo, [324 ] evitan la acumulación de estática que podría repeler los electrones de la pantalla, forman parte del ánodo y recogen los electrones secundarios generados por los fósforos en la pantalla después de ser golpeados por el haz de electrones, proporcionando a los electrones un camino de retorno. [325] [143] [326] [324] [22] El haz de electrones atraviesa el revestimiento de aluminio antes de impactar los fósforos de la pantalla; el aluminio atenúa el voltaje del haz de electrones en aproximadamente 1 kV. [327] [22] [319] Se puede aplicar una película o laca a los fósforos para reducir la rugosidad de la superficie formada por los fósforos para permitir que el recubrimiento de aluminio tenga una superficie uniforme y evitar que toque el vidrio del pantalla. [328] [329] Esto se conoce como filmación. [175] La laca contiene solventes que luego se evaporan; la laca se puede hacer químicamente rugosa para crear una capa de aluminio con agujeros para permitir que escapen los solventes. [329]
Hay varios fósforos disponibles según las necesidades de la aplicación de medición o visualización. El brillo, el color y la persistencia de la iluminación dependen del tipo de fósforo utilizado en la pantalla CRT. Los fósforos están disponibles con persistencias que van desde menos de un microsegundo hasta varios segundos. [330] Para la observación visual de eventos transitorios breves, puede ser deseable un fósforo de larga persistencia. Para eventos que son rápidos y repetitivos, o de alta frecuencia, generalmente es preferible un fósforo de corta persistencia. [331] La persistencia del fósforo debe ser lo suficientemente baja para evitar artefactos borrosos o fantasmas a altas frecuencias de actualización. [111]
Las variaciones en el voltaje del ánodo pueden provocar variaciones en el brillo en partes o en toda la imagen, además de florecer, encogerse o que la imagen se acerque o aleje. Los voltajes más bajos provocan un florecimiento y un acercamiento, mientras que los voltajes más altos hacen lo contrario. [332] [333] Es inevitable que haya cierta floración, que puede verse como áreas brillantes de una imagen que se expanden, distorsionan o hacen a un lado las áreas circundantes más oscuras de la misma imagen. El florecimiento se produce porque las áreas brillantes tienen una mayor corriente de haz de electrones procedente del cañón de electrones, lo que hace que el haz sea más ancho y más difícil de enfocar. Una mala regulación del voltaje hace que el voltaje del foco y del ánodo disminuya al aumentar la corriente del haz de electrones. [155]
El doming es un fenómeno que se encuentra en algunos televisores CRT en el que partes de la máscara de sombra se calientan. En los televisores que exhiben este comportamiento, tiende a ocurrir en escenas de alto contraste en las que hay una escena en gran medida oscura con uno o más puntos brillantes localizados. Cuando el haz de electrones incide en la máscara de sombra en estas áreas, se calienta de manera desigual. La máscara de sombra se deforma debido a las diferencias de calor, lo que hace que el cañón de electrones golpee fósforos de colores incorrectos y que se muestren colores incorrectos en el área afectada. [334] La expansión térmica hace que la máscara de sombra se expanda alrededor de 100 micrones. [335] [336] [337] [338]
Durante el funcionamiento normal, la máscara de sombra se calienta a unos 80-90 °C. [339] Las áreas brillantes de las imágenes calientan la máscara de sombra más que las áreas oscuras, lo que provoca un calentamiento desigual de la máscara de sombra y deformación (florecimiento) debido a la expansión térmica causada por el calentamiento por el aumento de la corriente del haz de electrones. [340] [341] La máscara de sombra suele estar hecha de acero, pero puede estar hecha de Invar [116] (una aleación de níquel-hierro de baja expansión térmica), ya que soporta dos o tres veces más corriente que las máscaras convencionales sin deformaciones perceptibles. , [111] [342] [64] al tiempo que facilita la obtención de CRT de mayor resolución. [343] Se pueden aplicar recubrimientos que disipan el calor sobre la máscara de sombra para limitar la floración [344] [345] en un proceso llamado ennegrecimiento. [346] [347]
Se pueden utilizar resortes bimetálicos en los CRT utilizados en televisores para compensar la deformación que se produce cuando el haz de electrones calienta la máscara de sombra, provocando expansión térmica. [63] La máscara de sombra se instala a la pantalla mediante piezas metálicas [348] o un riel o marco [349] [350] [351] que se fusiona al embudo o al vidrio de la pantalla respectivamente, [256] sujetando la máscara de sombra. en tensión para minimizar la deformación (si la máscara es plana, se usa en monitores de computadora CRT de pantalla plana) y permitir un mayor brillo y contraste de la imagen.
Las pantallas de rejilla de apertura son más brillantes porque permiten el paso de más electrones, pero requieren cables de soporte. También son más resistentes a la deformación. [111] Los CRT en color necesitan voltajes de ánodo más altos que los CRT monocromáticos para lograr el mismo brillo, ya que la máscara de sombra bloquea la mayor parte del haz de electrones. Las máscaras de ranura [51] y especialmente las rejillas de apertura no bloquean tantos electrones, lo que da como resultado una imagen más brillante para un voltaje de ánodo determinado, pero los CRT con rejilla de apertura son más pesados. [116] Las máscaras de sombra bloquean [352] 80–85% [340] [339] del haz de electrones, mientras que las rejillas de apertura permiten el paso de más electrones. [353]
El brillo de la imagen está relacionado con el voltaje del ánodo y con el tamaño de los CRT, por lo que se necesitan voltajes más altos tanto para pantallas más grandes [354] como para un brillo de imagen más alto. El brillo de la imagen también está controlado por la corriente del haz de electrones. [235] Los voltajes de ánodo y las corrientes de haz de electrones más altos también significan mayores cantidades de rayos X y generación de calor, ya que los electrones tienen una mayor velocidad y energía. [155] Se utiliza vidrio con plomo y vidrio especial de bario-estroncio para bloquear la mayoría de las emisiones de rayos X.
Un límite práctico en el tamaño de un CRT es el peso del vidrio grueso necesario para sostener su vacío de manera segura, [355] ya que el exterior de un CRT está expuesto a toda la presión atmosférica , que por ejemplo totaliza 5800 libras de fuerza (26 000 N ). en una pantalla de 27 pulgadas (400 en 2 ). [356] Por ejemplo, el gran Sony PVM-4300 de 43 pulgadas pesa 440 lb o 200 kg , [357] mucho más pesado que los CRT de 32 pulgadas (hasta 163 lb o 74 kg) y los CRT de 19 pulgadas (hasta 60 libras o 27 kg). Los televisores de pantalla plana mucho más livianos pesan solo ~18 lb (8,2 kg) el de 32 pulgadas y 6,5 lb (2,9 kg) el de 19 pulgadas. [358]
El tamaño también está limitado por el voltaje del ánodo, ya que requeriría una mayor rigidez dieléctrica para evitar la formación de arcos y las pérdidas eléctricas y la generación de ozono que provoca, sin sacrificar el brillo de la imagen.
Las máscaras de sombras también se vuelven más difíciles de hacer a medida que aumentan la resolución y el tamaño. [343]
En ángulos de deflexión, resoluciones y frecuencias de actualización altos (dado que resoluciones y frecuencias de actualización más altas requieren que se apliquen frecuencias significativamente más altas a las bobinas de desviación horizontal), el yugo de desviación comienza a producir grandes cantidades de calor, debido a la necesidad de mover el haz de electrones. en un ángulo más alto, lo que a su vez requiere cantidades exponencialmente mayores de energía. Por ejemplo, para aumentar el ángulo de deflexión de 90 a 120°, el consumo de energía del yugo también debe aumentar de 40 vatios a 80 vatios, y para aumentarlo aún más de 120 a 150°, la potencia de deflexión debe volver a aumentar de 80 a 160 vatios . Esto normalmente hace que los CRT que van más allá de ciertos ángulos de deflexión, resoluciones y frecuencias de actualización sean poco prácticos, ya que las bobinas generarían demasiado calor debido a la resistencia causada por el efecto piel , las pérdidas por corrientes superficiales y de Foucault , y/o posiblemente causando el vidrio debajo de la bobina. volverse conductor (ya que la conductividad eléctrica del vidrio disminuye al aumentar la temperatura). Algunos yugos de deflexión están diseñados para disipar el calor que proviene de su funcionamiento. [115] [359] [284] [360] [361] [362] Los ángulos de deflexión más altos en los CRT de color afectan directamente la convergencia en las esquinas de la pantalla, lo que requiere circuitos de compensación adicionales para manejar la potencia y la forma del haz de electrones, lo que genera costos más altos. y consumo de energía. [363] [364] Los ángulos de deflexión más altos permiten que un CRT de un tamaño determinado sea más delgado; sin embargo, también imponen más tensión en la envoltura del CRT, especialmente en el panel, el sello entre el panel y el embudo y en el embudo. El embudo debe ser lo suficientemente largo para minimizar el estrés, ya que un embudo más largo puede tener una mejor forma para tener menos estrés. [99] [365]
En los CRT, la frecuencia de actualización depende de la resolución, las cuales, en última instancia, están limitadas por la frecuencia máxima de escaneo horizontal del CRT. El desenfoque de movimiento también depende del tiempo de descomposición de los fósforos. Los fósforos que se desintegran demasiado lentamente para una frecuencia de actualización determinada pueden provocar manchas o desenfoque por movimiento en la imagen. En la práctica, los CRT están limitados a una frecuencia de actualización de 160 Hz. [372] Las pantallas LCD que pueden competir con OLED (LCD de doble capa y mini-LED) no están disponibles en altas frecuencias de actualización, aunque las LCD de puntos cuánticos (QLED) están disponibles en altas frecuencias de actualización (hasta 144 Hz) [373] y son competitivos en reproducción de color con los OLED. [374]
Los monitores CRT aún pueden superar a los monitores LCD y OLED en retardo de entrada, ya que no hay procesamiento de señal entre el CRT y el conector de pantalla del monitor, ya que los monitores CRT a menudo usan VGA, que proporciona una señal analógica que puede enviarse directamente a un CRT. Las tarjetas de video diseñadas para usarse con CRT pueden tener un RAMDAC para generar las señales analógicas que necesita el CRT. [375] [10] Además, los monitores CRT suelen ser capaces de mostrar imágenes nítidas en varias resoluciones, una capacidad conocida como sincronización múltiple . [376] Debido a estas razones, los jugadores de PC a veces prefieren los CRT a pesar de su volumen, peso y generación de calor. [377] [367]
Los CRT tienden a ser más duraderos que sus homólogos de pantalla plana, [10] aunque también existen LCD especializados que tienen una durabilidad similar.
Los CRT se produjeron en dos categorías principales: tubos de imagen y tubos de visualización. [68] Los tubos de imagen se utilizaron en televisores, mientras que los tubos de visualización se utilizaron en monitores de computadora. Los tubos de visualización eran de mayor resolución y, cuando se usaban en monitores de computadora, a veces tenían sobreescaneo ajustable , [378] [379] o, a veces, subescaneo. [380] [381] Los CRT de tubo de imagen tienen sobreexploración, lo que significa que no se muestran los bordes reales de la imagen; Esto es deliberado para permitir variaciones de ajuste entre televisores CRT, evitando que los bordes irregulares (debido al florecimiento) de la imagen se muestren en la pantalla. La máscara de sombra puede tener ranuras que reflejan los electrones que no llegan a la pantalla debido al sobreescaneo . [382] [111] Los tubos de imagen en color utilizados en los televisores también se conocían como CPT. [383] Los CRT a veces también se denominan tubos de Braun. [384] [385]
Si el CRT es un CRT en blanco y negro (blanco y negro o monocromático), hay un único cañón de electrones en el cuello y el embudo está recubierto por dentro con aluminio aplicado por evaporación; El aluminio se evapora al vacío y se deja condensar en el interior del CRT. [175] El aluminio elimina la necesidad de trampas de iones , necesarias para evitar la quema de iones en el fósforo, al mismo tiempo que refleja la luz generada por el fósforo hacia la pantalla, gestionando el calor y absorbiendo electrones, proporcionándoles un camino de retorno; anteriormente los embudos se recubrían por dentro con aquadag, usado porque se puede aplicar como pintura; [165] los fósforos se dejaron sin recubrir. [22] El aluminio comenzó a aplicarse a los CRT en la década de 1950, cubriendo el interior del CRT, incluidos los fósforos, lo que también aumentó el brillo de la imagen ya que el aluminio reflejaba la luz (que de otro modo se perdería dentro del CRT) hacia el exterior del CRT. [22] [386] [387] [388] En CRT monocromáticos aluminizados, Aquadag se utiliza en el exterior. Hay una única capa de aluminio que cubre el embudo y la pantalla. [175]
La pantalla, el embudo y el cuello se fusionan en una sola envoltura, posiblemente usando sellos de esmalte de plomo, se hace un agujero en el embudo sobre el cual se instala la tapa del ánodo y luego se aplican el fósforo, el aquadag y el aluminio. [66] Anteriormente, los CRT monocromáticos utilizaban trampas de iones que requerían imanes; El imán se usó para desviar los electrones lejos de los iones más difíciles de desviar, dejando pasar los electrones mientras dejaba que los iones chocaran contra una lámina de metal dentro del cañón de electrones. [389] [160] [324] La quema de iones produce un desgaste prematuro del fósforo. Dado que los iones son más difíciles de desviar que los electrones, la quema de iones deja un punto negro en el centro de la pantalla. [160] [324]
El revestimiento interior de aquadag o aluminio era el ánodo y servía para acelerar los electrones hacia la pantalla, recogerlos después de golpear la pantalla mientras servía como condensador junto con el revestimiento exterior de aquadag. La pantalla tiene una única capa uniforme de fósforo y no tiene máscara de sombra, por lo que técnicamente no tiene límite de resolución. [390] [167] [391]
Los CRT monocromáticos pueden usar anillos magnéticos para ajustar el centrado del haz de electrones e imanes alrededor del yugo de desviación para ajustar la geometría de la imagen. [276] [392]
Los CRT en color utilizan tres fósforos diferentes que emiten luz roja, verde y azul respectivamente. Están agrupados en franjas (como en los diseños de rejillas de apertura ) o grupos llamados "tríadas" (como en los CRT con máscara de sombra ). [394] [395]
Los CRT de color tienen tres cañones de electrones, uno para cada color primario (rojo, verde y azul), dispuestos en línea recta (en línea) o en una configuración triangular equilátera (los cañones generalmente se construyen como una sola unidad). [188] [269] [396] [397] [398] La configuración triangular a menudo se llama delta-gun , según su relación con la forma de la letra griega delta (Δ). La disposición de los fósforos es la misma que la de los cañones de electrones. [188] [399] Una rejilla o máscara absorbe los electrones que de otro modo golpearían el fósforo equivocado. [400]
Un tubo de máscara de sombra utiliza una placa de metal con pequeños orificios, generalmente en configuración delta, colocados de manera que el haz de electrones solo ilumine los fósforos correctos en la cara del tubo; [394] bloqueando todos los demás electrones. [100] Las máscaras de sombra que utilizan ranuras en lugar de agujeros se conocen como máscaras de ranura. [10] Los agujeros o ranuras son cónicos [401] [402] de modo que los electrones que inciden en el interior de cualquier agujero se reflejarán hacia atrás, si no son absorbidos (por ejemplo, debido a la acumulación de carga local), en lugar de rebotar a través del agujero para golpear un lugar aleatorio (incorrecto) en la pantalla. Otro tipo de CRT en color (Trinitron) utiliza una rejilla de apertura de cables verticales tensados para lograr el mismo resultado. [400] La máscara de sombra tiene un solo orificio para cada tríada. [188] La máscara de sombra suele estar 1 ⁄ 2 pulgada detrás de la pantalla. [116]
Los CRT Trinitron se diferenciaban de otros CRT de color en que tenían un único cañón de electrones con tres cátodos, una rejilla de apertura que deja pasar más electrones, lo que aumenta el brillo de la imagen (ya que la rejilla de apertura no bloquea tantos electrones) y una pantalla verticalmente cilíndrica. , en lugar de una pantalla curva. [403]
Los tres cañones de electrones están en el cuello (a excepción de los Trinitrons) y los fósforos rojo, verde y azul de la pantalla pueden estar separados por una rejilla o matriz negra (llamada franja negra por Toshiba). [sesenta y cinco]
El embudo está recubierto con aquadag en ambos lados, mientras que la pantalla tiene un recubrimiento de aluminio separado aplicado al vacío, [188] [115] depositado después de aplicar el recubrimiento de fósforo, de cara al cañón de electrones. [404] [405] El revestimiento de aluminio protege el fósforo de los iones, absorbe electrones secundarios, proporcionándoles un camino de retorno, evitando que carguen electrostáticamente la pantalla, lo que luego repelería los electrones y reduciría el brillo de la imagen, refleja la luz de los fósforos hacia adelante. y ayuda a controlar el calor. También sirve como ánodo del CRT junto con el revestimiento interno de Aquadag. El revestimiento interior está conectado eléctricamente a un electrodo del cañón de electrones mediante resortes, formando el ánodo final. [189] [188] El revestimiento exterior de aquadag está conectado a tierra , posiblemente mediante una serie de resortes o un arnés que hace contacto con el aquadag. [406] [407]
La máscara de sombra absorbe o refleja electrones que de otro modo golpearían los puntos de fósforo incorrectos, [391] provocando problemas de pureza del color (decoloración de las imágenes); en otras palabras, cuando se configura correctamente, la máscara de sombra ayuda a garantizar la pureza del color. [188] Cuando los electrones golpean la máscara de sombra, liberan su energía en forma de calor y rayos X. Si los electrones tienen demasiada energía debido a un voltaje del ánodo demasiado alto, por ejemplo, la máscara de sombra puede deformarse debido al calor, lo que también puede ocurrir durante el horneado Lehr a ~435 °C del sello de frita entre la placa frontal y el embudo del CRT. [352] [408]
Las máscaras de sombra fueron reemplazadas en los televisores por máscaras de ranura en la década de 1970, ya que las máscaras de ranura dejan pasar más electrones, lo que aumenta el brillo de la imagen. Las máscaras de sombra pueden conectarse eléctricamente al ánodo del CRT. [409] [51] [410] [411] Trinitron usó un solo cañón de electrones con tres cátodos en lugar de tres cañones completos. Los monitores CRT de PC suelen utilizar máscaras de sombra, excepto Trinitron de Sony, Diamondtron de Mitsubishi y Cromaclear de NEC ; Trinitron y Diamondtron usan rejillas de apertura, mientras que Cromaclear usa una máscara de ranura. Algunos CRT con máscara de sombra tienen fósforos de color que tienen un diámetro más pequeño que los haces de electrones utilizados para iluminarlos, [412] con la intención de cubrir todo el fósforo, aumentando el brillo de la imagen. [413] Las máscaras de sombra se pueden presionar para darles una forma curva. [414] [415] [416]
Los primeros CRT en color no tenían una matriz negra, que fue introducida por Zenith en 1969 y Panasonic en 1970. [413] [ 417] [132] La matriz negra elimina la luz que se filtra de un fósforo a otro, ya que la matriz negra aísla el fósforo. puntos entre sí, de modo que parte del haz de electrones toca la matriz negra. Esto también es necesario debido a la deformación de la máscara de sombra. [65] [412] Aún puede producirse un ligero sangrado debido a que los electrones perdidos golpean los puntos de fósforo equivocados. A altas resoluciones y frecuencias de actualización, los fósforos solo reciben una cantidad muy pequeña de energía, lo que limita el brillo de la imagen. [343]
Se utilizaron varios métodos para crear la matriz negra. Un método recubría la pantalla con un fotorresistente, como un fotorresistente de alcohol polivinílico sensibilizado con dicromato, que luego se secaba y se exponía; Se eliminaron las áreas no expuestas y se cubrió toda la pantalla con grafito coloidal para crear una película de carbono, y luego se usó peróxido de hidrógeno para eliminar el fotoprotector restante junto con el carbono que estaba encima, creando agujeros que a su vez crearon la matriz negra. . El fotorresistente debía tener el grosor correcto para garantizar una adhesión suficiente a la pantalla, mientras que el paso de exposición debía controlarse para evitar agujeros demasiado pequeños o grandes con bordes irregulares causados por la difracción de la luz, lo que en última instancia limitaba la resolución máxima de los colores de gran tamaño. CRT. [412] Los agujeros se rellenaron luego con fósforo utilizando el método descrito anteriormente. Otro método utilizaba fósforos suspendidos en una sal aromática de diazonio que se adhería a la pantalla cuando se exponía a la luz; Se aplicaron los fósforos y luego se expusieron para que se adhirieran a la pantalla, repitiendo el proceso una vez para cada color. Luego se aplicó carbono a las áreas restantes de la pantalla mientras se exponía toda la pantalla a la luz para crear la matriz negra, y se aplicó a la pantalla un proceso de fijación utilizando una solución polimérica acuosa para hacer que los fósforos y la matriz negra fueran resistentes al agua. [417] Podrá utilizarse cromo negro en lugar de carbono en la matriz negra. [412] También se utilizaron otros métodos. [418] [419] [420] [421]
Los fósforos se aplican mediante fotolitografía . El lado interior de la pantalla está recubierto con partículas de fósforo suspendidas en una suspensión fotorresistente de PVA, [422] [423] que luego se seca con luz infrarroja, [424] se expone y se revela. La exposición se realiza mediante un "faro" que utiliza una fuente de luz ultravioleta con una lente correctora para permitir que el CRT alcance la pureza del color. Como fotomáscaras se utilizan máscaras de sombras extraíbles con clips accionados por resorte. El proceso se repite con todos los colores. Generalmente el fósforo verde es el primero en aplicarse. [188] [425] [426] [427] Después de la aplicación de fósforo, la pantalla se hornea para eliminar cualquier químico orgánico (como el PVA que se usó para depositar el fósforo) que pueda quedar en la pantalla. [417] [428] Alternativamente, los fósforos se pueden aplicar en una cámara de vacío evaporándolos y permitiéndoles condensarse en la pantalla, creando un recubrimiento muy uniforme. [236] Los primeros CRT en color tenían sus fósforos depositados mediante serigrafía. [43] Los fósforos pueden tener filtros de color sobre ellos (de cara al espectador), contener pigmento del color emitido por el fósforo, [429] [314] o estar encapsulados en filtros de color para mejorar la pureza y reproducción del color y al mismo tiempo reducir el deslumbramiento. [426] [411] Esta tecnología fue vendida por Toshiba bajo la marca Microfilter. [430] La mala exposición debido a una luz insuficiente conduce a una mala adhesión del fósforo a la pantalla, lo que limita la resolución máxima de un CRT, ya que los puntos de fósforo más pequeños necesarios para resoluciones más altas no pueden recibir tanta luz debido a su tamaño más pequeño. [431]
Después de recubrir la pantalla con fósforo y aluminio y de instalarle la máscara de sombra, la pantalla se une al embudo utilizando una frita de vidrio que puede contener entre un 65% y un 88% de óxido de plomo en peso. El óxido de plomo es necesario para que la frita de vidrio tenga una temperatura de fusión baja. También puede estar presente óxido de boro (III) para estabilizar la frita, con polvo de alúmina como polvo de relleno para controlar la expansión térmica de la frita. [432] [149] [6] La frita se puede aplicar como una pasta que consiste en partículas de frita suspendidas en acetato de amilo o en un polímero con un monómero de metacrilato de alquilo junto con un disolvente orgánico para disolver el polímero y el monómero. [433] [434] Luego, el CRT se cuece en un horno en lo que se llama horneado Lehr, para curar la frita, sellando el embudo y la pantalla juntos. La frita contiene una gran cantidad de plomo, lo que hace que los CRT en color contengan más plomo que sus homólogos monocromáticos. Por otro lado, los CRT monocromáticos no requieren frita; el embudo se puede fusionar directamente al vidrio [100] derritiendo y uniendo los bordes del embudo y la pantalla usando llamas de gas. La frita se utiliza en CRT en color para evitar la deformación de la máscara de sombra y la pantalla durante el proceso de fusión. Los bordes de la pantalla y el embudo del CRT nunca se derriten. [188] Se puede aplicar una imprimación en los bordes del embudo y la pantalla antes de aplicar la pasta de frita para mejorar la adhesión. [435] El horneado Lehr consta de varios pasos sucesivos que calientan y luego enfrían el CRT gradualmente hasta que alcanza una temperatura de 435 a 475 °C [433] (otras fuentes pueden indicar temperaturas diferentes, como 440 °C) [436] Después del horneado Lehr, el CRT se lava con aire o nitrógeno para eliminar los contaminantes, se inserta y sella el cañón de electrones en el cuello del CRT y se forma un vacío en el CRT. [437] [211]
Debido a las limitaciones en la precisión dimensional con la que se pueden fabricar CRT de forma económica, no ha sido prácticamente posible construir CRT de color en los que se puedan alinear tres haces de electrones para incidir en fósforos del color respectivo en una coordinación aceptable, únicamente sobre la base de la geometría. configuración de los ejes del cañón de electrones y las posiciones de apertura del cañón, aperturas de la máscara de sombra, etc. La máscara de sombra garantiza que un haz solo alcanzará puntos de ciertos colores de fósforo, pero variaciones mínimas en la alineación física de las partes internas entre los CRT individuales causarán variaciones en la alineación exacta de los haces a través de la máscara de sombra, permitiendo que algunos electrones de, por ejemplo, el haz rojo choquen, digamos, con fósforos azules, a menos que se haga alguna compensación individual por la variación entre los tubos individuales.
La convergencia del color y la pureza del color son dos aspectos de este único problema. En primer lugar, para una correcta reproducción del color es necesario que, independientemente de dónde se desvíen los rayos en la pantalla, los tres lleguen al mismo punto (y nominalmente pasen por el mismo orificio o ranura) en la máscara de sombra. [ se necesita aclaración ] Esto se llama convergencia. [438] Más específicamente, la convergencia en el centro de la pantalla (sin campo de deflexión aplicado por el yugo) se llama convergencia estática, y la convergencia sobre el resto del área de la pantalla (especialmente en los bordes y esquinas) se llama dinámica. convergencia. [117] Los rayos pueden converger en el centro de la pantalla y aún así desviarse unos de otros a medida que se desvían hacia los bordes; Se diría que un CRT de este tipo tiene una buena convergencia estática pero una pobre convergencia dinámica. En segundo lugar, cada rayo sólo debe incidir en los fósforos del color que pretende incidir y ningún otro. A esto se le llama pureza. Al igual que la convergencia, existe pureza estática y pureza dinámica, con los mismos significados de "estático" y "dinámico" que para la convergencia. La convergencia y la pureza son parámetros distintos; un CRT podría tener buena pureza pero poca convergencia, o viceversa. Una mala convergencia provoca "sombras" o "fantasmas" de color a lo largo de los bordes y contornos mostrados, como si la imagen en la pantalla estuviera impresa en huecograbado con un registro deficiente. La mala pureza hace que los objetos en la pantalla parezcan descoloridos mientras sus bordes permanecen nítidos. Los problemas de pureza y convergencia pueden ocurrir al mismo tiempo, en la misma o diferentes áreas de la pantalla o en ambas en toda la pantalla, y de manera uniforme o en mayor o menor grado en diferentes partes de la pantalla.
La solución a los problemas de pureza y convergencia estática es un conjunto de anillos magnéticos de alineación de colores instalados alrededor del cuello del CRT. [439] Estos imanes permanentes débiles móviles generalmente se montan en el extremo posterior del conjunto de yugo de desviación y se configuran en fábrica para compensar cualquier pureza estática y errores de convergencia que sean intrínsecos al tubo no ajustado. Normalmente se trata de dos o tres pares de dos imanes en forma de anillos de plástico impregnados de un material magnético, con sus campos magnéticos paralelos a los planos de los imanes, que son perpendiculares a los ejes del cañón de electrones. A menudo, un par de anillos tiene 2 polos, otro tiene 4 y el anillo restante tiene 6 polos. [440] Cada par de anillos magnéticos forma un único imán efectivo cuyo vector de campo se puede ajustar total y libremente (tanto en dirección como en magnitud). Al girar un par de imanes entre sí, se puede variar la alineación relativa de su campo, ajustando la intensidad de campo efectiva del par. (A medida que giran entre sí, se puede considerar que el campo de cada imán tiene dos componentes opuestos en ángulos rectos, y estos cuatro componentes [dos cada uno para dos imanes] forman dos pares, un par se refuerza entre sí y el otro par se opone y Al girar un par de imanes juntos, preservando el ángulo relativo entre ellos, la dirección de su El campo magnético se puede variar. En general, ajustar todos los imanes de convergencia/pureza permite aplicar una ligera desviación del haz de electrones o un desplazamiento lateral finamente ajustado, lo que compensa los errores menores de convergencia estática y pureza intrínsecos al tubo no calibrado. Una vez colocados, estos imanes normalmente se pegan en su lugar, pero normalmente se pueden liberar y reajustar en el campo (por ejemplo, en un taller de reparación de televisores) si es necesario.
En algunos CRT, se agregan imanes fijos ajustables adicionales para lograr convergencia dinámica o pureza dinámica en puntos específicos de la pantalla, generalmente cerca de las esquinas o bordes. Por lo general, no se pueden realizar ajustes adicionales de la convergencia dinámica y la pureza de forma pasiva, sino que se requieren circuitos de compensación activos, uno para corregir la convergencia horizontal y otro para corregirla verticalmente. El yugo de desviación contiene bobinas de convergencia, un conjunto de dos por color, enrolladas en el mismo núcleo, al que se aplican las señales de convergencia. Eso significa 6 bobinas de convergencia en grupos de 3, con 2 bobinas por grupo, con una bobina para la corrección de la convergencia horizontal y otra para la corrección de la convergencia vertical, y cada grupo comparte un núcleo. Los grupos están separados 120° entre sí. La convergencia dinámica es necesaria porque el frente del CRT y la máscara de sombra no son esféricos, lo que compensa el desenfoque del haz de electrones y el astigmatismo. El hecho de que la pantalla CRT no sea esférica [441] genera problemas de geometría que pueden corregirse mediante un circuito. [442] Las señales utilizadas para la convergencia son formas de onda parabólicas derivadas de tres señales provenientes de un circuito de salida vertical. La señal parabólica se alimenta a las bobinas de convergencia, mientras que las otras dos son señales en dientes de sierra que, cuando se mezclan con las señales parabólicas, crean la señal necesaria para la convergencia. Se utilizan una resistencia y un diodo para bloquear la señal de convergencia en el centro de la pantalla para evitar que se vea afectada por la convergencia estática. Los circuitos de convergencia horizontal y vertical son similares. Cada circuito tiene dos resonadores, uno habitualmente sintonizado a 15.625 Hz y el otro a 31.250 Hz, que fijan la frecuencia de la señal enviada a las bobinas de convergencia. [443] La convergencia dinámica se puede lograr utilizando campos cuadrupolares electrostáticos en el cañón de electrones. [444] La convergencia dinámica significa que el haz de electrones no viaja en una línea perfectamente recta entre las bobinas de desviación y la pantalla, ya que las bobinas de convergencia hacen que se curve para adaptarse a la pantalla.
En cambio, la señal de convergencia puede ser una señal en diente de sierra con una ligera apariencia de onda sinusoidal; la parte de onda sinusoidal se crea utilizando un condensador en serie con cada bobina de desviación. En este caso, la señal de convergencia se utiliza para accionar las bobinas de desviación. La parte de onda sinusoidal de la señal hace que el haz de electrones se mueva más lentamente cerca de los bordes de la pantalla. Los condensadores utilizados para crear la señal de convergencia se conocen como condensadores s. Este tipo de convergencia es necesaria debido a los altos ángulos de deflexión y las pantallas planas de muchos monitores de computadora CRT. El valor de los condensadores s debe elegirse en función de la velocidad de escaneo del CRT, por lo que los monitores de sincronización múltiple deben tener diferentes conjuntos de condensadores s, uno para cada frecuencia de actualización. [111]
En cambio, la convergencia dinámica se puede lograr en algunos CRT utilizando solo los anillos magnéticos, imanes pegados al CRT, y variando la posición del yugo de desviación, cuya posición se puede mantener usando tornillos de fijación, una abrazadera y cuñas de goma. [117] [445] Los CRT con ángulo de deflexión de 90° pueden utilizar "autoconvergencia" sin convergencia dinámica, lo que, junto con la disposición de tríada en línea, elimina la necesidad de bobinas de convergencia separadas y circuitos relacionados, lo que reduce los costos. complejidad y profundidad CRT en 10 milímetros. La autoconvergencia funciona mediante campos magnéticos "no uniformes". La convergencia dinámica es necesaria en los CRT con un ángulo de deflexión de 110°, y también se pueden usar devanados cuadrupolos en el yugo de deflexión a una determinada frecuencia para la convergencia dinámica. [446]
La pureza y la convergencia dinámica del color son una de las principales razones por las que hasta finales de su historia, los CRT tenían cuello largo (profundo) y caras curvadas biaxialmente; Estas características de diseño geométrico son necesarias para la pureza y la convergencia de color dinámica pasiva intrínseca. Sólo a partir de la década de 1990 se pusieron a disposición sofisticados circuitos activos de compensación de convergencia dinámica que hicieron viables los CRT de cuello corto y cara plana. Estos circuitos de compensación activa utilizan el yugo de deflexión para ajustar con precisión la deflexión del haz según la ubicación del objetivo del haz. Las mismas técnicas (y los principales componentes del circuito) también hacen posible el ajuste de la rotación, la inclinación y otros parámetros complejos de geometría de trama de la imagen de visualización a través de componentes electrónicos bajo el control del usuario. [111]
Alternativamente, las pistolas se pueden alinear entre sí (convergir) usando anillos de convergencia colocados justo fuera del cuello; con un anillo por arma. Los anillos pueden tener polos norte y sur. Puede haber 4 conjuntos de anillos, uno para ajustar la convergencia RGB, un segundo para ajustar la convergencia rojo y azul, un tercero para ajustar el desplazamiento vertical del ráster y un cuarto para ajustar la pureza. El desplazamiento de trama vertical ajusta la rectitud de la línea de escaneo. Los CRT también pueden emplear circuitos de convergencia dinámica, que garantizan una convergencia correcta en los bordes del CRT. También se pueden utilizar imanes de aleación permanente para corregir la convergencia en los bordes. La convergencia se lleva a cabo con la ayuda de un patrón de rayado (cuadrícula). [447] [448] Otros CRT pueden utilizar imanes que se empujan hacia adentro y hacia afuera en lugar de anillos. [407] En los primeros CRT en color, los agujeros en la máscara de sombra se hacían progresivamente más pequeños a medida que se extendían hacia afuera desde el centro de la pantalla, para ayudar en la convergencia. [413]
Si la máscara de sombra o la rejilla de apertura se magnetizan, su campo magnético altera la trayectoria de los haces de electrones. Esto provoca errores de "pureza de color", ya que los electrones ya no siguen únicamente los caminos previstos y algunos chocarán con fósforos de colores distintos al previsto. Por ejemplo, algunos electrones del haz rojo pueden chocar con fósforos azules o verdes, imponiendo un tinte magenta o amarillo a partes de la imagen que se supone que son de color rojo puro. (Este efecto se localiza en un área específica de la pantalla si la magnetización está localizada). Por lo tanto, es importante que la máscara de sombra o la rejilla de apertura no estén magnetizadas. El campo magnético terrestre puede afectar la pureza del color del CRT. [447] Debido a esto, algunos CRT tienen escudos magnéticos externos sobre sus embudos. El escudo magnético puede estar hecho de hierro dulce o acero dulce y contener una bobina desmagnetizadora. [449] El escudo magnético y la máscara de sombra pueden quedar magnetizados permanentemente por el campo magnético de la Tierra, lo que afecta negativamente a la pureza del color cuando se mueve el CRT. Este problema se resuelve con una bobina desmagnetizadora incorporada, que se encuentra en muchos televisores y monitores de computadora. La desmagnetización puede ser automática y ocurrir cada vez que se enciende el CRT. [450] [188] El escudo magnético también puede ser interno, estando en el interior del embudo del CRT. [451] [452] [111] [ 453 ] [454] [455]
Las pantallas CRT en color en televisores y monitores de computadora a menudo tienen una bobina desmagnetizadora incorporada montada alrededor del perímetro de la cara del CRT. Al encender la pantalla CRT, el circuito de desmagnetización produce una breve corriente alterna a través de la bobina que se desvanece a cero en unos pocos segundos, produciendo un campo magnético alterno en decadencia desde la bobina. Este campo desmagnetizador es lo suficientemente fuerte como para eliminar la magnetización de la máscara de sombra en la mayoría de los casos, manteniendo la pureza del color. [456] [457] En casos inusuales de magnetización fuerte donde el campo desmagnetizador interno no es suficiente, la máscara de sombra se puede desmagnetizar externamente con un desmagnetizador o desmagnetizador portátil más potente. Sin embargo, un campo magnético excesivamente fuerte, ya sea alterno o constante, puede deformar (doblar) mecánicamente la máscara de sombra, provocando una distorsión permanente del color en la pantalla que se parece mucho a un efecto de magnetización.
El paso de puntos define la resolución máxima de la pantalla, asumiendo CRT de cañón delta. En estos, a medida que la resolución escaneada se acerca a la resolución del tamaño de punto, aparece muaré , ya que el detalle que se muestra es más fino de lo que la máscara de sombra puede representar. [458] Sin embargo, los monitores con rejilla de apertura no sufren de muaré vertical porque sus franjas de fósforo no tienen detalles verticales. En los CRT más pequeños, estas tiras mantienen su posición por sí mismas, pero los CRT con rejilla de apertura más grande requieren una o dos tiras de soporte transversales (horizontales); uno para CRT más pequeños y dos para los más grandes. Los cables de soporte bloquean los electrones, lo que hace que los cables sean visibles. [459] En los CRT con rejilla de apertura, el paso de punto se reemplaza por el paso de franja. Hitachi desarrolló la máscara de sombra Enhanced Dot Pitch (EDP), que utiliza agujeros ovalados en lugar de circulares, con respectivos puntos de fósforo ovalados. [411] El muaré se reduce en los CRT con máscara de sombra disponiendo los agujeros en la máscara de sombra en un patrón similar a un panal. [111]
Los CRT de proyección se utilizaron en proyectores CRT y televisores de retroproyección CRT y, por lo general, son pequeños (entre 7 y 9 pulgadas de ancho); [265] tienen un fósforo que genera luz roja, verde o azul, lo que los convierte en CRT monocromáticos; [460] y son similares en construcción a otros CRT monocromáticos. Los CRT de proyección más grandes en general duraban más y podían proporcionar niveles de brillo y resolución más altos, pero también eran más caros. [461] [462] Los CRT de proyección tienen un voltaje de ánodo inusualmente alto para su tamaño (como 27 o 25 kV para un CRT de proyección de 5 o 7 pulgadas respectivamente), [463] [464] y un cátodo de tungsteno/bario especialmente fabricado. (en lugar del óxido de bario puro utilizado normalmente) que consiste en átomos de bario embebidos en un 20% de tungsteno poroso o aluminatos de bario y calcio o de óxidos de bario, calcio y aluminio recubiertos sobre tungsteno poroso; el bario se difunde a través del tungsteno para emitir electrones. [465] El cátodo especial puede entregar 2 mA de corriente en lugar de los 0,3 mA de los cátodos normales, [466] [465] [229] [167] lo que los hace lo suficientemente brillantes como para usarlos como fuentes de luz para proyección. El alto voltaje del ánodo y el cátodo hecho especialmente aumentan el voltaje y la corriente, respectivamente, del haz de electrones, lo que aumenta la luz emitida por los fósforos, y también la cantidad de calor generado durante el funcionamiento; esto significa que los proyectores CRT necesitan refrigeración. La criba se suele enfriar utilizando un recipiente (la criba forma parte del contenedor) con glicol; el glicol se puede teñir, [467] o se puede usar glicol incoloro dentro de un recipiente que puede ser coloreado (formando una lente conocida como elemento c). Las lentes de colores o el glicol se utilizan para mejorar la reproducción del color a costa del brillo y sólo se utilizan en CRT rojos y verdes. [468] [469] Cada CRT tiene su propio glicol, que tiene acceso a una burbuja de aire para permitir que el glicol se contraiga y expanda a medida que se enfría y calienta. Los CRT con proyector pueden tener anillos de ajuste, al igual que los CRT en color, para ajustar el astigmatismo, [470] que es el destello del haz de electrones (luz parásita similar a las sombras). [471] Tienen tres anillos de ajuste; uno con dos postes, uno con cuatro postes y otro con 6 postes. Cuando se ajusta correctamente, el proyector puede mostrar puntos perfectamente redondos sin destellar. [472] Las pantallas utilizadas en los CRT de proyección eran más transparentes de lo habitual, con un 90% de transmitancia. [115] Los primeros CRT de proyección se fabricaron en 1933. [473]
Los proyectores CRT estaban disponibles con enfoque electrostático y electromagnético, siendo este último más caro. El enfoque electrostático utilizaba componentes electrónicos para enfocar el haz de electrones, junto con imanes de enfoque alrededor del cuello del CRT para realizar ajustes precisos de enfoque. Este tipo de enfoque se degradó con el tiempo. El enfoque electromagnético se introdujo a principios de la década de 1990 e incluía una bobina de enfoque electromagnético además de los imanes de enfoque ya existentes. El enfoque electromagnético fue mucho más estable durante la vida útil del CRT, conservando el 95% de su nitidez al final de su vida útil. [474]
Los tubos de índice de haz , también conocidos como Uniray, Apple CRT o Indextron, [475] fueron un intento de Philco en la década de 1950 de crear un CRT en color sin máscara de sombra, eliminando los problemas de convergencia y pureza y permitiendo CRT menos profundos con mayor deflexión. anglos. [476] También requirió una fuente de alimentación de menor voltaje para el ánodo final ya que no usó una máscara de sombra, que normalmente bloquea alrededor del 80% de los electrones generados por el cañón de electrones. La falta de una máscara de sombra también lo hizo inmune al campo magnético de la Tierra, al mismo tiempo que hacía innecesaria la desmagnetización y aumentaba el brillo de la imagen. [477] Fue construido de manera similar a un CRT monocromático, con un revestimiento exterior de Aquadag, un revestimiento interior de aluminio y un cañón de electrones único, pero con una pantalla con un patrón alterno de franjas de fósforo rojo, verde, azul y UV (índice) ( similar a un Trinitron) con un tubo fotomultiplicador montado lateralmente [478] [477] o fotodiodo apuntado hacia la parte trasera de la pantalla y montado en el embudo del CRT, para rastrear el haz de electrones para activar los fósforos por separado usando el mismo rayo de electrones. Para el seguimiento sólo se utilizó la franja índice de fósforo, y fue el único fósforo que no estaba cubierto por una capa de aluminio. [327] Fue archivado debido a la precisión requerida para producirlo. [479] [480] Sony lo revivió en la década de 1980 como Indextron, pero su adopción fue limitada, al menos en parte debido al desarrollo de pantallas LCD. Los CRT con índice de haz también adolecían de relaciones de contraste deficientes de sólo alrededor de 50:1, ya que los fotodiodos requerían cierta emisión de luz por parte de los fósforos en todo momento para seguir el haz de electrones. Permitió proyectores CRT de un solo color debido a la falta de máscara de sombra; normalmente los proyectores CRT utilizan tres CRT, uno para cada color, [481] ya que se genera mucho calor debido al alto voltaje del ánodo y la corriente del haz, lo que hace que una máscara de sombra sea poco práctica e ineficiente ya que se deformaría con el calor producido (máscaras de sombra absorber la mayor parte del haz de electrones y, por tanto, la mayor parte de la energía transportada por los electrones relativistas); Los tres CRT significaban que se debía llevar a cabo un complicado procedimiento de calibración y ajuste [482] durante la instalación del proyector, y mover el proyector requeriría su recalibración. Un solo CRT significó que se eliminó la necesidad de calibración, pero el brillo se redujo ya que la pantalla CRT tuvo que usarse para tres colores en lugar de que cada color tuviera su propia pantalla CRT. [475] Un patrón de rayas también impone un límite de resolución horizontal; Por el contrario, los proyectores CRT de tres pantallas no tienen límite de resolución teórica, debido a que tienen recubrimientos de fósforo únicos y uniformes.
Los CRT planos son aquellos que tienen una pantalla plana. A pesar de tener una pantalla plana, es posible que no sean completamente planas, especialmente en el interior, sino que tengan una curvatura mucho mayor. Una excepción notable es el LG Flatron (fabricado por LG.Philips Displays , más tarde LP Displays) que es verdaderamente plano por fuera y por dentro, pero tiene un panel de vidrio adherido en la pantalla con una banda de borde tensada para brindar protección contra implosiones. Zenith introdujo por primera vez estos CRT completamente planos en 1986 y utilizaban máscaras de sombra planas tensadas, donde la máscara de sombra se mantiene bajo tensión, lo que proporciona una mayor resistencia a la floración. [483] [484] [485] [256] [349] [486] Los CRT planos tienen una serie de desafíos, como la desviación. Se requieren impulsores de deflexión vertical para aumentar la cantidad de corriente que se envía a las bobinas de deflexión vertical para compensar la curvatura reducida. [283] Los CRT utilizados en el Sinclair TV80 y en muchos Sony Watchman eran planos porque no eran profundos y sus pantallas frontales eran planas, pero sus cañones de electrones estaban colocados a un lado de la pantalla. [487] [488] El TV80 usó deflexión electrostática [489] mientras que Watchman usó deflexión magnética con una pantalla de fósforo que estaba curvada hacia adentro. Se utilizaron CRT similares en timbres de videoportero. [490]
Los CRT de radar como el 7JP4 tenían una pantalla circular y escaneaban el haz desde el centro hacia afuera. El yugo de desviación giró, haciendo que la viga girara de forma circular. [491] La pantalla a menudo tenía dos colores, a menudo un color brillante de corta persistencia que solo aparecía cuando el haz escaneaba la pantalla y un resplandor de fósforo de larga persistencia. Cuando el haz incide en el fósforo, el fósforo se ilumina intensamente, y cuando el haz se aleja, el resplandor más tenue y de larga persistencia permanecería encendido donde el haz incidió en el fósforo, junto a los objetivos del radar que fueron "escritos" por el haz, hasta que el haz recupere el fósforo. -golpeó el fósforo. [492] [493]
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En los CRT de osciloscopio , se utiliza la deflexión electrostática , en lugar de la deflexión magnética comúnmente utilizada con televisores y otros CRT grandes. El haz se desvía horizontalmente aplicando un campo eléctrico entre un par de placas a su izquierda y derecha, y verticalmente aplicando un campo eléctrico a las placas de arriba y de abajo. Los televisores utilizan deflexión magnética en lugar de electrostática porque las placas de deflexión obstruyen el haz cuando el ángulo de deflexión es tan grande como se requiere para tubos que son relativamente cortos para su tamaño. Algunos CRT de osciloscopio incorporan ánodos de deflexión posterior (PDA) que tienen forma de espiral para garantizar un potencial anódico uniforme en todo el CRT y funcionan a hasta 15 kV. En los PDA CRT, el haz de electrones se desvía antes de acelerarlo, lo que mejora la sensibilidad y la legibilidad, especialmente cuando se analizan pulsos de voltaje con ciclos de trabajo cortos. [494] [159] [495]
Cuando se muestran eventos rápidos de una sola vez, el haz de electrones debe desviarse muy rápidamente, con pocos electrones incidiendo en la pantalla, lo que genera una imagen débil o invisible en la pantalla. Los CRT de osciloscopio diseñados para señales muy rápidas pueden ofrecer una visualización más brillante al hacer pasar el haz de electrones a través de una placa de microcanal justo antes de llegar a la pantalla. Mediante el fenómeno de emisión secundaria , esta placa multiplica el número de electrones que llegan a la pantalla de fósforo, dando una mejora significativa en la velocidad de escritura (brillo) y también una mayor sensibilidad y tamaño del punto. [496] [497]
La mayoría de los osciloscopios tienen una retícula como parte de la pantalla visual para facilitar las mediciones. La retícula puede estar marcada permanentemente dentro de la cara del CRT o puede ser una placa externa transparente hecha de vidrio o plástico acrílico . Una retícula interna elimina el error de paralaje , pero no se puede cambiar para adaptarse a diferentes tipos de mediciones. [498] Los osciloscopios comúnmente proporcionan un medio para iluminar la retícula desde un lado, lo que mejora su visibilidad. [499]
Estos se encuentran en los osciloscopios analógicos de almacenamiento de fósforo . Se diferencian de los osciloscopios de almacenamiento digital que dependen de una memoria digital de estado sólido para almacenar la imagen.
Cuando un osciloscopio monitorea un único evento breve, dicho evento será mostrado por un tubo convencional sólo mientras ocurre realmente. El uso de un fósforo de larga persistencia puede permitir observar la imagen después del evento, pero sólo durante unos segundos en el mejor de los casos. Esta limitación puede superarse mediante el uso de un tubo de rayos catódicos de almacenamiento de visión directa (tubo de almacenamiento). Un tubo de almacenamiento seguirá mostrando el evento después de que haya ocurrido hasta el momento en que se borre. Un tubo de almacenamiento es similar a un tubo convencional excepto que está equipado con una rejilla metálica recubierta con una capa dieléctrica ubicada inmediatamente detrás de la pantalla de fósforo. Un voltaje aplicado externamente a la malla inicialmente asegura que toda la malla esté a un potencial constante. Esta malla está constantemente expuesta a un haz de electrones de baja velocidad procedente de un "cañón de inundación" que funciona independientemente del cañón principal. Este cañón de inundación no se desvía como el cañón principal, sino que "ilumina" constantemente toda la malla de almacenamiento. La carga inicial en la malla de almacenamiento es tal que repele los electrones del cañón de inundación que no pueden golpear la pantalla de fósforo.
Cuando el cañón de electrones principal escribe una imagen en la pantalla, la energía del haz principal es suficiente para crear un "alivio potencial" en la malla de almacenamiento. Las zonas donde se crea este relieve ya no repelen los electrones del cañón de inundación que ahora atraviesan la malla e iluminan la pantalla de fósforo. En consecuencia, la imagen que fue trazada brevemente por el arma principal continúa mostrándose después de que haya ocurrido. La imagen se puede "borrar" volviendo a suministrar voltaje externo a la malla, restaurando su potencial constante. El tiempo durante el cual se puede mostrar la imagen fue limitado porque, en la práctica, el cañón de inundación neutraliza lentamente la carga en la red de almacenamiento. Una forma de permitir que la imagen se conserve durante más tiempo es apagar temporalmente el cañón de inundación. Entonces es posible conservar la imagen durante varios días. La mayoría de los tubos de almacenamiento permiten aplicar un voltaje más bajo a la malla de almacenamiento, lo que restaura lentamente el estado de carga inicial. Variando este voltaje se obtiene una persistencia variable. Apagar la pistola de inundación y el suministro de voltaje a la malla de almacenamiento permite que dicho tubo funcione como un tubo de osciloscopio convencional. [500]
Los monitores vectoriales se utilizaron en los primeros sistemas de diseño asistido por computadora [501] y en algunos juegos arcade de finales de los 70 y mediados de los 80, como Asteroids . [502] Dibujan gráficos punto a punto, en lugar de escanear una trama. Se pueden utilizar CRT monocromáticos o en color en pantallas vectoriales, y los principios esenciales del diseño y funcionamiento de los CRT son los mismos para cualquier tipo de pantalla; la principal diferencia está en los patrones y circuitos de deflexión del haz.
El tubo Williams o tubo Williams-Kilburn era un tubo de rayos catódicos utilizado para almacenar electrónicamente datos binarios. Se utilizó en computadoras de la década de 1940 como dispositivo de almacenamiento digital de acceso aleatorio. A diferencia de otros CRT mencionados en este artículo, el tubo Williams no era un dispositivo de visualización y, de hecho, no podía verse porque una placa de metal cubría su pantalla.
En algunos aparatos de radio con válvulas de vacío , se proporcionaba un tubo "Magic Eye" o "Tuning Eye" para ayudar a sintonizar el receptor. La sintonización se ajustaría hasta que se minimizara el ancho de una sombra radial. Este se utilizó en lugar de un medidor electromecánico más caro, que más tarde llegó a utilizarse en sintonizadores de gama alta cuando los conjuntos de transistores carecían del alto voltaje necesario para accionar el dispositivo. [503] El mismo tipo de dispositivo se utilizó con grabadoras como medidor de nivel de grabación y para varias otras aplicaciones, incluido el equipo de prueba eléctrica.
Algunas pantallas de las primeras computadoras (aquellas que necesitaban mostrar más texto del que era práctico usando vectores, o que requerían alta velocidad para la salida fotográfica) usaban CRT Charactron. Estos incorporan una máscara de personaje de metal perforado ( stencil ), que da forma a un amplio haz de electrones para formar un personaje en la pantalla. El sistema selecciona un carácter en la máscara usando un conjunto de circuitos de desviación, pero eso hace que el haz extruido apunte fuera del eje, por lo que un segundo conjunto de placas de desviación tiene que volver a orientar el haz para que se dirija hacia el centro de la pantalla. Un tercer juego de placas coloca al personaje donde sea necesario. El rayo se activa (se activa) brevemente para dibujar el personaje en esa posición. Los gráficos se podían dibujar seleccionando la posición en la máscara correspondiente al código de un espacio (en la práctica simplemente no se dibujaban), que tenía un pequeño agujero redondo en el centro; esto deshabilitó efectivamente la máscara de carácter y el sistema volvió al comportamiento vectorial normal. Los personajes tenían cuellos excepcionalmente largos debido a la necesidad de tres sistemas de deflexión. [504] [505]
Nimo era la marca registrada de una familia de pequeños CRT especializados fabricados por ingenieros electrónicos industriales . Estos tenían 10 cañones de electrones que producían haces de electrones en forma de dígitos de manera similar a la del carácter. Los tubos eran simples indicadores de un solo dígito o indicadores más complejos de 4 o 6 dígitos producidos por medio de un sistema de desviación magnética adecuado. Al tener pocas complejidades de un CRT estándar, el tubo requería un circuito de conducción relativamente simple y, como la imagen se proyectaba en la cara de vidrio, proporcionaba un ángulo de visión mucho más amplio que los tipos de la competencia (por ejemplo, los tubos Nixie ). [506] Sin embargo, su requisito de varios voltajes y su alto voltaje los hacía poco comunes.
Los CRT de haz de luz son pequeños tubos dispuestos como píxeles para grandes videowalls como los Jumbotrons . La primera pantalla que utilizó esta tecnología (llamada Diamond Vision de Mitsubishi Electric) fue introducida por Mitsubishi Electric para el Juego de Estrellas de las Grandes Ligas de Béisbol de 1980 . [507] [508] Se diferencia de un CRT normal en que el cañón de electrones que contiene no produce un haz controlable enfocado. En cambio, los electrones se rocían en un cono ancho a lo largo de todo el frente de la pantalla de fósforo, básicamente haciendo que cada unidad actúe como una sola bombilla. [509] Cada uno está recubierto con un fósforo rojo, verde o azul, para formar los subpíxeles de color. Esta tecnología ha sido reemplazada en gran medida por pantallas de diodos emisores de luz . Los CRT desenfocados y sin desviar se utilizaron como lámparas estroboscópicas controladas por rejilla desde 1958. [510] Las lámparas de luminiscencia estimuladas por electrones (ESL), que utilizan el mismo principio de funcionamiento, se lanzaron al mercado en 2011. [511]
En la década de 1960 se utilizaron CRT con un cristal frontal no fosforado pero con finos cables incrustados como cabezales de impresión electrostáticos . Los cables pasarían la corriente del haz de electrones a través del vidrio hasta una hoja de papel donde se depositaría el contenido deseado como un patrón de carga eléctrica. Luego se pasó el papel cerca de un charco de tinta líquida con carga opuesta. Las zonas cargadas del papel atraen la tinta y forman así la imagen. [512] [513]
A finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, los Laboratorios de Investigación de Philips experimentaron con un tipo de CRT delgado conocido como pantalla Zeus , que contenía una funcionalidad similar a la de un CRT en una pantalla plana . El cátodo de esta pantalla estaba montado debajo del frente de la pantalla, y los electrones del cátodo serían dirigidos a la parte posterior de la pantalla, donde permanecerían hasta que los electrodos cerca del frente de la pantalla los extrajeran y los dirigieran al frente de la pantalla. la pantalla que tenía puntos de fósforo. [514] [515] [516] [517] [518] Los dispositivos se demostraron pero nunca se comercializaron.
Algunos fabricantes de CRT, tanto LG.Philips Displays (más tarde LP Displays) como Samsung SDI, innovaron en la tecnología CRT creando un tubo más delgado. Los CRT más delgados tenían los nombres comerciales Superslim, [519] Ultraslim, [520] Vixlim (de Samsung) [521] y Cybertube y Cybertube+ (ambos de pantallas LG Philips). [522] [523] Un CRT plano de 21 pulgadas (53 cm) tiene una profundidad de 447,2 milímetros (17,61 pulgadas). La profundidad de Superslim fue de 352 milímetros (13,86 pulgadas) [524] y Ultraslim fue de 295,7 milímetros (11,64 pulgadas). [525]
Los CRT pueden emitir una pequeña cantidad de radiación de rayos X ; esto es el resultado del bombardeo del haz de electrones sobre la máscara de sombra/rejilla de apertura y los fósforos, lo que produce bremsstrahlung (radiación de frenado) a medida que los electrones de alta energía se desaceleran. En general, se considera que la cantidad de radiación que escapa de la parte frontal del monitor no es dañina. Las regulaciones de la Administración de Alimentos y Medicamentos en 21 CFR 1020.10 se utilizan para limitar estrictamente, por ejemplo, los receptores de TV a 0,5 miliroentgens por hora a una distancia de 5 cm (2 pulgadas) de cualquier superficie externa; Desde 2007, la mayoría de los CRT tienen emisiones muy por debajo de este límite. [526] Tenga en cuenta que el roentgen es una unidad obsoleta y no tiene en cuenta la absorción de dosis. La tasa de conversión es de aproximadamente 0,877 roentgen por rem . [527] Suponiendo que el espectador absorbiera la dosis completa (lo cual es poco probable) y que mirara televisión durante 2 horas al día, una dosis horaria de 0,5 miliroentgen aumentaría la dosis anual del espectador en 320 milirem . En comparación, la radiación de fondo promedio en los Estados Unidos es de 310 milirem al año. Los efectos negativos de la radiación crónica generalmente no se notan hasta dosis superiores a 20.000 milirem. [528]
La densidad de los rayos X que generaría un CRT es baja porque el escaneo rasterizado de un CRT típico distribuye la energía del haz de electrones por toda la pantalla. Los voltajes superiores a 15.000 voltios son suficientes para generar rayos X "suaves". Sin embargo, dado que los CRT pueden permanecer encendidos durante varias horas seguidas, la cantidad de rayos X generados por el CRT puede llegar a ser significativa, de ahí la importancia de utilizar materiales para proteger contra los rayos X, como el grueso vidrio con plomo y bario. Vidrio de estroncio utilizado en CRT. [136]
Las preocupaciones sobre los rayos X emitidos por los CRT comenzaron en 1967, cuando se descubrió que los televisores fabricados por General Electric emitían "radiación X por encima de los niveles deseables". Más tarde se descubrió que los televisores de todos los fabricantes también emitían radiación. Esto provocó que representantes de la industria de la televisión fueran llevados ante un comité del Congreso de los EE. UU., que luego propuso un proyecto de ley federal de regulación de la radiación, que se convirtió en la Ley de Control de la Radiación para la Salud y la Seguridad de 1968. Se recomendó a los propietarios de televisores estar siempre a una distancia de al menos 6 pies de la pantalla del televisor y evitar la "exposición prolongada" a los lados, la parte trasera o debajo del televisor. Se descubrió que la mayor parte de la radiación se dirigía hacia abajo. También se pidió a los propietarios que no modificaran el interior de sus aparatos para evitar la exposición a la radiación. Los titulares sobre televisores "radiactivos" continuaron hasta finales de los años 60. Una vez hubo una propuesta de dos congresistas de Nueva York que habría obligado a los fabricantes de televisores a "entrar en los hogares para probar los 15 millones de aparatos de color del país e instalar en ellos dispositivos de radiación". Con el tiempo, la FDA comenzó a regular las emisiones de radiación de todos los productos electrónicos en Estados Unidos. [529]
Es posible que los CRT en color y monocromáticos más antiguos se hayan fabricado con sustancias tóxicas, como cadmio , en los fósforos. [50] [530] [531] [532] El tubo de vidrio trasero de los CRT modernos puede estar hecho de vidrio con plomo , que representa un peligro para el medio ambiente si se elimina de manera inadecuada. [533] Desde 1970, el vidrio en el panel frontal (la parte visible del CRT) usaba óxido de estroncio en lugar de plomo, aunque la parte trasera del CRT todavía se producía con vidrio con plomo. Los CRT monocromáticos normalmente no contienen suficiente vidrio con plomo para no pasar las pruebas TCLP de la EPA. Mientras que el proceso TCLP muele el vidrio en partículas finas para exponerlas a ácidos débiles para realizar pruebas de lixiviado, el vidrio CRT intacto no se lixivia (el plomo está vitrificado , contenido dentro del propio vidrio, similar a la cristalería de vidrio con plomo ).
A frecuencias de actualización bajas (60 Hz y menos), el escaneo periódico de la pantalla puede producir un parpadeo que algunas personas perciben más fácilmente que otras, especialmente cuando se ve con visión periférica . El parpadeo se asocia comúnmente con CRT, ya que la mayoría de los televisores funcionan a 50 Hz (PAL) o 60 Hz (NTSC), aunque hay algunos televisores PAL de 100 Hz que no parpadean . Por lo general, sólo los monitores de gama baja funcionan a frecuencias tan bajas; la mayoría de los monitores de computadora admiten al menos 75 Hz y los monitores de gama alta son capaces de 100 Hz o más para eliminar cualquier percepción de parpadeo. [534] Aunque el PAL de 100 Hz a menudo se lograba utilizando escaneo entrelazado, dividiendo el circuito y el escaneo en dos haces de 50 Hz. Los CRT que no son para computadora o los CRT para sonar o radar pueden tener fósforo de larga persistencia y, por lo tanto, no parpadean. Si la persistencia es demasiado larga en una pantalla de vídeo, las imágenes en movimiento aparecerán borrosas.
Los CRT de 50 Hz/60 Hz utilizados para TV funcionan con frecuencias de escaneo horizontal de 15.750 y 15.734,27 Hz (para sistemas NTSC ) o 15.625 Hz (para sistemas PAL ). [535] Estas frecuencias se encuentran en el rango superior del oído humano y son inaudibles para muchas personas; sin embargo, algunas personas (especialmente los niños) percibirán un tono agudo cerca de un televisor CRT en funcionamiento. [536] El sonido se debe a la magnetoestricción en el núcleo magnético y al movimiento periódico de los devanados del transformador flyback [537] pero el sonido también puede crearse mediante el movimiento de las bobinas de desviación, el yugo o las perlas de ferrita. [538]
Este problema no ocurre en televisores de 100/120 Hz ni en pantallas de computadora que no sean CGA (Adaptador de gráficos en color), porque utilizan frecuencias de escaneo horizontal mucho más altas que producen un sonido que es inaudible para los humanos (22 kHz a más de 100 kHz).
Si la pared de vidrio se daña, la presión atmosférica puede hacer implosionar el tubo de vacío en fragmentos peligrosos que se aceleran hacia adentro y luego se pulverizan a gran velocidad en todas direcciones. Aunque los tubos de rayos catódicos modernos utilizados en televisores y pantallas de computadora tienen placas frontales adheridas con epoxi u otras medidas para evitar que la envoltura se rompa, los CRT deben manipularse con cuidado para evitar lesiones. [539]
Los primeros CRT tenían una placa de vidrio sobre la pantalla que se adhería mediante pegamento, [143] creando una pantalla de vidrio laminado: inicialmente el pegamento era acetato de polivinilo (PVA), [540] mientras que versiones posteriores como el LG Flatron usaban una resina. , quizás una resina curable con UV. [541] [349] El PVA se degrada con el tiempo creando una "catarata", un anillo de pegamento degradado alrededor de los bordes del CRT que no permite que pase la luz de la pantalla. [540] Los CRT posteriores utilizan en cambio una banda de borde de metal tensado montada alrededor del perímetro que también proporciona puntos de montaje para que el CRT se monte en una carcasa. [384] En un CRT de 19 pulgadas, la tensión de tracción en el fondo de la llanta es de 70 kg/cm 2 . [542]
Los CRT más antiguos se montaban en el televisor mediante un marco. La banda se tensa calentándola y luego montándola en el CRT; la banda se enfría después, reduciendo su tamaño y comprimiendo el vidrio, [543] [143] [544] lo que fortalece el vidrio y reduce el espesor necesario (y por lo tanto el peso) del vidrio. Esto convierte a la banda en un componente integral que nunca debe retirarse de un CRT intacto que todavía tenga vacío; intentar quitarlo puede causar que el CRT implosione. [324]
La banda del borde evita que el CRT implosione en caso de que se rompa la pantalla. La banda del borde se puede pegar al perímetro del CRT usando epoxi, evitando que las grietas se extiendan más allá de la pantalla y dentro del embudo. [545] [544]
Alternativamente, la compresión causada por la banda de llanta se puede utilizar para hacer que cualquier grieta en la criba se propague lateralmente a alta velocidad para que alcance el embudo y lo penetre completamente antes de que penetre completamente la criba. Esto es posible porque el embudo tiene paredes más delgadas que la pantalla. Penetrar completamente el embudo primero permite que el aire ingrese al CRT desde una distancia corta detrás de la pantalla y previene una implosión al garantizar que la pantalla sea completamente penetrada por las grietas y se rompa solo cuando el CRT ya tiene aire. [143]
Para acelerar los electrones desde el cátodo hasta la pantalla con suficiente energía [546] para lograr suficiente brillo de imagen, se requiere un voltaje muy alto (EHT o tensión extra alta), [547] de unos pocos miles de voltios para un osciloscopio pequeño CRT a decenas de miles por un televisor en color de pantalla más grande. Esto es muchas veces mayor que el voltaje de la fuente de alimentación doméstica. Incluso después de apagar la fuente de alimentación, algunos condensadores asociados y el propio CRT pueden retener una carga durante algún tiempo y, por lo tanto, disipar esa carga repentinamente a través de una conexión a tierra, como por ejemplo un ser humano distraído conectando a tierra un cable de descarga de un condensador. Un CRT monocromático promedio puede utilizar entre 1 y 1,5 kV de voltaje anódico por pulgada. [548] [276]
En algunas circunstancias, la señal irradiada por los cañones de electrones , los circuitos de escaneo y el cableado asociado de un CRT se puede capturar de forma remota y usarse para reconstruir lo que se muestra en el CRT mediante un proceso llamado Van Eck phreaking . [549] El blindaje especial TEMPEST puede mitigar este efecto. Sin embargo, esta radiación de una señal potencialmente explotable también ocurre con otras tecnologías de visualización [550] y con la electrónica en general. [ cita necesaria ]
Debido a las toxinas contenidas en los monitores CRT, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos creó reglas (en octubre de 2001) que establecen que los CRT deben llevarse a instalaciones especiales de reciclaje de desechos electrónicos . En noviembre de 2002, la EPA comenzó a multar a las empresas que eliminaban CRT en vertederos o incineración . Las agencias reguladoras, locales y estatales, monitorean la eliminación de CRT y otros equipos informáticos. [551]
Como desechos electrónicos , los CRT se consideran uno de los tipos más difíciles de reciclar. [552] Los CRT tienen concentraciones relativamente altas de plomo y fósforo , los cuales son necesarios para la visualización. Hay varias empresas en Estados Unidos que cobran una pequeña tarifa por recolectar CRT y luego subsidian su mano de obra vendiendo el cobre, el alambre y las placas de circuito impreso recolectados . La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) incluye los monitores CRT desechados en su categoría de "desechos domésticos peligrosos" [553] pero considera que los CRT que se han reservado para pruebas son productos básicos si no se desechan, se acumulan especulativamente o se dejan desprotegidos. del clima y otros daños. [554]
Varios estados participan en el reciclaje de CRT, cada uno con sus requisitos de informes para los recolectores y las instalaciones de reciclaje. Por ejemplo, en California el reciclaje de CRT está gobernado por CALRecycle, el Departamento de Reciclaje y Recuperación de Recursos de California a través de su Sistema de Pago. [555] Las instalaciones de reciclaje que aceptan dispositivos CRT del sector empresarial y residencial deben obtener información de contacto, como dirección y número de teléfono, para garantizar que los CRT provengan de una fuente de California para poder participar en el Sistema de Pago por Reciclaje de CRT.
En Europa, la eliminación de televisores y monitores CRT está cubierta por la Directiva RAEE . [556]
Se han propuesto múltiples métodos para el reciclaje de vidrio CRT. Los métodos implican procesos térmicos, mecánicos y químicos. [557] [558] [559] [560] Todos los métodos propuestos eliminan el contenido de óxido de plomo del vidrio. Algunas empresas utilizaban hornos para separar el plomo del vidrio. [561] Varias empresas europeas formaron una coalición llamada proyecto Recytube para idear un método para reciclar CRT. [5] Los fósforos utilizados en los CRT a menudo contienen metales de tierras raras. [562] [563] [564] [313] Un CRT contiene aproximadamente 7 gramos de fósforo. [565]
El embudo se puede separar de la pantalla del CRT mediante corte por láser, sierras o alambres de diamante o mediante un alambre de nicromo calentado resistivamente . [566] [567] [568 ] [569] [570]
El vidrio CRT con plomo se vendía para volver a fundirlo en otros CRT, [77] o incluso descomponerse y usarse en la construcción de carreteras o usarse en tejas, [571] [572] concreto, ladrillos de concreto y cemento, [573] aislamiento de fibra de vidrio o usarse como Flujo en la fundición de metales. [574] [575]
Una parte considerable del vidrio CRT se deposita en vertederos, donde puede contaminar el medio ambiente. [5] Es más común que el vidrio CRT se deseche que se recicle. [576]
Aplicación de CRT en diferentes propósitos de visualización:
Aspectos históricos:
Seguridad y precauciones:
La evidencia de la existencia de "rayos catódicos" fue encontrada por primera vez por Plücker y Hittorf...
![CRT monocromático antiguo[393] sin aluminio, solo aquadag](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Osziroehre.jpg/1280px-Osziroehre.jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite magazine}}: La revista Cite requiere |magazine=( ayuda ) ; Falta o está vacío |title=( ayuda )24: Los televidentes de los años 70 verán sus programas en platós muy diferentes a los actuales, si se desarrollan los diseños que ahora se están elaborando.
En el Home Furnishings Market de Chicago, Illinois, el 21 de junio de 1961, una delgada pantalla de televisión es una característica de este modelo de diseño.
Otra característica es un dispositivo de cronometraje automático que grabaría programas de televisión durante la ausencia de los espectadores para reproducirlos más tarde.
La pantalla a color de 32x22 pulgadas tiene cuatro pulgadas de grosor.
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