Comparvero eccellenti monitor da 19 pollici con dimensioni dei pixel ancora più piccole e attributi di nitidezza, convergenza e fedeltà geometrica mai raggiunti prima.
Negli anni successivi fu ridotta la profondità dei CRT ed ebbero ampia diffusione gli schermi piatti. Ma la crisi del mercato desktop e la diffusione degli LCD hanno accelerato la transizione.
Hitachi, uno dei maggiori protagonisti solo pochi anni prima, a fine 2001 ha abbandonato i CRT, mentre Toshiba, Panasonic e Sony chiudono la produzione di CRT in Giappone entro il 2004. Tuttavia, i monitor CRT hanno ancora uno spazio dove non hanno rivali, quindi continueremo a parlarne per qualche tempo.
CRT o LCD?
Prima di descrivere come funziona un CRT, vediamo in breve vantaggi e svantaggi
di CRT e LCD. Un monitor CRT ha questi punti a favore: risoluzione
e proporzioni dell’immagine variabili, alta risoluzione, nero effettivo,
contrasto, fedeltà dei colori e dei grigi, velocità di risposta
e basso costo.
I limiti (ma dipende dalla qualità del modello specifico) sono: nitidezza ai bordi, interferenza, distorsione geometrica, luminosità, emissioni, ingombro, peso e consumo di corrente. In un modello di alta qualità, i difetti si riducono a peso, ingombro e consumo.
A proprio vantaggio, gli LCD hanno nitidezza, assenza di distorsione, luminosità, basso ingombro e basso consumo; gli svantaggi sono: risoluzione e proporzioni fisse, possibili interferenze nel segnale, angolo di visione limitato, livello del nero, saturazione del bianco, imprecisione dei colori e dei grigi, pixel difettosi, pixel spuri per oggetti in movimento e costo superiore.
Oggi un artista grafico utilizza ancora un CRT per vari motivi: maggiore risoluzione (ma gli LCD raggiungono i 1600x1200 pixel), fedeltà del colore e del grigio (inadeguata con gli LCD) e numero di colori (1 miliardo con alcune schede, come la Matrox Parhelia, contro al più 16 milioni per gli LCD).
Il tubo CRT
L’elemento essenziale di un monitor CRT è il tubo a raggi
catodici, che determina gran parte dell’ingombro.
Il tubo in realtà ha una forma simile a un imbuto: inizia con un collo cilindrico sottile e poi si allarga fino a raggiungere le dimensioni del pannello frontale. Il tubo, di vetro, è composto di due parti, incollate a breve distanza dal frontale.
Il collo alloggia il cannone a elettroni (electron gun), che in un CRT a colori emette tre stretti fasci di elettroni, uno per ciascun colore primario (rosso, verde e blu).
All’interno del pannello frontale sono depositati (a punti o a strisce) tre tipi di fosfori che emettono luce rossa, verde o blu quando sono colpiti da elettroni opportunamente accelerati. Perché gli elettroni possano attraversare il CRT, questo viene posto sotto vuoto spinto.
I fosfori sono così chiamati per analogia con il comportamento del fosforo, elemento chimico che trae il nome dal greco phos (luce) e phoros (portatore) per la sua luminescenza al buio esposto all’aria.
I fosfori sono composti che presentano il fenomeno della fluorescenza (brillano durante l’assorbimento di radiazioni) e della fosforescenza (luminescenza in assenza di stimoli). In un CRT per computer si usano fosfori ad alta fluorescenza e fosforescenza di breve durata (al contrario degli schermi radar).
Il cannone è composto da una serie di parti, a cominciare dal catodo che ha il compito di emettere gli elettroni.
Come per le vecchie valvole di radio e tv, il catodo emette elettroni quando è riscaldato da un filamento posto al suo interno. Ha la forma di un piccolo cappuccio, che sulla parte frontale ha depositati dei materiali, come bario e tungsteno, che servono ad aumentare l’emissione di elettroni e a contrastare il deterioramento nel tempo del catodo.
Di fronte al catodo ci sono diversi elettrodi cilindrici: la griglia per modulare il fascio di elettroni e una serie di anodi (a volte chiamati griglie) per focalizzare e accelerare il fascio verso lo schermo.
Un anodo ad alta tensione (qualche decina di Kvolt) in prossimità dello schermo accelera ulteriormente gli elettroni, che raggiungono l’energia necessaria perché i fosfori emettano luce intensa.
Il catodo è a potenziale negativo; la griglia di controllo ha un leggero potenziale negativo (bastano pochi volt negativi per impedire il passaggio degli elettroni); gli anodi di accelerazione sono a potenziale positivo e attirano gli elettroni (che hanno carica negativa); l’anodo di focalizzazione, in mezzo ai due anodi di accelerazione, ha potenziale negativo, per costringere gli elettroni a incolonnarsi al centro del cilindro.
Il complesso di anodi contenuti nel cannone ha quindi funzione di accelerazione e di lente elettrostatica, così che i tre fasci emessi siano sottilissimi e allineati.
