Tube cathodique (CRT ou Cathode Ray Tube en Anglais)

(photos d’après Wikipédia, L’Encyclopédie Libre)

Comment fonctionne-t-il ? Il extrait les électrons par un effet thermoélectronique. L'intensité du faisceau électrique est contrôlée par effet électrostatique. Il se forme un faisceau d'électrons par optique électronique. Il y a un balayage par déviation du faisceau. Il marche sur le principe de l'oscilloscope.

Ses inconvénients : son balayage qui peut entraîner une fatigue oculaire, le vieillissement du tube cathodique (lié à l’étanchéité du tube imparfaite et à une usure progressive du système thermoélectronique sous l'effet de la chaleur), l'image peut être perturbée par des interférences électromagnétiques, l’électricité statique de certains écrans qui peut attire la poussière et don réduire la luminosité (ce qui impose un nettoyage régulier).

Il existe des écrans plats se basant sur le système des tubes cathodiques (qui sont toutefois plus encombrants et plus lourds).

Extrait de Comment ça marche, l’Encyclopédie de l’informatique

Le canon à électrons est constitué d'une cathode, c'est-à-dire une électrode métallique chargée négativement, d'une ou plusieurs anodes (électrodes chargées positivement). La cathode émet des électrons attirés par l'anode. L'anode agit ainsi comme un accélérateur et un concentrateur pour les électrons afin de constituer un flux d'électrons dirigé vers l'écran.


Un champ magnétique est chargé de dévier les électrons de gauche à droite et de bas en haut. Il est créé grâce à deux bobines X et Y sous tension (appelées déflecteurs) servant respectivement à dévier le flux horizontalement et verticalement.
L'écran est recouvert d'une fine couche d'éléments phosphorescents, appelés luminophores, émettant de la lumière par excitation lorsque les électrons viennent les heurter, ce qui constitue un point lumineux appelé pixel.
En activant le champ magnétique, il est possible de créer un balayage de gauche à droite, puis vers le bas une fois arrivé en bout de ligne.

Ce balayage n'est pas perçu par l'oeil humain grâce à la persistance rétinienne, essayez par exemple d'agiter votre main devant votre écran pour visualiser ce phénomène : vous voyez votre main en plusieurs exemplaires !
Grâce à ce balayage, combiné avec l'activation ou non du canon à électrons, il est possible de faire "croire" à l'oeil que seuls certains pixels sont "allumés" à l'écran.

Le moniteur couleur

Un moniteur noir et blanc permet d'afficher des dégradés de couleur (niveaux de gris) en variant l'intensité du rayon.
Pour les moniteurs couleur, trois faisceaux d'électrons (correspondant à trois cathodes) viennent chacun heurter un point d'une couleur spécifique : un rouge, un vert et un bleu (RGB, correspondant à Red, Green, Blue ou en français RVB, Rouge, vert, bleu).
Trois points de couleur sont ainsi appelés une triade (en anglais triad ou dot trio).

Les luminophores bleus sont réalisés à base de sulfure de zinc, les verts en sulfure de zinc et de cadmium. Les rouges enfin sont plus difficiles à réaliser, et sont faits à partir d'un mélange d'yttrium et europium ou bien d'oxyde de gadolinium.

Cependant ces luminophores sont si proches les uns des autres que l'oeil n'a pas un pouvoir séparateur assez fort pour les distinguer: il voit une couleur composée de ces trois couleurs. Essayez de mettre une minuscule goutte d'eau sur le verre de votre moniteur: celle-ci faisant un effet de loupe va faire apparaître les luminophores.

De plus, pour éviter des phénomènes de bavure (un électron destiné à frapper un luminophore vert percutant le bleu) une grille métallique appelée masque est placée devant la couche de luminophores afin de guider les flux d'électrons.

On distingue selon le masque utilisé plusieurs catégories d'écrans cathodiques :

Les tubes FST-Invar (Flat Square Tube) dont les luminophores sont ronds. Ces moniteurs utilisent une grille appelée masque (ou shadow mask en anglais). Ils donnent une image nette et de bonnes couleurs mais possèdent l'inconvénient de déformer et d'assombrir l'image dans les coins.

Les tubes Diamondtron de Mitsubishi et Trinitron de Sony dont le masque est constitué de fentes verticales (appelée aperture grille ou grille à fentes verticales), laissant passer plus d'électrons et procurant donc une image plus lumineuse.

Les tubes Cromaclear de Nec dont le masque est constitué d'un système hybride avec des fentes en forme d'alvéoles constituant la meilleure technologie des trois.

(Document du site http://www.commentcamarche.net/pc/ecran-plat.php3)

Il existe aussi des écrans plats à tubes cathodiques.