أنبوب أشعة الكاثود

اكتشف يوليوس بلوكر ويوهان فيلهلم هيتورف أشعة الكاثود . ^{[ 12 ]} لاحظ هيتورف انبعاث أشعة غير معروفة من الكاثود (القطب السالب)، والتي كانت تُلقي بظلال على جدار الأنبوب المتوهج، مما يشير إلى أن الأشعة تسير في خطوط مستقيمة. في عام 1890، أثبت آرثر شوستر إمكانية انحراف أشعة الكاثود بفعل المجالات الكهربائية ، وأظهر ويليام كروكس إمكانية انحرافها بفعل المجالات المغناطيسية. في عام 1897، نجح جيه جيه طومسون في قياس نسبة الكتلة إلى الشحنة لأشعة الكاثود، مُبينًا أنها تتكون من جسيمات سالبة الشحنة أصغر من الذرات، وهي أول " جسيمات دون ذرية "، والتي أطلق عليها الفيزيائي الأيرلندي جورج جونستون ستوني اسم الإلكترونات في عام 1891.

كانت النسخة الأولى من أنبوب أشعة الكاثود تُعرف باسم أنبوب براون ، الذي اخترعه الفيزيائي الألماني فرديناند براون عام 1897. ^{[ 13 ]} كان عبارة عن ثنائي كاثودي بارد ، وهو تعديل لأنبوب كروكس بشاشة مطلية بالفوسفور . كان براون أول من ابتكر استخدام أنبوب أشعة الكاثود كجهاز عرض. ^{[ 14 ]} أصبح أنبوب براون أساسًا لتلفزيون القرن العشرين. ^{[ 15 ]}

في عام ١٩٠٨، نشر آلان أرشيبالد كامبل-سوينتون ، زميل الجمعية الملكية (المملكة المتحدة)، رسالةً في مجلة " نيتشر " العلمية ، وصف فيها كيف يمكن تحقيق "الرؤية الكهربائية عن بُعد" باستخدام أنبوب أشعة الكاثود (أو أنبوب براون) كجهاز إرسال واستقبال. ^{[ ١٦ ]} وقد توسّع في شرح رؤيته في خطاب ألقاه في لندن عام ١٩١١، ونُشرت تفاصيله في صحيفة "ذا تايمز" ^{[ ١٧ ]} ومجلة جمعية رونتجن . ^{[ ١٨ ] [ ١٩ ]}

طُوِّر أول أنبوب أشعة كاثودية يستخدم كاثودًا ساخنًا على يد جون برتراند جونسون (الذي سُمِّي مصطلح "ضوضاء جونسون" نسبةً إليه ) وهاري واينر واينهارت من شركة ويسترن إلكتريك ، وأصبح منتجًا تجاريًا في عام 1922. ^{[ 20 ]} وقد أتاح إدخال الكاثودات الساخنة استخدام جهد أنود تسريع أقل وتيارات حزمة إلكترونية أعلى، حيث أصبح الأنود يُسرِّع الإلكترونات المنبعثة من الكاثود الساخن فقط، ولم يعد من الضروري أن يكون لديه جهد عالٍ جدًا لحث انبعاث الإلكترونات من الكاثود البارد. ^{[ 21 ]}

تُستمد تقنية أنبوب أشعة الكاثود من ورقة بحثية لكارل فرديناند براون نُشرت عام 1897، والتي وصف فيها تطويره لجهاز راسم الذبذبات الكاثودي . وقد نُشرت ورقة براون قبل بضعة أشهر فقط من عمل جيه جيه طومسون الذي أدى إلى اكتشاف أن أشعة الكاثود عبارة عن تيارات من الجسيمات تُسمى الآن الإلكترونات . ^{[ 22 ] : 66}

في عام 1926، عرض كينجيرو تاكاياناغي جهاز استقبال تلفزيوني بتقنية أنبوب أشعة الكاثود مزودًا بكاميرا فيديو ميكانيكية تستقبل صورًا بدقة 40 خطًا. ^{[ 23 ]} وبحلول عام 1927، حسّن الدقة إلى 100 خط، وهو رقم لم يُضاهى حتى عام 1931. ^{[ 24 ]} وبحلول عام 1928، كان أول من نقل صور وجوه بشرية بنصف درجات لونية على شاشة أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 25 ]}

في عام 1927، ابتكر فيلو فارنسورث نموذجًا أوليًا للتلفزيون. ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

أطلق المخترع فلاديمير ك. زوريكين اسم CRT في عام 1929. ^{[ 25 ] : 84} ثم تم توظيفه من قبل شركة RCA ، التي مُنحت علامة تجارية لمصطلح " Kinescope "، وهو مصطلح RCA لـ CRT، في عام 1932؛ وقد تخلت طواعية عن المصطلح للملكية العامة في عام 1950. ^{[ 31 ]}

في ثلاثينيات القرن العشرين، صنع ألين بي. دومونت أول شاشات CRT تدوم 1000 ساعة من الاستخدام، وكان ذلك أحد العوامل التي أدت إلى الانتشار الواسع للتلفزيون. ^{[ 32 ]} 

تم تصنيع أول أجهزة تلفزيون إلكترونية تجارية مزودة بأنابيب أشعة الكاثود بواسطة شركة Telefunken في ألمانيا عام 1934. ^{[ 33 ] [ 34 ]}

في عام 1947، تم ابتكار جهاز التسلية الذي يعمل بأنبوب أشعة الكاثود ، وهو أول لعبة إلكترونية تفاعلية معروفة ، بالإضافة إلى كونه أول جهاز يتضمن شاشة أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 35 ]}

من عام ١٩٤٩ وحتى أوائل الستينيات، شهدت صناعة التلفزيون تحولاً من شاشات CRT الدائرية إلى المستطيلة، على الرغم من أن أول شاشة CRT مستطيلة صُنعت عام ١٩٣٨ من قِبل شركة Telefunken. ^{[ ٣٦ ] [ ٢١ ] [ ٣٧ ] [ ٣٨ ] [ ٣٩ ] [ ٤٠ ]} وبينما كانت شاشات CRT الدائرية هي السائدة، كانت أجهزة التلفزيون الأوروبية غالباً ما تحجب أجزاءً من الشاشة لجعلها تبدو مستطيلة الشكل، في حين أن الأجهزة الأمريكية كانت غالباً ما تترك واجهة شاشة CRT مكشوفة بالكامل أو تحجب فقط الجزأين العلوي والسفلي منها. ^{[ ٤١ ] [ ٤٢ ]}

في عام 1954، أنتجت شركة RCA بعضًا من أوائل شاشات CRT الملونة، وهي شاشات 15GP22 المستخدمة في جهاز CT-100 ، ^{[ 43 ]} أول جهاز تلفزيون ملون يُنتج بكميات كبيرة . ^{[ 44 ]} كما صُنعت أولى شاشات CRT الملونة المستطيلة في عام 1954. ^{[ 45 ] [ 46 ]} مع ذلك، لم تُطرح أولى شاشات CRT الملونة المستطيلة للجمهور إلا في عام 1963. كان أحد التحديات التي وُوجهت لإنتاج شاشة CRT الملونة المستطيلة هو تقارب الصورة عند زوايا الشاشة. ^{[ 39 ] [ 38 ]} في عام 1965، بدأت الفوسفورات الأرضية النادرة الأكثر سطوعًا تحل محل الفوسفورات الحمراء والخضراء الأقل سطوعًا والتي تحتوي على الكادميوم. وفي النهاية، استُبدلت الفوسفورات الزرقاء أيضًا. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]}

ازداد حجم شاشات CRT بمرور الوقت، من 20 بوصة عام 1938، ^{[ 53 ] [ أ ]} إلى 21 بوصة عام 1955، ^{[ 55 ] [ 56 ]} ثم إلى 25 بوصة بحلول عام 1974، و30 بوصة بحلول عام 1980، و35 بوصة بحلول عام 1985، ^{[ 57 ]} وأخيرًا إلى 43  بوصة بحلول عام 1989. ^{[ 58 ]} وكانت أكبر شاشة في العالم هي سوني KX-45ED1 بحجم 45 بوصة، ولكن لا يوجد منها سوى نموذج واحد معروف يعمل. ^{[ 59 ] [ 60 ]}

في عام 1960، تم اختراع أنبوب أيكن . كان عبارة عن أنبوب أشعة كاثودية (CRT) بشاشة مسطحة مزودة بمدفع إلكتروني واحد. ^{[ 61 ] [ 62 ]} كان الانحراف كهرساكنًا ومغناطيسيًا، ولكن بسبب مشاكل براءات الاختراع، لم يُطرح للإنتاج. كما تم تصوره كشاشة عرض أمامية في الطائرات. ^{[ 63 ]} وبحلول الوقت الذي حُلت فيه مشاكل براءات الاختراع، كانت شركة RCA قد استثمرت بالفعل بكثافة في أنابيب الأشعة الكاثودية التقليدية. ^{[ 64 ]}

شهد عام 1968 إطلاق علامة سوني ترينيترون التجارية مع طراز KV-1310، الذي اعتمد على تقنية شبكة الفتحة. وقد لاقى استحسانًا لتحسينه سطوع الصورة. ^{[ 65 ]} تميزت شاشة ترينيترون بشكلها الأسطواني العمودي بفضل تصميمها الفريد الذي يعتمد على مدفع ضوئي ثلاثي الكاثود.

في عام ١٩٨٧، طورت شركة زينيث شاشات CRT مسطحة لشاشات الكمبيوتر، مما قلل من الانعكاسات وساهم في زيادة تباين الصورة وسطوعها. ^{[ ٦٦ ] [ ٦٧ ]} كانت هذه الشاشات باهظة الثمن، مما حدّ من استخدامها في شاشات الكمبيوتر. ^{[ ٦٨ ]} بُذلت محاولات لإنتاج شاشات CRT مسطحة باستخدام زجاج عائم رخيص ومتوفر على نطاق واسع . ^{[ ٦٩ ]}

في عام 1990، طُرح أول تلفزيون بشاشة أنبوب أشعة الكاثود (CRT) بدقة عالية الوضوح (HD)، وهو سوني KW-3600HD، في الأسواق. ^{[ 70 ] [ 71 ]} وفي عام 1992، طُرح تلفزيون سوني KWP-5500HD، وهو تلفزيون عرض بتقنية أنبوب أشعة الكاثود (CRT) عالي الوضوح. ^{[ 72 ]}

في منتصف التسعينيات، تم إنتاج حوالي 160 مليون جهاز CRT سنوياً. ^{[ 73 ]}

في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية، قدمت شركتا كانون وسوني شاشات عرض باعث الإلكترونات بتقنية التوصيل السطحي وشاشات الانبعاث الميداني على التوالي. كانت كلتاهما شاشات مسطحة تحتوي على باعث إلكترونات واحد (SED) أو عدة باعثات (FED) لكل بكسل فرعي بدلاً من مدافع الإلكترونات. وُضعت باعثات الإلكترونات على لوح زجاجي، وسُرّعت الإلكترونات إلى لوح زجاجي مجاور مزود بمواد فسفورية باستخدام جهد الأنود. لم تكن الإلكترونات مُركّزة، مما جعل كل بكسل فرعي بمثابة أنبوب أشعة كاثودية شعاعية. لم تُطرح هذه الشاشات للإنتاج بكميات كبيرة لأن تقنية شاشات الكريستال السائل (LCD) كانت أرخص بكثير، مما أدى إلى القضاء على سوقها. ^{[ 74 ]}

توقفت شركة فيديون ^، آخر شركة مصنعة واسعة النطاق لأجهزة تلفزيون CRT (المعاد تدويرها في هذه الحالة) ^{، عن العمل} في عام 2015. ^{[ 76 ] [ 77 ]} وتوقف إنتاج أجهزة تلفزيون CRT في نفس الفترة تقريبًا. ^{[ 78 ]}

في عام 2012، فرضت المفوضية الأوروبية غرامات على شركة سامسونج إس دي آي والعديد من الشركات الكبرى الأخرى بسبب التلاعب بأسعار أنابيب أشعة الكاثود لأجهزة التلفزيون. ^{[ 79 ]} وتكرر الأمر نفسه في الولايات المتحدة عام 2015، وفي كندا عام 2018. ^{[ 80 ] [ 81 ]}

بلغت مبيعات شاشات الكمبيوتر ذات أنبوب أشعة الكاثود ذروتها في عام 2000، حيث وصلت إلى 90 مليون وحدة، بينما بلغت مبيعات أجهزة التلفزيون ذات أنبوب أشعة الكاثود ذروتها في عام 2005 عند 130 مليون وحدة. ^{[ 82 ]}

ابتداءً من أواخر التسعينيات وحتى أوائل الألفية الجديدة، بدأت شاشات CRT بالتحول إلى شاشات LCD، بدءًا بشاشات الكمبيوتر التي يقل حجمها عن 15 بوصة، ^{[ 83 ]} ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى صغر حجمها. ^{[ 84 ]} وكانت شركة هيتاشي من أوائل الشركات المصنعة التي أوقفت إنتاج شاشات CRT في عام 2001، ^{[ 85 ] [ 86 ]} تلتها شركة سوني في اليابان عام 2004. ^{[ 87 ]} وانخفضت أسعار شاشات العرض المسطحة وبدأت تحل محل شاشات CRT بشكل ملحوظ في العقد الأول من الألفية الجديدة. وبدأت مبيعات شاشات LCD تتجاوز مبيعات شاشات CRT في الفترة 2003-2004، ^{[ 88 ] [ 89 ] [ 90 ]} كما بدأت مبيعات أجهزة تلفزيون LCD تتجاوز مبيعات أجهزة تلفزيون CRT في بعض الأسواق عام 2005. ^{[ 91 ]} وتوقفت شركة سامسونج SDI عن إنتاج شاشات CRT في عام 2012. ^{[ 92 ]}

على الرغم من كونها ركيزة أساسية في تكنولوجيا العرض لعقود، أصبحت شاشات الكمبيوتر والتلفزيونات القائمة على تقنية CRT قديمة الطراز . انخفض الطلب على شاشات CRT في أواخر العقد الأول من الألفية الثانية. ^{[ 93 ]} وعلى الرغم من جهود سامسونج وإل جي لجعل شاشات CRT منافسة لشاشات LCD والبلازما، من خلال تقديم نماذج أنحف وأرخص للتنافس مع شاشات LCD ذات الحجم المماثل والأكثر تكلفة، ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]} إلا أن شاشات CRT أصبحت في نهاية المطاف قديمة الطراز ، واقتصر استخدامها على الأسواق النامية وهواة الأجهزة القديمة بمجرد انخفاض أسعار شاشات LCD، حيث ^شكل انخفاض حجمها ووزنها وإمكانية تثبيتها على الحائط مزايا لها.

لا تزال بعض الصناعات تستخدم شاشات CRT نظرًا لصعوبة استبدالها، أو لارتفاع تكلفة استبدالها، أو لكثرة الوقت اللازم لتوقفها عن العمل، أو لعدم توفر بديل مناسب؛ ومن الأمثلة البارزة على ذلك صناعة الطيران. فقد استخدمت طائرات مثل بوينغ 747-400 وإيرباص A320 شاشات CRT في قمرات القيادة الزجاجية بدلًا من الأجهزة الميكانيكية. ^{[ 99 ]} ولا تزال شركات طيران مثل لوفتهانزا تستخدم تقنية CRT، التي تعتمد أيضًا على الأقراص المرنة لتحديثات الملاحة. كما تُستخدم هذه التقنية في بعض المعدات العسكرية لأسباب مماثلة. اعتبارًا من عام 2022تقوم شركة واحدة على الأقل بتصنيع شاشات CRT جديدة لهذه الأسواق. ^{[ 100 ]}

يُعدّ استخدام شاشات CRT شائعًا بين المستهلكين في ألعاب الفيديو القديمة . فبعض الألعاب لا يُمكن لعبها بدون شاشة CRT. على سبيل المثال، لا تعمل مسدسات الضوء إلا على شاشات CRT لاعتمادها على خصائص التوقيت التدريجي لهذه الشاشات. ومن الأسباب الأخرى لاستخدام شاشات CRT هو المزج الطبيعي للصورة عليها. تستغل بعض الألعاب المصممة خصيصًا لشاشات CRT هذه الميزة، حيث تستخدم مزج التفاصيل والألوان لتحويل وحدات البكسل الخام إلى صور أكثر نعومة لإضفاء جاذبية وتنوع على اللعبة. ^{[ 101 ]} إضافةً إلى ذلك، تتميز شاشات CRT، مقارنةً بشاشات LCD، بانخفاض زمن استجابة الإدخال بين لمس وحدة التحكم وظهور الحركة على الشاشة، مما يتيح للمستخدمين تحكمًا أكثر دقة. ^{[ 102 ]}

يتكون هيكل شاشة أنبوب أشعة الكاثود عادةً من ثلاثة أجزاء: الشاشة/اللوحة الأمامية/اللوحة، والمخروط/القمع، والعنق. ^{[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ] [ 106 ] [ 107 ]} وتُعرف الشاشة والقمع والعنق مجتمعةً باسم المصباح أو الغلاف. ^{[ 38 ]}

يُصنع عنق أنبوب أنبوب أشعة الكاثود من أنبوب زجاجي ^{[ 108 ]،} بينما يُصنع القمع والشاشة عن طريق صب الزجاج ثم ضغطه في قالب. ^{[ 109 ] [ 110 ] [ 111 ] [ 112 ] [ 113 ]} يحتاج هذا الزجاج، المعروف بزجاج أنبوب أشعة الكاثود ^{[ 114 ] [ 115 ]} أو زجاج التلفزيون، ^{[ 116 ]} إلى خصائص خاصة للحماية من الأشعة السينية مع توفير نفاذية ضوئية كافية في الشاشة أو عزل كهربائي ممتاز في القمع والعنق. تُعرف التركيبة التي تُكسب الزجاج خصائصه أيضًا باسم المصهور. يتميز الزجاج بجودة عالية جدًا، حيث يكاد يخلو من الشوائب والعيوب. تأتي معظم تكاليف إنتاج الزجاج من الطاقة المستخدمة في صهر المواد الخام وتحويلها إلى زجاج. تحتوي أفران الزجاج المستخدمة في إنتاج زجاج أنبوب أشعة الكاثود على عدة صنابير تسمح باستبدال القوالب دون إيقاف الفرن، مما يتيح إنتاج أنابيب أشعة الكاثود بأحجام مختلفة. يحتاج الزجاج المستخدم في الشاشة فقط إلى خصائص بصرية دقيقة.

تؤثر الخصائص البصرية للزجاج المستخدم في الشاشة على دقة الألوان ونقائها في شاشات CRT الملونة. يمكن ضبط نفاذية الزجاج، أو مدى شفافيته، لزيادة شفافيته لألوان (أطوال موجية) معينة من الضوء. تُقاس النفاذية في مركز الشاشة باستخدام  ضوء بطول موجي 546 نانومتر، وشاشة بسماكة 10.16 ملم. تقل النفاذية مع زيادة السماكة. تتراوح قيم النفاذية القياسية لشاشات CRT الملونة بين 86% و73% و57% و46% و42% و30%. تُستخدم قيم نفاذية منخفضة لتحسين تباين الصورة، لكنها تُحمّل مدفع الإلكترونات بضغط أكبر، مما يتطلب طاقة أعلى لشعاع الإلكترونات لإضاءة الفوسفور بشكل أكثر سطوعًا لتعويض انخفاض النفاذية. ^{[ 68 ] [ 117 ]} يجب أن تكون النفاذية موحدة عبر الشاشة لضمان نقاء الألوان. ازداد نصف قطر (انحناء) الشاشات بمرور الوقت، من 30 إلى 68 بوصة، حتى تطورت في النهاية إلى شاشات مسطحة تمامًا، مما قلل من الانعكاسات. ويزداد سمك كل من الشاشات المنحنية ^{[ 118 ]} والمسطحة تدريجيًا من المركز إلى الخارج، ومعه تقل النفاذية تدريجيًا. وهذا يعني أن شاشات CRT المسطحة قد لا تكون مسطحة تمامًا من الداخل. ^{[ 118 ] [ 119 ]}

يصل الزجاج المستخدم في شاشات CRT من مصنع الزجاج إلى مصنع شاشات CRT إما على شكل شاشات وأقماع منفصلة ذات أعناق ملحومة باللهب، وذلك لشاشات CRT الملونة، أو على شكل مصابيح تتكون من شاشة وقمع وعنق ملحومة باللهب. توجد عدة تركيبات زجاجية لأنواع مختلفة من شاشات CRT، مصنفة باستخدام رموز خاصة بكل مصنّع. كما تختلف تركيبات المصهور باختلاف المصنّع. ^{[ 120 ]} الزجاج المُحسّن لنقاء الألوان والتباين العاليين مُطعّم بالنيوديميوم، بينما الزجاج المُخصّص لشاشات CRT أحادية اللون مُلوّن بدرجات متفاوتة، حسب التركيبة المستخدمة، وبنسبة نفاذية 42% أو 30%. ^{[ 121 ]} يضمن النقاء تفعيل الألوان الصحيحة (على سبيل المثال، ضمان عرض اللون الأحمر بشكل موحد على الشاشة)، بينما يضمن التقارب عدم تشوّه الصور. يمكن تعديل التقارب باستخدام نمط متقاطع. ^{[ 122 ] [ 123 ] [ 124 ]}

كان زجاج شاشات CRT يُصنع سابقًا من قِبل شركات متخصصة ^{[ 125 ]} مثل AGC Inc. [ ^{126 ] [ 127 ] [ 128 ] و} OI Glass ^{[ 129 ]} و Samsung Corning Precision Materials ^{[ 130 ]} وCorning Inc. [ ^{131 ] [ 132 ]} و Nippon Electric Glass ؛ ^{[ 133 ]} بينما كانت شركات أخرى مثل Videocon وSony (للسوق الأمريكية) وThomson تصنع زجاجها الخاص ^{. [ 134 ] [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ] [ 138 ]}

يُصنع القمع والعنق من زجاج الصودا والبوتاس المحتوي على الرصاص أو زجاج سيليكات الرصاص ^{[ 9 ]} للحماية من الأشعة السينية الناتجة عن الإلكترونات عالية الجهد أثناء تباطؤها بعد اصطدامها بهدف ما، مثل شاشة الفوسفور أو قناع الظل في أنبوب أشعة الكاثود الملون. تعتمد سرعة الإلكترونات على جهد المصعد في أنبوب أشعة الكاثود؛ فكلما زاد الجهد، زادت السرعة. ^{[ 139 ]} كما يمكن تقليل كمية الأشعة السينية المنبعثة من أنبوب أشعة الكاثود عن طريق خفض سطوع الصورة. ^{[ 140 ] [ 141 ] [ 142 ] [ 106 ]} يُستخدم الزجاج المحتوي على الرصاص لانخفاض تكلفته، ^{[ 143 ]} بالإضافة إلى قدرته العالية على الحماية من الأشعة السينية، مع العلم أن بعض الأقماع قد تحتوي أيضًا على الباريوم. ^{[ 144 ] [ 145 ] [ 146 ] [ 121 ]} عادةً ما تُصنع الشاشة من تركيبة زجاجية سيليكاتية خاصة خالية من الرصاص ^{[ 9 ]} مع الباريوم والسترونتيوم للحماية من الأشعة السينية، لأنها لا يتغير لونها إلى البني على عكس الزجاج المحتوي على الرصاص. ^{[ 143 ] [ 147 ]} تستخدم تركيبة زجاجية أخرى 2-3% من الرصاص على الشاشة. ^{[ 106 ]} بدلاً من ذلك، يمكن استخدام الزركونيوم على الشاشة مع الباريوم، بدلاً من الرصاص. ^{[ 148 ]}

قد تحتوي شاشات CRT أحادية اللون على تركيبة زجاجية ملونة من الباريوم والرصاص في كل من الشاشة والقمع، مع استخدام زجاج البوتاس والصودا والرصاص في العنق؛ وتختلف معاملات التمدد الحراري لتركيبتي البوتاس والصودا والباريوم والرصاص. يجب أن يكون الزجاج المستخدم في العنق عازلاً كهربائياً ممتازاً لاحتواء الفولتية المستخدمة في البصريات الإلكترونية لمدفع الإلكترونات، مثل عدسات التركيز. يتسبب الرصاص الموجود في الزجاج في تحوله إلى اللون البني (الداكن) مع الاستخدام نتيجة للأشعة السينية، وعادةً ما يتآكل مهبط شاشة CRT بسبب تسمم المهبط قبل أن يصبح اللون البني واضحاً. تحدد تركيبة الزجاج أعلى جهد ممكن للمصعد، وبالتالي الحد الأقصى لحجم شاشة CRT. بالنسبة للألوان، غالباً ما تكون الفولتية القصوى 24-32  كيلو فولت، بينما بالنسبة للألوان الأحادية ، عادةً ما تكون 21 أو 24.5  كيلو فولت، ^{[ 149 ]} مما يحد من حجم شاشات CRT أحادية اللون إلى 21  بوصة، أو ما يقارب 1  كيلو فولت لكل بوصة. يعتمد الجهد المطلوب على حجم ونوع شاشة CRT. ^{[ 150 ]} نظرًا لاختلاف التركيبات، يجب أن تكون متوافقة فيما بينها، وأن يكون لها معاملات تمدد حراري متشابهة. ^{[ 121 ]} قد تحتوي الشاشة أيضًا على طبقة مضادة للوهج أو مضادة للانعكاس ، ^{[ 151 ] [ 117 ] [ 152 ]} أو تُصقل لمنع الانعكاسات. ^{[ 153 ]} قد تحتوي شاشات CRT أيضًا على طبقة مضادة للكهرباء الساكنة. ^{[ 117 ] [ 154 ] [ 68 ]}

قد يحتوي الزجاج المُرصّع بالرصاص في قمع شاشات CRT على نسبة تتراوح بين 21 و25% من أكسيد الرصاص (PbO)، ^{[ 155 ] [ 156 ] [ 120 ]} وقد يحتوي عنق الشاشة على نسبة تتراوح بين 30 و40% من أكسيد الرصاص، ^{[ 157 ] [ 158 ]} وقد تحتوي الشاشة على نسبة 12% من أكسيد الباريوم ، ونسبة 12% من أكسيد السترونتيوم . ^{[ 9 ]} تحتوي شاشة CRT النموذجية على عدة كيلوغرامات من الرصاص على شكل أكسيد الرصاص في الزجاج ^{[ 107 ]} وذلك حسب حجمها؛ إذ تحتوي شاشات CRT مقاس 12 بوصة على 0.5  كيلوغرام من الرصاص إجمالاً، بينما  تحتوي شاشات CRT مقاس 32 بوصة على ما يصل إلى 3  كيلوغرامات. ^{[ 9 ]} بدأ استخدام أكسيد السترونتيوم في شاشات CRT، وهو استخدامه الرئيسي، في سبعينيات القرن العشرين. ^{[ 159 ] [ 160 ]} قبل ذلك، كانت شاشات CRT تستخدم الرصاص في اللوحة الأمامية. ^{[ 161 ]}

استخدمت بعض شاشات CRT المبكرة قمعًا معدنيًا معزولًا بالبولي إيثيلين بدلًا من الزجاج المحتوي على مادة موصلة. ^{[ 55 ]} بينما استخدمت شاشات أخرى قمعًا من السيراميك أو البايركس المنفوخ بدلًا من القمع الزجاجي المضغوط. ^{[ 162 ] [ 163 ] [ 40 ] [ 164 ] [ 165 ]} لم تكن شاشات CRT المبكرة مزودة بوصلة مخصصة لغطاء الأنود؛ بل كان القمع هو وصلة الأنود، لذا كان موصلًا للتيار الكهربائي أثناء التشغيل. ^{[ 166 ]}

يُغطى القمع من الداخل والخارج بطبقة موصلة، ^{[ 167 ] [ 168 ]} مما يجعله مكثفًا، ويساعد على تثبيت جهد المصعد في أنبوب أشعة الكاثود وترشيحه، ويقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لتشغيله. وقد ساهم هذا الاستقرار الذي توفره الطبقة في حل المشكلات المتأصلة في تصميمات مصادر الطاقة القديمة، التي كانت تستخدم الصمامات المفرغة. ولأن القمع يُستخدم كمكثف، يجب أن يكون الزجاج المستخدم فيه عازلًا كهربائيًا ممتازًا . تحمل الطبقة الداخلية جهدًا موجبًا ( جهد المصعد الذي قد يصل إلى عدة كيلوفولت)، بينما تكون الطبقة الخارجية موصولة بالأرض. أما أنابيب أشعة الكاثود التي تعمل بمصادر طاقة حديثة، فلا تحتاج إلى التوصيل بالأرض ، نظرًا لتصميمها الأكثر متانة. تبلغ سعة المكثف المُشكّل من القمع 5-10 نانوفاراد ، على الرغم من أنه يعمل عند الجهد الذي يُزوّد ​​به المصعد عادةً. كما يمكن أن يعاني هذا المكثف من امتصاص العازل ، على غرار أنواع المكثفات الأخرى. ^{[ 169 ] [ 149 ] [ 170 ] [ 171 ] [ 167 ] [ 121 ]} لهذا السبب يجب تفريغ أجهزة CRTs ^{[ 172 ]} قبل التعامل معها لمنع الإصابة. 

يرتبط عمق أنبوب أشعة الكاثود بحجم شاشته. ^{[ 173 ]} كانت زوايا الانحراف المعتادة 90 درجة لشاشات الكمبيوتر وأنابيب أشعة الكاثود الصغيرة، و110 درجة، وهي الزاوية القياسية في أنابيب أشعة الكاثود الأكبر حجمًا لأجهزة التلفزيون، بينما استُخدمت زوايا 120 أو 125 درجة في أنابيب أشعة الكاثود النحيفة المصنعة بين عامي 2001 و2005 في محاولة لمنافسة أجهزة تلفزيون LCD. ^{[ 174 ] [ 117 ] [ 97 ] [ 105 ] [ 175 ]} مع مرور الوقت، ازدادت زوايا الانحراف مع ازدياد جدواها العملية، من 50 درجة عام 1938 إلى 110 درجة عام 1959، ^{[ 21 ]} ثم إلى 125 درجة في العقد الأول من الألفية الثانية. وقد أُجريت أبحاث على أنابيب أشعة الكاثود ذات زاوية انحراف 140 درجة، لكنها لم تُطرح تجاريًا، نظرًا لعدم حل مشكلات التقارب (محاذاة مدافع الإلكترونات الحمراء والخضراء والزرقاء). ^{[ 176 ]}

• 
  شاشة CRT أحادية اللون بزاوية انحراف 110 درجة
• 
  شاشة CRT أحادية اللون بزاوية انحراف 90 درجة

يمكن قياس حجم شاشة أنبوب أشعة الكاثود من خلال مساحة الشاشة بأكملها (أو قطرها الأمامي )، أو بدلاً من ذلك من خلال مساحة العرض المرئي فقط (أو قطرها) المغطاة بالفوسفور والمحاطة بحواف سوداء. ^{[ 168 ] [ 177 ]}

على الرغم من أن منطقة العرض قد تكون مستطيلة، إلا أن حواف شاشة أنبوب أشعة الكاثود قد تكون منحنية (مثل شاشات أنبوب أشعة الكاثود ذات الشريط الأسود، التي صنعتها توشيبا لأول مرة عام 1972) ^{[ 138 ]} ، أو قد تكون الحواف سوداء ومسطحة تمامًا (مثل شاشات فلاترون)، ^{[ 118 ] [ 138 ] [ 178 ]} ، أو قد تتبع منطقة العرض انحناء حواف شاشة أنبوب أشعة الكاثود (مع أو بدون حواف سوداء أو حواف منحنية). ^{[ 179 ] [ 180 ] [ 181 ]}

 صُممت شاشات CRT صغيرة الحجم (أقل من 3 بوصات) لأجهزة التلفزيون المحمولة مثل MTV-1، ولعدسات كاميرات الفيديو. قد لا تحتوي هذه الشاشات على حواف سوداء، ولكنها مسطحة تمامًا. ^{[ 182 ] [ 170 ] [ 183 ] ​​[ 184 ] [ 185 ]}

يُشكّل الزجاج السميك الجزء الأكبر من وزن أنبوب أشعة الكاثود، حيث يُمثّل 65% من وزنه الإجمالي، مما يُحدّد حجمه العملي (انظر قسم  الحجم ). أما زجاج القمع والعنق فيُمثّلان النسبة المتبقية، 30% و5% على التوالي. ويمكن أن يختلف سُمك الزجاج في القمع لربط العنق الرقيق بالشاشة السميكة. ^{[ 186 ] [ 187 ] [ 9 ] [ 8 ]} ويمكن استخدام الزجاج المُقسّى كيميائيًا أو حراريًا لتقليل وزن زجاج أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 188 ] [ 189 ] [ 190 ] [ 191 ]}

يتم توصيل الطبقة الموصلة الخارجية بالأرض، بينما يتم توصيل الطبقة الموصلة الداخلية باستخدام زر/غطاء الأنود عبر سلسلة من المكثفات والثنائيات ( مولد كوكروفت-والتون ) إلى محول الجهد العالي العكسي ؛ الطبقة الداخلية هي أنود أنبوب أشعة الكاثود، ^{[ 192 ]} والذي يُعرف أيضًا، مع قطب كهربائي في مدفع الإلكترونات، بالأنود النهائي. ^{[ 193 ] [ 194 ]} يتم توصيل الطبقة الداخلية بالقطب الكهربائي باستخدام نوابض. يشكل القطب الكهربائي جزءًا من عدسة ثنائية الجهد. ^{[ 194 ] [ 195 ]} تعمل المكثفات والثنائيات كمضاعف للجهد للتيار الذي يوفره المحول العكسي.

يُستخدم المصعد لتسريع الإلكترونات نحو الشاشة، كما يجمع الإلكترونات الثانوية المنبعثة من جزيئات الفوسفور في فراغ أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 196 ] [ 197 ] [ 198 ] [ 199 ] [ 21 ]}

تستخدم شاشات CRT أحادية اللون الألومنيوم في طلاء القمع الداخلي، بينما تستخدم شاشات CRT الملونة طلاء الأكواداج ؛ ^{[ 121 ]} وقد تستخدم بعض شاشات CRT أكسيد الحديد في الداخل. ^{[ 9 ]} أما في الخارج، فتستخدم معظم شاشات CRT طلاء الأكواداج. ^{[ 200 ]} والأكواداج عبارة عن طلاء موصل للكهرباء مصنوع من الجرافيت. في شاشات CRT الملونة، يُرش الأكواداج على السطح الداخلي للقمع ^{[ 201 ] [ 121 ]} ، بينما كان يُطلى تاريخيًا داخل شاشات CRT أحادية اللون. ^{[ 21 ]}

يجب أن يكون موصل غطاء الأنود في أنابيب أشعة الكاثود الحديثة قادرًا على تحمل جهد يصل إلى 55-60 كيلوفولت، وذلك حسب حجم أنبوب أشعة الكاثود وسطوعه. تسمح الفولتية الأعلى باستخدام أنابيب أشعة كاثود أكبر حجمًا، أو سطوع صورة أعلى، أو حل وسط بينهما. ^{[ 202 ] [ 150 ]} يتكون هذا الموصل من مشبك معدني يتمدد داخل زر الأنود المدمج في الزجاج القمعي لأنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 203 ] [ 204 ]} يتم عزل الموصل بواسطة كوب شفط سيليكوني، وربما باستخدام شحم سيليكوني أيضًا لمنع التفريغ الإكليلي . ^{[ 205 ] [ 206 ]}

يجب أن يكون زر الأنود مصممًا بشكل خاص لضمان إحكام الغلق بينه وبين القمع. قد تتسرب الأشعة السينية عبر زر الأنود، إلا أن هذا قد لا يحدث في أجهزة CRT الأحدث التي صُنعت في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات، وذلك بفضل تصميم جديد للزر والمشبك. ^{[ 150 ] [ 207 ]} قد يتكون الزر من ثلاث أكواب متداخلة، حيث يُصنع الكوب الخارجي من سبيكة نيكل-كروم-حديد تحتوي على 40-49% نيكل و3-6% كروم لتسهيل دمج الزر مع زجاج القمع، بينما يُصنع الكوب الداخلي الأول من حديد سميك رخيص الثمن للحماية من الأشعة السينية، ويُصنع الكوب الداخلي الثاني أيضًا من الحديد أو أي معدن آخر موصل للكهرباء للتوصيل بالمشبك. يجب أن تكون الأكواب مقاومة للحرارة بدرجة كافية وأن يكون لها معامل تمدد حراري مشابه لمعامل تمدد زجاج القمع لتحمل عملية الدمج معه. يتصل الجانب الداخلي للزر بالطبقة الموصلة الداخلية لأنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 197 ]} يمكن تثبيت زر الأنود على القمع أثناء تشكيله في قالب. ^{[ 208 ] [ 209 ] [ 150 ]} بدلاً من ذلك، يمكن دمج درع الأشعة السينية في المشبك. ^{[ 210 ]}

يُعرف محول الارتداد أيضًا باسم محول الجهد العالي المتكامل (IHVT) إذا كان مزودًا بمضاعف جهد. يستخدم محول الارتداد قلبًا من السيراميك أو مسحوق الحديد لتمكين التشغيل الفعال عند الترددات العالية. يحتوي محول الارتداد على ملف ابتدائي واحد والعديد من الملفات الثانوية التي توفر جهودًا مختلفة. يزود الملف الثانوي الرئيسي مضاعف الجهد بنبضات جهد لتزويد أنبوب أشعة الكاثود (CRT) بجهد الأنود العالي الذي يستخدمه، بينما تزود الملفات المتبقية أنبوب أشعة الكاثود بجهد الفتيل، ونبضات التشغيل، وجهد التركيز، والجهود المستمدة من مسح الشاشة. عند إيقاف تشغيل المحول، ينهار المجال المغناطيسي لمحول الارتداد بسرعة، مما يؤدي إلى توليد جهد عالٍ في ملفاته. تحدد سرعة انهيار المجال المغناطيسي الجهد المستحث، لذا يزداد الجهد مع سرعة الانهيار. يُستخدم مكثف (مكثف توقيت الاستعادة) أو سلسلة من المكثفات (لتوفير التكرار) لإبطاء انهيار المجال المغناطيسي. ^{[ 211 ] [ 212 ]}

يؤثر تصميم وحدة التغذية الكهربائية عالية الجهد في المنتجات التي تستخدم شاشة CRT على كمية الأشعة السينية المنبعثة منها. وتزداد كمية الأشعة السينية المنبعثة مع ارتفاع كل من الجهد والتيار. فإذا كان المنتج، كجهاز التلفاز مثلاً، يستخدم وحدة تغذية كهربائية عالية الجهد غير منظمة، أي أن جهد المصعد وجهد البؤرة ينخفضان مع زيادة تيار الإلكترونات عند عرض صورة ساطعة، فإن كمية الأشعة السينية المنبعثة تكون في أعلى مستوياتها عندما تعرض شاشة CRT صوراً متوسطة السطوع، لأنه عند عرض صور داكنة أو ساطعة، يعاكس جهد المصعد المرتفع تيار شعاع الإلكترونات المنخفض، والعكس صحيح. وقد تُصدر أنابيب التفريغ الخاصة بمنظم الجهد العالي والمقوم في بعض أجهزة التلفاز القديمة المزودة بشاشات CRT أشعة سينية أيضاً. ^{[ 161 ]}

يُصدر مدفع الإلكترونات الإلكترونات التي تصطدم في النهاية بالفوسفور الموجود على شاشة أنبوب أشعة الكاثود. يحتوي مدفع الإلكترونات على سخان يُسخّن مهبطًا، يُولّد إلكترونات تُركّز، باستخدام شبكات، وتُسرّع في النهاية إلى داخل شاشة أنبوب أشعة الكاثود. يحدث التسريع بالتزامن مع الطلاء الداخلي المصنوع من الألومنيوم أو الأكواداج لأنبوب أشعة الكاثود. يُوضع مدفع الإلكترونات بحيث يُوجّه نحو مركز الشاشة. ^{[ 194 ]} وهو موجود داخل عنق أنبوب أشعة الكاثود، ويُثبّت عليه باستخدام خرز زجاجي أو قضبان دعم زجاجية، وهي عبارة عن شرائح زجاجية على مدفع الإلكترونات. ^{[ 21 ] [ 194 ] [ 213 ]} يُصنع مدفع الإلكترونات بشكل منفصل ثم يُوضع داخل العنق من خلال عملية تُسمى "اللف" أو التغليف. ^{[ 69 ] [ 214 ] [ 215 ] [ 216 ] [ 217 ] [ 218 ]} يحتوي مدفع الإلكترونات على رقاقة زجاجية ملحومة بعنق أنبوب أشعة الكاثود. تخترق وصلات مدفع الإلكترونات الرقاقة الزجاجية. ^{[ 215 ] [ 219 ]} بمجرد دخول مدفع الإلكترونات إلى العنق، تُحدث أقواس كهربائية بين أجزائه المعدنية (الشبكات) باستخدام جهد عالٍ لتنعيم أي حواف خشنة في عملية تُسمى "الطرق الموضعي"، وذلك لمنع الحواف الخشنة في الشبكات من توليد إلكترونات ثانوية. ^{[ 220 ] [ 221 ] [ 222 ]}

يوجد نوعان من الانحراف: المغناطيسي والكهروستاتيكي. يُستخدم الانحراف المغناطيسي عادةً في أجهزة التلفاز والشاشات لأنه يسمح بزوايا انحراف أكبر (وبالتالي أنابيب أشعة كاثودية أقل عمقًا) وقدرة انحراف أعلى (مما يسمح بتيار شعاع إلكتروني أعلى وبالتالي صور أكثر سطوعًا) ^{[ 272 ]} مع تجنب الحاجة إلى جهد عالٍ للانحراف يصل إلى 2  كيلو فولت، ^{[ 175 ]} بينما تستخدم راسمات الإشارة غالبًا الانحراف الكهروستاتيكي لأن أشكال الموجات الخام التي تلتقطها راسمة الإشارة يمكن تطبيقها مباشرةً (بعد التضخيم) على ألواح الانحراف الكهروستاتيكي الرأسية داخل أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 273 ]}

يحدث الاحتراق عندما تُطبع الصور فعليًا على شاشة أنبوب أشعة الكاثود؛ وينتج هذا عن تدهور الفوسفور بسبب تعرضه المستمر لقصف الإلكترونات، ويحدث عندما تبقى صورة أو شعار ثابت على الشاشة لفترة طويلة جدًا، مما يجعله يظهر كصورة باهتة، أو في الحالات الشديدة، حتى عند إطفاء أنبوب أشعة الكاثود. ولمعالجة هذه المشكلة، استُخدمت شاشات التوقف في أجهزة الكمبيوتر للحد من الاحتراق. ^{[ 295 ]}

يتم تفريغ الفراغ الجزئي لأنبوب أشعة الكاثود، ^الذي يتراوح بين 0.01 باسكال (1 × 10⁻⁷ ضغط جوي) ^{[ 296 ]} و 0.1 ميكروباسكال (1 × 10⁻¹² ضغط جوي) أو أقل ^{[ 297 ]} ، في فرن تتراوح درجة حرارته بين 375 و475 درجة مئوية ، في عملية تُعرف باسم "التجفيف ^" أو "التسخين" . ^{[ 298 ]} وتؤدي عملية التفريغ أيضًا إلى إزالة الغازات من أي مواد داخل أنبوب أشعة الكاثود، مع تحلل مواد أخرى مثل كحول البولي فينيل (PVA) المستخدم في تطبيق الفوسفور. ^{[ 299 ]} ويتم التسخين والتبريد تدريجيًا لتجنب إحداث إجهاد أو تصلب أو حتى تشقق الزجاج؛ حيث يسخن الفرن الغازات داخل أنبوب أشعة الكاثود، مما يزيد من سرعة جزيئات الغاز، وبالتالي يزيد من احتمالية سحبها بواسطة مضخة التفريغ. تُحفظ درجة حرارة أنبوب أشعة الكاثود أقل من درجة حرارة الفرن، ويبدأ الفرن بالتبريد فور وصول درجة حرارة أنبوب أشعة الكاثود إلى 400 درجة مئوية، أو تُحفظ درجة حرارة أنبوب أشعة الكاثود أعلى من 400 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 15 و55 دقيقة. يُسخّن أنبوب أشعة الكاثود أثناء عملية التفريغ أو بعدها، وقد تُستخدم الحرارة في الوقت نفسه لإذابة الفريت الموجود داخل الأنبوب، والذي يربط الشاشة والقمع. ^{[ 300 ] [ 301 ] [ 302 ]} المضخة المستخدمة هي مضخة توربينية جزيئية أو مضخة انتشار . ^{[ 303 ] [ 304 ] [ 305 ] [ 306 ]} في السابق، كانت تُستخدم أيضًا مضخات تفريغ الزئبق. ^{[ 307 ] [ 308 ]} بعد الخبز، يُفصل أنبوب أشعة الكاثود (يُغلق أو يُقلب) عن مضخة التفريغ. ^{[ 309 ] [ 310 ] [ 311 ]} ثم يُشغَّل المُمتص باستخدام ملف ترددات راديوية (حث). عادةً ما يكون المُمتص في القمع أو في عنق أنبوب أشعة الكاثود. [ 312 ^{] [ 313 ] تلتقط مادة} المُمتص، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من الباريوم، أي جزيئات غاز متبقية أثناء تبخرها نتيجة التسخين الناتج عن ملف الترددات الراديوية (والذي قد يترافق مع تسخين طارد للحرارة داخل المادة)؛ يملأ البخار أنبوب أشعة الكاثود، ويحبس أي جزيئات غاز يصادفها ويتكثف على السطح الداخلي للأنبوب مكونًا طبقة تحتوي على جزيئات الغاز المحصورة. الهيدروجين     قد توجد هذه المادة في المادة للمساعدة في توزيع بخار الباريوم. تُسخّن المادة إلى درجات حرارة أعلى من 1000  درجة مئوية، مما يؤدي إلى تبخرها. ^{[ 314 ] [ 315 ] [ 235 ]} يمكن أن يؤدي الفقدان الجزئي للفراغ في أنبوب أشعة الكاثود إلى صورة ضبابية، وتوهج أزرق في عنق أنبوب أشعة الكاثود، ووميض ضوئي، وفقدان انبعاث الكاثود، أو مشاكل في التركيز. ^{[ 166 ]}

كانت شاشات CRT تُعاد بناؤها؛ أي تُصلح أو تُجدد. شملت عملية إعادة البناء تفكيك الشاشة، وتفكيك وإصلاح أو استبدال مدفع الإلكترونات، وإزالة وإعادة ترسيب الفوسفور والأكواداج ، وما إلى ذلك. كانت إعادة البناء شائعة حتى ستينيات القرن الماضي لأن شاشات CRT كانت باهظة الثمن وتتلف بسرعة، مما جعل الإصلاح خيارًا مجديًا. ^{[ 312 ]} أُغلق آخر مركز لإعادة بناء شاشات CRT في الولايات المتحدة عام 2010، ^{[ 316 ]} وأُغلق آخر مركز في أوروبا، وهو مركز RACS الذي كان يقع في فرنسا، عام 2013. ^{[ 317 ]}

إعادة التنشيط، أو التجديد، هي عملية تهدف إلى استعادة سطوع شاشة أنبوب أشعة الكاثود البالية مؤقتًا. ويتم ذلك غالبًا عن طريق زيادة الجهد الكهربائي على سخان الكاثود، بالإضافة إلى زيادة التيار والجهد الكهربائي على شبكات التحكم في مدفع الإلكترونات يدويًا. ^{[ 318 ]} كما يمكن لبعض أجهزة التجديد إصلاح حالات قصر الدائرة بين السخان والكاثود عن طريق تمرير تفريغ سعوي عبر منطقة القصر. ^{[ 232 ]}

تُصدر الفوسفورات الموجودة في أنابيب أشعة الكاثود إلكترونات ثانوية نتيجة وجودها داخل فراغ الأنبوب. ويتم تجميع هذه الإلكترونات الثانوية بواسطة مصعد الأنبوب. ^{[ 199 ]} ويجب تجميع الإلكترونات الثانوية المتولدة من الفوسفورات لمنع تراكم الشحنات على الشاشة، مما قد يؤدي إلى انخفاض سطوع الصورة ^{[ 21 ]} لأن الشحنة ستتنافر مع حزمة الإلكترونات.

تحتوي المواد الفسفورية المستخدمة في شاشات CRT غالبًا على معادن أرضية نادرة، ^{[ 319 ] [ 320 ] [ 295 ]} لتحل محل المواد الفسفورية السابقة الأقل سطوعًا. احتوت المواد الفسفورية الحمراء والخضراء القديمة على الكادميوم، ^{[ 321 ]} كما احتوت بعض المواد الفسفورية في شاشات CRT بالأبيض والأسود على البريليوم على شكل سيليكات الزنك والبريليوم، ^{[ 50 ]} على الرغم من استخدام مواد فسفورية بيضاء تحتوي على الكادميوم والزنك والمغنيسيوم مع الفضة أو النحاس أو المنغنيز كشوائب. ^{[ 21 ]} تتميز المواد الفسفورية الأرضية النادرة المستخدمة في شاشات CRT بكفاءة أعلى (إنتاج ضوء أكثر) من المواد الفسفورية السابقة. ^{[ 322 ]} تلتصق المواد الفسفورية بالشاشة بفعل قوى فان دير فالس والقوى الكهروستاتيكية. وتلتصق المواد الفسفورية المكونة من جزيئات أصغر بالشاشة بقوة أكبر. ويمكن إزالة المواد الفسفورية، بالإضافة إلى الكربون المستخدم لمنع تسرب الضوء (في شاشات CRT الملونة)، بسهولة عن طريق الخدش. ^{[ 144 ] [ 323 ]}

توفرت عشرات الأنواع من الفوسفورات لشاشات CRT. ^{[ 324 ]} صُنفت الفوسفورات وفقًا للون، وثباته، ومنحنيات ارتفاع وانخفاض الإضاءة، واللون الذي يعتمد على جهد المصعد (للفوسفورات المستخدمة في شاشات CRT ذات الاختراق)، والاستخدام المقصود، والتركيب الكيميائي، والسلامة، والحساسية للاحتراق، وخصائص الانبعاث الثانوي. ^{[ 325 ]} من أمثلة فوسفورات العناصر الأرضية النادرة أكسيد الإيتريوم للون الأحمر ^{[ 326 ]} وسيليسيد الإيتريوم للون الأزرق في أنابيب مؤشر الشعاع، ^{[ 327 ]} بينما من أمثلة الفوسفورات الأقدم كبريتيد النحاس والكادميوم للون الأحمر.

تتميز فوسفورات SMPTE-C بخصائص محددة وفقًا لمعيار SMPTE-C، الذي يُعرّف بدوره فضاءً لونيًا يحمل الاسم نفسه. يُعطي هذا المعيار الأولوية لإعادة إنتاج الألوان بدقة، وهو ما كان صعبًا بسبب اختلاف الفوسفورات والفضاءات اللونية المستخدمة في نظامي NTSC و PAL . تتميز أجهزة تلفزيون PAL بإعادة إنتاج ألوان أفضل من الناحية الموضوعية نظرًا لاستخدامها فوسفورات خضراء مشبعة، والتي تتميز بفترات اضمحلال طويلة نسبيًا، وهو أمر مقبول في نظام PAL نظرًا لتوفر وقت أطول لاضمحلال الفوسفورات فيه، وذلك بسبب انخفاض معدل الإطارات. وقد استُخدمت فوسفورات SMPTE-C في شاشات الفيديو الاحترافية. ^{[ 328 ] [ 329 ]}

قد تحتوي طبقة الفوسفور على شاشات CRT أحادية اللون والملونة على طبقة ألومنيوم في جانبها الخلفي، تُستخدم لعكس الضوء للأمام، وتوفير الحماية من الأيونات لمنع احتراق الفوسفور بفعل الأيونات السالبة، والتحكم في الحرارة الناتجة عن اصطدام الإلكترونات بالفوسفور، ^{[ 330 ]} ومنع تراكم الشحنات الساكنة التي قد تُبعد الإلكترونات عن الشاشة، وتشكيل جزء من المصعد، وجمع الإلكترونات الثانوية المتولدة من الفوسفور في الشاشة بعد اصطدامها بشعاع الإلكترونات، مما يوفر للإلكترونات مسارًا للعودة. ^{[ 331 ] [ 149 ] [ 332 ] [ 330 ] [ 21 ]} يمر شعاع الإلكترونات عبر طبقة الألومنيوم قبل اصطدامه بالفوسفور على الشاشة؛ حيث يُخفف الألومنيوم جهد شعاع الإلكترونات بحوالي 1  كيلو فولت. ^{[ 333 ] [ 21 ] [ 325 ]} يمكن وضع طبقة رقيقة أو طلاء على الفوسفور لتقليل خشونة السطح المتكون منه، مما يسمح لطلاء الألومنيوم بالحصول على سطح موحد ويمنعه من ملامسة زجاج الشاشة. ^{[ 334 ] [ 335 ]} تُعرف هذه العملية بالتغليف. ^{[ 181 ]} يحتوي الطلاء على مذيبات تتبخر لاحقًا؛ ويمكن زيادة خشونة الطلاء كيميائيًا لتكوين طبقة ألومنيوم مثقبة تسمح بخروج المذيبات. ^{[ 335 ]}

إذا كانت شاشة CRT أحادية اللون (أبيض وأسود)، فإنها تحتوي على مدفع إلكتروني واحد في عنقها، ويُغطى قمعها من الداخل بالألمنيوم المُطبق بالتبخير. يُبخر الألمنيوم في فراغ ويُترك ليتكثف داخل الشاشة. كان يتم ذلك غالبًا بوضع الشاشة في جهاز خاص لسحب الفراغ داخلها، ثم تبخير الألمنيوم باستخدام سخان يحيط بقطعة من الألمنيوم، ثم إزالة الفراغ. ^{[ 181 ]} يُغني الألمنيوم عن الحاجة إلى مصائد الأيونات ، الضرورية لمنع احتراق الفوسفور بالأيونات، كما أنه يعكس الضوء الناتج عن الفوسفور نحو الشاشة، ويتحكم في الحرارة، ويمتص الإلكترونات موفرًا مسارًا لعودتها. سابقًا، كانت الأقماع تُغطى من الداخل بمادة الأكواداج، نظرًا لسهولة تطبيقها كالطلاء. ^{[ 171 ]} أما الفوسفور فكان يُترك بدون طلاء. ^{[ 21 ]} بدأ استخدام الألومنيوم في شاشات CRT في خمسينيات القرن العشرين، حيث طُلي الجزء الداخلي من الشاشة، بما في ذلك الفوسفور، مما زاد من سطوع الصورة لأن الألومنيوم يعكس الضوء (الذي كان سيُفقد داخل الشاشة) نحو الجزء الخارجي منها. ^{[ 21 ] [ 391 ] [ 392 ] [ 393 ]} في شاشات CRT أحادية اللون المطلية بالألومنيوم، يُستخدم طلاء Aquadag على السطح الخارجي. توجد طبقة واحدة من الألومنيوم تغطي القمع والشاشة. ^{[ 181 ]}

تُدمج الشاشة والقمع والعنق معًا في غلاف واحد، ربما باستخدام أختام من مينا الرصاص، ويُصنع ثقب في القمع يُركّب عليه غطاء الأنود، ثم يُطبّق الفوسفور والأكواداج والألومنيوم. ^{[ 69 ]} في السابق، كانت شاشات CRT أحادية اللون تستخدم مصائد أيونية تتطلب مغناطيسًا؛ حيث كان المغناطيس يُستخدم لصرف الإلكترونات بعيدًا عن الأيونات التي يصعب صرفها، مما يسمح للإلكترونات بالمرور بينما يسمح للأيونات بالاصطدام بصفيحة معدنية داخل مدفع الإلكترونات. ^{[ 394 ] [ 166 ] [ 330 ]} يؤدي احتراق الأيونات إلى تآكل مبكر للفوسفور. ولأن الأيونات أصعب صرفًا من الإلكترونات، فإن احتراق الأيونات يترك نقطة سوداء في مركز الشاشة. ^{[ 166 ] [ 330 ]}

كانت الطبقة الداخلية من الأكواداج أو الألومنيوم بمثابة المصعد، حيث تعمل على تسريع الإلكترونات نحو الشاشة، وجمعها بعد اصطدامها بها، كما تعمل كمكثف مع طبقة الأكواداج الخارجية. تتميز الشاشة بطبقة فسفورية موحدة واحدة، ولا تحتوي على قناع ظل، وبالتالي فهي لا تملك حدًا أقصى للدقة من الناحية التقنية. ^{[ 395 ] [ 173 ] [ 396 ]}

قد تستخدم شاشات CRT أحادية اللون مغناطيسات حلقية لضبط مركزية حزمة الإلكترونات، ومغناطيسات حول نير الانحراف لضبط هندسة الصورة. ^{[ 281 ] [ 397 ]}

عند إطفاء شاشة CRT أحادية اللون، تنكمش الشاشة نفسها إلى نقطة بيضاء صغيرة في المركز، بالتزامن مع توقف عمل الفوسفور، بفعل شعاع الإلكترونات؛ وقد يستغرق الأمر بعض الوقت حتى تختفي. ^{[ 398 ]}

• 
  شاشات CRT أحادية اللون القديمة ^{[ 399 ]} بدون ألومنيوم، فقط أكواداج
• 
  مدفع الإلكترونات في شاشة CRT أحادية اللون

تستخدم شاشات CRT الملونة ثلاثة أنواع مختلفة من الفوسفور، تُصدر ضوءًا أحمر وأخضر وأزرق على التوالي. تُجمع هذه الفوسفورات معًا في شرائط (كما في تصميمات شبكة الفتحة ) أو في مجموعات تُسمى "ثلاثيات" (كما في شاشات CRT ذات قناع الظل). ^{[ 400 ] [ 401 ]}

تحتوي شاشات CRT الملونة على ثلاثة مدافع إلكترونية، واحد لكل لون أساسي (الأحمر والأخضر والأزرق)، مرتبة إما في خط مستقيم (متوازية) أو في شكل مثلث متساوي الأضلاع (عادةً ما تُصنع المدافع كوحدة واحدة). ^{[ 194 ] [ 274 ] [ 402 ] [ 403 ] [ 404 ]} يُطلق على الشكل المثلث غالبًا اسم "مدفع دلتا" ، نسبةً إلى شكله الذي يُشبه حرف دلتا اليوناني (Δ). ترتيب الفوسفورات هو نفسه ترتيب مدافع الإلكترونات. ^{[ 194 ] [ 405 ]} تعمل شبكة أو قناع على امتصاص الإلكترونات التي قد تصطدم بالفوسفور الخطأ. ^{[ 406 ]}

يستخدم أنبوب قناع الظل صفيحة معدنية بها ثقوب صغيرة، عادةً ما تكون على شكل دلتا، موضوعة بحيث يُضيء شعاع الإلكترون فقط الفوسفورات الصحيحة على سطح الأنبوب؛ ^{[ 400 ]} مانعًا بذلك جميع الإلكترونات الأخرى. ^{[ 106 ]} تُعرف أقنعة الظل التي تستخدم فتحات بدلاً من الثقوب بأقنعة الفتحات. ^{[ 3 ]} تكون الثقوب أو الفتحات مدببة ^{[ 407 ] [ 408 ]} بحيث تنعكس الإلكترونات التي تصطدم بالجزء الداخلي لأي ثقب، إذا لم يتم امتصاصها (على سبيل المثال بسبب تراكم الشحنة الموضعية)، بدلاً من ارتدادها عبر الثقب لتصطدم ببقعة عشوائية (خاطئة) على الشاشة. يستخدم نوع آخر من شاشات CRT الملونة (Trinitron) شبكة فتحة من أسلاك رأسية مشدودة لتحقيق النتيجة نفسها. ^{[ 406 ]} يحتوي قناع الظل على ثقب واحد لكل ثلاثية. ^{[ 194 ]} عادةً ما يكون قناع الظل على بُعد نصف بوصة  خلف الشاشة. ^{[ 122 ]}

كانت شاشات Trinitron CRT تختلف عن شاشات CRT الملونة الأخرى في أنها تحتوي على مدفع إلكتروني واحد بثلاثة مهابط، وشبكة فتحة تسمح بمرور المزيد من الإلكترونات، مما يزيد من سطوع الصورة (لأن شبكة الفتحة لا تحجب الكثير من الإلكترونات)، وشاشة أسطوانية عمودية، بدلاً من الشاشة المنحنية. ^{[ 409 ]}

توجد مدافع الإلكترونات الثلاثة في العنق (باستثناء أجهزة ترينيترون)، وقد يتم فصل الفوسفورات الحمراء والخضراء والزرقاء على الشاشة بواسطة شبكة أو مصفوفة سوداء (تسميها توشيبا شريطًا أسود). ^{[ 68 ]}

The funnel is coated with aquadag on both sides while the screen has a separate aluminum coating applied in a vacuum,^[194][121] deposited after the phosphor coating is applied, facing the electron gun.^[410][411] The aluminum coating protects the phosphor from ions, absorbs secondary electrons, providing them with a return path, preventing them from electrostatically charging the screen which would then repel electrons and reduce image brightness, reflects the light from the phosphors forwards and helps manage heat. It also serves as the anode of the CRT together with the inner aquadag coating. The inner coating is electrically connected to an electrode of the electron gun using springs, forming the final anode.^[195][194] The outer aquadag coating is connected to ground, possibly using a series of springs or a harness that makes contact with the aquadag.^[412][413]

الحماية المغناطيسية وإزالة المغنطة

إذا تمغنطت شبكة قناع الظل أو فتحة العدسة، فإن مجالها المغناطيسي يُغير مسارات حزم الإلكترونات. وهذا يُسبب أخطاءً في "نقاء اللون" لأن الإلكترونات لا تتبع مساراتها المُحددة فقط، وقد يصطدم بعضها بمواد فسفورية ذات ألوان أخرى غير اللون المطلوب. على سبيل المثال، قد تصطدم بعض الإلكترونات من الحزمة الحمراء بمواد فسفورية زرقاء أو خضراء، مما يُضفي مسحة أرجوانية أو صفراء على أجزاء من الصورة التي من المفترض أن تكون حمراء نقية. (يقتصر هذا التأثير على منطقة مُحددة من الشاشة إذا كان التمغنط موضعيًا). لذلك، من المهم ألا يتمغنط قناع الظل أو فتحة العدسة. قد يؤثر المجال المغناطيسي للأرض على نقاء ألوان أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 453 ]} لهذا السبب، تحتوي بعض أنابيب أشعة الكاثود على دروع مغناطيسية خارجية فوق قنواتها. قد يكون الدرع المغناطيسي مصنوعًا من الحديد المطاوع أو الفولاذ الطري ويحتوي على ملف لإزالة المغنطة. ^{[ 455 ]} قد يتمغنط الدرع المغناطيسي وقناع الظل بشكل دائم بفعل المجال المغناطيسي للأرض، مما يؤثر سلبًا على نقاء الألوان عند تحريك أنبوب أشعة الكاثود. تُحل هذه المشكلة باستخدام ملف إزالة مغناطيسية مدمج، موجود في العديد من أجهزة التلفاز وشاشات الكمبيوتر. قد تتم عملية إزالة المغناطيسية تلقائيًا، عند تشغيل أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 456 ] [ 194 ]} قد يكون الدرع المغناطيسي داخليًا أيضًا، أي موجودًا داخل قمع أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 457 ] [ 458 ] [ 117 ] [ 459 ] [ 460 ] [ 461 ]}

تحتوي شاشات CRT الملونة في أجهزة التلفاز وشاشات الكمبيوتر غالبًا على ملف إزالة مغناطيسية مدمج مثبت حول محيط شاشة CRT. عند تشغيل الشاشة، تُنتج دائرة إزالة المغناطيسية تيارًا متناوبًا قصيرًا يمر عبر الملف، ويتلاشى هذا التيار تدريجيًا خلال ثوانٍ معدودة، مُنتجًا مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا متلاشيًا. يكون هذا المجال المغناطيسي قويًا بما يكفي لإزالة مغناطيسية قناع الظل في معظم الحالات، مما يحافظ على نقاء الألوان. ^{[ 462 ] [ 463 ]} في حالات نادرة من التمغنط القوي حيث لا يكون مجال إزالة المغناطيسية الداخلي كافيًا، يمكن إزالة مغناطيسية قناع الظل خارجيًا باستخدام جهاز إزالة مغناطيسية محمول أقوى. مع ذلك، قد يؤدي المجال المغناطيسي القوي جدًا، سواء كان متناوبًا أو ثابتًا، إلى تشويه (انحناء) قناع الظل ميكانيكيًا، مما يُسبب تشوهًا دائمًا في الألوان على الشاشة، وهو ما يُشبه تأثير التمغنط.

استُخدمت شاشات CRT للإسقاط في أجهزة عرض CRT وأجهزة تلفزيون CRT ذات الإسقاط الخلفي ، وهي عادةً ما تكون صغيرة الحجم (يتراوح  قطرها بين 7 و9 بوصات)؛ ^{[ 270 ]} وتحتوي على مادة فسفورية تُنتج ضوءًا أحمر أو أخضر أو ​​أزرق، مما يجعلها شاشات CRT أحادية اللون؛ ^{[ 466 ]} وهي متشابهة في تصميمها مع شاشات CRT أحادية اللون الأخرى. وبشكل عام، كانت شاشات CRT الأكبر حجمًا للإسقاط تدوم لفترة أطول، وتوفر مستويات سطوع ودقة أعلى، ولكنها كانت أيضًا أغلى ثمنًا. ^{[ 467 ] [ 468 ]} تتميز شاشات CRT للإسقاط بجهد أنود مرتفع بشكل غير عادي بالنسبة لحجمها (مثل 27 أو 25  كيلو فولت لشاشة CRT للإسقاط مقاس 5 أو 7 بوصات على التوالي)، ^{[ 469 ] [ 470 ]} ومهبط مصنوع خصيصًا من التنجستن/الباريوم (بدلاً من أكسيد الباريوم النقي المستخدم عادةً) يتكون من ذرات الباريوم المدمجة في 20% من التنجستن المسامي أو ألومينات الباريوم والكالسيوم أو أكاسيد الباريوم والكالسيوم والألومنيوم المطلية على التنجستن المسامي؛ ينتشر الباريوم من خلال التنجستن ليطلق الإلكترونات. ^{[ 471 ]} يمكن للكاثود الخاص أن يوفر  تيارًا مقداره 2 مللي أمبير بدلًا من 0.3 مللي أمبير للكاثودات العادية، ^{[ 472 ] [ 471 ] [ 234 ] [ 173 ]} مما يجعلها ساطعة بما يكفي لاستخدامها كمصادر ضوئية للعرض. يؤدي الجهد العالي للأنود والكاثود المصمم خصيصًا إلى زيادة جهد وتيار حزمة الإلكترونات، على التوالي، مما يزيد من الضوء المنبعث من الفوسفور، وكذلك كمية الحرارة المتولدة أثناء التشغيل؛ وهذا يعني أن أنابيب أشعة الكاثود (CRT) لأجهزة العرض تحتاج إلى تبريد. عادةً ما يتم تبريد الشاشة باستخدام حاوية (تشكل الشاشة جزءًا من الحاوية) تحتوي على الجليكول؛ قد يكون الجليكول نفسه مصبوغًا، ^{[ 473 ]} أو يمكن استخدام جليكول عديم اللون داخل حاوية قد تكون ملونة (مكونة عدسة تُعرف باسم عنصر c). تُستخدم العدسات الملونة أو الجليكول لتحسين إعادة إنتاج الألوان على حساب السطوع، وتُستخدم فقط في أنابيب أشعة الكاثود الحمراء والخضراء. ^{[ 474 ] [ 475 ]} تحتوي كل شاشة CRT على جلايكول خاص بها، والذي يتصل بفقاعة هواء ليسمح للجليكول بالانكماش والتمدد عند التبريد والتسخين. قد تحتوي شاشات CRT الخاصة بأجهزة العرض على حلقات ضبط، تمامًا مثل شاشات CRT الملونة، لضبط الاستجماتيزم، ^{[ 476 ]} وهو عبارة عن توهج شعاع الإلكترون (ضوء متناثر يشبه الظلال). ^{[ 477 ]}تحتوي هذه الأجهزة على ثلاث حلقات ضبط؛ واحدة بقطبين، وأخرى بأربعة أقطاب، وثالثة بستة أقطاب. عند ضبطها بشكل صحيح، يمكن لجهاز العرض عرض نقاط دائرية مثالية دون أي توهج. ^{[ 478 ]} كانت الشاشات المستخدمة في أجهزة العرض CRT أكثر شفافية من المعتاد، حيث بلغت نسبة نفاذيتها 90%. ^{[ 121 ]} صُنعت أولى أجهزة العرض CRT في عام 1933. ^{[ 479 ]}

كانت أجهزة عرض CRT متوفرة بنظامي تركيز كهرساكن وكهرومغناطيسي، وكان الأخير أغلى ثمناً. يعتمد التركيز الكهرساكن على الإلكترونيات لتركيز حزمة الإلكترونات، بالإضافة إلى مغناطيسات تركيز حول عنق أنبوب CRT لإجراء تعديلات دقيقة على التركيز. وقد تدهور هذا النوع من التركيز بمرور الوقت. أما التركيز الكهرومغناطيسي، فقد طُرح في أوائل التسعينيات، وشمل ملف تركيز كهرومغناطيسي بالإضافة إلى مغناطيسات التركيز الموجودة مسبقاً. وكان التركيز الكهرومغناطيسي أكثر استقراراً طوال عمر أنبوب CRT، حيث احتفظ بنسبة 95% من حدته حتى نهاية عمره الافتراضي. ^{[ 480 ]}

أنابيب مؤشر الشعاع ، والمعروفة أيضًا باسم Uniray أو Apple CRT أو Indextron، ^{[ 481 ]} كانت محاولة من شركة Philco في خمسينيات القرن الماضي لإنتاج شاشة CRT ملونة بدون قناع ظل، مما أدى إلى التخلص من مشاكل التقارب والنقاء، وسمح بتصنيع شاشات CRT أقل عمقًا بزوايا انحراف أعلى. ^{[ 482 ]} كما تطلبت هذه التقنية مصدر طاقة بجهد أقل للمصعد النهائي نظرًا لعدم استخدامها قناع ظل، الذي يحجب عادةً حوالي 80% من الإلكترونات المتولدة من مدفع الإلكترونات. كما أن عدم وجود قناع ظل جعلها محصنة ضد المجال المغناطيسي للأرض، بالإضافة إلى جعل عملية إزالة المغنطة غير ضرورية وزيادة سطوع الصورة. ^{[ 483 ]} صُممت هذه الشاشة على غرار شاشة أنبوب أشعة الكاثود أحادية اللون، بطبقة خارجية من الأكواداج، وطبقة داخلية من الألومنيوم، ومدفع إلكتروني واحد، ولكن بشاشة ذات نمط متناوب من شرائط الفوسفور الأحمر والأخضر والأزرق والأشعة فوق البنفسجية (مؤشر الانكسار) (على غرار شاشة ترينيترون)، مع أنبوب مضاعف ضوئي جانبي ^{[ 484 ] [ 483 ]} أو ثنائي ضوئي موجه نحو الجزء الخلفي من الشاشة ومثبت على قمع أنبوب أشعة الكاثود، لتتبع حزمة الإلكترونات وتنشيط الفوسفورات بشكل منفصل باستخدام نفس حزمة الإلكترونات. استُخدم شريط الفوسفور المؤشر فقط للتتبع، وكان الفوسفور الوحيد غير المغطى بطبقة من الألومنيوم. ^{[ 333 ]} تم إيقاف إنتاجها نظرًا للدقة العالية المطلوبة. ^{[ 485 ] [ 486 ]} أعادت سوني إحياءها في ثمانينيات القرن الماضي باسم إندكسترون، لكن انتشارها كان محدودًا، ويعود ذلك جزئيًا على الأقل إلى تطور شاشات الكريستال السائل (LCD). عانت شاشات CRT ذات مؤشر الحزمة أيضًا من نسب تباين منخفضة تبلغ حوالي 50:1 فقط، نظرًا لحاجة الثنائيات الضوئية إلى انبعاث بعض الضوء من الفوسفورات باستمرار لتتبع حزمة الإلكترونات. وقد سمح هذا باستخدام أجهزة عرض CRT أحادية اللون لعدم الحاجة إلى قناع الظل؛ إذ تستخدم أجهزة العرض CRT عادةً ثلاث شاشات، واحدة لكل لون، ^{[ 487 ]} نظرًا لتوليد كمية كبيرة من الحرارة بسبب ارتفاع جهد الأنود وتيار الحزمة، مما يجعل قناع الظل غير عملي وغير فعال لأنه سيتشوه بفعل الحرارة المتولدة (تمتص أقنعة الظل معظم حزمة الإلكترونات، وبالتالي معظم الطاقة التي تحملها الإلكترونات النسبية)؛ كما أن استخدام ثلاث شاشات CRT يعني الحاجة إلى إجراء معايرة وضبط معقد ^{[ 488 ].}كان لا بد من إجراء المعايرة أثناء تركيب جهاز العرض، وكان نقل الجهاز يتطلب إعادة معايرته. أما استخدام شاشة CRT واحدة فقد ألغى الحاجة إلى المعايرة، لكن السطوع انخفض لأن شاشة CRT كانت تُستخدم لثلاثة ألوان بدلاً من تخصيص شاشة CRT لكل لون. ^{[ 481 ]} كما يفرض نمط الخطوط حدًا أقصى للدقة الأفقية؛ في المقابل، لا توجد حدود نظرية للدقة في أجهزة عرض CRT ثلاثية الشاشات، نظرًا لاحتوائها على طبقات فسفورية موحدة.

شاشات CRT المسطحة هي تلك التي تتميز بشاشة مسطحة. ورغم أنها مسطحة، إلا أنها قد لا تكون مسطحة تمامًا، خاصةً من الداخل، بل قد يكون سطحها منحنيًا بشكل ملحوظ. ومن الاستثناءات البارزة شاشة LG Flatron (التي صنعتها شركة LG.Philips Displays ، والتي أصبحت لاحقًا LP Displays)، فهي مسطحة تمامًا من الداخل والخارج، ولكنها مزودة بلوحة زجاجية ملصقة على الشاشة مع حافة مشدودة لتوفير الحماية من الانفجار الداخلي. وقد قدمت شركة Zenith هذه الشاشات المسطحة تمامًا لأول مرة عام 1986، واستخدمت أقنعة ظل مسطحة مشدودة، حيث يتم تثبيت قناع الظل تحت ضغط، مما يوفر مقاومة أكبر للتوهج. ^{[ 489 ] [ 490 ] [ 491 ] [ 261 ] [ 355 ] [ 492 ]} وتعتمد تقنية Flatron من LG على هذه التقنية التي طورتها Zenith، ^{[ 493 ] [ 494 ]} وهي الآن شركة تابعة لـ LG. وتواجه شاشات CRT المسطحة عددًا من التحديات، مثل الانحراف. تُستخدم مُعززات الانحراف الرأسي لزيادة كمية التيار المُرسل إلى ملفات الانحراف الرأسي لتعويض انخفاض الانحناء. ^{[ 288 ]} كانت أنابيب أشعة الكاثود المُستخدمة في جهاز Sinclair TV80 ، وفي العديد من أجهزة Sony Watchman، مسطحةً بمعنى أنها لم تكن عميقة، وكانت شاشاتها الأمامية مسطحة، ولكن مدافع الإلكترونات كانت موضوعةً على جانب الشاشة. ^{[ 495 ] [ 496 ]} استخدم جهاز TV80 الانحراف الكهروستاتيكي ^{[ 497 ]} بينما استخدم جهاز Watchman الانحراف المغناطيسي مع شاشة فسفورية منحنية للداخل. استُخدمت أنابيب أشعة كاثود مماثلة في أجراس الأبواب المزودة بكاميرات فيديو. ^{[ 498 ]}

كانت شاشات الرادار الكاثودية الأنبوبية ، مثل 7JP4، مزودة بشاشة دائرية، وكانت تمسح الشعاع من المركز إلى الخارج. يدور ذراع الانحراف، مما يؤدي إلى دوران الشعاع بشكل دائري. ^{[ 499 ]} غالبًا ما كانت الشاشة تحتوي على لونين، لون ساطع قصير الأمد يظهر فقط أثناء مسح الشعاع للشاشة، ولون آخر طويل الأمد من الفوسفور. عندما يصطدم الشعاع بالفوسفور، يضيء الفوسفور بشدة، وعندما يبتعد الشعاع، يبقى اللون الخافت طويل الأمد مضاءً في مكان اصطدام الشعاع بالفوسفور، إلى جانب أهداف الرادار التي "رُسمت" بواسطة الشعاع، حتى يصطدم الشعاع بالفوسفور مرة أخرى. ^{[ 500 ] [ 501 ]}

في شاشات CRT المزودة بأجهزة راسم الإشارة ، يُستخدم الانحراف الكهروستاتيكي بدلاً من الانحراف المغناطيسي الشائع في أجهزة التلفاز وغيرها من شاشات CRT الكبيرة. ينحرف شعاع الإلكترون أفقيًا بتطبيق مجال كهربائي بين لوحين على جانبيه، وعموديًا بتطبيق مجال كهربائي على لوحين أعلى وأسفل الشاشة. تستخدم أجهزة التلفاز الانحراف المغناطيسي بدلاً من الكهروستاتيكي لأن ألواح الانحراف تعيق الشعاع عندما تكون زاوية الانحراف كبيرة كما هو مطلوب للأنابيب القصيرة نسبيًا لحجمها. تتضمن بعض شاشات CRT المزودة بأجهزة راسم الإشارة مصاعد ما بعد الانحراف (PDAs) حلزونية الشكل لضمان جهد موحد عبر الشاشة، وتعمل بجهد يصل إلى 15  كيلو فولت. في شاشات CRT المزودة بمصاعد ما بعد الانحراف، ينحرف شعاع الإلكترون قبل تسريعه، مما يحسن الحساسية والوضوح، خاصة عند تحليل نبضات الجهد ذات دورات التشغيل القصيرة. ^{[ 502 ] [ 165 ] [ 503 ]}

Image storage tubes

These are found in analog phosphor storage oscilloscopes. These are distinct from digital storage oscilloscopes which rely on solid state digital memory to store the image.

Where a single brief event is monitored by an oscilloscope, such an event will be displayed by a conventional tube only while it actually occurs. The use of a long persistence phosphor may allow the image to be observed after the event, but only for a few seconds at best. This limitation can be overcome by the use of a direct view storage cathode ray tube (storage tube). A storage tube will continue to display the event after it has occurred until such time as it is erased. A storage tube is similar to a conventional tube except that it is equipped with a metal grid coated with a dielectric layer located immediately behind the phosphor screen. An externally applied voltage to the mesh initially ensures that the whole mesh is at a constant potential. This mesh is constantly exposed to a low velocity electron beam from a 'flood gun' which operates independently of the main gun. This flood gun is not deflected like the main gun but constantly 'illuminates' the whole of the storage mesh. The initial charge on the storage mesh is such as to repel the electrons from the flood gun which are prevented from striking the phosphor screen.

عندما يقوم مدفع الإلكترونات الرئيسي برسم صورة على الشاشة، تكون طاقة الشعاع الرئيسي كافية لتكوين "انخفاض جهد" على شبكة التخزين. المناطق التي يتشكل فيها هذا الانخفاض لا تصدّ الإلكترونات القادمة من مدفع الفيضان، والتي تمر الآن عبر الشبكة وتضيء شاشة الفوسفور. ونتيجة لذلك، تستمر الصورة التي رُسمت لفترة وجيزة بواسطة المدفع الرئيسي في الظهور بعد اكتمالها. يمكن "محو" الصورة بإعادة تزويد الشبكة بالجهد الخارجي لاستعادة جهدها الثابت. كان وقت عرض الصورة محدودًا لأن مدفع الفيضان، عمليًا، يُعادل الشحنة على شبكة التخزين ببطء. إحدى طرق إطالة مدة عرض الصورة هي إيقاف تشغيل مدفع الفيضان مؤقتًا. عندها يُمكن الاحتفاظ بالصورة لعدة أيام. تسمح معظم أنابيب التخزين بتطبيق جهد أقل على شبكة التخزين، مما يُعيد حالة الشحنة الأولية ببطء. ومن خلال تغيير هذا الجهد، يُمكن الحصول على مدة عرض متغيرة. يؤدي إيقاف تشغيل مدفع الفيضان ومصدر الجهد الكهربائي لشبكة التخزين إلى تشغيل هذا الأنبوب كأنبوب راسم إشارة تقليدي. ^{[ 508 ]}

استُخدمت شاشات العرض المتجهة في أنظمة التصميم بمساعدة الحاسوب المبكرة ^{[ 509 ]} ، كما استُخدمت في بعض ألعاب الأركيد التي ظهرت في أواخر السبعينيات ومنتصف الثمانينيات، مثل لعبة أسترويدز ^{[ 510 ]} . تعتمد هذه الشاشات على رسم الرسومات نقطة بنقطة، بدلاً من مسحها ضوئيًا. ويمكن استخدام شاشات أنبوب أشعة الكاثود أحادية اللون أو الملونة في شاشات العرض المتجهة، وتتشابه المبادئ الأساسية لتصميم وتشغيل هذه الشاشات في كلا النوعين؛ ويكمن الاختلاف الرئيسي في أنماط انحراف الشعاع والدوائر الكهربائية.

أنبوب ويليامز، أو أنبوب ويليامز-كيلبورن، هو أنبوب أشعة كاثودية يُستخدم لتخزين البيانات الثنائية إلكترونيًا. استُخدم في حواسيب الأربعينيات كجهاز تخزين رقمي ذي وصول عشوائي. على عكس أنابيب الأشعة الكاثودية الأخرى المذكورة في هذه المقالة، لم يكن أنبوب ويليامز جهاز عرض، بل لم يكن بالإمكان رؤيته فعليًا لوجود صفيحة معدنية تغطي شاشته.

في بعض أجهزة الراديو التي تعمل بتقنية الصمامات المفرغة ، كان يُستخدم أنبوب "العين السحرية" أو "عين الضبط" للمساعدة في ضبط جهاز الاستقبال. ويتم ضبط التردد حتى يقل عرض الظل الشعاعي إلى أدنى حد. وقد استُخدم هذا الأنبوب بدلاً من مقياس كهروميكانيكي أكثر تكلفة، والذي أصبح يُستخدم لاحقًا في أجهزة الضبط المتطورة عندما كانت أجهزة الترانزستور تفتقر إلى الجهد العالي اللازم لتشغيله. ^{[ 511 ]} كما استُخدم نفس النوع من الأجهزة مع مسجلات الأشرطة كمقياس لمستوى التسجيل، ولتطبيقات أخرى متنوعة، بما في ذلك معدات الاختبار الكهربائية.

استخدمت بعض شاشات الحواسيب القديمة (تلك التي احتاجت لعرض نصوص أكثر مما هو عملي باستخدام المتجهات، أو التي تطلبت سرعة عالية لإخراج الصور الفوتوغرافية) شاشات Charactron CRT. تتضمن هذه الشاشات قناعًا معدنيًا مثقبًا للأحرف ( قالبًا )، يُشكّل حزمة إلكترونية عريضة لتكوين حرف على الشاشة. يختار النظام حرفًا على القناع باستخدام مجموعة واحدة من دوائر الانحراف، لكن هذا يتسبب في توجيه الحزمة خارج المحور، لذا يتعين على مجموعة ثانية من لوحات الانحراف إعادة توجيه الحزمة نحو مركز الشاشة. تضع مجموعة ثالثة من اللوحات الحرف في الموضع المطلوب. يتم تشغيل الحزمة لفترة وجيزة لرسم الحرف في ذلك الموضع. كان من الممكن رسم الرسومات عن طريق تحديد الموضع على القناع الذي يتوافق مع رمز المسافة (عمليًا، لم تكن تُرسَم ببساطة)، والذي كان يحتوي على ثقب دائري صغير في المنتصف؛ هذا يُعطّل قناع الأحرف فعليًا، ويعود النظام إلى سلوك المتجهات العادي. كانت شاشات Charactron ذات أعناق طويلة بشكل استثنائي، نظرًا للحاجة إلى ثلاثة أنظمة انحراف. ^{[ 512 ] [ 513 ]}

كانت نيمو علامة تجارية لعائلة من أنابيب أشعة الكاثود الصغيرة والمتخصصة، من إنتاج شركة مهندسي الإلكترونيات الصناعية . احتوت هذه الأنابيب على 10 مدافع إلكترونية تُنتج حزمًا إلكترونية على شكل أرقام، بطريقة مشابهة لتقنية الشاراكترون. كانت الأنابيب إما شاشات عرض بسيطة أحادية الرقم، أو شاشات عرض أكثر تعقيدًا بأربعة أو ستة أرقام، تُنتج بواسطة نظام انحراف مغناطيسي مناسب. ونظرًا لقلة تعقيداتها مقارنةً بأنابيب أشعة الكاثود التقليدية، فقد تطلبت هذه الأنابيب دائرة تشغيل بسيطة نسبيًا، ولأن الصورة كانت تُعرض على سطح زجاجي، فقد وفرت زاوية رؤية أوسع بكثير من الأنواع المنافسة (مثل أنابيب النيكسي ). ^{[ 514 ]} ومع ذلك، فإن حاجتها إلى عدة فولتيات وجهدها العالي جعلها غير شائعة.

شاشات CRT ذات الشعاع الكاثودي هي أنابيب صغيرة مُرتبة على شكل بكسلات لعرضها على جدران فيديو كبيرة مثل شاشات Jumbotron . أول شاشة تستخدم هذه التقنية (التي أطلقت عليها شركة Mitsubishi Electric اسم Diamond Vision ) قدمتها الشركة لمباراة كل النجوم في دوري البيسبول الرئيسي عام 1980. ^{[ 515 ] [ 516 ]} تختلف هذه الشاشة عن شاشات CRT العادية في أن مدفع الإلكترونات بداخلها لا يُنتج شعاعًا مركزًا قابلًا للتحكم. بدلًا من ذلك، تُرش الإلكترونات في مخروط واسع عبر كامل واجهة شاشة الفوسفور، مما يجعل كل وحدة تعمل كمصباح كهربائي منفرد. ^{[ 517 ]} كل وحدة مطلية بفوسفور أحمر أو أخضر أو ​​أزرق، لتكوين البكسلات الفرعية الملونة. وقد استُبدلت هذه التقنية إلى حد كبير بشاشات الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) . تم استخدام أنابيب أشعة الكاثود غير المركزة وغير المنحرفة كمصابيح ستروبوسكوب يتم التحكم فيها بواسطة الشبكة منذ عام 1958. ^{[ 518 ]} تم إصدار مصابيح التألق المحفز بالإلكترون (ESL)، والتي تستخدم نفس مبدأ التشغيل، في عام 2011. ^{[ 519 ]}

استُخدمت شاشات CRT ذات الزجاج الأمامي غير المُفسفر، ولكن المُدمجة فيه أسلاك دقيقة، كرؤوس طباعة كهروستاتيكية في ستينيات القرن الماضي. كانت هذه الأسلاك تُمرر تيار حزمة الإلكترونات عبر الزجاج إلى ورقة، حيث يتم ترسيب المحتوى المطلوب على شكل نمط شحنة كهربائية. ثم تُمرر الورقة بالقرب من بركة من الحبر السائل ذي الشحنة المعاكسة. تجذب المناطق المشحونة من الورقة الحبر، وبالتالي تتشكل الصورة. ^{[ 520 ] [ 521 ]}

في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الثانية، أجرت مختبرات أبحاث فيليبس تجارب على نوع من شاشات CRT الرقيقة تُعرف باسم شاشة زيوس ، والتي احتوت على وظائف مشابهة لشاشات CRT في شاشة مسطحة . وُضع مهبط هذه الشاشة أسفل واجهتها الأمامية، حيث تُوجّه الإلكترونات من المهبط إلى الجزء الخلفي من الشاشة، وتبقى هناك حتى تُستخرج بواسطة أقطاب كهربائية بالقرب من واجهتها الأمامية، ثم تُوجّه إلى الجزء الأمامي الذي يحتوي على نقاط فسفورية. ^{[ 522 ] [ 523 ] [ 524 ] [ 525 ] [ 526 ]} تم عرض هذه الأجهزة تجريبيًا، لكنها لم تُطرح في الأسواق.

ابتكرت بعض شركات تصنيع شاشات CRT، مثل LG Philips Displays (التي أصبحت لاحقًا LP Displays) وSamsung SDI، تقنية CRT من خلال تصميم أنبوب أنحف. عُرفت شاشات CRT الأنحف بالأسماء التجارية Superslim ^{[ 527 ]} وUltraslim ^{[ 528 ]} و Vixlim (من سامسونج) ^{[ 529 ]} وCybertube وCybertube+ (من LG Philips Displays). ^{[ 530 ] [ 531 ]} يبلغ عمق شاشة CRT المسطحة مقاس 21 بوصة (53 سم) 447.2 مليمترًا (17.61 بوصة) . وكان عمق Superslim 352 مليمترًا (13.86 بوصة) ^{[ 532 ]} ، بينما بلغ عمق Ultraslim 295.7 مليمترًا (11.64 بوصة) . ^{[ 533 ]}    

يمكن لشاشات CRT أن تُصدر كمية ضئيلة من أشعة إكس ؛ وينتج ذلك عن قصف حزمة الإلكترونات لقناع الظل/شبكة الفتحة والفوسفور، مما يُنتج إشعاع الكبح ( bremsstrahlung ) نتيجة تباطؤ الإلكترونات عالية الطاقة. ويُعتبر مقدار الإشعاع المنبعث من مقدمة الشاشة غير ضار بشكل عام. وتُستخدم لوائح إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) في 21  CFR 1020.10 لتقييد انبعاثات أجهزة استقبال التلفزيون، على سبيل المثال، إلى 0.5 ملي رونتجن في الساعة على مسافة 5 سم (2 بوصة ) من أي سطح خارجي؛ ومنذ عام 2007، أصبحت معظم انبعاثات شاشات CRT أقل بكثير من هذا الحد. ^{[ 534 ]} تجدر الإشارة إلى أن الرونتجن وحدة قياس قديمة ولا تأخذ في الحسبان امتصاص الجرعة. ويبلغ معدل التحويل حوالي 0.877 رونتجن لكل ريم . ^{[ 535 ]} بافتراض أن المشاهد قد امتص الجرعة كاملة (وهو أمر غير مرجح)، وأنه يشاهد التلفاز لمدة ساعتين يوميًا، فإن جرعة 0.5 ملي رونتجن في الساعة ستزيد الجرعة السنوية للمشاهد بمقدار 320 ملي ريم. وللمقارنة، يبلغ متوسط ​​الإشعاع الخلفي في الولايات المتحدة 310 ملي ريم سنويًا. ولا تظهر الآثار السلبية للإشعاع المزمن عادةً إلا عند تجاوز الجرعات 20,000 ملي ريم. ^{[ 536 ]}  

تكون كثافة الأشعة السينية التي يُنتجها أنبوب أشعة الكاثود منخفضة لأن المسح النقطي في أنبوب أشعة الكاثود النموذجي يوزع طاقة حزمة الإلكترونات على كامل الشاشة. تكفي الفولتية التي تزيد عن 15000 فولت لتوليد أشعة سينية "خفيفة". مع ذلك، ونظرًا لأن أنابيب أشعة الكاثود قد تبقى قيد التشغيل لعدة ساعات متواصلة، فقد تصبح كمية الأشعة السينية الناتجة عنها كبيرة، ومن هنا تبرز أهمية استخدام مواد واقية من الأشعة السينية، مثل الزجاج السميك المحتوي على الرصاص وزجاج الباريوم-سترونتيوم المستخدم في أنابيب أشعة الكاثود. ^{[ 142 ]}

بدأت المخاوف بشأن الأشعة السينية المنبعثة من شاشات التلفزيون ذات أنابيب أشعة الكاثود (CRT) عام 1967، عندما تبين أن أجهزة التلفزيون المصنعة من قبل شركة جنرال إلكتريك تُصدر "أشعة سينية تتجاوز المستويات المسموح بها". لاحقًا، تبين أن أجهزة التلفزيون من جميع الشركات المصنعة تُصدر إشعاعًا أيضًا. دفع هذا الأمر ممثلي صناعة التلفزيون إلى المثول أمام لجنة في الكونغرس الأمريكي، والتي اقترحت بدورها مشروع قانون اتحادي لتنظيم الإشعاع، والذي أصبح قانون مكافحة الإشعاع من أجل الصحة والسلامة لعام 1968. أُوصي مالكو أجهزة التلفزيون بالبقاء دائمًا على بُعد ستة أقدام على الأقل من شاشة التلفزيون، وتجنب "التعرض المطول" للإشعاع من الجوانب أو الخلف أو أسفل الجهاز. وقد اكتُشف أن معظم الإشعاع يتجه نحو الأسفل. كما نُصح المالكون بعدم تعديل المكونات الداخلية لأجهزتهم لتجنب التعرض للإشعاع. واستمرت عناوين الصحف التي تتحدث عن أجهزة التلفزيون "المشعة" حتى نهاية الستينيات. سبق أن قدّم عضوان في الكونغرس من نيويورك اقتراحاً كان من شأنه إجبار مصنّعي أجهزة التلفزيون على "دخول المنازل لاختبار جميع أجهزة التلفزيون الملونة البالغ عددها 15 مليون جهاز في البلاد، وتركيب أجهزة قياس الإشعاع فيها". وفي نهاية المطاف، بدأت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية بتنظيم انبعاثات الإشعاع من جميع المنتجات الإلكترونية في الولايات المتحدة. ^{[ 537 ]}

قد تكون شاشات CRT القديمة، الملونة والأحادية اللون، قد صُنعت باستخدام مواد سامة، مثل الكادميوم ، في الفوسفور. ^{[ 50 ] [ 538 ] [ 539 ] [ 540 ]} قد يُصنع الأنبوب الزجاجي الخلفي لشاشات CRT الحديثة من زجاج مُحتوي على الرصاص ، والذي يُشكل خطرًا بيئيًا في حال التخلص منه بشكل غير سليم. ^{[ 541 ]} منذ عام 1970، استُخدم أكسيد السترونتيوم في الزجاج الموجود في اللوحة الأمامية (الجزء المرئي من شاشة CRT) بدلًا من الرصاص، مع أن الجزء الخلفي من شاشة CRT كان لا يزال يُصنع من الزجاج المُحتوي على الرصاص. عادةً لا تحتوي شاشات CRT الأحادية اللون على كمية كافية من الزجاج المُحتوي على الرصاص لتفشل في اختبارات TCLP التابعة لوكالة حماية البيئة الأمريكية. في حين أن عملية TCLP تطحن الزجاج إلى جزيئات دقيقة لتعريضها لأحماض ضعيفة لاختبار التسرب، فإن زجاج شاشة CRT السليم لا يتسرب منه الرصاص (يُصبح الرصاص مُزججًا ، وموجودًا داخل الزجاج نفسه، على غرار الأواني البلورية الزجاجية المُحتوية على الرصاص ).

عند معدلات تحديث منخفضة (60 هرتز وما دون)، قد ينتج عن المسح الدوري للشاشة وميض يلاحظه بعض الأشخاص بسهولة أكبر من غيرهم، خاصةً عند المشاهدة بالرؤية المحيطية . يرتبط الوميض عادةً بشاشات CRT، حيث تعمل معظم أجهزة التلفاز بتردد 50 هرتز ( PAL ) أو 60 هرتز ( NTSC )، على الرغم من وجود بعض أجهزة التلفاز PAL بتردد 100 هرتز الخالية من الوميض . عادةً ما تعمل الشاشات منخفضة الجودة فقط بهذه الترددات المنخفضة، حيث تدعم معظم شاشات الكمبيوتر 75 هرتز على الأقل، بينما تدعم الشاشات عالية الجودة 100 هرتز أو أكثر للتخلص من أي إحساس بالوميض. ^{[ 542 ]} على الرغم من أن تردد 100 هرتز في نظام PAL كان يُحقق غالبًا باستخدام المسح المتداخل، بتقسيم الدائرة والمسح إلى شعاعين بتردد 50 هرتز. قد تحتوي شاشات CRT غير المخصصة لأجهزة الكمبيوتر، أو شاشات CRT المستخدمة في السونار أو الرادار، على فوسفور طويل الأمد، وبالتالي فهي خالية من الوميض. إذا استمرت الصورة لفترة طويلة جدًا على شاشة عرض الفيديو، فستصبح الصور المتحركة ضبابية.        

تعمل شاشات CRT بتردد 50/60  هرتز  المستخدمة في التلفزيون بترددات مسح أفقي تبلغ حوالي 15000  هرتز: 15750 و15734.27  هرتز (لأنظمة NTSC) أو 15625  هرتز (لأنظمة PAL). ^{[ 543 ]} تقع هذه الترددات ضمن النطاق الأعلى للسمع البشري ، وهي غير مسموعة لكثير من الناس؛ ومع ذلك، قد يسمع بعض الأشخاص (وخاصة الأطفال) نغمة حادة بالقرب من جهاز تلفزيون CRT قيد التشغيل. ^{[ 544 ]} يعود سبب هذا الصوت إلى الانضغاط المغناطيسي في القلب المغناطيسي والحركة الدورية لملفات محول الارتداد ^{[ 545 ]،} ولكنه قد ينتج أيضًا عن حركة ملفات الانحراف أو النير أو خرزات الفريت. ^{[ 546 ]}

لا تحدث هذه المشكلة على  أجهزة التلفزيون بتردد 100/120 هرتز وعلى شاشات الكمبيوتر غير CGA (محول الرسومات الملونة)، لأنها تستخدم ترددات مسح أفقي أعلى بكثير تنتج صوتًا غير مسموع للبشر (من 22  كيلو هرتز إلى أكثر من 100  كيلو هرتز).

في حال تلف الجدار الزجاجي، قد يتسبب الضغط الجوي في انفجار أنبوب التفريغ إلى شظايا خطيرة تتسارع نحو الداخل ثم تتناثر بسرعة عالية في جميع الاتجاهات. على الرغم من أن أنابيب أشعة الكاثود الحديثة المستخدمة في أجهزة التلفاز وشاشات الكمبيوتر مزودة بألواح أمامية ملصقة بالإيبوكسي أو وسائل أخرى لمنع تحطم الغلاف، إلا أنه يجب التعامل مع أنابيب أشعة الكاثود بحذر لتجنب الإصابة. ^{[ 547 ]}

الحماية من الانفجار

كانت شاشات CRT المبكرة مزودة بلوح زجاجي فوق الشاشة مُلصق بها باستخدام مادة لاصقة، ^{[ 149 ]} مما يُشكل شاشة زجاجية مُصفحة: في البداية، كانت المادة اللاصقة من نوع بولي فينيل أسيتات (PVA)، ^{[ 548 ]} بينما استخدمت الإصدارات اللاحقة، مثل LG Flatron، راتنجًا، ربما راتنجًا مُعالَجًا بالأشعة فوق البنفسجية. ^{[ 549 ] [ 355 ]} يتحلل البولي فينيل أسيتات بمرور الوقت مُشكلاً ما يُشبه "الساد"، وهي حلقة من المادة اللاصقة المُتحللة حول حواف شاشة CRT تمنع مرور الضوء من الشاشة. ^{[ 548 ]} تستخدم شاشات CRT اللاحقة بدلاً من ذلك شريطًا معدنيًا مشدودًا مُثبتًا حول المحيط، والذي يوفر أيضًا نقاط تثبيت لتركيب شاشة CRT على غلاف. ^{[ 389 ]} في شاشة CRT مقاس 19 بوصة، يبلغ إجهاد الشد في الشريط المعدني 70  كجم/ ^سم² . ^{[ 550 ]}

كانت شاشات CRT القديمة تُثبّت على جهاز التلفاز باستخدام إطار. يُشدّ الشريط بتسخينه ثم تثبيته على شاشة CRT؛ يبرد الشريط بعد ذلك، فيتقلص حجمه ويضغط على الزجاج، ^{[ 551 ] [ 149 ] [ 552 ]} مما يُقوّي الزجاج ويُقلّل من سُمكه (وبالتالي وزنه). هذا يجعل الشريط جزءًا لا يتجزأ من شاشة CRT سليمة لا تزال تحتوي على فراغ؛ فمحاولة إزالته قد تُؤدي إلى انفجار الشاشة. ^{[ 330 ]}

يمنع الشريط المحيط أنبوب أشعة الكاثود من الانهيار في حال انكسار الشاشة. ويمكن لصق هذا الشريط بمحيط أنبوب أشعة الكاثود باستخدام مادة الإيبوكسي، مما يمنع الشقوق من الانتشار خارج الشاشة وداخل القمع. ^{[ 553 ] [ 552 ]}

بدلاً من ذلك، يمكن استخدام الضغط الناتج عن حافة الإطار لتسريع انتشار أي شقوق في الشاشة جانبياً بسرعة عالية، بحيث تصل إلى القمع وتخترقه بالكامل قبل أن تخترق الشاشة بالكامل. هذا ممكن لأن جدران القمع أرق من جدران الشاشة. يسمح اختراق القمع بالكامل أولاً بدخول الهواء إلى أنبوب أشعة الكاثود من مسافة قصيرة خلف الشاشة، ويمنع حدوث انفجار داخلي من خلال ضمان اختراق الشقوق للشاشة بالكامل، بحيث لا تنكسر إلا بعد دخول الهواء إلى أنبوب أشعة الكاثود. ^{[ 149 ]}

لتسريع الإلكترونات من المهبط إلى الشاشة بطاقة كافية لتحقيق سطوع صورة مناسب، يلزم جهد كهربائي عالٍ جدًا (جهد عالي جدًا)، ^{[ 554 ] [ 555 ]} يتراوح من بضعة آلاف فولتات لشاشة راسم الإشارة الصغيرة إلى عشرات الآلاف لشاشة تلفزيون ملونة أكبر. هذا الجهد أعلى بكثير من جهد التيار الكهربائي المنزلي. حتى بعد إيقاف تشغيل مصدر الطاقة، قد تحتفظ بعض المكثفات وشاشة راسم الإشارة نفسها بشحنة صغيرة لفترة وجيزة. من غير المرجح حدوث صدمة كهربائية من شاشة راسم الإشارة نفسها. ^{[ 556 ] [ 281 ]}