[pinpaic][leixing] CRT显示器的诞生、发展和未来

CRT的诞生

　　1883年，俄裔德国科学家保尔·尼普可夫开始设想能否用电把图像传送到远方。经过艰苦的努力，他发现，如果把影像分成单个像点，就极有可能把人或景物的影像传送到远方。不久，一台叫作“电视望远镜”的仪器问世了。1884年11月 6日，尼普可夫把他的这项发明申报给柏林皇家专利局。专利中描述了显示器工作的三个基本要素：1.把图像分解成像素，逐个传输。2.像素的传输逐行进行。3.用画面传送运动过程时，许多画面快速逐一出现，在眼中这个过程融合为一。这是以后所有电视技术发展的基础原理，甚至今天的电视仍然是按照这些基本原则工作的。

　　1897年，德国的物理学家布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管（Cathode Ray Tube也就是我们今天所说的CRT）。当电子束撞击时，荧光屏上会发出亮光。1906年，布劳恩的两位执著的助手用这种阴极射线管制造了一台画面接收机，进行图像重现。不过，其量产及小型化技术要到1951年以后电晶体发明取代真空管后，才得以普及。CRT技术已经成为人们生活中不可或缺的部分。我们看的电视采用的一样是CRT技术，自从电脑开始普及，CRT显示器也成为电脑与人交流的媒介。

CRT的原理

　　早期的CRT技术，只能够显示光线的强弱，显示出来的是黑白的画面。对于以前CRT用于军事上的雷达显示目标资料的系统来讲，黑白的CRT已经足够。但是，要实行电视转播，彩色CRT技术就非常必要了。CRT的彩色原理其实和自然界光线色彩原理一样。我们知道，自然界里面所有颜色都是由不同波长的光所组合而成的，有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。我们让太阳光通过三棱镜，可以分色出不同波长的光所产生的光谱。这个“光谱”就是我们人类视觉范围内所能看到的颜色区间。透过反向推导，将色彩产生的原理运用在显示器上，就是采用“加色法”这样的方式来产生人工的颜色光线。混合主要的三种颜色：红、绿、蓝 (Red、Green、Blue) 即可产生白光，产生其它颜色也只需要将三种光依比例重叠即可。

可见光的光谱

　　让我们打开CRT的外壳看看。位在萤光幕后端是电子束发射装置，高压线圈驱动电子枪将电子打在屏幕玻璃上，加上真空的空腔避免了放射电子受到空气粒子的阻碍，可以准确的在屏幕玻璃上投影，而彩色 CRT 具有红、绿色和蓝色三支电子枪，三支电子枪同时发射电子打在屏幕玻璃上磷化物上来显示颜色。这些磷化物受电子的激化因而发色，产生色点，大量的色点组合就形成了我们所看到的画面。

　　CRT显示器主要由电子枪、线圈 (Deflection coils)、金属隔板(Shadow mask)、磷化萤光粉层(phosphor)和玻璃屏幕五大部分组成。其中电子枪有能力打出2万5千伏特高压，产生高能电子光束。并利用屏蔽正确导引电子光束打在镜面上的磷光物质，而产生亮点。同时控制电子光束的强度，即可产生不同的颜色与亮度。当显示器接收到由计算机显示卡或由电视讯号发射器所传出来的影像讯号时，电子枪会从屏幕的左上角开始向右方扫瞄，然后由上至下依序扫射下来，如此反复的扫瞄即构成我们看到的影像。

CRT显象管结构

显示器的发展

　　其实CRT显示器的发展过程主要就是其金属隔板(Shadow mask)技术的发展过程，金属隔板的作用就是防止一个荧光点加热时传导到附近的点，分离显示器的色彩。在CRT显示器的发展过程中，人们一直要解决的问题就是如何使用更薄的金属来制造这种隔板，同时努力修正光束的颜色，使它更符合人们的视觉。

　　现在大部分CRT显示器使用的是孔状式金属板，它就是一个40多万个小孔的薄钢板，电子通过这些小孔转变颜色后再显示在屏幕上。这些点与点之间的位置就叫做点距（Dot Pitch）。这就是最初时CRT显示器所使用的光罩。在随后，又有了Aperture Grills（条栅状金属板），它的原理和孔状式金属板基本一样，只是圆孔换成了垂直的条栅，从而增加了光束的穿透率。柱面显像管显示器就是使用这种光罩，所以它能在垂直方向实现完全平面。不过，这种技术有它自己的缺点，那就是抗震性不好，一有震动就会使显示的画面抖动。Sony公司的特丽珑（Trinitron）技术和三菱的钻石珑技术就采用了两条水平金属线来固定条栅的位置，所以我们在选用珑管显示器时，就会看到显示器上有一条不怎么显眼的金属线。

　　CRT显示器的屏幕发展同它的金属隔板技术的发展一样（两者是相对应的），从球面、平面直角、柱面、到纯平面，对应了金属隔板技术的发展。早期的14寸显示器大多使用的是球面屏幕，这种屏幕中间外突显球形。到1994年，平面直角显示器诞生了，这种显像屏幕中心较平。然后是柱面管，这种屏幕在垂直方向已经实现了完全的笔直。最后，就是我们现在熟悉的纯平面屏幕，它在水平和垂直方向都是笔直的。从1998年到现在，纯平显示器逐渐占据了市场的主流地位，其中又分为物理纯平和视角纯平两种技术，CRT技术发展到现在，已经非常成熟了，视觉纯平是CRT技术发展的终点，没有哪家厂商能在此基础上作更大突破。只是在原有的技术上加以改良来提升显示品质。

CRT的市场现状

　　尽管，现在的 CRT 价格低、画质高，可是其缺点却是体积大（受限于屏幕尺寸与电子枪之间的距离），加上易于产生的辐射线，长时间的使用有危害眼睛以及身体的疑虑，所以自从液晶显示器开始大规模生产，价格下跌后，液晶显示器以其健康无辐射吸引了不少朋友的眼光，因为液晶显示器具有CRT所不具备的优点，所以当液晶价格继续下跌后，必然将取代CRT成为显示器首选。所以，索尼，三菱这两个CRT大厂都在去年就停产低尺寸的珑管。

　　没有想到的是，因为液晶显示器价格下跌导致液晶市场大爆发，所以从去年下半年开始，液晶面板价格上涨，供货非常紧张。从我们掌握的数据看来，CRT显示器绝处逢生，得以维持50%以上的市场占有率，依然占据显示器市场的主流地位。而这一数字在落后地区还会更大。

CRT的前景展望

　　我们可以看到，各个TFT液晶厂商都致力扩大产能，第七代液晶面板生产线纷纷上马。以液晶显示器发展的速度来看，CRT显示器因为其固有的缺点，必将会被液晶显示器等新型显示设备所淘汰。毕竟，现代社会我们更关注的是健康，环保。