CRT显示器的发展

1、4.4 CRT显示器的发展,在充分了解了CRT的工作原理后可知，它是利用一支电子枪发射的三束电子束在 偏转线圈中的交变磁场中的运动而扫描，亮度调制是依靠电子枪的第一栅极和阴极间 的信号变化来实现。所以它的寻址和亮度调制的方法是异常简单而巧妙的，这是由它 组成的显示器、电视机的性能价格比优于任何平板显示器的主要原因。它的高亮度、 高分辨率、高对比度和彩色逼真度一直是各种平板显示器追赶的目标。它的唯一的缺点 是重量重、深度厚和功耗大。,在平板显示器强劲发展势头追逼下，CRT也在一直不断发展着。 以下是CRT不断发展的经历，也是今后要继续改进的方向。 1.亮度的提高 2.对比度的提高 3.提高分辨率

2、 4.向大屏幕及全平面化发展,1.亮度的提高,对荧光粉材料的改进促进了亮度的提高： 早期用硫化物、硅酸盐和磷酸盐： 蓝色ZnS:Ag 7.5lm/W； 绿色Zn2SiO4:Zn 37.1lm/W； 红色Zn3(PO4)2:Mn 7.0lm/W； 白场色温9300K，效率7.0lm/W。,后来发展为全硫化物发光屏： 蓝色ZnS:Ag 7.5lm/W； 绿色(ZnCd)S:Ag 44.9lm/W； 红色(ZnCd)S:Ag 8.4lm/W； （红粉含Cd量比绿粉高） 白场发光效率为12.5lm/W。,稀土红色合成材料。1963年美国试制成功YVO4:Eu，接着又试制成功Y2O2S:Eu，发光效率为

3、17.3lm/W，用它作为红粉使白场发光效率为22.5lm/W。 新合成的绿粉(ZnCd)S:Cu,Al发光效率为65.1lm/W。日本研制成功的无毒绿粉ZnS:Au,Al， 使白场效率为30lm/W。以后由于大颗粒荧光粉的采用，又由于红粉和绿粉色坐标的改变， 使白场发光效率提高到40lm/W。 其它由于黑底技术、铝膜反射率的提高，改善阴极使工作电流增大和改善电子枪耐压， 增加工作电压等措施，使CRT的亮度提高了50倍。彩色CRT的发光效率为57lm/W，其白场 峰值亮度现在可达7501000cd/m2。,1.亮度的提高,2.对比度的提高,早期CRT为了提高对比度采用低透过率的着色玻璃，即在屏

4、玻璃中掺有Fe2O3、NiO、 CO3O4，透过率只有40%50%。后来采用了黑底技术，可以使用高透过率玻璃，维持对比 度不变而提高了亮度。现在又采用着色荧光粉，即红粉用- Fe2O3着色、蓝粉用Co Al2O3 着色，绿粉本身为黄绿不用着色，进一步提高了对比度。目前彩色CRT的对比度在正常环 境下可以达到100：1。,3.提高分辨率,电子枪从早期的三枪三束，调节困难，到1972年的美国无线电公司（RCA）发明 一字排列三枪一体化电子枪实现自会聚，以后近30年的改进集中在利用计算机辅助设计 改善球差及四角象散，引入四极透镜和动态聚焦改善四角光点的椭圆度，先后出现过10 余种改良的电子枪。 今后

5、向着数值式HDTV的CPT（彩色显像管）和超高分辨率的CDT发展。HDTV用 CPT在国外已生产，并组装成彩电上市，屏幕为16：9，分19201080与1280720两种。 现在CDT能在每一水平扫描行上显示1600个像素，今后五年内要求达到3200个像素， 即200dpi（每英寸点数）。,4.向大屏幕及全平面化发展,国外CPT最大屏幕可以做到40英寸，但商品化最大屏幕为38英寸，CDT可以做到 25英寸。屏的曲率半径已经由1R、1.5R、2R、5R直到纯平面。各类尺寸CPT/CDT的 纯平面化过程已接近完成。这些平面管在工作性能上没有什么改变，它的优点在于大大 降低了耀眼的反光，以及改善屏面

6、周边文字及图形畸变。,彩色显像管的发展历史大致经过了球面管、平面直角管、超平面管、平面管等四个阶段。 球面管的代表产品是早期的37cm（14英寸）、47cm（18英寸）、56cm（22英寸）。它们虽然称为球面管，也并非真正的球面，只是玻屏的弧度较大，玻屏中心与边像的高差较大，它的优点是防爆能力强、生产中成品率高、聚焦、会聚性能好，价钱便宜，但重显图像边沿失真大，可视角度小，受环境光影响较大。,80年代末，随着科学技术的发展，出现了一种玻屏较平坦的彩管，其代表产品是 目前市场常见的54cm（21英寸）、64cm（25英寸）、部分74cm（29英寸）彩管，为了 区别球面管，当时就称之为平面直角管。

7、 所谓平面直角管并非真正的平面，只是玻屏的平坦度有所改进，玻屏中心与边缘的 高差减小。 平面直角管与球面管相比，重显图像失真减小，可视角度增大，重显图像的对比受 环境光影响减小，是彩管和彩电技术的一个显著进步。,进入90年代，随着大屏幕彩管和彩电的出现，为了进一步增加玻屏的平坦度， 出现了一种比平面直角管更平坦的彩管，这时人们才发现提前预支技术语给自己 带来了麻烦，平面直角管本来就不是平面，当出现平坦度更高的彩管时，人们只能 用超平面这个更不规模的称谓。超平管与平面直角管相比，管屏的曲章半径更大， 中心与边沿的高差更小，重显图像失真度也更小，同时在可视角度、受环境光影响 方面比平面直角管更先进

8、。,90年代末，随着彩管技术的进步，出现了准平面或平面彩色显像管和彩色电视机， 这种新型彩色电视机，集中了目前彩管技术的最新成果，重显图像失真最小，可视角度 最大，受环境光影响最小，亮度、对比度高、彩色鲜艳、图像清晰、色纯稳定，平均 寿命长，是彩管和彩电的发展方向。 当然这种平面彩管和彩电也有一些不足，例如成本高，边沿聚焦质量差，全屏亮度 不均匀性大等。,广大的潜在市场,1.CRT电视在世界范围仍占主流市场 目前CRT电视依然占据着最大的电视市场份额，即使在销售金额上也是如此。 根据全球显示器件方面的权威预测机构美国斯坦福的资料显示，2003年全球 共销售了将近1.61亿部电视机，其中CRT电

9、视为1.51亿部，占总量的94%。还有些 机构对CRT电视的预测要比斯坦福乐观得多。下面是我国台湾省IT IS的预测。从台 湾IT IS的预测看，CRT电视机市场需求在未来几年内，仍将以年均3%的成长率平稳 增长，市场需求从2003年的1.68亿只上升到2006年的1.86亿只，占总电视需求的 85%。而FPD电视仅占总电视需求量的15%。目前全球有60多亿人口，预计到2025 年会增加到85亿，其中有60%的人没有电视看，因此市场巨大。,2.CRT发展的地区不平衡性 目前，全球范围内电视发展存在着地区的不平衡性。联合国开发计划署(UNDP)在2001年 的一份全球社会发展报告书中指出，目前全

10、球拥有的10多亿台电视中大约有65%分布在发达 国家，而一些发展中国家的电视普及率则几乎只有百分之几的水平。印度电视市场近10年来 的平稳增长，就能很好地说明这一问题。这种地区不平衡性不仅表现在国家之间，而且表现 在同一国家的不同地区和不同阶层之间。比如，我国城市和农村的电视普及率差别就很大。 在城市很多家庭所购买的电视机越来越高档的同时，广大农村地区的彩电普及率尚不足50%， 而且多是尺寸小、频道少的球面管电视，连维修都很困难。从全球范围来看，目前还有很多 类似于印度、俄罗斯、拉美、非洲以及我国部分农村等潜在市场有待开发，而要进入这样的 市场，CRT将比FPD更加适合。,CRT市场优势依然明

11、显,通过对CRT与FPD的性能比较，我们可以看出CRT市场优势依然明显： 第一，CRT在电视领域中与FPD的激烈竞争，将持续相当长的时期。 例如，白炽灯发明迄今已有100多年，日光灯也有近70年历史，日光灯的发光效率 及寿命都为白炽灯的68倍，但是日光灯的显色指数不如白炽灯，而且价格也高510 倍，所以，价格决定了其难以替代白炽灯。何况，FPD替代CRT要经过性能和价格两个 关，所以FPD在电视领域中替代CRT绝不是近几年的事。 第二，CRT在发达国家由于成本高，已无利可图，所以有的企业倒闭，有的则转移 到劳动力成本低的国家，比如美国的CRT工厂转移到墨西哥，日本和荷兰的工厂转移到 中国、捷克

12、、印度及东南亚国家。,第三，在中国，CRT电视之所以能得到蓬勃的发展，主要由于我国在CRT的创建初期 将CRT的零部件及主要原材料几乎全部国产化，使CRT的成本大幅度降低，而且中国的 劳动力工资仅为发达国家的1/81/5，所以中国的CRT及CRT电视在全世界市场有很大的 竞争力，这也是我们的优势。 第四，我国CRT技术与国外比差距不大，但仍要加强企业的科研与开发，不仅要缩小 与国外的差距，还要领先。政府也要组织国有CRT企业及国有控股的CRT合资企业，联合 起来分工合作，攻克先进技术，如大屏幕全平面、大偏转角、薄型化、玻壳的轻量化， 以及采用纳米技术来进一步提高着色荧光材料的BCP(亮度对比度综合性能)。,第五，提高及加强我国CRT的发展不仅是一个技术问题，还是一个重要的政治和经济 问题。如果到2010年我国能生产和销售8000万只CRT及同数