CRT顯像管

顯示器的分類和歷史

到目前為止顯示器的概念還沒有統一的說法，但對其認識卻大都相同，顧名思義它應該是將一定的電子文件通過特定的傳輸設備顯示到屏幕上再反射到人眼的一種顯示工具。從廣義上講，街頭隨處可見的大屏幕，電視機的熒光屏、手機、快譯通等的顯示屏都算是顯示器的範疇，但目前一般指與電腦主機相連的顯示設備。它的應用非常廣泛，大到衛星監測、小至看VCD，可以說在現代社會裡，它的身影無處不在，其結構一般為圓型底座加機身，隨著彩顯技術的不斷發展，現在出現了一些其他形狀的顯示器，但應用不多。作為一個經常接觸電腦的人來說，顯示器則必須是他要長期面對的，每個人都會有這種感覺，當長時間看一件物體時，眼睛就會感覺特疲勞，顯示器也一樣，由於它是通過一系列的電路設計從而產生影像，所以它必定會產生輻射，對人眼的傷害也就更大。人們常說電腦直接影響人體鍵康的三要素是鍵盤、滑鼠、顯示器。傳統的一字型鍵盤在使用時要求雙手放在字母中間位置，所以使用者不得不緊縮肩膀，懸臂夾緊手臂，使用起來易疲勞，長期使用易造成傷害，滑鼠也差不多是這樣，聰明的商家看準了這一點，陸續推出了各種人體工學鍵盤與滑鼠，極受歡迎。那麼在影響健康的三要素中，最重要的無疑是顯示器了，因為您的眼睛直接看著它，如果受到傷害，用多少錢都是無法彌補的，其中的痛苦只能自己承受，所以現在業內出現許多關於降低彩顯輻射的標準，如MPRII、TCO系列等，市場上銷售的產品大多數通過以上認證，消費者在選購時一定要認清標誌。

顯示器分類

從早期的黑白世界到現在的色彩世界，顯示器走過了漫長而艱辛的歷程，隨著顯示器技術的不斷發展，顯示器的分類也越來越明細。

（一）CRT顯示器

CRT顯示器是目前應用最廣泛的顯示器，也是十幾年來，外形與使用功能變化最小的電腦外設產品之一。但是其內在品質卻一直在飛速發展，按照不同的標準，CRT顯示器可劃分為不同的類型。

(1) 按大小分類

從十幾年前的12英寸黑白顯示器到現在19英寸、21英寸大屏彩顯，CRT經歷了由小到大的過程，現在市場上以14英寸、15英寸、17英寸為主。1999年，14英寸顯示器已逐步淡出市場，15英寸已成為主流。進入99年第三季度后，由於各廠商不斷降低17英寸彩顯的價格，使得17英寸的市場銷量急劇上升，預計在今年會取代15英寸成為市場主流。另外，有不少廠家目前已成功推出19英寸、21英寸大屏幕彩顯。如美格的810FD、中強的EX1200等，但現在這類產品除少量專業人士外，極少有人採用，市場普及率還很低。

(2) 調控方式不同

CRT顯示器的調控方式從早期的模擬調節到數字調節。再到OSD調節走過了一條極其漫長的道路。

模擬調節是在顯示器外部設置一排調節按鈕，來手動調節亮度、對比度等一些技術參數。由於此調節所能達到的功效有限，不具備視頻模式功能。另外，模擬器件較多，出現故障的機率較大，而且可調節的內容極少，所以目前已銷聲匿跡。

數字調節是在顯示器內部加入專用微處理器，操作更精確，能夠記憶顯示模式，而且其使用的多是微觸式按鈕，壽命長故障率低，這種調節方式曾紅極一時。

數字調節

OSD調節嚴格來說，應算是數控方式的一種。它能以量化的方式將調節方式直觀地反映到屏幕上，很容易上手。OSD的出現，使顯示器得調節方式有了一個新台階。現在市場上的主流產品大多採用此調節方式，同樣是OSD調節，有的產品採用單鍵飛梭，如美格的全系列產品，也有採用靜電感應按鍵來實現調節，如LG的795FT。

（3）顯像管種類的不同

顯像管：它是顯示器生產技術變化最大的環節之一，同時也是衡量一款顯示器檔次高低的重要標準，按照顯像管表面平坦度的不同可分為球面管、平面直角管、柱面管、純平管。

球面管：從最早的綠顯、單顯到目前的許多14英寸顯示器，基本上都是球面屏幕的產品，它的缺陷非常明顯，在水平和垂直方向上都是彎曲的。邊角失真現象嚴重，隨著觀察角度的改變，圖像會發生傾斜，此外這種屏幕非常容易引起光線的反射，這樣會降低對比度，對人眼的刺激較大，這種顯像管退出市場只是早晚的事。

平面直角顯像管：這種顯像管誕生於1994年，由於採用了擴張技術，因此曲率相對於球面顯像管較小，從而減小了球面屏幕上特別是四角的失真和反光現象，配合屏幕塗層等新技術的採用，顯示器的質量有較大提高。一般情況下，其曲率半徑大於2000毫米，四個角都是直角，目前大部分主流產品仍採用這種顯像管。如愛國者的700A Plus 17英寸平面直角顯示器，該產品採用新一代結合超合金蔭罩技術的超黑晶顯像管，在顯像管內部加入了黑色顆粒，能有效地過濾各發光點的雜散光，使顯示器的透明度提高46%，色彩還原逼真，顯示對比度強烈、畫面亮麗清晰，加之採用最新的防眩光抗靜電塗層，外界光線的干擾被降至極低，確保了顯示效果完美出眾。700A Plus最高解析度為1280X1024，在1024X768的解析度下可提供高達85Hz的刷新率。所以可以輕鬆地支持高清晰度畫面。由此可見平面直角管還會在主流市場上持續一段時間。

柱面管：這是剛推出不久的一種顯像管，以索尼公司的Trinitron(特麗瓏)和三菱公司的(Diamondtron)鑽石瓏為代表。柱面顯像管採用柵式蔭罩板，在垂直方向上已不存在任何彎曲，在水平方向上還略有一點弧度，但比普通顯像管平整了許多，就目前常見的柱面管而言又可分為單槍三束和三槍三束管。特麗瓏是採用了Sony的單槍三束技術。將紅、綠、藍三個原本獨立的電子槍有機地融為一體，聚焦更加準確，其熒光粉也排列成垂直跨躍整個屏幕的直條狀，這種結構因消除了縱向點距，電子束的穿透率比普通CRT提高了30%左右，所以亮度高、色彩亮麗飽滿。當然由於條柵間沒有橫向間隔僅靠上下固定會導致條柵的抖動及不牢固，所以Sony公司使用了水平的固定線，15英寸1根，17英寸2根。這就是為什麼有的用戶在使用特麗瓏產品時會發現屏幕有不發光的水平暗線的原因。MAG XJ770T應算是採用特麗瓏顯像管的代表產品。除採用特麗瓏顯像管外，該產品還採用了美格獨步全球的視覺增強引擎——黃金眼，可根據用戶需要轉換不同的情景模式，調節方便快捷。

三菱的鑽石瓏採用的是三槍三束技術，由三個不同的電子槍分別打出紅、綠、藍三個電子束，由於顯示器的表面不可能與電子槍是一個同心的曲面，所以必然會導致屏幕邊角的失真，屏幕四周的聚焦不如中心清楚，針對這一情況，三菱公司採用了四倍動態聚焦電子槍，通過四組透鏡調整邊角失真現象，使屏幕四周的聚焦準確清晰。由於鑽石瓏採用了高稠密間隙格柵，所以同特麗瓏一樣也有一至兩條的水平暗線，帝卡威的GA387使用的就是鑽石瓏顯像管。0.25mm柵距，在1280X1024的解析度下可達到89Hz的刷新頻率，帶寬158MHz，並可提供強大的OSD調節功能。

純平面顯像管：顯示器的純平化無疑是CRT彩顯今後發展的主題，自1998年三星、Sony、LG等公司就先後推出真正平面的顯像管。但直到1999年才成為顯示器發展的重頭戲。這種顯像管在水平和垂直方向上均實現了真正的平面，使人眼在觀看時的聚焦範圍增大，失真反光都被減少到了最低限度，因此看起來更加逼真舒服。目前市場上的純平面顯像管有Sony的平面瓏，LG的未來窗，三星的丹娜以及三菱的純平面鑽石瓏等。

我們知道，顯像管的內部磷光層與外層之間有一層玻璃相隔，電子槍打出的電子束再透過玻璃，由於光的折射就會產生扭曲現象，在看到之後就會產生很強的內凹感。現在Sony平面瓏的內部磷光層不再是純平的，而是根據人眼的視覺誤差計算出最佳彎曲率，通過玻璃反射后，使發光點與人的視線恰好融為一條直線，從而消除了內凹現象。

使用這款顯像管的產品很多，MAG 796FD就是其中之一，該產品採用0.24mm的超精細特麗瓏柵距。視頻帶寬高達203MHz，最大解析度1600x1200，行頻30—100KHz 場頻50—160Hz同770T一樣。

中強（CTX）採用全平面特麗瓏技術的極平系列顯示器CTXPR711F，最大解析度1600x1200,支持高密度電子槍及聚焦橢圓，修正技術可產生光點，0.24mm光柵距，配合新型電路設計，令畫面細緻異常，其行頻30—95Hz。場頻50—160Hz帶寬202.5MHz，同樣通過嚴格的TCO認證。

索尼的E200同樣採用了全平面特麗瓏顯像管，0.24mm超微細光柵距。最高解析度1600x1200,行頻30—85KHz，場頻48—120Hz。1280x1024時可達到75Hz的刷新頻率。

ADI近期主推的G710是採用純平面特麗瓏顯像管的17英寸彩顯之一，其顯示面積達到16英寸。0.24mm光柵距，在75hz的刷新頻率下達到1600x1200的解析度，支持功能完善的OSD調節，該款產品也通過TCO認證。

LG的未來窗是最早推向市場的純平面產品。該產品沒有採用蔭柵式結構，而是採用了溝狀拉伸式蔭罩板，減少了垂直方向上對電子束的阻礙，該顯像管還採用了4倍動態電子槍，彌補了非動態電子槍及普通動態電子槍的不足，能夠減少光點的垂直長度，從而消除摩爾紋的產生，並提高光點的水平長度，以防止屏幕四個邊角處的水平解析度降低，其代表產品LG 795FT。795FT，最大可視面積16.02英寸，0.24mm溝狀點距，最大解析度1600x1200，行頻30—96KHz，場頻50—160Hz，帶寬203MHz，通過TCO認證。

三菱的平面顯示管在保持原鑽石瓏優點的基礎上，做了許多改進。其表面採用高透光性能的光學鍍膜，防靜電塗層處理，最新設計的改進型P-NXPBF精確動態聚焦電子槍進一步提高了全屏聚焦特性，使圖象更加細膩清晰，內置的數字信號處理器能夠產生標準的波形。對直線信號產生彎曲的畸變現象從幾何特性上進行補償。其獨有的玻璃強化工藝使鑽石瓏玻殼比傳統玻殼重量減輕了10%，而強度得到極大提高。鑽石瓏系列顯像管玻殼的正面屏幕玻璃的厚度之薄已製作到可以對產生的視覺誤差達到忽略不計的程度。此外，三菱公司為了提高CRT的壽命和亮度，採用在陰極氧化鈧真空噴鍍鎢塗層工藝，不但延長了CRT的壽命，而且使陰極電流強度比傳統工藝製作的陰極電流強度提高了2倍，PROT710顯示器是三菱在主流領域的主打產品，採用的就是純平面鑽石瓏顯像管，0.25mm柵距，最高解析度1600X1200。這時可提供65Hz的刷新頻率，不過建議您使用1280X1024的解析度，這時可提供高達75Hz的刷新頻率，其視頻帶寬達到130MHz。

IFT丹娜純平面顯像管是三星的傑作，所謂IFT，就是真正平面的意思。這種顯像管採用了屏幕外表面為平面，內表面為球形曲面的補償技術，以便避免光流折射造成的圖像凹陷。內表面曲率的確定根據Snell公式的計算確定每一點的位置，內面向外凸，屏幕中央玻璃薄，邊緣玻璃厚，畫面從垂直到水平方向上都是平的。表面塗層采SmartIII （超級磷光塗層）技術，使顯示器的對比度提高了45%以上，增加了30%以上的亮度，以至於表現出來的圖像也更加細膩，色彩更加銳利逼真而且層次分明，顯示面大大減弱了反光，自然不失真的色彩讓使用者眼睛更加輕鬆，其主打產品900ITF 700IFT是丹娜顯像管的“寵兒”，這兩款顯示器除尺寸上前者為19英寸後者為17英寸外，其他技術指標完全一樣，0.24mm點距，在76Hz的刷新頻率下最大解析度可達1600X1200，其最大帶寬205MHz，行頻30—96KHz，場頻50—160Hz，可支持9300K到 5000K的色溫調節，與蘋果機聯用時，可達到在75Hz的刷新頻率下1280x1024的解析度。

（二）LCD液晶顯示器

早在19世紀末，奧地利植物學家就發現了液晶，即液態的晶體，也就是說一種物質同時具備了液體的流動性和類似晶體的某種排列特性。在電場的作用下，液晶分子的排列會產生變化。從而影響到它的光學性質，這種現象叫做電光效應。利用液晶的電光效應，英國科學家在本世紀製造了第一塊液晶顯示器即LCD。今天的液晶顯示器中廣泛採用的是定線狀液晶，如果我們微觀去看它，會發現它特象棉花棒。與傳統的CRT相比，LCD不但體積小，厚度薄（目前14.1英寸的整機厚度可做到只有5厘米），重量輕、耗能少（1到10 微瓦/平方厘米）、工作電壓低（1.5到6V）且無輻射，無閃爍並能直接與CMOS集成電路匹配。由於優點眾多，LCD從1998年開始進入台式機應用領域。

1、液晶顯示的分類：

液晶產品其實早存在於我們的生活之中。如電子錶、計算器、掌上遊戲機等。按照分子結構排列的不同可分為三種：類似粘土狀的Smestic液晶、類似棉花棒的Nematic液晶、類似膽固醇狀的Choleseic液晶，這三種液晶的物理特性不盡相同，用於液晶顯示器的是第二種液晶。採用此種液晶製造的顯示器稱為LCD。常見的液晶顯示器分為TN—LCD、STN—LCD、DSTN—LCD和TFT—LCD四種，其中前三種基本的顯示原理都相同，只是分子排列順序不同而已；而TFT—LCD採用的是與TN系列LCD截然不同的工作原理。目前電腦上採用的都是這種液晶顯示器。其工作原理是採用兩夾層，中間填充液晶分子，夾層上部為FET晶體管。夾層下部為共同電板，在光源設計上要用“背透式”照射方式，在液晶的背部設置類似日光燈的光管。光源照射時由下而上透出藉助液晶分子傳導光線，透過FET晶體管層，晶體分子會扭轉排列方向產生透光現象，影像透過光線顯示的屏幕上，到下一次產生通電之後分子的排列順序又會改變，再顯示出不同影像。

2、液晶顯示器的和傳統顯示器的比較

雖然產品購造和顯示原理都不盡相同，液晶顯示器（LCD）和傳統顯示器（CRT）的共同目的都是達到優良的顯示效果，現在我們對CRT和TFT液晶顯示器作一比較。

結構和產品體積：傳統的CRT型顯示器必須通過電子槍發射電子束到屏幕，因而顯像管的管就不能太短，當屏幕增大時也必須加大體積，TFT則通過顯示屏上的電子板來改變分子狀態，以達到顯示目的，即使屏幕加大，它只需將水平面積增大即可，而體積卻不會有很大增加，而且要比CRT顯示器輕很多，同時TFT由於功耗只用於電板和驅動IC上，因而耗電量較小。

輻射和電磁干擾：傳統的顯示器由於採用電子槍發射電子束打到屏幕產生輻射源。雖然現在有一些先進的技術可將輻射降到最小，但仍然不能完全根除。TFT液晶顯示器則不必擔心這一點。至於電磁波的干擾，TFT液晶顯示器只有來自驅動電路的少量電磁波，只要將外殼嚴格密封就可使電磁波不外泄，而CRT顯示器為了散熱不得不在機體上打出散熱孔，所以必定會產生電磁干擾。

屏幕平坦度和分辯率：TFT液晶一開始就採用純平面的玻璃板，所以平坦度要比大多數CRT顯示器好得多，當然現在有了純平面的CRT彩顯。在解析度上，TFT卻遠不如CRT顯示器，雖然從理論上講它可提供更高的分辯率，但事實卻不是這樣。

顯示效果：傳統CRT顯示器是通過電子槍打擊熒光粉因而顯示的亮度比液晶的透光式顯示要好得多，在可視角度上CRT也要比TFT好一些，在顯示反映速度上，CRT與TFT相差無幾。

3、液晶顯示器近期發展趨勢

由於液晶顯示器有著許多傳統CRT不可比擬的優點，所以它會越來越多地用於桌面台式顯示器上，液晶顯示器是通過數字信號來顯示影像的，和陰極射線管採用模擬信號不太相同，不過為了符合市場要求，目前液晶顯示器的信號種類是模擬與數字兩種均有。採用模擬信號的好處是可以和目前絕大多數顯卡兼容，但是這樣做在液晶顯示器內部還得加裝一個APC，將傳輸進來的模擬信號再轉換成數字信號，這樣可能會影響顯示品質。目前一些供應商正在制定PC機與LCD之間的專用標準介面，其目的是提供在主流機型已存在的埠上直接兼容數字信號，不過目前的顯卡很少有支持數字傳輸界面的，而且數字界面的管腳也尚未統一，這是近期內要解決的問題之一。

此外，液晶顯示器的色彩調校。一直不盡如人意，這是因為LCD的色彩調校要考慮到環境光源和液晶顯示器的屬性，再加上液晶顯示器的可視角度狹窄，要同時調整出一個最佳的觀看角度和色彩正確性就非常不容易。目前市面上還沒有專為桌面型液晶顯示器所設計的色彩調校軟體，不過相信未來，將會有更多的廠商重視液晶顯示器的色彩調校。

（三）多媒體顯示器

隨著信息產業的飛速發展和PC的迅速普及，傳統家電產業正與計算機信息產業互相滲透和融合。家庭需要一種即能觀賞電視節目，又能滿足各種PC機顯示的設備，現國內有許多家電廠商進軍IT業，他們在掌握了家電生產技術之後將其融進顯示器生產領域，多媒體顯示器就應運而生了。最先推出這一產品的是西湖電子集團，它在彩顯上配置了一台電視轉換接收器，即可看電視聽廣播，又可接DVD；長安集團研發的“長信牌”顯示電視、監視三合一大屏幕彩顯算是多媒體彩顯中的佼佼者了，該彩顯有21英寸、25英寸、29英寸三種尺寸，支持PAL—P／K。NTSC兩種制式，除可與計算機連接播放VCD、DVD外、也可以與單獨的影碟機相連，當然它也可以接收節目，同時還有立體聲音箱。

除此之外，國內目前還有黃河、廈華等廠家也已推出自己的多媒體電視。因而國外廠商只有NEC涉足這一領域，在多媒體彩顯領域中，國貨已搶佔先機，但國際廠商是不會放開這塊肥肉的。激烈的競爭還在後頭。

(四）投影機

計算機多媒體技術的飛速發展，網路技術在各個領域的迅速滲透，為多媒體顯示輸出技術的廣泛應用奠定了深厚的基礎，如今在各種大大小小的會議及技術講座時，人們渴望得到更大的畫面，而傳統的CRT顯示器已不能滿足人們的需要，投影機應運而生。在目前迅速膨脹的投影市場中，液晶投影機以其價格低廉、攜帶方便佔據半壁江山。

LCD投影機是液晶顯示技術與投影技術相結合的產物，它利用液晶的電光效應，用液晶板作為光的控制層來實現投影。液晶的種類很多，不同的液晶，其分子排列順序也不同，有些液晶在不加電場時是透明的，加了電場后就變得不透明了，而有的則正相反，而且透明的變化與所加電場有關，這就是電光效應。LCD投影機按內部液晶板的片數可分為單片和三片兩種。現在的LCD投影機多採用三片式LCD板，在此重點說明這種投影機的工作原理。

三片式LCD投影機用紅、綠、藍三塊液晶板分別作為紅、綠、藍三色光的控制源。光源發射出來的白色光經過鏡頭組到達分色鏡，但紅色光波首先分離出來，投射到紅色液晶板上。液晶板“記錄”下的以透明度表示的圖像信息被投影生成了圖像中的紅色光信息，同樣藍色光和綠色光通過各自的液晶板生成圖像中的藍綠信息。三種顏色的光在校鏡中會聚。由投影鏡頭投射到投影幕上形成一幅全彩色圖像。

LCD投影板的尺寸對整個投影機的重量起了至關重要的作用。1999年夏普公司第一次將液晶投影機的重量降到了10kg以下，產品中應用了64英寸的TFTLCD板；在便攜性方面被業界稱為一次質的飛躍是愛普生公司於1996年推出的EMP－3000。該款機器首次採用了1.3英寸的多晶硅TFT液晶板，使投影機的重量進一步降低到8kg，並獲得了250ANSI的流明亮度和高達300：1的對比度。

除LCD投影機外，採用與LCD工作原理截然不同的DLP投影機則向人們推出超便攜的概念。這是一種真正的全數字反射式投影技術，DLP的核心是DMD的裝置。

一片DMD是由許多微小的正方形反射鏡片（簡稱微鏡）按行列緊密排列在一起貼在一塊硅晶片的電子節點上，每一個微鏡對應著生成一個圖像的像素，按照DMD片數據的可分為一片DLP、二片DLP及三片PLP投影機。一片式DLP是通過一個以60轉/秒的高速旋轉的濾色輪來產生投影圖像中的全彩色，濾色輪由紅、綠、藍三色塊組成。在兩片DLP投影系統中採用了兩片DMD，紅色光單獨使

用一個DMD。綠藍光共同使用另一片DMD，與一片DLP投影系統一樣使用高速旋轉濾色輪來產生投影圖像中的全彩，所不同的是濾色輪由洋紅和黃色兩塊組成。在三片DLP投影系統中，使用三片DMD，每一片DMD分別反射紅、綠、藍三原色中的一種，所以也就不再使用濾色輪。1997年末，富可視公司推出LP420以及3.2kg的超輕重量和500ANSI透明的不凡功能第一次讓人們認識DLP的威力。

無論是LCD還是DLP，攜帶的方便性和高透明將是二者今後共同努力的方向。

（五）其他類型顯示器

除前文介紹的幾種主要類型的顯示器外，隨著彩顯技術的發展，現在又出現了如等離子電漿顯示器（PDP）、NEC的Plasms Sgns就屬於這一類，有機電發光顯示器（DEL）等一些特殊的顯示器，不過目前這些領域的生產技術還處於萌芽狀態，這裡也就不作詳細介紹了