新型的超薄型电视机

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日本松下电器公司经过13年研究,使板状显像管CRT进入实用阶段。首先达到商品化的是14英寸彩色电视机,其厚度仅有9.8cm。

普通彩色CRT只有3条电子束,而板状CRT具有多条电子束。其构造宛如将许多微小CRT排列成一个平面,如图1所示。这样显像管的深度就大幅度减小而变薄,并且不像液晶显示屏那样有视角相关性,因此它成为壁挂式电视机的有力竞争者。板状CRT的开发不仅限于电视机,目前正向计算机显示领域拓展。

图1
图1 🔍原图 (921×473)

本文就其结构、工作原理和特征作一介绍。

板状CRT在工作原理上有两个特点:(1)由平面形电子源引出222(水平)×44(垂直)条电子束。(2)通过改变电子束脉宽来控制亮度级。

一、平面形电子源

这种电子源结构如图2所示。将水平伸展的线阴极纵向排列开。14英寸CRT中有44条直径如头发丝般的线阴极,在线阴极加上30V电压,使之变热发射电子。发出的电子通过开有222(水平)×44(垂直)个孔的控制极,形成电子束,到达信号控制极。后面的信号调制极起着开关电子束的作用。线阴极和信号调制极均是条状,且相互垂直配置。若各选一条线阴极和信号调制极,则只有两者的交点才能发出电子束。控制线阴极和控制电极,以及控制电极和信号调制极之间的电压,就能任意选择电子束及其发生的时间。

图2
图2 🔍原图 (1000×798)

经选择、调制后的电子束,再通过具有透镜聚焦作用的聚焦电极,到达水平偏转电极和垂直偏转电极。在偏转电极加上数百伏电压,使电子束产生水平方向为6像素(每个像素均含红、绿、蓝各像素),垂直方向为10条扫描线的偏转。最后照射到加有13kV电压的荧光屏上。即将6像素×10线的微小CRT排成222×44阵列,构成一幅画面。

二、用脉宽调制表示亮度级

各微小CRT的偏转方法与普通CRT不同。普通CRT采用磁偏转,即利用偏转线圈产生偏转磁场使电子束偏转。而板状CRT采用静电偏转,即靠近电子束附近设置高压电极,利用电场使电子束偏转。

由于使用多条电子束,其扫描速度也发生变化。普通CRT使用表示红、绿、蓝各色的3条电子束显示一行。而板状CRT在水平方向同时使用222条电子束显示一行,如图3所示。因此,显示一行的时间虽然相同,但显示一个像素的时间却增加222倍。

图3
图3 🔍原图 (1092×409)

亮度级的表示方法与普通CRT的区别:普通CRT靠改变照射像素的电子束电流的大小来表示;而板状CRT靠改变电子束照射一个像素的时间来表示。照射一个像素的时间是普通CRT的222倍,因此,控制照射时间就能改变亮度级。不必控制电子束的电流量,只需在信号调制极加脉冲调制信号,简单地开关电子束即可。

已开发的CRT显示色数最大为1680万色。将红、绿、蓝各像素的信号进行脉宽调制,可在各色中显示256个等级。从中取出一部分用于补偿像素间的亮度闪烁。

板状CRT的结构相当于将许多微小CRT排列在一起,若各微小CRT间产生亮度闪烁,则画面将产生显示斑点。这种亮度斑在微小CRT的边界处最明显。在边界相邻的部分,两个微小CRT的电子束照射区域重合,所以,边界部分的像素亮度将变高。此外,在CRT中受电子束垂直照射的画面中心部分较亮,而受倾斜照射的边缘部分较暗。

普通CRT由于亮度斑遍及的范围广,又是连续的,因此不明显。板状CRT的亮度斑非常突出。若各微小CRT有亮度闪烁,则画面上明暗部分将周期性重复。调整的方法是事先测定全部像素的最高亮度,并记忆在ROM中。以此数据为基准,显示时校正各像素的亮度闪烁。256级中约50级用于补偿。因此,实际的CRT不能显示出全部的1680万色。

三、现存的问题

与普通CRT相比,板状CRT较重,消耗电能也多。尺寸越大这些问题越突出。因为板状CRT的屏幕是平面形,所以,为保持内部真空,需加大玻璃外壁的强度,因而导致玻璃厚度增加,重量也增加。另外,屏幕大型化,相应的线阴极也要加长。为防止其弯曲和震动,线阴极也要加粗,导致耗电量上升。这就是板状CRT向大型化发展需要解决的难题。(陈学东 金文晰)