2020元旦,有的人選擇跟朋友、戀人外出跨年,而有的人則在網絡和電視機前,看看歌舞節目,一樣輕鬆愉悅
在視頻平台崛起,電視日漸勢微的當下,只有年底節日氣氛開始濃厚的時候,被網絡和手機霸占的時間才會向電視傾斜
中國人在傳統媒體如電視、報紙、雜誌和電台上的的使用時間相比數字媒體,時間相差越來越大
在強調分工的工業社會,那是屬於電視的黃金時代,但是處在如今的信息時代,電視機似乎還沒有找到自己的正確頻道
你有多久沒有打開你家的電視了
陰極射線管,通常稱為CRT,是一種電子顯示設備,其中的電子束可以聚焦在磷光顯示屏上,並在位置和強度上迅速變化以產生圖像
利用電磁聚焦和偏轉的陰極射線管
陰極射線管最著名同時也是最廣的應用可能就是作為電視機中的顯像管,其他應用包括用於示波器、雷達螢幕、計算機監視器和飛行模擬器等
示波器中的陰極射線管
陰極射線管是1897年由斯特拉斯堡的費迪南德·布勞恩(Ferdinand Braun)在當時的法德阿爾薩斯-洛林(Alsace-Lorraine)地區開發的
它最初被用作示波器來觀察和測量電信號,1908年,英國的A·A·坎貝爾·斯溫頓(A.A.Campbell-Swinton)提出使用陰極射線管(CRT)來發送和接收電子圖像
Swinton描述的一種使用陰極射線管捕捉光線和顯示圖像的設計
然而,直到20世紀20年代,第一個實用的電視系統才被開發出來,彩色陰極射線管的概念於1938年提出,並於1949年成功研製成功
儘管早在1928年的時候,通用電氣公司就推出了第一台家用電視機,但商業電視廣播仍然是一項試驗性技術,其範圍和受眾有限
當時關於家用電視的報道
直到20世紀40年代末,電視網絡公司才真正站穩腳跟,開始了消費的繁榮,20世紀60年代,黑白電視機被第一代彩色電視機取代,在隨後的幾十年里,隨著消費者需求的不斷更新,電視機使用的陰極射線管開始朝更大和更小兩個方向發展
陰極射線管由三個基本部分組成:電子槍組件、螢光粉層和玻璃外殼
電子槍組件包括一個被金屬陽極包圍的加熱金屬陰極,給陰極一個負電壓,給陽極一個正電壓,來自陰極的電子流過陽極上的一個小孔,產生一束電子束
電子束產生示意圖
電子槍還包含電子線圈或極板,這些線圈或極板可以加速、聚焦和偏轉電子束從而以快速的左右掃描運動從螢光粉層的頂部開始向下運動,對其進行撞擊
電子束從螢光粉層的頂部開始向下運動
螢光粉層是一層薄薄的材料,當被電子束擊中時可以發出可見光,螢光粉的化學成分可以改變以產生白色、藍色、黃色、綠色或紅色
玻璃外殼由相對平坦的面板、漏斗部分和頸部部分組成,螢光粉層沉積在玻璃面板的內側,電子槍組件則密封在玻璃面板對面的玻璃頸部中
漏斗的目的是使電子槍與面板保持適當的距離,並將玻璃外殼固定在一起,以便在成品管內實現真空
整體的構造
彩色電視或彩色計算機顯示器中使用的CRT有幾個附加部件,其中使用的不是一支電子槍,而是三支電子槍—一支用於紅色信號,一支用於藍色信號,一支用於綠色信號
彩色CRT的剖視圖
在螢光粉層上還使用了三種不同的螢光粉材料,與電子槍類似,每種顏色一種,這些螢光粉以非常小的點的形式在螢幕上重複沉積——紅、藍、綠、紅、藍、綠等等
彩色CRT的關鍵是一塊被稱為蔭罩的穿孔金屬,它被放置在電子槍和顯示屏之間,蔭罩中的穿孔是對齊的,使得紅色電子槍僅可以向產生紅色的螢光點發射電子,藍色電子槍只能向藍點發射電子,而綠色電子槍就只能向綠點發射電子了
通過控制每種顏色在螢幕上掃描時的光束強度,可以在螢幕的不同區域產生不同的顏色,從而產生彩色圖像
可能說這些你們對彩色電視機的製造難度沒有具體的感受,舉個例子,在當時一個25英寸(63厘米)的彩色電視機,其蔭罩上面有多達50萬個穿孔和150萬個的螢光點
蔭罩
陰極射線管會使用很多的原材料,在許多情況下,決定成品性能特性的是原材料,而不是設計或製造過程
電子槍是由各種金屬片製成的,陰極或電子發射器是由銫合金製成的,銫在許多電子真空管設備中用作陰極,因為它在受熱或被光擊中時很容易釋放電子
電子槍
在陰極射線管中陰極是用高電阻電線加熱陰極,加速線圈、聚焦線圈和偏轉線圈可由小直徑銅線製成,同時玻璃管從電子槍總成的後部伸出,用於排出成品陰極射線管中的空氣
螢光粉層由單色CRT中的單一材料的連續層形成,或由彩色CRT中的三種不同材料的單個點組成
硫化鋅是一種常見的螢光材料,顏色是通過加入一種叫做活化劑的極少量物質來決定的
含0.01%銀活化劑的硫化鋅發出藍光;
當使用0.001%銅活化劑時,它會發出綠光;
而硫化鋅和硫化鎘與0.005%銀活化劑的50:50混合物產生黃光;
在硫化鋅中加入銀或銅,與高含量的硫化鎘混合可以產生紅光
這些螢光粉在塗到面板內側前會被磨成細粉以方便塗覆
在普通陰極射線管中組成藍、綠和紅色螢光粉的光譜
玻璃外殼的三個組成部分使用的原材料略有不同,但所有玻璃成分的基本原料是二氧化矽,在形成熔融玻璃時,可以加入氧化鋁來調節其流動性能
各種氧化物的添加可以被用來降低熔化溫度,氧化鋇、氧化鍶和氧化鉛用於在頸部和漏斗中提供輻射防護
另一方面,面板必須含有最低限度的氧化鉛,以防止被稱為電子或X射線褐變的變色現象,同時可以在面板上使用氧化釹以增強觀看圖像的對比度
在彩色CRT中,蔭罩通常是由鎳合金薄片製成的
簡單概述下生產與製造
玻璃外殼或其部件通常在玻璃製造廠生產,原料在熔化前進行稱重和混合,接著在大約46-279平方米的燃氣爐中熔化
如果這是一個連續的過程,當熔融玻璃從熔爐流向成型區域時,需要添加新的成分以保持熔融狀態,而在成型之前,熔融的玻璃必須稍微冷卻,並使整個過程的溫度均勻
面板通常是通過將一塊熔化的玻璃放入模具中並用柱塞按壓在玻璃塊上而壓製成所需的形狀,漏斗部分可以通過壓制或離心的方法成型
在生產過程中,一塊熔融的玻璃落入模具中,然後模具迅速旋轉,使玻璃均勻地散布在模具的內表面上,靠近模具頂部的開槽盤將軟玻璃切割到所需高度,以便可以輕鬆移除多餘的玻璃,頸部由玻璃管製成,一端開口以便於插入電子槍
頸部由玻璃管製成,一端開口以便於插入電子槍
在單色陰極射線管中,三個玻璃組件在運到陰極射線管製造商之前就會連接在一起,而在彩色陰極射線管中,只有頸部和漏斗連接,面板單獨裝運,以便進一步加工
玻璃部件通常通過氣體噴射或電加熱器將配合面加熱到高溫來連接
在單色CRT中,螢光粉層被塗覆在玻璃面板的內側,這是通過製備螢光粉的液體懸浮液並將測量量連同膠凝劑一起倒入玻璃外殼的頸部來實現的,大約20分鐘後,塗層已經凝固,倒掉多餘的液體
製備螢光粉的液體懸浮液並將測量量連同膠凝劑一起倒入玻璃外殼
保證亮光劑塗覆均勻
彩色CRT的工藝更為複雜,首先,蔭罩是通過在薄的掩模材料上塗抹光敏塗層,通過穿孔模板將其暴露在光中,然後用酸腐蝕暴露的塗層以形成數百萬個孔來製造的
蔭罩
然後將蔭罩壓成略微彎曲的形狀,並恰好固定在面板後面,接著將面板放入離心機中,內表面塗覆綠色螢光粉材料,離心機旋轉面板以確保磷光體均勻塗覆
強烈的紫外光透過掩膜,將綠色螢光粉材料硬化成數十萬個點,然後把剩下的材料洗掉,接著重複這一過程以形成紅色和藍色螢光點,當這一過程完成後,將玻璃外殼與漏斗部分連接
工作時蔭罩的作用
在彩管上,螢光點對高溫很敏感,所以不用高溫氣體射流,而是將化學溶劑和粉末玻璃的混合物(稱為熔塊)應用到接頭上,這就像一個玻璃「焊料」,接頭可以在更低的溫度下密封
最關鍵的電子槍部分,其金屬部件是精密成形的,如果使用線圈,則線圈由細銅絲纏繞而成,而有些電子槍用衝壓成型的金屬板代替線圈,之後玻璃管密封到底座中,底座焊接到槍組件中
玻璃封套頸內側用石墨潤滑,電子槍插入對準,然後將頸部密封在槍周圍,真空泵連接到從噴槍後部延伸的玻璃管上,抽出內部空氣達到適當的真空,之後加熱玻璃管,並迅速將其捏緊閉合以形成密封
電視機發展後面的故事我們都知道了,等離子電視、液晶電視、3D、OLED電視的出現大大的豐富了我們的視聽感受的同時,更高清、更節能的電視產品也滿足了現代社會的需求
但小時候趁父母不在家偷偷打開電視看看動畫片,還要時不時關注著電視機「屁股」溫度的體驗,該是每個人心裡對陰極射線管電視機最長情的記憶了