世界彩色显像管(简称彩管)业的历史,应从1953年彩管发明者美国无线电公司(Radio Corporation of America,简称RCA)首次批量生产彩管形成产业开始算起[1],直到全球最后一间彩管厂中国东莞的汤姆森广东显示器件公司(TGDC)于2017年结束,共历经64年。[2]
1939年,美国康宁公司(Corning,创办于1851年的美国玻璃公司,在电子玻璃领域处于领先地位[3]),研发出9英寸的圆形彩色显像管玻壳,并交予RCA组装成彩色显像管,于当年的纽约世界博览会上展示。[4]在此之前,人类已成功制造出黑白显像管,1860年一位德国人和一位英国人共同发现了RGB(红绿蓝)三原色后,很快彩色照片问世,然后是彩色摄影机,20世纪30年代美国便已有彩色电影放映,科学家下一个研究目标就是彩色电视广播,而彩色电视广播讯号的接收器是彩色电视机(简称彩电),彩电的最关键部件,就是彩管,彩管的最主要组成部分,就是玻壳。
康宁直至1948年才正式进军彩管玻壳市场,投资玻壳厂是成本极高的,约一到三亿美元(注:2000年的数据,视吨数和大小不同)。[5]玻壳分两部分,一是屏幕(pannel),一是锥体(funnel),要分两个用耐火砖造炉壁的炉来烧制,这些炉一经生火后便不能熄灭,一直烧七年,因砖七年左右便被烧成灰烬,这时才能熄炉换新砖,如不换,炉便会崩塌。砖的成本占整个炉的一半,熄火换砖时称为冷修期。[6]
正是炉七年不能熄这特点,导致后来彩管电视机渐被LCD电视机取代,令对彩管的需求减少,继而对玻壳的需求量亦减少,不能支撑玻壳厂这么大的产能,只好停产。没有了玻壳,便没有彩管,于是彩管业步向消亡。2014年韩国LG(乐喜金星)在印度尼西亚的彩管厂停产,正是玻壳的问题,而非市场问题。那时印度尼西亚对彩管仍有很大需求,只因LG彩管厂的玻壳是日本NEG(Nippon Electric Glass)在印度尼西亚的工厂供应的,而NEG却要熄炉了,没有玻壳供应,彩管厂只好也关厂了。全球最后一家彩管厂TGDC 在2017年结束,也基于同一原因。TGDC最后七年,因有来自控股该厂的印度威德昆集团(Videocon)提供其在印度生产的玻壳,才能继续生产一段日子,到威德昆的玻壳也要停产了,TGDC便无法不停产了。全球最后一个彩玻厂熄火,全球最后一个彩管厂也永久停产了。
在康宁的玻壳厂正式投产之际,RCA则正与当时美国另一广播业巨头哥伦比亚广播公司(CBS)就彩管技术的标准展开竞争。“二战”后的40年代后期,美国多家公司都研究出彩电广播讯号接收系统,但都各自存在缺点。初时CBS的系统占了上风,于1950年被美国联邦通讯委员会选为彩色电视广播标准。为此,时任RCA总裁戴维·沙萨诺夫(David Sarnoff)召集公司六个最精英的工程师和科学家一起攻关,誓要夺回“彩管王者”宝座,终于在六个月后的1950年3月29日向世界宣告,RCA已造出了世上第一只荫罩(shadow mask)式三枪三束管彩管,[7]成为当时技术最优胜的彩管,最终成为美国彩管的新标准。
彩管是物理和化学技术的综合体,是重工业,共56个工序,大屏幕的彩管重量几近半吨。彩管前面是一个玻璃造的屏幕,中间是一个钢造的荫罩,上有无数的点,玻璃与荫罩之间采用涂屏技术,涂上红、绿、蓝三种颜色的荧光粉显示液,后面是一个真空锥体,上面是一根电子枪,把所有接收到的电子讯号变为光束,经过一圆形线圈把光打散,再打在荫罩上的点,使红、绿、蓝三原色在玻璃屏幕上显示出影像。玻璃屏幕是一种特别的石英(silicon)玻璃,叫电子玻璃(简称玻壳)。[8]荫罩也是采用特殊的AK钢。[9](www.xing528.com)
1951年,加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)教授、诺贝尔得奖人恩内斯特·罗伦斯(Ernest Orlando Lawrence)发明了另一种彩管——荫栅(chromatron)式彩管,并在资助其研究的派拉蒙电影公司(Paramount Pictures)支持下,成立了“荫栅电视实验室”(Chromatic Television Laboratories),探索作商业性生产,并于1952年试产。[10]这种彩管的电子束非如荫罩式那种是呈“品”字形排列,而是“一”字形排列。
单枪三束显像管工作原理[11]
虽然这种彩管由于电子束的透过率高,所以亮度比荫罩式彩管高五到六倍,颜色也更鲜艳,且能更省电,却从未成功作商业生产,因为这项设计最大的毛病是有很大噪音,结果只能供派拉蒙用来作剪片时放映之用。
制造出荫罩彩管的原型后,1953年,RCA开始设计彩管生产线,成功生产出全球第一批彩管,然后美国生产出全球第一批彩电,再衍生出彩色电视广播业。
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