2024年6月4日发(作者：段干斐斐)
张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
彩色电视机显像管及显像其原理
缤纷的电视机所带来的多彩世界，让人们对它着迷，可他的神奇魔
力是怎样施展的？让科学告诉你。在此浅谈一下电视机的灵魂部件——显像
管，以及它的 “魔粉”——磷光体。
首先，明确电脑的“脸”，显示器，显示器是属于电脑的I/O设备，
即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD等多种。
①
它是一种将一定的电
子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。CRT
是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，阴极射线管主要有
五部分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Deflection coils），荫罩
(Shadow mask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的
显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、
色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过
的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。
现在讨论其灵魂显像管，它是判断显示器好坏的重要标准，它也是
近几年技术变革最大的环节，
②
按电视机配套功能分有：显像管和投射式显
像管；按荧光屏显示颜色分有：黑白显像管和彩色显像管；按荧光屏大小(对
角线尺寸)分有：9、12.14.17、18、20、22in；按显像管的偏转角分为70°、
90°、100°、110°、114°等；按显像管屏幕表面形状分：球面圆角、平面直角。
按屏幕面矩形长高尺寸分5∶3.5∶4.16∶9；按照显像管表面平坦度的不同
可分为球面管、平面直角管、柱面管、纯平管。
显示黑白图像的显像管（简称黑白管）。黑白管的主要组成部分是玻壳、
电子枪和荧光屏。在玻壳的管颈上还装有偏转线圈。玻壳内保持真空。电子
枪发射一个被调制的电子束，经聚焦、偏转后打到荧光屏上显示出发光的图
像。这个被调制电子束的扫描，与发送端摄像管靶面上电子束的扫描同步，
①
②
百度百科，显示器
百度百科，显像管
- 1 -
张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
束电流的大小和摄像管输出的电信号相对应。由于人的眼睛有惰性，受调制
的电子束在荧光屏上逐点扫描产生亮度不同的光点，在荧光屏上形成一幅光
的图像。显示彩色图像的显像管（简称彩色管）。彩色图像的显示基于三基
色的原理。任何彩色都可以用红绿蓝三种基色配合而产生基本相同的视觉效
果。彩色管不同于黑白管，它有产生三种基色的荧光屏和激励荧光屏上数以
万计的三基色单元的三个电子束。只要三基色荧光粉所产生的光的分量不
同，就可以形成自然界的各种彩色。如红绿蓝三基色的光通量依一定的比例
配合就成白光。红和绿配合就成黄光。红和蓝配合就成紫光。只有红枪的电
子束激发红粉则发红光，只有蓝束激发蓝粉则发蓝光，只有绿束激发绿粉则
发绿光。如果三束电流均为零（荧光屏未被激发）则呈黑色。彩色电视信号
传输不同于黑白电视之处就是除亮度信号外还有一个色度信号。彩色电视机
接收这两个信号，经过处理后分解为三个（红、绿、蓝）亮度信号分别去调
制相应的电子枪。显像管的内部磷光层与外层之间有一层玻璃相隔，电子枪
打出的电子束再透过玻璃，由于光的折射就会产生扭曲现象，在看到之后就
会产生很强的内凹感。或许有些不解，下面在此简单谈一下显色原理：
①
彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而
成，由三束电子束分别激活这三种颜色的磷光涂料，以不同强度的电子束调
节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色,这非常类似于绘画时的调色过
程。
①
百度图片，CRT显示器的工作原理
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张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
对磷光体的要求是：色在线范围广，能能再生衬度高，析像度好而
且明亮的图像，没有闪烁和残留图像，使用寿命长。为此，磷光体应具备以
下特征：
①
1、具有色纯度高的发光体
2、又高的发光效率
3、在电子射线长时间照射下性能不变坏
4、适合显像管的之制造工艺
所以，符合材料有：红色，Y2O2S：Eu，蓝色，ZnS:Ag,Cl或ZnS:Ag,Al;
绿色,ZnS:Cu,Al.为了扩大色再现范围，必须提高三基色磷光体的色纯度。例
如，红色磷光体Y2O2S：Eu的色纯度是随激活剂Eu的浓度而变化的，如
仅从辉度和磷光体的价格考虑，Eu的浓度有4MOL%即可，但为了提高色
纯度应将浓度提高到5MOL%左右。这时辉度会降低一些，价格也有所提高，
但色度点X/Y从0.652/0.341变为0.663/0.332,色再现范围扩大了。制备彩色
电视机显像管磷光体的关键是烧成。烧成反应式是：1、随温度的上升，硫
磺与硫酸钠反应生成N2Sx;2、当温度达到700摄氏度附近，Na2Sx及过剩
硫磺与Y2O3反应，开始生成Y2O2S；3、温度继续升高，随着无晶格缺陷
的Y2OS生成，Eu3+(Tb2+)向Y2O2S晶格中扩散。
烧成后得到的磷光体可用应刷发、沉淀法或膏浆发涂敷刀平板玻璃
上。在用膏浆发涂敷磷光体时，应均匀地涂2~3层，避免出现气泡。倘若电
子束瞄准得不够精确，就可能会打到邻近的磷光涂层，这样就会产生不正确
的颜色或轻微重像，因此必须对电子束进行更加确的控制。最经典的解决方
法就是在显像管内侧，磷光涂料表面的前方加装荫罩.这个荫罩只是一层凿
有许多小洞的金属薄板(一般是使用一种热膨胀率很低的钢板,避免形变，造
成图像差异)，只有正确瞄准的电子束才能穿过每个磷光涂层光点相对应的
①
百度文库，显像管磷光体材料
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张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
屏蔽孔，荫罩会拦下任何散乱的电子束避免其打到错误的磷光涂层，这就是
荫罩式显像管。而上文所提及的荫栅式显像管：
①
由于显像管显色于荧光紧密相连，在此略带介绍荧光原理：
②
光照射到某些原子时，光的能量使原子核周围的一些电子由原来的
轨道跃迁到了半径更大的轨道，即从基态变到了第一单线态或第二单线态
等。第一单线态或第二单线态等是不稳定的，所以会恢复基态，当电子由第
一单线态恢复到基态时，能量会以光的形式释放，所以产生荧光。
显像管覆盖有一层发光物质——荧光粉，当电子撞击时发出光来，
发光强度取决于电子的数量和速度，在这里机械能转化为光能，在电视机中，
电子速度是恒定的，所以，亮度值与电子速流大小有关。电子在真空中运动，
故显像管有玻壳和椎体。
电视机显像管于荧光的魔力似乎主宰了我们这个美妙多彩的世界，
让一切能够再度从现。期待高端技术的深度引领，显像管的再度升级。
①
②
百度图片，CRT显示器的工作原理
百度百科，荧光
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2024年6月4日发(作者：段干斐斐)
张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
彩色电视机显像管及显像其原理
缤纷的电视机所带来的多彩世界，让人们对它着迷，可他的神奇魔
力是怎样施展的？让科学告诉你。在此浅谈一下电视机的灵魂部件——显像
管，以及它的 “魔粉”——磷光体。
首先，明确电脑的“脸”，显示器，显示器是属于电脑的I/O设备，
即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD等多种。
①
它是一种将一定的电
子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。CRT
是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，阴极射线管主要有
五部分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Deflection coils），荫罩
(Shadow mask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的
显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、
色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过
的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。
现在讨论其灵魂显像管，它是判断显示器好坏的重要标准，它也是
近几年技术变革最大的环节，
②
按电视机配套功能分有：显像管和投射式显
像管；按荧光屏显示颜色分有：黑白显像管和彩色显像管；按荧光屏大小(对
角线尺寸)分有：9、12.14.17、18、20、22in；按显像管的偏转角分为70°、
90°、100°、110°、114°等；按显像管屏幕表面形状分：球面圆角、平面直角。
按屏幕面矩形长高尺寸分5∶3.5∶4.16∶9；按照显像管表面平坦度的不同
可分为球面管、平面直角管、柱面管、纯平管。
显示黑白图像的显像管（简称黑白管）。黑白管的主要组成部分是玻壳、
电子枪和荧光屏。在玻壳的管颈上还装有偏转线圈。玻壳内保持真空。电子
枪发射一个被调制的电子束，经聚焦、偏转后打到荧光屏上显示出发光的图
像。这个被调制电子束的扫描，与发送端摄像管靶面上电子束的扫描同步，
①
②
百度百科，显示器
百度百科，显像管
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张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
束电流的大小和摄像管输出的电信号相对应。由于人的眼睛有惰性，受调制
的电子束在荧光屏上逐点扫描产生亮度不同的光点，在荧光屏上形成一幅光
的图像。显示彩色图像的显像管（简称彩色管）。彩色图像的显示基于三基
色的原理。任何彩色都可以用红绿蓝三种基色配合而产生基本相同的视觉效
果。彩色管不同于黑白管，它有产生三种基色的荧光屏和激励荧光屏上数以
万计的三基色单元的三个电子束。只要三基色荧光粉所产生的光的分量不
同，就可以形成自然界的各种彩色。如红绿蓝三基色的光通量依一定的比例
配合就成白光。红和绿配合就成黄光。红和蓝配合就成紫光。只有红枪的电
子束激发红粉则发红光，只有蓝束激发蓝粉则发蓝光，只有绿束激发绿粉则
发绿光。如果三束电流均为零（荧光屏未被激发）则呈黑色。彩色电视信号
传输不同于黑白电视之处就是除亮度信号外还有一个色度信号。彩色电视机
接收这两个信号，经过处理后分解为三个（红、绿、蓝）亮度信号分别去调
制相应的电子枪。显像管的内部磷光层与外层之间有一层玻璃相隔，电子枪
打出的电子束再透过玻璃，由于光的折射就会产生扭曲现象，在看到之后就
会产生很强的内凹感。或许有些不解，下面在此简单谈一下显色原理：
①
彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而
成，由三束电子束分别激活这三种颜色的磷光涂料，以不同强度的电子束调
节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色,这非常类似于绘画时的调色过
程。
①
百度图片，CRT显示器的工作原理
- 2 -
张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
对磷光体的要求是：色在线范围广，能能再生衬度高，析像度好而
且明亮的图像，没有闪烁和残留图像，使用寿命长。为此，磷光体应具备以
下特征：
①
1、具有色纯度高的发光体
2、又高的发光效率
3、在电子射线长时间照射下性能不变坏
4、适合显像管的之制造工艺
所以，符合材料有：红色，Y2O2S：Eu，蓝色，ZnS:Ag,Cl或ZnS:Ag,Al;
绿色,ZnS:Cu,Al.为了扩大色再现范围，必须提高三基色磷光体的色纯度。例
如，红色磷光体Y2O2S：Eu的色纯度是随激活剂Eu的浓度而变化的，如
仅从辉度和磷光体的价格考虑，Eu的浓度有4MOL%即可，但为了提高色
纯度应将浓度提高到5MOL%左右。这时辉度会降低一些，价格也有所提高，
但色度点X/Y从0.652/0.341变为0.663/0.332,色再现范围扩大了。制备彩色
电视机显像管磷光体的关键是烧成。烧成反应式是：1、随温度的上升，硫
磺与硫酸钠反应生成N2Sx;2、当温度达到700摄氏度附近，Na2Sx及过剩
硫磺与Y2O3反应，开始生成Y2O2S；3、温度继续升高，随着无晶格缺陷
的Y2OS生成，Eu3+(Tb2+)向Y2O2S晶格中扩散。
烧成后得到的磷光体可用应刷发、沉淀法或膏浆发涂敷刀平板玻璃
上。在用膏浆发涂敷磷光体时，应均匀地涂2~3层，避免出现气泡。倘若电
子束瞄准得不够精确，就可能会打到邻近的磷光涂层，这样就会产生不正确
的颜色或轻微重像，因此必须对电子束进行更加确的控制。最经典的解决方
法就是在显像管内侧，磷光涂料表面的前方加装荫罩.这个荫罩只是一层凿
有许多小洞的金属薄板(一般是使用一种热膨胀率很低的钢板,避免形变，造
成图像差异)，只有正确瞄准的电子束才能穿过每个磷光涂层光点相对应的
①
百度文库，显像管磷光体材料
- 3 -
张智慧 1100100190 文院·戏剧影视文学
屏蔽孔，荫罩会拦下任何散乱的电子束避免其打到错误的磷光涂层，这就是
荫罩式显像管。而上文所提及的荫栅式显像管：
①
由于显像管显色于荧光紧密相连，在此略带介绍荧光原理：
②
光照射到某些原子时，光的能量使原子核周围的一些电子由原来的
轨道跃迁到了半径更大的轨道，即从基态变到了第一单线态或第二单线态
等。第一单线态或第二单线态等是不稳定的，所以会恢复基态，当电子由第
一单线态恢复到基态时，能量会以光的形式释放，所以产生荧光。
显像管覆盖有一层发光物质——荧光粉，当电子撞击时发出光来，
发光强度取决于电子的数量和速度，在这里机械能转化为光能，在电视机中，
电子速度是恒定的，所以，亮度值与电子速流大小有关。电子在真空中运动，
故显像管有玻壳和椎体。
电视机显像管于荧光的魔力似乎主宰了我们这个美妙多彩的世界，
让一切能够再度从现。期待高端技术的深度引领，显像管的再度升级。
①
②
百度图片，CRT显示器的工作原理
百度百科，荧光
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