CRT

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디스플레이 방식의 하나로, 모니터나 TV 수상기의 종류를 구분할 때 많이 이용되는 용어.

1 개요

삼투압Cathode-Ray Tube의 약자. 음극선 관. 컴퓨터에서 받은 신호를 이용해서 음극선(=전자 빔)을 조정, 전자의 운동에너지가 형광 물질과 충돌하여 빛을 내는 방식이다. 브라운관 TV와 제어부만 다를 뿐 동작 방식은 완전히 동일하다.

뒤쪽의 전자 총에서 삼원색의 전자를 송출한다고 잘못 알기도 한다. 사실은 전자 총에서 순수한 전자가 나와 형광점에 도달해서 전자가 빛으로 전환되는 원리이다. 전자는 물론이고 광자도 본연의 "색" 은 없다. 에너지, 전하 등을 갖는 입자/파장일 뿐이다.

구조적으로 아날로그 신호를 이용한다. 그래서 DVI 입력을 지원하는 제품은 거의 없다. 사실 입력을 받아도 내부에서 변환을 해야 하니 별 장점은 없다. 다른 아날로그 신호인 컴포지트 입력이나 S-Video, 컴포넌트 등도 근본적으로 입력은 가능하지만 실제 되는 모델은 TV 겸용 모델이나 일부 고급/전문가/특수 목적용을 제외하면 거의 없고 별도의 어댑터를 사용해서 D-SUB 신호로 변환해야 한다.

근래에는 D-Sub 입력의 도태와 LCD, OLED 패널이 주류를 이루고 있어 사용자는 극히 드물다. 그래도 일부 DVI나 HDMI 입력을 지원하는 제품도 있으며, 패미컴과 같은 시대의 고전 게임을 플레이하는 사람들이 아직 찾는다고 한다. 가끔가다 장비병 걸린 하드코어 게이머들이 구매하는 경우도 있다.

2 구조

1. 음극선관(Cathode-Ray Tube): 음극이 되는 기체를 전극과 함께 봉입한 유리관. CRT의 큰 무게와 부피는 음극선관 때문이다.
2. 전자총(Electronic Gun): 화면을 향해 전자빔을 송출하는 장치. 3개의 빔이 각각 적색, 녹색, 청색 형광점으로 전자를 송출한다.
3. 전자빔(Electronic Beams): 전자총에서 나오는 속도가 거의 균일한 전자의 흐름. 파장이 극히 짧다.
4. 편향 요크(Deflection Yoke): 전자기력 발생 장치. 전자기력을 미세하고 정교하게 조정하여 전자빔을 휘게 한다.
5. 형광점(Phosphor Dot): 작은 형광 입자. 적색점, 녹색점, 청색점으로 이루어져 있으며 전자빔이 닿으면 빛을 발생한다. 전자빔의 종류과 세기에 따라 발색 정도가 달라진다.
6. 섀도 마스크(Shadow Mask): 형광면 앞에 위치한 얇은 금속판. 전자빔이 형광 도트에 정확하게 입사하도록 하는 역할을 한다.
7. 트라이어드(Triad): 인접한 적, 녹, 청 형광점이 조화되어 색상을 만듦. 픽셀보다 작은 단위.
8. 픽셀(Pixel): 몇 개의 트라이어드가 모여서 픽셀이 된다. LCD와는 상이한 구조를 띄는데, 이는 가변 해상도를 가지는 디스플레이의 특징이다.

3 장점

LCD와 OLED 와 똑같은 장점도 많고 독특한 장점도 있다. 기술이 발달하면서 앞으로 OLED가 완전히 장점을 받아가 대체할지도 모른다. 일반적인 특성을 말하므로 골라 듣자.

• LCD와 비교했을 때 색 재현력이 좋다. 특히 검은색이 완전히 꺼진 검은색이라서, 감마 설정이 안되있을때, 검정과 회색 사이 표현이 무지 좋다. 이 때문에 소수 관련 업계에선 여전히 CRT를 고수하기도 한다. 특히 명암비는 LCD에 비하면 넘사벽의 수준을 자랑한다. 다른 제품으로 대체 불가능하지도 않으므로 이 역시 언젠가는 사라질 운명이다.

• 화소가 입력 신호와 직접적으로 대응되지 않는다. 이 특징 때문에 지원하는 해상도는 모두 픽셀이 뭉개지거나 깨지는 등의 왜곡 없이 깔끔하게 뽑아낼 수 있다. 아날로그 방식의 최대 장점이라고도 할 수 있다. 이 장점을 제대로 살리려면 픽셀과 픽셀 사이의 거리를 나타내는 도트 피치가 일정 수치 이하여야 한다. 도트 피치가 큰 일반 CRT TV에서는 무리.

• 각 화소가 직접 빛을 낸다. 형광 물질을 이용해서 각 화소가 직접 빛을 뿜어내므로, LCD와는 달리 보는 각도에 따른 색상 왜곡 등이 적다. 또한 빛을 직접 발광하다 보니 LCD와는 비교할 수 없을 정도로 색상이 매우 자연스럽고 화사하다.

• 반응 속도가 빠르다. 다른 디스플레이와 다르게 화면 속 움직임이 화면에 표시되는 딜레이가 거의 없다. 매우 빠른 전자선이 인광물질을 흥분시켜 색을 일으키는 원리라서. 이 장점 덕분에 빠른 반응이 중요한 FPS게임이나 리듬게임을 하는 사람은 CRT 모니터를 찾기도 한다. 다만 국내에서 인기 있는 최신 리듬 게임들은 거의 LCD만 쓰는 바람에 찾는 사람은 별로 없다. 판정 처리를 CRT 기준으로 설계했던 EZ2AC 기체에 LCD를 장착하면 반응 속도 문제가 발생하여 기피 대상이 된다. 한 동안은 CRT를 수리할 수 있었지만, 수리 불가능한 CRT가 늘어나고 있고, 기술이 발전하다 보니 EZ2AC 리파인 기체에서 LCD가 장착되는 경우가 점점 늘어나고 있다. 또한 기술의 발전 덕분에 12~13년경부터는 CRT의 반응 속도를 거의 따라잡은 LCD도 나오고 있다. 하지만, 2016년에도 G-sync 지원 모니터의 가격은 일반적으로 많이 쓰는 모니터의 가격에 비하면 월등히 비싸기 때문에, 일반적인 LCD 모니터의 기준으로는 여전히 반응 속도 차이가 엄청나다.

• 수명이 다하여 폐기할 경우 재활용할 수 있는 부분이 LCD보다 많다, 특히 유리 재질인 CRT 패널은 녹여서 다른 유리 제품으로 재생할 수 있다.

• 때려서 고쳐진다. 요즘 나오는 TV는 얇아서 때릴 수가 없다 때리면 박살날 듯 CRT는 때려야 제맛

4 단점

• 매우 크고 무겁다. 옛날에 현대전자에서 나온 17인치 CRT 모니터가 20kg이었다. 때문에 모니터 새로 사는 날에는 함께 짐을 들어줄 친구를 데리고 전자상가를 가야 했다 전자총이나 자기 코일 등, 무거운 부품이 들어가는 구조라 경량화가 한정적이다. 전자가 휘는 각도가 한정되기 때문에 두께를 줄이기 어려우며 음극선관 자체의 무게도 상당해 무거울 수밖에 없다. 그나마 20인치 미만의 모델은 덜하지만 그 이상으로는 치명적인 단점이 된다. 화면이 커질수록 두께도 비례해서 증가하므로 시판 제품은 38인치가 최대였다. 소니가 45인치 기종인 KX45ED1이 89년에 출시했으나 많이 판매되지는 않았던 듯하며, 미쯔비시에서는 61인치 브라운관 TV 시제품을 개발했으나 브라운관의 수명 등 문제로 인해 상품화되지는 않았다. 이로 인해 대화면이면서 상대적으로 얇은 '프로젝션 TV'가 잠시 주목 받던 시절도 있었으나 이쪽도 현재 거의 자취를 감춘 상태.

• LCD에 비해 전력 소모가 높고 발열이 심하다.

• LCD에 비해 눈의 피로감이 더하다. 웃기게도 눈의 피로도의 원인은 화면의 깜빡임이지만 전자파로 오해하는 사람도 많다. 보안경을 쓰면 낫다고 느끼는 이유는 플라시보거나 밝기가 줄어서 그렇다. 이 오해에 대해선 전자파 문서를 참조. 하지만 CRT보다 전자파 발생이 몇 배인 휴대전화는 머리통에 갖다대고 잘만 사용하지

• 외부에서 발생하는 전자기장에 영향을 받는다. 특히 전자레인지처럼 전자기파를 많이 발산하는 가전제품의 경우 가까운 곳에 놓인 CRT의 화상을 흔들거리게 할 정도.

• 초창기에 가졌던 LCD보다 값이 싸다는 장점도 LCD 가격의 지속적인 하락으로 이제 옛말이 되었다. 물론 지금은 거의 멸종 단계에 이르러 쓰다 버린 헌 것이라면 거저 얻을 수 있지만, 일부러 새 것을 구하려 해도 새 것은 구할래야 구할 수가 없다.

5 특징

전자장을 사용하기 때문에 자석을 주변에 가져다 대면 음극선이 잘못 휘어 화면이 왜곡된다. 초딩들은 재밌다고 TV에 자석을 가져다 대면서 놀지만, CRT의 수명에는 치명적인 악영향을 준다고 한다. 백남준한테는 이게 예술 작품이다 CRT를 포함한 모든 전자기기가 계산 외의 자기장에는 취약할 수 밖에 없지만, CRT는 특히 TV 주변에 스피커 같은 자석을 사용하는 물체가 있는 경우도 그대로 적용된다. 가급적 전자기 차폐가 되는 물건을 쓰도록 하고, 자석 때문에 화면이 왜곡되었다면 전자기장 제거 기능(디가우스. Degauss)을 이용하면 정상으로 돌릴 수 있다. 그러나 네오디뮴 자석같이 매우 힘이 센 자석을 가져다 대면 화면 바로 앞에 있는 섀도 마스크라는 부품이 영구적으로 휘어버려 아예 복원이 불가능해질 수도 있다.

CRT의 음극선에 명중된 형광 물질이 빛을 내는 시간은 매우 짧으므로 화면 주사율에 맞추어 매번 화면을 그리게 된다. 정지된 화면일지라도 같은 화면이 계속 깜빡이는 셈이라 주사율이 낮으면 미칠듯한 눈의 피로와 정신적 고통이 뒤따르게 된다. 75Hz 이상의 주사율에 익숙해진 경우, 60Hz를 보면 깜빡이는 화면이 느껴질 정도. 특히 대다수의 저가형 모델은 최대 해상도인 1280x1024에서 60Hz밖에 지원을 못 하는 경우가 많아서 반드시 이 해상도를 써야 한다면 상당히 고통스럽다. LCD는 백라이트가 항상 켜져있거나, 백라이트가 깜빡이는 주기를 매우 빠르게 해 체감하지 못하게 하므로 훨씬 낫다. 이런 식으로 빛을 계속 쏴 대는 특징 때문에 CRT 모니터를 켜 놓고 화면 앞에서 손을 흔들면 손이 여러 개로 보이는 재미있는 현상이 생긴다.

시간이 흐르면 흐를수록 형광 물질이 노화하여 화면이 누렇게 뜨게 되는데 이것을 번인(Burn-in) 현상이라고 한다. PDP, AMOLED 등에서도 볼 수 있으며 LCD는 없다.PC방과 같이 길게는 백수십 시간을 연속으로 켜 두는 경우 화면 특정 부분에만 노화가 집중되어 화면에 그림자가 생기는 현상도 볼 수 있다. 화면보호기가 이를 방지하기 위한 기능. 화면 보호기의 목적은 화면을 골고루 노화시키기 위한 것이다(...). CRT의 내구성이 높아지고 자동 절전, 끄는 기능이 생기면서 화면 보호기의 필요성은 많이 사라졌다. 현재도 남아있는 이유는 보안이나 개인 취향 등의 이유 때문. 어쨌든 모니터를 안 쓸 때는 꺼두는 편이 가장 좋다. 이 외에도 전자총이 노화하여 초점이 안 맞거나 빛이 번지는 문제가 생기게 된다.

전자총의 음극선이 방사형으로 퍼져나가다 보니 화면 가장자리에는 중앙보다 음극선이 도달하는 거리가 길다는 문제점이 있었다. 이를 없애기 위해 화면을 볼록하게 만들었고, 1990년대 초반까지 CRT 모니터나 텔레비전은 전부 볼록했다. 기술이 발전하면서 이 볼록한 정도가 점점 줄어들었고, 결국 완전 평면 CRT까지 나오게 되었다. 그런데 일부 제품은 안쪽 발광면은 볼록하고 바깥쪽만 평평하게 만들어 놓고는 평면이라 광고하기도 하였다(...). 이름하야 대패평면 90년대 후반 LG에서 플래트론 브랜드로 안과 밖이 모두 평평한 모니터를 내놓자, 얼마 후 삼성은 바깥쪽만 평평하게 해서 '다이나플랫'이라는 이름으로 제품을 내놓았다. 그러면서 했던 말이 'LG 플래트론은 안쪽이 오목하게 보여서 평면이 아니다.'이지만 실상은 그때까지는 모든 CRT가 볼록이었기 때문에 상대적으로 오목하게 보였던 것.

6 기타

전자빔을 직접 화면 표면에 충돌 시키는 원리 때문에 가시광선 말고도 다양한 파장대의 전자파가 발산된다. 이를 막기 위해 보안경을 달기도 했는데, 사실 당대 보안경 대부분은 차단 효과가 적었다. 선인장이 전자파를 흡수하는 성질이 있다면서 모니터 옆이나 위에 놔두는 경우도 종종 있었다. 굳이 근거를 따져보자면, 선인장에 많이 함유된 물은 유전 상수(Dielectric Constant)가 매우 높기 때문에 전자기파를 가장 효과적으로 차단하는 물질이기는 한데... 다만, 이 방법으로 전자파를 막으려면 화면 앞을 전부 선인장으로 가려야 한다. 유리를 겹쳐 사이에 물을 채운 보안경이라면 아주 확실한 효과를 볼 수 있겠지만, 왠지 이런 보안경이 상품화된 예는 거의 없다. 80년대에나 좀 있었다... 인기가 없었는 듯. 이는 보안경이 전자파가 위험하다고 착각하는 사람들의 호들갑에 맞춰 잠깐 팔아먹고 빠지기 위한 물건이었기 때문이다. 사실 요즘 스마트폰 및 무선 인터넷의 보급으로 전자파(당연히 가시광선 제외)에 노출도는 날이 갈수록 높아지고 있다. 요즘 전자파에 호들갑 떠는 수준은 오히려 보안경이 팔리던 시절에 훨씬 못 미친다. 상식의 승리...는 아니고 그냥 LCD 모니터가 보급될 때 판촉 전략 중 하나로 전자파의 위험에서 더 안전하다고 광고하던 결과다.

색감이나 해상도의 장점으로, 불과 수 년 전까지만 해도 그래픽에는 역시 CRT라며 CRT를 고집하는 분위기가 있었다. 프로게이머들도 LCD보다는 CRT를 선호하는 편이다. 반응속도가 더 빠르다나…. 워낙 많이 생산 되었다 보니 아직은 CRT를 보기가 어렵지 않지만 제품은 계속 노화되고, 신품은 나오지 않으니 언젠가는 시장에서 사라질 운명이다.

CRT의 높은 반응성은 순수하게 전자계로 움직이기 때문이다. CRT의 음극관이 전자를 쏘면, 형광층에 부딪쳐 순식간에 빛이 난다. 말 그대로 빛의 속도에 가깝게 반응한다. LCD의 느린 반응성은 액정 소재의 한계다. 싸구려 흑백 액정 계산기를 두드려보면, 깜빡깜빡하면서 잔상이 남는 모습이 보인다. 이러한 특성이 최신형 LCD에도 어느 정도 남은 것. 반면 OLED는 반응성이 매우 빠른 편이다.

대신 CRT는 빛이 순식간에 사라지는 특성 때문에 화면이 계속 깜빡이며, 눈이 쉽게 피로해진다. LCD는 동영상에는 다소 취약해도 정지 화면에 강하며 피로가 덜 하다. OLED는 다 좋지만 수명이 짧다.

동일한 원리를 가지며 단지 전자총을 전계방출로 바꾸어 작게 만들고 많이 넣은 FED가 있는데 상큼하게 망했다. 일부 특수 용도에만 쓰인다고 한다.

CRT 방식을 사용한 프로젝터도 존재한다. 1관식과 3관식이 있는데 3관식은 말 그대로 관이 3개(빨강,초록,파랑) CRT 모니터의 장단점을 그대로 가지고 있기 때문에 현재는 사장 되었지만 아직도 3관식 CRT 프로젝터를 고수하는 사람도 있다. 그 이유는 3관식 프로젝터가 LCD나 DLP 프로젝터에 비하면 아날로그적인 부드러운 화질을 보여주기 때문. 대신 엄청나게 크기가 크며 정기적인 조정 및 관리가 필요하다. 프로젝션 TV도 뒤에 3관식 프로젝터가 내장된 형태가 많았다.

CRT에는 있고 LCD 화면에는 없는 것으로 주사선이 있다. 주사선은 전자빔의 주사(스캔) 궤적을 따라 희미하게 보이는 수평선인데, 일반적으로는 당연히 주사선이 없는 것이 좋으나 옛날 업소용(아케이드) 비디오 게임에 향수를 느끼는 이들은 업소용 게임기의 CRT 모니터에서 보이던 주사선까지도 향수의 대상으로 삼는다. 그러나 오늘날의 평면 모니터에서 에뮬레이션으로 돌리는 비디오 게임에서 주사선이 보일 리 없으니... 때문에 주사선을 시뮬레이트하는 에뮬레이터가 있는가 하면 아예 평면 스크린에 주사선을 그려주는 특수 하드웨어도 판매된다.

진저브레드 이상 안드로이드 스마트폰에서는 화면을 켜고 끌 때 CRT 효과를 줄 수 있다. 레퍼런스 모델인 넥서스 S에는 적용되어 있지만 제조사 안드로이드 펌웨어에는 효과가 꺼져 있다. 시스템 프레임워크 파일을 수정하여 다시 켤 수 있지만, 시스템 파일을 수정하는 만큼 루팅은 필수. 아날로그 감성입니다 롤리팝에서 사라졌다.

2010년대에도 개발도상국 저가 시장용으로 남아있으나 그마저도 점차 저가의 LCD로 대체 되면서 수 년 내 사라질 가능성이 높아졌다. 2013년 상반기에 LG전자는 생산종료를 발표했고 삼성전자도 해외법인 생산을 다른 분야로 전환하고 있다. 필리핀에만 제품을 생산하고 있는 일본 샤프와 브라운관 TV를 생산 중인 인도의 두 회사는 2015년에 생산을 중단할 예정이라고 한다. 기사

한창 때에는 언론 등에서 TV를 브라운관이라고 많이 불렀고 '톱스타 XXX 5년만에 브라운관 컴백!' 같은 식으로 쓰며 의외로 2015년 7월 현재까지도 '브라운관'으로 뉴스 검색하면 이 표현을 사용한 최신 연예 기사들이 여전히 생산되고 있음을 확인할 수 있다. 네이버뉴스 참고. 관용 표현이긴 하나 요즘 일상 생활에서 TV를 이렇게 불렀다간 노땅 취급받기 십상이란 점을 생각하면 아무래도 괴리가 느껴지는 부분이다.

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