CRT

Cathode-Ray Tube
음극선 관. 디스플레이 방식의 하나로, 모니터나 텔레비전 수상기의 종류를 구별할 때 많이 이용되는 용어.

아날로그 신호를 이용해서 음극선(=전자 빔)을 조정, 전자의 운동에너지가 앞면 유리에 도포된 형광 물질과 충돌하여 빛을 내는 방식이다. 한편 일본을 중심으로 아시아권에서는 흔히 초기 발명자인 카를 페르디난트 브라운의 이름에서 따온 '브라운관'으로 통한다. 일본에서도 'ブラウン管'으로 통하는 듯하다.

브라운관 텔레비전과 컴퓨터용 모니터의 동작 방식은 완전히 동일하지만 제어부와 픽셀피치, 픽셀의 모양, 특성이 조금씩 다르다. TV는 멀리서 보기 때문에 해상도가 낮은 대신 개구율을 높이기 위해 원형이 아닌 위 아래로 길쭉한 픽셀을 가지고 있다, 반면 모니터는 가까이서 문서나 글자를 보아야 하기 때문에 해상도가 높고, 원형 픽셀을 가지고 있다.

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.

과거에는 텔레비전들이 모두 CRT 기반이었기에, 미국 영어에서 tube가 텔레비전의 별명으로 쓰인다. 이 용법이 현재에도 쓰인 게 유튜브이며, 이는 한국 역시 마찬가지라 연예 기사 등지에서 TV 또는 방송 프로그램을 뜻하는 관용 표현으로 브라운관이라는 단어를 자주 사용하고 있다.

우선 전자총에 고전압을 가하면 전자가 튀어나오는데, 방향성 없이 그냥 전자총 앞쪽에서 전 방향으로 튀어나온다. 때문에 강력한 전자석인 포커싱 코일과 편향 요크를 사용해 자기장으로 전자빔의 초점을 맞추고 방향을 휘게 만든다.

그리고 나서 원하는 방향으로 빔을 뿜어내 형광 도료가 발라진 곳에 충돌할 수 있게 빔의 방향을 조정하며 화면을 그려 나가는 것이다. 이렇게 1초에 60번씩 새로 그려 나간다면 주사율이 60Hz가 되는 것이고, 144번씩 그려 나간다면 주사율이 144Hz가 되는 것이다.

구조적으로 전자석과 전자빔을 사용하기에 아날로그 신호를 이용한다. 디지털 입력을 지원하는 제품은 거의 없으며, 설혹 디지털 입력을 받더라도 내부에서 아날로그 변환을 거치게 된다.[1] TV 같은 경우엔 컴포지트 입력이나 RF, S-Video, 컴포넌트와 같은 아날로그 신호도 입력 가능하지만 PC용 CRT는 TV 겸용 모델이나 일부 고급/전문가/특수 목적 제품을 제외하면 VGA 외의 신호를 받는 경우는 거의 없고 별도의 컨버터를 사용해서 VGA 신호로 변환해야 한다.

뒤쪽의 전자 총에서 삼원색의 전자를 방출한다고 잘못 알기도 한다. 초기 CRT, 즉 흑백에서 컬러로 넘어갈 때 즈음엔 기술력 부족으로 1개의 전자총으로 3개의 색을 표현하는 것이 어려웠다. 전자빔 하나로 세 지점을 맞춰야 하니 초점이 안 맞거나 색 수차가 엄청나서 보는 게 어려웠던 것. 때문에 전자총을 3개 다는 것으로 해결했는데 여기서 와전된 것으로 보인다. 사실은 전자 총에서 순수한 전자가 나와 형광점에 도달해서 전자가 빛으로 전환되는 원리이다.

이 3개의 전자총이 정확히 지정된 색깔 픽셀을 때리도록 존재하는 것이 금속판으로 된 섀도 마스크로, 섀도 마스크는 전자총이 쏘는 빔의 80% 이상을 차단하고 딱 픽셀 위치에 맞는 빔만 통과시킨다. 섀도 마스크 대신 세로 방향으로 통으로 열린 패턴을 구현하여 마스크의 차단을 줄인 것이 소니의 트리니트론으로 대표되는 어파처 그릴 방식이나, 원리 자체는 같다.

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

전자기장을 사용하기 때문에 자석을 주변에 가져다 대면 음극선이 잘못 휘어 화면이 왜곡된다. 일부 사람들은 재밌다고 텔레비전에 자석을 가져다 대면서 놀지만, CRT의 수명에는 치명적인 악영향을 준다고 한다. 그리고 CRT를 포함한 모든 전자기기가 계산 외의 자기장에는 취약할 수밖에 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. 다만 네오디뮴 자석 같이 강력한 자석을 가져다 대게 되면 화면 바로 앞에 있는 섀도 마스크가 영원히 휘어버려서 복원이 아예 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 미칠 듯한 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.[26] 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 1990년대 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.[27]

전자빔을 직접 화면 표면에 충돌시키는 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. 1980년대에나 좀 있었다... 인기가 없었는 듯. 이는 보안경이 전자파가 위험하다고 착각하는 사람들의 호들갑에 맞춰 잠깐 팔아먹고 빠지기 위한 물건이었기 때문이다. 보안경 항목만 봐도 알겠지만 애초에 CRT용 보안경이 만들어진 이유는 전자파 때문이 아니다 사실 요즘 스마트폰 및 무선 인터넷의 보급으로 전자파(당연히 가시광선 제외) 노출도는 날이 갈수록 높아지고 있다.[28] 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.

색감[29]이나 해상도의 장점으로, 불과 2010년대 초중반까지만 해도 그래픽에는 역시 CRT라며 CRT를 고집하는 분위기가 있었다. 프로게이머들도 LCD보다는 CRT를 선호하는 편이라고 한다. 반응속도가 더 빠르기 때문이라고… 워낙 많이 생산되었다 보니 아직은 CRT를 보기가 어렵지 않지만 제품은 계속 노화되고, 신품은 나오지 않으며, 현재는 OLED라는 대체제도 나왔으니 언젠가는 시장에서 사라질 운명이다.

CRT의 높은 반응성은 순수하게 전자계로 움직이기 때문이다. 평판 디스플레이는 영상 신호를 기기에서 디지털 처리하는 부분이 있으므로 인풋랙이 필연적으로 발생한다. 일단 시리얼로 들어오는 신호를 데이터라인 단위로 나눠주는 것만으로도 디지털 처리가 발생하며, LCD는 잔상 방지를 위한 보간, OLED는 휘도 균일도를 위한 보정이 필수로 붙는다. 반면 CRT의 음극관이 전자를 쏘면, 형광층에 부딪쳐 순식간에 빛이 나며, 신호가 튜브에 직접 들어가다 보니 중간 처리에 의한 지연이 거의 없어 상대적으로 인풋랙에 자유롭다.[30]

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. 특히 청색의 수명 문제가 제일 심각하다.

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 빨강, 초록, 파랑의 3개이다. CRT 모니터의 장단점을 그대로 가지고 있기 때문에 현재는 사장되었지만 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. 거기다 최근에 나온 레이저 프로젝터는 CRT 프로젝터의 장점을 거의 모두 가진[31] 데다, 화면도 밝으며, 초점을 맞출 필요도 없다. 자세한 건 해당 항목 참조. 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.[32]

카메라로 화면을 캡처할 경우, 영상 프레임과 모니터의 주사율이 일치하지 않으면 LCD/LED에 비해 주사선이 적나라하게 부각된다.

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 대체되면서 수 년 내 사라질 가능성이 높아졌다. 2013년 상반기에 LG전자는 생산 종료를 발표했고 삼성전자도 해외 법인 생산을 다른 분야로 전환하고 있다. 필리핀에만 제품을 생산하고 있는 일본 샤프와 브라운관 TV를 생산 중인 인도의 두 회사는 2015년에 생산을 중단했다. 기사 그런데 현재 알리바바 닷컴에서 브라운관 TV를 검색하면 신(?)제품들을 볼 수 있다. 부품도 찾을 수 있다고.

국내서는 딱히 TV를 갈아치울 필요를 못 느끼는 저렴한 숙박업소나 식당, 개인 가정집 혹은 오래된 학교 교실 등에 남아있는 경우가 있다. 2010년대 중반까지만 해도 수험생이나 싱글족 등등 고가의 TV를 찾지 않는 사람들의 TV나 세컨드 TV로 남아 있곤 했으나 가정집에서는 거의 빠른 속도로 멸종. 패미컴이나 패미클론 등을 즐기는 레트로 게이머들이 현재까지도 브라운관 TV를 여전히 소장하거나 중고로 구매하는 경우도 있지만, 그냥 컨버터 따위를 써서 LCD에 연결하는 걸로 아쉬움을 달래는 사람들도 많다. 패미컴의 건 컨트롤러(재퍼)는 LCD가 아닌 브라운관 TV[33]에서만 작동하기 때문에, 오리사냥 등 일부 게임을 반드시 해야겠다면 결국 브라운관 TV는 선택이 아니라 필수. 2010년대 국내에 유통되는 패미클론 게임박스는 판매 초기에 재퍼를 기본으로 패키지에 포함시켜 놓기도 했다. 결국 비용 문제 때문인지 빼버렸지만... 그러나 큰 덩치의 브라운관 TV를 단지 게임용으로 집구석에 갖다놓을 사람은 많지 않아서 소형 브라운관 TV를 찾는 수요가 있다. 이런 소형 TV는 거저 주는 대형 TV들과 달리 좀 비싸다...

오락실에서도 오래된 오락실은 현역으로 CRT 모니터가 탑재된 오래된 케이스를 아직도 돌리는 경우가 많다. 대표적으로 90년대에 주로 쓰였던 삼덕사의 CWC 20X 기통이 이에 해당된다. 이 사정은 일본이라고 크게 다르지 않아서 일본의 낙후되거나 오래된 오락실도 CRT 모니터가 탑재된 세가 인터랙티브 제 아스트로시티 기통를 지금도 쓰는 경우가 종종 있다. 하지만 이쪽도 타이토의 뷰릭스 등 LCD 화면을 기본으로 지원하는 케이스에 밀려나는 건 시간문제.

지정된 케이스나 컨트롤러를 쓰는 특수 게임기는 비디오 신호도 자체적인 신호를 사용할 가능성이 높기 때문에 LCD로 개조하기가 어렵다. 타임 크라이시스 같은 건슈팅 게임은 CRT의 특성을 이용한 광학식 총을 사용하기 때문에 LCD로 바꾸면 플레이가 불가능하다. 예외로 EZ2DJ는 20년이나 되는 세월이 지나 고장나거나 노후화로 제대로 나오지 않는 CRT가 많아서 CRT를 제거하고 LCD로 개조하는 경우가 늘고 있다. VGA 단자를 사용 중이고 굳이 CRT를 쓰지 않아도 디메리트가 적은 수준이라 많이 바꾸는 듯.

백남준의 다다익선은 1003대의 브라운관 텔레비전으로 되어 있다. 문제는 이 TV들이 낡으면서 하나둘씩 고장나서 교체해야 하는데, 위에서 보다시피 브라운관 텔레비전이 더 이상 생산되지 않아서 LCD로 교체할지 고민했고[34], 삼성전자의 지원을 받아 CRT로 고쳤지만 이후 가동 불능 판정을 받아 어떻게 처리할지 논의 중이다. 관련 포스팅

영화를 일컬어 스크린이라고 칭하듯, 한창 때에는 언론 등에서 TV를 브라운관이라고 많이 불렀고 지상파나 케이블채널 등 방송을 브라운관으로 지칭하고 있다. 예시로 '톱스타 영화배우 XXX 5년만에 드라마로 브라운관 컴백!' 같은 식으로 쓰며 의외로 현재까지도 '브라운관'으로 기사를 검색하면 이 표현을 사용한 최신 연예 기사들이 여전히 생산되고 있음을 확인할 수 있다. 네이버 뉴스 참고. 관용 표현이긴 하나 요즘 일상 생활에서 TV를 이렇게 불렀다간 노땅 취급받기 십상이란 점을 생각하면 아무래도 괴리가 느껴지는 부분이다.LCD 컴백이라고 하는게 더 이상할 듯 Brown館
비슷하게 미국에서도 튜브(브라운관의 그 튜브)를 TV로 지칭하며 현재는 이를 딴 가장 유명한 사례가 바로 유튜브다.

DOSBox를 CRT 모니터에서 출력하려면 1600×1200으로 해상도로 늘려서 출력해야 한다.

뻘짓연구소 에서 CRT로 배그를 플레이한적이 있다.