[Tìm hiểu về TV] CRT: Công nghệ của ngày hôm qua

Nguyên tắc hoạt động cơ bản

CRT (Cathode ray tube) về bản chất là một hệ thống đèn điện tử chân không. Trong đó nó sử dụng một (TV đen trắng) hoặc ba (TV màu) súng điện tử (bắn tia âm cực) và một màn phosphor. Để hiển thị được hình ảnh, các súng điện tử sẽ bắn tia âm cực (các hạt electron) vào màn phosphor để kích thích chúng phát sáng. Tuỳ theo màu sắc muốn hiển thị, các electron có thể được gia tốc hoặc chuyển hướng trong quá trình bắn từ súng (qua lớp chân không) đến màn phosphor.

Cấu tạo của ống tia âm cực (Ảnh Wikipedia):

1. Ba súng điện tử (cho màu đỏ, xanh lá cây, và xanh da trời dùng phốt pho)
2. Chùm electron 3. Cuộn dây tập trung
3. Cuộn dây làm lệch
4. Kết nối anode
5. Mặt nạ để tách chùm tia thành các phần màu đỏ, xanh lá cây, và xanh da trời của hình ảnh hiển thị
6. Lớp phosphor với vùng màu đỏ, xanh lá cây, và xanh da trời
7. Cận cảnh của phần trong của màn hình được tráng phốt pho.

Cụ thể hơn đối với TV màu, công nghệ CRT thường sử dụng 3 loại Phosphor, mỗi loại có khả năng phát ra một trong 3 màu cơ bản (đỏ, xanh lá, xanh dương) khi bị kích thích bởi tia âm cực. Màu sắc mà các bạn thấy cuối cùng cũng chính là sự kết hợp của 3 màu cơ bản này.

Từ màn hình lồi đến màn hình phẳng

Một điều thú vị là hầu hết các dòng TV CRT cho đến tận đầu thế kỷ 21 đều có màn hình lồi. Nguyên nhân của việc này là do nguyên tắc hoạt động của nó sử dụng súng điện tử bắn các tia âm cực vào tấm nền phosphor. Càng xa trung tâm, khoảng cách mà tia âm cực phải đi sẽ càng xa và góc sẽ càng hẹp, dẫn đến hình ảnh ở góc bị thay đổi màu sắc. Việc sử dụng màn hình lồi (nhẹ) là để giúp cân bằng giữa hiện tượng biến dạng hình ảnh (do TV lồi) và màu sắc (do tia âm cực bị lệch góc)


Về sau các nhà sản xuất đã phát triển công nghệ mới cho phép TV CRT sở hữu màn hình phẳng mà không ảnh hưởng đến khả năng tái tạo màu sắc ở góc. Và rồi đến thời kỳ của TV LED, chúng ta lại bắt đầu thấy xuất hiện xu hướng TV màn hình cong. Tuy nhiên cũng cần lưu ý là các TV LED/OLED màn hình cong ra đời là do các hãng sản xuất muốn như vậy (ưu thế của màn hình cong vẫn còn là một chủ đề gây khá nhiều tranh cãi), còn các TV CRT màn hình lồi là vì lý do kỹ thuật.

Shadow Mask và Aperture Grille: IPS và VA của kỷ nguyên CRT

Với TV LCD hiện nay, việc sắp xếp các tinh thể lỏng theo công nghệ IPS hay VA tốt hơn luôn là một chủ đề bất tận mà có lẽ sẽ không bao giờ có hồi kết. Mỗi công nghệ đều có ưu nhược điểm riêng, chẳng hạn như IPS được biết đến với góc nhìn rộng hơn nhưng khả năng thể hiện màu đen lại không sâu bằng VA. Và một sự thật là với các công nghệ bổ trợ mới, sự khác biêt của chúng cũng không nhiều như các hãng muốn chúng ta nghĩ.


Đối với TV CRT cũng không phải là ngoại lệ. Phần màn hình phoshor của nó cũng có 2 phương pháp sắp xếp là Aperture Grille (phosphor được xếp theo dạng sợi) và Shadow Mask (phosphor được xếp theo dạng lưới). Vào thời kỳ đầu, Aperture Grille được xem là vượt trội về khả năng tái hiện màu sắc so với Shadow Mask, tương tự như IPS so với VA. Các bạn liệu có nhớ câu "nét như Sony"? Vào cuối những năm 60, chính hãng điện tử Nhật Bản đã giới thiệu những dòng TV Trinitron sử dụng công nghệ Apeture Grille và gây ấn tượng mạnh mẽ về chất lượng hình ảnh. Về sau, các thương hiệu khác khi áp dụng công nghệ Apeture Grille cho TV/CRT thường đặt tên chữ "tron" ở cuối, chẳng hạn như DiamondTron của Mitsubishi hay SonicTron của ViewSonic.


Tuy nhiên kể từ năm những năm 90, công nghệ Shadow Mask và công nghệ lai (giữa Shadow Mask và Apeture Grille) đã phát triển mạnh mẽ. Vì vậy lựa chọn công nghệ nào thực chất là tuỳ theo gu hoặc mục đích sử dụng của mỗi người, tương tự như IPS và VA ngày nay.

Sự đi xuống của TV CRT

Tính đến thời điểm này, CRT được xem là công nghệ lỗi thời và các TV CRT không còn được ưa chuộng nữa. Kể từ những năm 90, TV CRT gặp phải sự cạnh tranh mạnh mẽ từ TV Plasma và LCD. Cho đến năm 2007, khi doanh số TV LED lần đầu tiên vượt mặt CRT, ngành công nghiệp TV đã có vị vua mới của mình: LCD. Các dòng TV CRT cao cấp hiện tại đã biến mất hoàn toàn. Ngay cả những tên tuổi từng làm mưa làm gió trên thị trường như Sony hay Mitsubishi cũng đã ngưng sản xuất TV CRT cao cấp từ 2010. Ngày nay, bạn chỉ có thể tìm thấy những chiếc TV CRT giá rẻ tại siêu thị điện máy.


Công nghệ CRT dù đã có rất nhiều cải tiến trong vòng đời của mình, nó vẫn rất nặng nề và cồng kềnh so với những công nghệ sau này như LCD và Plasma. Với đặc tính kỹ thuật của mình, việc sản xuất TV CRT trên 40 inch là không khả dụng bởi không gian đòi hỏi qua lớn cũng như chi phí đắt đỏ. Trong khi đó, công nghệ Plasma và LCD cho phép các nhà sản xuất dễ dàng vượt qua giới hạn này. Ngày nay, kích thước TV trung bình đã lên đến 55 inch và các TV 75 inch cũng đã rất phổ biến.


TV CRT cũng có khá nhiều vấn đề gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của người xem. Điển hình do việc sử dụng súng bắn tia âm cực, TV CRT phát ra một lượng nhỏ phóng xạ trong quá trình hoạt động. Mặc dù vậy, các nhà khoa học thời kỳ này vẫn cho rằng nó đủ ít để không gây ảnh hường đến sức khoẻ người xem. Cơ mà nếu bạn từng có tuổi thơ hay con cái sử dụng TV CRT, có lẽ cũng đã rất quen thuộc với quan niệm "ngồi gần TV sẽ hư mắt". Ngoài ra thì trong TV CRT cũng có chì, nếu không xử lý đúng cách thì có thể sẽ gây ô nhiễm môi trường.

Và dĩ nhiên, điều quan trọng nhất là chất lượng hình ảnh mà công nghệ LCD và Plasma mang lại vượt trội so với CRT.

Một số ưu điểm của TV CRT mà các công nghệ TV hiện nay vẫn chưa thể bắt kịp

Xét về mức độ tổng thể, TV CRT kém hơn rất nhiều so với LCD, Plasma và OLED. Tuy nhiên nó không phải là không có ưu điểm. Sau đây là một số điểm mạnh của TV CRT mà ngay cả các công nghệ ngày nay vẫn chưa thể làm được:

• Màu sắc không bị thay đổi dù ở bất kỳ góc nhìn nào
• Hiển thị bất kỳ độ phân giải nào mà không cần phải nội suy
• Không input lag (độ trễ tín hiệu đầu vào)
• Bền (TV CRT vài chục năm vẫn chạy tốt là không hiếm)

Tham khảo thêm: [Tìm hiểu về TV] Các loại công nghệ tấm nền phổ biến