ディスプレイをはっきりすること
THE MAGAZINE DEVOTED TO NICKEL AND ITS APPLICATIONS
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IN RECENT YEARS, the cathode ray tube market has evolved beyond the standard rounded screen dimension to
include flat screens.
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TINY HOLES, ABOUT 3 micrometres wide, are etched into low-expansion nickel alloy K93600 to form the shadow mask of a cathode ray tube.
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SHADOW MASKS ARE MADE of low-expansion nickel alloys so that the heat generated by a TV does not distort
picture quality.
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THIS DIAGRAM ILLUSTRATES how each electron beam passes through the tiny holes in the shadow mask to
strike the correct phosphor on the TV screen for maximum picture quality.
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世界の我々の見方を強化すること
By Thom Loree
Nickel Magazine, May 2006 -- 液晶ディスプレイとプラズマのような新しいフラットパネル・ディスプレイ技術の成長にもかかわらず、今日使用中の大部分のテレビは、陰極線管として知られている装置に頼っています。 2005年に、世界中に出荷された1億7500万台のテレビのうちの約1億4500万台は、陰極線管ベースの製品でした。そして、それは価格でみると2000年の630億ユーロに対して約1200億ユーロになります。明らかに、この技術はまだ需要があります。そして、それはチューブ技術で重要な役割を演ずるニッケル合金のより大きな需要を意味します。
本当に、2004年の終わりにヨーロッパのニッケル・グループのために準備をされた「ニッケルのための価値ある用途シナリオについてのワインバーグ・グループの最終報告」では、ニッケル鉄合金が陰極線管テレビ産業で「代替のない材料」として、陰極線管の高品質大量生産を援助していると述べています。
その理由はニッケル鉄合金がとても低い熱膨張係数を持つということです。そして、それは作動中加熱する陰極線管の温度に影響されずに妨害されないテレビ画像が見られます。この性質をもつ合金群は、 1896年にフランスのC. E.Guillaumeによって発見されました。
テレビのスイッチを入れると陰極線管は、真空下でガラス封入の陰極ルミネセンススクリーン面に衝突するように強さが調整され、偏向された電子ビームを使って、電気信号を視覚情報に変換します。
陰極線管は、4つの主要な要素から成る。ガラスのパネル、シャドーマスク、3つの電子銃（各々の色に相当する）とガラスファンネル。これらのうち、シャドーマスクはニッケル鉄合金に最も依存している。
テレビ画面のちょうど後に位置する格子であるシャドーマスクはエッチングで作った多くの小さな穴またはスリットがあり、金属フレーム（添付図参照）で支えられる。マスクは、ガラスのパネルの内部の表面の輪郭にマッチするよう成形される。ワインバーグの報告は説明する。「ニッケル鉄合金の重要な機能は、金属材料がいろいろな等級のガラスと陶器の熱膨張作用と適合できることです。それは優れた表面の接合がガラスあるいはセラミックスと金属との間でなされるのを可能にするので、ニッケル鉄は理想的な封着合金です。熱膨張の挙動に従い、各等級ガラスとニッケル鉄合金は各種の応用に適用するように合わせることができます。」
その報告は、マスクへのニッケル鉄合金の使用がスクリーンでより純粋な白のディスプレイを可能にし、カラー再生と耐熱性（鉄のマスクと比較して）を向上させると強調している。電子ビームがスクリーンの正確な蛍光体点に確実にぶつけることによって、マスクは完全な画像を表示する。
シャドーマスク（そして、陰極線管の他の部分）で使われるニッケル鉄合金は通常35%～50%のニッケルを含み、それは必要な低い、要求された熱膨張係数を提供する。主要なヨーロッパのメーカーはドイツのThyssenKruppVDM社と2006年初期まではフランスのImphy Alloysが含まれる。
ThyssenKruppVDMのPernifer 36合金が、シャドーマスクとシャドーマスク・フレームで使われる。「この応用のために、我々はマスクへの画素のエッチングのようなエッチング挙動の異なるいくつかの等級の材料を供給する。」と、 ThyssenKrupp社の磁性合金および制御された膨張合金のマネージャーであるBernd de Boer博士が言います。
Pernifer 36はおよそ36%のニッケルを含み、-250～ 200°Cの間で、とても低い熱膨張係数をもつ。Pernifer 36 nMnの熱膨張係数は、より低いマンガン品位と残りの元素含有量のために、更にもっと低い。
陰極線管の範囲は太いものから細いものまでにわたり、よりかなり大きな寸法、平板で高解像度のHigh Definition Readyを含みます。当初バイメタル、サーモスタットで使われていたニッケル鉄合金であるInvar（K93600）はInovarのような改良版と同様に、陰極 線管メーカーがこれらを用いて、いろいろな技術的な挑戦に満足する結果を得た。それらはより正確に、fTVスクリーンで画像を形成するために電子の完全な収束を確実にしたために、それらはシャドーマスクに理想的でした。
「より低価格の最終製品は、マスクのためにより安い金属を使うかもしれません。」と、Imphyの前広報部長のSylvie Gindreが言う。「しかし、彼らは66センチメートルより大きなフォーマット用の許容できる画像の品質ができません。熱がテレビのセット作動時間の間に蓄積すると、シャドーマスクは膨張する。そして、『 doming』として知られていることが発生します。K93600は、このdoming現象を制御します。」
現在市場に出ている陰極線管は『スリムなチューブ』です。そして、それはこれまでのもののわずか3分の2の厚さです。大きなフォーマットと最高品質の仕様（100Hz、High Definition Ready）で入手できるこれらの素晴らしいチューブは、K93600のようなニッケル合金製マスク以外のマスクで製造はできません。
K93600はおよそ36%のニッケルを含んで、-100～ 200°Cの間で、低い熱膨張係数を持つ。上記の合金の全ては、簡単に溶接できます。
ニッケル鉄は、シャドーマスクの他に陰極線管の多くの部分で使われます。例えばスタッドピン（シャドーマスクを取り付けるのに用いられる）と陽極ボタン（電子はマイナスで、陽極はプラスです。そして、それは陰極から流れ出る電子を引きつける）です。バイメタルのバネは、これらの材料の膨張率を合わせたり、補償するのに用いられます。バイメタルは異なる熱膨張係数の 2つの材料をクラッディング又は圧延して作られます。
近年、陰極線管市場は、フラットスクリーンを含むために、標準の丸味のあるスクリーンの市場規模以上の大きさに発展してきた。従来の受像管ではシャドーマスクがスクリーンとともにカーブしているが、フラットスクリーン・テレビでは、その形状を保持するためにフラットスクリーンをフレームまで伸ばされなければなりません。したがって、フレームの材料は処理過程で発生する熱に耐えて、膨張しないことが必要です。繰り返すが、ニッケル鉄合金で得られた低い熱膨張係数はシャドーマスクの形がくずれて伸びるのを防ぎ、それから冷える時は張力を失うのを防ぎます。
有機光放射ディスプレイのような新しい表示技術のメーカーは、低膨張ニッケル合金がシルクスクリーンメッシュ及び同様な必要条件の製品用安定材料を供給すると見ている。そして、表示装置は通常電力によって引き起こされる熱を含み、安定した品質を必要とするため、製造者は自然に潜在的建築用ブロックとして低膨張率のニッケル合金に目を向けたいと考えている。
Thom Loree is a Toronto-based freelance writer.
PHOTOS: ThysenKrupp VDM GmbH and Imphy Alloys
Dr. Bernd de Boer |
