DE2248179A1

DE2248179A1 - Gasentladungsanzeigevorrichtung mit kalter kathode und speicherfunktionen

Info

Publication number: DE2248179A1
Application number: DE19722248179
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Ogasawara; Rentaro Sasaki; Akinorj Watanabe; Satoshi Watanabe
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-30
Publication date: 1973-04-05
Also published as: DE2248179B2; FR2154766A1; US3775633A; JPS4843265A; FR2154766B1; JPS5242027B2; GB1366966A

Description

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Dr. Inq. H. Nacjendank 9 9 / O 1 7 Q

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Dki Electric Industry Comp.Ltd.
10, Shiba Kotohira-cho,
Minato-ku,Tokyo, Japan

29 ο September 197 pkaya Electric Industry Comp. Ltd.

ο τ λ U OVU ^Akte M-2343

ί-3, 1-chome, Shibuya,

$hibuya-ku, Tokyo, Japan

Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode und Speicherfunktionen,

pie Erfindung bezieht sich auf eine Gasentladungsanzeige-Vorrich-

tung mit kalter Kathode und mit einer ersten Elektrode, einer Vielzahl von der ersten Elektrode gegenüber angeordneten zweiten Elektroden und einer die ersten und die zweiten Elektroden umhüllenden

gefüllten Umhüllung, ind mit einem inerten, zum Leuchten anregbaren Gas/, wobei wenigstens in Teil der Umhüllung lichtdurchlässig ist.

Jei einer bekannten Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter athode sind zwei Elektroden in einer Umhüllung angeordnet, die mit inem zum Leuchten anregbaren inerten Gas wie Neon oder Argon ge»

JFüllt ist; zur Anzeige eines gewünschten Musters wird ein Infornationssignal an die Elektroden gelegt.

[n den auf dem Markt unter den warenzeichenrechtlich geschützten Namen "Elfin" und "Planitron" vertriebenen Gasentladungsanzeige-

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Vorrichtungen mit kalter Kathode sind eine Vielzahl von Anzeigeeinheiten nebeneinander in derselben Umhüllung angeordnet, wobei jede Anzeigeeinheit aus einer Vielzahl von Segmentelektroden und einer unter vorgegebenem Abstand gegenüber den Segmentelektaoden angeordneten Gegenelektrode besteht. Eine solche Anzeigevorrichtung wird zur Darstellung von Mustern einer Vielzahl von Ziffern benutzt, indem die Anzeigeeinheiten im Prinzip der Zeitteilung mit so großer Geschwindigkeit selektiv betrieben werden, daß ein j Flimmern nicht auftritt.

Da aber eine solche Anzeigevorrichtung keine Speicherfunktion besitzt, muß eine unabhängige Speichereinrichtung bereit gestellt werden, die die Herstellungskosten der Anzeigevorrichtung in die Höhe treibt und die Konstruktion überaus kompliziert.

Weiterhin muß die Frequenz des Zeitteil-Signals angehoben werden, wenn die Anzahl -der Ziffern oder die Größenordnung angehoben wird.

!Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode zu schaffen, die eine Speicherfun k tion aufweist, sodaß die Anzeigevorrichtung das gewünschte Muster ohne irgendeine teure externe Speichereinrichtung fortlaufend anzeigen kann.

Weiterhin soll diese Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit Speicher-

i funktion von kompaktem Aufbau sein und die Speicherfunktion ani
zeigen. Schließlich soll die Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit

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Speicherfunktion auch eine Vielzahl von Anzeigeeinheiten aufweisen, ' sodaß fatlaufend Muster aus mehreren Ziffern dargestellt werden

, können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der ersten Elektro-I de und den zweiten Elektroden eine Isolierung angeordnet ist, die mit einer Vielzahl von diskreten Entladungszellen bildenden Perforationen versehen ist, eine Vielzahl von Startkathode-Elektroden

I zwischen der. ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, eine Vielzahl von Startanoden-Elektroden zwischen der ersten

₍ Elektrode und den Startkathoden-Elektroden angeordnet ist, eine Vielzahl von Widerständen jeweils einzeln mit den zweiten Elektroden verbunden ist und jede der zweiten Elektroden, der Startanode- ; Elektroden und/ier Startkathode-Elektroden mit der ersten Elektrode und der Isolierung zum Aufbau einer Entladungseinheit zusammenwirken.

,Die Erfindung soll nun in einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschriebe werden. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung der verschiedenen Komponenten einer Ausführungsform einer Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Aufeicht auf die Startkathbde-Elektroden gemäß Fig.1; Fig. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab eines Teils der Kathoden-Elektrode, wie sie in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet, wird;

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Fig. 4 einen Querschnitt durch die aus den Elementen gemäß Fig. 1 j aufgebaute Schichtstruktur und

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild für die in den Fig. 1 und 4 gezeigte I Ausfuhrungsform.

pie in der Fig. 1 gezeigte Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode weist ein oberes Substrat 2 und ein unteres Substrat 3 auf, die aus plattenförmigen! transparentem Material wie z.B. Glas hergestellt sind und einen Teil einer weiter unten beschriebenen

Umhüllung bilden. Zwischen dem oberen Substrat und dem unteren Substrat 3 ist eine Vielzahl von Elektroden (Anoden) 5a bis 5d angeiordnet, die mit einer Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Perforationen 4 versehen sind und einen Teil einer Anzeigeeinheit jbilden. Daran schließen sich eine Vielzahl von Elektroden 6a bis 6d (Startanoden) an, die im wesentlichen denselben Aufbau aufweisen Wie die Anoden. Darauf folgt ein Startkathodensubstrat mit einer !Vielzahl von Perforationen, die mit dem Perforationen 4 der Anoden 5a und 5b ausgefluchtet sind; schließlich folgt ein Kathodensubstrat 8,das mit ähnlichen Perforationen versehen ist. Zwischen den Anoden 5a bis 5d und den Startanoden 6a bis 6d, zwischen den $tartanoden 6a bis 6d und dem Startkathoden-Substrat 7 und zwischen dem Startkathoden-Substrat 7 und dem Kathodensubstrat 8 sind Abstandshalter 9, 10 bzw. 11 zwischerigelegt, die mit einer Vielzahl von Perforationen versehen sind, welche in einer Matrix angeordnet und mit den Perforationen der Anoden-und Kathoden-Elektroden ausgefluchtet sind. Die Imenwände der Perforationen des Startkathoden-Eubstrats 7 sind mit dünnen Metallschichten 12 überzogen, die als

Ά 0 !) fi U / 0 U ü 2

Startkathoden-Elektroden benutzt werden. Die einzelnen Startkatho-'den-Elektroden der einzelnen je mit Perforationsgruppen versehenen

jAnzeigeeinheiten sind mit Klemmen 13 verbunden, die -wie in der Fig. 2 gezeigt- auf der Ober- und Unterfläche des Substrats 7 an-Igegenüberliegenden Enden wie bei einer gedruckten Schaltung ausgebildet sind.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, besteht das Kathodensubstrat 8 aus einer Isolatorplatte, die mit einer Vielzahl von Perforationen versehen ist; in den Rrforationen sind Festkörper-Widerstände 14 ausgebildet, in dem Pulver aus Glas oder einem keramischen Material In die Perforation des Substrats 8 hineingepreßt wird. Diese Per» jforationen sind ebenfalls in einer Matrix angeordnet. Auf den den Anoden-Elektroden 5a-5d zugewandten Endflächen der Widerstände 14 sind Kathoden-Elektroden 15 ausgebildet, indem dort z.B, Nickelfilme aufgebracht werden. Die gegenüberliegenden Endflächen der

oder Film

Widerstände 14 sind elektrisch mit einem dünnen Blech 16/verbunden, das einen im wesentlichen gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das untere aus Glas oder Keramik hergestellte Substrat 3 aufweist; das dünne Blech 16 wirkt als gemeinsamer Verbindungsleiter zu den einzelnen Widerständen 14 hin.

Wie bereits oben beschrieben worden ist, sind die Substrate, die Elektroden und die Abstandshalter übereinander geschichtet, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist, um eine Schichtstruktur aufzubauen; der ,Umfang der Schichtstruktur ist durch Lötglas oder einem ähnlichen Material abgedichtet. Nach der Evakuierung des Innenräums der so

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gebildeten Umhüllung wird ein inertes.Licht abgebendes Gas wie Neon oder Argon in die Umhüllung eingefüllt, wodurch die Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode gemäß der Erfindung fertiggestellt wird.

In der Fig. 5 ist der Ersatzschaltkreis dieser Gasentladungsanzeige-Vorrichtung dargestellt. Für den Betrieb der Anzeigevorrichtung ist ein Matrixerregerkreis 20 vorgesehen, dessen Ausgang an die Klemmen 13a bis 13n der Startkathoden-Elektroden über Schutzw_iderstände 21a bis 21n mit großem Widerstandswert gelegt ist. Die in der Fig. 5 dargestellte Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode weist vier Anzeigeeinheiten 22a bis 22d auf. Die Abstände zwischen den Anoden-Elektroden 5a bis 5d der Kathoden-Elektrode 15, den Staitanoden-Elektroden 6a bis 6d und den Startkathoden-Elektroden 12 sind so ausgewählt, daß sie den folgenden Bedingungen genügen:

A. Die Durchbruchs- oder Gasentladungszündspannung zwischen den Anoden-Elektroden 5a bis 5d und der Kathoden-Elektrode 15 ist größer als die Durchbruchsspannung zwischen den Anoden-Elektroden 5a und 5d und den Startanoden 6a bis 6d und die Brennspannung zum Aufrechterhalten der Entladung zwischen einer Startr anode-Elektrode und einer Startkathode-Elektrode ist kleiner als die diesen Elektroden aufgeprägte Spannung.

B. Die Durchbruchsspannung zwischen einer Startanode und einer Startkathode ist größer als die die Entladung aufrecht erhaltende Spaiiung zwischen diesen Elektroden.

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Beispielhafte Werte für diese Spannungen sind die folgenden:

Die Durchbruchsspannung zwischen einer Anoden-Elektrode und einer !Kathoden-Elektrode beträgt rund 200 V, die eine Entladung aufrecht

!erhaltende Spannung zwischen einer Anoden-Elektrode und einer JKathoden-Elektrode beträgt 130 V, die Durchbruchsspannung zwischen einer Startanode und einer Startkathode beträgt 180 V und die eine !Entladung aufrecht erhaltende Spannung zwischen einer Startelektrode und einer Startkathode beträgt 180 V.

Die Kathoden-Elektroden 15 der gezeigten Gasentladungsanzeige-Vor-.richtung sind mit einer gemeinsamen Spannungsquelle von -50 V jeweils über die Widerstände 14- verbunden.

Bei Betrieb wird ein impulsförmiges Signal von +150 V an die Startanode 6a einer in Betrieb zu nehmenden Anzeigeeinheit angelegt, z.B. an die erste Anzeigeeinheit 22a. Gleichzeitig wird ein Einigangssignal an den Matrixerregungskreis 20 gelegt. Unter Ansprechen

■auf dieses Eingangssignal wählt der Matrixerregungskreis 20 eine der Klemmen 13a bis 13n der Startkathoden-Elektroden aus, und zwar entsprechend dem in dem Eingangssignal enthaltenden Informations muster, um einen negativen Impuls auf die ausgewählte Klemme, z.B. .13a, zu geben. Das führt dazu, daß die Poten.tialdifferenz zwischen der Startanode 6a und der Startkathode 12 der ersten Anzeigeeinheit 22a auf 200 V angehoben wird, womit es größer als die vorgegebene Durchbruchsspannung (180 V) zwischen diesen Elektroden wird und.damit eine Entladung zwischen diesen Elektroden eingeleitet wild.

3 0 9 8 1 U/ 0 9 b 2

Wenn eine Spannung von 150 V, welche etwas größer ist als die die Entladung aufrecht erhaltende Spannung von 13OV zwischen einer Startanode und einer Startkathode, der Anoden-Elektrode der ersten

Anzeigeeinheit 22a aufgedrückt wird, wird eine Entladung zwischen der Anoden-Elektrode 5a und der Kathoden-Elektrode 15 eingeleitet, die der ausgewählten Startelektrode 12 entspricht. Eine solche Entladung kann durch das obere lichtdurchlässige Substrat 2 beobachtet werden. Da das dem Spalt zwischen Startanode und der ausgewählten Startkathode 12 aufgeprägte Signal ein Impuls ist, verschwindet das Eingangssignal nach einer vorgegebenen Zeit; da aber die Poten* tialdifferenz zwischen der Anoden-Elektrode 5a und der Kathoden-Elektrode 15 150 V entspricht, also einer Spannung, die größer ist als die die Entladung zwischen der Anoden- und der Kathoden-Elektrode aufrecht erhaltende Spannung (130 V) wird die Entladung zwischen der Anoden-Elektrode 5a und- der Kathoden-Elektrode 15 der ersten Anzeigeeinheit 22a aufrecht erhalten, und zwar unabhän* gig von dem der Startelektrode 6a und der Startkathode 15 aufgeprägten Eingangssignal, sodaß eine Speicherfunktion aufgebaut wird.

Wenn ein Muster auf der zweiten Anzeigeeinheit 22b dargestellt

von werden soll, wird ein impulsförmiges Signal/200Vder Startanode 6b der zweiten Anzeigeeinheit 22b und einer Startanode 12 aufgeprägt, die in Abhängigkeit von dem anzuzeigendem Muster ausgewählt worden ist. Dann wird eine Entladung zwischen der Startanode 6b und der Startkathode der zweiten Anzeigeeinheit 22b eingeleitet. Unter dieser Bedingung, wenn nämlich eine Spannung von 150 V zwischen der Anoden-Elektrode 5b und der Kathoden-Elektrode 15b der zweiten

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Anzeigeeinheit 22b aufgeprägt ist, wird eine Hitladung zwischen diesen Elektroden eingeleitet, die unabhängig vom Zustand des Einigangssignals aufrecht erhalten wird.

Wenn die zweite Anzeigeeinheit 22b in dieser Weise betätigt wird, wird das Eingangssignal auch an/die Startkathode der ersten Anzeigeeinheit 22a angelegt·, jedoch wird zwischen der Startanode 6a und der Startkathode 15 der ersten Anzeigeeinheit 22a keine Gasentladung einleitet, da kein Impulssignal auf die Startanode 6a der ersten Anzeigeeinheit 22a gegeben wird. Auf diese Weise arbeitet das an eine Startkathode-Elektrode 12 angelegte impulsförmige

Signal in der oben beschriebenen Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode als Muster-Auswahlsignal; das an eine Startanode-Elektrode angelegte Signal arbeitet als Musteranzeige-Lagebestimmungssignal und die den Anoden-Elektroden 5a bis 5d aufgeprägte Spannung wirkt als Speichersignal. Auf diese Weise kann das in einer der Anzeigeeinheitm 22a bis 22d dargestellt Muster gelöscht oder korrigiert werden, indem die an die Anoden-Elektrode'n 5a bis 5d angelegte Spannung entfernt wird; dazu bedarf es keiner externen Speichereinrichtung. Da die ausgefluchteten Perforationen der !Abstandshalter 9, 10 und 11 zwischen den Anoden-Elektroden 5a und den zugeordneten Kathoden-Elektroden 15 diskrete Entladungszellen |be$timmen kann eine Entladung zwischen der ausgewählten Startanode '

i ' j

und der Startkathode andere Elektroden nicht beeinflußen. ι

Obwohl bei der gezeigten Ausführungsform die Startkathoden durch Druck ausgebildet worden sind, so sollte doch angemerkt warden,

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daß diese Elektroden auch in anderen Verfahren ausgebildet werden können so z.B. in einer Mehrschicht-Drucktechnik.

Wie oben beschrieben worden ist, schafft die Erfindung eine neue Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode, die selbst eine Speicherfunktion aufweist, sodaß die Bereitstellung einer externen Speichereinrichtung nicht erforderlich ist, wodurch der Aufbau wesentlich vereinfacht und die Herstellungskosten stark reduziert werden. Wenn die neue Anzeigenvorrichtung so ausgelegt wird, daß sie eine Vielzahl von Anzeigeeinheiten aufweist, können Muster von mehreren Ziffern dargestellt werden, ohne daß die Vorrichtung nach dem Prinzip der Zeitaufteilung (time division basis) erregt wird, in^-dem ein kompliziert aufgebauter Erregerkreis bereit gestellt wird, wie es bei den bekannten Gasentladungsanzeige-Vorrich-^ tungen mit kalter Kathode bisher der Fall war.

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Claims

Dr. ! m l^;. ?:·: --'.--'.rfc. Dipl. !ng. HJ: - ■ '- ~·ϊ·-> · "·ΐ 2. V Schmilz Dipl. Ing. E. Gr- .-|:₃ - Dir:!. l:.g. »V- Wehnelt kcltaüi. ί. ί.ί::5.ϊ.η3ΐϊ3ββ 23 Telefon 5380586

Oki Electric Industry Comp. Ltd.
Ιο» Shiba Kotohira-cho,
Minato-ku, Tokyo, Japan

29. September 197 2 Ok^iya Electric Industry Comp. Ltd.

8-3, 1-dieme, Shibuya, ^{Akte M}"²³⁴³

Shibuya-ku, Tokyo, Japan

\ Patentansprüche

Vi.J Gasentladungsanzeige-Vorrichtung mit kalter Kathode mit einer ersten Elektrode, einer Vielzahl von der ersten Elektrode gegen-

über angeordneten zweiten Elektroden und einer die ersten und die zweiten Elektroden umhüllenden und mit einem zum Leuchten

gefüllten Umhüllung anregbaren inerten Gas/, wobei wenigstens ein Teil der Umhüllung lichtdurchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Elektrode (5a-5d) und den zweiten Elektroden (15) eine Isolierung (9,10,11) angeordnet ist, die mit einer Vielzahl von diskreten Entladungszellen bildenden ftrforationen (4) versehen ist, eine Vielzahl von Startkathoden-Elektroden (12) zwischen der eisten Elektrode (5a-5d) und den zweiten Elektroden (15) angeordnet ist, eine Vielzahl von Startanoden-Elektroden (6a,...,6dj) zwischen der ersten Elektrode (5a-5d) und den Startkathoden-

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(14) Iilcltiodi'ii angooidnet ist, oino Vielzahl von Wider st iindeii/it weils oiii7(^%ln mit clon zweiton lilel.t roden verbunden ist und daß jede dci zweiten Iilel.tioden (1S), der St artanode-Iilel;t roden (Oa...,6(1) und der iJtnrtkathode-lilel.t roden (12) mit der eisten IiIeKt rode (Sa-Sd) und der Isolierung, (9,10,11) zum Auf hau einer lint ladunrseinheit (22a,... 22d) zusammenwirken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste ülektrode (5a-5d) , die Startkathode-Jilektroden (12),die Startanode-Iilektroden (6a...,6d) und die zweiten Elektroden (15) mit einer Vielzahl von Perforationen versehen sind, die auf die Perforationen (4) der Isolierung (9,10,11) ausgerichtet sind, wobei alle Perforationen gruppemveise in Matrixen angeordnet sind, von denen je eine einer jeden Anzeigeeinheit (22a, ...22d) zugeordnet ist.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung aus einer Vielzahl von perforierten Isolatorplatten (11,10,9) besteht, die jeweils zwischen den zweiten iilektroden (15) und/ler Startkathode-Iilektroden (12) ,zwischen den Startkathoden-Iilektroden (12) und den Startanoden-Iilektroden (6a, ...,6d) und zwischen den Startanode-Iilektroden (6a,.. 6d) und der ersten lilektrode (5a-5d) angeordnet sind, wobei die Perforationen (4) dieser Mehrzahl von Isolatorplatten mit den Perforationen der St artkathode-Iilekt roden, der Startanodeliloktroden und dei zweiten Iilektroden (Ui) ausgefluchtet sind.

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I. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Elektroden durch eine Vielzahl von gruppenweise in eine Mehrzahl von Matrizen angeordneten Perforationen aufgebaut wird, wobei die Widerstände (14) in die einzelnen Perforationen eingebracht sind und jeweils dünne MetalIschichtm (15) auf ein Ende der Widerstände (14) aufgebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Startkathode-Elektrode durch eine Isolatorplatte (7) mit einer · Vielzahl.von gruppenweise in einer Mehrzahl von Matrixen angeordneten Perforationen aufgebaut wird, wobei die Innenwand einer jeden Rarforation mit einem dünnen Metallfilm (12) überzogen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode aus einer Vielzahl von im wesentlichen rechteckigen Anoden-Elektroden (5a, ...5d) aufgebaut wird, daß die Startanode-Elektroden (6«i,...,6d) eine der Anoden-Elektroden gleiche Formgebung aufweisen und daß jede Anoden-Elektrode (5a) und jede Startanode-Elektrode (6a) mit in Matrizen angeordneten und aufeinander ausgefluchteten Perforationen (4) versehen ist.

7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis (20) für das Anlegen eines Informationssignals eines anzuzeigenden Musters an die Startkathode-Elektroden (12), Mittel zum Anlegen eines vorgegebenen Potentials (100 V) an die

j erste Elektrode (5a-5d) und Mittel zum Anlegen eines Potentials (150 V) an die Startanode-Elektrode (6a,...6d) , das größer ist j -14- * i

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das vorgegebene Potential, vorpeseh^n sin·'.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bauteile (5a, ..., 5d, 9, 6a, ...,öd, 10, 7, 11, 8) zur Bildung einer Schichtstruktur zwischen zwei transparenten Substraten (2,3) übereinander geschichtet sind und daß der umfang dieser Schichtstruktur zur Ausbildung der Umhüllung hermetisch ahgedichtet ist.

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