DE2926775A1 - PLASMA DISPLAY - Google Patents
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- H01J17/48—Cold-cathode tubes with more than one cathode or anode, e.g. sequence-discharge tube, counting tube, dekatron
- H01J17/49—Display panels, e.g. with crossed electrodes, e.g. making use of direct current
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Description
Die Erfindung betrifft ein flaches Plasma-Display, welches gegen den mechanischen Außendruck stabil ist.The invention relates to a flat plasma display which is stable against external mechanical pressure.
Neben Displays aus Flüssigkristallen und Displays mit Lichtemittierenden Dioden haben in der großtechnischen Anwendung auch Plasma-Displays eine erhebliche Bedeutung. Beim Plasma-Display wird ein Lichtpunkt durch eine Gasentladung gebildet, die sich z. B. zwischen zwei (mit Abstand) gekreuzten Drähten in der Nähe des Kreuzungspunktes ausbildet. Die Drähte müssen sich dazu in einem verdünnten Gas von z. B. einigen Torr Gas-Druck befinden, und die elektrische Spannung zwischen den beiden Drähten muß hoch genug sein (z. B. 100 Volt), damit die Gasentladung zündet. Da der Gasdruck für die Gasentladung relativ klein ist, liegt praktisch der gesamte atmosphärische Außendruck auf dem (meistens flachen) Gehäuse des Plasma-Displays. Dies führt vor allem bei großflächigeren Displays zu einer Durchbiegung der begrenzenden Glasplatten, wodurch die mechanische Stabilität des Displays mit zunehmender Flächengröße gefährdet ist.In addition to displays made of liquid crystals and displays with light emitting In large-scale technical applications, diodes are also of considerable importance for plasma displays. With the plasma display a point of light is formed by a gas discharge, which z. B. between two (at a distance) crossed Forms wires in the vicinity of the crossing point. The wires must be in a dilute gas of z. B. a few Torr gas pressure, and the voltage between the two wires must be high enough (e.g. 100 volts) so that the gas discharge ignites. Since the gas pressure for the gas discharge is relatively small, this is practically the case total atmospheric external pressure on the (mostly flat) housing of the plasma display. This mainly leads to larger areas Displays cause the delimiting glass plates to bend, thereby increasing the mechanical stability of the display is at risk with increasing area size.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Plasma-Displays auch mit sehr großen Flächen mechanisch stabil herzustellen. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß zwei Platten oder Scheiben aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen sind, daß eine Seite auf beiden Platten oder Scheiben eine Struktur mit abwechselnden, parallelenThe present invention has set itself the task of mechanically producing plasma displays even with very large areas stable to manufacture. It solves this problem in that two plates or discs made of electrically insulating material it is provided that one side on both plates or disks has a structure with alternating, parallel
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Wällen und Gräben aufweist, daß sich in jedem Graben eine metallisch leitende Elektrode befindet, und daß die beiden Platten oder Scheiben mit ihren strukturierten Seiten so aufeinandergelegt sind, daß die Wälle in den Strukturen beider Scheiben sich überkreuzen und berühren, so daß durch die sich ebenfalls überkreuzenden Gräben Hohlräume entstehen, welche gegen Außendruck durch die gekreuzten, aufliegenden Wälle mechanisch stabilisiert sind, und daß in diesen Hohlräumen durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen eine Elektrode der einen Platte oder Scheibe und eine Elektrode der anderen Platte oder Scheibe eine punktförmige Plasma-Entladung erzeugbar ist.Ramps and trenches has that there is a metallically conductive electrode in each trench, and that the two Plates or discs with their structured sides are placed on top of one another so that the walls in the structures both panes cross and touch, so that cavities are created by the trenches that also cross each other, which are mechanically stabilized against external pressure by the crossed, overlying walls, and that in these Cavities by applying an electrical voltage between an electrode of a plate or disk and an electrode of the other plate or disk a point plasma discharge can be generated.
Das Konstruktions-Prinzip der gekreuzten parallelen Wälle ist bereits in der deutschen Offenlegungsschrift P 25 47 beschrieben worden. Die Ausbildung dieses Prinzips zu einem Plasma-Display wird dort jedoch nicht erwähnt.The construction principle of the crossed parallel ramparts is already in the German Offenlegungsschrift P 25 47 has been described. The development of this principle into a plasma display is not mentioned there.
Bei der vorliegenden Erfindung kann mindestens eine der beiden Platten für sichtbares Licht durchlässig sein.In the present invention, at least one of the two plates can be transparent to visible light.
Die beiden Platten oder Scheiben können aus anorganischem oder organischem Isolatormaterial wie z. B. Glas, Quarz, Saphir, Spinell, Keramik u. a. oder Polycarbonat, Polyacryl u. a. bestehen.The two plates or disks can be made of inorganic or organic insulator material such as. B. glass, quartz, sapphire, spinel, ceramic, etc. or polycarbonate, polyacrylic, etc. exist.
Die metallisch leitende Elektrode kann als elektrisch leitende Schicht ausgebildet sein.The metallically conductive electrode can be designed as an electrically conductive layer.
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Die metallisch leitende Elektrode kann jedoch auch ein Draht oder ein Band aus Metall oder einer Legierung sein.However, the metallically conductive electrode can also be a Wire or ribbon made of metal or alloy.
Die Oberfläche der metallisch leitenden Elektroden kann mit einer Schicht überzogen sein, welche eine kleinere Austrittsarbeit für Elektronen aufweist.The surface of the metallic conductive electrodes can be covered with a layer, which is a smaller one Has work function for electrons.
Die Oberfläche der Wälle und Gräben der Struktur beider Scheiben kann mit einer lichtdurchlässigen elektrisch hochohmigen Schicht überzogen sein wie z. B. SnO2 oder In3O3, welche nach Anlegen einer Spannung an zwei metallisch leitende Elektroden an deren Kreuzungspunkt als Zündelektrode wirkt.The surface of the walls and trenches of the structure of both panes can be covered with a light-permeable, electrically high-resistance layer such as, for. B. SnO 2 or In 3 O 3 , which acts as an ignition electrode after applying a voltage to two metallic conductive electrodes at their intersection.
Die als Kathode arbeitende metallisch leitende Elektrode kann zur Herabsetzung der Zündspannung auch mit Hilfe eines zusätzlichen elektrischen Heizstromes auf erhöhte Temperatur gebracht werden.The metallically conductive electrode working as a cathode can also be used to reduce the ignition voltage an additional electrical heating current can be brought to an elevated temperature.
Die Zündspannung für die punktförmigen Plasma-Entladungen kann auch durch Bestrahlen mit ultraviolettem Licht oder mit ionisierender Strahlung herabgesetzt werden.The ignition voltage for the punctiform plasma discharges can also be reduced by exposure to ultraviolet light or ionizing radiation.
Durch eine unterschiedliche Gasfüllung (mit Unterdruck) in den durch die Gräben gebildeten Hohlräumen lassen sich auch unterschiedliche Farben der Plasma-Entladung erzeugen. So erzeugt z. B. eine Argon-Helium-Füllung die Farbe grün, eine Stickstoff-Füllung die Farbe blau, eine Helium-Neon-Füllung die Farbe rot/orange und eine CO2-Füllung die FarbeDifferent colors of the plasma discharge can also be generated by a different gas filling (with negative pressure) in the cavities formed by the trenches. So z. B. an argon-helium filling the color green, a nitrogen filling the color blue, a helium-neon filling the color red / orange and a CO 2 filling the color
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Die Oberfläche der Gräben kann jedoch auch mit einem Leuchtstoff für eine bestimmte Farbe belegt sein, wobei in an sich bekannter Weise die Gasentladung nur zur Anregung dieser Leuchtstoff-Belegung mit UV-Strahlung benutzt wird. The surface of the trenches can, however, also be covered with a luminescent material for a specific color, the gas discharge being used in a manner known per se only to excite this luminescent material covering with UV radiation .
Die beiden Platten oder Scheiben des Plasma-Displays bestehen vorzugsweise aus Glas. Sie sind an ihren Rändern vakuumdicht miteinander verschmolzen oder anderweitig verschlossen. Die metallischen Elektroden sind als Einschmelzungen oder Durchführungen nach außen geführt.The two plates or panes of the plasma display are preferably made of glass. They are on their edges fused together vacuum-tight or otherwise closed. The metallic electrodes are fused or bushings led to the outside.
Gemäß der Erfindung können auch drei Plasma-Displays mit den Farben rot, grün und blau so übereinander angeordnet sein, daß die Leuchtpunkte in allen drei Displays genau übereinander oder etwas versetzt übereinander zu liegen kommen. Diese Farb-Tripletts von übereinander liegenden Leuchtpunkten können so angesteuert werden, daß ein farbiges Bild abgestrahlt wird.According to the invention, three plasma displays with the colors red, green and blue can also be arranged one above the other in such a way that the luminous points in all three displays come to lie exactly one above the other or slightly offset one above the other. These color triplets of luminous points lying one above the other can be controlled in such a way that a colored image is emitted.
Zur schärferen geometrischen Begrenzung jedes Lichtpunktes kann in an sich bekannter Weise eine Lochmaske verwendet werden. Diese kann aus einer geeigneten Folie bestehen. Sie kann aber auch - z. B. als Metallfilm - auf eine der beiden Platten oder Scheiben direkt aufgebracht sein.A perforated mask can be used in a manner known per se for a sharper geometric delimitation of each light point will. This can consist of a suitable film. But you can also - z. B. as a metal film - on one of the be applied directly to both plates or disks.
Im folgenden wird die Erfindung in 3 Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The invention is described in more detail below in three exemplary embodiments.
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Ausführungsbeispiel 1 zeigt ein Plasma-Display mit 25 Bildpunkten für blaues Licht.Embodiment 1 shows a plasma display with 25 pixels for blue light.
Ausführungsbeispiel 2 zeigt ein Plasma-Display, das aus 3 einfarbigen Displays zusammengesetzt ist.Embodiment 2 shows a plasma display which is composed of 3 monochrome displays.
Ausführungsbeispiel 3 zeigt ein Plasma-Display als flachen Farb-Bildschirm mit drei Leuchtstoffbeschichtungen für die Farben blau, grün und rot.Embodiment 3 shows a plasma display as a flat color screen with three phosphor coatings for the Colors blue, green and red.
In Fig. 1a ist 1 eine Glasplatte, in welche fünf V-förmige und parallel zueinander verlaufende Gräben 4 eingebracht sind. Die Gräben 4, welche teilweise die auch über den Aussenrand der Platte 1 hochgezogene Metallschicht 5 tragen, sind durch die Wälle 3 voneinander getrennt.In FIG. 1 a, 1 is a glass plate into which five V-shaped trenches 4 running parallel to one another are introduced are. The trenches 4, which partially carry the metal layer 5, which is also drawn up over the outer edge of the plate 1, are separated from one another by the walls 3.
2 in Fig. 1a ist eine Keramik-Platte, in welche ebenfalls fünf V-förmige parallel zueinander verlaufende Gräben 4 eingebracht sind. Diese Gräben tragen die Metallschichten 6, die sich zur besseren Kontaktierbarkeit auf die Seitenfläche der Platte 2 erstrecken. Beide Platten 1 und 2 sind bezüglich der Strukturen um 90° in der Scheibenebene gegeneinander verdreht aufeinandergelegt, so daß die Wälle beider Platten 1 und 2 sich kreuzen und berühren. Wie in Fig. 1b dargestellt, sind an jede Metallschicht 5 ein Draht 5X und an jede Metallschicht 6 ein Draht 6* angeschweißt.2 in FIG. 1 a is a ceramic plate in which five V-shaped trenches 4 running parallel to one another are also introduced. These trenches carry the metal layers 6, which extend onto the side surface of the plate 2 for better contactability. Both plates 1 and 2 are placed on top of each other rotated by 90 ° in relation to the structures in the plane of the disk, so that the walls of both plates 1 and 2 cross and touch. As shown in FIG. 1b, a wire 5 X is welded to each metal layer 5 and a wire 6 * is welded to each metal layer 6.
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Die Anschlußdrähte verlaufen dabei vorzugsweise parallel zur Plattenebene und senkrecht zur Plattenkante. Die Platten 1 und 2 sind an ihren Rändern mit Glas 15 verschmolzen und die Drähte 5 und 6* sind durch die Einschmelzungen 7 hindurch nach außen geführt. Die Gräben 4 zwischen den Platten 1 und 2 sind mit Stickstoff von 5 Torr gefüllt, so daß praktisch der gesamte atmosphärische Aussendruck die Platten 1 und 2 zusammendrückt. Dieser Druck wird von den sich kreuzenden und berührenden Wällen 3 aufgefangen. Durch Anlegen einer hinreichend großen elektric χ sehen Spannung zwischen einen Draht 5 und einen Draht 6 entsteht eine Gasentladung am Kreuzungspunkt der zugehörigen Metallschichten 5 und 6 in Fig. 1a, durch welche punktförmiges blaues Licht durch die Platte 1 emittiert wird. Mit Hilfe einer entsprechenden elektrischen Ansteuerschaltung bildet die Anordnung somit in an sich bekannter Weise ein blaues Display mit 25 Leuchtpunkten.The connecting wires preferably run parallel to the plane of the plate and perpendicular to the edge of the plate. the Plates 1 and 2 are fused to glass 15 at their edges and the wires 5 and 6 * are led through the fuses 7 to the outside. The trenches 4 between the plates 1 and 2 are filled with nitrogen of 5 Torr, so that practically the entire external atmospheric pressure presses plates 1 and 2 together. This pressure is absorbed by the crossing and touching walls 3. By creating a sufficiently large electrical χ see voltage between a wire 5 and a wire 6, a gas discharge occurs at the intersection of the associated Metal layers 5 and 6 in Fig. 1a, through which point-shaped blue light is emitted through the plate 1. With the help of a corresponding electrical control circuit the arrangement thus forms, in a manner known per se, a blue display with 25 light points.
In Fig. 2 sind in einer Ausschnittdarstellung drei Displays aus Glasplatten 1 und 2 mit Wällen 3 und Gräben 4 zu einer Funktionseinheit zusammengesetzt. Das oberste Display hat eine rot leuchtende, das mittlere eine grün leuchtende und das unterste Display eine blau leuchtende Gasentladung. Jedes Display trägt an der Oberfläche eine Lochmaske 9, deren Fenster 14 sich genau über den punktförmigen Plasma-Entladungen befinden. Die Displays sind so zusammengesetzt,In Fig. 2, three displays made of glass plates 1 and 2 with ridges 3 and 4 trenches are shown in a detail Functional unit assembled. The top display has a glowing red, the middle one a glowing green and the bottom display shows a glowing blue gas discharge. Each display has a perforated mask 9 on the surface, whose window 14 is exactly above the punctiform plasma discharges are located. The displays are composed in such a way that
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daß die Fenster 14 ihrer Lochmasken genau übereinander liegen. Als metallisch leitende Elektroden 5 und 6 sind in allen Gräben 4 Metalldrähte verwendet. 6 sind die Kathodendrähte. Die elektrische Spannung zwischen einem Kathodendraht 6 und jeweils drei übereinander liegenden Anoden-Drähten 5 wird über die Anschlüsse 8rt für rot, 8gn für grün und 8bl für blau so gesteuert, daß durch die Fenster 14 der Lochmaske 9 gemischtfarbxges Licht 10 emittiert wird. Diethat the windows 14 of their shadow masks are exactly one above the other. As metallic conductive electrodes 5 and 6 are 4 metal wires used in all trenches. 6 are the cathode wires. The electrical voltage between a cathode wire 6 and three superimposed anode wires 5 are connected via the connections 8rt for red, 8gn for green and 8bl for blue controlled so that through the window 14 of the Perforated mask 9 mixed color light 10 is emitted. the
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Breite der Gräben 4 in den drei Displays ist 1,5 . 10 cm, ihr Abstand ist 5 . 10*" cm. Die Dicke jeder Platte 1 und 2 ist 0,1 cm. Die Kathodendrähte 6 sind mit einer Alkali-Oxydschicht zur Erniedrigung der Zündspannung der Plasma-Entladung überzogen. Jede Platte 1 und 2 hat z. B. 500 parallele GräbenWidth of the trenches 4 in the three displays is 1.5. 10 centimeters, their distance is 5. 10 * "cm. The thickness of each plate 1 and 2 is 0.1 cm. The cathode wires 6 are coated with an alkali oxide layer to lower the ignition voltage of the plasma discharge overdrawn. Each plate 1 and 2 has z. B. 500 parallel trenches
4. Die aktive Fläche des Displays, das 0,6 cm dick ist, be-4. The active area of the display, which is 0.6 cm thick, is
trägt 10 χ 10 cm . Mit Hilfe einer entsprechenden Ansteuerung ist auf dieser Fläche die Darstellung eines farbigen Bildes mit 2,5 . 10 Bildpunkten möglich.carries 10 χ 10 cm. With the help of a corresponding control is the representation of a colored picture with 2.5 on this surface. 10 pixels possible.
In Fig. 3 ist 1 eine Glasplatte von 0,25 cm Dicke, welche eine einseitige Struktur mit parallel zueinander verlaufenden Gräben 4 hat. Die Gräben 4 haben eine Breite von 2 . 10"* cm und eine Tiefe von 1,5 . 10*" cm. Die dazwischen liegenden Wälle 3 sind an ihrer schmälsten Stelle, die dieIn Fig. 3, 1 is a glass plate 0.25 cm thick, which has a one-sided structure with parallel to each other Has 4 trenches. The trenches 4 have a width of 2. 10 "* cm and a depth of 1.5. 10 *" cm. The one in between lying walls 3 are at their narrowest point, which the
_2
Stirnfläche bildet, 1 . 10 cm breit. Nach jeweils einer Dreier-Gruppe von Gräben 4 ist der Wall 3 zur nächsten_2
Forms the end face, 1. 10 cm wide. After each group of three of trenches 4, the wall 3 is the next
_2 Dreier-Gruppe von Gräben 4 2 . 10 cm breit und damit_2 group of three trenches 4 2. 10 cm wide and thus
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doppelt so breit, wie die in der Dreiergruppe liegenden Wälle. Je ein Graben 4 in einer Dreiergruppe ist mit einer Schicht eines Leuchtstoffes für blaue 11, grüne 12 und rote 13 Lichtemission überzogen. Als metallisch leitende Elektrode 5 enthält jeder Graben 4 einen Draht 5 mit einer Dicke von 5 . 10 cm als Anode. Die untere Platte 2 in Fig. 3 besteht ebenfalls aus Glas mit einer Dicke von 0,25 cm. Die Platte 2 hat auf einer ihrer beiden Seiten ebenfalls eine Struktur mit parallel zueinander verlaufenden Gräben 4 und Wällen 3. Die Gräben haben eine Breite vontwice as wide as the walls in the group of three. Each trench 4 in a group of three is with one Layer of a phosphor for blue 11, green 12 and red 13 light emission coated. Each trench 4 contains a wire 5 with a metallic conductive electrode 5 Thickness of 5. 10 cm as an anode. The lower plate 2 in Fig. 3 is also made of glass with a thickness of 0.25 cm. The plate 2 also has a structure on one of its two sides with mutually parallel structures Trenches 4 and ramparts 3. The trenches have a width of
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8 . 10 cm und eine Tiefe von 1.10 cm. Zwischen diesen Gräben 4 verlaufen Wälle 3 mit einer minimalen Breite von8th . 10 cm and a depth of 1.10 cm. Between these trenches 4 ramparts 3 run with a minimum width of
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2 . 10 cm. In die Gräben 4 sind als Kathoden Nickelbänder2. 10 centimeters. Nickel strips are used as cathodes in the trenches 4
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6 eingelegt, die 6 . 10 cm breit und 1 . 10 cm dick sind. Sie sind mit einer Schicht Amalgam überzogen.6 inserted, the 6. 10 cm wide and 1. 10 cm thick. They are covered with a layer of amalgam.
Die Platten 1 und 2 sind bezüglich ihrer Strukturen um gegeneinander in der Scheibenebene verdreht mit ihren strukturierten Oberflächenseiten zusammengesetzt, wie dies in einem Ausschnitt in Fig. 3 dargestellt ist. Die Gräben sind mit Argon von etwa 0,1 Torr gefüllt und enthalten ausserdem noch Quecksilber-Dampf. Die Plasma-Entladung (im Argon-Quecksilber-Gemisch) an den Kreuzungspunkten der Kathoden 6 und Anoden 5 erzeugt ultraviolettes Licht, das seinerseits die Leuchtstoff-Beläge 11, 12 und 13 zur Emission von blauem, grünem und rotem Licht anregt. Die elektrische Spannung ist zwischen die Anoden 5 und die KathodenThe plates 1 and 2 are rotated with respect to their structures in relation to one another in the plane of the disk with their structured Surface sides assembled, as shown in a section in Fig. 3. The trenches are filled with argon of about 0.1 Torr and also contain mercury vapor. The plasma discharge (im Argon-mercury mixture) at the intersection of the cathodes 6 and anodes 5 generates ultraviolet light that in turn, stimulates the fluorescent coatings 11, 12 and 13 to emit blue, green and red light. The electric Voltage is between the anodes 5 and the cathodes
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6 immer so gelegt/ daß drei Anoden für rotes, grünes und blaues Licht eine gemischt-farbige Lichtemission 10 für einen Lichtpunkt ergeben, dessen Schärfe mit Hilfe eines Fensters 14 der Lochmaske 9 erhöht wird.6 always placed so / that three anodes for red, green and blue light result in a mixed-colored light emission 10 for a point of light whose sharpness with the help of a Window 14 of the perforated mask 9 is increased.
Zur Erhöhung der Helligkeit trägt die nicht strukturierte Seite der unteren Glasplatte 2 eine metallische Reflexions-To increase the brightness, the non-structured side of the lower glass plate 2 has a metallic reflection
2 schicht 16. Auf einer aktiven Fläche von ca. 55 χ 65 cm gestattet das Display die Wiedergabe eines farbigen Bildes mit ca. 3,6 . 10 Bildpunkten.2 layer 16. On an active area of approx. 55 χ 65 cm the display allows the reproduction of a color image with approx. 3.6. 10 pixels.
Das erfindungsgemäße Plasma-Display kann, wie sich aus den Ausführungsbeispielen anschaulich ergibt, zur Bildwiedergabe bzw. zur optischen Wiedergabe beliebiger Informationen in einer zweifarbigen Kontrastdarstellung oder in einer farbigen Darstellung verwendet werden. Es kann sich dabei beispielsweise um einen flachen Fernsehbildschirm oder um Wiedergabevorrichtungen in der MeB1- oder Datentechnik handeln.As can be clearly seen from the exemplary embodiments, the plasma display according to the invention can be used for image reproduction or for optical reproduction of any information in a two-color contrast display or in a color display. It can be, for example, a flat television screen or playback devices in MeB 1 or data technology.
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1 Platte oder Scheibe 11 plate or disc 1
2 Platte oder Scheibe 2 3,3* Wall2 plate or disc 2 3.3 * wall
4 Graben4 trench
5,5* metallisch leitende Elektrode (Anode) 6,6* metallisch leitende Elektrode (Kathode) 7 Einschmelzung5.5 * metallic conductive electrode (anode) 6.6 * metallic conductive electrode (cathode) 7 meltdown
8rt Ansteuerung für rot-Entladung 8gn Ansteuerung für grün-Entladung 8bl Ansteuerung für blau-Entladung8rt control for red discharge 8gn control for green discharge 8bl control for blue discharge
9 Lochmaske9 shadow mask
10 farbiges Licht10 colored light
11 Leuchtstoff-Belag für blaues Licht11 fluorescent coating for blue light
12 Leuchtstoff-Belag für grünes Licht12 fluorescent coating for green light
13 Leuchtstoff-Belag für rotes Licht13 fluorescent coating for red light
14 Fenster in der Lochmaske14 windows in the shadow mask
15 Glasverschmelzung der Platten 1 und15 glass fusion of plates 1 and
16 metallische Reflexions-Schicht16 metallic reflective layer
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- 1980-06-21 EP EP80103475A patent/EP0021371A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5611837A (en) | 1981-02-05 |
| EP0021371A1 (en) | 1981-01-07 |
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