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Die
Erfindung betrifft einen Plasmaflachbildschirm, der eine durchsichtige
vordere Platte und eine hintere Platte umfasst, die zwischen sich
Entladungskammern lassen, die mit einem Gas gefüllt sind, das fähig ist,
ultraviolette Strahlung infolge der Auswirkung von Entladungen zu
emittieren, und wobei die Wände
der Kammern mindestens teilweise mit einer Schicht einer Leuchtstoffzusammensetzung,
die fähig
ist, infolge der Erregung der ultravioletten Strahlung, grünes, blaues
oder rotes Licht zu emittieren, beschichtet sind.
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Plasmabildschirme
zum Anzeigen von Bildern umfassen im Allgemeinen zwei parallele
Platten, die mit Anordnungen von Elektroden bereitgestellt sind;
die Schnittflächen
zwischen den Elektroden der verschiedenen Anordnungen definieren,
zwischen den Platten, Entladungskammern, die mit Entladungsgas gefüllt sind;
wenn der Bildschirm in Betrieb ist, werden geeignete Spannungen
zwischen den Elektroden angelegt, um lichtemittierende Plasmaentladungen
in diesen Kammern zu erhalten; um diese Entladungskammern oder Gruppen
von Entladungskammern zu trennen, wird im Allgemeinen eine Anordnung
von Abgrenzrippen zwischen diesen Platten angeordnet, wobei beabsichtigt
ist, dass die Abgrenzrippen diese Kammern oder Gruppen von Kammern
trennen und, im Allgemeinen, diese Platten trennen; um fähig zu sein,
sichtbares Licht zu emittieren, obwohl die Entladungen im Allgemeinen
in Ultraviolett emittieren, werden im Allgemeinen Schichten von
Leuchtstoffen auf den Wänden
der Zellen aufgetragen, insbesondere auf den Seiten der Abgrenzrippen.
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In
Trichrom-Plasmabildschirmen gibt es drei Arten von UV-erregbaren Leuchtstoffen,
die in den drei ausgeprägten
Grundfarben, nämlich
Rot, Grün und
Blau, emittieren. Jede Zelle des Bildschirms ist mit nur einer Art
von Leuchtstoff versehen, und die Zellen sind zusammengruppiert
in Gruppen von drei benachbarten Zellen mit unterschiedlichen Emissionsfarben,
wobei jede Gruppe ein Pixel des Bildschirms bildet, das fähig ist,
ein Bestandteil von jedem Bild abzubilden, das abgebildet werden
soll.
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Als
roter Leuchtstoff wird bekanntlich eine Zusammensetzung benutzt,
die auf einem Yttriumgadoliniumborat basiert, das mit dreiwertigem
Europium der allgemeinen Formel Eu:(YGd)BO3 dotiert
ist.
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Als
grüner
Leuchtstoff wird bekanntlich eine Zusammensetzung benutzt, die auf
einem mit Mangan dotierten Zinksilikat der allgemeinen Formel Mn:Zn2SiO4 basiert.
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Als
blauer Leuchtstoff wird bekanntlich eine Zusammensetzung benutzt,
die auf einem Magnesium-Bariumaluminat,
dotiert mit zweiwertigem Europium der allgemeinen Formel Eu:BaMgAl10O17 , basiert; ein
solches Aluminat ist von der Art eines β-Aluminiumoxids und weist eine
Spinellstruktur auf.
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Wie
in
10 des Dokuments
US 2001-003410 dargestellt wird,
ist die statische Aufladung dieser verschiedenen Leuchtstoffe sehr
unterschiedlich:
+ 0,03 μC/g im Falle des Gadoliniumyttriumborats,
– 0,15 μC/g im Falle
des mit Mangan dotierten Silikats,
+ 0,11 μC/g im Falle des Magnesium-Bariumaluminats.
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Wie
durch das Dokument
US 2001-003410 gelehrt,
führen
diese Unterschiede in statischen Aufladungseigenschaften zu Schwankungen
in der Auslösung
und Ausdehnung der Entladungen zwischen den Zellen unterschiedlicher
Farben eines Plasmabildschirms, und dies erfordert entweder teure
Geräte
zum Ausgleichen dieser Unterschiede oder führt zu Defekten in der Bildanzeige
durch den Bildschirm.
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Um
diesen Nachteil teilweise zu beseitigen, schlägt das Dokument
US 2001-003410 vor, den auf Zinksilikat
basierenden grünen
Leuchtstoff mit einem anderen grünen
Leuchtstoff zu mischen, der auf einem durch Terbium aktivierten
Seltenerdborat basiert.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist, eine bessere Lösung für dieses Problem der statischen
Aufladung vorzuschlagen.
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Außerdem wurde
festgestellt, dass die Emissionsleistung der Leuchtstoffe von dem
Verfahren abhängt,
das benutzt wird, um den Bildschirm herzustellen, besonders was
die Wärmebehandlungen
anbetrifft, die der Bildschirm unterzogen wird, insbesondere derjenigen,
die notwendig ist, um die vordere und die hintere Platte zusammenzufügen, im
Allgemeinen bei zwischen 400 °C
und 450 °C:
- – wenn
diese Behandlung in einem Vakuum ausgeführt wird, wurde festgestellt,
dass sich die Emissionsleistung des auf Zinksilikat basierenden grünen Leuchtstoffs
beträchtlich
vermindert, wohingegen sich die Leistung des blauen Leuchtstoffs,
der auf einem Magnesium-Bariumaluminat basiert, nicht vermindert;
- – umgekehrt,
wenn diese Behandlung in einer Atmosphäre ausgeführt wird, wurde festgestellt, dass
sich die Emissionsleistung des auf einem Magnesium-Bariumaluminat
basierenden blauen Leuchtstoffs beträchtlich vermindert, wohingegen sich
die Leistung des auf dem Zinksilikat basierenden grünen Leuchtstoffs
nicht vermindert.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Lösung vorzuschlagen, was die
grünen
und blauen Leuchtstoffe anbetrifft, die es möglich macht, gleichzeitig für beide
dieser Leuchtstoffe, die Verminderung in ihrer Leistung während der
Herstellung der Bildschirme zu verhindern.
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Zu
diesem Zweck ist der Gegenstand der Erfindung ein Plasmaflachbildschirm,
eine durchsichtige vordere Platte und eine hintere Platte umfassend, die
zwischen sich Entladungskammern lassen, die mit einem Gas gefüllt sind,
das fähig
ist, ultraviolette Strahlung infolge der Auswirkung von Entladungen zu
emittieren, und wobei die Wände
der Kammern mindestens teilweise mit einer Schicht einer Leuchtstoffzusammensetzung,
die fähig
ist, infolge der Erregung der ultravioletten Strahlung, grünes, blaues oder
rotes Licht zu emittieren, beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Leuchtstoffzusammensetzung, die fähig ist, grüne Farbe zu emittieren, aus
mindestens 80 % des Gewichts einer Mischung von zwei Aluminaten
besteht, die eine Spinellstruktur aufweisen von der Art des Magnetoplumbits und/oder
der Art des β-Aluminiumoxids,
eine Art A in einem Gewichtsanteil pA , derart, dass 90 % mit Mangan dotiert ist,
ohne mit Terbium dotiert zu sein, und die andere Art B in einem
Gewichtsanteil pB = 1 – pA, die
mit Cer und mit Terbium dotiert ist, ohne mit Mangan dotiert zu
sein.
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Die
verbleibenden höchstens
zwanzig Prozent der Leuchtstoffzusammensetzung, die fähig ist, grünes Licht
zu emittieren, und nicht aus dieser Mischung gebildet ist, können andere
bekannte Arten von grünen
Leuchtstoffen umfassen.
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Das
Dokument
US 3,937,998 beschreibt
grüne Leuchtstoffaluminate,
entsprechend denen von dieser Mischung, und deren Benutzung in fluoreszierenden
Lampen, wenn sie mit Leuchtstoffen, die andere Farben emittieren,
insbesondere Rot, gemischt werden. Dokument
US 4,096,088 beschreibt ein Verfahren
zum Herstellen von grünlich-gelben
Leuchtstoffaluminaten der B-Aluminatart, die dotiert und aktiviert
werden durch Cer und Terbium. Ein solches Verfahren kann benutzt
werden, um die Aluminate der Mischung der Erfindung herzustellen.
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Diese
zwei grünen
Leuchtstoffaluminate, eines mit Mangan dotiert, das andere mit Cer
und mit Terbium dotiert, weisen unterschiedliche Farb- und Nachleuchteigenschaften
auf; die Benutzung in einem Plasmabildschirm einer Mischung von
zwei grünen
Leuchtstoffen, die unterschiedliche Eigenschaften haben, macht es
vorteilhafterweise möglich,
die kolorimetrischen Eigenschaften und Nachleuchteigenschaften der
Zusammensetzung, die fähig
ist, grünes
Licht zu emittieren, auf das erforderliche Maß abzustimmen, indem die Anteile
p
A, p
B in der Mischung
abgestimmt werden. Solch eine einfache Abstimmung wäre nicht
möglich,
wenn ein einziges Aluminat benutzt wird, das die drei Dotiersubstanzen – Mangan,
Cer und Terbium – zusammen
umfasst, wie in den Dokumenten
JP
56-086983 ,
JP 03-017182 und
JP 05-086366 beschrieben,
insbesondere aufgrund der Grenzen von fester Löslichkeit von diesen Dotiersubstanzen
in dem in diesen Dokumenten beschriebenen Aluminat.
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Ein
Vorteil der Benutzung von Aluminaten anstatt von Zinksilikat für die grüne Farbe
liegt in der Morphologie der Aluminatteilchen, welche, aufgrund ihrer
flachen Kristallform, förderlich
ist für
dichtere und homogenere Beschichtungen, die auf die Wände der
Entladungskammern des Bildschirms aufgetragen werden; dies begrenzt
daher die Risiken der Bildung von Anhäufungen während des Auftrags des grünen Leuchtstoffs
auf den Wänden
der Entladungskammern, wobei diese Bildung die Lichtausbeute des
Bildschirms beinträchtigen
würde.
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Vorzugsweise
basiert der Leuchtstoff, der fähig
ist blaue Farbe zu emittieren, auf einem mit Europium dotierten
Aluminat, das eine Spinellstruktur der Art des β-Aluminiumoxids aufweist.
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Daher
weisen die Leuchtstoffzusammensetzung, die fähig ist, grüne Farbe zu emittieren, und
die Leuchtstoffzusammensetzung, die fähig ist, blaue Farbe zu emittieren,
dieselben statischen Aufladungseigenschaften auf, da beide auf Aluminaten derselben
Art basieren; die grünen
Zellen und die blauen Zellen weisen daher dieselben Entladungsauslösungs- und
-ausdehnungseigenschaften auf; insbesondere im Falle der herkömmlichen
Benutzung von Yttriumgadoliniumborat, wie roter Leuchtstoff mit
einer statischen Aufladung von +0,03 μC/g, sind die statischen Aufladungen
der unterschiedlichen Leuchtstoffe homogenisiert und die Eigenschaften
der roten Zellen und die der anderen Zellen sind vorteilhafterweise
abgestimmt; daher bietet insgesamt der Bildschirm gemäß der Erfindung
bessere Bildqualität,
und es ist einfacher und kostengünstiger den
Bildschirm zu betreiben.
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Daher
bieten der grüne
und der blaue Leuchtstoff des Bildschirms außerdem Ausstrahlungsleistungsgrade
an, die in gleicher Weise von dem Verfahren zur Herstellung des
Bildschirms abhängen;
zum Beispiel vermindert eine Wärmebehandlung
an diesem Bildschirm, bei zwischen 400 °C und 450 °C, wenn sie in einem Vakuum
ausgeführt wird,
in keiner Weise die Emissionsleistung der Leuchtstoffe, weder die
der grünen
Leuchtstoffzusammensetzung, noch die der blauen Leuchtstoffzusammensetzung.
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Es
gilt vorzugsweise:
- – das Aluminat A hat die allgemeine
Formel Mn:M11–zM2zAlxOy;
- – das
Aluminat B hat die allgemeine Formel Ce, Tb:M'11–z, M'2z, Alx, Ov,;
wobei
M1, M'1, M2, M'2 von einer Gruppe
ausgewählt
sind, die Ba, Ca, Sr, Mg, Zn, Cd und die Mischungen dieser Bestandteile
umfassen,
wobei 9 < x < 13, 9 < x' < 13, 16 < y < 20,
16 < y' < 20,
wobei 0 ≤ z < 1, 0 ≤ z' < 1.
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Es
gilt vorzugsweise:
- – das Aluminat A hat die Formel Mn:Ba1–zSrzAl12O19,
wobei 0 ≤ z < 1;
- – das
Aluminat B hat die Formel Ce, Tb:MgAl11O19.
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Der
Vorteil beim Auswählen
insbesondere dieser zwei Aluminate ist, dass sie ganz unterschiedliche
Eigenschaften aufweisen, was sowohl Emissions-Kolorimetrie als auch
Nachleuchtdauer der Emission anbetrifft; durch Ändern der Anteile pA und pB in der grünen Leuchtstoffmischung
gemäß der Erfindung
ist es dann möglich,
einen breiteren Bereich von grünen
Schattierungen zu erhalten, von einem tiefen Grün bis zu einem gelb getönten Grün, und die Leuchtstoffstrahlungsnachleuchtdauer
von 7 ms bis annähernd
15 ms zu verändern.
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Gemäß einer
ersten vorteilhaften Variante der Erfindung, liegt pA zwischen
57 % und 63 %, das heißt
bei ungefähr
60 %. dieser Anteil von Aluminaten in der Mischung gemäß der Erfindung
bietet einen kolorimetrischen Vorteil gegenüber Zinksilikat des Stands
der Technik, wie die 1 und 2 darstellen:
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2 zeigt,
dass für
pA = 60 % die Nachleuchtzeit der Mischung
gemäß der Erfindung
identisch ist zu der von Zinksilikat des Stands der Technik;
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1 zeigt,
dass für
pA = 60 % die trichromatischen Koordinaten
x (durchgezogene Linie und schwarze Quadrate) und y (gestrichelte
Linie und weiße
Quadrate) der Aluminatmischung gemäß der Erfindung einer grünen Farbe
entsprechen, die gesättigter
ist als die, die durch Zinksilikat des Stands der Technik ausgestrahlt
wird.
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Dies
verbessert daher die Bildanzeigequalität des Bildschirms.
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Gemäß einer
zweiten vorteilhaften Variante der Erfindung, liegt pA zwischen
27 % und 33 %, das heißt
bei ungefähr
30 %; dieser Anteil von Aluminaten in der Mischung gemäß der Erfindung
bietet einen kolorimetrischen Vorteil gegenüber Zinksilikat des Stands
der Technik, wie die 1 und 2 darstellen:
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2 zeigt,
dass für
pA = 30 % die Nachleuchtdauer der Mischung
gemäß der Erfindung
vorteilhafterweise kürzer
ist als die von Zinksilikat des Stands der Technik;
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1 zeigt,
dass für
pA = 30 % die trichromatischen Koordinaten
x (durchgezogene Linie und schwarze Quadrate) und y (gestrichelte
Linie und weiße
Quadrate) der Aluminatmischung gemäß der Erfindung ziemlich nahe
bei denen von Zinksilikat des Stands der Technik bleiben.
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Daher
ist es aufgrund der Erfindung möglich, die
Nachleuchtdauer der grünen
Farbe des Bildschirms zu reduzieren, ohne die kolorimetrischen Eigenschaften
dieser Farbe zu vermindern.
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Vorzugsweise
basiert die Leuchtstoffzusammensetzung, die fähig ist, rote Farbe zu emittieren, auf
Yttriumgadoliniumborat, das mit dreiwertigem Europium dotiert ist.
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Vorzugsweise
weist der Bildschirm gemäß der Erfindung
mindestens zwei Anordnungen von Elektroden auf, die derart zusammenlaufen,
dass jede Zelle über
eine Elektrode der ersten Anordnung und eine Elektrode der zweiten
Anordnung versorgt wird.
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Vorzugsweise
weist die hintere Platte eine Anordnung von Abgrenzrippen auf, die
die Zellen, oder Gruppen von Zellen, definieren und Zellenwände bilden,
die mit der Schicht einer Leuchtstoffzusammensetzung beschichtet
sind.
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Die
Erfindung wird deutlicher verstanden werden beim Lesen der nachfolgenden
Beschreibung, die durch nicht einschränkendes Beispiel und mit Bezug
auf die beigefügten
Figuren gegeben wird, wobei:
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1,
wie schon beschrieben, zeigt die Variationen in den trichromatischen
Koordinaten x und y in der herkömmlichen
CIE-Darstellung der grünen Emission
von verschiedenen grünen
Leuchtstoffmischungen gemäß der Erfindung,
abhängig
von den Anteilen pA von Aluminat A in dieser
Mischung; die zwei Punkte entsprechend der trichromatischen Koordinaten
x und y des auf Zinksilikat basierenden grünen Leuchtstoffs des Stands
der Technik werden ebenfalls gezeigt; und
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2,
wie schon beschrieben, zeigt die Variationen in der Nachleuchtzeit
der grünen
Emission von verschiedenen grünen
Leuchtstoffmischungen gemäß der Erfindung,
abhängig
von dem Anteil pA von Aluminat A in dieser
Mischung; die horizontale Linie bei 12 ms entspricht der Nachleuchtzeit
des auf Zinksilikat basierenden grünen Leuchtstoffs des Stands
der Technik.
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Der
Plasmabildschirm gemäß der Erfindung umfasst
eine vordere Platte und eine hintere Platte, die zwischen sich Entladungskammern
lassen, die mit einer Mischung aus Neon und Xenon gefüllt sind und
in Reihen und Säulen
verteilt sind.
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Die
vordere Platte weist, auf ihrer inneren Fläche, eine Anordnung von koplanaren
Elektroden, sogenannte Sustainelektroden, auf, die mit einer dielektrischen
Schicht, sowie einem auf Magnesia basierenden Schutz und einer emittierenden
Schicht von Sekundärelektronen
beschichtet sind.
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Die
hintere Platte weist, auf ihrer inneren Fläche, eine Anordnung von Elektroden,
sogenannte Adresselektroden auf, sowie eine Anordnung von Abgrenzrippen,
die die Zellen definieren und als Abstandshalter zwischen den Platten
dienen.
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Die
Anordnungen von Elektroden sind angepasst und die Platten sind derart
miteinander verbunden, dass jede Zelle des Bildschirms durch ein
einzelnes Paar von Sustainelektroden und einer Adresselektrode versorgt
wird, und dass jede Reihe von Zellen durch dasselbe Paar von Sustainelektroden versorgt
wird, und dass jede Säule
von Zellen durch eine einzelne Adresselektrode versorgt wird.
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Die
Wände der
Zellen, die den Seiten der Abgrenzrippen und der hinteren Platte
entsprechen, sind mit einer Leuchtstoffzusammensetzung beschichtet,
die fähig
ist, rotes, grünes
oder blaues Licht zu emittieren; die Zellen einer einzelnen Säule sind
alle mit einer identischen Zusammensetzung versehen und emittieren
in derselben Farbe; die Zellen von benachbarten Säulen sind
mit Zusammensetzungen versehen, die unterschiedliche Farben emittieren;
abschließend
sind die Farben in der Folge Rot-Grün-Blau angeordnet.
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Die
rote Leuchtstoffzusammensetzung basiert auf Yttriumgadoliniumborat,
das mit dreiwertigem Europium mit der allgemeinen Formel Eu:(YGd)BO3 dotiert ist.
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Die
grüne Leuchtstoffzusammensetzung
ist, gemäß der Erfindung,
eine Mischung von zwei Aluminaten, die eine Spinellstruktur der
Art des Magnetoplumbits oder der Art des β-Aluminiumoxids aufweist, eine
Art A mit der Formel Mn:BaSrAl12O19, mit einem Gewichtsanteil pA =
30 %, und die andere Art B mit der Formel Ce, Tb:MgAl11O19, mit einem Gewichtsanteil pB =
70 %.
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Die
blaue Leuchtstoffzusammensetzung basiert auf einem Magnesium-Bariumaluminat,
das mit einem zweiwertigen Europium, der Art des β-Aluminiumoxids,
mit der Formel Eu:BaMgAl10O17 dotiert
ist.
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Um
den Plasmabildschirm gemäß der Erfindung
herzustellen, werden Verfahren benutzt, die schlechthin bekannt
sind, und werden hier nicht ausführlich
beschrieben.
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Es
gibt eine Vielzahl von Verfahren, die benutzt werden können, um
die Mischung des grünen Leuchtstoffs
gemäß der Erfindung
herzustellen; diese Mischung kann durch trockenes Reibmahlen hergestellt
werden.
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Vorteilhafterweise
wird diese Mischung in einem flüssigen
Medium während
des Schritts des Herstellens einer Siebdruckpaste hergestellt: in
diesem Falle werden die Leuchtstoffe direkt in die Siebdruckpaste
gemischt, wenn die Letztere gemischt wird. Diese Paste kann dann
in herkömmlicher
Weise zum Beschichten der hinteren Platte mit den Leuchtstoffen
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde beschrieben mit Bezug auf einen Plasmabildschirm
der Art mit koplanaren Elektroden; es ist für einen Fachmann nahe liegend,
dass die Erfindung für
andere Arten von Plasmabildschirmen, mit oder ohne Elektroden, zutreffen
kann, ohne vom Umfang der hier angefügten Ansprüche abzuweichen.