DE2424997A1

DE2424997A1 - ELECTRO-OPTICAL DISPLAY DEVICE

Info

Publication number: DE2424997A1
Application number: DE19742424997
Authority: DE
Inventors: Cyril Hilsum; Adrian Leonard Mears
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1973-05-23
Filing date: 1974-05-22
Publication date: 1974-12-19
Also published as: JPS5049996A; GB1464876A

Description

293-22.66OP 22.293-22.66OP 22.

The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government' of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, LONDON,"S.W.I, GroßbritannienThe Secretary of State for Defense in Her Britannic Majesty's Government 'of the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland, LONDON, "S.W.I, Great Britain

Elektrooptisch^ AnzeigeeinrichtungElectro-optical display device

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrooptische Anzeigeeinrichtung mit einer Mehrzahl von Anzeigelementen, von denen jedes in Reaktion auf die Zuführung elektrischer Betriebsenergie ein optisches Anzeigesignal erzeugen kann, mit je einem eigenen Kanal für jedes der Anzeigeelemente, von denen jeder einen eigenen Schalter für die Kanalfreigabe enthält, der über den jeweiligen Kanal eine gegebene Periode lang elektrische Betriebsenergie zu einem bestimmten Anzeigeelement gelangen läßt, und mit einem Steuersignalgenerator, der die einzelnen Schalter mit elektrischen Steuersignalen speist.The invention relates to an electro-optical display device with a plurality of display elements, each of which emits a visual display signal in response to the supply of electrical operating power can generate, each with its own channel for each of the display elements, each of which has its own Contains switch for the channel release, the electrical over the respective channel for a given period Allows operating energy to reach a specific display element, and with a control signal generator, which feeds the individual switches with electrical control signals.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt bei elektrooptischen Anzeigeeinrichtungen und insbesondereThe field of application of the invention is in electro-optical display devices and in particular

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bei deren Ansteuerung.when controlling them.

Über viele Jahre hinweg ist die Umwandlung von Information aus einer elektrischen Form in eine optische Form unter Verwendung von Anzeigeeinrichtungen vorgenommen worden, die rait Vakuumröhren wie insbesondere Kathodenstrahlröhren arbeiten. Derartige Anzeigeeinrichtungen haben sich für viele Anwendungsfälle als bequem und zuverlässig erwiesen. Einige neuere Anwendungsfälle verlangen jedoch Anzeigeeinrichtungen, die sich anders als die oben erwähnten Anzeigeeinrichtungen in ihrer Gestalt und Größe an den jeweiligen Einsatzzweck anpassen, mit relativ niedrigen Spannungen und Lei stangen betreiben und schließlich mit relativ niedrigen Gestehungskosten herstellen lassen. Als Ergebnis dieser verschiedenen Forderungen hat sich das Hauptinteresse auf dem Gebiete der Anzeigeeinrichtungen von den bisher üblichen Anzeigeeinrichtungen auf der Grundlage von Vakuumröhren auf andere Arten von Anzeigeeinrichtungen verlagert, wobei als Beispiele für solche Anzeigeeinrichtungen Festkörperschaltungen und Flüssigkristallanordnungen genannt werden können.For many years, the conversion of information from an electrical form to an optical form has been done using display devices that operate with vacuum tubes, such as cathode ray tubes in particular. Such display devices have proven to be convenient and reliable for many applications. However, some newer applications require display devices that, unlike the above-mentioned display devices, adapt in their shape and size to the respective application, operate rods with relatively low voltages and Lei and finally can be produced with relatively low production costs. As a result of these various demands, the main interest in the field of display devices has shifted from the heretofore conventional display devices based on vacuum tubes to other types of display devices, examples of which are solid state circuits and liquid crystal devices.

Diese neueren Arten von Anzeigeeinrichtungen bringen jedoch eine Reihe von Problemen mit sich, die es bei den bisher üblichen Anzeigeeinrichtungen auf der Basis von Vakuumröhren nicht gegeben hat. Ein solches Problem ist das der Ansteuerung der Anzeigeeinrichtungen, das heißt die Einspeisung der elektrischen Information, die in den Anzeigeeinrichtungen in optische Form gebracht v/erden soll. Anzeigeeinrichtungen, die nicht in der bisher üblichen Weise mit Vakuumröhren arbeiten,However, these newer types of display devices have a number of problems that they pose the hitherto customary display devices based on vacuum tubes did not exist. One such The problem is the control of the display devices, i.e. the feed of the electrical information, which is to be brought into optical form in the display devices. Display devices that are not work in the usual way with vacuum tubes,

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enthalten in typischen Fällen eine Anordnung von Anzeigeelementen, von denen jedes einzeln und für sich angesteuert werden kann.Für die Adressierung der einzelnen Anzeigeelemente sind im allgemeinen aktivierbare Treiberschaltungen vorgesehen, die ihrerseits durch elektrische Steuersignale angesteuert werden, die ihnen von logischen Schaltungen zugeführt werden. Die Treiberschaltungen arbeiten dabei als elektrische Schalter; bei ihrer Aktivierung werden sie für elektrische Erregersignale von einer elektrischen Signalquelle durchlässig und lassen dann diese Signale zu einem bestimmten Anzeigeelement gelangen, das dann eine elektrische Erregung erfährt.in typical cases contain an arrangement of display elements, each of which can be controlled individually for addressing the individual Display elements can generally be activated Driver circuits are provided, which in turn are controlled by electrical control signals, which are fed to them by logic circuits. The driver circuits work as electrical Counter; when activated, they are used for electrical excitation signals from an electrical signal source permeable and then let these signals reach a certain display element, which then experiences an electrical excitation.

In manchen Fällen können diese Treiberschaltungen nicht in Form integrierter Schaltkreise ausgebildet werden, da die herkömmlichen integrierten Schaltkreise nicht die zu verlangende Arbeitskapazität in Spannung oder Leistung aufweisen. Aus diesem Grunde müssen bisher die Treiberschaltungen aus diskreten elektronischen Bauelementen zusammengesetzt v/erden, und ihre Montage verlangt daher einen erheblichen zeitlichen Aufwand.In some cases, these driver circuits cannot be implemented in the form of integrated circuits because the conventional integrated circuits do not have the required working capacity in voltage or exhibit performance. For this reason, the driver circuits have hitherto consisted of discrete electronic V / ground components assembled, and their assembly therefore requires a considerable expenditure of time.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Treiberschaltungen eine integrierte Form in der Weise zu geben, daß sie sich einerseits in großer Stückzahl gemeinsam herstellen lassen, andererseits aber nötigenfalls eine hinreichend hohe Arbeitskapazität hinsichtlich Spannung oder Leistung aufweisen.The invention is therefore based on the object of giving the driver circuits an integrated form in this way give that they can be produced together in large numbers on the one hand, but on the other hand if necessary have a sufficiently high working capacity in terms of voltage or power.

Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von einer elektrooptischen Anzeigeeinrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder der SchalterThe task set is based on an electro-optical display device of the type mentioned at the beginning Art solved according to the invention in that each of the switches

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ein fotoempfindliches Bauelement und einen Generator für elektromagnetische Strahlungssignale enthält, der das zugehörige fotoempfindliche Bauelement in der gegebenen Periode bestrahlt.contains a photosensitive component and a generator for electromagnetic radiation signals, which irradiates the associated photosensitive component in the given period.

Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten elektrooptischen Anzeigeeinrichtung enthält also jeder Kanal ein fofcoempfindliches Bauelement, das seine Freigabe steuert, indem es in der vorgegebenen Periode den Weg durch den Kanal zu einem bestimmten Anzeigeelement öffnet, wobei es seinerseits über den zugehörigen Generator mit einem elektromagnetischen Strahlungssignal angesteuert wird, das dieser in Reaktion auf die Zuführung eines elektrischen Steuersignals vom Steuersignalgenerator abgibt.In the case of an electro-optical display device designed according to the invention, each channel thus contains a fofco-sensitive component that controls its release by setting the path in the specified period opens through the channel to a specific display element, which in turn uses the associated generator is controlled with an electromagnetic radiation signal, which this in response to the feed emits an electrical control signal from the control signal generator.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Anzeigeelemente zweckmäßig längs einer Geraden angeordnet. In diesem Falle kann diese Gerade eine Zeile in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Matrix von Anzeigeelementen bilden; jeder der Kanäle ist dann allen in einer bestimmten Spalte der Matrix liegenden Anzeigeelementen gemeinsam.In a further embodiment of the invention, the Display elements are expediently arranged along a straight line. In this case, this straight line can be one line in a form a matrix of display elements consisting of rows and columns; each of the channels is then all in display elements lying in a specific column of the matrix.

Die Anzeigeelemente selbst können entweder aktive Elemente sein, also eine Art von Lichterzeuger darstellen; beispielsweise können sie Miniatur-Plasmaentladungselemente, HaIbIeiterelemente oder Elektrolumineszenz-Leuchtstoffelemente sein. Alternativ dazu können die Anzeigeelemente auch passiye Elemente sein, also eine Art Lichtmodulatoren darstellen; beispielsweise können sie Flüssigkristallelemente, Elektrochromieelemente oder Elektrophorese alemente s.ein.The display elements themselves can either be active elements, that is to say represent a type of light generator; For example, they can be miniature plasma discharge elements, semiconductor elements or electroluminescent fluorescent elements be. Alternatively, the display elements can also be passive elements, i.e. a kind of Represent light modulators; for example, they can Liquid crystal elements, electrochromic elements or electrophoresis elements see one.

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Die fotoempfindlichen Bauelemente können Fotoleiter wie Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenid oder Fotozellen sein, und sie können jeweils einen integralen Teil eines einzigen Flecks oder eines einzigen Streifens aus fotoleitendem Material bilden.The photosensitive components can be photoconductors such as cadmium sulfide or cadmium selenide or Be photocells, and they can each be an integral part of a single spot or a single one Form a strip of photoconductive material.

Vorzugsweise werden die fotoempfindlichen Bauelemente und die Anordnung der Anzeigeelemente integral auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet; da sie außerdem eine relativ hohe Arbeitskapazität hinsichtlich Spannung und/oder Leistung aufweisen, ermöglichen die fotoempfindlichen Bauelemente zusammen mit den Generatoren für elektromagnetische Strahlungssignale die Erreichung des mit der Erfindung angestrebten Zieles.Preferably the photosensitive components and the arrangement of the display elements is integrally formed on a common substrate; there they also have a relatively high working capacity in terms of voltage and / or power the photosensitive components together with the generators for electromagnetic radiation signals achieve the aim of the invention Target.

Die Generatoren für die elektromagnetischen Strahlungssignale können durch eine Anordnung von lichtemittierenden Elementen wie beispielsweise Elektrolumineszenz element en oder durch eine Anordnung von lichtmodulierenden Elementen wie beispielsweise Flüssigkristallelementen gebildet werden.The generators for the electromagnetic radiation signals can be through an arrangement of light-emitting Elements such as electroluminescent elements or by an arrangement of light modulating elements such as liquid crystal elements are formed.

Der Steuersignalgenerator für die Abgabe der elektrischen Steuersignale kann so ausgebildet und angeordnet werden, daß er die fotoempfindlichen Bauelemente über eine Mehrzahl von Strahlungsführungen aus Glasfaseroptiken bestrahlt.The control signal generator for outputting the electrical control signals can be designed and arranged in this way be that he has the photosensitive components over irradiated a plurality of radiation guides made of fiber optics.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Erfindung veranschaulicht sind, die alle ihre Vorteile erkennbar werden lassen;For the further explanation of the invention, reference is now made to the drawing, in the preferred one Exemplary embodiments of the invention are illustrated, all of which reveal its advantages;

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dabei zeigen in der Zeichnung:show in the drawing:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer matrixartig aus einzelnen Anzeigeelementen aufgebauten Anzeigeeinrichtung; Pig. 1 shows a schematic representation of a matrix-like arrangement made up of individual display elements built-up display device;

Fig. 2 eine scheniatische Darstellung der Steuerung für den Betrieb einer solchen Anordnung von Anzeigeelementen undFig. 2 is a schematic representation of the Control for the operation of such an arrangement of display elements and

Fig. 3 einen Querschnitt durch den physikalischen Aufbau für einen Ausschnitt aus der in Fig. 2 dargestellten Schaltung. Fig. 3 is a cross section through the physical Structure for a section from the circuit shown in FIG.

Fig. 1 ist eine schema.tische Wiedergabe einer Anzeigetafel 1, die matrixartig aus einer Vielzahl von einzelnen Anzeigeelementen 3 zusammengesetzt ist. Zeilenleitungen Xl, X2, Xj5, X4, ... Xm, die im folgenden allgemein als X-Leitungen bezeichnet werden sollen, verbinden die Anzeigeelemente 3 in der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, ... derm.-ten Zeile der Matrix. Entsprechend sind als Verbindung der Anzeigeelemente in der ersten, der zweiten, der dritten, der vierten, ... der n,-tenSpalte der Matrix Spaltenleitungen Yl, Y2, Y3, Υ4, ... Yn vorgesehen, die im folgenden allgemein als Y-Leitungen bezeichnet werden sollen.1 is a schematic representation of a display panel 1, which is composed of a plurality of individual display elements 3 in the manner of a matrix. Row lines Xl, X2, Xj5, X4, ... Xm, which are to be generally referred to as X-lines in the following, connect the display elements 3 in the first, second, third, fourth, ... derm-th Row of the matrix. Correspondingly, as the compound of the display elements in the first, second, third, fourth, ... n, the matrix -tenSpalte column lines Yl, Y2, Y3, Υ4, ... Yn provided, generally referred to as Y -Lines should be designated.

Die dargestellten Anzeigeelemente 3 können beispielsweise Elektrolumineszenz-Leuchtstoffelemente sein, die beispielsweise wie die aus mit Mangan und KupferThe display elements 3 shown can, for example Be electroluminescent fluorescent elements, like those made with manganese and copper

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dotiertem Zinksulfid hergestellten Anzeigeelemente auf Betriebsspannungen mit nur einer Richtung reagieren. Aus solchen Anzeigeelementen bestehende Elektrolumineszenz-Leuchtstofftafeln können in der in den älteren Anmeldungen 54853/72 und 8707/73 der Anmelderin beschriebenen Weise hergestellt werden. Die Anzeigeelemente können ebenso beispielsweise elektrochemische Lumineszenzelemente, lichtemittierende Dioden, das heißt Halbleiter mit pn-Ubergangen, die bei Vorspannung in Vorwärtsrichtung Licht emittieren, Miniatur-Plasmaentladungselemente, Flüssigkristallelemente, Elektrochromieelemente oder Elektrophoreseelemente sein. Bei Ausbildung als Flüssigkristallelemente, Elektrochromieelemente oder Elektrophoreseelemente werden die Anzeigeelemente 3 so eingesetzt, daß sie Licht modulieren, das von einer in der Zeichnung nicht dargestellten gesonderten Lichtquelle geliefert wird.Doped zinc sulfide produced display elements react to operating voltages with only one direction. Electroluminescent fluorescent panels consisting of such display elements can be prepared in the manner described in the applicant's earlier applications 54853/72 and 8707/73. The display elements can also, for example, electrochemical luminescent elements, light-emitting diodes, the is called semiconductors with pn junctions that are biased emit light in the forward direction, miniature plasma discharge elements, Be liquid crystal elements, electrochromic elements or electrophoresis elements. at Training as liquid crystal elements, electrochromic elements or electrophoresis elements, the display elements 3 are used in such a way that they modulate light, which is supplied by a separate light source not shown in the drawing.

Werden an die mit den Anzeigeelementen 3 in Fig. 1 verbundenen X-Leitungen und Y-Leitungen passende Spannungen angelegt, so werden die an den Schnittstellen der mit diesen Spannungen erregten Leitungen liegenden Anzeigeelemente 5 in Betrieb genommen, sie emittieren oder modulieren also Licht in solcher Weise, daß sich die jeweils gewünschte Anzeige ergibt. Durch einen gemeinsamen Betrieb von ausgewählten Gruppen der Anzeigeelemente 3 lassen sich in bequemer Weise alphanumerische Zeichen zur Anzeige bringen.Are connected to the display elements 3 in FIG. 1 connected X-lines and Y-lines, the voltages at the interfaces the display elements 5 lying with these voltages excited lines are put into operation, they emit or modulate light in such a way that the desired display results. Through a common Operation of selected groups of the display elements 3 can be conveniently alphanumeric Display characters.

Eine bekannte Art der Anlage für die Betriebsspannungen besteht darin, beispielsweise der X-Leitung Xl ein elektrisches Potential in Form eines Impulses einer bestimmten Polarität zuzuführen, während gleich-A known type of system for the operating voltages is, for example, the X line Xl to supply an electrical potential in the form of a pulse of a certain polarity, while equal-

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zeitig an ausgewählte Y-Leitungen ein elektrisches Potential der entgegengesetzten Polarität in Form eines entsprechenden Impulses angelegt wird, worauf sich dann als nächster Schritt die Anlage eines elektrischen Potentials der ersten Polarität in Form eines entsprechenden Impulses an die X-Leitung X2 unter gleichzeitiger Zuführung von Impulsen von elektrischem Potential der entgegengesetzten Polarität zu weiteren ausgewählten Y-Leitungen anschließt und sofort.an electrical potential of opposite polarity in the form of an electrical potential of the opposite polarity on selected Y-lines a corresponding impulse is applied, whereupon the next step is the creation of a electrical potential of the first polarity in the form of a corresponding pulse to the X line X2 with simultaneous application of pulses of electrical potential of opposite polarity further selected Y-lines and immediately.

Die Impulse der beiden Arten, das heißt die Impulse der entgegengesetzten Polaritäten, weisen solche Amplituden auf, daß sie jeder für sich keinen merklichen Betrieb eines Anzeigeelements 3 zur Folge haben, dies jedoch bei gegenseitiger Kombination vermögen. In den Anzeigeelementen ;5 selbst kann zu diesem Zweck jeweils ein nichtlinearer elektrischer Widerstand oder ein Schalter vorgesehen sein.The impulses of the two kinds, that is, the impulses of opposite polarities, point such amplitudes that each of them does not result in any noticeable operation of a display element 3 have, but are able to do so when combined. In the display elements; 5 itself can be used to this Purpose a non-linear electrical resistor or a switch can be provided.

Wenn die Steuerspannungen in der oben beschriebenen Weise angelegt werden sollen, bedarf es für die Zuf ührung der elektrischen Potentialimpulse zu ausgewählten Y-Leitungen der Vornahme zweier spezieller Adressierfunktionen. Die erste dieser beiden Funktionen ist die Auswahl geeigneter Y-Leitungen, an die gleichzeitig mit der Zuführung von Impulsen zu jeder einzelnen X-Leitung ein elektrischer Potentialimpuls angelegt werden muß. Die zweite Funktion ist die Erzeugung eines elektrischen Potentialimpulses und seine Hinleitung zu passenden Y-Leitungen, die als Ergebnis der ersten Funktion ausgewählt worden sind. Im allgemeinen werden für die Durchführung dieser beiden Funktionen zwei ver-If the control voltages are to be applied in the manner described above, it is necessary for the supply guiding the electrical potential impulses to selected ones Y lines for performing two special addressing functions. The first of these two functions is the selection of suitable Y-lines to which simultaneously with the supply of pulses to each individual X line an electrical potential pulse must be applied. The second function is to create a electrical potential pulse and its lead to matching Y-lines, which are the result of the first Function have been selected. In general, two different functions are used to perform these two functions.

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schiedene Schaltungseinheiten benötigt. In typischen Fällen besteht bei bekannten Systemen die Einheit für die Ausführung der ersten Punktion aus einer Anordnung von in integrierter Schaltungstechnik ausgebildeten Logikelementen, während die Einheit für die Durchführung der zweiten Funktion eine Quelle für elektrische Energie und eine Anordnung von elektronischen Schaltern enthält, die eine periodische Verbindung zwischen der Quelle für elektrische Energie einerseits und passenden Y-Leitungen andererseits herstellen, wobei sie ihrerseits durch die Ausgangssignale der Logikelemente gesteuert werden.different circuit units are required. In typical In the case of known systems, the unit for performing the first puncture consists of an arrangement of logic elements designed in integrated circuit technology, while the unit for performing the second function a source of electrical energy and an arrangement of electronic Contains switches that provide a periodic connection between the source of electrical energy on the one hand and matching Y-lines on the other hand, whereby they in turn through the output signals the logic elements are controlled.

Normale in integrierter Schaltungstechnik ausgebildete Logikelemente arbeiten nur mit Signalen von relativ niedriger Spannung, beispielsweise von 4 bis 5 Volt. Im Vergleich dazu müssen elektronische Schalter, die zur Adressierung von Elektrolumineszenz-Leuchtstofftafeln dienen, Spannungen bis zu 100 Volt beherrschen. Infolgedessen müssen diese elektronischen Schalter aus diskreten elektronischen Bausteinen aufgebaut werden, und ihr Zusammenbau ist mit einem erheblichen Zeitbedarf und damit relativ hohen Gestehungskosten verbunden, wenn sie in größerer Zahl vorgesehen werden müssen.Normal trained in integrated circuit technology Logic elements only work with signals of relatively low voltage, for example from 4 to 5 volts. In comparison, there must be electronic switches that are used to address electroluminescent fluorescent panels serve to handle voltages up to 100 volts. As a result, these electronic switches must can be built from discrete electronic components, and their assembly is a considerable process Time required and associated with it relatively high production costs if they are provided in large numbers have to.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die bisher eingesetzten elektronischen Schalter durch optoelektronische Schalter ersetzt. Jeder dieser optoelektronischen Schalter enthält ein fotoempfindliches Bauelement, beispielsweise einen Fotoleiter, der die Quelle für das elektrische Potential periodisch mit einer einzelnen Y-Leitung verbindet, und ein fotoelektrisches Bauelement, das in Reaktion auf die ZuführungAccording to one embodiment of the present invention the previously used electronic switches are replaced by optoelectronic switches. Everyone this optoelectronic switch contains a photosensitive component, for example a photoconductor, the periodically connects the source of the electrical potential to a single Y-line, and a photoelectric Component in response to the feed

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- ίο -- ίο -

eines Steuersignals von den Logikelementen ein optisches Signal erzeugt, das wiederum das fotoempfindliche Bauelement periodisch in den Zustand überführt, in dem es die Quelle für elektrische Energie und die passende Y-Leitung miteinander verbindet.a control signal from the logic elements generates an optical signal, which in turn is the photosensitive Component periodically brought into the state in which it is the source of electrical energy and the matching Y-line connects with each other.

Ein solches Steuersystem ist in Fig. 2 in schematischer Form wiedergegeben. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt wiederum die Anzeigetafel 1, wie sie oben in Verbindung mit der Darstellung in Fig. 1 beschrieben ist, und außerdem eine Serie von optoelektronischen Adressierschaltern. Im Anschluß an ein Ende der Anzeigetafel 1 ist ein Flecken odEr ein Streifen 5 aus fotoleitendem Material wie Kadmiumsulfid oder KadmiumseIenid so angeordnet, daß Verbindung mit allen Y-Leitungen der Anzeigetafel 1 besteht. Der Flecken 5 und die Anzeigetafel 1 können im gegebenen Falle beide auf einem einzigen Substrat ausgebildet sein, wie dies in der Darstellung in Fig.2 durch ein solches Substrat 21 angedeutet ist.Such a control system is shown in FIG. 2 in schematic form. The representation in FIG. 2 again shows the display panel 1 as described above in connection with the illustration in FIG. 1 and a range of optoelectronic addressing switches. In connection to one end of the display panel 1 is a patch or strip 5 of photoconductive material such as cadmium sulfide or cadmium selenide arranged so that connection with all Y-lines of display board 1 exist. The patch 5 and the scoreboard 1 can be given in the given Case both be formed on a single substrate, as shown in the illustration in Figure 2 by a such substrate 21 is indicated.

Der Flecken 5 kann als aus einer Reihe von getrennten Kanälen aufgebaut gedacht werden, von denen jeder ein getrenntes fotoempfindliches Bauelement 10 enthält, das wiederum getrennt mitjeiner entsprechenden Y-Leitung verbunden ist. Alternativ dazu kann der Flecken 5 auch so geätzt werden, daß die Kanäle mit den einzelnen fotoempfindlichen Bauelementen 10 in physikalisch voneinander isolierter Form entstehen. Die fotoempfindlichen Bauelemente 10 aller Kanäle sind mit einer gemeinsamen Speiseleitung 6 verbunden. Wenn auf das fotoempfindliche Bauelement 10 in einem bestimmten Kanal optische StrahlungThe patch 5 can be considered from a number of separate Channels are thought to be constructed, each of which contains a separate photosensitive component 10, which in turn is separately connected to each corresponding Y-line. Alternatively, the patch 5 can also are etched in such a way that the channels with the individual photosensitive components 10 are physically separated from one another isolated form. The photosensitive components 10 of all channels are with a common Feed line 6 connected. When the photosensitive component 10 in a certain channel optical radiation

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von hinreichender Intensität auftrifft, so entsteht zwischen der soeiseleitung 6 einerseits und der mit dem entsprechenden fotoernpfindliehen Bauelement verbundenen Y-Leitung andererseits über den betreffenden Kanal eine leitende Verbindung. Die Intensität für die optische Strahlung hängt von der speziellen Ausbildung der Anzeigetafel 1 und von der jeweils verlangten Schaltgeschwindigkeit ab, jedoch liegt ein typischer Wert für diese Intensität bei einer rasch geschalteten Elektrolumineszenz-Leuchtstofftafel bei 300 m-Lambert (1000 ft-Lambert). An - ihrem freien Ende ist die gemeinsame Speiseleitung für die verschiedenen Kanäle mit einer Spannungsquelle 8 verbunden.hits of sufficient intensity, so arises between the rail line 6 on the one hand and the with the corresponding photo-sensitive component connected Y-line on the other hand a conductive connection via the relevant channel. The intensity for the optical radiation depends on the special design of the display panel 1 and on the each required switching speed, however is a typical value for this intensity in the case of a rapidly switching electroluminescent fluorescent panel at 300 m-Lambert (1000 ft-Lambert). At - its free end is the common feed line connected to a voltage source 8 for the various channels.

Mit den fotoempfindlichen Bauelementen 10 wirken optische Signalgeneratoren 7 zusammen, die in einer Reihe angeordnet und zu einem Signalgeneratormodul 9 zusammengefaßt sind. Die einzelnen Signalgeneratoren lassen sich selektiv, das heißt im verlangten Falle, betreiben und erzeugen dann einen einzelnen Impuls optischer Strahlung mit festgelegter Intensität. Zur Veranschaulichung sind in der Darstellung in Fig.3 drei solcher Impulse durch entsprechende Wellenlinien und das beigefügte Symbol h·γ angedeutet. Jeder einzelne Impuls der optischen Strahlung trifft auf einen ausgewählten Einzelkanal mit einem bestimmten fotoempfindlichen Bauelement 10 auf dem Flecken 5 aus fotoleitendem Material. Zur Führung der optischen Strahlungsimpulse von den ausgewählten Signalgeneratoren 7 zu den zugehörigen fotoempfindlichen Bauelementen 10 kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte optische Führungsplatte herkömmlicher Ausführung mit einer Serie von Strahlungsführungen aus Glasfaseroptik vorgesehen sein.With the photosensitive components 10 optical signal generators 7 cooperate, which in a Arranged in a row and combined to form a signal generator module 9. The individual signal generators can be operated selectively, i.e. if required, and then generate a single pulse more optically Radiation with a fixed intensity. For illustration are in the representation in Fig. 3 three such pulses are indicated by corresponding wavy lines and the attached symbol h · γ. Everyone single pulse of optical radiation hits a selected single channel with a certain photosensitive Component 10 on the patch 5 made of photoconductive material. To guide the optical radiation pulses from the selected signal generators 7 to the associated photosensitive components 10 can an optical guide plate not shown in the drawing of conventional design with a series be provided by radiation guides made of fiber optics.

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Der Generatormodul 9 liegt im allgemeinen nicht in der gleichen Ebene wie der Flecken 5 oder das Substrat Zweckmäßig ist der Generatormodul so angeordnet, daß die einfallenden Strahlungsimpulse in einer Richtung auf den Flecken 5 auftreffen, die senkrecht zu dessen Ebene verläuft.The generator module 9 is generally not in the same plane as the patch 5 or the substrate. The generator module is expediently arranged in such a way that that the incident radiation pulses impinge on the spot 5 in a direction which is perpendicular to it Level runs.

Der Generat or ir.odu3l9 wird zweckmäßig unter Verwendung elektrischer Signale betrieben, die über ein Schieberegister 15 von einer Logik 17 herkömmlicher Art geliefert werden. Die Ausgänge der verschiedenen Stufen des Schieberegisters 15 sind dazu einzeln mit den Signalgeneratoren 7 des Generatormoduls 9 über Leitungen 11 verbunden.The generator or ir.odu3l9 is expediently used electrical signals operated via a shift register 15 by a logic 17 conventional Kind to be delivered. The outputs of the various stages of the shift register 15 are included individually for this purpose the signal generators 7 of the generator module 9 via Lines 11 connected.

Beim Betriebe der in Fig. 2 dargestellten Schaltung liefert die Logik 17 eine Serie von elektrischen Impulsen, die scheinbar willkürlich über das Schieberegister 15 verteilt werden. Die scheinbare Willkürlichkeit in der Verteilung der Impulse gibt die Auswahl der Anzeigeelemente 3 in einer gegebenen Zeile der Anzeigetafel 1 wieder, an welche Anzeigeelemente 3 über die geeigneten Y-Leitungen ein Betriebsspannungsimpuls angelegt werden soll. Daher bildet die Impulsserie aus der Logik I7 eine Serie von Digitalzeichen mit dem logischen Wert ¹¹O" (kein Impuls) und dem logischen Wert "1" (Impuls), die an das Schieberegister 15 angelegt wird. Nach Anlage aller Impulse der Serie an das Schieberegister 15 befinden sich die ausgewählten Stufen dieses Schieberegisters im logischen Zustand "1" und die nicht ausgewählten Stufen im logischen Zustand "0". Sodann wird dem Schieberegister von der Logik I7 ein Steuerimpuls zugeführt. Dieser Steuerimpuls läßt die ausgewählten Stufen desWhen the circuit shown in FIG. 2 is operating, the logic 17 supplies a series of electrical pulses which are distributed over the shift register 15 in an apparently random manner. The apparent arbitrariness in the distribution of the pulses reflects the selection of the display elements 3 in a given line of the display panel 1, to which display elements 3 an operating voltage pulse is to be applied via the suitable Y lines. Therefore, the pulse series from the logic I7 forms a series of digital characters with the logic value ¹¹ O "(no pulse) and the logic value" 1 "(pulse), which is applied to the shift register 15. After all the pulses in the series have been applied to the Shift register 15, the selected stages of this shift register are in the logic state "1" and the unselected stages are in the logic state "0." A control pulse is then fed to the shift register from logic I7

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Schieberegisters 15 einen Spannungsimpuls von in typischen Fällen 4 bis 5 Volt abgeben. Dieser Spannungsimpuls wird über die entsprechenden Leitungen 11 den passenden Signalgeneratoren 7 zugeführt und veranlaßt diese zur Abgabe eines optischen Strahlungsimpulses. Jeder dieser optischen Strahlungsimpulse trifft seinerseits auf das entsprechende fotoempfindliche Bauelement 10 im zugehörigen Kanal und läßt in diesem Kanal eine leitende Verbindung zwischen der Speiseleitung 6 einerseits und der passenden Y-Leitung andererseits entstehen. Diese leitende Verbindung bleibt solange erhalten, wie der entsprechende Signalgenerabor 7 optische Strahlung emittiert; die entsprechende Periode ist also gleich der Dauer der Ausgangsimpulse aus dem Schieberegister 15 zuzüglich der Zeit, die für die Rückkehr des fotoleitenden Materials im Flecken 5 in seinen Anfangszustand mit hohem elektrischen Widerstand erforderlich ist,also der sogenannten Relaxationszeit dieses fotoleitenden Materials. Die von der Spannungsquelle 8 gelieferte und an die ausgewählten Y-Leitungen angelegte elektrische Spannung kann je nach der Art der verwendeten Anzeigetafel 1 eine Gleichspannung, eine pulsierende Spannung oder eine Wechselspannung sein.Shift register 15 a voltage pulse of in typically deliver 4 to 5 volts. This voltage pulse is fed to the appropriate signal generators 7 via the corresponding lines 11 and initiated these to emit an optical radiation pulse. Each of these optical radiation pulses in turn meets the corresponding photosensitive component 10 in the associated channel and lets in this channel a conductive connection between the feed line 6 on the one hand and the matching Y-line on the other hand arise. This conductive connection is maintained as long as the corresponding signal generator laboratory 7 emits optical radiation; the corresponding So the period is equal to the duration of the output pulses from the shift register 15 plus the Time for the photoconductive material in patch 5 to return to its initial high electrical state Resistance is required, so the so-called relaxation time of this photoconductive material. the electrical voltage supplied by the voltage source 8 and applied to the selected Y lines Depending on the type of display panel 1 used, a direct voltage, a pulsating voltage or an alternating voltage be.

Wenn die Anzeigetafel 1 kontinuierlich betrieben wird, kann sich insbesondere dann an nicht ausgewählten Anzeigeelementen 3 eine merkliche Spannung aufbauen, wenn die Anzeigetafel 1 aus einer Anordnung von Flüssigkristallelementen besteht, die einen relativ hohen elektrischen Widers tandjaufwe is en. Dies ist dann der Fall, wenn ein Bruchteil der vollen Betriebsspannung wiederholt an diesen nicht ausgewählten Anzeigeelementen 3 zur Anlage kommt. Zur Behebung dieser Schwierigkeit können alle Anzeige-In particular, when the display panel 1 is operated continuously, it may not be selected Display elements 3 build up a noticeable voltage when the display panel 1 consists of an array of liquid crystal elements which have a relatively high electrical resistance. This is the case when a Fraction of the full operating voltage repeatedly comes to rest on these non-selected display elements 3. To solve this problem, all display

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elemente 3 zu passender Zeit, bespielsweise jeweils nach Adressierung aller Anzeigeelemente J5 in einer bestimmten Zeile der Matrix oder aller Anzeigelemente in der Anzeigetafel 1 überhaupt, entladen werden, in.dem den fotoempfindlichen Bauelementen 10 in allen Kanälen ein optischer Strahlungsimpuls zugeführt wird, der sie während einer kurzen Zeitperiode leitend werden läßt. Alternativ dazu läßt sich diese Schwierigkeit dadurch vermeiden, daß die fotoempfindlichen Bauelemente 10 in den einzelnen Kanälen in ihrer Leitfähigkeit eine hinreichende Abweichung vom Ohm'sehen Verhalten erhalten, indem diese Bauelemente 10 beispielsweise einen wesentlich höheren elektrischen Widerstand für Spannungen einer Polarität als für Spannungen der anderen Polarität oder für hohe Spannungen als für niedrige Spannungen aufweisen. Eine Köglichkeit für die Erzielung einer solchen nichtohm'sehen Charakteristik für die verschiedenen Kanäle ist unten im einzelnen beschrieben.elements 3 at the appropriate time, for example after addressing all display elements J5 in a certain row of the matrix or all display elements in the display panel 1 at all, are discharged in.dem the photosensitive components 10 in all channels an optical radiation pulse is supplied to them during can become conductive in a short period of time. Alternatively, this difficulty can be avoided by giving the photosensitive components 10 in the individual channels a sufficient deviation in their conductivity from the ohmic behavior, for example by giving these components 10 a significantly higher electrical resistance for voltages of one polarity than for voltages of the other Polarity or for high voltages than for low voltages. One way of achieving such a non-ohmic characteristic for the various channels is described in detail below.

Der Generatormodul 9 kann aus einer Reihe von Signa !generatoren 7 beliebiger Art bestehen, die auf Spannungen von etwa 4 bis 5 Volt ansprechen, wie sie an den Ausgängen der Logik 17 und des Schieberegisters auftreten, So kommt beispielsweise eine Reihe von optischen Modulatorelementen auf Flüssigkristallbasis in Verbindung mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Quelle für optische Strahlung von festgelegter Intensität, die kontinuierlich auf die Modulatorelemente einwirkt, oder eine Reihe von lichtemittierenden Dioden, die vorzugsweise aus einer III-V-Verbindung oder Legierung wie Galliumarsenid, Galliumarsenidphosphid oder Indiumgalliumphosphid bestehen, oder eine als dünne Schicht ausge-The generator module 9 can be selected from a number of Signa ! Generators 7 of any kind are based on Voltages of around 4 to 5 volts respond as they do occur at the outputs of the logic 17 and the shift register, for example a number of optical Liquid crystal based modulator elements in connection with a source not shown in the drawing for optical radiation of a fixed intensity which acts continuously on the modulator elements, or a number of light emitting diodes, preferably made of a III-V compound or alloy such as Gallium arsenide, gallium arsenide phosphide, or indium gallium phosphide exist, or a thin layer

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bildete Elektrolumineszenz-Leuchtstofftafel wie beispielsweise eine aus einem in passender Weise mit einem leitenden Material wie Kupfer und einem Aktivator wie Mangan dotierten II-VI-Material hergestellte Tafel in Verbindung mit einem Spannungsverstärker in Betracht, der in diesem Falle erforderlich ist, um den Generatormodul 9 auf die Impulse aus dem Schieberegister 15 reagieren zu lassen. Wenn der Generatormodul 9 eine Strahlung mit hoher Intensität emittieren soll, können lichtemittierende Dioden eingesetzt werden, die in bekannter Weise in Form von Halbleiterlasern ausgeführt sind.formed fluorescent electroluminescent panels such as one of a suitably with a conductive material such as copper and an activator such as manganese-doped II-VI material produced Tafel in connection with a voltage amplifier into consideration, which is required in this case to the generator module 9 to the pulses from the shift register 15 respond. When the generator module 9 to emit radiation with high intensity, light-emitting diodes can be used which are implemented in a known manner in the form of semiconductor lasers.

Der Generatormodul 9 muß nicht unbedingt unter Verwendung eines Schieberegisters I5 adressiert werden, 'er läßt sich auch unter Verwendung anderer geeigneter bekannter Einrichtungen adressieren.The generator module 9 does not necessarily have to be addressed using a shift register I5, It can also be addressed using other suitable known means.

Als fotoleitendes Material für den Flecken 5 kommen vorzugsweise Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenid in Betracht, obwohl auch jedes andere Material verwendbar ist, daiein hohes Verhältnis zwischen seiner Leitfähigkeit in beleuchtetem Zustand und seiner Leitfähigkeit in unbeleuchtetem Zustand aufweist und sich für einen Einsatz in Verbindung mit dem jeweils verwendeten Generatormodul 9 eignet.Cadmium sulfide or cadmium selenide are preferably used as the photoconductive material for the patch 5, although any other material can be used as it has a high ratio between its conductivity in the illuminated state and its conductivity in the non-illuminated state and is in favor of one Use in conjunction with the generator module 9 used in each case.

In Fig. 3 ist der physikalische Aufbau für einen Ausschnitt aus der oben in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Konstruktion in Form eines Querschnitts veranschaulicht. Die in Fig. 3 nicht eigens dargestellte Anzeigetafel 1 ist auf einem Teil einer Glasplatte ausge-In Fig. 3 is the physical structure for a Excerpt from the construction described above in connection with FIG. 2 illustrated in the form of a cross section. The display panel 1, not specifically shown in FIG. 3, is designed on part of a glass plate.

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bildet, die in diesem Falle das Substrat 21 bildet. Jede der von der Anzeigetafel 1 ausgehenden Y-Leitungen weist die Form eines Streifens 23 aus leitendem Material wie Zinnoxyd auf, der quer über die Oberfläche der Glasplatte verläuft und in Fig.3 nur in einem Exemplar dargestellt ist. Der Flecken 5 aus fotoleitendem Material wird in bekannter Weise beispielsweise mittels Hochfrequenzzerstäubung auf die Oberfläche der Glasplatte und auf die Enden jedes der Streifen 23 aufgebracht. Die Speiseleitung 6 wird ebenfalls in bekannter Weise in Form eines Streifens aus opakem Material wie beispielsweise Gold aufgebracht, der parallel zum Flecken 5 quer über die Oberfläche der Glasplatte läuft. Überall da, wo der Flecken 5 auf dem Streifen 23 zu liegen kommt, wird eine getrennte und in Fig. 3 ebenfalls nur einmal dargestellte Schicht 25 aus transparentem und elektrischleitendem Material in bekannter V/eise aufgebracht. Jede dieser Schichten 25 erstreckt sich über einen diskreten Teil der Speiseleitung 6. Zum Zwecke der Einkapselung wird auf die Speiseleitung 6, den Flecken 5 und jede der Schichten 25 eine optisch transparente Schicht 27 aus Siliziumdioxyd in bekannter Weise aufgebracht. Schließlich kann noch eine in Fig.3 nicht eigens gezeigte 'Fiberglasplatte als optische Führung auf die Oberseite der fertigen Struktur für den Flecken 5 so aufgebracht werden, daß sich optische Führungen als Verbindungen zwischen den einzelnen Signa !generatoren 7 (Fig. 2) und den zugehörigen fotoempfindlichen Bauelementen 10 in den einzelnen Kanälen (Fig. 2) ergeben.which forms the substrate 21 in this case. Each of the Y-lines going out from the display panel 1 is in the form of a strip 23 of conductive material such as tin oxide running across the surface the glass plate and is shown in Fig. 3 only in one copy. The spot 5 out photoconductive material is in a known manner, for example by means of high frequency atomization on the Surface of the glass plate and applied to the ends of each of the strips 23. The feed line 6 is also applied in a known manner in the form of a strip of opaque material such as gold, which runs parallel to the spot 5 across the surface of the glass plate. Everywhere that Patch 5 comes to rest on the strip 23 a separate layer 25, also shown only once in FIG. 3, made of transparent and electrically conductive one Material applied in a known manner. Each of these layers 25 extends over a discrete part of the feed line 6. For the purpose of encapsulation, the feed line 6, the Spots 5 and each of the layers 25 an optically transparent layer 27 of silicon dioxide in a known manner Way applied. Finally, a fiberglass plate, not specifically shown in FIG. 3, can be used as an optical Guide to be applied to the top of the finished structure for the patch 5 so that optical Guides as connections between the individual signal generators 7 (FIG. 2) and the associated photosensitive Components 10 in the individual channels (Fig. 2) result.

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Der in Fig. 3 nicht eigens dargestellte Generatormodul 9 ist so angeordnet,daß die von seinen einzelnen Signalgeneratoren 7 abgegebenen optischen Strahlungsimpulse jeweils in einer zur Ebene des Fleckens 5 senkrechten Richtung auf die zu einem bestimmten Kanal im Flecken 5 gehörenden fotoempfindlichen Bauelemente auftreffen. Die Speiseleitung 6 ist opak ausgebildet, so daß die einzelnen Schichten 25, die als optische Strahlungsführungen dienen können, optisch voneinander isoliert sind.The generator module not specifically shown in FIG. 3 9 is arranged so that the of its individual Signal generators 7 emitted optical radiation pulses each in one to the plane of the spot 5 perpendicular direction to the photosensitive components belonging to a specific channel in patch 5 hit. The feed line 6 is opaque, so that the individual layers 25, which can serve as optical radiation guides, optically from one another are isolated.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist derjenige Teil jedes der Streifen 23, der mit dem Flecken 5 in Berührung steht, mit einem Metall wie beispielsweise. Gold überzogen, um eine Schottky-Sperrschicht zu erzeugen. Wenn'dann Tür den Betrieb der entsprechenden Anzeigeelemente 3. ausgewählte der Streifen 23 negativ vorgespannt werden, wird die Leitfähigkeit in den einzelnen Kanälen im Flecken 5 im wesentlichen nicht ohmisch, diese Kanäle erhalten also gleichrichtende Eigenschaften.In another embodiment of the invention is that part of each of the strips 23 which is in contact with the patch 5 with a metal such as for example. Gold plated to create a Schottky barrier. If'd then the operation of the appropriate door Display elements 3. selected one of the strips 23 are negatively biased, the conductivity in the individual channels in the patch 5 im essentially not ohmic, so these channels receive rectifying properties.

Bei wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Streifen 23 und die Schichten 25 derart abwechselnd angeordnet werden, daß sich Digitalzeichen einer interdigitalen Kammstruktur ergeben.In yet another embodiment of the invention the strips 23 and the layers 25 can be in this way be arranged alternately so that digital characters of an interdigital comb structure result.

Eine andere AusfUhrungsform der Erfindung ergibt sich auch dadurch, daß die oben in Verbindung mit Fig.l beschriebenen X-Leitungen der Anzeigetafel 1 in der gleichen Weise optoelektronisch adressiert werden können, wie dies für die Adressierung der Y-Leitungen geschieht.Another embodiment of the invention results also by the fact that the X-lines of the display panel 1 described above in connection with Fig.l can be addressed optoelectronically in the same way as for addressing the Y-lines happens.

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Claims

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Claims

1 J Electro-optical display device with a plurality of display elements, each of which can generate an optical display signal in response to the supply of electrical operating energy, each with its own channel for each of the display elements, each of which contains its own switch for the channel release, which is operated via the each channel allows electrical operating energy to reach a certain display element for a given period, and with a control signal generator which feeds the individual switches with electrical control signals, thereby leaning that each of the switches has a photosensitive component (10) and a generator (7) -for electromagnetic 3trahlungsSignaIe contains, which irradiates the associated photosensitive component in the given period.

2. Electro-optical display device according to spoke 1, characterized in that the display element (3) are arranged along a straight line Xl, ... Xu.

3. Electro-optical display device according to claim 2, characterized in that the straight lines Xl, ... Xm, along which the display elements (3) are arranged, the rows and the associated channels Yl, ... Yn the columns of a matrix made up of rows and columns form.

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4. Electro-optical display device according to one of claims 1 to ~ 5, characterized in that the display elements (3) and the photosensitive components (10) of the switch are integrally formed on a common substrate (21).

5. Electro-optical display device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the photosensitive components (10) of the switch parts of a single strip or patch (5) photosensitive material or from such a strip or patch.

6. Electro-optical display device according to one of the Claims 1 to 5 * characterized in that for guiding the electromagnetic radiation signals from their respective generators (7) to the photosensitive ones Components (10) of the switch a plurality of optical guides is provided.

7. Electro-optical display device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the Generators (7) for the electromagnetic radiation signals are light-emitting diodes.

8. Electro-optical display device according to claim 7 * characterized in that the light emitting diodes are semiconductor lasers.

9. Electro-optical display device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the photosensitive components (10) of the switch made of cadmium sulfide, cadmium selenide, zinc sulfide or zinc selenide are made.

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10. Electro-optical display device according to one of de :: ^1. '. Claims 1 to 9, characterized in that the display elements (j5) belong to one of the following types: electroluminescent fluorescent elements, electrochemical luminescent elements, electrophoresis elements, electrochromic elements, liquid crystals ; -duck, miniature plasma discharge elements or light-emitting semiconductor diodes.

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BAD ORiGiNAL

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