DE102015016134B3

DE102015016134B3 - Bildschirm und Verfahren für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus

Info

Publication number: DE102015016134B3
Application number: DE102015016134.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schröter; Markus Klippstein
Original assignee: SiOptica GmbH
Current assignee: SiOptica GmbH
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Bildschirm (1), der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend einen Bildgeber (5), mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber (5) gelegenen transparenten Lichtleiter (3), und Leuchtmittel (4), wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel (4) eingeschaltet sind, so dass auf Grund von im Lichtleiter (3) räumlich und/oder von der Konzentration her verteilten Streupartikeln (2) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der die durchschnittliche Leuchtdichte gemessen in Winkeln α zur Flächennormale der besagten Großfläche F1 des Lichtleiters (3) mit 0° ≤ α ≤ 10° (alternativ 20°, 45° o. a.) um mindestens einen Faktor X (mit X ≥ 2,5) kleiner ist, als die höchste messbare Leuchtdichte derselben Großfläche F1 des Lichtleiters (3), die in Winkeln α > 10° (alternativ 20°, 45° o. a.) zur Flächennormale abgestrahlt wird, so dass in der Betriebsart B2 das von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit der auf dem Bildgeber (5) dargestellten Bildinformationen aus Betrachtungswinkeln α > 10° (alternativ 20°, 45° o. a.) verringert oder sogar verhindert wird. Die Erfindung betrifft auch entsprechende Verfahren.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten für einen freien Sichtmodus und für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen in mindestens zwei Betriebsarten für einen freien Sichtmodus und für einen eingeschränkten Sichtmodus nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Die Erfindung betrifft weiter einen derartigen Bildschirm, umfassend einen Bildgeber gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen gemäß dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 11. Ein solcher Bildschirm und ein solches Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen sind aus der US 2010/0177533 A1 bekannt. In den letzten Jahren wurden große Fortschritte zur Verbreiterung des Sehwinkels bei LCDs erzielt. Allerdings gibt es oft Situationen, in denen dieser sehr große Sehbereich eines Bildschirms von Nachteil sein kann. Zunehmend werden auch Informationen auf mobilen Geräten wie Notebooks und Tablet-PCs verfügbar, wie Bankdaten oder andere, persönliche Angaben, und sensible Daten. Dem entsprechend brauchen die Menschen eine Kontrolle darüber, wer diese sensiblen Daten sehen darf; sie müssen wählen können zwischen einem weiten Betrachtungswinkel, um Informationen auf ihrem Display mit anderen zu teilen, z. B. beim Betrachten von Urlaubsfotos oder auch für Werbezwecke. Andererseits benötigen sie einen kleinen Betrachtungswinkel, wenn sie die Bildinformationen vertraulich behandeln wollen.
Stand der Technik
Zusatzfolien, die auf Mikro-Lamellen basieren, wurden bereits für mobile Displays eingesetzt, um deren optischen Datenschutz zu erreichen. Allerdings waren diese Folien nicht (um)schaltbar, sie mussten immer erst per Hand aufgelegt und danach wieder entfernt werden. Auch muss man sie separat zum Display transportieren, wenn man sie nicht gerade braucht. Ein wesentlicher Nachteil des Einsatzes solcher Lamellen-Folien ist ferner mit den einhergehenden Lichtverlusten verbunden.
Die US 6,765,550 beschreibt einen solchen Sichtschutz durch Mikro-Lamellen. Größter Nachteil ist hier die mechanische Entfernung bzw. der mechanische Anbau des Filters sowie der Lichtverlust im geschützten Modus.
In der US 5,993,940 wird der Einsatz einer Folie beschrieben, die auf ihrer Oberfläche gleichmäßig angeordnete, kleine Prismenstreifen hat, um einen Privacy-Modus zu erzielen. Entwicklung und Herstellung sind recht aufwändig.
In der WO 2012/033583 wird die Umschaltung zwischen freier und eingeschränkter Sicht vermittels der Ansteuerung von Flüssigkristallen zwischen sogenannten „chromonischen” Schichten erzeugt. Hierbei entsteht ein Lichtverlust und der Aufwand ist recht hoch.
Die Schrift US 2009/0067156 offenbart eine Vielzahl an Ideen, um ein Beleuchtungssystem und ein Bildschirmgerät auszugestalten. Die dort in den 3A und 3B abgebildete Variante verendet insbesondere zwei Hintergrundbeleuchtungen, sogenannte Backlights, bestehend aus keilförmigen Lichtleitern, und ein LCD-Panel, wobei das hintere Backlight 40 zwingend einen weiten Beleuchtungswinkel und das vordere Backlight 38 zwingend einen schmalen Beleuchtungswinkel erzeugen soll. Unklar bleibt hierbei jedoch die Funktionsweise, wie das Backlight 38 einen schmalen Beleuchtungswinkel erzeugen soll, ohne dass das Licht mit einem weiten Beleuchtungswinkel, welches vom Backlight 40 herrührt, beim Durchgang durch das Backlight 38 wesentlich in Licht mit einem schmalen Beleuchtungswinkel umgewandelt wird.
Zur Ausgestaltung nach 5 der US 2009/0067156 ist zu bemerken, dass beide Lichtleiter 46 und 48 jeweils „narrow light”, also Licht mit einem schmalen Beleuchtungswinkel, produzieren. Das Licht des Lichtleiters 48 wird erst durch einen aufwändig mit Prismenstrukturen zu erstellenden Teilspiegel 50 in „wide light”, also Licht mit einem weiten Beleuchtungswinkel, umgewandelt. Diese Umwandlung beschneidet die Lichtintensität extrem, da das zunächst in einen schmalen Beleuchtungswinkel abgestrahlte Licht, welches als einziges Licht zur Verfügung steht, dann in einen großen Beleuchtungswinkel, i. d. R. den Halbraum, aufgefächert wird. Dies hat zur Folge, dass je nach Parametern die Helligkeit um einen Faktor 5 oder mehr verringert wird (bezogen auf die Leuchtdichte). Es handelt sich also um eine praktisch wenig relevante Ausgestaltung.
Nach Lehre der GB 2428128 A werden zur Erzielung einer eingeschränkten Sicht zusätzliche, vom Bildschirm deutlich entfernte Lichtquellen, die ein auf dem Bildschirm angebrachtes Hologramm beleuchten, verendet, um den Seiteneinblick mit speziellen Wellenlängen zu überlagern. Nachteilig sind hierbei der benötigte Abstand der Lichtquellen vom Bildschirm und der Aufwand, entsprechende Hologramme herzustellen.
In der US Schrift 2013/0308185 wird ein spezieller, mit Stufen ausgebildeter Lichtleiter beschrieben, der Licht auf einer Großfläche in verschiedene Richtungen abstrahlt, je nachdem, aus welcher Richtung er von einer Schmalseite aus beleuchtet wird. Im Zusammenspiel mit einem transmissiven Bildgeber, z. B. einem LC-Display, kann somit ein zwischen freiem und eingeschränktem Sichtmodus schaltbarer Bildschirm erzeugt werden. Nachteilig ist hierbei u. a., dass der eingeschränkte Sichteffekt entweder nur für links/rechts oder aber für oben/unten, nicht aber für links/rechts/oben/unten gleichzeitig erzeugt werden kann, wie es etwa für bestimmte Zahlungsvorgänge nötig ist. Hinzu kommt, dass auch im eingeschränkten Sichtmodus aus geblockten Einsichtwinkeln immer noch ein Restlicht sichtbar ist.
Weiterhin beschreibt die DE 10 2014 003 298 A1 Verfahren und Anordnung zur wahlweisen Einschränkung der Erkennbarkeit von Bildern. Hierzu ist ein spezielles optisches Element nötig ist, welches für das von dem Bildschirm ausgehende Licht zu mindestens 70% transparent ist, und welches für aus Leuchtmitteln seitlich einfallendes Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich derart ablenkt, dass in Richtungen, die in Winkeln alpha größer als gamma, mit gamma größer als 20 Grad, zur Flächennormale des Bildschirms gelegen sind, das von dem Bildschirm ausgehende Licht mit dem von dem optischen Element umgelenkten Licht überlagert wird, wodurch im Wesentlichen das auf dem Bildschirm dargestellte Bild nur aus Winkeln beta kleiner gamma zur Flächennormale des Bildschirms uneingeschränkt sichtbar ist.
In der US 2010/0177533 A1 wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem zur wahlweisen Verhüllung von bildgebenden Gegenständen bzw. vor einem Bild ein plattenförmiger Lichtleiter angeordnet ist. Der Lichtleiter beinhaltet aufgedruckte Punkte zur Lichtauskopplung. Für eine (relativ) ungehinderte Sicht auf den Gegenstand bzw. das Bild werden seitlich neben dem Lichtleiter angeordnete Lichtquellen ausgeschaltet. Um eine Seitenansicht zu verhindern, werden besagte Lichtquellen eingeschaltet. Das so in den Lichtleiter eingespeiste Licht wird dann vom Lichtleiter flächig vor dem Gegenstand bzw. dem Bild verteilt, so dass die Sichtbarkeit zur Seite beeinträchtigt wird. Nachteilig ist hierbei, dass die auf den Lichtleiter zur Lichtauskopplung ausgedruckten Punkte die Sicht auf den Gegenstand bzw. das Bild verschlechtern, und zwar auch im Modus der ungehinderten Sicht. Faktisch wird hier die Auflösung des wahrgenommenen Bildes im frei betrachtbaren Modus reduziert. Ferner handelt es sich hierbei nur um statische Gegenstände bzw. Bilder.
Schließlich ist aus der WO 2011/124412 A1 bekannt, zur Beeinflussung der Lichtabstrahlcharakteristik der Großflächen von Lichtleitern räumlich und/oder von der Konzentration her im Lichtleiter verteilte Streupartikel vorzusehen.
Den vorgenannten Verfahren und Anordnungen ist in der Regel der Nachteil gemein, dass sie die Helligkeit des Grundbildschirms deutlich reduzieren und/oder ein aktives, zumindest jedoch ein spezielles, optisches Element zur Modi-Umschaltung benötigen und/oder eine aufwändige sowie teure Herstellung erfordern und/oder die Auflösung im frei betrachtbaren Modus reduzieren.
Beschreibung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Bildschirm und ein Verfahren zu beschreiben, durch die eine sichere Darstellung von Informationen durch einen wahlweise eingeschränkten Betrachtungswinkel realisiert werden können, wobei in einer zweiten Betriebsart eine freie, möglichst im Betrachtungswinkel uneingeschränkte Sicht möglich sein soll. Die Erfindung soll mit einfachen Mitteln möglichst preisgünstig umsetzbar sein. In beiden Betriebsarten soll die native Auflösung des verwendeten Bildschirms sichtbar sein. Ferner soll nur ein möglichst geringer oder kein Lichtverlust durch die Lösung eingeführt werden. Die Lösung soll außerdem für elektronische Displays anwendbar sein, auf deren abgegebenes Licht Bildinformationen aufmodulierbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, gemäß Anspruch 1.
Die Größe X kann hier und in den folgenden Ausgestaltungen der Erfindung auch anders gewählt werden, etwa X ≥ 4, 5, 6, 10, 20, 50, 100 oder noch größer. Sie ist ein Maß dafür, wieviel stärker der Lichtleiter in „seitliche” Einblickwinkel Licht verglichen mit dem in Flächennormale abgestrahlten Licht abstrahlt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bildschirms erzeugen die in der Betriebsart B2 eingeschalteten Leuchtmittel an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters eine Licht-Abstrahlcharakteristik, die im Winkelbereich 0° ≤ α ≤ 30° eine durchschnittliche Leuchtdichte aufweist, welche um einen Faktor X mit X ≥ 2,5 (oder auch größer als 4, 5 etc.) kleiner ist als die höchste messbare (einzelne) Leuchtdichte im Winkelbereich 30° ≤ α ≤ 90° zur Flächennormalen.
Im Idealfall würde auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters eine Licht-Abstrahlcharakteristik vorherrschen, bei der im Winkelbereich 0° ≤ α ≤ 30° zur Flächennormalen nahezu kein Licht ausgekoppelt wird, und bei der im Winkelbereich 30° ≤ α ≤ 90° zur Flächennormalen Licht mit einer Leuchtdichte, die möglichst annähernd so hoch oder sogar höher als Leuchtdichte des Bildschirms in diese Richtung ist, abgestrahlt wird. Dieser Idealfall ist praktisch jedoch kaum realisierbar.
Der Winkel α kann hier gemessen werden entlang der Horizontalen, der Vertikalen und/oder einer anderen Richtung des Bildschirms, aber stets zur Flächennormalen. Wenn beispielsweise die vorgegebenen Bedingungen für eine horizontale und vertikale Winkelmessung gelten, kann der Bildschirm in der Betriebsart B2 aus schrägen Winkeln nicht von links, rechts, oben und unten eingesehen werden. Wenn jedoch die vorgegebenen Bedingungen nur für eine horizontale Winkelmessung gelten, kann der Bildschirm in der Betriebsart B2 lediglich aus schrägen Winkeln nicht von links und rechts eingesehen werden. Von oben und unten jedoch ist die Betrachtung dann in der Regel möglich.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Streupartikel im Lichtleiter in der Form von Mikrolamellen eingearbeitet, wobei die Mikrolamellen wiederum in ein transparentes, nicht-streuendes Material eingebettet sind.
Die Mikrolamellen können dabei typischerweise zwischen 30 μm und 150 μm dick sowie zwischen 30 μm und 300 μm hoch sein. Der durchschnittliche Mittenabstand von Mikrolamelle zu Mikrolamelle kann regelhaft zwischen 40 μm und 150 μm sein. Andere Werte sind möglich. Wichtig ist, dass das Tastverhältnis von Höhe zu Mittenabstand groß genug ist, um bei Schrägsicht auf die Mikrolamellen genügend Licht auszukoppeln.
Ferner können die die Mikrolamellen parallel und/oder unter einem Winkel gekreuzt ausgebildet sein. Wenn sie parallel ausgebildet sind, führt die Lichtauskopplung aus ihnen dazu, dass die Lichtüberlagerung mit den dargestellten Bildinformationen nur in einer Dimension die Sichtbarkeit vermindert, z. B. links-rechts oder oben-unten. Sind die Mikrolamellen 6 hingegen gekreuzt ausgebildet, z. B. rechteckig gekreuzt, führt die Lichtauskopplung aus ihnen dazu, dass die Lichtüberlagerung mit den dargestellten Bildinformationen in zwei Dimension die Sichtbarkeit vermindert, also gleichzeitig links-rechts und oben-unten.
Bei einer möglichen Umsetzung hierzu bestehen die Mikrolamellen aus einem mit Streupartikeln versetzten Silikongummi. Die Streupartikel können in diesem Falle beispielsweise ausgebildet sein als Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln, und/oder vernetzten Polystyrol-Partikeln, wobei die Mikrolamellen selbst wiederum in transparentem Silikongummi eingebettet sind. Dadurch kann eine Abstrahlcharakteristik des Lichtleiters erzielt werden, bei der in kleinen Winkeln zur Flächennormalen des Lichtleiters deutlich weniger Licht ausgekoppelt wird, als in großen Winkel (z. B. größer als 30 oder 45 Grad) hierzu, was ja gewünscht ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst von einem Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend
einen Bildgeber, gemäß dem nebengeordneten Anspruch 6.
Ein entsprechender Bildgeber lässt sich beispielsweise generieren, wenn in einem LCD zur Lichtkonzentration zwischen dem LCD-Panel und dem Backlight gekreuzten OLFs und/oder gekreuzten BEFs gearbeitet wird.
Wesentlich für die Erfindung ist insgesamt eine höhere (relative) Helligkeit des aus dem Lichtleiter herrührenden Lichts gegenüber dem aus dem Bildgeber herrührenden Lichtes in Winkeln, die für die Sicht blockiert werden sollen, während bei nicht-blockierten Winkeln die Verhältnisse genau umgekehrt liegen sollen, d. h. aus solchen Blickrichtungen soll das Licht des Bildgebers stärker sein, als das überlagernde Licht aus dem Lichtleiter.
Für beide vorgenannten Lösungsvarianten des erfindungsgemäßen Bildschirms gilt, dass der Lichtleiter aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin im Wesentlichen homogen verteilten Streupartikeln bestehen kann, wobei die Streupartikel beispielsweise bestehen aus Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln oder vernetzten Polystyrol-Partikeln. Andere Arten von Streupartikeln sind möglich.
Bevorzugt werden als Streupartikel im transparenten Lichtleiter Titandioxid-Partikel einer mittleren Partikelgröße von 150–500 nm in einer Konzentration bezogen auf das Gewicht des jeweiligen Lichtleiters von 0.01–300 Gew.-ppm eingesetzt. Besonders bevorzugt wird für den oder die Lichtleiter eine Konzentration an Streumitteln von Titandioxid-Partikel von 0.1–50 Gew.-ppm, bevorzugt 0.1–10 Gew.-ppm eingesetzt. Dabei haben die Titandioxidpartikel eine mittlere Partikelgröße von 160 bis 450 nm, besonders bevorzugt jedoch von 170 bis 400 nm. Der Haze der Lichtleiter, gemessen nach ASTM D1003, liegt im Bereich von 0,2 bis 2%.
Es ist allerdings auch möglich, als Streupartikel Bariumsulfat in ca. 3 μm Partikelgröße, vernetzte Polystyrol Partikel in ca. 4 μm Partikelgröße oder silsesquioxane Partikel mit ca. 2 μm Partikelgröße in geeigneten Konzentrationen einzusetzen.
Weiterhin kann der Lichtleiter 3 mindestens 40 Gew.%, bevorzugt mindestens 60 Gew.%, Polymethylmethacrylat bezogen auf sein Gewicht, beinhalten.
Dadurch kann eine Abstrahlcharakteristik des Lichtleiters erzielt werden, bei der in kleinen Winkeln zur Flächennormalen des Lichtleiters deutlich weniger Licht ausgekoppelt wird, als in großen Winkel (z. B. größer als 30 oder 45 Grad) hierzu, was ja gewünscht und im Rahmen der Erfindung erforderlich ist.
Allgemein ist es auch möglich, dass der transparente Lichtleiter aus einem Matrixkunststoff A und darin verteilten Streupartikeln aus einem Polymerisat B besteht, wobei der Anteil der Streupartikel bestehend aus Polymerisat B jeweils 0,00001 bis 5 Gewichtsprozent bezogen auf den Matrixkunststoff A beträgt, und die Brechzahl nD(B) des Polymerisats B um mindestens 0,002 Einheiten über der Brechzahl nD(A) des Matrixkunststoffs A liegt.
Die Streupartikel sind, im Falle der Nichtnutzung der Lamellenform für die Streupartikel, im Lichtleiter homogen verteilt, wodurch der Lichtleiter keine inhomogene optische Struktur aufweist. Ferner enthält der plattenförmige Lichtleiter mindestens zwei einander gegenüberliegende Großflächen, die parallel oder geneigt zueinander angeordnet sind. Eine keilförmige Struktur ist auch möglich, wenngleich parallele Großflächen von Vorteil sind. Sinnvolle Dicken des Lichtleiters liegen typischerweise zwischen einschließlich 0,5 mm und einschließlich 4 mm. Andere Dicken können fallbedingt auch sinnvoll sein.
Für alle Ausgestaltungen gilt, dass der Bildgeber zum Beispiel ein LCD, OLED, Plasma-Display, FED-Bildschirm, SED-Bildschirm, VFC-Bildschirm oder eine andere Art von Bildschirm sein kann. Der Bildgeber kann aber auch statischer Natur sein, etwa eine von hinten beleuchtete Folie oder sogar ein gedrucktes Bild. Weitere Varianten sind möglich.
Weiterhin kann es Vorteile bringen, wenn auf der Oberseite des Bildgebers und/oder auf mindestens einer der Großflächen des Lichtleiters Mittel zur Reflexminderung, etwa eine Antiglare- und/oder ein Antireflexbeschichtung, angeordnet sind. Insbesondere eine Antiglarebeschichtung dient im Zusammenhang mit der Erfindung nicht allein der Verminderung von direkten Reflexen externer Lichtspots, sondern erlaubt vielmehr auch die gestreute Rückreflexion des zum Bildgeber hin vom Lichtleiter vor dem Bildgeber abgestrahlten Lichtes.
In allen Ausgestaltungen der Erfindung können die besagten Leuchtmittel LEDs bzw. LED-Zeilen oder Laserdioden sein. Andere Varianten sind denkbar und liegen im Rahmen der Erfindung.
Eine spezielle Ausgestaltung lässt sich erzielen, wenn der Lichtleiter aus zwei Schichten besteht, die wiederum selbst Lichtleiter sind, welche durch einen Extrusionsvorgang hergestellt worden sind, wobei die Schichten derart mit ihren Großflächen eng aneinander anliegen, dass ihre Extrusionsrichtungen gekreuzt sind. Hintergrund ist, dass die Extrusionsrichtung einen starken Einfluss auf die Lichtabstrahlcharakteristik der Lichtleiter hat. Werden diese gekreuzt, so kann vor dem Bildgeber eine Lichtauskopplung zur Überlagerung vom Bildgeber herrührenden Lichts sowohl nach links-rechts, als auch nach oben-unten erzielt werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst von einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, gemäß dem nebengeordneten Anspruch 10.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst von einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, gemäß dem nebengeordneten Anspruch 11.
Andere Grenzwinkel als die genannten 10°, 20°, 30°, 40° oder 45° sind in allen erfinderischen Lösungen, sei es als Bildschirm oder Verfahren, natürlich möglich.
In der Betriebsart B2 ist das aus schrägen, durch die Winkeleinschränkung geblockten Sichtrichtungen wahrnehmbare Bild je nach Ausgestaltung der Leuchtmittel und des Lichtleiter eine graue oder weiße Fläche, in der Regel jedoch nicht eine schwarze Fläche, da ja das Licht, welches der Lichtleiter aussendet, selbst einen schwarzen Bildinhalt sichtbar überstrahlt.
Besonders vorteilhaft findet der erfindungsgemäße Bildschirm und das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung zur Eingabe oder Anzeige von vertraulichen Daten, beispielweise von PIN-Geheimnummern, E-Mails, SMS oder Passwörtern, an Geldautomaten, Zahlungsterminals oder mobilen Geräten.
Für alle Ausgestaltungen gilt, dass jeder vorhandene Lichtleiter mindestens eine Lichteintrittsfläche und mindestens eine Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei das Verhältnis von Lichtaustrittsfläche zu Lichteintrittsfläche mindestens 4 beträgt.
Weiterhin gelten in sinngemäßer Übertragung für die beiden erfindungsgemäßen Verfahren die Anmerkungen und Ausgestaltungsvarianten, die weiter oben für die beiden erfindungsgemäßen Bildschirme beschrieben worden sind. Grundsätzlich bleibt die Leistungsfähigkeit der Erfindung erhalten, wenn die vorbeschriebenen Parameter in bestimmten Grenzen variiert werden.
Weiterhin können die gewünschten eingeschränkten Winkelbereiche für den Modus B2 für eine eingeschränkte Sicht jeweils für die horizontale und vertikale Richtung unabhängig voneinander definiert und umgesetzt werden. Beispielsweise könnte in der vertikalen Richtung ein größerer Winkel (oder ggf. gar keine Einschränkung) sinnvoll sein, als in der horizontalen Richtung, etwa wenn bei Geldautomaten Personen mit unterschiedlicher Größe etwas sehen sollen, während der Seiteneinblick stark eingeschränkt bleiben soll. Für POS-Zahlterminals sind hingegen auf Grund von Sicherheitsbestimmungen oftmals Sichteinschränkungen in der Betriebsart B2 sowohl in horizontaler als in vertikaler Richtung notwendig.
Besonders gut funktioniert die Erfindung dann, wenn in der sichteingeschränkten Betriebsart B2, d. h. wenn die Leuchtmittel eingeschaltet sind, das auf dem Bildschirm dargestellte Bild zu einem gewissen Grad gedimmt wird. Dadurch wird der Überlagerungseffekt des vom Bild herrührenden Lichtes, weil dies nun eine geringere Lichtstärke aufweist, mit dem durch den Lichtleiter abgestrahlten Licht verstärkt, so dass der Sichteinschränkungseffekt verbessert wird. Zur weiteren Verbesserung der Sichteinschränkung könnte in diesem Falle auch z. B. auf dem Bildschirm als Bild dargestellter Text statt schwarz-weiß in schwarz-grau wiedergegeben werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale zeigen, näher erläutert. Es zeigt
1 eine Prinzipskizze zur Auskopplung von Licht, das seitlich in einen Lichtleiter eingekoppelt wird, mit einer definierten Abstrahlcharakteristik,
2 eine Prinzipskizze zum Durchgang von Licht, das aus von einem Bildgeber herrührt, durch einen Lichtleiter,
3 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, wobei das durch den Bildgeber modulierte Licht von Licht aus dem Lichtleiter überlagert wird, um den Sichtschutzeffekt zu erzielen,
4 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus, wobei das durch den Bildgeber modulierte Licht nicht von Licht aus dem Lichtleiter überlagert wird,
5 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lichtleiters mit parallelen Mikrolamellen,
6 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lichtleiters mit gekreuzten Mikrolamellen,
7 eine beispielhafter Graph für ideale Auskoppelverhältnisse des Lichtleiters,
8 eine beispielhafter Graph für reale Auskoppelverhältnisse eines Lichtleiters, der als Streupartikel Bariumsulfat enthält, sowie
9 eine spezielle Ausgestaltung, bei der der Lichtleiter 3 aus zwei Schichten 3a, 3b besteht.
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen (für 1–4 Schnittdarstellungen) wieder.
In 1 ist eine Prinzipskizze zur Auskopplung von Licht, das seitlich von Leuchtmitteln 4 in einen Lichtleiter 3 – hier nur als kleiner Ausschnitt in Schnittdarstellung gezeigt – eingekoppelt wird, mit einer definierten Abstrahlcharakteristik, dargestellt. Die kleinen Punkte 2 stilisieren Streupartikel 2 als Streuzentren für das Licht, welches seitlich von den Leuchtmitteln 4 eingekoppelt wird. Auf Grund von Totalreflexion werden Strahlen des eingekoppelten Lichts (fett gezeichnete Strahlen) an der Außenwand wieder zurück in den Lichtleiter 3 geworfen, bis sie schließlich auf Streupartikel 2 zur gewünschten Auskopplung treffen. Die Auskopplung ist durch das Cluster von je 5 dünnen Strahlen pro Streupartikel stilisiert: Dabei stehen die langen Strahlen in Winkeln zur Seite für eine stärkere Lichtauskopplung in Winkelbereiche, die stärker von der Flächennormalen des Lichtleiters 3 liegen. Die kürzeren Strahlen stilisieren, dass in Winkelbereiche, die näher an der Flächennormalen des Lichtleiters 3 liegen, schon weniger Licht ausgekoppelt wird, während das Minimum an Licht in Flächennormalenrichtung des Lichtleiters 3 ausgekoppelt wird, hier angezeigt durch den kürzesten Pfeil nach oben. Die Darstellung in 1 ist zur besseren Erkennbarkeit stark stilisiert; in der Realität ist eine sehr große Vielzahl an Strahlengängen und Streupartikeln 2 im Lichtleiter 3 umgesetzt.
2 zeigt eine Prinzipskizze zum Durchgang von Licht, das von einem (hier zeichnerisch nicht dargestellten) Bildgeber 5 herrührt, durch einen Lichtleiter 3. Die Streupartikel 2 im Lichtleiter 3 spielen dabei eine im Wesentlichen vernachlässigbare Rolle, da das Licht aus der Hintergrundbeleuchtung 2 herrührt, d. h. nicht seitlich durch eine Schmalseite von Leuchtmitteln 4 eingekoppelt wird und daher nicht bzw. kaum durch Totalreflexion im Lichtleiter 3 hin und her gelenkt wird. In der Betriebsart B1 werden ähnlich die auf das Licht vom Bildgeber 5 aufmodulierten Bildinformationen entsprechend nahezu unbeeinflusst durch den Lichtleiter 3 hindurchgeleitet.
3 gibt eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms 1 in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus wieder, wobei das durch den Bildgeber 5 modulierte Licht von Licht aus dem Lichtleiter 3 überlagert wird, um den Sichtschutzeffekt zu erzielen,
Zu sehen in 3 ist

– ein Bildgeber 5, beispielsweise ein LCD- oder OLED-Display,
– ein in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber 5 gelegener, plattenförmiger, transparenten Lichtleiter 3 mit einem (durchschnittlichen) Haze-Wert kleiner als 10%, gemessen gemäß ASTM D1003, und
– Leuchtmittel 4, die seitlich an einer Schmalseite des Lichtleiters 3 angeordnet sind (vorteilhaft sind weitere Lichtmittel 4 an der gegenüberliegenden Schmalseite angebracht), als Leuchtmittel kommen beispielsweise (kaltweiße) LEDs (z. B. in Zeilenanordnung) in Frage.

Dabei sind in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel 4 eingeschaltet, so dass auf Grund von im Lichtleiter 3 räumlich und/oder von der Konzentration her verteilten Streupartikeln 2 (hier nicht dargestellt) auf mindestens einer der Großflächen F1 (hier die obere Großfläche) des Lichtleiters 3 eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der die durchschnittliche Leuchtdichte gemessen in Winkeln α zur Flächennormale der besagten Großfläche F1 des Lichtleiters 3 mit 0° ≤ α ≤ 10° (alternativ 20°, 30°, 45° oder einer anderen sinnvollen Größe) um mindestens einen Faktor X (mit X ≥ 2,5) kleiner ist, als die höchste messbare Leuchtdichte (damit ist der höchste messbare Einzelwert gemeint) derselben Großfläche F1 des Lichtleiters (3), die in Winkeln α > 10° (bzw. alternativ entsprechend 20°, 30°, 45° oder einer anderen sinnvollen Größe) zur Flächennormale abgestrahlt wird, so dass in der Betriebsart B2 das von dem Bildgeber 5 ausgehende Licht (in 3 als dicke, helle Pfeile eingezeichnet), auf welches Bildinformationen aufmoduliert sind, von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter 3 flächig abstrahlt (in Anlehnung an 2 hier mit dünnen Pfeilen unterschiedlicher Länge dargestellt), wodurch die Sichtbarkeit der auf dem Bildgeber 5 dargestellten Bildinformationen aus Betrachtungswinkeln α > 10° (bzw. alternativ entsprechend 20°, 30°, 45° oder einer anderen sinnvollen Größe) verringert oder sogar verhindert wird.
Der Winkel α kann hier gemessen werden entlang der Horizontalen, der Vertikalen und/oder einer anderen Richtung des Bildschirms (5), aber stets zur Flächennormalen. Wenn beispielsweise die vorgegebenen Bedingungen für eine horizontale und vertikale Winkelmessung gelten, kann der Bildschirm in der Betriebsart B2 aus schrägen Winkeln nicht von links, rechts, oben und unten eingesehen werden. Wenn jedoch die vorgegebenen Bedingungen nur für eine horizontale Winkelmessung gelten, kann der Bildschirm in der Betriebsart B2 lediglich aus schrägen Winkeln nicht von links und rechts eingesehen werden. Von oben und unten jedoch ist die Betrachtung dann in der Regel möglich.
Demgegenüber zeigt 4 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms 1 in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus, wobei das durch den Bildgeber 5 modulierte Licht (dicke, helle Pfeile) nicht von Licht aus dem Lichtleiter 3 überlagert wird, weil jetzt die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet sind. Damit die tritt das Licht des Bildgebers 5 im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter 3 hindurch und erreicht somit den oder die Betrachter im Wesentlichen unbeeinflusst.
Die o. g. Größe X kann hier und in anderen Ausgestaltungen der Erfindung auch anders gewählt werden, etwa X ≥ 4, 5, 6, 10, 20, 50, 100 oder noch größer. Sie ist ein Maß dafür, wieviel stärker der Lichtleiter in „seitliche” Einblickwinkel Licht verglichen mit dem in Flächennormale abgestrahlten Licht abstrahlt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Streupartikel 2 im Lichtleiter in der Form von Mikrolamellen 6 eingearbeitet, wobei die Mikrolamellen 6 wiederum in ein transparentes, nicht-streuendes Material eingebettet sind. Die Mikrolamellen können dabei typischerweise zwischen 30 μm und 150 μm dick sowie zwischen 30 μm und 300 μm hoch sein. Der durchschnittliche Mittenabstand von Mikrolamelle zu Mikrolamelle kann regelhaft zwischen 40 μm und 150 μm sein. Andere Werte sind möglich. Wichtig ist, dass das Tastverhältnis von Höhe zu Mittenabstand groß genug ist, um bei Schrägsicht auf die Mikrolamellen genügend Licht auszukoppeln. Diesbezüglich zeigt 5 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lichtleiters 3 mit parallelen Mikrolamellen, sowie 6 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung des Lichtleiters 3 mit gekreuzten Mikrolamellen.
Ferner können die die Mikrolamellen 6 parallel (siehe 5) und/oder unter einem Winkel gekreuzt (siehe 6 – hier sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Mikrolamellen 6 gekennzeichnet) ausgebildet sein. Wenn sie parallel ausgebildet sind, führt die Lichtauskopplung aus ihnen dazu, dass die Lichtüberlagerung mit den dargestellten Bildinformationen nur in einer Dimension die Sichtbarkeit vermindert, z. B. links-rechts oder oben-unten. Sind die Mikrolamellen 6 hingegen gekreuzt ausgebildet, z. B. rechteckig gekreuzt, führt die Lichtauskopplung aus ihnen dazu, dass die Lichtüberlagerung mit den dargestellten Bildinformationen in zwei Dimensionen die Sichtbarkeit vermindert, also gleichzeitig links-rechts und oben-unten.
Bei einer möglichen Umsetzung hierzu bestehen die Mikrolamellen 6 aus einem mit Streupartikeln 2 versetzten Silikongummi. Die Streupartikel 2 können in diesem Falle beispielsweise ausgebildet sein als Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln, und/oder vernetzten Polystyrol-Partikeln, wobei die Mikrolamellen 6 selbst wiederum in transparentem Silikongummi eingebettet sind.
Alternativ kann auch ohne Streupartikel 2 in Mikrolamellenstruktur gearbeitet werden. Dann werden, wie weiter oben schon beschrieben, die Streupartikel im Wesentlichen homogen im Lichtleiter 2 verteilt. Die 7 zeigt einen beispielhaften Graphen für ideale Auskoppelverhältnisse des Lichtleiters 3 in diesem Fall. In einem derartigen Idealfall würde auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik vorherrschen, bei der im Winkelbereich 0° ≤ α ≤ 30° zur Flächennormalen nahezu kein Licht ausgekoppelt wird, und bei der im Winkelbereich 30° ≤ α ≤ 90° zur Flächennormalen Licht mit einer Leuchtdichte, die möglichst annähernd so hoch oder sogar höher als Leuchtdichte des Bildschirms (5) in diese Richtung ist, abgestrahlt wird. Dieser Idealfall ist praktisch jedoch kaum realisierbar. Dementsprechend gibt 8 einen Graphen für reale Auskoppelverhältnisse eines beispielhaften Lichtleiters 3, der als Streupartikel 2 Bariumsulfat enthält, wieder.
Dadurch kann eine Abstrahlcharakteristik des Lichtleiters erzielt werden, bei der in kleinen Winkeln zur Flächennormalen des Lichtleiters deutlich weniger Licht ausgekoppelt wird, als in großen Winkel (z. B. größer als 30 oder 45 Grad) hierzu, was ja gewünscht ist.
Eine spezielle Ausgestaltung lässt sich erzielen, wenn wie in 9 angedeutet der Lichtleiter 3 aus zwei Schichten 3a, 3b besteht, die wiederum selbst Lichtleiter sind, welche durch einen Extrusionsvorgang hergestellt worden sind, wobei die Schichten 3a, 3b derart mit ihren Großflächen eng aneinander anliegen, dass ihre Extrusionsrichtungen (siehe Pfeile) gekreuzt sind. Hintergrund ist, dass die Extrusionsrichtung einen starken Einfluss auf die Lichtabstrahlcharakteristik der Lichtleiter 3 hat. Werden diese gekreuzt, so kann vor dem Bildgeber 5 eine Lichtauskopplung zur Überlagerung vom Bildgeber 5 herrührenden Lichts sowohl nach links-rechts, als auch nach oben-unten erzielt werden. Die Einkopplung von Licht aus Leuchtmitteln 4 in den Lichtleiter 3 erfolgt dann so, dass in beide Schichten 3a, 3b Licht eingekoppelt wird.
Die Zeichnung 4 lässt sich gedanklich auch zur Erörterung des anderen erfindungsgemäßen Bildschirms 1 einsetzen, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann. Dieser umfasst

– einen Bildgeber 5, der eine Licht-Abstrahlcharakteristik aufweist, bei welcher in Richtung der Flächennormalen des Bildgebers (5) eine höhere Leuchtdichte erzielt wird als in mindestens einem Winkel von mindestens größer gleich 10 Grad (alternativ auch 20, 30, 40 oder 45 Grad) gegenüber der Flächennormalen (dies kann wieder horizontal, vertikal und/oder rotiert dazu gegenüber der horizontalen Richtung des Bildgebers gemessen werden)
– einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber 5 gelegenen, plattenförmigen, transparenten Lichtleiter 3 mit einem Haze-Wert kleiner als 10%, gemessen gemäß ASTM D1003, wobei der Lichtleiter 3 homogen verteilte Streupartikel 2 aufweist, und
– Leuchtmittel 4, die seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters 3 angeordnet sind.

Dabei sind in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet, so dass das von dem Bildgeber 5 ausgehende Licht, auf welches Bildinformationen aufmoduliert sind, im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter 3 hindurchtritt.
In der Betriebsart B2 jedoch, die nicht separat zeichnerisch dargestellt ist, sind die Leuchtmittel 4 eingeschaltet, so dass das von dem Bildgeber 5 ausgehende Licht, auf welches Bildinformationen aufmoduliert sind, von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter 3flächig abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit der auf dem Bildgeber 5 dargestellten Bildinformationen aus Betrachtungswinkeln α > 10° (alternativ entsprechend 20°, 30°, 40° oder 45°) verringert oder sogar verhindert wird. Ein entsprechender Bildgeber 5 lässt sich beispielsweise generieren, wenn in einem LCD zur Lichtkonzentration zwischen dem LCD-Panel und dem Backlight gekreuzten OLFs und/oder gekreuzten BEFs gearbeitet wird. Wesentlich für die Erfindung ist insgesamt eine höhere (relative) Helligkeit des aus dem Lichtleiter 3 herrührenden Lichts gegenüber dem aus dem Bildgeber 5 herrührenden Lichtes in Winkeln, die für die Sicht blockiert werden sollen, während bei nicht-blockierten Winkeln die Verhältnisse genau umgekehrt liegen sollen, d. h. aus solchen Blickrichtungen soll das Licht des Bildgebers 5 stärker sein, als das überlagernde Licht aus dem Lichtleiter 3.
Für die vorgenannten Lösungsvariante des erfindungsgemäßen Bildschirms gilt, dass der Lichtleiter 3 aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin im Wesentlichen homogen verteilten Streupartikeln 2 bestehen kann, wobei die Streupartikel 2 beispielsweise bestehen aus Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln oder vernetzten Polystyrol-Partikeln.
Bevorzugt werden als Streupartikel im transparenten Lichtleiter 3 Titandioxid-Partikel einer mittleren Partikelgröße von 150–500 nm in einer Konzentration bezogen auf das Gewicht des jeweiligen Lichtleiters von 0.01–300 Gew.-ppm eingesetzt. Besonders bevorzugt wird für den oder die Lichtleiter eine Konzentration an Streumitteln von Titandioxid-Partikel von 0.1–50 Gew.-ppm, bevorzugt 0.1–10 Gew.-ppm eingesetzt. Dabei haben die Titandioxidpartikel eine mittlere Partikelgröße von 160 bis 450 nm, besonders bevorzugt jedoch von 170 bis 400 nm. Der Haze der Lichtleiter, gemessen nach ASTM D1003, liegt im Bereich von 0, 2 bis 2%.
Es ist allerdings auch möglich, als Streupartikel Bariumsulfat in ca. 3 μm Partikelgröße, vernetzte Polystyrol Partikel in ca. 4 μm Partikelgröße oder silsesquioxane Partikel mit ca. 2 μm Partikelgröße in geeigneten Konzentrationen einzusetzen.
Weiterhin kann der Lichtleiter 3 mindestens 40 Gew.%, bevorzugt mindestens 60 Gew.%, Polymethylmethacrylat bezogen auf sein Gewicht, beinhalten.
Dadurch kann eine Abstrahlcharakteristik des Lichtleiters erzielt werden, bei der in kleinen Winkeln zur Flächennormalen des Lichtleiters deutlich weniger Licht ausgekoppelt wird, als in großen Winkel (z. B. größer als 30 oder 45 Grad) hierzu, was ja gewünscht ist.
Ferner enthält der plattenförmige Lichtleiter mindestens zwei einander gegenüberliegende Großflächen, die parallel oder geneigt zueinander angeordnet sind. Eine keilförmige Struktur ist auch möglich, wenngleich parallele Großflächen von Vorteil sind. Sinnvolle Dicken des Lichtleiters liegen typischerweise zwischen einschließlich 0,5 mm und einschließlich 4 mm. Andere Dicken können fallbedingt auch sinnvoll sein.
Für alle Ausgestaltungen gilt, dass der Bildgeber 5 zum Beispiel ein LCD, OLED, Plasma-Display, FED-Bildschirm, SED-Bildschirm, VFC-Bildschirm oder eine andere Art von Bildschirm sein kann. Der Bildgeber 5 kann aber auch statischer Natur sein, etwa eine von hinten beleuchtete Folie oder sogar ein gedrucktes Bild. Weitere Varianten sind möglich.
In allen Ausgestaltungen der Erfindung können die besagten Leuchtmittel LEDs bzw. LED-Zeilen oder Laserdioden sein. Andere Varianten sind denkbar und liegen im Rahmen der Erfindung.
Die beiden erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich an Hand der Zeichnungen analog beschreiben. Aus Redundanzgründen wird daher hier die Beschreibung nicht wiederholt.
Sowohl die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Bildschirme als auch die erfindungsgemäßen Verfahren erlauben praktisch gut umsetzbare Lösungen, um eine sichere Darstellung von Informationen durch einen wahlweise eingeschränkten Betrachtungswinkel zu realisieren, während in einer weiteren Betriebsart eine freie, möglichst im Betrachtungswinkel uneingeschränkte Sicht möglich ist. Die Erfindung ist mit einfachen Mitteln preisgünstig realisierbar. In beiden Betriebsarten ist die native Auflösung des verwendeten Bildgeber nutzbar. Außerdem wird nur ein geringer bzw. je nach Ausgestaltung sogar kein Lichtverlust durch die Lösung eingeführt.
Die vorangehend beschriebene Erfindung kann vorteilhaft überall da angewendet werden, wo vertrauliche Daten angezeigt und/oder eingegeben werden, wie etwa bei der PIN-Eingabe oder zur Datenanzeige an Geldautomaten oder Zahlungsterminals oder zur Passworteingabe oder beim Lesen von Emails auf mobilen Geräten.
Bezugszeichenliste

B1: Betriebsart für einen freien Sichtmodus
B2: Betriebsart für einen eingeschränkten Sichtmodus
1: Bildschirm
2: Streupartikel
3: Lichtleiter
3a: Schicht des Lichtleiters 3
3b: Schicht des Lichtleiters 3
4: Leuchtmittel
5: Bildgeber
6: Mikrolamelle

Claims

Bildschirm (1), der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend einen Bildgeber (5), – mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber (5) gelegenen, bevorzugt plattenförmigen, transparenten Lichtleiter (3) mit Streupartikeln (2), und – Leuchtmittel (4), die an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (3) angeordnet sind, – wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet sind, so dass das von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, und – wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel (4) eingeschaltet sind, so dass auf Grund der Streupartikel (2) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der das in der Betriebsart B2 von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit des von dem Bildgeber (5) abgegebenen Bildes verringert oder sogar verhindert wird, – dadurch gekennzeichnet, dass – der Bildgeber (5) ein elektronisches Display ist, auf dessen Licht Bildinformationen aufmoduliert sind, – die Streupartikel (2) räumlich und/oder von der Konzentration her im Lichtleiter (3) verteilt angeordnet sind, – der transparente Lichtleiter (3) einen Haze-Wert kleiner als 20%, bevorzugt kleiner als 10%, besonders bevorzugt kleiner als 5%, gemessen gemäß ASTM D1003 aufweist, und – die durchschnittliche Leuchtdichte der von den Leuchtmitteln (4) im Lichtleiter (3) erzeugten Licht-Abtrahlcharakteristik, gemessen in Winkeln α zur Flächennormale der besagten Großfläche F1 des Lichtleiters (3) mit 0° ≤ α ≤ 10° (alternativ α ≤ 20°, 30°, 40°, 45°) um mindestens einen Faktor X (mit X ≥ 2,5) kleiner ist, als die höchste messbare Leuchtdichte derselben Großfläche F1 des Lichtleiters (3), die in Winkeln α > 10° (alternativ α > 20°, 30°, 40°, 45°) zur Flächennormale abgestrahlt wird.
Bildschirm (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Betriebsart B2 eingeschalteten Leuchtmittel (4) an mindestens einer der Schmalseiten des Lichtleiters (3) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugen, die im Winkelbereich 0° ≤ α ≤ 30° eine durchschnittliche Leuchtdichte aufweist, welche um einen Faktor X mit X ≥ 2,5 kleiner ist als die höchste messbare Leuchtdichte im Winkelbereich 30° ≤ α ≤ 90°.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Streupartikel (2) im Lichtleiter in der Form von Mikrolamellen (6) eingearbeitet sind, wobei die Mikrolamellen (6) wiederum in ein transparentes, nicht-streuendes Material eingebettet sind.
Bildschirm (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolamellen (6) parallel und/oder unter einem Winkel gekreuzt ausgebildet sind.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrolamellen (6) ausgebildet sind als mit geeigneten Streupartikeln (2), wie beispielsweise Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln, und/oder vernetzten Polystyrol-Partikeln, versetztes Silikongummi, wobei die Mikrolamellen (6) wiederum in transparentem Silikongummi eingebettet sind.
Bildschirm (1), der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend einen Bildgeber (5), – mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber (5) gelegenen, bevorzugt plattenförmigen, transparenten Lichtleiter (3) mit Streupartikeln (2), – die Streupartikel (2) räumlich und/oder von der Konzentration her im Lichtleiter (3) verteilt angeordnet sind, und – Leuchtmittel (4), die an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (3) angeordnet sind, – wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet sind, so dass das von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, und – wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel (4) eingeschaltet sind, so dass auf Grund der Streupartikel (2) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der das in der Betriebsart B2 von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit des von dem Bildgeber (5) abgegebenen Bildes aus Betrachtungswinkeln α > 10° (alternativ 20°, 30°, 40°, 45°) verringert oder sogar verhindert wird, – dadurch gekennzeichnet, dass – der Bildgeber (5) ein elektronisches Display ist, auf dessen Licht Bildinformationen aufmoduliert sind, – der transparente Lichtleiter (3) einen Haze-Wert kleiner als 20%, bevorzugt kleiner als 10%, besonders bevorzugt kleiner als 5%, gemessen gemäß ASTM D1003 aufweist, und – der Bildgeber (5) eine Licht-Abstrahlcharakteristik aufweist, bei welcher in Richtung der Flächennormalen des Bildgebers (5) eine höhere Leuchtdichte erzielt wird als in mindestens einem Winkel von mindestens größer gleich 10° (alternativ 20°, 30°, 40, 45°) gegenüber der Flächennormalen.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (3) aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin im Wesentlichen homogen verteilten Streupartikeln (2) besteht, wobei die Streupartikel (2) beispielsweise bestehen aus Titandioxid, Bariumsulfat, silsesquioxanen Partikeln oder vernetzten Polystyrol-Partikeln.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Lichtleiter (3) aus einem Matrixkunststoff A und darin verteilten Streupartikeln (2) aus einem Polymerisat B besteht, wobei der Anteil der Streupartikel bestehend aus Polymerisat B jeweils 0,00001 bis 5 Gewichtsprozent bezogen auf den Matrixkunststoff A beträgt, und die Brechzahl nD(B) des Polymerisats B um mindestens 0,002 Einheiten über der Brechzahl nD(A) des Matrixkunststoffs A liegt.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (3) besteht aus zwei Schichten (3a, 3b), die wiederum selbst Lichtleiter sind, welche durch einen Extrusionsvorgang hergestellt worden sind, wobei die Schichten (3a, 3b) derart mit ihren Großflächen eng aneinander anliegen, dass ihre Extrusionsrichtungen gekreuzt sind.
Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, umfassend die folgenden Schritte: – Darstellen von Bildinformationen auf einem Bildgeber (5), – Durchleiten des von dem Bildgeber (5) ausgehenden Lichtes durch mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber (5) gelegenen, bevorzugt plattenförmigen, transparenten Lichtleiter (3) mit Streupartikeln (2), wobei an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (3) Leuchtmittel (4) angeordnet sind, – für die Betriebsart B1: Ausschalten der Leuchtmittel (4), so dass das von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, oder alternativ – für die Betriebsart B2: Einschalten der Leuchtmittel (4), so dass auf Grund der Streupartikel (2) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der das in der Betriebsart B2 von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit des von dem Bildgeber (5) abgegebenen Bildes verringert oder sogar verhindert wird, – dadurch gekennzeichnet, dass – der Bildgeber (5) ein elektronisches Display ist, auf dessen Licht die besagten Bildinformationen aufmoduliert sind, – die Streupartikel (2) räumlich und/oder von der Konzentration her im Lichtleiter (3) verteilt angeordnet sind, – der transparente Lichtleiter (3) einen Haze-Wert kleiner als 20%, bevorzugt kleiner als 10%, besonders bevorzugt kleiner als 5%, gemessen gemäß ASTM D1003 aufweist, und – die durchschnittliche Leuchtdichte der von den Leuchtmitteln (4) im Lichtleiter (3) erzeugten Licht-Abtrahlcharakteristik, gemessen in Winkeln α zur Flächennormale der besagten Großfläche F1 des Lichtleiters (3) mit 0° ≤ α ≤ 10° (alternativ α ≤ 20°, 30°, 40°, 45°) um mindestens einen Faktor X (mit X 2,5) kleiner ist, als die höchste messbare Leuchtdichte derselben Großfläche F1 des Lichtleiters (3), die in Winkeln α > 10° (alternativ α > 20°, 30°, 40°, 45°) zur Flächennormale abgestrahlt wird.
Verfahren zur Darstellung von Bildinformationen in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, umfassend die folgenden Schritte: – Darstellen von Bildinformationen auf einem Bildgeber (5), – Durchleiten des von dem Bildgeber (5) ausgehenden Lichtes durch mindestens einen in Betrachtungsrichtung vor dem Bildgeber (5) gelegenen, bevorzugt plattenförmigen, transparenten Lichtleiter (3) mit Streupartikeln (2), wobei an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (3) Leuchtmittel (4) angeordnet sind, – für die Betriebsart B1: Ausschalten der Leuchtmittel (4), so dass das von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, oder alternativ – für die Betriebsart B2: Einschalten der Leuchtmittel (4), so dass auf Grund der Streupartikel (2) auf mindestens einer der Großflächen F1 des Lichtleiters (3) eine Licht-Abstrahlcharakteristik erzeugt wird, bei der das in der Betriebsart B2 von dem Bildgeber (5) ausgehende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Sichtbarkeit des von dem Bildgeber (5) abgegebenen Bildes verringert oder sogar verhindert wird, – dadurch gekennzeichnet, dass – der Bildgeber (5) ein elektronisches Display ist, auf dessen Licht Bildinformationen aufmoduliert sind, – die Streupartikel (2) räumlich und/oder von der Konzentration her im Lichtleiter (3) verteilt angeordnet sind, und – der transparente Lichtleiter (3) einen Haze-Wert kleiner als 20%, bevorzugt kleiner als 10%, besonders bevorzugt kleiner als 5%, gemessen gemäß ASTM D1003 aufweist, und – der Bildgeber (5) eine Licht-Abstrahlcharakteristik aufweist, bei welcher in Richtung der Flächennormalen des Bildgebers (5) eine höhere Leuchtdichte erzielt wird als in mindestens einem Winkel von mindestens größer gleich 10° (alternativ 20°, 30°, 40, 45°) gegenüber der Flächennormalen.