DE102016007814A1

DE102016007814A1 - Bildschirm und Verfahren für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus

Info

Publication number: DE102016007814A1
Application number: DE102016007814.6A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schröter; Jürgen Schwarz; Ambrose Peter Nari; Markus Klippstein; Stepan Alkhimenko
Original assignee: SiOptica GmbH
Current assignee: SiOptica GmbH
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: DE102016007814B4

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 eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (2), die in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (2) angeordneten transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5), beispielsweise ein LCD-Panel, ein in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung (5) gelegener, plattenförmiger Lichtleiter (3), welcher aus einem transparenten Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, und Leuchtmittel (4), die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters (3) angeordnet und zur Abstrahlung farbigen Lichtes geeignet sind, wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung (2) ausgehende und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (5) hindurchdringende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, und wobei in der Betriebsart 62 die Leuchtmittel (4) eingeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung (2) in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlte und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (5) hindurchdringende Licht von Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5) dargestellten Bildes (6) außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches verringert wird. Es wird ferner ein entsprechendes Verfahren beschrieben.

Description

Gebiet der Erfindung
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 Flüssigkristellen 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 verwendet 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.
In der Ausgestaltung nach 7 der US 2009/0067156 ist zwingend eine Phosphorschicht notwendig, diese soll UV-Licht in sichtbares Licht umwandeln. Dieser Aufwand ist groß und bei dem Wunsch nach hinreichend Licht aus dem Backlight, um ein LCD-Panel lesbar zu beleuchten, werden sehr große Intensitäten an UV-Licht benötigt. Mithin ist dies teuer, aufwändig und schon von der Abschirmung der benötigten UV-Strahlung her nicht praktikabel.
Die US 2012/0235891 beschreibt ein sehr aufwändiges Backlight in einem Bildschirm. Dort kommen gemäß 1 und 15 nicht nur mehrere Lichtleiter zum Einsatz, sondern auch weitere komplexe optische Elemente wie etwa Mikrolinsenelemente 40 und Prismenstrukturen 50, die das Licht von der hinteren Beleuchtung auf dem Weg zur vorderen Beleuchtung umformen. Dies ist teuer und aufwändig umzusetzen und ebenso mit Lichtverlust verbunden. Gemäß der Variante nach 17 in der US 2012/0235891 produzieren beide Lichtquellen 4R und 18 Licht mit einem schmalen Beleuchtungswinkel, wobei das Licht von der hinteren Lichtquelle 18 erst aufwändig in Licht mit einem großen Beleuchtungswinkel, umgewandelt wird. Diese komplexe Umwandlung ist – wie weiter oben schon bemerkt – stark helligkeitsmindernd.
Gemäß der JP 2007-155783 werden spezielle, aufwändig zu berechnende und herzustellende optische Oberflächen 19 genutzt, die dann Licht je nach Lichteinfallswinkel in verschiedene schmale oder breite Bereiche ablenken. Diese Strukturen ähneln Fresnel-Linsen. Ferner sind Störflanken vorhanden, die Licht in unerwünschte Richtungen ablenken. Somit bleibt unklar, ob wirklich sinnvolle Lichtverteilungen erreicht werden können.
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, verwendet, 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 Bildwiedergabeeinrichtung, z. B. einem IC-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.
Schließlich 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.
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 vermittels eines wahlweise eingeschränkten Betrachtungswinkels realisiert werden kann, wobei in einer weiteren 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 eine möglichst hohe Auflösung, besonders bevorzugt die native Auflösung des verwendeten Bildschirms, sichtbar sein. Ferner soll durch die Lösung nur ein möglichst geringer Lichtverlust sowie eine geringe Bildverfälschung im bei der sicheren Darstellung eingeführt werden.
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, umfassend

– eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung, die in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt,
– eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordnete transmissive Bildwiedergabeeinrichtung, beispielsweise ein LCD-Panel oder ein anderer durchscheinender Lichtmodulator,
– ein in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung gelegener (d. h. mit oder ohne Abstand, z. B. 0 mm, 1 mm, 2 mm, 5 mm, 8 mm oder 10 mm zur transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung), plattenförmiger Lichtleiter, welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, und
– Leuchtmittel, die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters angeordnet sind, wobei die Leuchtmittel geeignet sind, farbiges Licht abzustrahlen,
– wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel ausgeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung ausgehende und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung hindurchdringende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter hindurchtritt, und
– wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel eingeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlte und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung hindurchdringende Licht von farbigem Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich („groß” heißt in diesem Falle über einen Winkelbereich von mindestens 120 Grad oder mehr, bis nahezu zum Halbraum vor dem Lichtleiter) abstrahlt, wodurch die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung dargestellten Bildes außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches (deutlich) verringert oder sogar vollständig abgestellt wird.

Mit „farbigem Licht ist insbesondere sichtbares Licht gemeint, welches nicht weiß ist, also z. B. Licht in den Farben rot, grün, blau, türkis, gelb, cyan, magenta oder gelb. Ferner kann dieses Licht wahlweise in verschiedenen Helligkeitsstufen abgestrahlt werden. Außerdem ist es möglich, dass die Farbigkeit des von den Leuchtmitteln ausgehenden Lichtes auch zeitlich moduliert wird, etwa in Farbe und/oder Helligkeit. Darüber hinaus können die Leuchtmittel auch mit verschiedenen einzelnen Leuchtmitteln umgesetzt werden, etwa RGB-LEDs in LED-Zeilen, die gleichzeitig oder zeitlich versetzt und/oder räumlich versetzt jeweils Licht unterschiedlicher Farben und/oder unterschiedlicher Helligkeit abstrahlen.
In der Betriebsart B2 ist das aus schrägen, durch die Winkeleinschränkung geblockten Sichtrichtungen, wahrnehmbare Bild je nach Ausgestaltung der Leuchtmittel dann eine entsprechend gefärbte Fläche, in der Regel jedoch eben nicht eine schwarze oder weiße Fläche, da ja das farbige Licht, welches der Lichtleiter aussendet, aus schräger Betrachtungsrichtung selbst einen hellen Bildinhalt sichtbar überstrahlt.
Die Leuchtmittel können Licht in einer Farbe abstrahlen, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung dargestellten Bild nicht vorkommt. Alternativ können die Leuchtmittel Licht in einer Farbe abstrahlen, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung dargestellten Bild vorkommt bzw. im Farbspektrum nahe an einer solchen Farbe liegt. Weiterhin können die Leuchtmittel Licht in einer Farbe abstrahlen, die in etwa der Komplementärfarbe einer Farbe, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung dargestellten Bild vorkommt, entspricht. Weitere Regeln können aufgestellt werden, etwa dass die für die vorbenannte Auswahl der Farbe im Bild, welche Auswahl der Farbe des Lichtes der Leuchtmittel indiziert, die im Bild flächenmäßig am häufigsten vorkommende Farbe sein kann. Die Wellenlängenbereiche des von den Leuchtmitteln abgestrahlten Lichtes können spektral vollständig, teilweise oder gar nicht mit den Wellenlängenbereichen des von der Bildwiedergabeeinrichtung ausgehenden Lichtes übereinstimmen.
Die flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung kann beispielsweise ausgebildet sein, wie in den Schriften WO 2015/121398 oder auch der US 2013/0308185 vorgeschlagen. Andere Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich.
Eine solche flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung strahlt in den meisten bekannten Ausgestaltungen in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht zwar in einen eingeschränkten Winkelbereich ab, jedoch ist diese Richtungsselektion bei weitem nicht vollständig, was dazu führt, das man auf einer transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung vor einer solchen Hintergrundbeleuchtung selbst aus Schrägsicht immer noch den Bildinhalt vollständig oder zu großen Teilen erkennen kann, wenn auch mit schwacher Helligkeit und/oder mit schwachem Hell-Dunkel-Kontrast. Diese immer noch mögliche Schrägsicht wird auf Grund der Erfindung vollständig oder nahezu vollständig eliminiert: durch die Überlagerung des von der Hintergrundbeleuchtung in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlten und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung hindurchdringende Licht mit farbigem Licht, welches der Lichtleiter nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wird die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung dargestellten Bildes außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches massiv verringert, oftmals sogar komplett abgestellt. Die besagte Restsichtbarkeit hat unter anderem damit zu tun, dass viele LCD-Panels eine Volumenstreuung und/oder eine streuende Antiglare-Oberfläche aufweisen, die das von hinten eintreffende, in eingeschränkte Raumwinkel gerichtete Licht teilweise streuen, wodurch auch unter schrägen Winkeln eine Restsichtbarkeit gegeben ist.
Der plattenförmige Lichtleiter weist in der Regel einen von Haze < 10%, bevorzugt von < 4%, besonders bevorzugt < 2% gemessen gemäß ASTM D1003 auf. Ferner kommen als Streupartikel insbesondere Titandioxidpartikel in Frage. Andere Ausgestaltungen sind möglich, etwa mit Partikeln aus Bariumsulfat, mit silsesquioxanen Partiken oder mit vernetzten Polystyrol-Partikeln oder noch anderen Arten von Partikeln. Die Streupartikel sind in der Regel homogen verteilt, wodurch das optische Element 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 somit möglich, wenngleich parallele Großflächen von Vorteil sind. Sinnvolle Dicken des Lichtleiters liegen typischerweise zwischen einschließlich 0,25 mm und einschließlich 4 mm. Andere Dicken können fallbedingt auch sinnvoll sein.
In vorteilhaften Ausgestaltungen besteht die Hintergrundbeleuchtung aus

– einem flächigen Strahler, der vorzugsweise als Lichtleiter mit seitlich angeordneten Leuchtmitteln ausgebildet ist,
– mindestens einem in den flächigen Strahler integrierten und/oder davor angeordneten Lichtkollimator (z. B. 2 gekreuzte BEF-Folien, 2 gekreuzte „Optical Lighting Films” (OLF) Typ 2301 von 3M^TM, und/oder einen oder mehrere Privacyfilter, z. B. Vikuiti von 3M),
– einem in Betrachtungsrichtung vor dem Lichtkollimator angeordneten plattenförmigen, transparenten (vorderen) Lichtleiter, welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, sowie
– (vorderen) Leuchtmitteln, die seitlich an Schmalseiten des (vorderen) Lichtleiters angeordnet sind,
– wobei in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtbereich mindestens die (vorderen) Leuchtmittel, und wahlweise auch der flächige Strahler eingeschaltet sind (d. h. wenn der flächige Strahler als Lichtleiter ausgebildet ist, werden selbstredend die Leuchtmittel des flächigen Strahlers eingeschaltet), und
– wobei in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtbereich die (vorderen) Leuchtmittel aus- und der flächige Strahler eingeschaltet sind (d. h. wenn der flächige Strahler als Lichtleiter ausgebildet ist, werden ebenso die ihm zugeordneten Leuchtmittel eingeschaltet).

Für den (vorderen) Lichtleiter und ggf. den Lichtleiter des flächigen Strahlers gelten die weiter oben genannten Ausgestaltungsmöglichkeiten zum Lichtleiter oberhalb der Bildwiedergabeeinrichtung analog.
Vorteilhaft werden als Streupartikel in den transparenten Lichtleitern 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.
Es ist möglich, dass die transparenten Lichtleiter jeweils aus einem Matrixkunststoff A und darin verteilten Streupartikeln aus einem Polymerisat B bestehen, wobei der Anteil der Streupartikel bestehend aus Polymerisat B jeweils 0,01 bis 3 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.
Ferner können die Lichtleiter mindestens 40 Gew.%, bevorzugt mindestens 60 Gew.%, Polymethylmethacrylat bezogen auf ihr Gewicht, beinhalten.
Weiterhin kann es Vorteile bringen, wenn auf der Oberseite der Bildwiedergabeeinrichtung und/oder auf mindestens einer der Großflächen des Lichtleiters vor der Bildwiedergabeeinrichtung 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 vom Lichtleiter vor der Bildwiedergabeeinrichtung zur Bildwiedergabeeinrichtung hin abgestrahlten Lichtes.
Es ist außerdem möglich, die Hintergrundbeleuchtung als nicht schaltbar, d. h. als stets Licht in etwa in den Halbraum abstrahlend, auszugestalten.
In allen vorgenannten Ausgestaltungen können die besagten Leuchtmittel LEDs bzw. LED-Zeilen oder Laserdioden sein. Andere Varianten sind denkbar und liegen im Rahmen der Erfindung. Besonders vorteilhaft findet der erfindungsgemäße Bildschirm Verwendung zur Eingabe oder Anzeige von vertraulichen Daten, beispielweise von PIN-Geheimnummern, E-mails, SMS oder Passwörtern, an Geldautomaten, Zahlungsterminals oder mobilen Geräten.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst von einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Darstellung eines Bildes in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, umfassend die folgenden Schritte:

– für die Betriebsart B1: Flächiges Abstrahlen von Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich für einen freien Sichtmodus, bevorzugt von einer flächenartig ausgedehnten Hintergrundbeleuchtung, oder alternativ
– für die Betriebsart B2: Flächiges Abstrahlen von Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich für einen eingeschränkten Sichtmodus, bevorzugt von einer flächenartig ausgedehnten Hintergrundbeleuchtung,
– Modulation des flächig abgestrahlten Lichtes, um diesem Licht die Bildinformationen des Bildes aufzuprägen, bevorzugt vermittels einer transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung, beispielsweise eines LCD-Panels oder eines Shutters,
– Durchleiten des so modulierten Lichtes durch einen plattenförmigen Lichtleiter (in der Regel durch die Großflächen des Lichtleiter), welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, wobei an den Schmalseiten des Lichtleiters Leuchtmittel seitlich angeordnet sind, welche geeignet sind, farbiges Licht abzustrahlen,
– für die Betriebsart B1: Ausschalten der Leuchtmittel, so dass das flächig abgestrahlte und sodann mit den Bildinformationen des Bildes modulierte Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter hindurchtritt, oder alternativ
– für die Betriebsart B2: Einschalten der Leuchtmittel, so dass das flächig abgestrahlte und sodann mit den Bildinformationen des Bildes modulierte Licht von farbigem Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt („groß” heißt in diesem Falle über einen Winkelbereich von mindestens 120 Grad oder mehr, bis nahezu zum Halbraum vor dem Lichtleiter), wodurch die Restsichtbarkeit des Bildes außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches verringert oder vollständig abgestellt wird.

Es gelten hier sinngemäß die Ausgestaltungsvarianten zu dem erfindungsgemäßen Bildschirm. Diese werde hier aus Redundanzgründen nicht wiederholt.
Im erfindungsgemäßen Bildschirm und auch bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiterhin eine elektronische Ansteuerung vorgesehen sein, welche den Übergang zwischen den Betriebsmodi B1 und B2 oder umgekehrt graduell steuert, indem die Hintergrundbeleuchtung, die Leuchtmittel und ggf. weitere Komponenten entsprechend angesteuert werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass über einen zeitlichen Verlauf hinweg jeweils die Helligkeit einer oder mehrerer Komponenten (i. d. R. Leuchtmittel) auf Null gefahren wird, während gleichzeitig die Helligkeit anderer Komponenten (i. d. R. anderer Leuchtmittel) auf ein Maximum oder einen bestimmten Wert hochgefahren wird, und umgekehrt.
Ferner kann in bestimmten Ausgestaltungsvarianten vorgesehen sein, dass der Lichtleiter vor der Bildwiedergabeeinrichtung auf seiner der Bildwiedergabeeinrichtung zugewandten Seite teilverspiegelt ist. Dabei kann die Stärke der Verspiegelung zum Ausgleich von Helligkeitsunterschieden in der Betriebsart B1 über die Fläche des aus dem Lichtleiter ausgekoppelten Lichts variierend ausgestaltet sein, oder nur solche Bereiche sind teilverspiegelt, bei denen die Helligkeit ohne Verspiegelung unter einem vorgegebenen Grenzwert abgefallen ist.
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 ein Bild sehen sollen, während der Seiteneinblick stark oder komplett eingeschränkt bleiben soll. Für POS-Zahlterminals sind hingegen auf Grund von Sicherheitsbestimmungen oftmals Sichteinschränkungen im Modus B2 sowohl in horizontaler als in vertikaler Richtung notwendig.
Grundsätzlich bleibt die Leistungsfähigkeit der Erfindung erhalten, wenn die vorbeschriebenen Parameter in bestimmten Grenzen variiert 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 farbigem Licht, das seitlich in einen Lichtleiter eingekoppelt wird, in einen großen Raumwinkel,
2 eine Prinzipskizze zum Durchgang von Licht, das aus einer Hintergrundbeleuchtung herrührt, durch einen Lichtleiter,
3 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, bei dem die Bildwiedergabeeinrichtung mit im Raumwinkel eingeschränkten Licht ausgeleuchtet wird, wobei das durch die Bildwiedergabeeinrichtung modulierte Licht von farbigem Licht aus einem Lichtleiter überlagert wird, um den erfindungsgemäßen Sichtschutzeffekt zu verstärken,
4 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus, bei dem die Bildwiedergabeeinrichtung mit im Raumwinkel nicht eingeschränkten Licht ausgeleuchtet wird, wobei das durch die Bildwiedergabeeinrichtung modulierte Licht nicht von Licht aus einem Lichtleiter überlagert wird,
5 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Hintergrundbeleuchtung, hier dargestellt für die Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus, sowie
6 eine Prinzipskizze zu einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Hintergrundbeleuchtung, hier dargestellt für die Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus.
Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen (in der Regel Schnittdarstellungen) wieder.
In 1 ist eine Prinzipskizze zur Auskopplung von farbigem Licht, beispielsweise blauem Licht, das seitlich von Leuchtmitteln 4 in einen Lichtleiter 3 – hier nur als kleiner Ausschnitt in Schnittdarstellung gezeigt – eingekoppelt wird, in einen großen Raumwinkel, dargestellt. Die kleinen Punkte stilisieren Streupartikel als Streuzentren für das Licht, welches seitlich von den Leuchtmitteln 4 eingekoppelt wird. Auf Grund von Totalreflexion werden Strahlen des eingekoppelten farbigen Lichts (fett gezeichnete Strahlen) an der Außenwand wieder zurück in den Lichtleiter 3 geworfen, bis sie schließlich auf einen Streupartikel zur gewünschten Auskopplung treffen. Die Auskopplung ist durch Vielzahl von dünnen Strahlen stilisiert. Die Darstellung in 1 ist zur besseren Erkennbarkeit stark stilisiert; in der Realität ist eine sehr große Vielzahl an Strahlengängen im Lichtleiter 3 umgesetzt.
2 zeigt eine Prinzipskizze zum Durchgang von Licht, das aus einer (zeichnerisch nicht dargestellten) Hintergrundbeleuchtung 2 herrührt, durch einen Lichtleiter 3. Die Streupartikel 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.
3 gibt eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms 1 in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus wieder, bei der die Bildwiedergabeeinrichtung 5 mit im Raumwinkel eingeschränkten Licht ausgeleuchtet wird, wobei das durch die Bildwiedergabeeinrichtung 5 mit Bildinformationen eines Bildes 6 [das Bild 6 ist hier nicht dargestellt] modulierte Licht von farbigem Licht aus einem Lichtleiter 3 (mit gestrichelten Pfeilen dargestellt) überlagert wird, um den Sichtschutzeffekt zu verstärken. In der Betriebsart B2 sind im Bildschirm 1 also folgende Komponenten aktiv:

– eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2, die in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt,
– eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 2 angeordnete transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 5, beispielsweise ein LCD-Panel,
– ein in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung 5 gelegener (d. h. mit oder ohne Abstand zur transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 5), plattenförmiger Lichtleiter 3, welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, und
– Leuchtmittel 4, die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters 3 angeordnet sind und farbiges Licht abstrahlen, (in 3 sind nur Leuchtmittel 4 an einer Seite eingezeichnet, diese können aber z. B. zusätzlich auch auf der gegenüberliegenden Schmalseite des Lichtleiters 3, oder an 3 oder sogar an 4 Schmalseiten vorhanden sein),
– wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel 4 eingeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung 2 in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlte und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 5 hindurchdringende Licht (mit den fetten Pfeilen eingezeichnet in 3) von farbigem Licht (mit Strichlinien dargestellt) überlagert wird, welches der Lichtleiter 3 nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich („groß” heißt in diesem Falle über einen Winkelbereich von mindestens 120 Grad oder mehr, bis nahezu zum Halbraum vor dem Lichtleiter 3) abstrahlt, wodurch die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 5 dargestellten Bildes 6 außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches (deutlich) verringert oder sogar vollständig abgestellt wird.

Mit „farbigem Licht” ist insbesondere sichtbares Licht gemeint, welches nicht weiß ist, also z. B. Licht in den Farben rot, grün, blau, türkis, gelb, cyan, magenta oder gelb. Ferner kann dieses Licht wahlweise in verschiedenen Helligkeitsstufen abgestrahlt werden. Außerdem ist es möglich, dass die Farbigkeit des von den Leuchtmitteln 4 ausgehenden Lichtes auch zeitlich moduliert wird, etwa in Farbe und/oder Helligkeit. Darüber hinaus können die Leuchtmittel 4 auch mit verschiedenen einzelnen Leuchtmitteln umgesetzt werden, etwa RGB-LEDs in LED-Zeilen, die gleichzeitig oder zeitlich versetzt und/oder räumlich versetzt jeweils Licht unterschiedlicher Farben abstrahlen.
Demgegenüber zeigt 4 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Bildschirms 1 in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus, bei der die Bildwiedergabeeinrichtung 5 mit im Raumwinkel nicht eingeschränkten Licht ausgeleuchtet wird, wobei das durch die Bildwiedergabeeinrichtung modulierte Licht nicht von Licht aus einem Lichtleiter 3 überlagert wird. In der Betriebsart B1 sind im Bildschirm 1 also folgende Komponenten aktiv bzw. vorhanden:

– eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2, die in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt,
– eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 2 angeordnete transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 5, beispielsweise ein LCD-Panel oder ein anderer durchscheinender Lichtmodulator,
– ein in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung 5 gelegener (d. h. mit oder ohne Abstand zur transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 5), plattenförmiger Lichtleiter 3, welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, und
– Leuchtmittel 4, die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters 3 angeordnet,
– wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel 4 ausgeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung 2 ausgehende und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 5 hindurchdringende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter 3 hindurchtritt.

Der plattenförmige Lichtleiter weist in der Regel einen von Haze < 10%, bevorzugt von < 4%, besonders bevorzugt von < 2% gemessen gemäß ASTM D1003 auf. Ferner kommen als Streupartikel insbesondere Titandioxidpartikel in Frage. Andere Ausgestaltungen sind jedoch möglich, etwa mit Partikeln aus Bariumsulfat, mit silsesquioxanen Partiken oder mit vernetzten Polystyrol-Partikeln oder noch anderen Arten von Partikeln. Die Streupartikel sind in der Regel homogen verteilt, wodurch der Lichtleiter 3 keine inhomogene optische Struktur aufweist. Ferner enthält der plattenförmige Lichtleiter 3 mindestens zwei einander gegenüberliegende Großflächen, die parallel oder geneigt zueinander angeordnet sind.
Die flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2 kann beispielsweise ausgebildet sein, wie in der WO 2015/121398 vorgeschlagen.
Dazu zeigt 5 eine Prinzipskizze einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Hintergrundbeleuchtung 2, hier dargestellt für die Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus. Entsprechend zeigt 6 eine Prinzipskizze zur einen vorteilhaften Ausgestaltung einer Hintergrundbeleuchtung 2, hier dargestellt für die Betriebsart 62 für einen eingeschränkten Sichtmodus. Eine solche Hintergrundbeleuchtung 2 besteht beispielsweise aus

– einem flächigen Strahler 2a, der vorzugsweise als Lichtleiter mit seitlich angeordneten Leuchtmitteln 2b ausgebildet ist,
– mindestens einem in den flächigen Strahler 2a integrierten und/oder davor angeordneten Lichtkollimator 2c (z. B. 2 gekreuzte BEF-Folien, 2 gekreuzte „Optical Lighting Films” (OLF) Typ 2301 von 3M^IM, und/oder einen oder mehrere Privacyfilter, z. B. Vikuiti von 3M^TM),
– einem in Betrachtungsrichtung vor dem Lichtkollimator 2c angeordneten plattenförmigen, transparenten Lichtleiter 2d, welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, sowie
– Leuchtmitteln 2e, die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters 2d angeordnet sind,
– wobei in der in 5 dargestellten Betriebsart B1 für einen freien Sichtbereich mindestens die Leuchtmittel 2e, und hier im Beispiel auch der flächige Strahler 2a eingeschaltet sind (d. h. wenn der flächige Strahler 2a als Lichtleiter ausgebildet ist, werden selbstredend die Leuchtmittel 2b des flächigen Strahlers 2a eingeschaltet), und
– wobei in der in 6 dargestellten Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtbereich die Leuchtmittel 2e aus- und der flächige Strahler 2a eingeschaltet sind (d. h. wenn der flächige Strahler 2a als Lichtleiter ausgebildet ist, werden ebenso die Leuchtmittel 2b eingeschaltet).

Für den Lichtleiter 2d gelten die weiter oben genannten Ausgestaltungsmöglichkeiten zum Lichtleiter 3 analog.
Die dicken Pfeile an den Leuchtmitteln 2b und 2e sowie 4 in den 3, 5 und 6 indizieren, dass diese eingeschaltet sind. Bei den Leuchtmitteln handelt es sich bevorzugt um (kalt-)weiß leuchtende LED-Zeilen. Vorteilhaft werden als Streupartikel in den transparenten Lichtleitern 2d, 3 (ggf. auch 2b) 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.
Es ist auch möglich, dass die transparenten Lichtleiter 2d, 3 (ggf. auch 2b) jeweils aus einem Matrixkunststoff A und darin verteilten Streupartikeln aus einem Polymerisat B bestehen, wobei der Anteil der Streupartikel bestehend aus Polymerisat B jeweils 0,01 bis 3 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.
Weiterhin kann es Vorteile bringen, wenn auf der Oberseite der Bildwiedergabeeinrichtung 5 und/oder auf mindestens einer der Großflächen des Lichtleiters 3 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 der zur Bildwiedergabeeinrichtung 5 hin vom Lichtleiter 3 abgestrahlten farbigen Lichtes.
Eine vorstehend beschriebene, flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 2 strahlt in den meisten bekannten Ausgestaltungen in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht zwar in einen eingeschränkten Winkelbereich ab, jedoch ist diese Richtungsselektion bei weitem nicht vollständig, was dazu führt, das man auf einer transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 5 vor einer solchen Hintergrundbeleuchtung selbst aus Schrägsicht immer noch den Bildinhalt vollständig oder zu großen Teilen erkennen kann, wenn auch mit schwacher Helligkeit und/oder mit schwachem Hell-Dunkel-Kontrast. Diese immer noch mögliche Schrägsicht wird auf Grund der Erfindung vollständig oder nahezu vollständig eliminiert: durch die Überlagerung des von der Hintergrundbeleuchtung 2 in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlten und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 5 hindurchdringende Licht mit farbigem Licht, welches der Lichtleiter 3 nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wird die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 5 dargestellten Bildes 6 außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches massiv verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich an Hand der Zeichnungen analog erläutern. Aus Redundanzgründen wird daher hier die Beschreibung nicht wiederholt.
Sowohl der vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Bildschirm als auch das erfindungsgemäße 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, im Betrachtungswinkel uneingeschränkte, Sicht möglich ist. Die Erfindung ist mit einfachen Mitteln preisgünstig realisierbar. In beiden Betriebsarten ist die native Auflösung der verwendeten Bildwiedergabeeinrichtung nutzbar. Außerdem wird nur ein geringer bzw. je nach Ausgestaltung sogar kein Lichtverlust durch die Lösung eingeführt. Das im sicheren Modus dargestellte Bild erfährt auf Grund des farbigen Lichtes aus den Leuchtmitteln nur eine geringe Verfälschung, verglichen etwa mit weißem Licht aus den Leuchtmitteln.
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.
Im Gegensatz zu Ausgestaltungen im Stand der Technik, bei denen in der Regel noch eine Restsichtbarkeit auch aus schrägen Winkeln vorhanden ist, erlaubt die Erfindung je nach Ausgestaltung das vollständige Auslöschen der Restsichtbarkeit aus geblockten Einblickwinkeln.
Bezugszeichenliste

B1: Betriebsart für einen freien Sichtmodus
B2: Betriebsart für einen eingeschränkten Sichtmodus
1: Bildschirm
2: Hintergrundbeleuchtung
2a: Flächiger Strahler
2b: Leuchtmittel
2c: Lichtkollimator
2d: plattenförmiger Lichtleiter
2e: Leuchtmittel
3: plattenförmiger Lichtleiter
4: Leuchtmittel
5: transmissiver Bildwiedergabeeinrichtung
6: darzustellendes Bild (dies ist in den Zeichnungen nicht dargestellt)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6765550 [0003]
US 5993940 [0004]
WO 2012/033583 [0005]
US 2009/0067156 [0006, 0007, 0008]
US 2012/0235891 [0009, 0009]
JP 2007-155783 [0010]
GB 2428128 A [0011]
US 2013/0308185 [0012, 0020]
DE 102014003298 A1 [0013]
WO 2015/121398 [0020, 0051]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D1003 [0022]
ASTM D1003 [0050]

Claims

Bildschirm (1), der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus betrieben werden kann, umfassend – eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (2), die in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtmodus Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, – eine in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (2) angeordnete transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (5), beispielsweise ein LCD-Panel, – ein in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung (5) gelegener, plattenförmiger Lichtleiter (3), welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, und – Leuchtmittel (4), die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters (3) angeordnet sind, wobei die Leuchtmittel (4) geeignet sind, farbiges Licht abzustrahlen, – wobei in der Betriebsart B1 die Leuchtmittel (4) ausgeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung (2) ausgehende und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (5) hindurchdringende Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, und – wobei in der Betriebsart B2 die Leuchtmittel (4) eingeschaltet sind, so dass das von der Hintergrundbeleuchtung (2) in einen eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlte und sodann durch die transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (5) hindurchdringende Licht von farbigem Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Restsichtbarkeit eines auf der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5) dargestellten Bildes (6) außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches verringert wird.
Bildschirm (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hintergrundbeleuchtung (2) besteht aus – einem flächigen Strahler (2a), vorzugsweise einem Lichtleiter mit seitlich angeordneten Leuchtmitteln (2b), – mindestens einem in den flächigen Strahler (2a) integrierten und/oder davor angeordneten Lichtkollimator (2c), – einem in Betrachtungsrichtung vor dem Lichtkollimator (2c) angeordneten plattenförmigen, transparenten Lichtleiter (2d), welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, sowie – Leuchtmitteln (2e), die seitlich an Schmalseiten des Lichtleiters (2d) angeordnet sind, – wobei in der Betriebsart B1 für einen freien Sichtbereich mindestens die Leuchtmittel (2e), und wahlweise auch der flächige Strahler (2a) eingeschaltet sind, und – wobei in der Betriebsart B2 für einen eingeschränkten Sichtbereich die Leuchtmittel (2e) aus- und der flächige Strahler (2a) eingeschaltet sind.
Bildschirm (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Streupartikel in den transparenten Lichtleitern (2d, 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 werden.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die transparenten Lichtleiter (2d, 3) jeweils aus einem Matrixkunststoff A und darin verteilten Streupartikeln aus einem Polymerisat B bestehen, wobei der Anteil der Streupartikel bestehend aus Polymerisat B jeweils 0,01 bis 3 Gewichtsprozent bezogen auf den Matrixkunststoff A beträgt, und die Brechzahl nD(B) des Polymerisats B um mindestens 0,01 Einheiten über der Brechzahl nD(A) des Matrixkunststoffs A liegt.
Bildschirm (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Leuchtmittel (2e, 4) LEDs oder Laserdioden sind.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (4) Licht in einer Farbe abstrahlen, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5) dargestellten Bild (6) nicht vorkommt.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (4) Licht in einer Farbe abstrahlen, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5) dargestellten Bild (6) vorkommt bzw. im Farbspektrum nahe an einer solchen Farbe liegt.
Bildschirm (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (4) Licht in einer Farbe abstrahlen, die in etwa der Komplementärfarbe einer Farbe, welche im von der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5) dargestellten Bild (6) vorkommt, entspricht.
Verfahren zur Darstellung eines Bildes (6) in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, umfassend die folgenden Schritte: – für die Betriebsart B1: Flächiges Abstrahlen von Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich für einen freien Sichtmodus, bevorzugt von einer flächenartig ausgedehnten Hintergrundbeleuchtung (2), oder alternativ – für die Betriebsart B2: Flächiges Abstrahlen von Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich für einen eingeschränkten Sichtmodus, bevorzugt von einer flächenartig ausgedehnten Hintergrundbeleuchtung (2), – Modulation des flächig abgestrahlten Lichtes, um diesem Licht die Bildinformationen des Bildes (6) aufzuprägen, bevorzugt vermittels einer transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (5), – Durchleiten des so modulierten Lichtes durch einen plattenförmigen Lichtleiter (3), welcher aus einem transparenten, thermoplastischen oder thermoelastischen Kunststoff und darin verteilten Streupartikeln besteht, wobei an den Schmalseiten des Lichtleiters (3) Leuchtmittel (4) seitlich angeordnet sind, welche geeignet sind, farbiges Licht abzustrahlen, – für die Betriebsart B1: Ausschalten der Leuchtmittel (4), so dass das flächig abgestrahlte und sodann mit den Bildinformationen des Bildes (6) modulierte Licht im Wesentlichen unbeeinflusst durch den Lichtleiter (3) hindurchtritt, oder alternativ – für die Betriebsart B2: Einschalten der Leuchtmittel (4), so dass das flächig abgestrahlte und sodann mit den Bildinformationen des Bildes (6) modulierte Licht von farbigem Licht überlagert wird, welches der Lichtleiter (3) nunmehr flächig über einen großen Winkelbereich abstrahlt, wodurch die Restsichtbarkeit des Bildes (6) außerhalb des besagten eingeschränkten Winkelbereiches verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass 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 werden.