DE102023110269B3 - Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm - Google Patents

Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm Download PDF

Info

Publication number
DE102023110269B3
DE102023110269B3 DE102023110269.9A DE102023110269A DE102023110269B3 DE 102023110269 B3 DE102023110269 B3 DE 102023110269B3 DE 102023110269 A DE102023110269 A DE 102023110269A DE 102023110269 B3 DE102023110269 B3 DE 102023110269B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
electric field
operating mode
viewing
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102023110269.9A
Other languages
English (en)
Inventor
André HEBER
Markus Klippstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SiOptica GmbH
Original Assignee
SiOptica GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SiOptica GmbH filed Critical SiOptica GmbH
Priority to DE102023110269.9A priority Critical patent/DE102023110269B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102023110269B3 publication Critical patent/DE102023110269B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1323—Arrangements for providing a switchable viewing angle
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/13362—Illuminating devices providing polarized light, e.g. by converting a polarisation component into another one
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133626—Illuminating devices providing two modes of illumination, e.g. day-night
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13475—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which at least one liquid crystal cell or layer is doped with a pleochroic dye, e.g. GH-LC cell

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Lichtfilter (5), umfassend ein erstes optisches Element (1), seinerseits umfassend eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten, so dass Licht, welches in das erste optische Element (1) einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem ersten optischen Element (1) und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird, Mittel zur wahlweisen Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes (EF1) oder eines zweiten elektrischen Feldes (EF2), eine Flüssigkristallschicht (3), auf welche das erste elektrische Feld (EF1) oder das zweite elektrische Feld (EF2) wirkt, so dass sich die Transmissionseigenschaften des schaltbaren Lichtfilters (5) zwischen einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld (EF1) anliegt, und einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld (EF2) anliegt, unterscheiden, wobei die jeweilige relative Transmission in den beiden Betriebsarten B1 und B2 an mindestens einem Punkt auf dem optischen Element (1) jeweils durch eine Transmission TB1(β) für die Betriebsart B1 bzw. TB2(β) für die Betriebsart B2 beschrieben wird, welche jeweils so normiert sind, dass für die Werte der Transmission TB1(α) = 1 und TB2(α) = 1 gilt, indem, wenn Licht in Winkeln (β) mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° in das optische Element (1) einfällt, in einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld (EF1) anliegt, der s-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu mindestens einem normierten Transmissionswert TB1(β) ≥ 0,25 transmittiert wird, sowie in Winkeln (β) mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α + 60° in das optische Element (1) einfällt, in einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld (EF2) anliegt, der p-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu höchstens einem normierten Transmissionswert TB2(β) ≤ 0,2 transmittiert wird.Die Erfindung offenbart ferner Beleuchtungseinrichtungen und Bildschirm, welche einen vorbeschriebenen schaltbaren Lichtfilter (5) verwenden.

Description

  • Technisches 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. Dementsprechend brauchen die Menschen eine Kontrolle darüber, wer diese sensiblen Daten sehen darf; sie müssen wählen können zwischen einem weiten Betrachtungswinkel - einem öffentlichen Modus -, 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 - in einem privaten Modus -, wenn sie die Bildinformationen vertraulich behandeln wollen.
  • Eine ähnliche Problemstellung ergibt sich im Fahrzeugbau: Dort darf der Fahrer bei eingeschaltetem Motor nicht durch Bildinhalte, wie etwa digitale Entertainmentprogramme, abgelenkt werden, während der Beifahrer diese jedoch auch während der Fahrt konsumieren möchte. Mithin wird ein Bildschirm benötigt, der zwischen den entsprechenden Darstellungsmodi umschalten kann.
  • Zusatzfolien, die auf Mikro-Lamellen basieren, wurden bereits für mobile Displays eingesetzt, um deren visuellen Datenschutz zu erreichen. Allerdings waren diese Folien nicht schaltbar oder umschaltbar, 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 B2 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 A wird der Einsatz einer Folie beschrieben, die auf ihrer Oberfläche gleichmäßig angeordnete, kleine streifenförmige Prismen hat, um einen privaten Modus, d.h. einen eingeschränkten Sichtmodus mit einem kleinen Betrachtungswinkelbereich, zu erzielen. Entwicklung und Herstellung sind technisch recht aufwendig.
  • In der WO 2012/033583 A1 wird die Umschaltung zwischen freier und eingeschränkter Sicht vermittels der Ansteuerung von Flüssigkristallen zwischen sogenannten „chromonischen“ Schichten erzeugt. Hierbei entsteht ein Lichtverlust und der technische Aufwand ist recht hoch.
  • Die US 2012/0235891 A1 beschreibt ein sehr aufwendiges Backlight - eine Hintergrundbeleuchtung - 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 technisch aufwendig umzusetzen und ebenso mit Lichtverlust verbunden. Gemäß der Variante nach 17 in der US 2012/0235891 A1 produzieren beide Lichtquellen 4R und 18 Licht mit einem schmalen Beleuchtungswinkel, wobei das Licht von der hinteren Lichtquelle 18 erst aufwendig in Licht mit einem großen Beleuchtungswinkel umgewandelt wird. Diese komplexe Umwandlung ist - wie weiter oben schon bemerkt - stark helligkeitsmindernd.
  • In der US 2013/0308185 A1 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 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 blockierten Einblickwinkeln immer noch ein Restlicht sichtbar ist.
  • Die WO 2015/121398 A1 der Anmelderin beschreibt einen Bildschirm mit zwei Betriebsarten, bei dem für die Umschaltung der Betriebsarten Streupartikel im Volumen des entsprechenden Lichtleiters vorhanden sind. Die dort gewählten Streupartikel aus einem Polymerisat weisen jedoch in der Regel den Nachteil auf, dass Licht aus beiden Großflächen ausgekoppelt wird, wodurch etwa die Hälfte des Nutzlichtes in die falsche Richtung, nämlich zur Hintergrundbeleuchtung hin, abgestrahlt und dort aufgrund des Aufbaus nicht in hinreichendem Umfang recycelt werden kann. Überdies können die im Volumen des Lichtleiters verteilten Streupartikel aus Polymerisat unter Umständen, insbesondere bei höherer Konzentration, zu Streueffekten führen, die den Sichtschutzeffekt in der geschützten Betriebsart vermindern.
  • Der Ansatz der Technologie der „Elektrischen Doppelbrechung (EDB)“ beruht auf der Idee, die schaltbaren Flüssigkeitskristalle eines zusätzlich aufgebrachten LC-Panels zur „Filterung“ aller nicht in einem bestimmten Abstrahlwinkel aus der bildgebenden Schicht austretenden Lichtstrahlen zu nutzen. Nachteile dieser Technologie sind ein hoher zusätzlicher Energie- und Kostenaufwand und der schwer veränderbare +/-40° Sweet Spot, d.h. die bestmögliche Blickposition. Der Absorptionsgrad der LC-Strukturen ist ebenfalls unzureichend, da die Abschwächung der Lichtintensität für Betrachtungswinkel größer des Sweetspots wieder ansteigt, so dass die Lichtintensität für Betrachtungswinkel größer als +/-40° bis zu 3% von der maximalen Lichtintensität beträgt.
  • Den vorgenannten Verfahren und Anordnungen ist in der Regel der Nachteil gemein, dass sie die Helligkeit des Grundbildschirms deutlich reduzieren und/oder ein aufwendiges und teures optisches Element zur Modi-Umschaltung benötigen und/oder die Auflösung im frei betrachtbaren, öffentlichen Modus reduzieren und/oder visuelle Artefakte bei sehr hoch auflösenden Displays aufweisen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, Lichtfilter mit einem optischen Element zu beschreiben, bei welchem Licht, welches in das optische Element einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung und seinen Polarisationseigenschaften - nicht primär aber in Abhängigkeit von seiner Position - transmittiert oder teilweise oder ganz absorbiert wird. Durch die Lichtfilter, welche das optische Element verwenden, soll die Transmission von Licht winkelabhängig - optional in Bezug auf einen sitzenden oder stehenden Betrachter senkrecht - beeinflusst werden, wobei zwischen mindestens zwei Betriebszuständen umgeschaltet werden kann. Dabei soll insbesondere das Transmissionsverhalten für bestimmte Richtungen umschaltbar sein.
  • Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausgestaltung erfindungsgemäß gelöst von einem Lichtfilter, umfassend
    • - ein erstes optisches Element, seinerseits umfassend
      • • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten, die in einer 0,2 µm) bis 50 µm dicken Schicht, alle Randwerte jeweils eingeschlossen, angeordnet sind, wobei die absorbierenden Übergangsdipolmomente bevorzugt durch dichroitische Farbstoffe gebildet werden, bei denen die Farbstoffmassendichte in der Regel mehr als 1 % bzw. mehr als 10% beträgt,
      • • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand (in diesem Zusammenhang umfasst die Eigenschaft „mindestens in einem ersten Zustand“ mehrere Möglichkeiten: zum einen, dass es genau einen Zustand geben kann; das ist eine permanente Ausgestaltung. Die Formulierung schließt aber explizit auch ein, dass es zwei oder mehr Zustände geben kann. In diesem Falle sind die Übergangsdipolmomente veränderbar, z.B. über sogenannte Guest-Host-Flüssigkristallzellen) mit einer Toleranz von maximal 5° parallel zu einer für das erste optische Element wählbaren ersten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die erste Vorzugsrichtung in einem Winkel α zur Mittelsenkrechten des ersten optischen Elements angeordnet ist, z.B. mit α = 0°, α = +/-2° oder Betrag(α)>2°, wobei der Winkel α in einer wählbaren ersten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird, und wobei der Winkel α bevorzugt parallel zu einer Kante des ersten optischen Elements, etwa der unteren Kante, gemessen wird,
      • • so dass Licht, welches in das erste optische Element einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem ersten optischen Element und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird,
    • - Mittel zur wahlweisen Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes EF1 oder eines zweiten elektrischen Feldes EF2,
    • - eine in Betrachtungsrichtung hinter oder vor dem ersten optischen Element angeordnete Flüssigkristallschicht, auf welche das erste elektrische Feld EF1 oder das zweite elektrische Feld EF2 wirkt und die in Abhängigkeit davon den Polarisationszustand von durch sie hindurchdringendem Licht beeinflusst,
    • - wenn die Flüssigkristallschicht in Betrachtungsrichtung vor dem ersten optischen Element angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Flüssigkristallschicht liegenden ersten linearen Polarisationsfilter (X), dessen bevorzugte Polarisationstransmissionsrichtung vorzugweise parallel zu einer Kante des ersten optischen Elements, bevorzugt der unteren Kante, ausgerichtet ist,
    • - so dass sich die Transmissionseigenschaften des schaltbaren Lichtfilters zwischen einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 (z.B. mit der Feldstärke 0 V/µm) anliegt, und einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 (z.B. mit einer Feldstärke ungleich 0 V/µm, etwa in der Größenordnung von 1 V/µm, z.B. als Rechteckwelle mit 10 kHz) anliegt, unterscheiden, wobei die jeweilige relative Transmission in den beiden Betriebsarten B1 und B2 an mindestens einem Punkt auf dem ersten optischen Element (bevorzugt an mehreren Punkten, besonders vorteilhaft auf mindestens Hälfte der Fläche des optischen Elements) bis auf eine wählbare Toleranz von z.B. 3% oder 5% jeweils durch eine Transmission TB1(β) für die Betriebsart B1 bzw. TB2(β) für die Betriebsart B2 beschrieben wird, welche jeweils so normiert sind, dass für die Werte der Transmission TB1(α)=1 und TB2(α)=1 gilt,
    • - indem, wenn Licht
      • • in Winkeln β mit α-60°≤ β ≤ α-40° oder α+40° ≤ β ≤ α+60° in das erste optische Element 1 einfällt, in einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 anliegt, der s-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu mindestens einem normierten Transmissionswert TB1(β) ≥ 0,25 (bevorzugt TB1(β) ≥ 0,3) transmittiert wird, sowie
      • • in Winkeln β mit α-60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α + 60° in das erste optische Element einfällt, in einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 anliegt, der p-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu höchstens einem normierten Transmissionswert TB2(β) ≤ 0,2 (bevorzugt TB2(β) ≤ 0,1, besonders bevorzugt TB2(β) ≤ 0,05, und vorteilhaft auch für alle Winkel β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β) transmittiert wird.
  • Ein wichtiger Mittel-Wirkungs-Zusammenhang besteht dabei in folgendem Sachverhalt: Durch die Umschaltung zwischen der ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 (z.B. mit der Feldstärke 0 V/µm) anliegt, und der zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 (z.B. mit einer Feldstärke ungleich 0 V/µm, etwa in der Größenordnung von 1 V/µm, z.B. als Rechteckwelle mit 10 kHz) anliegt, wird nur in der Betriebsart B2 auf die Flüssigkristallschicht einfallendes s-polarisiertes Licht im Wesentlichen in p-polarisiertes Licht umgewandelt, welcher dann auf das erste optische Element einfällt, und umgekehrt. Im Zusammenspiel mit der mindestens 0,2 Mikrometer dicken Schicht des ersten optischen Elements mit den absorbierenden Übergangsdipolmomenten ergeben sich die genannten Transmissionsvariationen für TB1(β) bzw. TB2(β) den genannten Betriebsarten. Wenn die absorbierenden Übergangsdipolmomente ferner durch dichroitische Farbstoffe gebildet werden, bei denen die Farbstoffmassendichte in der Regel mehr als 1% beträgt, kommt dies unterstützend hinzu.
  • Es können explizit noch weitere Betriebsarten B3, B4, etc. mit von den elektrischen Feldern EF1 und EF2 abweichenden elektrischen Feldern EF3, EF4 etc. vorgesehen sein. Außerdem können sich die Betriebsarten B1, B2, etc. auch lokal auf dem schaltbaren Lichtfilter unterscheiden.
  • Zur Normierung der Transmission TB1(α)=1 und TB2(α)=1 ist folgendes anzumerken: Die Winkel β und α, werden selbstredend in der gleichen vorbeschriebenen Ebene gemessen. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass TB1(α) > 1 und/oder TB2(α) > 1 gilt für Winkel β ≠ α. In vielen Fällen wiederum gelten TB1(α) < 1 und/oder TB2(α) < 1 gilt für Winkel β ≠ α.
  • Im Fall, dass die Übergangsdipolmomente veränderbar sind, z.B. über sogenannte Guest-Host-Flüssigkristallzellen, können solche Guest-Host-Flüssigkristallzellen unmittelbar der vorgenannten Flüssigkristallschicht entsprechen, müssen aber nicht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Flüssigkristallschicht durchdringendes Licht bei Anliegen des ersten elektrischen Feldes EF1 im Wesentlichen unverändert transmittiert, während beim Anliegen des zweiten elektrischen Feldes EF2 das einfallende Licht zirkular oder elliptisch polarisiert oder die Polarisation des Lichtes um 90° gedreht wird. Im Wesentlichen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass an den Grenzflächen die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle durch elektrische Felder und oberflächeninduzierte Kräfte bestimmt wird, damit sind die Flüssigkristallmoleküle nicht ideal ausgerichtet, was zu einer unerwünschten, geringen Änderung der Polarisation führt.
  • Für Ausgestaltungen mit TN-Flüssigkristallen gilt: Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle unterscheidet sich typischerweise um 90° an den Großflächen, die die Flüssigkristallschicht begrenzen. Eine solche Ausrichtung wird unterstützt durch PMI oder PVA und zusätzlich mechanische oder optische Bearbeitung der Oberfläche. Für TN-Flüssigkristallschichten gilt in der Regel ferner, dass bei Umschalten zwischen den elektrischen Feldern EF1 und EF2 die Mehrzahl der Flüssigkristalle in der Flüssigkristallschicht um 75 bis 90 Grad aus der Ebene gedreht werden. Im Falle von IPS- und FFS-Flüssigkristallschichten sind die Drehungen der LC-Moleküle kleiner als 45°, typischerweise etwa 20° bis 30°.
  • Wenn die Flüssigkristallschicht in Betrachtungsrichtung hinter dem ersten optischen Element angeordnet ist, fällt bevorzugt linear polarisiertes Licht oder elliptisch polarisiertes Licht ein, bei welchem das Verhältnis von großer zu kleiner Halbachse mindestens 4:1 beträgt (bevorzugt mindestens 5:1 oder mehr). Erreichbar ist dies beispielsweise durch lineare Polarisationsfilter im Lichtweg, oder auch durch λ/4-Schichten im Falle des Einfalls von zirkular polarisiertem Licht.
  • Vorteilhaft gilt, dass das erste optische Element (und jedes weitere solche optische Element, so vorhanden) und/oder die Flüssigkristallschicht in mehrere, separat schaltbare Segmente unterteilt ist, so dass eine lokale Umschaltbarkeit zwischen den jeweils möglichen Betriebszuständen ermöglicht wird.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der schaltbare Lichtfilter mindestens zwei erste optische Elemente, wobei optional ein Retarder zwischen mindestens zwei solchen ersten optischen Elementen angeordnet ist. Außerdem könnten ggf. die mindestens zwei ersten optischen Elemente voneinander verschiedene Dicken der jeweils die Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten enthaltenen Schichten aufweisen, müssen aber nicht.
  • In bestimmten Ausgestaltungen der Erfindung kann gelten, dass es mindestens einen Winkel β1 gibt, für welchen die Transmission des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ungleich der Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ist. Bevorzugt gilt diese Bedingung für einen ganzen Winkelbereich an Winkeln β1, und besonders bevorzugt sogar für alle Winkel α ≠ β.
  • In wiederum anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann gelten, dass es in beiden Betriebsarten B1 und B2 mindestens einen Winkel β2 gibt, für welchen die Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes größer ist als die des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes. Bevorzugt gilt diese Bedingung für einen ganzen Winkelbereich an Winkeln β2, und besonders bevorzugt sogar für alle Winkel α ≠ β.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Ausgestaltung für einen Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung, die Licht abstrahlt, und die optional direkt leuchtend (z.B. mit einer LED-Matrix) aufgebaut ist, sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordneten erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter wie vorstehend beschrieben.
  • Dies ergänzend umfasst die Erfindung ebenfalls einen Bildschirm in einer ersten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine Beleuchtungseinrichtung, wie vorstehend beschrieben,
    • - sowie, wenn in dem schaltbaren Lichtfilter der Beleuchtungseinrichtung kein erster linearer Polarisationsfilter angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung angeordneten zweiten linearen Polarisationsfilter P, wodurch Licht, welches von der Hintergrundbeleuchtung ausgeht und den zweiten linearen Polarisationsfilter P durchdringt, in seinen Ausbreitungsrichtungen eingeschränkt wird, und
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung , welche in Betrachtungsrichtung vor dem schaltbaren Lichtfilter angeordnet ist,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Dabei gilt bevorzugt, dass der erste oder zweite lineare Polarisationsfilter P in der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung angeordnet oder ein Teil von ihr ist.
  • Ferner umfasst die Erfindung einen Bildschirm in einer zweiten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine Bildwiedergabeeinrichtung, wobei hier grundsätzlich jede Art von Bildwiedergabeeinrichtung in Frage kommt, beispielsweise LC-Panel, OLED, microLED und andere,
    • - in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung einen erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Hierbei kann optional gelten, dass der schaltbare Lichtfilter nachträglich durch einen Nutzer und/oder reversibel an der Bildwiedergabeeinrichtung angebracht ist. In diesem Falle kann ein Lichtfilter als sogenanntes „After-Market-Product“ vertrieben werden.
  • Ferner umfasst die Erfindung einen Bildschirm in einer dritten und einer vierten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung, vorzugsweise ein LC-Panel,
    • - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung, wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung eine Leuchtdichteverteilung aufweist, deren Peakhelligkeit in einer Richtung abgestrahlt wird, die mit der ersten Vorzugsrichtung einen Winkel von mindestens 3° bildet, vorteilhaft sogar 5° oder 8°, (die Hintergrundbeleuchtung kann eine permanente oder variierbare Leuchtdichtekurve aufweisen),
    • - in Betrachtungsrichtung vor (dritte Ausgestaltung) oder hinter (vierte Ausgestaltung) der Bildwiedergabeeinrichtung einen erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Eine Hintergrundbeleuchtung mit solchen Eigenschaften kann beispielsweise erzeugt werden, wenn diese oberhalb eines Lichtleiters mit Diffuser, BEF bzw. DBEF auch noch einen Turning-Film und/oder ein teilverspiegeltes oder ein asymmetrisches Prismenraster enthält.
  • Für einen solchen Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung kann -für mindestens eine Teilfläche- fernerhin vorteilhaft gelten, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α, + 4° (bevorzugt sogar für α - 6° ≤ β ≤ α + 6° oder α - 8° ≤ β ≤ α, + 8° , bis maximal α - 20° ≤ β ≤ α + 20°) für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β), Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung unter dem Winkel β sowie Transmission TBW(β) der Bildwiedergabeeinrichtung unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  • Aufgrund der Einhaltung dieses Produktes -im Rahmen der genannten Toleranzwird für einen Betrachter die wahrgenommene Homogenität erhöht, da etwa im Falle von starkem Transmissionsabfall des ersten optischen Elements bzw. der Bildwiedergabeeinrichtung bei vorhandener Schrägsicht, etwa auf seitliche Bereiche des Bildschirms, wenn der Betrachter mittig frontal auf den Bildschirm blickt, aufgrund der korrigierenden Leuchtdichteverteilung der Hintergrundbeleuchtung wieder ausgeglichen wird.
  • Alternativ kann für einen solchen Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung -für mindestens eine Teilfläche- optional gelten, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α, + 4° (bevorzugt sogar für α - 6° ≤ β ≤ α, + 6° oder α - 8° ≤ β ≤ α, + 8° , bis maximal α - 20° ≤ β ≤ α, + 20°) für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β) und Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  • Auch hier gilt die vorstehend beschriebene ausgleichende Wirkung aufgrund der disruptiven Leuchtdichteverteilung der Hintergrundbeleuchtung, jedoch unter Außerachtlassung des Transmissionsverhaltens der Bildwiedergabeeinrichtung.
  • Schließlich umfasst die Erfindung auch einen Bildschirm in einer fünften Ausgestaltung, wobei der Bildschirm in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung, vorzugsweise ein LC-Panel,
    • - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung, wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung aufweist, wobei bevorzugt die besagte Asymmetrie bezüglich der aus Sicht eines Betrachters horizontalen Richtung vorliegt,
    • - in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Bildwiedergabeeinrichtung einen erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter, wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Dabei wird die Hintergrundbeleuchtung so ausgestaltet, das sie im Wesentlichen keine (z.B. um die -aus Betrachtersicht- vertikale Mittelinie) symmetrische Leuchtdichteverteilung aufweist, sondern vielmehr (z.B. in der Horizontalen) eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung verkörpert. Mit anderen Worten: Die besagte Hintergrundbeleuchtung 8a weist eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung auf, wobei bevorzugt die besagte Asymmetrie bezüglich der aus Sicht eines Betrachters horizontalen Richtung vorliegt. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise unter Nutzung von deterministisch Licht auskoppelnden Lichtleitern und/oder Turning-Filmen möglich, welche die Peakhelligkeit verschieben.
  • Diese Variante ist für Einsatzfälle in Fahrzeugen von Vorteil, weil dann insbesondere Licht, welches in Richtung des Beifahrerfensters abgestrahlt würde, durch das Design der Hintergrundbeleuchtung etwa ab horizontalen Winkeln von 25 Grad oder mehr (gegenüber der Mittelsenkrechten) deutlich vermindert werden kann, beispielsweise auf weniger als 10% -bevorzugt auf weniger als 2.5%- der PeakHelligkeit, während in Richtung des Fahrers eine gewollt hohe Leuchtdichte vorhanden ist. Auf diese Weise werden störende Reflexionen im Beifahrerfenster oder ggf. auf dem dem Beifahrer nächstgelegenen Außenspiegel vermindert oder sogar vermieden. Dennoch kann aufgrund des vor der Bildwiedergabeeinrichtung angebrachten Lichtfilters der Bildschirm wahlweise so betrieben werden, dass entweder nur der Beifahrer Bildinhalte sehen kann (Betriebsart B2), etwa für Bewegtbilder, oder dass sowohl Fahrer als auch Beifahrer Bildinhalte sehen können (Betriebsart B1), etwa für Navigationskartenmaterial.
  • Für einige vorbeschrieben Bildschirme der ersten bis vierten Ausgestaltung kann es beim Einsatz in PKW vorteilhaft sein, wenn in Betrachtungsrichtung vor der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung ein zweites optisches Element angeordnet ist, welches umfasst:
    • • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten; hierbei ist die Farbstoffmassendichte größer als 1 % bzw. sogar größer als 10%.
    • • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand mit einer Toleranz von maximal 20° (alternativ 10°) parallel zu einer für das zweites optische Element wählbaren zweiten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die zweite Vorzugsrichtung in einem Winkel α1 zur Mittelsenkrechten des zweiten optischen Elements angeordnet ist (hierbei kann beispielsweise gelten α1 = 0°, α1 = +/-2° oder Betrag(α1) > 2°), wobei der Winkel α1 in einer wählbaren zweiten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird; die zweite Ebene liegt bevorzugt senkrecht zur ersten Ebene des ersten optischen Elements,
    • • so dass Licht, welches in das zweite optische Element einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem zweiten optischen Element und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird.
  • Diese letztgenannte Ausgestaltung sorgt vorteilhaft für eine reduzierte Transmission in vertikaler Richtung, und kann damit im Fahrzeug Reflexionen von auf dem besagten Bildschirm dargestellten Bildinhalten auf der Windschutzscheibe vermindern oder ganz vermeiden.
  • Ferner umfasst die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm in einer zweiten Ausgestaltung, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung, die Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist, sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist,
    • - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters angeordnete Leuchtmittel, und
    • - optional einen linearen Polarisationsfilter,
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (dies schließt auch eine Position vor einem Bildschirm, mit welchem die Beleuchtungseinrichtung verwendet wird, ein) angeordneten erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter, wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung ein- und die Leuchtmittel ausgeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Leuchtmittel eingeschaltet sind, und
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Mit „eingeschränktem Winkelbereich“ ist Rahmen der Erfindung, und insbesondere bezüglich der Hintergrundbeleuchtung gemeint, dass die entsprechende Leuchtdichte in einem definierten Winkelbereich zu mindestens 80% oder 90% konzentriert ist, während es außerhalb des definierten eingeschränkten Winkelbereichs durchaus auch noch Restlicht geben kann, was in der Regel technisch bedingt ist. Idealerweise ist solches Restlicht minimal und nimmt zu größeren Winkeln hin ab. Um eine besonders starke Minimierung zu erreichen, kommt zusätzlich zu der in einen eingeschränkten Winkelbereich Licht abstrahlenden Hintergrundbeleuchtung ein entsprechender Lichtfilter zu Einsatz. Dies gilt auch für die nachfolgend beschriebene Variante mit einem Lichtleiter, der Licht mehrheitlich in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt bzw. auskoppelt. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung der Erfindung sind Leuchtdichtekurven von Hintergrundbeleuchtungen über insbesondere horizontale (ggf. auch vertikale) Winkelbereiche hinweg typischerweise glockenförmig, wobei jedoch keine echte Konzentration der Leuchtdichte um einen kleineren Winkelbereich vorliegen muss.
  • Schließlich umfasst die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm in einer dritten Ausgestaltung, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann,
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung, die Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist (z.B. mittels einer lokal dimmbaren LED-Matrix-Beleuchtungseinheit), sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist, wobei die besagten Auskoppelelemente seitlich in mindestens eine Schmalseite des Lichtleiters eingekoppeltes Licht mehrheitlich (d.h. zu über der Hälfte, bevorzugt zu über 80% oder 90%) in einen eingeschränkten Winkelbereich auskoppeln,
    • - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters angeordnete Leuchtmittel, und
    • - optional einen linearen Polarisationsfilter,
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung, bevorzugt vor dem Lichtleiter, angeordneten erfindungsgemäßen schaltbaren Lichtfilter wie vorstehend beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung aus- und die Leuchtmittel eingeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet ist (zusätzlich können optional auch die Leuchtmittel eingeschaltet sein), und
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Die Beleuchtungseinrichtungen der ersten, zweiten und dritten Ausgestaltungen werden vorteilhaft mit einem transmissiven Bildschirm, etwa einem LC-Panel, kombiniert, um einen Bildschirm zu erzeugen, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann.
  • Vorteilhaft gilt, dass die Übergangsdipolmomente eines ersten optischen Elements (oder ggf., falls vorhanden, auch eines zweiten oder weiteren optischen Elements) ausgebildet sind als ein oder mehrere dichroitische(r) Farbstoff(e), welche in einer Guest-Host-Anordnung mit den Flüssigkristallen gemischt sind. Für permanente Übergangsdipolmomente können die Flüssigkristalle bevorzugt über einen Aushärtungsprozess fixiert werden.
  • Demgegenüber können die Übergangsdipolmomente auch nicht fixiert als Guest-Host-Anordnung in eine Flüssigkristallschicht eingebettet sein, so dass die Übergangsdipolmomente je nach Beeinflussung dieser Flüssigkristallschicht in ihrer Ausrichtung und/oder ihrem Betrag zwischen dem ersten und mindestens einem zweiten Zustand variiert werden können.
  • Die dichroitischen Farbstoffmoleküle richten sich im Allgemeinen parallel zu den Flüssigkristallmolekülen aus.
  • Alternativ kann das erste optische Element als Laminat von Schichten von Polymerfolienpolarisatoren ausgebildet werden.
  • Mittels der vorgenannten Ausgestaltungen wird außerdem gewährleistet, dass das erste optische Element in seiner Struktur nicht-periodisch aufgebaut ist. Dies ist sehr vorteilhaft, weil dann im Zusammenspiel mit Pixelstrukturen von Bildschirmen keine Gefahr für Artefakte wie Moire-Effekte gegeben ist.
  • Die erste Vorzugsrichtung kann beispielsweise jeweils einen Winkel zwischen 0° und 45° zu einer Flächennormale des ersten optischen Elements einschließen. Außerdem ist es möglich, dass die erste Vorzugsrichtung über die Fläche des ersten optischen Elements variiert. Im Sinne der Erfindung gilt dann die durchschnittliche, gewichtete Vorzugsrichtung.
  • Ferner ist es möglich, dass sich mindestens zwei solcher Vorzugsrichtungen in einer wählbaren Ebene um mehr als 10° unterscheiden und/oder dass die jeweilige Vorzugsrichtung eines Übergangsdipolmoments in Abhängigkeit von dessen Position im ersten optischen Element wählbar ist.
  • Außerdem kann es von Vorteil sein, wenn das erste optische Element entlang einer wählbaren Referenzlinie in verschiedene Bereiche (A1, A2, ...) eingeteilt ist, wobei für jeden Bereich (A1, A2, ...) eine eigene Bereichs-Vorzugsrichtung wählbar ist, welche für alle innerhalb eines Bereiches (A1, A2, ...) liegenden Übergangsdipolmomente gilt, wobei alle Bereichs-Vorzugsrichtungen paarweise verschieden sind und bis auf eine Toleranz von maximal +/-10 Grad in Richtung eines Betrachters 3 weisen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Betrachter einen Bildschirm mit einem Lichtfilter im eingeschränkten Sichtmodus als homogen ausgeleuchtet wahrnimmt.
  • Das Übergangsdipolmoment - auch als Übergangsmatrixelement bezeichnet - ist eine quantenmechanische Vektorgröße und einem spezifischen Übergang zwischen einem Ausgangszustand - in der Regel dem Grundzustand - und einem Endzustand - in der Regel einem angeregten Zustand - eines Systems, d.h. eines Atoms, Moleküls oder Festkörpers zugeordnet und entspricht dem elektrischen Dipolmoment, welches mit diesem Übergang verbunden ist. Die Richtung des Vektors definiert die Polarisation des Übergangs, welche ihrerseits bestimmt, wie das System mit einer elektromagnetischen Welle, mit vorgegebener Polarisation wechselwirkt, beim Übergang vom Grundzustand in den angeregten Zustand wird beispielsweise Licht der entsprechenden Polarisation absorbiert. Der Betrag des Vektors korrespondiert zur Stärke der Wechselwirkung bzw. zur Übergangswahrscheinlichkeit.
  • Die erste (zweite) Vorzugsrichtung entspricht dabei derjenigen Ausrichtung der Übergangsdipolmomente des ersten (zweiten) optischen Elements bei vorgegebener Ausbreitungsrichtung von Licht, bei der für beliebige Polarisationen des Lichts die Absorption gleich ist.
  • Die erste und zweite Vorzugsrichtung können auch identisch sein bzw. sich in ihrer Ausrichtung nur um wenige Grad (maximal 10°) unterscheiden und beide insbesondere senkrecht auf dem betreffenden optischen Element stehen. Dies ist ein bevorzugter Fall. Es ist aber auch je nach Anwendungsfall möglich, dass sich die erste und zweite Vorzugsrichtung um mehr als 10° voneinander unterscheiden.
  • Der Lichtfilter kann weiterhin einen Polarisationsfilter umfassen, welcher dem ersten oder dem zweiten optischen Element in der Einfallsrichtung gesehen vor- oder nachgeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine λ/4-Schicht denkbar, etwa beim Einfall von zirkular polarisiertem Licht, welches aufgrund dieser Schicht in (im Wesentlichen) linear polarisiertes Licht gewandelt wird.
  • Eine erste beispielhafte Herstellungsvariante für ein erstes oder zweites optisches Element unter Nutzung des Guest-Host-Prinzips basiert auf Mischungen von dichroitischen Farbstoffen oder dichroitischen Farbstoffmischungen mit Flüssigkristallmischungen oder -verbindungen, und umfasst folgende Schritte zur Herstellung (mit Referenz auf die US 9,481,658 B2 bzw. WO2021/177308A1 Absatz 37ff)
    • - Ein gering oder nicht doppelbrechendes Substrat wird mit einem Film beschichtet, der die Ausrichtung der Moleküle relativ zur Oberfläche bestimmt, in der Regel parallel oder senkrecht zur Oberfläche. Hierfür kommen Polymere, bevorzugt Polyvinylalkohol oder Polyimide, zum Einsatz.
    • - Optional: Optische oder mechanische Behandlung der Oberflächen, um die spätere Güte der Molekülausrichtung zu verbessern.
    • - Aufbringen der Mischung von dichroitischem Farbstoff und thermotropen flüssigkristallinen Verbindungen oder Polymeren.
    • - Durch Einstrahlung von Licht werden lokal die Seitenketten kondensiert, so dass diese entlang der Oberfläche für Doppelbrechung sorgen.
  • Eine alternative, zweite Herstellungsvariante nutzt thermotrope, flüssigkristalline dichroitische Farbstoffe (Referenz auf die JP2011-237513A ), und umfasst folgende Schritte:
    • - Herstellung der entsprechenden Farbstoffe und Hinzufügen einer polaren Gruppe.
    • - Aufbringen der Farbstoffmischung sowie Fotoausrichtung und Aushärtung der Farbstoffmischung mittels polarisiertem Licht.
  • Folgende Materialien kommen für verschiedene Herstellungsvarianten beispielsweise in Frage, wobei diese Aufstellung keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt:
    • - Als Polymersubstrat mit geringer oder keiner Doppelbrechung: bevorzugt TAC,
    • - Als dichroitische Substanzen oder Mischungen: Dichroitische Farbstoffe (bevorzugt Azo-Farbstoffe) oder dichroitische Metallnanopartikel (bevorzugt Gold, Silber, Kupfer, und Aluminium); es handelt sich dabei in der Regel um einzelne Farbstoffe einer oder Mischungen von typischerweise bis zu drei unterschiedlichen Farbstoffen, um die Absorption über das gesamte Spektrum zu ermöglichen,
    • - Zur Oberflächenbehandlung durch Ausrichtung von Farbstoffen oder flüssigkristallinen Substanzen: Polymere, bevorzugt Polyvinylalkohol oder Polyimide,
    • - Für thermotrope flüssigkristalline Verbindungen oder Polymere wird beispielhaft auf die JP 2011-237513A verwiesen.
    • - Als chemische Gruppen zur Vernetzung, die an die thermotropen flüssigkristallinen Verbindungen oder Polymere gebunden sind (Cross linking): Metaacryloygruppen, Epoxygruppen, eine Oxetanylgruppen, and Styrolgruppen, bevorzugt Methacryloylische Gruppen. Alternativ kann es sich um polymerisierbare Flüssigkristallverbindungen handeln, die etwa in der JP 6268730B2 beschrieben sind.
    • - Polymerisierbare flüssigkristalline dichroitische Farbstoffe, beispielsweise Azo-Farbstoffe
  • Der mindestens eine Farbstoff besteht aus Farbstoffmolekülen, wobei vorteilhaft zu jedem Farbstoffmolekül ein Übergangsdipol bzw. Übergangsdipolmoment assoziiert ist, d.h. jedes Farbstoffmolekül entspricht einem Übergangsdipol bzw. Übergangsdipolmoment. Typischerweise hat ein Farbstoff einen Masseanteil von mindestens 0,01 %, vorzugsweise von 1% bis 15 % am Material der jeweiligen Schichten des betreffenden optischen Elements. In besonderen Fällen kann die Konzentration im Falle von flüssigkristallinen dichroitischen Farbstoffen sogar 95% erreichen. Die Dicke der Schichten liegt vorzugsweise im Bereich von 0,2 µm bis 50 µm, bevorzugt im Bereich von 0,5 µm bis 20 µm, alle Randwerte jeweils eingeschlossen. Die Farbstoffe bzw. Farbstoffmischungen für unterschiedliche Schichten innerhalb eines optischen Elements können unterschiedlich sein, müssen es aber nicht.
  • Ein vorbeschriebener Lichtfilter, eine Beleuchtungseinrichtung oder ein solcher Bildschirm findet vorteilhaft Verwendung in einem mobilen Gerät, einem Kraft-, Luft- oder Wasserfahrzeug, in einem Zahlterminal oder in einem Zugangssystem. Dabei kann zwischen den genannten Betriebsarten umgeschaltet werden, um sensitive Daten zu schützen, d.h. für nur einen Betrachter wahrnehmbar darzustellen, oder alternativ Bildinhalte gleichzeitig für mehrere Betrachter darzustellen.
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Elemente oder Komponenten verschiedener Ausführungsbespiele können miteinander kombiniert werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Modifikationen und Abwandlungen, welche für eines der Ausführungsbeispiele beschrieben werden, können auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden gleiche oder einander entsprechende Elemente in verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht mehrmals erläutert. Es zeigen:
    • 1a die Prinzipskizze zur Wirkungsweise eines beispielhaften schaltbaren Lichtfilters in Betriebsarten B1 und B2,
    • 1b beispielhafte normierte Transmissionsgraphen für ein optisches Element in Kombination mit einem linearen Polarisationsfilter, links ohne und rechts mit Verzögerungsplatte (B-Platte),
    • 2 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines schaltbaren Lichtfilters in einer ersten Ausgestaltung,
    • 3 einen beispielhaften normierten Transmissionsgraphen (einer Messung nachempfundene Prinzipskizze) über den horizontalen Winkelbereich für einen schaltbaren Lichtfilter in der ersten Betriebsart B1,
    • 4 einen beispielhaften normierten Transmissionsgraphen (einer Messung nachempfundene Prinzipskizze) über den horizontalen Winkelbereich für einen schaltbaren Lichtfilter in der zweiten Betriebsart B2,
    • 5 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines schaltbaren Lichtfilters in einer zweiten Ausgestaltung,
    • 6 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Ausgestaltung, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 7 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer ersten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 8 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer zweiten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 9a die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer dritten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 9b die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer vierten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 9c eine beispielhafte normierte Leuchtdichteverteilung für eine Hintergrundbeleuchtung, wie sie beispielsweise in einem Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung zum Einsatz kommen kann,
    • 10a bis 10d beispielhafte Leuchtdichte- bzw. Transmissionsgraphen in Bezug auf insbesondere, aber nicht ausschließlich, einen Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung,
    • 11 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer fünften Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter,
    • 12 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer zweiten Ausgestaltung, mit einem schaltbaren Lichtfilter, sowie
    • 13 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer dritten Ausgestaltung, mit einem schaltbaren Lichtfilter.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen wieder. Für beispielhafte ein- oder zweidimensionale winkelabhängige Darstellungen der Transmission, z.B. von Lichtfiltern, wiedergebenden Zeichnungen 1b, 3, 4, 9c und 10b bis 10d gilt, dass die den Linien zugeordneten Zahlen jeweils die auf „1“ normierte Transmission beim entsprechenden Winkelpaar in Polarkoordinaten wiedergeben. So entspricht beispielsweise in der Darstellung 1b die Zahl „0,90“ einer Transmission von 90% für die entsprechende Richtung.
  • Es zeigt 1a die Prinzipskizze zur Wirkungsweise eines beispielhaften schaltbaren Lichtfilters 5 in einer ersten Betriebsart (B1) und einer zweiten Betriebsart (B2). Der beispielhafte Lichtfilter 5 umfasst
    • - ein erstes optisches Element 1, seinerseits umfassend
      • • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten, die in einer 0,2 µm bis 50 µm dicken Schicht, alle Randwerte jeweils eingeschlossen, angeordnet sind, wobei die absorbierenden Übergangsdipolmomente bevorzugt durch dichroitische Farbstoffe gebildet werden, bei denen die Farbstoffmassendichte mehr als 1% bzw. mehr als 10% beträgt,
      • • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand (im Zusammenhang mit den Ausgestaltungsbeispielen, welche im Folgenden mit anhand der Zeichnungen beschrieben werden, soll die Eigenschaft „mindestens in einem ersten Zustand“ genau eine Möglichkeit umfassen, nämlich dass es genau einen Zustand gibt; das heißt, es handelt sich um eine permanente Ausgestaltung) mit einer Toleranz von maximal 5° parallel zu einer für das erste optische Element 1 wählbaren ersten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die erste Vorzugsrichtung in einem Winkel α zur Mittelsenkrechten des ersten optischen Elements 1 angeordnet ist, z.B. mit α = 0°, α = +/-2° oder Betrag(α) > 2°, wobei der Winkel α in einer wählbaren ersten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird, und wobei der Winkel α bevorzugt parallel zu einer Kante des ersten optischen Elements 1, etwa der oberen Kante, gemessen wird,
      • • so dass Licht, welches in das erste optische Element 1 einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem ersten optischen Element 1 und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird,
    • - (zeichnerisch nicht dargestellte) Mittel zur wahlweisen Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes EF1 oder eines zweiten elektrischen Feldes EF2,
    • - eine in Betrachtungsrichtung in diesem Beispiel hinter dem ersten optischen Element 1 angeordnete Flüssigkristallschicht 3, auf welche das erste elektrische Feld EF1 oder das zweite elektrische Feld EF2 wirkt und die in Abhängigkeit davon den Polarisationszustand von durch sie hindurchdringendem Licht beeinflusst,
    • - so dass sich die Transmissionseigenschaften des schaltbaren Lichtfilters 5 zwischen einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 (z.B. mit der Feldstärke 0 V/µm) anliegt, und einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 (z.B. mit einer Feldstärke ungleich 0 V/µm, etwa in der Größenordnung von 1 V/µm, z.B. als Rechteckwelle mit 10 kHz) anliegt, unterscheiden, wobei die jeweilige relative Transmission in den beiden Betriebsarten B1 und B2 an mindestens einem Punkt auf dem optischen Element 1 (bevorzugt an mehreren Punkten, besonders vorteilhaft auf mindestens Hälfte der Fläche des optischen Elements) bis auf eine wählbare Toleranz von z.B. 3% oder 5% jeweils durch eine Transmission TB1(β) für die Betriebsart B1 bzw. TB2(β) für die Betriebsart B2 beschrieben wird, welche jeweils so normiert sind, dass für die Werte der Transmission TB1(α) = 1 und TB2(α) = 1 gilt,
    • - indem, wenn Licht
      • • in Winkeln β mit α-60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α + 60° in das optische Element 1 einfällt, in einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 anliegt, der s-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu mindestens einem normierten Transmissionswert TB1(β) ≥ 0,25 (bevorzugt TB1(β) ≥ 0,3) transmittiert wird, sowie
      • • in Winkeln β mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α + 60° in das optische Element 1 einfällt, in einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 anliegt, der p-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu höchstens einem normierten Transmissionswert TB2(β) ≤ 0,2 (bevorzugt TB2(β) ≤ 0,1, besonders bevorzugt TB2(β) ≤ 0,05, und vorteilhaft auch für alle Winkel β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β) transmittiert wird.
  • Zur Normierung der Transmission TB1(α) = 1 und TB2(α) = 1 ist folgendes anzumerken: Die Winkel β und α, werden selbstredend in der gleichen vorbeschriebenen Ebene gemessen. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass TB1(α) > 1 und/oder TB2(α) > 1 gilt für Winkel β ≠ α. In vielen Fällen wiederum gelten TB1(α) < 1 und/oder TB2(α) < 1 gilt für Winkel β ≠ α.
  • Ein wichtiger Mittel-Wirkungs-Zusammenhang besteht dabei in folgendem Sachverhalt: Durch die Umschaltung zwischen der ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 (z.B. mit der Feldstärke 0 V/µm) anliegt, und der zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 (z.B. mit einer Feldstärke ungleich 0 V/µm, etwa in der Größenordnung von 1 V/µm, z.B. als Rechteckwelle mit 10 kHz) anliegt, wird nur in der Betriebsart B2 auf die Flüssigkristallschicht 3 einfallendes s-polarisiertes Licht im Wesentlichen in p-polarisiertes Licht umgewandelt, welcher dann auf das erste optische Element 1 einfällt. Dies ist in 1a gezeigt: Links ist die Betriebsart B1 gezeigt, dort bleibt der s-polarisierte Lichtanteil des auf die Flüssigkristallschicht 3 einfallenden Lichtes nach Durchgang durch diese immer noch s-polarisiert. Demgegenüber ist auf der rechten Seite der 1 a gezeigt, wie der s-polarisierte Lichtanteil nach Durchgang durch die Flüssigkristallschicht zu p-polarisiertem Licht wird. Im Zusammenspiel mit der mindestens 0,2 Mikrometer dicken Schicht des ersten optischen Elements mit den absorbierenden Übergangsdipolmomenten ergeben sich die genannten Transmissionsvariationen für TB1(β) bzw. TB2(β) den genannten Betriebsarten. Dies ist durch die Pfeile in 1a angedeutet: Links, d.h. in der Betriebsart B1, geht das s-polarisierte Licht auch in geneigten Winkeln durch das erste optische Element 1 hindurch, während rechts, d.h. in der Betriebsart B2, der p-polarisierte Anteil zur Seite hin wenig transmittiert wird, mithin durch den Pfeil lediglich in senkrechter Richtung stilisiert dargestellt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird also die Flüssigkristallschicht 3 durchdringendes Licht bei Anliegen des ersten elektrischen Feldes EF1 im Wesentlichen unverändert transmittiert, während beim Anliegen des zweiten elektrischen Feldes EF2 das einfallende Licht zirkular oder elliptisch polarisiert oder die Polarisation des Lichtes um 90° gedreht wird. Die 1 zeigt, wie vorbeschrieben, auf der linken Seite die Betriebsart B1. Dabei liegt das erste elektrische Feld E1 an, und das mit „s s s“ gezeigte von unten einfallende Licht wird durch die Flüssigkristallschicht 3 im Wesentlichen nicht in seiner Polarisation verändert. Entsprechend kann das s-polarisierte Licht das optische Element 1 mit den Übergangsdipolmomenten durchdringen, und zwar (mindestens) in alle Richtungen, die hier in der Papierebene angedeutet sind. Dabei gibt es zwar Verluste in der Transmission, aber die oben beschriebenen Bedingung für die Transmissionswert TB1(β) wird für die entsprechenden Winkel β mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° eingehalten.
  • Der Winkel α ist in 1 der besseren Übersicht geschuldet mit einem Wert größer als 0° eingezeichnet. Für alle folgenden Betrachtungen soll jedoch grundsätzlich α = 0° gelten. Werte von α ≠ 0° erlauben die Verkippung der bevorzugten Transmissionsrichtung des schaltbaren Lichtfilters 5.
  • Ferner zeigt die 1 auf der rechten Seite die Betriebsart B2. Dabei liegt das zweite elektrische Feld E2 an, und das mit „s s s“ gezeigte von unten einfallende Licht wird durch die Flüssigkristallschicht 3 in seiner Polarisation verändert, und zwar im Wesentlichen in p-polarisiertes Licht umgewandelt. Entsprechend kann nun das so entstandene p-polarisierte Licht das optische Element 1 mit den Übergangsdipolmomenten nur eingeschränkt durchdringen. Dabei gilt aufgrund der Ausrichtung der Übergangsdipolmomente eine limitierte Transmission, insbesondere wird die oben beschriebenen Bedingung für die Transmissionswert TB2(β) wird für die entsprechenden Winkel β mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° eingehalten. Bevorzugt wird die besagte Bedingung sogar für alle Winkel β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β eingehalten.
  • Weiterhin zeigt zum weiteren Verständnis der Wirkungsweise der Erfindung die 1b beispielhafte normierte Transmissionsgraphen für ein optisches Element 1 in Kombination mit einem linearen Polarisationsfilter, links ohne und rechts mit Verzögerungsplatte (B-Platte), Es ist ersichtlich, dass der Einsatz einer Verzögerungsplatte (Retarder, z.B. B-Platte wie hier berechnet) insbesondere für vertikale Winkel mit einem Absolutbetrag von etwa 15° oder mehr für eine verringerte Transmission sorgt und daher vorteilhaft ist.
  • Die Abbildungen sind in einem polaren Koordinatensystem für die Halbkugel eingezeichnet, in die Licht emittiert wird. Die Geraden entsprechen jeweils der Horizontalen und der Vertikalen. Die Transmission ist jeweils insbesondere in horizontaler Richtung eingeschränkt. Bei den gezeigten Kreisen beträgt der Polarwinkel von innen (d.h. im Schnittpunkt der Geraden) nach außen 25°, 45° und 90°.
  • Vorteilhaft gilt, dass die Übergangsdipolmomente ausgebildet sind als ein oder mehrere dichroitische(r) Farbstoff(e), welche in einer Guest-Host-Anordnung mit den Flüssigkristallen gemischt sind. Für permanente Übergangsdipolmomente können die Flüssigkristalle über einen Aushärtungsprozess fixiert werden. Die dichroitischen Farbstoffmoleküle richten sich im Allgemeinen parallel zu den Flüssigkristallmolekülen aus.
  • Mittels der vorgenannten Ausgestaltungen wird außerdem gewährleistet, dass das erste optische Element 1 in seiner Struktur nicht-periodisch aufgebaut ist. Dies ist sehr vorteilhaft, weil dann im Zusammenspiel mit Pixelstrukturen von Bildschirmen keine Gefahr für Artefakte wie Moire-Effekte gegeben ist.
  • Die erste Vorzugsrichtung kann beispielsweise jeweils einen Winkel zwischen 0° und 45° zu einer Flächennormale des ersten optischen Elements 1 einschließen. Außerdem ist es möglich, dass die erste Vorzugsrichtung über die Fläche des ersten optischen Elements 1 variiert. Im Sinne der Erfindung gilt dann die durchschnittliche, gewichtete Vorzugsrichtung.
  • Ferner gibt 2 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines schaltbaren Lichtfilters 5 in einer ersten Ausgestaltung wieder. Dabei ist die Flüssigkristallschicht 3 in Betrachtungsrichtung (von oben) vor dem ersten optischen Element 1 angeordnet. Ferner umfasst diese erste Ausgestaltung einen in Betrachtungsrichtung vor der Flüssigkristallschicht 3 liegenden ersten linearen Polarisationsfilter (X), dessen bevorzugte Polarisationstransmissionsrichtung vorzugweise parallel zu einer Kante des optischen Element 1, bevorzugt der unteren Kante, ausgerichtet ist.
  • In 3 ist ein beispielhafter normierter Transmissionsgraph (als einer Messung nachempfundene Prinzipskizze) über den horizontalen Winkelbereich für einen schaltbaren Lichtfilter 5 in der ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld EF1 anliegt, dargestellt. Da α = 0° angenommen wurde, gilt hier wie gewünscht, dass wenn Licht unter Winkeln β mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° in das optische Element 1 (und grundsätzlich in den schaltbaren Lichtfilter 5) einfällt, der s-polarisierte Anteil des besagten Lichtes zu mindestens einem normierten Transmissionswert TB1(β) ≥ 0,25 transmittiert wird.
  • Demgegenüber zeigt 4 einen beispielhaften normierten Transmissionsgraphen (als einer Messung nachempfundene Prinzipskizze) über den horizontalen Winkelbereich für einen schaltbaren Lichtfilter 5 in der zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 anliegt.
    Hier ist ersichtlich, dass wenn Licht in Winkeln β mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° in das optische Element 1 (bzw. in das schaltbare Filter 5) einfällt, in einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld EF2 anliegt, der p-polarisierte Anteil des besagten Lichtes (die p-Polarisation rührt hier insbesondere von der Beeinflussung durch die Flüssigkeitsschicht 3 her) zu höchstens einem normierten Transmissionswert TB2(β) ≤ 0,2 (in diesem Falle sogar TB2(β) ≤ 0,15) transmittiert wird.
  • In bestimmten Ausgestaltungen der Erfindung kann gelten, dass es mindestens einen Winkel β1 gibt, für welchen die Transmission des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ungleich der Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ist. Bevorzugt gilt diese Bedingung für einen ganzen Winkelbereich an Winkeln β1, (z.B. von -60° ≤ β ≤ -40° und oder +40° ≤ β ≤ + 60°) und besonders bevorzugt sogar für alle Winkel α ≠ β.
  • In wiederum anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann gelten, dass es in beiden Betriebsarten B1 und B2 mindestens einen Winkel β2 gibt, für welchen die Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes größer ist als die des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes. Bevorzugt gilt diese Bedingung für einen ganzen Winkelbereich an Winkeln β2 (z.B. von -60° ≤ β ≤ -40° und oder +40° ≤ β ≤ + 60°), und besonders bevorzugt sogar für alle Winkel α ≠ β.
  • In 5 ist die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines schaltbaren Lichtfilters in einer zweiten Ausgestaltung wiedergegeben. Hierbei umfasst der schaltbare Lichtfilter 5 mindestens zwei erste optische Elemente 1, 1 `, wobei optional ein Retarder R zwischen mindestens zwei solchen ersten optischen Elementen 1, 1` angeordnet ist. Außerdem könnten ggf. die mindestens zwei ersten optischen Elemente 1, 1' voneinander verschiedene Dicken der jeweils die Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten enthaltenen Schichten aufweisen, müssen aber nicht. Für den Fall, dass der Retarder R zwischen den beiden ersten optischen Elementen 1, 1' angeordnet ist, erlaubt dieser eine verbesserte Wirkung der Transmissionsbeschränkung insbesondere in der zweiten Betriebsart B2.
  • In 6 ist die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Ausgestaltung, mit einem schaltbaren Lichtfilter 5, gezeigt. Diese Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Ausgestaltung für einen Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfasst
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 8, die Licht abstrahlt, und die optional direkt leuchtend (z.B. mit einer LED-Matrix, für Local Dimming) aufgebaut ist, sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8 angeordneten Lichtfilter 5 wie vorstehend beschrieben.
  • Somit kann eine solche Beleuchtungseinrichtung in einer ersten Ausgestaltung auch in den zwei genannten Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden, wenn der darin eingesetzte schaltbare Lichtfilter 5 entsprechend in der jeweiligen Betriebsart verwendet wird.
  • Weiterhin gibt 7 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines Bildschirms in einer ersten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter 5, wieder. Ein solcher Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfasst in einer ersten Ausgestaltung
    • - eine Beleuchtungseinrichtung, wie vorstehend zu 6 beschrieben,
    • - sowie, wenn in dem schaltbaren Lichtfilter 5 der Beleuchtungseinrichtung kein erster linearer Polarisationsfilter X angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8 angeordneten zweiten linearen Polarisationsfilter P, wodurch Licht, welches von der Hintergrundbeleuchtung ausgeht und den zweiten linearen Polarisationsfilter P durchdringt, im Zusammenspiel mit dem optischen Element 1 des schaltbaren Lichtfilters 5 in seinen Ausbreitungsrichtungen eingeschränkt wird, und
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 11, welche in Betrachtungsrichtung vor dem Lichtfilter 5 angeordnet ist,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Dabei gilt bevorzugt, dass der erste oder zweite lineare Polarisationsfilter P, X in der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 angeordnet oder ein Teil von ihr ist.
  • Ferner umfasst die Erfindung einen Bildschirm in einer zweiten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann. Dazu zeigt 8 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines solchen Bildschirms in einer zweiten Ausgestaltung. Dieser umfasst
    • - eine Bildwiedergabeeinrichtung 12, wobei hier grundsätzlich jede Art von Bildwiedergabeeinrichtung in Frage kommt, beispielsweise LC-Panel, OLED, microLED und andere,
    • - in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung 12 einen Lichtfilter 5 wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Hierbei kann optional gelten, dass der schaltbare Lichtfilter 5 nachträglich durch einen Nutzer und/oder reversibel an der Bildwiedergabeeinrichtung 12 angebracht ist. In diesem Falle kann ein Lichtfilter 5 als sogenanntes „After-Market-Product“ vertrieben werden.
  • 9a und 9b zeigen die Prinzipskizzen beispielhafter Aufbauten eines Bildschirms in einer dritten und in einer vierten Ausgestaltung, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 und B2 betrieben werden kann, mit einem schaltbaren Lichtfilter. Ein solcher Bildschirm umfasst
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 11, vorzugsweise ein LC-Panel,
    • - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung 8a, wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung 8a eine Leuchtdichteverteilung aufweist, deren Peakhelligkeit in einer Richtung abgestrahlt wird, die mit der ersten Vorzugsrichtung einen Winkel von mindestens 3° bildet, vorteilhaft sogar 5° oder 8°, (die Hintergrundbeleuchtung 8a kann eine permanente oder variierbare Leuchtdichtekurve aufweisen),
    • - in Betrachtungsrichtung vor (siehe 9a, dritte Ausgestaltung) oder hinter (siehe 9b, vierte Ausgestaltung) der Bildwiedergabeeinrichtung 11 einen Lichtfilter 5 wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Eine Hintergrundbeleuchtung 8a mit solchen Eigenschaften kann beispielsweise erzeugt werden, wenn diese oberhalb eines Lichtleiters mit Diffuser, BEF bzw. DBEF auch noch einen Turning-Film und/oder ein teilverspiegeltes oder ein asymmetrisches Prismenraster enthält.
  • Dazu zeigt 9c eine beispielhafte normierte Leuchtdichteverteilung für eine Hintergrundbeleuchtung 8a, wie sie beispielsweise im einem Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung zum Einsatz kommen kann: Hier ist die Peakhelligkeit in horizontaler Richtung um ca. 5° nach rechts verschoben.
  • Für einen solchen Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung kann -für mindestens eine Teilfläche- fernerhin vorteilhaft gelten, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α, + 4° (bevorzugt sogar für α - 6° ≤ β ≤ α + 6° oder α - 8° ≤ β ≤ α, + 8° , bis maximal α - 20° ≤ β ≤ α + 20°) für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β), Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung 8a unter dem Winkel β sowie Transmission TBW(β) der Bildwiedergabeeinrichtung 11 unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  • Aufgrund der Einhaltung dieses Produktes -im Rahmen der genannten Toleranzwird für einen Betrachter die wahrgenommene Homogenität erhöht, da im Falle von einem starken winkelabhängigen Transmissionsabfall des optischen Elements 1 bzw. der Bildwiedergabeeinrichtung 11 bei vorhandener Schrägsicht, z.B. auf seitliche Bereiche des Bildschirms, wenn der Betrachter mittig frontal auf den Bildschirm blickt, aufgrund der korrigierenden Leuchtdichteverteilung der Hintergrundbeleuchtung 8a wieder ausgeglichen wird.
  • In diesem Zusammenhang sei auf die Zeichnungen 10a bis 10d verwiesen, welche beispielhafte Leuchtdichte- bzw. Transmissionsgraphen einzelner Komponenten oder Gruppen von Komponenten in Bezug auf insbesondere, aber nicht ausschließlich, einen Bildschirm der dritten oder vierten Ausgestaltung, zeigen. Darin werden jeweils zwei unterschiedliche Parameterkombinationen für die Leuchtdichte der Hintergrundbeleuchtung 8a, der Transmission der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 und der Transmission des optischen Elements 1 gezeigt. Die Bedingung, dass das Produkt aus TB2(β), LV(β) und TBW(β) um maximal 10% für Winkel β mit α - 4° ≤ β ≤ α + 4° abweicht, wird für beide Parametersätze erfüllt. Für den Fall, welcher mit den durchgezogenen Linien dargestellt wird, weisen Leuchtdichte Lv(β) und Transmission der Bildwiedergabeeinrichtung TBW(β) keine Winkelabhängigkeit auf.
  • Für den zweiten Fall (gestrichelte Linien) ist die Winkelabhängigkeit von TB2(β) ausgeprägter, so dass die Bedingung nur erfüllt werden kann, wenn die Leuchtdichte Lv(β) mindestens lokal mit der Differenz des Blickwinkels β vom Winkel α ansteigt.
  • Alternativ kann für einen solchen Bildschirm der dritten Ausgestaltung -für mindestens eine Teilfläche- optional gelten, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α, + 4° (bevorzugt sogar für α - 6° ≤ β ≤ α, + 6° oder α - 8° ≤ β ≤ α, + 8° , bis maximal α - 20° ≤ β ≤ α + 20°) für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β) und Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung 8a unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  • Auch hier gilt die vorstehend beschriebene ausgleichende Wirkung aufgrund der disruptiven Leuchtdichteverteilung der Hintergrundbeleuchtung, jedoch unter Außerachtlassung des Transmissionsverhaltens TBW(β) der Bildwiedergabeeinrichtung 11.
  • Schließlich umfasst die Erfindung auch einen Bildschirm in einer fünften Ausgestaltung, wobei der Bildschirm in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann. Dazu zeigt 11 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus eines solchen Bildschirms in einer fünften, umfassend
    • - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 11, vorzugsweise ein LC-Panel,
    • - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung 8x, wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung 8x eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung aufweist, wobei bevorzugt die besagte Asymmetrie bezüglich der aus Sicht eines Betrachters horizontalen Richtung vorliegt,
    • - in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Bildwiedergabeeinrichtung 11 einen Lichtfilter 5 wie weiter vorn beschrieben,
    • - sowie, wenn in dem schaltbaren Lichtfilter 5 kein erster linearer Polarisationsfilter X angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8x oder in der Bildwiedergabeeinrichtung 11 angeordneten linearen Polarisationsfilter P, wodurch Licht, welches von der Hintergrundbeleuchtung 8x ausgeht und den zweiten linearen Polarisationsfilter P durchdringt, im Zusammenspiel mit dem optischen Element 1 des schaltbaren Lichtfilters 5 in seinen Ausbreitungsrichtungen eingeschränkt wird,
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Dabei wird die Hintergrundbeleuchtung 8x so ausgestaltet, dass sie im Wesentlichen keine (z.B. um die -aus Betrachtersicht- vertikale Mittelinie) symmetrische Leuchtdichteverteilung aufweist, sondern vielmehr (z.B. in der Horizontalen) eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung verkörpert. Mit anderen Worten: Die besagte Hintergrundbeleuchtung 8a weist eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung auf, wobei bevorzugt die besagte Asymmetrie bezüglich der aus Sicht eines Betrachters horizontalen Richtung vorliegt. Eine solche Ausgestaltung ist beispielsweise unter Nutzung von deterministisch Licht auskoppelnden Lichtleitern und/oder Turning-Filmen möglich, welche die Peakhelligkeit verschieben.
  • Diese Variante ist für Einsatzfälle in Fahrzeugen von Vorteil, weil dann insbesondere Licht, welches in Richtung des Beifahrerfensters abgestrahlt würde, durch das Design der Hintergrundbeleuchtung etwa ab horizontalen Winkeln von 25 Grad oder mehr (gegenüber der Mittelsenkrechten) deutlich vermindert werden kann, beispielsweise auf weniger als 20% -bevorzugt auf weniger als 2.5%- der PeakHelligkeit, während in Richtung des Fahrers eine gewollt hohe Leuchtdichte vorhanden ist. Auf diese Weise werden störende Reflexionen im Beifahrerfenster oder ggf. auf dem dem Beifahrer nächstgelegenen Außenspiegel vermindert oder sogar vermieden. Dennoch kann aufgrund des vor der Bildwiedergabeeinrichtung 11 angebrachten schaltbaren Lichtfilters 5 der Bildschirm wahlweise so betrieben werden, dass entweder nur der Beifahrer Bildinhalte sehen kann (Betriebsart B2), etwa für Bewegtbilder, oder dass sowohl Fahrer als auch Beifahrer Bildinhalte sehen können (Betriebsart B1), etwa für Navigationskartenmaterial.
  • Für einige vorbeschrieben Bildschirme der ersten bis fünften Ausgestaltung kann es beim Einsatz in PKW vorteilhaft sein, wenn in Betrachtungsrichtung vor der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 ein zweites optisches Element 2 angeordnet ist (siehe auch 11), welches umfasst:
    • • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten; hierbei ist die Farbstoffmassendichte größer als 1 % bzw. sogar größer als 10%.
    • • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand mit einer Toleranz von maximal 20° (alternativ 10°) parallel zu einer für das zweites optische Element 2 wählbaren zweiten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die zweite Vorzugsrichtung in einem Winkel α1 zur Mittelsenkrechten des zweiten optischen Elements 2 angeordnet ist (hierbei kann beispielsweise gelten α1 = 0°, α1 = +/-2° oder Betrag(α1) > 2°), wobei der Winkel α1 in einer wählbaren zweiten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird; die zweite Ebene 2 liegt bevorzugt senkrecht zur ersten Ebene des ersten optischen Elements 1,
    • • so dass Licht, welches in das zweite optische Element 2 einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem zweiten optischen Element 2 und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird.
  • Diese letztgenannte Ausgestaltung sorgt vorteilhaft für eine reduzierte Transmission in vertikaler Richtung, und kann damit im Fahrzeug Reflexionen von auf dem besagten Bildschirm dargestellten Bildinhalten auf der Windschutzscheibe vermindern oder ganz vermeiden.
  • Ferner umfasst die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm in einer zweiten Ausgestaltung, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann. Dazu zeigt 12 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer solchen zweiten Ausgestaltung. Diese umfasst
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 8b, die Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist, sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8b gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter 9, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist,
    • - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters 9 angeordnete Leuchtmittel 10, und
    • - optional einen linearen Polarisationsfilter P (zeichnerisch nicht dargestellt),
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8b (dies schließt auch eine Position vor einem Bildschirm, mit welchem die Beleuchtungseinrichtung verwendet wird, ein) angeordneten Lichtfilter 5, wie weiter vorn beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung 8b ein- und die Leuchtmittel 10 ausgeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Leuchtmittel 10 eingeschaltet sind, und
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Ferner ist hier noch in Betrachtungsrichtung (also von oben in der Blattebene) eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung 11, z.B. ein LC-Panel, vorhanden.
  • Mit „eingeschränktem Winkelbereich“ ist Rahmen der Erfindung, und insbesondere bezüglich der Hintergrundbeleuchtung gemeint, dass die entsprechende Leuchtdichte in einem definierten Winkelbereich zu mindestens 80% oder 90% konzentriert ist, während es außerhalb des definierten eingeschränkten Winkelbereichs durchaus auch noch Restlicht geben kann, was in der Regel technisch bedingt ist. Idealerweise ist solches Restlicht minimal und nimmt zu größeren Winkeln hin ab. Um eine besonders starke Minimierung zu erreichen, kommt zusätzlich zu der in einen eingeschränkten Winkelbereich Licht abstrahlenden Hintergrundbeleuchtung ein entsprechender Lichtfilter zu Einsatz. Dies gilt auch für die nachfolgend beschriebene Variante mit einem Lichtleiter, der Licht mehrheitlich in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt bzw. auskoppelt. Im Gegensatz zu dieser Ausgestaltung der Erfindung sind Leuchtdichtekurven von Hintergrundbeleuchtungen über insbesondere horizontale (ggf. auch vertikale) Winkelbereiche hinweg typischerweise glockenförmig, wobei jedoch keine echte Konzentration der Leuchtdichte um einen kleineren Winkelbereich vorliegen muss.
  • Schließlich umfasst die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm in einer dritten Ausgestaltung, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann. Hierzu gibt 13 die Prinzipskizze eines beispielhaften Aufbaus einer Beleuchtungseinrichtung in einer dritten Ausgestaltung wieder. Diese umfasst
    • - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung 8c, die Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist (z.B. mittels einer lokal dimmbaren LED-Matrix-Beleuchtungseinheit), sowie
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8c gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter 9c, welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist, wobei die besagten Auskoppelelemente seitlich in mindestens eine Schmalseite des Lichtleiters 9c eingekoppeltes Licht mehrheitlich (d.h. zu über der Hälfte, bevorzugt zu über 80% oder 90%) in einen eingeschränkten Winkelbereich auskoppeln,
    • - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters 9c angeordnete Leuchtmittel 10, und
    • - optional einen linearen Polarisationsfilter P (zeichnerisch nicht dargestellt),
    • - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung 8c, bevorzugt vor dem Lichtleiter 9c, angeordneten Lichtfilter 5 wie vorstehend beschrieben,
    • - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung 8c aus- und die Leuchtmittel 10 eingeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Hintergrundbeleuchtung 8c eingeschaltet ist (zusätzlich können optional auch die Leuchtmittel 10 eingeschaltet sein), und
    • - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld EF2 und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld EF1 anliegt.
  • Die Beleuchtungseinrichtungen der ersten, zweiten und dritten Ausgestaltungen werden vorteilhaft mit einer transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung 11 (siehe z.B. auch 12 und 13), etwa einem LC-Panel, kombiniert, um einen Bildschirm zu erzeugen, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe: Es wurde ein Lichtfilter mit einem optischen Element beschrieben, bei welchem Licht, welches in das optische Element einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung und seinen Polarisationseigenschaften - nicht primär aber in Abhängigkeit von seiner Position - transmittiert oder teilweise oder ganz absorbiert wird. Durch die Lichtfilter, welche das optische Element verwenden, wird die Transmission von Licht winkelabhängig - optional in Bezug auf einen sitzenden oder stehenden Betrachter senkrecht - beeinflusst, wobei zwischen mindestens zwei Betriebszuständen umgeschaltet werden kann. Dabei ist insbesondere das Transmissionsverhalten für bestimmte Richtungen umschaltbar.
  • Die vorangehend beschriebene Erfindung kann im Zusammenspiel mit einer Bildwiedergabeeinrichtung 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. Die Erfindung kann - wie weiter oben beschrieben - auch im PKW angewendet werden, um wahlweise dem Fahrer oder Beifahrer störende Bildinhalte vorzuenthalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erstes optisches Element
    2
    zweites optisches Element
    3
    Flüssigkristallschicht
    5
    schaltbarer Lichtfilter
    8
    Hintergrundbeleuchtung
    8a
    Hintergrundbeleuchtung
    8b
    Hintergrundbeleuchtung
    8c
    Hintergrundbeleuchtung
    8x
    Hintergrundbeleuchtung
    9, 9c
    Lichtleiter
    10
    Leuchtmittel
    11
    Bildwiedergabeeinrichtung
    P, X
    Polarisationsfilter

Claims (17)

  1. Schaltbarer Lichtfilter (5), umfassend - ein erstes optisches Element (1), seinerseits umfassend • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten, die in einer 0,2 µm bis 50 µm dicken Schicht, alle Randwerte jeweils eingeschlossen, angeordnet sind, • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand mit einer Toleranz von maximal 5° parallel zu einer für das erste optische Element (1) wählbaren ersten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die erste Vorzugsrichtung in einem Winkel α zur Mittelsenkrechten des ersten optischen Elements (1) angeordnet ist, wobei der Winkel α in einer wählbaren ersten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird, • so dass Licht, welches in das erste optische Element (1) einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem ersten optischen Element (1) und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird, - Mittel zur wahlweisen Erzeugung eines ersten elektrischen Feldes (EF1) oder eines zweiten elektrischen Feldes (EF2), - eine in Betrachtungsrichtung hinter oder vor dem ersten optischen Element (1) angeordnete Flüssigkristallschicht (3), auf welche das erste elektrische Feld (EF1) oder das zweite elektrische Feld (EF2) wirkt und die in Abhängigkeit davon den Polarisationszustand von durch sie hindurchdringendem Licht beeinflusst, - wenn die Flüssigkristallschicht (3) in Betrachtungsrichtung vor dem ersten optischen Element (1) angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Flüssigkristallschicht (3) liegenden ersten linearen Polarisationsfilter (X), - so dass sich die Transmissionseigenschaften des schaltbaren Lichtfilters (5) zwischen einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld (EF1) anliegt, und einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld (EF2) anliegt, unterscheiden, wobei die jeweilige relative Transmission in den beiden Betriebsarten B1 und B2 an mindestens einem Punkt auf dem schaltbaren Lichtfilter (5) bis auf eine wählbare Toleranz jeweils durch eine Transmission TB1(β) für die Betriebsart B1 bzw. TB2(β) für die Betriebsart B2 beschrieben wird, welche jeweils so normiert sind, dass für die Werte der Transmission TB1(α) = 1 und TB2(α) = 1 gilt, - indem, wenn Licht • in Winkeln (ß) mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α+60° in das erste optische Element (1) einfällt, in einer ersten Betriebsart B1, in welcher das erste elektrische Feld (EF1) anliegt, der s-polarisierte Anteil des besagten Lichtes vom schaltbaren Lichtfilter (5) zu mindestens einem normierten Transmissionswert TB1(β) ≥ 0,25 transmittiert wird, sowie • in Winkeln (β) mit α - 60° ≤ β ≤ α - 40° oder α + 40° ≤ β ≤ α + 60° in das erste optische Element (1) einfällt, in einer zweiten Betriebsart B2, in welcher das zweite elektrische Feld (EF2) anliegt, der p-polarisierte Anteil des besagten Lichtes vom schaltbaren Lichtfilter (5) zu höchstens einem normierten Transmissionswert TB2(β) ≤ 0,2 transmittiert wird.
  2. Schaltbarer Lichtfilter (5), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste optische Element (1) und/oder die Flüssigkristallschicht (3) in mehrere, separat schaltbare Segmente unterteilt ist, so dass eine lokale Umschaltbarkeit zwischen den jeweils möglichen Betriebszuständen ermöglicht wird.
  3. Schaltbarer Lichtfilter (5), nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei erste optische Elemente (1, 1') umfasst, wobei optional ein Retarder zwischen mindestens zwei solchen ersten optischen Elementen (1, 1') angeordnet ist.
  4. Schaltbarer Lichtfilter (5), nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen Winkel (ßi) gibt, für welchen die Transmission des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ungleich der Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes ist.
  5. Schaltbarer Lichtfilter (5), nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es in beiden Betriebsarten B1 und B2 mindestens einen Winkel (β2) gibt, für welchen die Transmission des s-polarisierten Anteils des besagten Lichtes größer ist als die des p-polarisierten Anteils des besagten Lichtes.
  6. Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (8), die Licht abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist, sowie - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8) angeordneten schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 6, - wenn in dem schaltbaren Lichtfilter (5) der Beleuchtungseinrichtung kein erster linearer Polarisationsfilter (X) angeordnet ist, einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8) angeordneten zweiten linearen Polarisationsfilter (P), wodurch Licht, welches von der Hintergrundbeleuchtung ausgeht und den zweiten linearen Polarisationsfilter (P) durchdringt, in seinen Ausbreitungsrichtungen eingeschränkt wird, und - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (11), welche in Betrachtungsrichtung vor dem schaltbaren Lichtfilter (5) angeordnet ist, - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
  8. Bildschirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder zweite lineare Polarisationsfilter (P, X) in der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (11) angeordnet oder ein Teil von ihr ist.
  9. Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine Bildwiedergabeeinrichtung (12), - in Betrachtungsrichtung vor der Bildwiedergabeeinrichtung (12) einen schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
  10. Bildschirm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Lichtfilter (5) nachträglich durch einen Nutzer und/oder reversibel an der Bildwiedergabeeinrichtung (12) angebracht ist.
  11. Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (11), vorzugsweise ein LC-Panel, - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (11) in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung (8a), wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung (8a) eine Leuchtdichteverteilung aufweist, deren Peakhelligkeit in einer Richtung abgestrahlt wird, die mit der ersten Vorzugsrichtung einen Winkel von mindestens 3° bildet, - in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Bildwiedergabeeinrichtung (11) einen schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
  12. Bildschirm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α, + 4° für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β), Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung (8a) unter dem Winkel β sowie Transmission TBW(β) der Bildwiedergabeeinrichtung (11) unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  13. Bildschirm nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Betriebsart B2 für einen Winkelbereich von mindestens α - 4° ≤ β ≤ α + 4° für alle in besagtem Winkelbereich enthaltenen Winkel β gilt, dass das Produkt aus TB2(β) und Leuchtdichte Lv(β) der Hintergrundbeleuchtung (8a) unter dem Winkel β um höchstens +/-10% vom Wert für besagtes Produkt für den Winkel α = β abweicht.
  14. Bildschirm, der in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus für einen Betrachter eingeschränkten Blickwinkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine transmissive Bildwiedergabeeinrichtung (11), vorzugsweise ein LC-Panel, - eine der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (11) in Betrachtungsrichtung nachgeordnete Hintergrundbeleuchtung (8x), wobei die besagte Hintergrundbeleuchtung (8x) eine asymmetrische Leuchtdichteverteilung aufweist, wobei bevorzugt die besagte Asymmetrie bezüglich der aus Sicht eines Betrachters horizontalen Richtung vorliegt, - in Betrachtungsrichtung vor oder hinter der Bildwiedergabeeinrichtung (11) einen schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
  15. Bildschirm nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Betrachtungsrichtung vor der transmissiven Bildwiedergabeeinrichtung (11) ein zweites optisches Element (2) angeordnet ist, welches umfasst: • eine Vielzahl an Licht absorbierenden Übergangsdipolmomenten, • wobei die Mehrzahl der Übergangsdipolmomente mindestens in einem ersten Zustand mit einer Toleranz von maximal 20° parallel zu einer für das zweites optische Element (2) wählbaren zweiten Vorzugsrichtung ausgerichtet ist oder um diese herum fluktuiert, wobei die zweite Vorzugsrichtung in einem Winkel α, zur Mittelsenkrechten des zweiten optischen Elements (1) angeordnet ist, wobei der Winkel α1 in einer wählbaren zweiten Ebene, welche die besagte Mittelsenkrechte enthält, gemessen wird, • so dass Licht, welches in das zweite optische Element (2) einfällt, in Abhängigkeit von seiner Einfallsrichtung gegenüber dem zweiten optischen Element (2) und seines Polarisationszustandes transmittiert oder mindestens teilweise absorbiert wird.
  16. Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (8b), die Licht in einen eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist, sowie - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8b) gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter (9), welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist, - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (9) angeordnete Leuchtmittel (10), und - optional einen linearen Polarisationsfilter (P), - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8b) angeordneten schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung (8b) ein- und die Leuchtmittel (10) ausgeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Leuchtmittel (10) eingeschaltet sind, und - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
  17. Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm, die in mindestens zwei Betriebsarten B1 für einen freien Sichtmodus und B2 für einen eingeschränkten Sichtmodus, in welchem Licht in einen gegenüber dem freien Sichtmodus eingeschränkten Winkelbereich abgestrahlt wird, betrieben werden kann, umfassend - eine flächenartig ausgedehnte Hintergrundbeleuchtung (8c), die Licht in einen nicht eingeschränkten Winkelbereich abstrahlt, und die optional direkt leuchtend aufgebaut ist, sowie - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8c) gelegenen, plattenförmigen Lichtleiter (9c), welcher auf mindestens einer der Großflächen und / oder innerhalb seines Volumens Auskoppelelemente aufweist, wobei die besagten Auskoppelelemente seitlich in mindestens eine Schmalseite des Lichtleiters (9c) eingekoppeltes Licht mehrheitlich in einen eingeschränkten Winkelbereich auskoppeln, - seitlich an mindestens einer Schmalseite des Lichtleiters (9c) angeordnete Leuchtmittel (10), und - optional einen linearen Polarisationsfilter (P), - einen in Betrachtungsrichtung vor der Hintergrundbeleuchtung (8c) angeordneten schaltbaren Lichtfilter (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei in der Betriebsart B2 die Hintergrundbeleuchtung (8c) aus- und die Leuchtmittel (10) eingeschaltet sind, und wobei in der Betriebsart B1 mindestens die Hintergrundbeleuchtung (8c) eingeschaltet ist, und - wobei in der Betriebsart B2 das zweite elektrische Feld (EF2) und wobei in der Betriebsart B1 das erste elektrische Feld (EF1) anliegt.
DE102023110269.9A 2023-04-21 2023-04-21 Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm Active DE102023110269B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023110269.9A DE102023110269B3 (de) 2023-04-21 2023-04-21 Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023110269.9A DE102023110269B3 (de) 2023-04-21 2023-04-21 Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023110269B3 true DE102023110269B3 (de) 2023-12-28

Family

ID=87426734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023110269.9A Active DE102023110269B3 (de) 2023-04-21 2023-04-21 Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102023110269B3 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110128470A1 (en) 2008-04-17 2011-06-02 Jun Yorita Light distribution control panel, display device for mounting on mobile unit, light distribution control sheet, optical component, lighting device, and display device
US20190293974A1 (en) 2018-03-26 2019-09-26 Coretronic Corporation Anti-peeping control device and backlight module and display using same
WO2022069397A1 (de) 2020-09-30 2022-04-07 Sioptica Gmbh Schaltbarer lichtfilter und seine verwendung
DE102020008062A1 (de) 2020-10-13 2022-04-14 Sioptica Gmbh Optisches Element mit variabler Transmission, zugehöriges Verfahren und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
DE102021110645A1 (de) 2021-04-26 2022-10-27 Sioptica Gmbh Bildschirm für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus und Verwendung eines solchen Bildschirms

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110128470A1 (en) 2008-04-17 2011-06-02 Jun Yorita Light distribution control panel, display device for mounting on mobile unit, light distribution control sheet, optical component, lighting device, and display device
US20190293974A1 (en) 2018-03-26 2019-09-26 Coretronic Corporation Anti-peeping control device and backlight module and display using same
WO2022069397A1 (de) 2020-09-30 2022-04-07 Sioptica Gmbh Schaltbarer lichtfilter und seine verwendung
DE102020008062A1 (de) 2020-10-13 2022-04-14 Sioptica Gmbh Optisches Element mit variabler Transmission, zugehöriges Verfahren und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
DE102021110645A1 (de) 2021-04-26 2022-10-27 Sioptica Gmbh Bildschirm für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus und Verwendung eines solchen Bildschirms

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019003383B4 (de) Umschaltbare Betrachtungswinkelkontrollvorrichtung und Anzeigesystem für eine private Flüssigkristallvorrichtung
DE60013313T2 (de) Gegeneinander versetzte wellenplatten für flüssigkristallanzeigen mit sichtschutz
DE69633283T2 (de) Zwischen lichtdurschlässigen und reflektirenden zuständan optische tafel
DE102004031440B4 (de) Kompensationsfilm, Herstellverfahren für einen solchen sowie LCD unter Verwendung eines solchen
DE4121861C2 (de) Gering absorbierender Polarisator
DE69821682T2 (de) Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102019006022B3 (de) Optisches Element mit variabler Transmission und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
DE60221888T2 (de) Transflektive flüssigkristallanzeige
WO2015121398A1 (de) Schaltbare beleuchtungseinrichtung und deren verwendung
EP3347764B1 (de) Bildschirm fuer einen freien und einen eingeschraenkten sichtmodus
DE102013206505A1 (de) Lichtdurchlässige Scheibe zum Anzeigen eines Bildes eines Head-Up Displays für polarisierte Sonnenbrillen
DE102020006110B3 (de) Schaltbarer Lichtfilter mit variabler Transmission und Bildschirm mit einem solchen schaltbaren Lichtfilter und Verwendung eines solchen Bildschirms
DE102011009281A1 (de) Haftklebefilm für eine Orientierungsbehandlung in einer photoorientierbaren Schicht
DE10331298B4 (de) Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit cholesterischen Flüssigkristall
DE10329344A1 (de) Transflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102022102390B3 (de) Bildschirm mit veränderbarer relativer Leuchtdichteverteilungskurve
DE60120699T2 (de) Flüssigkristallanzeige mit o- und e-typ polarisatoren
EP2293140A1 (de) Mehrschichtige Beleuchtungseinheit mit verbesserten Eigenschaften und deren Verwendung
DE102020002797B3 (de) Optisches Element mit veränderbarer winkelabhängiger Transmission und Bildschirm mit einem solchen optischen Element
DE102020001232B3 (de) Beleuchtungseinrichtung für einen Bildschirm für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus sowie Bildschirm mit derselben
DE102023110269B3 (de) Schaltbarer Lichtfilter, Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm
WO2022069397A1 (de) Schaltbarer lichtfilter und seine verwendung
DE102021120469B3 (de) Optisches Element zur wahlweisen Einschränkung von Lichtausbreitungsrichtungen sowie Beleuchtungseinrichtung und Bildwiedergabeeinrichtung für einen freien und einen eingeschränkten Sichtmodus mit einem solchen optischen Element
DE102022134123A1 (de) Lichtfilter sowie Beleuchtungseinrichtung und Bildschirm mit einem solchen Lichtfilter
WO2024133018A1 (de) Lichtfilter sowie beleuchtungseinrichtung und bildschirm mit einem solchen lichtfilter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division