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DE102020002053B3 - Verfahren und Anordnung zur Beeinflussung von Lichtausbreitungsrichtungen - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Beeinflussung von Lichtausbreitungsrichtungen Download PDF

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DE102020002053B3
DE102020002053B3 DE102020002053.4A DE102020002053A DE102020002053B3 DE 102020002053 B3 DE102020002053 B3 DE 102020002053B3 DE 102020002053 A DE102020002053 A DE 102020002053A DE 102020002053 B3 DE102020002053 B3 DE 102020002053B3
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light
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André HEBER
Andreas Bregulla
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SiOptica GmbH
Original Assignee
SiOptica GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche (F), wobei die besagte Fläche (F) Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1und λ2in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1und λ2mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, und wobei in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche (F) ein schaltbarer Farbkonverter (7) angeordnet ist, umfassend die Schritte a) Deaktivieren des Farbkonverters (7) für einen ersten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ2transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1absorbiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, oder b) Aktivieren des Farbkonverters (7) für einen zweiten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ1in den Wellenlängenbereich λ2umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2transmittiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.Es werden ferner weitere Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die Verfahren umsetzende Anordnungen beschrieben.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • In den letzten Jahren wurden verstärkt OLED-Panels zur Darstellung von Bildinhalten eingesetzt, die über herausragend breite Blickwinkel verfügen. 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, Tablet-PCs und Mobiltelefonen verfügbar, wie Bankdaten oder andere, persönliche Angaben, und sensible Daten. Dem entsprechend brauchen die Menschen eine Kontrolle darüber, wer diese sensiblen Daten sehen darf; sie müssen wählen können zwischen einem weiten Betrachtungswinkel, um Informationen auf ihrem Display mit anderen zu teilen, z.B. beim Betrachten von Urlaubsfotos oder auch für Werbezwecke. Andererseits benötigen sie einen kleinen Betrachtungswinkel, wenn sie die Bildinformationen vertraulich behandeln wollen. Aktuell gibt es am Markt für diese Umschaltbarkeit des Betrachtungswinkels kein Verfahren für OLED-Bildschirme, welches im eingeschränkten Blickwinkel für Blicke aus Seitenwinkeln eine Abdunklung bietet.
    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 selbige jedoch auch während der Fahrt betrachten möchte. Mithin wird ein Bildschirm benötigt, der zwischen den entsprechenden Darstellungsmodi umschalten kann, um wahlweise nur dem Beifahrer allein oder Fahrer und Beifahrer gleichzeitig Bildinformation sichtbar zu machen.
  • Stand der Technik
  • Zusatzfolien, die auf Mikro-Lamellen basieren, wurden bereits für mobile Displays eingesetzt, um deren visuellen Datenschutz zu erreichen. Allerdings waren diese Folien nicht (um)schaltbar, sie mussten immer erst per Hand aufgelegt und danach wieder entfernt werden. Auch muss man sie separat zum Display transportieren, wenn man sie nicht gerade braucht. Ein wesentlicher Nachteil des Einsatzes solcher Lamellen-Folien ist ferner mit den einhergehenden Lichtverlusten verbunden.
  • Die US 2007 / 0 030 240 A1 beschreibt ein optisches Element zur Kontrolle der Lichtausbreitungsrichtung von aus einer Hintergrundbeleuchtung herrührenden Lichtes. Dieses optische Element verlangt beispielsweise Flüssigkristalle in Form von PDLCs, was zum einen teuer, zum anderen aber insbesondere für Endkundenanwendungen sicherheitskritisch ist, da PDLC-Flüssigkristalle in der Regel Spannungen höher als 60V für Ihre Schaltung benötigen.
  • Die Schrift DE 102016206681 B3 beschreibt die Anordnung und den jeweiligen Aufbau zweier organischer Leuchtdioden (OLED). Die beiden OLEDs unterscheiden sich dabei in ihrer Abstrahlcharakteristik, eine OLED strahlt im Wesentlichen in achsennahe Blickwinkel und die andere OLED in achsenferne Blickwinkel. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass zwei organische Leuchtdioden übereinander gefertigt werden müssen und eine zusätzliche Elektrode in der LED kontrolliert werden muss.
  • In der US 2019/0171061 A1 wird ein Farbsubstrat mit einer retroreflektierenden Schicht und ein Bildschirm auf Basis derer beschrieben. Der Aufbau dient insbesondere der Verbesserung der Farbtreue und Lichteffizienz in Bildschirmen. Eine Richtungsbeschränkung des abgestrahlten Lichtes wird dabei nicht erzeugt.
  • Ferner beschreibt die US 2019/0348585 A1 ein farbiges Micro-LED-Display. Dazu kommt ein Raster aus reflektiven optischen Element und ein Raster aus micro-LEDs zum Einsatz. Auch hier ist das Ziel eine gute Farbtreue bzw. -tiefe. Eine Richtungsbeschränkung des abgestrahlten Lichtes wird nach Lehre dieser Schrift nicht erzeugt.
  • Außerdem offenbart die DE 10 2010 006 280 A1 eine Vorrichtung zur Farbkonvertierung. Diese erlaubt allerdings nicht die gezielte Richtungsbeschränkung des farbkonvertierten Lichtes.
  • In der US 2016 / 0 377 920 A1 ist ein LCD-Bildschirm mit Farbkonverter beschrieben. Eine Richtungsbeschränkung des abgestrahlten Lichtes wird nach Lehre dieser Schrift wiederum nicht erzeugt.
  • Schließlich offenbart die US 2018/0113341 A1 ein Display-Panel mit Lichttransmittem auf einer Pixelelektrode sowie einem Lichtkonverter auf einer weiteren Pixelelektrode. Somit kann Licht verschiedener Wellenlängen auf Pixelbasis erzeugt und insgesamt ein pixelbasierter Bildschirm generiert werden. Eine Richtungsbeschränkung des abgestrahlten Lichtes wird auch hier nicht erzeugt.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Beeinflussung von Lichtausbreitungsrichtungen zu beschreiben. Die Erfindung soll insbesondere für OLED-Pixel bzw. -Bildschirme anwendbar sein und Betriebszustände für eine freie und eine eingeschränkte Sicht ermöglichen. Ferner soll die Erfindung preiswert umsetzbar und grundsätzlich mit verschiedenartigen Bildschirmtypen universell verwendbar sein, um eine Umschaltung zwischen einem Sichtschutz- und einem freien Betrachtungsmodus zu ermöglichen, wobei die Auflösung eines solchen Bildschirms im Wesentlichen nicht herabgesetzt werden soll.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Verfahren zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F, wobei die besagte Fläche F Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, (sich sonst aber auch teilweise überlappen können) und wobei in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche F ein schaltbarer Farbkonverter angeordnet ist, umfassend die folgenden Schritte:
    • - Deaktivieren des Farbkonverters für einen ersten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, oder
    • - Aktivieren des Farbkonverters für einen zweiten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ1 mindestens teilweise in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.
  • Der schaltbare Farbkonverter kann bevorzugt mittels Quantenpunkten ausgebildet sein, wobei für jeden Farbkonverter eine Vielzahl von Quantenpunkten vorhanden ist. Jeder Quantenpunkt kann beispielsweise eine räumliche Ausdehnung von maximal 100 nm, bevorzugt von maximal 50 nm, besonders bevorzugt von maximal 20 nm aufweisen.
    Als Materialien für die Quantenpunkte kommen beispielsweise Halbleiter-Nanokristalle in Frage, wie etwa:
    • CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, InP, GaAs, GaP, GalnP 2, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeT, CdZn CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSeS, HgZnSeSe, HgZnSeS, GaN, AIN, AIP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AINP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAINP, GaAINAs, GaAIPAs, , GalnPAs, InAINP, InAINAs, und/oder InAIPAs.
    Es ist auch möglich, Kupfer-dotiertes Wasser oder Mangan- dotiertes Wasser einzusetzen. Ferner kommen dotiertes Graphen oder Silizium in Frage. Andere Ausgestaltungen sind möglich.
  • Um eine Vollfarbigkeit in beiden Modi zu erreichen, sind vorzugsweise für jede der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau jeweils Paare von Wellenlängenbereichen innerhalb der Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 vorhanden, wie etwa violett/blau, blau/grün, grün/rot. Eine solche vollfarbige Auftrennung ist dem Fachmann bekannt von Dolby™-3D-Brillen bzw. der entsprechenden Interferenzfiltertechnologie, bei der ein Lichtfilter das Licht der Grundfarben Rot, Grün und Blau in jeweils zwei verschiedene Wellenlängenbereiche trennt. Dieses Prinzip kann auch im Rahmen der Erfindung entsprechend angewandt werden.
  • Für besondere Ausgestaltungsfälle kann es hilfreich sein, dass der schaltbare Farbkonverter nicht die gesamte selbstleuchtende oder beleuchtete Fläche F abdeckt, sondern nur eine echte Teilfläche davon.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn der schaltbare Farbkonverter durch Anlegen eines elektrischen Feldes deaktiviert und bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes aktiviert wird.
  • Weiterhin ist vorzugsweise eine Vielzahl von selbstleuchtenden Flächen (F1, F2, F3, ...) vorhanden, die jeweils einem kleinsten Pixel eines OLED-, miniLED-, LED- oder micro-LED-Bildschirms entsprechen. Kleinste Pixel können Farb-Subpixel (z.B. Rot, Grün, Blau) oder auch monochromatische bzw. vollfarbtaugliche Pixel sein, je nach Ausgestaltung des Bildgebers. Weiterhin kommen auch LCD-, SED-, FED- oder andere Bildschirmtypen in Frage, deren kleinste Pixel der Vielzahl an selbstleuchtenden Flächen (F1, F2, F3, ...) entsprechen.
  • Es ist überdies möglich, dass im Schichtaufbau eines solchen kleinsten Pixels ein DBR („Distributed Bragg Reflector“), ein semi-transparenter Spiegel und/oder eine Wellenverzögerungsplatte vorhanden ist, so dass Licht des Wellenlängenbereichs λ1 für mindestens eine Raumrichtung aus dem Licht des Wellenlängenbereichs λ2 generiert wird. Ein solches zusätzliches Element kann auch schaltbar sein. Ein schaltbarer „DBR“ kann beispielsweise durch Flüssigkristalle realisiert werden. Wichtig dabei ist, dass das Licht des Wellenlängenbereichs λ2 kollimiert, d.h. auf bestimmte Ausbreitungsrichtungen beschränkt, ist.
    In dieser wie auch in allen folgenden Varianten der Erfindung ist unter einem eingeschränkten Sichtmodus nicht zwingend zu verstehen, dass in bestimmte Richtungen gar kein Licht abgestrahlt wird. Vielmehr kann auch dorthin noch ein gewisses Restlicht abgestrahlt werden, welches allerdings ein angenehmes Sehen verhindert. Typische Werte für solches Restlicht (gemessen als Leuchtdichte) in für die eingeschränkte Sicht vorgesehene Zonen sind wenige Prozent des Peak-Wertes (z.B. 1 % bis höchstens 5%), welcher aus der dedizierten Sichtzone des uneingeschränkten Sichtbereichs wahrnehmbar ist.
  • Die Erfindung erlangt besondere Bedeutung in einem Verfahren zur Erzeugung eines ersten Betriebszustandes B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus und eines zweiten Betriebszustandes B2 für einen freien Sichtmodus in einem Bildschirm, dessen jeweils kleinste Pixel jeweils besagten Flächen F gemäß einem der vorgenannten Verfahrensvarianten entsprechen, wobei
    • - für den ersten Betriebszustand B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus, ein schaltbarer Farbkonverter deaktiviert und ggf., wenn vorhanden, ein DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel oder eine Wellenverzögerungsplatte aktiviert wird, und dass
    • - für den zweiten Betriebszustand B2 für einen freien Sichtmodus ein schaltbarer Farbkonverter aktiviert und ggf., wenn vorhanden, ein DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel oder eine Wellenverzögerungsplatte deaktiviert wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst von einer Anordnung zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F, wobei die besagte Fläche F Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet (zum Beispiel, wenn die Fläche F ein Pixel eines resonanten OLED-Bildschirms ist), wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, (die sich sonst aber auch teilweise überlappen können), umfassend weiterhin einen in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche F angeordneten schaltbaren Farbkonverter, welcher bevorzugt Quantenpunkte umfasst, wobei
    • - der Farbkonverter für einen ersten Modus deaktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, und
    • - der Farbkonverter für einen zweiten Modus aktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ1 mindestens teilweise in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von
    der Fläche F ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist. Der schaltbare Farbkonverter wird in der Regel durch Anlegen eines elektrischen Feldes deaktiviert und bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes aktiviert.
  • Die vorgenannte Anordnung kann vorteilhaft dahingehend erweitert werden, dass weiterhin im Schichtaufbau jeder selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F ein schaltbarer DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel und/oder eine schaltbare Wellenverzögerungsplatte vorhanden ist.
  • Es gelten hier sinngemäß die weiter oben angegebenen Ausgestaltungsvarianten und Mittel-Wirkungszusammenhänge, die hier aus Redundanzgründen nicht wiederholt werden sollen.
  • Grundsätzlich bleibt die Leistungsfähigkeit der Erfindung erhalten, wenn die vorbeschriebenen Parameter in bestimmten Grenzen variiert werden.
    Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale zeigen, näher erläutert. Es zeigt
    • 1 die Prinzipskizze des Aufbaus eines OLED-Pixels im Stand der Technik,
    • 2 die Prinzipskizze einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
    • 3 die Prinzipskizze zur Wirkungsweise der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2,
    • 4 die Prinzipskizze einer Abwandlung Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß 2, sowie
    • 5 ein beispielhaftes Diagramm für beispielhafte Wellenlängenbereiche λ1, und λ2.
  • Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und geben lediglich Prinzipdarstellungen wieder.
  • In 1 ist die Prinzipskizze des Aufbaus eines OLED-Pixels im Stand der Technik wiedergeben. In Betrachtungsrichtung unterhalb eines transparenten Substrates 1 (z.B. aus Glas oder einem Polymer) befindet sich eine semitransparente Anode 2, eine organische Schicht 3, gefolgt von einer emittierenden Schicht 4, darunter wiederum eine organische Schicht 5 und schließlich ein Spiegel mit Kathode 6. Im Allgemeinen können die Schichtaufbauten insbesondere der organischen Schichten 3 und 5 deutlich komplexer sein. In dieser Ausgestaltung mit (mindestens) einem OLED-Pixel als (selbst leuchtende) Fläche F wird die Tatsache ausgenutzt, dass Licht aus OLEDs zu seitlichen Abstrahlwinkeln hin blauer, d.h. von geringerer Wellenlänge, ist, als senkrecht abgestrahltes Licht.
  • Dazu gibt 2 die Prinzipskizze einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wieder, welche auf dem OLED-Aufbau gemäß 1 basiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F, wobei die besagte Fläche F Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, und wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, (sich sonst aber auch teilweise überlappen können) und wobei in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche F ein schaltbarer Farbkonverter 7 angeordnet ist, umfasst die folgenden Schritte:
    • - Deaktivieren des Farbkonverters 7 für einen ersten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, oder
    • - Aktivieren des Farbkonverters 7 für einen zweiten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ1 mindestens teilweise in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.
    Die Prinzipskizze zur Wirkungsweise der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 gezeigt:
    • Für den ersten Modus (rechts) ist der Farbkonverter 7 deaktiviert, so dass der Wellenlängenbereich λ2 (hier mit „R“ für eher rotes Licht bezeichnet) transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 (hier mit „B“ für eher blaues Licht bezeichnet) absorbiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht lediglich aus einer (eingeschränkten) Raumrichtung wahrnehmbar ist.
  • Demgegenüber ist der Farbkonverter 7 für den zweiten Modus (links in 3 gezeigt) aktiviert, so dass der Wellenlängenbereich λ1 in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.
  • Der schaltbare Farbkonverter 7 kann bevorzugt mittels Quantenpunkten („Quantum dots“) ausgebildet sein, wobei für jeden Farbkonverter eine Vielzahl von Quantenpunkten vorhanden ist. Jeder Quantenpunkt kann beispielsweise eine räumliche Ausdehnung von maximal 100 nm, bevorzugt von maximal 50 nm, besonders bevorzugt von maximal 20 nm aufweisen. Der schaltbare Farbkonverter 7 muss nicht notwendigerweise mit dem Substrat 1 verbunden sein.
  • Mit „einer Raumrichtung“ ist selbstredend ein in einer oder zwei Ebenen auffächemder, jeweils in jeder Ebene wenige bis einige Grad umfassender, Raumwinkel gemeint.
    Mehrere Raumrichtungen zusammen ergeben entsprechend einen größeren Raumwinkel.
  • Als Materialien für die Quantenpunkte kommen beispielsweise Halbleiter-Nanokristalle in Frage, wie etwa:
    • CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, InP, GaAs, GaP, GaInP, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeT, CdZn CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSeS, HgZnSeSe, HgZnSeS, GaN, AIN, AIP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AINP, AINAs, AlPAs InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAINAs, GaAlPAs, GalnNR, GalnPAs, InAINP, InAINAs, und/oder InAIPAs.
    Es ist auch möglich, Kupfer-dotiertes Wasser oder Mangan- dotiertes Wasser oder noch andere Arten von Quantenpunkten einzusetzen, wie z.B. Graphen oder Silizium.
  • Für besondere Ausgestaltungsfälle kann es hilfreich sein, dass der schaltbare Farbkonverter 7 nicht die gesamte selbstleuchtende oder beleuchtete Fläche F abdeckt, sondern nur eine echte Teilfläche davon. Dies ist in 4 gezeigt. Hier überlappt der Farbkonverter 7 die Fläche F nur teilweise, und zwar an den Rändern. Für Licht, welches schräg austritt, wird der Farbkonverter benutzt, für senkrecht austretendes Licht nicht.
  • Es ist vorteilhaft, wenn der schaltbare Farbkonverter 7 durch Anlegen eines elektrischen Feldes deaktiviert und bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes aktiviert wird.
  • Weiterhin ist vorzugsweise eine Vielzahl von selbstleuchtenden Flächen (F1, F2, F3, ...) vorhanden, die jeweils einem kleinsten Pixel eines OLED-, miniLED-, LED- oder micro-LED-Bildschirms entsprechen. Kleinste Pixel können Farb-Subpixel (z.B. Rot, Grün, Blau) oder auch monochromatische bzw. vollfarbtaugliche Pixel sein, je nach Ausgestaltung des Bildgebers. Weiterhin kommen auch LCD-, SED-, FED- oder andere Bildschirmtypen in Frage, deren kleinste Pixel der Vielzahl an beleuchteten oder selbstleuchtenden Flächen (F1, F2, F3, ...) entsprechen.
  • Es ist überdies möglich, dass im Schichtaufbau eines solchen kleinsten Pixels ein DBR („Distributed Bragg Reflector“), ein semi-transparenter Spiegel und/oder eine Wellenverzögerungsplatte vorhanden ist, so dass Licht des Wellenlängenbereichs λ1 für mindestens eine Raumrichtung aus dem Licht des Wellenlängenbereichs λ2 generiert wird. Ein solches zusätzliches Element kann auch schaltbar sein. Ein schaltbarer „DBR“ kann beispielsweise durch Flüssigkristalle realisiert werden. Wichtig dabei ist, dass das Licht des Wellenlängenbereichs λ2 kollimiert, d.h. auf bestimmte Ausbreitungsrichtungen beschränkt, ist.
  • Die Erfindung erlangt besondere Bedeutung in einem Verfahren zur Erzeugung eines erstes Betriebszustandes B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus und eines zweiten Betriebszustandes B2 für einen freien Sichtmodus in einem Bildschirm, dessen jeweils kleinste Pixel jeweils besagten Flächen F gemäß einem der vorgenannten Verfahrensvarianten entsprechen, wobei
    • - für den ersten Betriebszustand B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus ein schaltbarer Farbkonverter 7 deaktiviert und ggf., wenn vorhanden, ein DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel oder eine Wellenverzögerungsplatte aktiviert wird, und dass
    • - für den zweiten Betriebszustand B2 für einen freien Sichtmodus ein schaltbarer Farbkonverter 7 aktiviert und ggf., wenn vorhanden, ein DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel oder eine Wellenverzögerungsplatte deaktiviert wird.
  • Schließlich gibt 5 ein beispielhaftes Diagramm für beispielhafte Wellenlängenbereiche λ2 und A1 wieder. Es sei hier angemerkt, dass die Wellenlängenbereiche λ2 und λ1 durchaus mehrere Wellenlängenpeaks, die aber jeweils paarweise disjunkt sein müssen, aufweisen können.
  • Ausgewählte Zeichnungen können auch zur Illustration der erfindungsgemäßen Anordnung herangezogen werden.
    So ist in 2 die Prinzipskizze einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt. Bei dieser Anordnung zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F in einer ersten Ausgestaltung sendet die besagte Fläche F Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aus (zum Beispiel, wenn die Fläche F ein Pixel eines resonantes OLED-Bildschirms ist), wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden (die sich sonst aber auch teilweise überlappen können).
    Sie umfasst weiterhin einen in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche F angeordneten schaltbaren Farbkonverter 7, welcher bevorzugt Quantenpunkte umfasst, wobei
    • - der Farbkonverter 7 für einen ersten Modus deaktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche F ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, und
    • - der Farbkonverter 7 für einen zweiten Modus aktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ1 mindestens teilweise in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von
    der Fläche F ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist. Anhand 3 ist die Wirkungsweise analog zur Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nachzuvollziehen.
  • Der schaltbare Farbkonverter 7 wird in der Regel durch Anlegen eines elektrischen Feldes deaktiviert und bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes aktiviert.
  • Die vorgenannte Anordnung kann vorteilhaft dahingehend erweitert werden, dass weiterhin im Schichtaufbau jeder selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche F ein schaltbarer DBR (Distributed Bragg Reflector), ein schaltbarer Spiegel und/oder eine schaltbare Wellenverzögerungsplatte vorhanden ist, so dass das Vorhandensein von Licht des Wellenlängenbereichs λ1 an- und abgeschaltet werden kann.
  • Es gelten hier sinngemäß die weiter oben angegebenen Ausgestaltungsvarianten und Mittel-Wirkungszusammenhänge, die hier aus Redundanzgründen nicht wiederholt werden sollen.
  • Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren löst die gestellte Aufgabe:
    • Es wurde ein Verfahren und Anordnung zur Beeinflussung von Lichtausbreitungsrichtungen beschrieben. Die Erfindung ist insbesondere für OLED-Pixel bzw. -Bildschirme anwendbar und vermag es, Betriebszustände für eine freie und eine eingeschränkte Sicht zu ermöglichen. Ferner ist die Erfindung preiswert umsetzbar und insbesondere mit verschiedenartigen Bildschirmtypen universell verwendbar, um eine Umschaltung zwischen einem Sichtschutz- und einem freien Betrachtungsmodus zu ermöglichen, wobei die Auflösung eines solchen Bildschirms grundsätzlich nicht herabgesetzt wird.
  • 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 auch im PKW angewendet werden, wenn der Fahrer einen Aufmerksamkeit auf sich ziehenden Bildinhalt wahlweise nicht sehen darf. Weitere Anwendungsfälle liegen im Gebiet der Beleuchtung und Werbung, hierbei insbesondere zur Vermeidung von Licht-Smog.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Substrat
    2
    Semitransparente Anode
    3
    Organische Schicht
    4
    Emittierende Schicht
    5
    Organische Schicht
    6
    Spiegel und Kathode bzw. Spiegelnde Kathode
    7
    Farbkonverter

Claims (8)

  1. Verfahren zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche (F), wobei die besagte Fläche (F) Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, und wobei in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche (F) ein schaltbarer Farbkonverter (7) angeordnet ist, umfassend die folgenden Schritte: - Deaktivieren des Farbkonverters (7) für einen ersten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, oder - Aktivieren des Farbkonverters (7) für einen zweiten Modus, so dass der Wellenlängenbereich λ1 in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Farbkonverter (7) mittels Quantenpunkten ausgebildet ist, wobei jeder Quantenpunkt eine räumliche Ausdehnung von maximal 100 nm, bevorzugt von maximal 50 nm, besonders bevorzugt von maximal 20 nm aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Farbkonverter (7) nicht die gesamte selbstleuchtende oder beleuchtete Fläche (F) abdeckt, sondern nur eine echte Teilfläche davon.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der schaltbare Farbkonverter (7) durch Anlegen eines elektrischen Feldes deaktiviert und bei Nichtvorhandensein eines elektrischen Feldes aktiviert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von selbstleuchtenden Flächen (F1, F2, F3, ...) vorhanden sind, die jeweils einem kleinsten Pixel eines OLED-, miniLED-, LED- oder micro-LED-Bildschirms entsprechen.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner im Schichtaufbau eines solchen kleinsten Pixels ein DBR (Distributed Bragg Reflector), ein semi-transparenter Spiegel oder eine Wellenverzögerungsplatte vorhanden ist, so dass Licht des Wellenlängenbereichs λ1 für mindestens eine Raumrichtung aus dem Licht des Wellenlängenbereichs λ2 generiert wird.
  7. Verfahren zur Erzeugung eines erstes Betriebszustandes B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus und eines zweiten Betriebszustandes B2 für einen freien Sichtmodus in einem Bildschirm, dessen jeweils kleinste Pixel jeweils besagten Flächen (F) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass - für den ersten Betriebszustand B1 für einen eingeschränkten Sichtmodus mindestens ein schaltbarer Farbkonverter (7) deaktiviert, und dass - für den zweiten Betriebszustand B2 für einen freien Sichtmodus mindestens ein schaltbarer Farbkonverter (7) aktiviert wird.
  8. Anordnung zur Beeinflussung der Lichtausbreitungsrichtungen mindestens einer selbstleuchtenden oder beleuchteten Fläche (F), wobei die besagte Fläche (F) Licht wenigstens teilweise unterschiedlicher Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen aussendet, wobei sich die Wellenlängenbereiche λ1 und λ2 mindestens in ihrer Peak-Wellenlänge unterscheiden, umfassend weiterhin einen in Betrachtungsrichtung vor der besagten Fläche (F) angeordneten schaltbaren Farbkonverter (7), welcher bevorzugt Quantenpunkte umfasst, wobei - der Farbkonverter (7) für einen ersten Modus deaktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert und der Wellenlängenbereich λ1 absorbiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht lediglich aus einer Raumrichtung wahrnehmbar ist, und - der Farbkonverter (7) für einen zweiten Modus aktiviert wird, so dass der Wellenlängenbereich λ1 mindestens teilweise in den Wellenlängenbereich λ2 umgewandelt und der Wellenlängenbereich λ2 transmittiert wird, wodurch das von der Fläche (F) ausgehende Licht aus mehreren Raumrichtungen wahrnehmbar ist.
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