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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Integrieren eines Hologramms in einem Scheibenverbund einer vorbestimmten gebogenen Geometrie, insbesondere in einer Fahrzeugscheibe, sowie einen resultierenden Scheibenverbund mit Hologramm und ein damit ausgestattetes Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein beliebiges Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sein. Beim Hologramm kann es sich insbesondere um ein holografisch optisches Element (HOE) handeln, das beispielsweise als Element einer Blickfeldanzeigevorrichtung in einer Frontscheibe des Fahrzeugs integriert werden soll.
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Technischer Hintergrund
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Blickfeldanzeigevorrichtungen in einem Fahrzeug sind insbesondere unter der Bezeichnung Head-up-Display (HUD) bekannt. Damit wird ein Anzeigeinhalt, beispielsweise eine Angabe über eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder andere Navigations- und Fahrzeugbedienungshinweise, in Form eines virtuellen Anzeigebilds dem vom Fahrer beobachteten realen Umgebungsbild vor dem Fahrzeug überlagert. Hierzu umfasst eine Blickfeldanzeigevorrichtung in der Regel eine in der Instrumententafel eingebaute Projektionseinheit, die ein Projektionslichtstrahlenbündel mit gewünschtem Anzeigeinhalt erzeugt und es auf die Frontscheibe des Fahrzeugs projiziert, von welcher es zum Fahrer hin reflektiert wird.
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Um dem Fahrer eine Augenanpassung beim Blickwechsel zwischen der vorausliegenden Straße und der abzulesenden Anzeige weitgehend zu ersparen, wird das virtuelle Anzeigebild dabei typischerweise in einiger Entfernung vor dem Fahrzeug erzeugt. Um diese und andere Abbildungseigenschaften zu erreichen, sind Projektionseinheiten bei Head-up-Displays für den Automobilbereich klassisch mittels konkaver Spiegel aufgebaut, deren Größe jedoch linear mit der Bildgröße des virtuellen Anzeigebilds und eines damit abdeckbaren Blickfelds (auch Field-of-View, FoV genannt) skaliert. Um das abdeckbare Field-of-View beispielsweise für eine an realen Umgebungsobjekten orientierte kontaktanaloge AR-Anzeige (Augmented Reality) deutlich zu erweitern, müsste bei der klassischen HUD-Bauweise ein entsprechend großer Konkavspiegel in der Instrumententafel integriert werden, was zu Problemen für den verfügbaren Bauraum im Fahrzeuginnenraum oder auch für dessen Erscheinungsbild führt, da wiederum eine entsprechend große Öffnung für das austretende Projektionslichtstrahlenbündel in der Instrumententafel erforderlich wäre.
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Zur Überwindung derartiger Probleme sind für Blickfeldanzeigevorrichtungen in Kraftfahrzeugen Ansätze bekannt, in die Frontscheibe eines Fahrzeugs ein holografisch optisches Element (HOE) zu integrieren, das beispielsweise die optische Funktion eines für die klassische Projektionseinheit üblichen Konkavspiegels übernimmt. Damit wird eine kompaktere HUD-Bauart ohne Konkavspiegel ermöglicht, die auch als holografisches Head-up-Display bekannt ist. Hierzu ist es beispielsweise aus
US 4,998,784 A bekannt, ein Hologramm zunächst als eine flache Folie mit erforderlichen optischen Eigenschaften auf einem separaten flexiblen Substrat herzustellen und dann zwischen zwei Glasscheiben eines für Fahrzeugscheiben typischen VSG-Aufbaus (Verbund-Sicherheitsglas) mithilfe eines diese verbindenden Schmelzklebstoffs PVB (Polyvinylbutyral) einzulaminieren. Das flexible Substrat, auf dem das Hologramm ursprünglich erzeugt wurde, wird dabei noch vor dem endgültigen Laminationsvorgang von dem Hologramm abgezogen oder chemisch aufgelöst und ist somit nicht in der resultierenden Fahrzeugscheibe enthalten.
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Beim Laminieren von derartigen fertigen HOE-Folien in einem Scheibenverbund sind sie allerdings hohen Drücken von bis zu 12-15 bar und Temperaturen von bis zu 130-140 °C ausgesetzt, welche sich negativ auf die Materialeigenschaften und die Beständigkeit des Hologramms auswirken können. Weiterhin ist das Laminieren eines als flacher Film oder flache Folie hergestellten Hologramms in eine 3D-gebogene Geometrie einer Fahrzeugscheibe in der Regel nicht ohne Knittern oder Faltenwerfen der HOE-Folie möglich. Dies beeinträchtigt jedoch die üblicherweise vor dem Einlaminieren, meist in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, erzeugte optische Funktion des Hologramms erheblich. Auch unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der Glasscheiben einerseits und einer dazwischen unter derart hohen Temperaturen und Drücken zu laminierenden HOE-Folie andererseits tragen zu den genannten Problemen bei. All diese Probleme werden mit der für AR-Anwendungen erforderlichen Flächenvergrößerung des Hologramms in der Scheibe tendenziell umso gravierender.
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Alle Versuche, ein hologrammaufnahmefähiges Material, etwa in Form einer holographischen Folie, noch vor dem Belichten in ein Verbundglas zu laminieren und erst danach dort ein Hologramm bzw. ein HOE einzubelichten, erfordern massive Eingriffe in den Verbundglas-Herstellungsprozess und sind aufgrund der Anforderungen des Belichtungsprozesses wie Temperaturstabilität, Vibrationsfreiheit, dunkle Umgebung etc. kaum industriell umsetzbar.
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Andererseits ist insbesondere für Banknoten oder Ausweisdokumente eine Hologrammherstellungsmethode durch Anfertigung sogenannter „Kontaktkopien“ als besonders sinnvoll für eine Massenanfertigung bekannt. Dabei wird eine Hologrammaufnahmeschicht aus einem Fotopolymer flüssig auf ein Substrat, beispielsweise einen Film oder eine Folie, aufgebracht und im direkten Kontakt mit einem Master-Hologramm (auch Holografie-Master genannt) in Reflexion belichtet und dadurch kopiert, d. h. repliziert. Mit anderen Worten wird dabei ein Holografie-Master, der in der Regel ein Oberflächenhologramm ist, für die wiederholte Herstellung eines Hologramms verwendet, das in der Regel als ein Volumenhologramm in der Fotopolymerschicht ausgebildet wird. Erst bei der Belichtung und einer anschließenden Fixierung mit UV-Licht härtet das flüssige Fotopolymer aus.
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Die Schichtdicke des flüssigen Fotopolymers ist bei dieser Methode mit einer Genauigkeit von unter 10 Mikrometern einzustellen. In diesem Zusammenhang spielen geometrische Toleranzen zwischen dem Substrat und dem Holografie-Master eine große Rolle, da zum einen der Master für die Dauer der Hologrammaufnahme vollflächig in Kontakt mit dem Fotopolymer sein muss und zum anderen der Abstand von Master und Substrat die genannte Schichtdicke der Fotopolymerschicht bestimmt. Bei einer flachen, d. h. ebenen Geometrie können die für die Hologrammaufnahme erforderlichen konstanten Abstände zwischen einem flachen Substrat und einem flachen Holografie-Master problemlos präzise eingestellt werden, etwa in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess. Bei bekannten Verfahren ist das Substrat in der Regel als ein flacher Film oder als eine flache Folie, d. h. nicht gebogen, ausgebildet, während der Holografie-Master in der Regel ein metallisches, steifes Bauteil ist, welches nicht flexibel ist und somit keine Substrattoleranzen ausgleichen kann.
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Eine Integration eines holografisch optischen Elements in/auf eine als ESG (Einscheiben-Sicherheitsglas) ausgebildete Fahrzeugscheibe ist bisher nicht möglich, da ein flüssiges Fotopolymer auf eine dreidimensional gebogene ESG-Scheibe nicht appliziert bzw. ein Holografie-Master nicht mit erforderlicher Kontaktfläche etc. dagegen gehalten werden kann und eine separat hergestellte HOE-Folie auch nicht einfach auf eine ESG-Scheibe aufgeklebt werden kann, da unter anderem die erforderliche Haltbarkeit des Hologramms gegenüber der Alterung auf diese Weise nicht gegeben ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zur Lösung der obigen Probleme ein alternatives oder verbessertes Verfahren zum Integrieren eines Hologramms, insbesondere eines holografisch optischen Elements, in einem Scheibenverbund mit dreidimensional gebogener Geometrie, insbesondere in einer Fahrzeugscheibe, anzugeben. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, einen entsprechenden Scheibenverbund und ein damit ausgestattetes Fahrzeug anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Integrieren eines Hologramms in einem Scheibenverbund einer vorbestimmten gebogenen Geometrie gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 8 sowie durch einen resultierenden Scheibenverbund, insbesondere eine Fahrzeugscheibe, und ein damit ausgestattetes Fahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Alle in den Ansprüchen und der Beschreibung für das Verfahren genannten weiterführenden Merkmale und Wirkungen gelten auch in Bezug auf den Scheibenverbund mit einem darin integrierten Hologramm und das Fahrzeug, wie auch umgekehrt.
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Dabei ist die Reihenfolge, in der die einzelnen Verfahrensschritte beschrieben sind, jeweils als nicht bindend zu verstehen, sofern nichts Gegenteiliges erwähnt ist. Vielmehr können einzelne Schritte des hierin dargelegten Verfahrens, wenn geeignet, jeweils auch in einer anderen Reihenfolge als beschrieben ausgeführt werden, um zu dem gleichen genannten Ergebnis zu gelangen.
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Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Integrieren eines Hologramms in einem Scheibenverbund mit einer vorbestimmten gebogenen Geometrie vorgesehen. Der daraus resultierende Scheibenverbund kann insbesondere als eine Fahrzeugscheibe, etwa eine Frontscheibe, ausgebildet sein und daher deren von flacher, d. h. ebener Geometrie abweichende dreidimensional gebogene geometrische Form (vorbestimmte gebogene Geometrie) besitzen.
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Beim Hologramm kann es sich insbesondere um ein holografisch optisches Element (HOE) handeln, das beispielsweise als Element einer Blickfeldanzeigevorrichtung der eingangs beschriebenen Art, insbesondere eines Head-Up-Displays (HUD), in einer Frontscheibe des Fahrzeugs integriert werden soll, um etwa die Funktion eines Konkavspiegels zu übernehmen. Alternativ sind mit dem vorliegenden Verfahren auch andere optische Funktionen des im gebogenen Scheibenverbund integrierten HOE realisierbar, beispielsweise ein winkelselektives Diffusor-Hologramm zur Darstellung von Anzeigeinhalten direkt auf der resultierenden (Fahrzeug-)Scheibe, die dadurch als eine Art Leinwand dienen kann, oder ein Auskoppel-Hologramm für ein Waveguide-HUD, bei dem ein flächiges Waveguide in der Frontscheibe zur Darstellung von Inhalten ausgebildet ist. Das Fahrzeug kann dabei ein beliebiges Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sein.
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Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Teilverbunds, der mehrere miteinander bereits laminierte Scheiben umfasst und beispielsweise eine fertige herkömmliche VSG-Scheibe (Verbund-Sicherheitsglas) aus zwei durch eine reißfeste und zähelastische PVB-Folie (Polyvinylbutyral) verbundenen Glasscheiben ist. Alternativ kann eine Einzelscheibe, beispielsweise eine fertige herkömmliche ESG-Scheibe (Einscheiben-Sicherheitsglas), bereitgestellt werden. Dieser Teilverbund bzw. diese Einzelscheibe besitzt bereits die vorbestimmte gebogene Geometrie, die auch der künftige Scheibenverbund beibehalten soll, und kann insbesondere bei den nachfolgend beschriebenen Durchführungsbedingungen des vorliegenden Verfahrens (schonender Laminationsprozess) starr sein;
- - Bereitstellen einer Substratscheibe mit einer darauf aufgetragenen oder aufgebrachten oder darin eingebetteten Hologrammaufnahmeschicht, insbesondere aus flüssigem Fotopolymer, in der anschließend das Hologramm durch einen geeigneten Belichtungsprozess mit einem kohärenten Licht erzeugt wird; und
- - Verbinden der auf diese Weise mit dem Hologramm ausgestatteten Substratscheibe mit der Einzelscheibe oder dem Teilverbund mittels einer Verbindungschicht, insbesondere aus PVB oder einem anderen Schmelzklebstoff mit einer geeigneten niedrigen Aktivierungstemperatur, zu einem die vorbestimmte gebogene Geometrie aufweisenden Scheibenverbund durch einen das Hologramm schonenden Laminationsprozess, bei dem die Temperatur eine vorbestimmte Höchsttemperatur und/oder der Druck einen vorbestimmten Höchstdruck nicht überschreiten;
- - wobei das Hologramm im fertigen Scheibenverbund durch die Substratscheibe nach außen geschützt bleibt, indem es zwischen der Substratscheibe und der Einzelscheibe bzw. dem Teilverbund angeordnet oder in der Substratscheibe eingebettet ist.
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Eine Idee des vorliegenden Verfahrens besteht also darin, die Integration eines Hologramms bzw. eines HOE, beispielsweise auf der Basis eines flüssigen Fotopolymers, aus dem eingangs erwähnten herkömmlichen Laminationsprozess einer VSG-Fahrzeugverglasung auszugliedern und durch einen zusätzlichen, das Hologramm schonenden Laminationsprozess, z. B. bei niedrigeren Temperaturen und/oder Drücken, zu ersetzen. Dies kann sowohl direkt im Produktionsprozess einer Fahrzeugscheibe integriert werden oder komplett ausgelagert sein, etwa als deren Auf- oder Nachrüstung. Mit diesem Scheibenverbund-Aufbau und Verfahren kann prinzipiell jede beliebige Fahrzeugverglasung groß- bis vollflächig mit einem Hologramm ausgestattet werden, ohne in den Standardherstellprozess einzugreifen. Es können aber auch einzelne Teilbereiche einer Fahrzeugverglasung durch dieses Verfahren mit einem Hologramm ausgestattet werden. (Die Anwendung ist dabei nicht auf eine Fahrzeugscheibe begrenzt.) Weiterhin kann ein Hologramm/HOE mit diesem Verfahren auch auf eine ESG-Scheibe appliziert werden.
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Die Substratscheibe, auf/in der das Hologramm belichtet worden ist, ist dabei fester Bestandteil des resultierenden Scheibenverbunds, insbesondere der Fahrzeugscheibe. Eine für einen konkreten Anwendungsfall erforderliche Beständigkeit des Hologramms gegenüber der Alterung kann durch eine geeignete Wahl des Materials und/oder der Dicke der Substratscheibe gewährleistet werden. Ferner kann die Substratscheibe insbesondere aus einem zur Belichtung des Hologramms durch die Substratscheibe hindurch und/oder für optische Eigenschaften des resultierenden Scheibenverbunds wie allgemeine Transparenz geeigneten Material, etwa aus Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat o.Ä., oder Glas, beispielsweise Kalk-Natron-, Borosilikat- oder Aluminiumsilikatglas o.Ä., gefertigt sein. Deren Dicke kann beispielsweise im Bereich von für Fahrzeugverglasung allgemein verwendeten Wandstärken einzelner Glasscheiben von etwa 1,5 - 2 mm, oder auch dünner oder dicker sein, je nach spezifischer Anwendung und je nach der Wahl einer der vielen verschiedenen Ausführungsformen und Varianten des vorliegenden Verfahrens, die nachfolgend beschriebenen werden.
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Insbesondere schützt die Substratscheibe das direkt darauf erzeugte Hologramm auch während der schonenden Lamination zum Scheibenverbund vor mechanischer Beschädigung oder unkontrollierter Verformung wie Knittern oder Faltenwurf, da sie sie vollflächig stützt und da die Hologrammaufnahmeschicht in der Regel bereits bei der Hologrammerzeugung einen stabilen Materialverbund mit der Substratscheibe bildet. Im Fall einer in der Substratscheibe eingebetteten Hologrammaufnahmeschicht umgibt und stützt das Material der Substratscheibe das darin erzeugte Hologramm von allen Seiten.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Substratscheibe als eine flache, d. h. ebene Kunststoff- oder Dünnglasscheibe bereitgestellt, die gemeinsam mit dem darauf oder darin zuvor erzeugten Hologramm durch Verbindung mit der Einzelscheibe bzw. dem Teilverbund im schonenden Laminationsprozess zu deren vorbestimmter gebogener Geometrie verformt wird. Insbesondere beim Aufbringen von flüssigem Fotopolymer kann es besonders sinnvoll sein, dass das Fotopolymer auf eine flache Substratscheibe appliziert und beispielsweise in Kontakt mit einem Holografie-Master der weiter unten beschriebenen Art belichtet wird, da bei flacher Substratgeometrie während der Hologrammherstellung kein Toleranzausgleich wie im Fall einer toleranzbehafteten gebogenen Geometrie notwendig ist. (Beispiele für einen insbesondere bei gebogener Geometrie möglichen Toleranzausgleich werden weiter unten angegeben.) Dabei wird beispielsweise eine flache Dünnglasscheibe mit dem Fotopolymer beschichtet, mit dem Hologramm belichtet und anschließend mit einem zusätzlichen Klebstoff, z. B. PVB, an die herkömmliche Fahrzeugverglasung appliziert.
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Eine flache Dünnglasscheibe kann dabei beispielsweise aus Kalk-Natron-, Borosilikat- oder Aluminiumsilikatglas o.Ä., gefertigt sein und hat eine deutlich geringere Wandstärke im Vergleich zu den bei Fahrzeugverglasung allgemein verwendeten Glasscheiben, deren Wandstärken typischerweise im Bereich von 1,6 mm oder 1,8 mm liegen und deren Handling daher bei flacher und besonders bei gebogener Geometrie - insbesondere während des Belichtungsprozesses - zur Vermeidung von Glasbruch äußerst komplex ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die flache Dünnglasscheibe beispielsweise eine Wandstärke von weniger als 1 mm, als 0,75 mm, als 0,5 mm, als 0,25 mm, als 0,1 mm, als 0,075 mm, als 0,05 mm oder als 0,03 mm oder sogar im Bereich von etwa 0,025 mm besitzen, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge zunehmend bevorzugt. Das verwendete Dünnglas kann dabei beispielsweise in an sich bekannter Weise chemisch gehärtet sein und daher deutlich weniger zerbrechlich als eine dicke Glasscheibe sein.
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Aufgrund einer geeigneten Vorbehandlung dieser Art und der geringen Wandstärke ist eine flache Dünnglasscheibe durch den schonenden Laminationsprozess der hierin dargelegten Art problemlos und ohne Beschädigung oder Glasbruch gegen die vorbestimmte gebogene Geometrie des Teilverbunds bzw. der Einzelscheibe verformbar. Anders als bei dicken Glasscheiben der oben genannten Wandstärke, deren Biegeprozess zu der gebogenen 3D-Geometrie einer Fahrzeugscheibe extrem hohe Temperaturen von bis zu 650 °C erfordern kann, lässt sich das vorliegend als Substratscheibe verwendete flache Dünnglas bereits bei Temperaturen unter 140 °C zu der genannten gebogenen Geometrie verformen. Das Gleiche kann mit einer flachen Substratscheibe aus Kunststoff beispielsweise durch eine geeignete Wahl des Kunststoffs, insbesondere mit einer entsprechend niedrigen Glasübergangstemperatur, und/oder der Wandstärke erreicht werden.
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Gemäß einer hierzu alternativen zweiten Ausführungsform wird nicht nur der Teilverbund bzw. die Einzelscheibe, sondern auch die mit dem Hologramm auszustattende Substratscheibe von vornherein mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie bereitgestellt und weist diese auch nach der Hologrammerzeugung, d. h. zusammen mit der Hologrammaufnahmeschicht mit dem darin erzeugten Hologramm, auf. Damit wird die nachfolgende Hologrammherstellung direkt auf bzw. in einer gemäß der gewünschten 3D-Geometrie des Scheibenverbunds gebogenen Substratscheibe ermöglicht, sodass das Hologramm gleich in der endgültigen Geometrie des Scheibenverbunds hergestellt wird und nicht nachträglich beim Laminationsprozess verformt werden muss. Beispielsweise kann bei dieser Ausführungsform das flüssige Fotopolymer auf die 3D-gebogene Substratscheibe aus Kunststoff oder Glas, die z. B. die Geometrie der Frontscheibe aufweist, aufgebracht und belichtet und anschließend mit einem zusätzlichen Klebstoff, z. B. PVB, an die herkömmliche VSG- oder ESG-Fahrzeugverglasung appliziert werden. (Beispiele für einen insbesondere bei Verwendung eines Holografie-Masters möglichen Toleranzausgleich zwischen dem Master und einer toleranzbehafteten gebogenen Substratscheibe werden weiter unten angegeben.)
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Insbesondere kann beim vorliegenden Verfahren die Substratscheibe aus Kunststoff sein und die Hologrammaufnahmeschicht darin eingebettet sein, indem das Hologrammaufnahmematerial, beispielsweise festes oder flüssiges Fotopolymer, in der Kunststoffmatrix gelöst und/oder eigebettet wird/ist oder als eine aus dem Hologrammaufnahmematerial bestehende Innenschicht in einem mehrstufigen Herstellungsprozess der Substratscheibe ausgebildet und dabei insbesondere von allen Seiten von Kunststoff umgeben wird/ist. Die Herstellung einer solchen Substratscheibe kann, muss aber nicht Teil des vorliegenden Verfahrens sein. Beim in der Kunststoffmatrix eingebetteten Hologrammaufnahmematerial kann es sich insbesondere - ähnlich einem Faserverbundwerkstoff - um einen sogenannten Teilchenverbundwerkstoff aus Hologrammaufnahmematerial und zugrundeliegender Kunststoffmatrix handeln.
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Die Hologrammerzeugung kann beim vorliegenden Verfahren in allen seinen Varianten und Ausgestaltungen insbesondere durch Anfertigung einer sogenannten „Kontaktkopie“ eines Holografie-Masters erfolgen, der in der Regel ein Oberflächenhologramm ist und zur wiederholten Herstellung eines Hologramms einsetzbar ist, welches in der Regel als ein Volumenhologramm in der Hologrammaufnahmeschicht ausgebildet wird. Hierzu wird beispielsweise eine Hologrammaufnahmeschicht aus einem Fotopolymer flüssig auf die Substratscheibe aufgebracht und im direkten Kontakt mit dem Holografie-Master, beispielsweise durch die Substratscheibe hindurch in Reflexion, belichtet und dadurch kopiert, d. h. repliziert.
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Neben seiner Funktion als Hologramm-Negativ kann der gegen die Hologrammaufnahmeschicht gehaltene Holografie-Master auch zur Gewährleistung der erforderlichen Vibrationsfreiheit für die Dauer der Belichtung beitragen, die je nach Anwendung bis zu einigen Minuten betragen kann. Je nach verwendetem Hologrammaufnahmematerial kann die Hologrammaufnahmeschicht anschließend beispielsweise mit geeignetem inkohärentem Licht, etwa mit UV-Licht, fixiert werden. Erst bei der Belichtung und einer anschließenden Fixierung mit UV-Licht härtet beispielsweise das flüssige Fotopolymer aus. Nach der beschriebenen Fertigstellung des Hologramms in der Hologrammaufnahmeschicht wird der Holografie-Master von dieser wieder entfernt.
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Möchte man dabei beispielsweise eine zur Frontscheibenform gebogene Substratscheibe aus Kunststoff oder Glas verwenden, so unterliegt z. B. eine starre Glasscheibe dieser Form oder ein komplementär dazu gebogener starrer Holografie-Master in der Regel Geometrietoleranzen von mehreren Zehntel Millimetern. Die Schichtdicke der Hologrammaufnahmeschicht, insbesondere des flüssigen Fotopolymers, ist aber bei der dieser Hologrammaufnahmemethode mit einer Genauigkeit von unter 10 Mikrometern einzustellen, d. h. 10 bis 100mal genauer als die typische Geometrietoleranz der beteiligten Oberflächen. Dies macht einen Geometrietoleranzausgleich zwischen der Substratscheibe und dem Holografie-Master wichtig, da zum einen der Master für die Dauer der Hologrammaufnahme vollflächig in Kontakt mit der Hologrammaufnahmeschicht sein muss und zum anderen der Abstand von Master und Substratscheibe die genannte Schichtdicke der Hologrammaufnahmeschicht bestimmt. Ein Geometrieausgleich kann zu diesem Zweck aber auch für die Hologrammaufnahme in ebener Geometrie implementiert sein, da auch flache Oberflächen grundsätzlich toleranzbehaftet sind.
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Nachfolgend werden einige Beispiele für den genannten Geometrietoleranzausgleich zur Hologrammherstellung mittels eines Holografie-Masters im Rahmen des vorliegenden Verfahrens angegeben.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung ist die Substratscheibe aus geeignetem Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, und mit einer solchen Dicke ausgebildet, dass sie in einer für den Geometrietoleranzausgleich geeigneten Weise in vorbestimmtem Ausmaß elastisch biegbar ist. Im Vergleich zu einer Substratscheibe aus dickem Glas kann dadurch insbesondere das Risiko für Beschädigungen, wie Glasbruch etc., beim Handling während des gesamten vorliegenden Verfahrens und insbesondere bei der Hologrammerzeugung deutlich gesenkt werden. In diesem Fall kann ein starrer (d. h. rigider, steifer, im Gegensatz zur Substratscheibe nicht elastischer) Holografie-Master mit einer der Geometrie der Substratscheibe entsprechenden flachen (obige erste Ausführungsform) bzw. vorbestimmten gebogenen (obige zweite Ausführungsform) Geometrie zur Belichtung verwendet werden, indem
- - die Substratscheibe mit der darauf oder darin ausgebildeten Hologrammaufnahmeschicht mit einer geeigneten Kraft gegen den Holografie-Master gedrückt oder gezogen wird, so dass durch elastisches Verhalten der Substratscheibe Geometrietoleranzen zwischen dem Holografie-Master und der Substratscheibe ausgeglichen werden und ein durchgehender Flächenkontakt dazwischen mit einer im Wesentlichen konstanten vorbestimmten Schichtdicke der Hologrammaufnahmeschicht hergestellt wird, und
- - die Hologrammaufnahmeschicht in dieser Hologrammaufnahmeanordnung mit einem kohärenten Licht zum Ausbilden eines durch den Holografie-Master definierten Hologramms in der Hologrammaufnahmeschicht belichtet wird.
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Bei einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung kann der Holografie-Master zusätzlich einen oder mehrere Abstandshalter zur Festlegung einer vorbestimmten Schichtdicke einer zwischen dem Holografie-Master und der Substratscheibe auszubildenden Hologrammaufnahmeschicht aufweisen. In diesem Fall wird der Holografie-Master zusätzlich auch beim Aufbringen der Hologrammaufnahmeschicht, insbesondere einer flüssigen Fotopolymerschicht, auf die Substratscheibe verwendet,
- - indem die Substratscheibe noch ohne Hologrammaufnahmeschicht mit einer geeigneten Kraft gegen die Abstandshalter des Holografie-Masters gedrückt oder gezogen wird, so dass Geometrietoleranzen zwischen dem Holografie-Master und der Substratscheibe ausgeglichen werden und ein im Wesentlichen konstanter Abstand dazwischen zur Aufnahme der Hologrammaufnahmeschicht eingestellt wird,
- - wonach das Hologrammaufnahmematerial zwischen den Holografie-Master und die Substratscheibe mit einer dem eingestellten Abstand entsprechenden vorbestimmten Dicke formschlüssig eingebracht wird und die dadurch gebildete Hologrammaufnahmeschicht in dieser Hologrammaufnahmeanordnung mit einem kohärenten Licht zum Ausbilden eines durch den Holografie-Master definierten Hologramms in der Hologrammaufnahmeschicht belichtet wird.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung ist der Holografie-Master flexibel ausgestaltet, um den Geometrietoleranzausgleich mit einer dreidimensional gebogenen oder aber flachen Substratscheibe, die insbesondere auch starr ausgebildet sein kann, zu ermöglichen. Hierzu werden:
- - ein aufblasbares Kissen mit einer durch Druckeinwirkung verformbaren Kissenoberfläche, die zu einer vorbestimmten Soll-Geometrie einer Substratoberfläche oder mit einer vorbestimmten Abweichung von dieser vorgeformt ist, bereitgestellt; und
- - ein Holografie-Master in Form einer flexiblen Dünnschicht auf die verformbare Kissenoberfläche aufgebracht, gegebenenfalls auch damit befestigt, und zur Belichtung verwendet wird, indem
- - der flexible Holografie-Master an die Substratscheibe mit einer darauf aufgebrachten oder darin eingebetteten Hologrammaufnahmeschicht mittels der durch geeignete Druckeinwirkung zur individuellen Ist-Geometrie der Substratscheibe verformten Kissenoberfläche angedrückt oder angelegt wird, wodurch ein durchgehender Flächenkontakt dazwischen mit einer im Wesentlichen konstanten vorbestimmten Schichtdicke der Hologrammaufnahmeschicht erzielt wird, und
- - die Hologrammaufnahmeschicht in dieser Hologrammaufnahmeanordnung mit einem kohärenten Licht zum Ausbilden eines durch den Holografie-Master definierten Hologramms in der Hologrammaufnahmeschicht belichtet wird.
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Die genannte Substratoberfläche ist hier diejenige Oberfläche der Substratscheibe, die im fertigen Scheibenverbund der Einzelscheibe bzw. dem Teilverbund zugewandt ist. Dabei entspricht die vorbestimmte Soll-Geometrie dieser Substratoberfläche bei der obigen ersten Ausführungsform der flachen Geometrie und bei der obigen zweiten Ausführungsform der vorbestimmten gebogenen Geometrie der Substratscheibe.
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Dabei kann das aufblasbare Kissen beispielsweise mit einem Fluid, insbesondere Luft, gefüllt sein und mindestens ein Druckregulierungsventil zur Einstellung eines Fluiddrucks im Kissen aufweisen. Das Fluid kann grundsätzlich beliebiges Gas, alternativ aber auch eine Flüssigkeit sein. Das Kissen wird zunächst mit einem vorbestimmten ersten Fluiddruck, beispielsweise einem Unter- oder Überdruck in Bezug auf den Atmosphärendruck, bereitgestellt, bei dem die verformbare Kissenoberfläche die oben genannte Soll-Geometrie oder eine vorbestimmte Abweichung von dieser, beispielsweise unter- oder überbombiert, aufweist. Die Verformung der so vorgeformten Kissenoberfläche zur Ist-Geometrie der Substratoberfläche wird nun durch eine Fluiddruckänderung im Kissen zu einem vorbestimmten zweiten Fluiddruck, beispielsweise dem Atmosphärendruck, bewirkt, während das Kissen mit dem darauf aufgebrachten Holografie-Master an der Substratoberfläche mit der darauf aufgebrachten Hologrammaufnahmeschicht anliegt oder rückseitig dagegen gedrückt wird. Diese Fluiddruckänderung im Kisseninneren, die beispielsweise durch Betätigung des Druckregulierungsventil durchgeführt wird, ergibt eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung der verformbaren Kissenoberfläche, wodurch sie sich an die vergleichsweise dünne Hologrammaufnahmeschicht auf der Substratoberfläche anschmiegt und dadurch die Ist-Geometrie der Substratoberfläche annimmt.
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Alternativ kann das aufblasbare Kissen mit einem Fluid, insbesondere Luft oder einem anderen Gas oder einer Flüssigkeit, und einem darin enthaltenen oder verteilten Festkörpermaterial gefüllt sein, wobei das Festkörpermaterial bei Vorhandensein des Fluids im Kissen weich und formbar ist und bei Fluidabzug aus dem Kissen hart wird und eine ihm dabei aufgeprägte Form hält. Beispielsweise kann das Kissen dabei eine lockere Füllung aus feinem Granulat, insbesondere Kunststoffkügelchen geeigneter Größe, aufweisen, die bei Luftabzug aus dem Kissen hart wird, da die einzelnen Granulatteilchen durch den Unterdruck aneinandergepresst werden. Es kann sich bei der Füllung aber auch um ein geeignetes formbares schaumartiges Material handeln, welches bei Evakuierung aushärtet und die Form hält. Für den Fluidabzug aus dem Kissen kann es beispielsweise einen geeigneten Anschluss für eine Vakuumpumpe aufweisen. Auch hier wird das Kissen zunächst mit einer zu der Soll-Geometrie oder einer vorbestimmten Abweichung von dieser, beispielsweise unter- oder überbombiert, vorgeformten Kissenoberfläche bereitgestellt. Die Verformung der vorgeformten Kissenoberfläche zur Ist-Geometrie wird nun durch das rückseitige Andrücken des Kissens mit oder ohne den darauf aufgebrachten Holografie-Master an die Substratoberfläche mit oder ohne die darauf aufgebrachte Hologrammaufnahmeschicht bewirkt, und eine der verformbaren Kissenoberfläche dadurch aufgeprägte Form, nämlich die Ist-Geometrie der Substratoberfläche, durch Fluidabzug aus dem Kissen vom hart gewordenen Feststoffmaterial festgehalten bzw. eingefroren bzw. konserviert und bei der Durchführung der übrigen Schritte des vorliegenden Hologrammherstellungsverfahrens beibehalten.
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Alternativ zu der bis dahin beschriebenen ersten Variante des Verfahrens, bei der das Hologramm direkt in/auf der Substratscheibe erzeugt wird, umfasst das Verfahren gemäß einer zweiten Variante folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Teilverbunds, der mehrere miteinander bereits laminierte Scheiben umfasst und beispielsweise eine fertige herkömmliche VSG-Scheibe (Verbund-Sicherheitsglas) aus zwei durch eine reißfeste und zähelastische PVB-Folie (Polyvinylbutyral) verbundenen Glasscheiben ist. Alternativ kann eine Einzelscheibe, beispielsweise eine fertige herkömmliche ESG-Scheibe (Einscheiben-Sicherheitsglas), bereitgestellt werden. Dieser Teilverbund bzw. diese Einzelscheibe besitzt bereits die vorbestimmte gebogene Geometrie, die auch der künftige Scheibenverbund beibehalten soll, und kann insbesondere bei den nachfolgend beschriebenen Bedingungen des vorliegenden Verfahrens (schonender Laminationsprozess) starr sein;
- - Aufbringen eines fertigen Hologramms/HOE in Form einer Folie auf eine Substratscheibe, die eine flache Kunststoff- oder Dünnglasscheibe ist, insbesondere mittels eines geeigneten Klebstoffs; und
- - Verbinden der auf diese Weise mit dem Hologramm ausgestatteten Substratscheibe mit der Einzelscheibe oder dem Teilverbund mittels einer Verbindungschicht, insbesondere aus PVB oder einem anderen Schmelzklebestoff mit einer geeigneten niedrigen Aktivierungstemperatur, zu einem die vorbestimmte gebogene Geometrie aufweisenden Scheibenverbund durch einen das Hologramm schonenden Laminationsprozess, bei dem die Temperatur eine vorbestimmte Höchsttemperatur und/oder der Druck einen vorbestimmten Höchstdruck nicht überschreiten;
- - wobei das Hologramm im fertigen Scheibenverbund zwischen der Substratscheibe und der Einzelscheibe bzw. dem Teilverbund angeordnet ist und daher durch die Substratscheibe nach außen geschützt bleibt. Eine für einen konkreten Anwendungsfall erforderliche Beständigkeit des Hologramms gegenüber der Alterung kann durch eine geeignete Wahl des Materials und/oder der Dicke der Substratscheibe gewährleistet werden.
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Im Übrigen gelten alle zuvor für die erstere Variante des Verfahrens beschrieben Merkmale und Wirkungen auch für diese zweite Variante sinngemäß.
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Eine Idee ist es somit auch hier, die Integration eines Hologramms, beispielsweise eines HOE, aus dem Laminationsprozess der (Fahrzeug-)Verglasung in einen gesonderten Prozessschritt auszulagern, der bei niedrigeren Temperaturen und/oder Drücken durchgeführt werden kann und bei dem das Hologramm zusammen mit einer dieses schützenden und stützenden Substratscheibe gegen eine die erforderliche gebogene Geometrie bereits aufweisende (Fahrzeug-)Scheibe, eine Einzelscheibe bzw. einen Teilverbund, schonend verformt und mit damit verbunden/laminiert wird. Anders als bei der obigen ersteren Variante wird hier das Hologramm ursprünglich nicht auf dieser Substratscheibe, sondern separat in Form einer flachen Folie oder eines flachen Films in einer an sich bekannten Weise erzeugt und erst nachträglich mit der genannten Substratscheibe mit oder ohne Klebstoff verbunden (einer oder beide dieser zwei Schritte können, müssen aber nicht Teil des vorliegenden Verfahrens sein).
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Bei dieser zweiten Variante des Verfahrens kann daher ein Hologramm in Form einer Folie falten- und knitterarm auf eine VSG- oder ESG-Scheibe appliziert werden. Dabei wird beispielsweise eine flache Dünnglasscheibe als Substratscheibe herangezogen, auf welche die HOE-Folie mit Hilfe eines Klebesystems mit niedriger Aktivierungstemperatur aufgetragen wird. Weiterhin kann das gleiche oder ein anderes Klebesystem auf die HOE-Folie aufgetragen werden, welches ein anschließendes Applizieren an die herkömmliche Fahrzeugverglasung bei niedrigen Aktivierungstemperaturen möglich macht. Dabei wird auch hier die HOE-Folie mit dem Dünnglassubstrat zusammen gegen die Fahrzeugverglasung verformt und durch das Klebesystem fest verbunden. Das Dünnglas kann hierzu wie weiter oben für die erste Variante beschrieben ausgebildet sein.
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Beim Verfahren der hierin dargelegten Art kann die vorbestimmte Höchsttemperatur zur Realisierung des schonenden Laminationsprozesses beispielsweise in der folgenden Reihenfolge zunehmend bevorzugt: nicht mehr als 130 °C, als 120 °C, als 110 °C, als 100 °C, als 90 °C, als 80 °C, als 70 °C, oder als 60 °C betragen. Je niedriger die Temperatur beim schonenden Laminationsprozess bleibt, desto geringer fallen unterschiedliche Wärmeausdehnungen der verschiedenen beteiligten Materialien und damit die Wahrscheinlichkeit von Knittern oder Faltenwerfen der Hologrammschicht oder -Folie aus.
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Beim Verfahren der hierin dargelegten Art kann der vorbestimmte Höchstdruck beispielsweise in der folgenden Reihenfolge zunehmend bevorzugt: nicht mehr als 14 bar, als 13 bar, als 12 bar, als 11 bar, als 10 bar, als 9 bar, als 8 bar, als 7 bar, oder als 6 bar betragen. Je niedriger der Druck beim schonenden Laminationsprozess bleibt, desto weniger wahrscheinlich ist eine mit Druckerhöhung verbundene Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Hologramms.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Scheibenverbund mit einer vorbestimmten gebogenen Geometrie, insbesondere eine Fahrzeugscheibe, vorgesehen, in dem ein Hologramm, insbesondere ein holografisch optisches Element, gemäß einem Verfahren der hierin dargelegten Art integriert worden ist. Insbesondere kann ein Scheibenverbund der hierin dargelegten Art somit Folgendes umfassen:
- - einen bereits vor dem schonenden Laminationsprozess vorliegenden Teilverbund aus mehreren miteinander laminierten Scheiben oder eine Einzelscheibe, jeweils mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie, sowie
- - eine Substratscheibe, die bereits vor dem schonenden Laminationsprozess mit einem darauf oder darin in einer Hologrammaufnahmeschicht erzeugten Hologramm ausgestattet bzw. mit einem fertigen Hologramm in Form einer Folie flächig verbunden worden ist,
- - welche miteinander durch den genannten das Hologramm schonenden Laminationsprozess mittels einer Verbindungsschicht zu dem Scheibenverbund mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie verbunden sind,
- - wobei das Hologramm in dem Scheibenverbund durch die Substratscheibe nach außen geschützt bleibt, indem es zwischen der Substratscheibe und der Einzelscheibe bzw. dem Teilverbund angeordnet oder in der Substratscheibe eingebettet ist.
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Insbesondere kann dabei der herkömmliche Glasaufbau einer VSG-Verglasung durch einen hybriden Glas-Kunststoff-Aufbau ersetzt werden, indem die Substratscheibe aus Kunststoff durch das Verfahren der hierin dargelegten Art mit einer Einzelscheibe aus Glas verbunden wird. Im Unterschied zum herkömmlichen Verbundglas mit dem Aufbau „Glas/PVB-Folie/Glas“ ergibt dies eine Glas-Kunststoff-Hybridscheibe mit einem Aufbau „Glas/PVB-Folie/Hologrammschicht/Kunststoffsubstratscheibe/Oberflächenvergütung“. Dabei kann eine Oberflächenvergütung, wie z. B. ein Hardcoat für bessere Materialbeständigkeit gegen Kratzer etc. etwa zum Innenraum eines Fahrzeugs hin, optional vorgesehen sein. Die Hologrammschicht kann z. B. eine Hologrammaufnahmeschicht aus Fotopolymer mit darin ausgebildetem Hologramm sein. Die Kunststoff-Substratscheibe kann z. B. aus Polycarbonat bestehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugscheibe vorgesehen, wobei die Fahrzeugscheibe zumindest teilweise durch einen gemäß dem vorliegenden Verfahren erzeugten Scheibenverbund gebildet ist. Das Fahrzeug kann ein beliebiges Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, sein. Dabei kann die mit dem Hologramm ausgestattete Substratscheibe insbesondere eine näher oder direkt an einem Fahrzeuginnenraum liegende Innenscheibe der Fahrzeugscheibe sein, während die Einzelscheibe bzw. der Teilverbund eine näher oder direkt an der Außenumgebung des Fahrzeugs liegende Außenscheibe der Fahrzeugscheibe ist. Die Fahrzeugscheibe kann, muss aber nicht, zusätzlich zu dieser Innen- und Außenscheibe noch weiter innen oder außen im Scheibenverbund liegende Schichten oder Scheiben aufweisen.
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Figurenliste
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Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Es zeigen:
- 1 ein Flussdiagramm des Verfahrens der hierin dargelegten Art zum Integrieren eines Hologramms in einem Scheibenverbund mit einer vorbestimmten gebogenen Geometrie;
- 2 in einer schematischen Querschnittsansicht einen Abschnitt eines mit dem Verfahren gemäß 1 erhaltenen Scheibenverbunds einer vorbestimmten gebogenen Geometrie, insbesondere einer Fahrzeugscheibe, bei dem das Hologramm zwischen einer herkömmlichen VSG-Scheibe und einer Substratscheibe integriert ist;
- 3 in einer schematischen Querschnittsansicht einen Abschnitt eines mit dem Verfahren gemäß 1 erhaltenen Scheibenverbunds einer vorbestimmten gebogenen Geometrie, insbesondere einer Fahrzeugscheibe, bei dem das Hologramm zwischen einer herkömmlichen ESG-Scheibe und einer Substratscheibe integriert ist; und
- 4 in einer schematischen Querschnittsansicht einen Abschnitt eines mit dem Verfahren gemäß 1 erhaltenen Scheibenverbunds einer vorbestimmten gebogenen Geometrie, insbesondere einer Fahrzeugscheibe, bei dem das Hologramm in einer mit der herkömmlichen ESG- oder VSG-Scheibe verbundenen Substratscheibe eingebettet ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung und des daraus resultierenden Scheibenverbunds einer vorbestimmten gebogenen Geometrie mit einem darin integrierten Hologramm sowie des Fahrzeugs gemäß den weiteren Aspekten der Erfindung können bei den in den in den 1 bis 4 gezeigten Beispielen implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in den 1-4 gezeigt sind.
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1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß dem obigen ersten Aspekt der Erfindung zum Integrieren eines Hologramms, in diesem Beispiel eines holografisch optischen Elements (HOE), in einem Scheibenverbund einer vorbestimmten gebogenen Geometrie. Das Verfahren in einigen seiner oben beschriebenen verschiedenen Varianten wird nachfolgend anhand der in den 2 bis 4 schematisch dargestellten Beispiele des resultierenden Scheibenverbunds 1 gemäß dem obigen weiteren Aspekt der Erfindung, insbesondere einer Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt), erläutert.
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2 bis 4 zeigen dabei jeweils einen Abschnitt eines fertigen Scheibenverbunds 1 in einer stark vereinfachten schematischen Querschnittsansicht, die allein dessen Schichtaufbau veranschaulicht. Zur Vereinfachung der Darstellung sind daher in den 2 bis 4 die einzelnen Schichten des Scheibenverbunds 1 gerade und mit nicht maßstabsgetreu vergrößerten Dicken dargestellt, während die dreidimensional gebogene Geometrie, die der Scheibenverbund 1 insgesamt und daher auch jede einzelne der gezeigten Schichten besitzt, nicht dargestellt ist.
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Im Scheibenverbund 1 gemäß der 2 ist das HOE zwischen einer VSG-Scheibe, die beispielsweise eine herkömmliche Fahrzeugverglasung sein kann, und einer Substratscheibe integriert, was insbesondere durch einen folgenden Verfahrensablauf gemäß 1 erzielt werden kann:
- In einem ersten Schritt S1 gemäß 1 wird eine fertige herkömmliche VSG-Scheibe als Teilverbund 2 aus zwei durch eine reißfeste und zähelastische PVB-Folie 3 verbundenen Glasscheiben 4 und 5 bereitgestellt. Dieser Teilverbund 2 besitzt beim Schritt S1 bereits die vorbestimmte gebogene Geometrie, die auch der künftige Scheibenverbund 1 beibehalten soll.
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In einem weiteren Schritt S2 wird eine Substratscheibe 6 bereitgestellt und auf deren in 2 linken Substratoberfläche eine Hologrammaufnahmeschicht 7, in diesem Beispiel aus flüssigem Fotopolymer, aufgetragen. In einem anschließenden Schritt S3 wird in der Hologrammaufnahmeschicht 7 das gewünschte HOE durch einen geeigneten Belichtungsprozess mit einem kohärenten Licht erzeugt, indem beispielsweise wie weiter oben im Detail dargelegt ein geeigneter Holografie-Master verwendet wird, der anschließend von der belichteten und gegebenenfalls mit UV-Licht fixierten Hologrammaufnahmeschicht 7 wieder entfernt wird.
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Wie wiederum weiter oben im Detail beschrieben, kann die Substratscheibe 6 beim Schritt S2 beispielsweise als eine dicke oder dünne Glas- oder Kunststoffscheibe bereitgestellt werden, die ebenfalls bereits die vorbestimmte gebogene Geometrie des künftigen Scheibenverbunds 1 hat. Alternativ kann die Substratscheibe 6 beim Schritt S2 aber auch als eine Dünnglasscheibe oder als eine dünne Kunststoffscheibe zunächst in flacher Geometrie bereitgestellt und beim Schritt S3 mit dem HOE ausgestattet werden, um erst danach bei einem Schritt S4 in einem das Hologramm schonenden Laminationsprozess zu der gebogenen Geometrie des Teilverbunds 2 verformt zu werden.
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In beiden diesen Fällen wird die Substratscheibe 6 beim nachfolgenden Schritt S4 gemeinsam mit dem in der Hologrammaufnahmeschicht 7 erzeugten HOE mit dem Teilverbund 2 mittels einer Verbindungschicht 8, insbesondere aus PVB oder einem anderen Schmelzklebstoff mit einer geeigneten niedrigen Aktivierungstemperatur, zu dem die vorbestimmte gebogene Geometrie aufweisenden Scheibenverbund 1 durch einen das Hologramm schonenden Laminationsprozess verbunden, bei dem die Temperatur eine vorbestimmte Höchsttemperatur und/oder der Druck einen vorbestimmten Höchstdruck nicht überschreiten.
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In dem dadurch erzeugten Scheibenverbund 1 ist das Hologramm/HOE zwischen der Substratscheibe 6 und dem Teilverbund 2 angeordnet und bleibt somit durch die Substratscheibe 6, die fester Bestandteil des Scheibenverbunds 1 ist, nach außen geschützt.
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Wie 3 zeigt, kann alternativ beim obigen Schritt S1 anstelle des Teilverbunds 2 eine Einzelscheibe 20, beispielsweise eine fertige herkömmliche ESG-Scheibe (Einscheiben-Sicherheitsglas), mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie bereitgestellt werden. Im Übrigen kann das Verfahren auch hier wie mit Bezug auf 2 beschrieben ablaufen.
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4 zeigt eine zu 2 oder zu 3 mögliche Alternative, bei der die Hologrammschicht 7 nicht auf der Substratscheibe 6 angeordnet, sondern darin eingebettet ist, wie weiter oben im Detail beschrieben. Im Übrigen kann das Verfahren auch hier wie mit Bezug auf 2 oder 3 dargelegt ablaufen. Auch hier bleibt das Hologramm/HOE in dem dadurch erzeugten Scheibenverbund 1 durch die Substratscheibe 6, die fester Bestandteil des Scheibenverbunds 1 ist und das HOE rundum umgibt, nach außen geschützt.
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Alternativ zum Belichten des Hologramms, in diesem Beispiel des HOE, direkt auf der Substratscheibe 6 kann der Scheibenverbund 1 der 2 oder 3 auch durch die weiter oben beschriebene zweite Variante des Verfahrens gemäß 1 erzeugt werden, bei der das Hologramm/HOE im Schritt S3 als eine separat erzeugte fertige Folie 70 bereitgestellt wird, die im Schritt S2 auf die bereitgestellte Substratscheibe 6 direkt oder mittels eines geeigneten Klebstoffs appliziert wird. In diesem Fall wird also Schritt S3 vor dem Schritt S2 durchgeführt. Im Übrigen kann das Verfahren auch hier wie oben mit Bezug auf 2 oder 3 beschrieben ablaufen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibenverbund mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie
- 2
- Teilverbund (z. B. VSG) mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie
- 20
- Einzelscheibe (z. B. ESG) mit der vorbestimmten gebogenen Geometrie
- 3
- reißfeste und zähelastische PVB-Folie im Teilverbund
- 4
- erste Glasscheibe des Teilverbunds
- 5
- zweite Glasscheibe des Teilverbunds
- 6
- Substratscheibe
- 7
- Hologrammaufnahmeschicht (z. B. flüssiges Fotopolymer)
- 70
- separat erzeugte HOE- bzw. Hologramm-Folie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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