WO2024245672A1 - Scheibe, vorrichtung und verfahren für die thermische stabilisierung eines hologrammelements - Google Patents

Scheibe, vorrichtung und verfahren für die thermische stabilisierung eines hologrammelements Download PDF

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Marcel Klein
Florian Manz
Nikolai BORCHMANN
Semjon MOORAJ
Robert Besler
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Saint Gobain Glass France SAS
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    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields

Definitions

  • the invention relates to a pane with thermal stabilization of at least one hologram element, a device comprising the pane, a method for thermal stabilization of at least one hologram element and the use of the pane.
  • hologram elements applied to a pane and/or embedded in a laminated pane to provide visual information to the viewer in a pleasant manner.
  • Holograms can be used, for example, for head-up displays, with hologram elements being laminated between the panes of a composite pane.
  • the hologram can contain information recorded therein.
  • the hologram can be activated by means of light emitted by a projector, and thus the information recorded in the hologram can be reproduced for the viewer.
  • Head-up displays based on the principle of holography are disclosed, for example, in the publications WO 2012/156124 A1, US 2019/0056596 A1, US 10,394,032 B2, US 10,061,069 B2, US 2015/205138 A1 and WO 2022/101194 A1.
  • holograms There are different types of holograms. These include, for example, reflection holograms or holograms that are based on the principle of guiding light waves in the hologram, so-called waveguide holograms.
  • a photopolymer can be used as the holographic material of a hologram element, in which various optical functions can be implemented, e.g. wavelength-selective mirrors that become active for defined viewing angles.
  • a hologram element comprising a photopolymer for a head-up display
  • WO 2021/180471 A1 discloses a windshield comprising a reflective layer, wherein the reflective layer may comprise a holographic optical element.
  • DE112020006068T5 discloses a window pane system comprising a window pane to be mounted on a mobile body, a device arranged on the window pane and comprising an organic element made of an organic material, a temperature sensor configured to detect a glass temperature of the window pane, a temperature and humidity sensor configured to detect a temperature and a humidity in an interior of the mobile body, and a control device comprising a circuit that determines, based on the glass temperature detected by the temperature sensor and the temperature and the humidity in the interior detected by the temperature and humidity sensor, whether the glass temperature exceeds a dew point temperature, when it is determined that the glass temperature is lower than or equal to the dew point temperature, turns on an electric heating wire or an electric heating film attached to the window pane or a defroster, and when the glass temperature detected by the temperature sensor exceeds a predetermined temperature, turns on the electric heating wire or the electric heating film.
  • WO2022/214369A1 discloses a composite pane, comprising at least: an outer pane, an inner pane and a thermoplastic intermediate layer arranged between the outer and inner panes, an electrically conductive coating and a reflection layer which is suitable for reflecting light, wherein the reflection layer can be a holographic optical element.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a pane, a device and a method which enable a particularly precise thermal stabilization of a hologram element comprising a photopolymer.
  • the object of the present invention is achieved by a pane according to claim 1, a device according to claim 11 and a method according to claim 13. Preferred embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention also relates to the use of the pane as a projection surface for a head-up display.
  • the invention relates to a pane with thermal stabilization of at least one hologram element, comprising at least one glass pane with an outside surface and an inside surface, at least one hologram element arranged on the outside surface or the inside surface of the at least one glass pane, wherein the at least one hologram element comprises a photopolymer, and at least two temperature stabilization elements, wherein the at least two temperature stabilization elements are designed to temperature stabilize the at least one hologram element to a target temperature.
  • the pane is intended to separate the interior from the outside environment in a window opening.
  • the pane according to the invention comprises at least one glass pane, at least one hologram element and at least two temperature stabilization elements.
  • the glass pane has two surfaces (main surfaces), namely an outside surface and an inside surface, and a peripheral edge surface between the two main surfaces.
  • the outside surface refers to the main surface that faces the outside environment in the installed position.
  • the inside surface refers to the main surface that faces the interior in the installed position.
  • the at least one hologram element is arranged on the said outside surface or the inside surface of the glass pane.
  • the at least one hologram element is arranged on the interior surface of the glass pane, since the at least one hologram element is thus particularly protected against impairment by mechanical and/or chemical influences from the environment.
  • the pane is designed as a composite pane, with one glass pane being connected to another glass pane via a thermoplastic intermediate layer.
  • the one glass pane that must be present at least in the pane according to the invention is referred to below as “the glass pane”, while the glass pane that is additionally present in the composite pane is called “another glass pane” or “another glass pane”.
  • a composite pane comprises an outer pane and an inner pane that are connected to one another via the thermoplastic intermediate layer.
  • the inner pane refers to the glass pane of the composite pane that faces the interior.
  • the outer pane refers to the glass pane that faces the external environment.
  • the glass pane can represent the inner pane or the outer pane of the composite pane and the other glass pane can represent the other.
  • the at least one hologram element can be located on the outside surface or the inside surface of the glass pane that is used as the inner pane or as the outer pane. If the glass pane is used as the outer pane of the composite pane, the at least one hologram element is preferably located on the interior surface of the glass pane, since the at least one hologram element is thus protected from impairment by mechanical and/or chemical influences from the environment. Insofar as the glass pane represents the inner pane of a composite pane, the at least one hologram element is protected from these influences from the environment on both the outer surface and the interior surface of the glass pane.
  • the at least one hologram element is located on the outer surface of the glass pane, which is used as the inner pane of the composite pane, whereby a particularly advantageous temperature stabilization and regulation is enabled by a temperature stabilization element located between the inner pane and the outer pane.
  • the at least one hologram element is arranged on the interior surface of the glass pane when the glass pane is used as the inner pane of the composite pane, since this makes it particularly easy to stabilize and regulate the temperature by means of a temperature stabilization element that is arranged outside (externally) the glass pane and is aligned with the at least one hologram element.
  • Such composite panes are Preferably used in the automotive sector as so-called laminated safety glass (VSG).
  • the vehicle window can be, for example, a windshield, side window, rear window or roof window.
  • the pane according to the invention is a monolithic pane which is designed as a single pane of glass. Apart from the pane of glass with the at least one hologram element, there is no other pane of glass.
  • the at least one hologram element is preferably arranged on the interior surface of the pane of glass, since the at least one hologram element is thus protected from impairment by mechanical and/or chemical influences from the environment.
  • the pane can be used in particular as a so-called single-pane safety glass (ESG), whereby the pane of glass is thermally tempered.
  • ESG single-pane safety glass
  • the monolithic vehicle pane can be, for example, a side window, rear window or roof window.
  • the glass pane contains or consists of flat glass, preferably soda-lime glass, borosilicate glass or quartz glass.
  • the glass can be made of clear glass or of tinted or colored glass. Clear glass is understood to be a glass pane that has an integrated light transmission according to ISO 9050 of at least 90%. Tinted or colored glass panes have a lower integrated light transmission.
  • the same statements also apply to the other glass pane (i.e. inner pane or outer pane) if the pane is a composite pane.
  • the thickness of the glass pane can be freely selected according to the requirements of the application. The thickness of the glass pane or the other glass pane is usually between 0.5 mm and 5 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably formed from at least one thermoplastic film, preferably a PVB film, EVA film or PU film. Typical thicknesses for such a film are in the range from 0.2 mm to 2 mm, in particular from 0.3 mm to 1 mm.
  • a hologram is defined as a reflection hologram or a waveguide hologram that is arranged within a hologram element.
  • the hologram element refers to the holographic medium in which the hologram is contained.
  • the hologram element comprises a photopolymer.
  • a hologram can be recorded in this photopolymer by exposure to a suitable light source.
  • the material of the hologram element is no longer light-sensitive, since the photopolymer is changed during the process to such an extent that no further recording of a hologram is possible.
  • the term hologram element refers both to the unexposed hologram element made of light-sensitive material and to the final hologram element with a recorded hologram.
  • the final hologram element comprises at least one hologram, but preferably several individual holograms.
  • the at least one hologram element comprises a photopolymer.
  • the at least one hologram element comprises a cover layer and/or a substrate layer in addition to the photopolymer.
  • the photopolymer is preferably arranged between the cover layer and the substrate layer.
  • the thickness of the at least one hologram element is preferably from 10 pm to 500 pm, particularly preferably from 10 pm to 100 pm.
  • the photopolymer is not particularly limited.
  • the photopolymer comprises cross-linked polyurethane (PU) or polyacrylate.
  • the substrate layer of the at least one hologram element can be formed, for example, from polyamide (PA) film, polycarbonate (PC) film or cellulose triacetate (TAC) film.
  • the layer thickness of the substrate layer is preferably from 35 pm to 60 pm.
  • the cover layer of the at least one hologram element can be formed, for example, from polyamide (PA) film, polycarbonate (PC) film, cellulose triacetate (TAC) film, polymethyl methacrylate (PMMA) film or polyethylene terephthalate (PET) film.
  • the layer thickness of the cover layer is preferably from 35 pm to 60 pm.
  • the photopolymer is formed as a photopolymer layer.
  • the layer thickness of the photopolymer or photopolymer layer is preferably from 8 pm to 18 pm.
  • the at least one hologram element can be attached in or to the pane using conventional connecting means.
  • the at least one hologram element is between two polyvinyl butyral (PVB) films, two ethylene vinyl acetate (EVA) films or two films made of thermoplastic polyurethane (TPU) laminated in.
  • the at least one hologram element can be attached to or in the pane using an optically clear adhesive, a so-called optical clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesive
  • Suitable optically clear adhesives are known to those skilled in the art. This makes it possible to easily connect the at least one hologram element to other components of the pane.
  • the pane is provided with thermal stabilization for the at least one hologram element.
  • the thermal stabilization is realized with the at least two temperature stabilization elements, which are designed to stabilize the temperature of the at least one hologram element to a target temperature.
  • the "target temperature” is a predefined temperature at which the photopolymer of the at least one hologram element is to fulfill its function as a holographic material.
  • the target temperature is not particularly restricted.
  • a room temperature of 25°C can be defined as the target temperature.
  • the target temperature can also be a higher temperature.
  • the target temperature is less than 90°C. More preferably, the target temperature is in a range from 15°C to 50°C, since this range is energetically advantageous.
  • the at least one hologram element is thermally stabilized so that its temperature is in a range from (target temperature - 10°C) to (target temperature + 10°C), more preferably from (target temperature - 5°C) to (target temperature + 5°C).
  • the at least two temperature stabilizing elements according to the invention are not particularly limited as long as they are designed to stabilize the temperature of the at least one hologram element to the target temperature.
  • the at least two temperature stabilizing elements are independently selected from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an (external) nozzle.
  • the at least one of the at least two temperature stabilization elements is a heatable coating.
  • the at least one hologram element can be heated efficiently using the heatable coating, since a heatable coating itself can be heated quickly.
  • the heatable coating comprises one or more, for example two, three or four functional layers.
  • the functional layer comprises at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and/or chromium, or a metal alloy.
  • the functional layer particularly preferably comprises at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • the functional layer can consist of the metal or the metal alloy.
  • the functional layer particularly preferably comprises silver or a silver-containing alloy.
  • Such a functional layer has a particularly advantageous heatability with simultaneous high transmission in the visible spectral range.
  • the thickness of the functional layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. In this range for the thickness of the functional layer, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous heatability are achieved.
  • At least one dielectric layer is arranged between each two adjacent functional layers of the heatable coating.
  • a further dielectric layer is arranged below the first and/or above the last functional layer.
  • a dielectric layer contains at least one individual layer made of a dielectric material, for example containing a nitride such as silicon nitride or an oxide such as aluminum oxide.
  • Dielectric layers can also comprise several individual layers, for example individual layers of a dielectric material, smoothing layers, adaptation layers, blocking layers and/or anti-reflection layers.
  • the thickness of a dielectric layer is, for example, from 10 nm to 200 nm.
  • This layer structure is generally obtained by a sequence of deposition processes carried out by a vacuum process such as magnetic field-assisted sputtering.
  • Such a functional layer preferably has a layer thickness of 8 nm to 25 nm, particularly preferably 13 nm to 19 nm. This is particularly advantageous with regard to the transparency, color neutrality and surface resistance of the heatable coating.
  • the heatable coating is provided with current busbars that are connected to the poles of a voltage source.
  • current busbars that are connected to the poles of a voltage source.
  • at least two outer current busbars intended for connection to a voltage source are connected to the heatable coating in such a way that a current path for a heating current is formed between the current busbars.
  • the material for the current busbars is not particularly restricted as long as it enables the current path to be formed.
  • the current busbars comprise a transparent and electrically conductive enamel. Due to the transparency of such an enamel, it is not necessary to arrange the current busbars in the edge area of the pane that is less visible to the viewer. Instead, the current busbars can also be arranged in central areas of the pane.
  • the heatable coating is not arranged over the entire surface.
  • “over the entire surface” means that at least 95% of a surface is provided with the coating.
  • the current busbars are covered by at least one masking strip.
  • transparent enamel means that the enamel preferably has a transmittance for visible light of more than 80%, more preferably more than 90%, even more preferably more than 95%.
  • the “edge region of the pane” refers to the region of the pane which is located near the installation position of the pane in the window opening.
  • the at least one masking strip comprises a colored, preferably black, material that can preferably be burned into a glass pane.
  • the at least one masking strip is preferably opaque, in particular to serve as visual and UV protection, for example for an adhesive bead.
  • the at least one masking strip is a coating made of one or more layers and is used to mask structures that would otherwise be visible through the pane when installed.
  • the masking strip is used to mask an adhesive bead for gluing the windshield into a vehicle body, i.e. it prevents the adhesive bead, which is usually applied irregularly, from being seen from the outside, so that the windshield has a harmonious overall impression.
  • the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the pane and the vehicle body over time.
  • the at least one masking strip can also be used, for example, to cover busbars, a temperature sensor and/or connection elements.
  • a first masking strip is arranged in the edge region of the pane between the interior surface of the glass pane and the busbars such that it covers the busbars when the pane is viewed from the outside.
  • a second masking strip is further arranged in the edge region of the pane such that it covers the busbars when the pane is viewed from the interior.
  • a first masking strip is preferably arranged between the interior surface of the outer pane and the busbars and a second masking strip is preferably arranged between the exterior surface of the inner pane and the busbars such that these masking strips cover the busbars from both sides of the pane.
  • the heatable coating is a layer or a layer structure of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 pm, particularly preferably less than or equal to 1 pm.
  • the total layer thickness of the heatable coating is preferably from 40 nm to 300 nm, particularly preferably from 45 nm to 250 nm.
  • a sufficiently high specific heating power P and at the same time a sufficiently high transmission are advantageously achieved at distances h between two busbars that are typical for vehicle windows, in particular windshields, and an operating voltage U in the range of 12 V to 15 V or 42 V to 48 V.
  • the heatable coating in this area also has particularly good reflective properties for the infrared range for the total thickness.
  • the surface resistance Rouadrat is too high and therefore the specific heating power P is too low, as well as the reflective properties for the infrared range are reduced. If the total layer thickness of the heatable coating is too high, the transmission through the window is reduced too much, so that the requirements for the transmission of vehicle windows are not met.
  • the heatable coating is designed in the form of thin metal wires which, when the pane is designed as a composite pane, preferably run from one edge region of the inner or outer pane to the opposite edge region of the inner or outer pane.
  • the wires can also overlap.
  • the diameter of the metal wires is preferably less than 0.5 mm.
  • the metal wires preferably contain at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and/or chromium, or a metal alloy.
  • the metal wires particularly preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • the material of the heatable coating is preferably chosen so that, depending on the wavelength of the light source used to create the hologram, the ghost image is as minimal as possible.
  • the heatable coating of the pane according to the invention preferably has a surface resistance of less than or equal to 1 ohm/square, particularly preferably from 0.4 ohm/square to 0.9 ohm/square, very particularly preferably from 0.5 ohm/square to 0.85 ohm/square, for example about 0.7 ohm/square.
  • a surface resistance of less than or equal to 1 ohm/square, particularly preferably from 0.4 ohm/square to 0.9 ohm/square, very particularly preferably from 0.5 ohm/square to 0.85 ohm/square, for example about 0.7 ohm/square.
  • the heatable coating in this range for the surface resistance has particularly good reflective properties for the infrared range.
  • the heatable coating is connected in an edge region of the pane to two busbars provided for connection to a voltage source in such a way that a current path for a heating current is formed between the busbars.
  • the heatable coating extends over 90% or more of the outside surface or the inside surface of the at least one glass pane. This arrangement the largest part of the pane can be heated efficiently.
  • the heatable coating is arranged only in a partial area of the outside surface or the inside surface of the at least one glass pane.
  • the heatable coating can be arranged, for example, in the areas of the surface in which the at least one hologram element is also arranged, so that targeted heating of the at least one hologram element can be made possible, which is cost-effective and energy-efficient.
  • the at least one hologram element and the heatable coating are not arranged over the entire surface, and the external dimensions of the heatable coating correspond to the external dimensions of the at least one hologram element. This makes it possible to achieve energy-efficient temperature stabilization of the at least one hologram element, since only the corresponding areas in which the at least one hologram element is arranged need to be thermally stabilized and not the entire pane.
  • the heatable coating is preferably arranged on the interior surface of the glass pane and is located between this surface of the glass pane and the at least one hologram element.
  • the at least one hologram element is shielded as well as possible from the external environmental conditions and can also be heated by the heatable coating.
  • the perceptibility of the at least one hologram element is not impaired by the presence of the heatable coating, since the heatable coating is arranged behind the at least one hologram element for the viewer in the interior.
  • the heatable coating and the at least one hologram element are preferably located between the outer pane and the inner pane of the composite pane, since the heatable coating and the at least one hologram element are thus protected from the influences of the external environment.
  • the heatable coating is preferably arranged behind the at least one hologram element for the viewer in the interior, thereby preventing a reduction in the perceptibility of the at least one hologram element. This can be achieved, for example, by arranging the heatable coating on the interior surface of the glass pane, which is used as the outer pane, and is located between this surface and the at least one hologram element.
  • a heatable coating can be arranged between the heatable coating and the at least one hologram element, a further layer, e.g. the thermoplastic intermediate layer of the composite pane.
  • the at least one hologram element is arranged on the outside surface of the glass pane, which is used as the inner pane, and the heatable coating is arranged on the at least one hologram element, so that the at least one hologram element is arranged between the heatable coating and this surface.
  • a further layer e.g. the thermoplastic intermediate layer of the composite pane, can be arranged between the heatable coating and the at least one hologram element.
  • the heatable coating and the at least one hologram element are arranged in direct contact with each other. This arrangement allows targeted and precise heating of the at least one hologram element to be achieved directly by the heatable coating.
  • the heatable coating is structured, for example by laser ablation, in order to direct the electrical flow and heat generation in such a way that highly homogeneous heating is possible.
  • At least one of the at least two temperature stabilization elements is a thermally insulating coating.
  • the "thermally insulating coating” is to be understood as a coating that thermally shields the at least one hologram element as well as possible.
  • the thermal shielding of the at least one hologram element is of particular importance when a rapid change in the ambient temperature occurs, caused for example by rain or snow, or, if the pane is to be used as a vehicle window, when entering or leaving a tunnel while the vehicle is being driven.
  • the thermally insulating coating and the at least one hologram element are arranged in direct contact with one another. This arrangement makes it possible to achieve targeted thermal shielding of the at least one hologram element by the thermally insulating coating.
  • the thermally insulating coating is preferably between the interior surface of one pane of glass and the at least one hologram element. This allows the at least one hologram element to be shielded as well as possible from the outside temperature.
  • the thermally insulating coating is arranged according to one embodiment between the interior surface of the at least one glass pane, which is used as the inner pane, and the at least one hologram element.
  • This arrangement means that the at least one hologram element is as far away from the outside of the pane as possible, which reduces the influence of the outside temperature on the at least one hologram element.
  • the at least one hologram element in this arrangement is further thermally shielded by the thermally insulating coating.
  • the thermally insulating coating is arranged between the inner pane and the outer pane according to a further embodiment.
  • the thermally insulating coating can correspond to the thermoplastic intermediate layer of the composite pane.
  • the thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably in the range from 0.4 mm to 4 mm, particularly preferably from 0.6 mm to 2 mm, whereby an increased thermally insulating effect can be achieved by the thermoplastic intermediate layer.
  • the at least one hologram element is preferably arranged on the outer surface of the glass pane that is used as the inner pane, so that the thermoplastic intermediate layer is located between the at least one hologram element and the outside of the pane, whereby good thermal shielding of the at least one hologram element can be achieved.
  • the at least one hologram element can be laminated between a first thermally insulating coating and a second thermally insulating coating, whereby a pane comprises the following structure, starting from the outside of the pane: outer pane, first thermally insulating coating, the at least one hologram element, second thermally insulating coating, inner pane.
  • the first thermally insulating coating and the second thermally insulating coating each correspond to the above-defined thermoplastic intermediate layer of the composite pane.
  • the material of the thermally insulating coating is not particularly limited as long as it is suitable for thermally shielding the at least one hologram element.
  • the material of the thermally insulating coating is a material with a very low thermal conductivity.
  • the thermally insulating coating is selected from at least one plastic from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB), an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) and polyurethane (PU) film.
  • the thermally insulating coating is designed as a transparent aerogel.
  • the at least one masking strip can be used as a thermally insulating coating.
  • the thermally insulating coating can be formed over the entire surface or only cover part of a surface.
  • the at least one hologram element and the thermally insulating coating are not arranged over the entire surface, and the external dimensions of the thermally insulating coating correspond to the external dimensions of the at least one hologram element.
  • Such an arrangement is sufficient for the thermally insulating effect of the thermally insulating coating on the at least one hologram element.
  • the thickness of the thermally insulating coating is preferably in the range from 0.2 mm to 2 mm, in particular from 0.3 mm to 1 mm. The appropriate thickness can achieve a sufficient thermal insulating effect.
  • At least one of the at least two temperature stabilization elements is an external nozzle with a nozzle opening, wherein the nozzle opening is directed towards the at least one hologram element.
  • the nozzle is referred to as an "external nozzle" since this nozzle is not part of the pane itself, but is arranged externally.
  • the external nozzle is preferably directed at the at least one hologram element in such a way that it is completely covered by the air flow exiting the external nozzle.
  • the center of the nozzle opening is preferably directed as precisely as possible at the center of the at least one hologram element. With the help of this orientation, a particularly efficient heating or cooling of the at least one hologram element can be achieved by the external nozzle.
  • the external nozzle is included in a Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) system.
  • HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning
  • the external nozzle can heat or cool the at least one hologram element as required.
  • the external nozzle is a nozzle of the HVAC system that is fixedly aligned with the at least one hologram element and can be operated independently of other nozzles of the HVAC system. According to this embodiment, independently of other Settings of the HVAC system, efficient temperature regulation and stabilization of at least one hologram element can be achieved using the external nozzle.
  • the at least one hologram element is preferably arranged on the interior-side surface of the glass pane. If, on the other hand, the pane is designed as a composite pane and at least one of the at least two temperature stabilizing elements is an external nozzle, the at least one hologram element is preferably arranged on the interior-side surface of the glass pane that is used as the interior pane. According to these arrangements, the at least one hologram element can be easily heated or cooled using the air jet of the external nozzle.
  • the pane comprises at least one hologram element, for example one hologram element, and at least two temperature stabilization elements, for example two temperature stabilization elements, wherein the at least two temperature stabilization elements are set up to stabilize the temperature of the at least one hologram element at the target temperature.
  • the pane comprises at least two hologram elements and at least two temperature stabilization elements, wherein one temperature stabilization element can be set up to stabilize the temperature of a hologram element at the target temperature.
  • the at least two temperature stabilization elements are preferably selected independently of one another from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an external nozzle.
  • the special temperature stabilization elements can be combined as desired.
  • the at least two temperature stabilization elements correspond to the heatable coating and the external nozzle.
  • the pane further comprises a temperature sensor which is designed to measure the temperature of the at least one hologram element.
  • the temperature of the at least one hologram element can be measured directly or indirectly measured using the temperature sensor.
  • a "direct” measurement in the sense of the invention means that the temperature of the at least one hologram element itself is measured.
  • An “indirect” measurement means that the temperature of another component of the pane is measured that is in contact with or in the immediate vicinity of the at least one hologram element.
  • the temperature sensor is not particularly limited as long as it is suitable for measuring the temperature of the at least one hologram element.
  • the temperature sensor can be, for example, a thermocouple or an IR thermometer.
  • the temperature sensor is in contact with the at least one hologram element. In this way, a direct temperature measurement of the at least one hologram element can be carried out easily.
  • the temperature sensor is preferably a thermocouple.
  • the thermocouple is preferably arranged in the edge region of the pane and covered by at least one masking strip, so that the thermocouple is not visible from the outside and the inside of the pane.
  • the at least one masking strip corresponds to the at least one masking strip defined above.
  • a first masking strip is preferably arranged in the edge region of the pane between the interior surface of the glass pane and the thermocouple such that it covers the thermocouple when the pane is viewed from the outside.
  • a second masking strip is preferably further arranged in the edge region of the pane such that it covers the thermocouple when the pane is viewed from the interior.
  • a first masking strip is preferably arranged between the interior surface of the outer pane and the thermocouple and a second masking strip is preferably arranged between the exterior surface of the inner pane and the thermocouple such that these masking strips cover the thermocouple from the outside and inside of the pane.
  • the temperature sensor is spaced apart from the at least one hologram element. This means that there is no direct contact between the at least one hologram element and the temperature sensor. If the temperature sensor is an IR thermometer, this can be installed in the dashboard, for example. and aligned with its measuring range towards the at least one hologram element (“direct” measurement).
  • the at least one hologram element is preferably arranged on the interior surface of the glass pane when the pane is designed as a single pane of glass and preferably on the interior surface of the inner pane when the pane is designed as a composite pane, so that the measuring range of the IR thermometer is aligned directly towards the at least one hologram element and its temperature can thus be measured directly. If, however, the temperature sensor is a thermocouple, this can, for example, be in contact with the glass pane on which the at least one hologram element is arranged, so that an indirect temperature measurement can be carried out.
  • the pane can further comprise adhesive layers in order to connect the individual components of the pane to one another.
  • the adhesive layers are preferably made of an optically clear adhesive, a so-called optical clear adhesive (OCA), as already mentioned above.
  • OCA optical clear adhesive
  • Suitable optically clear adhesives are known to those skilled in the art.
  • the invention further relates to a device with thermal stabilization of at least one hologram element, comprising the pane according to the invention, a dashboard, and an HVAC system, wherein the HVAC system comprises at least one nozzle arranged in the dashboard with a nozzle opening, wherein the nozzle opening is aligned with the at least one hologram element and the nozzle with the nozzle opening is a temperature stabilization element.
  • the nozzle can represent a temperature stabilization element of the at least two temperature stabilization elements of the pane or an additional temperature stabilization element of the device.
  • the nozzle with the nozzle opening of the device corresponds to the external nozzle defined above for the pane, whereby the nozzle is arranged in the device itself and not externally.
  • the HVAC system of the device corresponds to the HVAC system defined above for the pane.
  • at least the nozzle with the nozzle opening is used as a temperature stabilization element in the device.
  • the device can further comprise the heatable coating defined above and/or the thermally insulating coating defined above as a temperature stabilization element.
  • the device further comprises a temperature sensor.
  • the temperature sensor of the device corresponds to the temperature sensor of the pane according to the invention.
  • the temperature sensor in the device comprises an IR thermometer which is arranged in the dashboard and is aligned with the at least one hologram element.
  • the invention further relates to a method for thermal stabilization of at least one hologram element, wherein the at least one hologram element is arranged in the pane according to the invention or in the device according to the invention, at least comprising the steps:
  • the hologram element can be provided in step (a) as an unexposed hologram element made of photosensitive material or as the final hologram element with a recorded hologram. It is understood that when the unexposed hologram element is provided in step (a), the method according to the invention comprises the additional step of recording at least one hologram in the hologram element.
  • step (a) The provision of the pane according to the invention or the device according to the invention in step (a) is not particularly restricted. Process steps for providing the individual elements of the pane or the device are known to those skilled in the art.
  • the method is designed for thermal stabilization of at least one hologram element.
  • the thermal stabilization is realized by step (b) of the method, wherein the temperature of the at least one hologram element is stabilized to the target temperature with the at least two temperature stabilization elements. Since in step (b) a temperature regulation of the at least one hologram element only takes place in the event that the measured temperature deviates from the target temperature, the Consumption of electrical energy for temperature regulation can be minimized, so that the method is energy efficient and environmentally friendly.
  • step (b) is preferably only carried out when the at least one hologram element is irradiated by a light source to generate a hologram, i.e. is active.
  • step (b) is preferably not carried out. Since temperature stabilization preferably only takes place when the at least one hologram element is active, the consumption of electrical energy can be reduced.
  • step (b) comprises at least the following steps in order:
  • the temperature measured in step (i) is transmitted to a data acquisition device, whereupon this data acquisition device compares the measured temperature with the target temperature in step (ii).
  • the target temperature is preferably set before step (b). If it is determined that the measured temperature deviates from the target temperature, the at least one hologram element is heated or cooled with the at least two temperature stabilization elements in step (iii).
  • the measured temperature only deviates from the target temperature if the measured temperature is outside a range from (target temperature - 10°C) to (target temperature + 10°C), more preferably from (target temperature - 5°C) to (target temperature + 5°C).
  • the device for data acquisition itself can send a signal to the at least two temperature stabilization elements, whereupon the at least two temperature stabilization elements heat or cool the at least one hologram element.
  • the device for data acquisition can also be connected to a device for controlling the at least two temperature stabilization elements, to which it sends the result of the adjustment from step (ii), whereupon the device for controlling sends a signal to the at least two temperature stabilization elements, whereupon the at least two temperature stabilization elements heat or cool the at least one hologram element.
  • step (b) of the method is carried out several times so that the temperature of the at least one hologram element can be stabilized over the entire period of use.
  • the execution of step (b) is preferably controlled dynamically. This means that, for example, rapid regulation can be ensured when the ambient conditions change significantly, for example due to the occurrence of intense solar radiation, or when the vehicle is started.
  • step (b) of the method is carried out at least every 10 minutes, preferably at least every 8 minutes, more preferably at least every 5 minutes. This is advantageous when the ambient conditions are stable and the vehicle is at a constant speed.
  • At least one of the at least two temperature stabilization elements according to an embodiment of the invention is a heatable coating, this can heat the at least one hologram element in step (b).
  • the target temperature is preferably higher than the room temperature of 25°C.
  • At least one of the at least two temperature stabilization elements is an (external) nozzle
  • this can heat or cool the at least one hologram element in step (b).
  • the target temperature can be selected arbitrarily, as mentioned above.
  • the target temperature preferably corresponds to the room temperature of 25°C.
  • the cooling function of the (external) nozzle can also help to reduce the influence of thermally induced aging on the at least one hologram element.
  • the invention also relates to the use of the pane according to the invention as a projection surface for a head-up display.
  • the pane When used, the pane is suitably mounted in a vehicle or in a building.
  • the pane When used as a projection surface for a head-up display, the pane is preferably designed as a composite pane.
  • Head-up displays are known to those skilled in the art and generally comprise an imaging unit and a projection surface.
  • the imaging unit generates the image and may further comprise an optical module, e.g. a mirror optic, which redirects the image onto the projection surface.
  • the imaging unit comprises an illumination device, which can be, for example, one or more illumination elements selected from incandescent lamps, gas discharge lamps, light-emitting diodes and/or laser light sources. Accordingly, visible light or laser light can be used for the exposure.
  • illumination device can be, for example, one or more illumination elements selected from incandescent lamps, gas discharge lamps, light-emitting diodes and/or laser light sources. Accordingly, visible light or laser light can be used for the exposure.
  • the visual information is viewed from the space facing the inner pane of the laminated pane. This is usually an interior space in which the viewer is located, e.g. a vehicle interior.
  • Fig. 1 is a plan view of an embodiment of a disc 100 according to the invention.
  • Fig. 2 shows a cross section through the embodiment of a pane 100 according to the invention shown in Fig. 1, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown,
  • Fig. 3 shows a cross section through a further embodiment of a pane 100 according to the invention, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown,
  • Fig. 4 shows a cross section through a further embodiment of a pane 100 according to the invention, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown,
  • Fig. 5 shows a cross section through a further embodiment of a pane 100 according to the invention, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown,
  • Fig. 6 shows a cross section through a further embodiment of a pane 100 according to the invention, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown
  • Fig. 7 shows a cross section through an embodiment of a device 200 according to the invention, wherein only one of the at least two temperature stabilization elements is shown
  • Fig. 8 shows an embodiment of a method according to the invention using a flow chart.
  • Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of a pane 100 according to the invention.
  • the pane 100 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S.
  • Fig. 2 shows a cross section through the embodiment of a pane 100 according to the invention shown in Fig. 1 along the section line X-X'.
  • the pane 100 comprises a glass pane 1 with an outside surface I and an inside surface II, a hologram element 2 arranged on the inside surface II of the glass pane 1, and a temperature stabilization element 3 which is arranged between the inside surface II of the glass pane 1 and the hologram element 2.
  • the pane 100 comprises at least one further temperature stabilization element, which is not shown in Fig. 2, however.
  • This at least one further temperature stabilization element can be selected from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an external nozzle.
  • a further temperature stabilization element can be selected from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an external nozzle.
  • the hologram element 2 and the temperature stabilization element 3 are present over the entire surface.
  • one of the at least two temperature stabilization elements in this embodiment is a heatable coating 3.
  • further layers can be present in the pane 100.
  • the hologram element 2 is preferably laminated between two polyvinyl butyral (PVB) films, two ethylene vinyl acetate (EVA) films or two films made of thermoplastic polyurethane (TPU) (not shown).
  • the pane 100 can comprise further adhesive layers (not shown) in order to connect the individual components of the pane 100 to one another.
  • the adhesive layers are preferably made of an optically clear adhesive.
  • the glass pane 1 for example, consists of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the hologram element 2 comprises a photopolymer, wherein the hologram element 2 is formed as a coating on the heatable coating 3 and has a thickness of, for example, 100 pm.
  • the hologram element 2 can comprise a substrate layer in addition to the photopolymer, wherein the substrate layer is arranged directly adjacent to the heatable coating 3.
  • Fig. 3 shows a cross-section of a further embodiment of a pane 100 according to the invention.
  • the pane 100 shown in cross-section in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that the hologram element 2 and the heatable coating 3 are not designed to cover the entire surface and the external dimensions of the heatable coating 3 correspond to the external dimensions of the hologram element 2.
  • Fig. 4 shows a cross-section of a further embodiment of a pane 100 according to the invention.
  • the pane 100 shown in cross-section in Fig. 4 differs from that shown in Fig. 3 in that the pane 100 further comprises a temperature sensor 4.
  • the temperature sensor 4 is in direct contact with the hologram element 2 and can measure its temperature. If the measured temperature is lower than the target temperature, the hologram element 2 can be heated by the heatable coating 3.
  • the temperature sensor 4 has no contact with the heatable coating 3. This can be ensured, for example, by the pane 100 having a thermally insulating coating 5 which is located between the interior surface II of the glass pane 1 and the temperature sensor 4 and which spaced the heatable coating 3 and the temperature sensor 4 apart from one another.
  • the external dimensions of the thermally insulating coating 5 correspond to the external dimensions of the temperature sensor 4.
  • the temperature sensor 4 is arranged in the edge region of the pane 100.
  • a first masking strip (not shown) is arranged between the interior-side surface II of the glass pane 1 and the temperature sensor 4 such that it covers the temperature sensor 4 from the outside of the pane 100.
  • a second masking strip (not shown) is further arranged in the edge region of the pane 100 such that it covers the temperature sensor 4 from the inside of the pane 100.
  • the temperature sensor 4 is attached to the pane 100 with an adhesive layer (not shown), such as a layer of an optically clear adhesive.
  • Fig. 5 shows a cross section of a further embodiment of a disc 100 according to the invention.
  • the disc 100 shown in cross section in Fig. 5 differs from that shown in Fig. 4 in that the pane 100 is designed as a composite pane, with the glass panes 1 and 6 being connected via a thermoplastic intermediate layer 7.
  • the glass pane 1 is an outer pane and the glass pane 6 is an inner pane.
  • the glass pane can be the outer pane 1 and the further glass pane as the inner pane 6, or the glass pane can be the inner pane 6 and the further glass pane as the outer pane 1.
  • the heatable coating 3 is arranged on the interior surface II of the outer pane 1, and the hologram element 2 and the temperature sensor 4 are arranged on the outside surface III of the inner pane 6, while the thermoplastic intermediate layer 7 is located between the heatable coating 3 and the hologram element 2.
  • the heatable coating 3 can also be arranged in direct contact with the hologram element 2.
  • the temperature sensor 4 is arranged in the edge region of the pane 100.
  • a first masking strip (not shown) is arranged in the edge region of the pane 100 between the interior surface II of the glass pane 1 and the temperature sensor 4 such that it covers the temperature sensor 4 from the outside of the pane 100.
  • a second masking strip (not shown) is further arranged between the exterior surface III of the inner pane 6 and the temperature sensor 4 such that it covers the temperature sensor 4 from the inside of the pane 100.
  • the hologram element 2 is preferably laminated between two polyvinyl butyral (PVB) films, two ethylene vinyl acetate (EVA) films or two films made of thermoplastic polyurethane (TPU) (not shown).
  • the pane 100 can comprise further adhesive layers (not shown) in order to connect the individual components of the pane 100 to one another.
  • the adhesive layers are preferably made of an optically clear adhesive.
  • the glass pane 1, for example, consists of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the glass pane 6, for example, consists of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • the thermoplastic intermediate layer 7 consists, for example, of polyvinyl butyral (PVB) and is 0.76 mm thick.
  • Fig. 6 shows a cross section of a further embodiment of a disc 100 according to the invention.
  • the disc 100 is designed as a Composite pane, as described above for Fig. 5.
  • the hologram element 2 is arranged on the interior-side surface IV of the inner pane 6. Between the hologram element 2 and the interior-side surface IV of the inner pane 6 there is a thermally insulating coating 8. By arranging it on the interior-side surface IV of the inner pane 6, the hologram element 2 can be protected as well as possible from external weather conditions.
  • the thermally insulating coating 8 also enables thermal shielding of the hologram element 2 and thus its thermal stabilization.
  • the hologram element 2 and the thermally insulating coating 8 are not designed to cover the entire surface, and the external dimensions of the thermally insulating coating 8 correspond to the external dimensions of the hologram element 2.
  • the pane 100 comprises at least one further temperature stabilization element, which is not shown in Fig. 6, however.
  • This at least one further temperature stabilization element can be selected from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an external nozzle.
  • the hologram element 2 is preferably laminated between two polyvinyl butyral (PVB) films, two ethylene vinyl acetate (EVA) films or two films made of thermoplastic polyurethane (TPU) (not shown).
  • the pane 100 can comprise further adhesive layers (not shown) in order to connect the individual components of the pane 100 to one another.
  • the adhesive layers are preferably made of an optically clear adhesive.
  • Fig. 7 shows a cross-section of an embodiment of a device 200 according to the invention.
  • the device 200 comprises a pane 100 according to the invention.
  • the pane 100 is designed as a composite pane, as described above for Fig. 5.
  • the hologram element 2 is arranged on the outside surface III of the inner pane 6.
  • the hologram element 2 can also be arranged on the interior surface II of the outer pane 1 or the interior surface IV of the inner pane 6.
  • the device 200 further comprises a dashboard 9, an HVAC system 10, wherein the HVAC system 10 comprises a nozzle 11 arranged in the dashboard 9 with a nozzle opening 12, wherein the nozzle opening 12 is aligned with the at least one hologram element 2 and the nozzle 11 with the nozzle opening 12 is a temperature stabilization element, and a temperature sensor which is an IR thermometer 13.
  • a temperature sensor which is an IR thermometer 13
  • the Temperature of the hologram element 2 itself or, depending on the arrangement position of the hologram element 2 the ambient temperature of the hologram element 2 can be measured. This is shown in Fig. 7 with the dashed arrow.
  • the temperature of the hologram element 2 can be regulated using the nozzle 11.
  • the pane 100 comprises at least one further temperature stabilization element, which is not shown in Fig. 7, however.
  • This at least one further temperature stabilization element can be selected from the group consisting of a heatable coating, a thermally insulating coating and an external nozzle.
  • Fig. 8 shows an embodiment of the method according to the invention for thermal stabilization of at least one hologram element 2 using a flow chart, wherein the at least one hologram element 2 is arranged in the pane 100 according to the invention or in the device 200 according to the invention, at least comprising the steps:
  • P2 Stabilizing the temperature of the at least one hologram element 2 to the target temperature with the at least two temperature stabilization elements 3, 8, 11.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Scheibe (100) mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements (2), umfassend mindestens eine Glasscheibe (1, 6) mit einer außenseitigen Oberfläche (I, III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II, IV), mindestens ein Hologrammelement (2), angeordnet auf der außenseitigen Oberfläche (I, III) oder der innenraumseitigen Oberfläche (II, IV) der mindestens einen Glasscheibe (1, 6), wobei das mindestens eine Hologrammelement (2) ein Photopolymer umfasst, und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11), wobei die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11) zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements (2) auf eine Zieltemperatur eingerichtet sind.

Description

Scheibe, Vorrichtung und Verfahren für die thermische Stabilisierung eines Hologrammelements
Die Erfindung betrifft eine Scheibe mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements, eine Vorrichtung, die die Scheibe umfasst, ein Verfahren zur thermischen Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements und die Verwendung der Scheibe.
Es ist in den Bereichen der Automobilbranche und der Architektur allgemein bekannt, zusätzliche Funktionen in Verglasungsprodukte einzubauen, die die Eigenschaften des Produktes verbessern sollen. Ein relevantes Beispiel ist die Verwendung von Hologrammelementen, die auf einer Scheibe angebracht und/oder in einer Verbundscheibe eingebettet werden, um dem Betrachter auf angenehme Weise visuelle Informationen bereitzustellen.
Hologramme können beispielsweise für Head-Up-Displays genutzt werden, wobei Hologrammelemente zwischen den Scheiben einer Verbundscheibe einlaminiert sind. Das Hologramm kann darin aufgezeichnete Informationen enthalten. Das Hologramm kann mittels von einem Projektor abgestrahltem Licht aktiviert werden, und somit können die in dem Hologramm aufgezeichneten Informationen für den Betrachter wiedergegeben werden. Head- Up-Displays, basierend auf dem Prinzip der Holographie, sind beispielsweise in den Veröffentlichungen WO 2012/156124 A1 , US 2019/0056596 A1 , US 10,394,032 B2, US 10,061 ,069 B2, US 2015/205138 A1 und WO 2022/101194 A1 offenbart.
Es gibt verschiedene Arten von Hologrammen. Dazu gehören zum Beispiel Reflexionshologramme oder Hologramme, die auf dem Prinzip der Leitung von Lichtwellen im Hologramm basieren, sogenannte Wellenleiter oder Waveguide-Hologramme.
Als holographisches Material eines Hologrammelements kann ein Photopolymer verwendet werden, in dem verschiedene optische Funktionen implementiert werden können, z.B. wellenlängenselektive Spiegel, die für definierte Blickwinkel aktiv werden.
Die Verwendung eines ein Photopolymer umfassenden Hologrammelements für ein Head- Up-Display ist beispielsweise aus WO 2021/180471 A1 bekannt. WO2022/271905A1 offenbart eine Windschutzscheibe, umfassend eine Reflexionsschicht, wobei die Reflexionsschicht ein holographisches optisches Element umfassen kann.
Eine der Herausforderungen bei der Implementierung solcher ein Photopolymer umfassenden Hologrammelemente in Verglasungsprodukte ist jedoch der Umstand, dass das Photopolymer sehr empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert. Sobald die Temperatur des Photopolymers von einer vordefinierten Zieltemperatur, in dem es verwendet werden soll, deutlich abweicht, verursachen thermisch induzierte physikalische Dimensionsänderungen eine Verschiebung der Wellenlänge der maximal reflektierten Intensität. Dadurch verschlechtert sich die optische Funktion des Hologrammelements oder geht je nach Temperaturänderung sogar ganz verloren. Eine gute optische Leistung ist nur in einem Bereich von ± 5°C um die vordefinierte Zieltemperatur für die derzeit üblich verwendeten Photopolymere gewährleistet. Daher kann bereits eine natürlich auftretende Temperaturschwankung, bedingt beispielsweise durch Änderung der Umgebung, für ein solches Hologrammelement entscheidend sein. Dies kann die Verwendung eines ein Photopolymer umfassenden Hologrammelements in einem Verglasungsprodukt, das Umgebungsbedingungen ausgesetzt ist, erschweren bzw. unmöglich machen.
DE112020006068T5 offenbart ein Fensterscheibensystem, umfassend eine Fensterscheibe, die an einem mobilen Körper montiert werden soll, eine Vorrichtung, die auf der Fensterscheibe angeordnet ist und ein organisches Element umfasst, das aus einem organischen Material hergestellt ist, einen Temperatursensor, der zum Erfassen einer Glastemperatur der Fensterscheibe ausgebildet ist, einen Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, der zum Erfassen einer Temperatur und einer Feuchtigkeit in einem Inneren des mobilen Körpers ausgebildet ist, und eine Steuereinrichtung, die einen Schaltkreis umfasst, der auf der Basis der Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der Temperatur und der Feuchtigkeit in dem Inneren, die durch den Temperatur- und Feuchtigkeitssensor erfasst werden, bestimmt, ob die Glastemperatur eine Taupunkttemperatur übersteigt, wenn bestimmt wird, dass die Glastemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur oder mit dieser identisch ist, einen elektrischen Heizdraht oder einen elektrischen Heizfilm, der an der Fensterscheibe angebracht ist, oder einen Entfroster einschaltet, und wenn die Glastemperatur, die durch den Temperatursensor erfasst wird, eine vorgegebene Temperatur übersteigt, den elektrischen Heizdraht oder den elektrischen Heizfilm ausschaltet oder den Entfroster ausschaltet. WO2022/214369A1 offenbart eine Verbundscheibe, mindestens umfassend: eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und eine zwischen der Außen- und Innenscheibe angeordnete thermoplastische Zwischenschicht, eine elektrisch leitfähige Beschichtung und eine Reflexionsschicht, welche zum Reflektieren von Licht geeignet ist, wobei die Reflexionsschicht ein holographisches optisches Element sein kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Scheibe, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welche eine besonders präzise thermische Stabilisierung eines ein Photopolymer umfassenden Hologrammelements ermöglichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Scheibe gemäß Anspruch 1 , eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Scheibe als Projektionsfläche für ein Head-up- Display.
Die Erfindung betrifft eine Scheibe mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements, umfassend mindestens eine Glasscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, mindestens ein Hologrammelement, angeordnet auf der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der mindestens einen Glasscheibe, wobei das mindestens eine Hologrammelement ein Photopolymer umfasst, und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente, wobei die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements auf eine Zieltemperatur eingerichtet sind.
Die Scheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Die erfindungsgemäße Scheibe umfasst mindestens eine Glasscheibe, mindestens ein Hologrammelement und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente. Die Glasscheibe weist zwei Oberflächen (Hauptflächen) auf, nämlich eine außenseitige Oberfläche und eine innenraumseitige Oberfläche, und eine umlaufende Kantenfläche zwischen den beiden Hauptflächen. Mit der außenseitigen Oberfläche wird diejenige Hauptfläche bezeichnet, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist. Mit der innenraumseitigen Oberfläche wird diejenige Hauptfläche bezeichnet, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Das mindestens eine Hologrammelement ist auf der besagten außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet. Bevorzugt ist das mindestens eine Hologrammelement auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet, da das mindestens eine Hologrammelement so besonders vor Beeinträchtigung durch mechanische und/oder chemische Einflüsse aus der Umgebung geschützt ist.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet, wobei eine Glasscheibe über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer weiteren Glasscheibe verbunden ist. Im Folgenden wird für den Fall des Vorliegens einer Verbundscheibe die eine Glasscheibe, die mindestens in der erfindungsgemäßen Scheibe vorhanden sein muss, als „die Glasscheibe“ bezeichnet, während die Glasscheibe, die zusätzlich in der Verbundscheibe vorhanden ist, „weitere Glasscheibe“ oder „andere Glasscheibe“ genannt wird. Insbesondere umfasst eine Verbundscheibe eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, welche über die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Glasscheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Glasscheibe bezeichnet. Die Glasscheibe kann dabei die Innenscheibe oder die Außenscheibe der Verbundscheibe darstellen und die weitere Glasscheibe die entsprechend andere. Das mindestens eine Hologrammelement kann sich dabei auf der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe, die als Innenscheibe oder als Außenscheibe verwendet wird, befinden. Falls die Glasscheibe als Außenscheibe der Verbundscheibe verwendet wird, befindet sich das mindestens eine Hologrammelement bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe, da das mindestens eine Hologrammelement so vor Beeinträchtigung durch mechanische und/oder chemische Einflüsse aus der Umgebung geschützt ist. Insofern die Glasscheibe die Innenscheibe einer Verbundscheibe darstellt, ist das mindestens eine Hologrammelement sowohl auf der außenseitigen Oberfläche als auch auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe vor diesen Einflüssen aus der Umgebung geschützt. In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich das mindestens eine Hologrammelement auf der außenseitigen Oberfläche der Glasscheibe, welche als Innenscheibe der Verbundscheibe verwendet wird, wodurch eine besonders vorteilhafte Temperaturstabilisierung und -regulierung durch ein zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe befindliches Temperaturstabilisierungselement ermöglicht wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das mindestens eine Hologrammelement auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet, wenn die Glasscheibe als Innenscheibe der Verbundscheibe verwendet wird, da so besonders leicht eine Temperaturstabilisierung und -regulierung durch ein Temperaturstabilisierungselement ermöglicht werden kann, das außerhalb (extern) der Glasscheibe angeordnet und auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet ist. Solche Verbundscheiben werden bevorzugt im Fahrzeugbereich als sogenanntes Verbundsicherheitsglas (VSG) eingesetzt. Die Fahrzeugscheibe kann beispielweise eine Windschutzscheibe, Seitenscheibe, Heckscheibe oder Dachscheibe sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße Scheibe eine monolithische Scheibe, welche als Einzelglasscheibe ausgebildet ist. Außer der Glasscheibe mit dem mindestens einen Hologrammelement ist also keine weitere Glasscheibe vorhanden. Bevorzugt ist im Falle einer Einzelglasscheibe das mindestens eine Hologrammelement auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet, da das mindestens eine Hologrammelement so vor Beeinträchtigung durch mechanische und/oder chemische Einflüsse aus der Umgebung geschützt ist. Die Scheibe kann insbesondere als ein sogenanntes Einscheibensicherheitsglas (ESG) eingesetzt werden, wobei die Glasscheibe thermisch vorgespannt ist. Die monolithische Fahrzeugscheibe kann beispielweise eine Seitenscheibe, Heckscheibe oder Dachscheibe sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform enthält die Glasscheibe oder besteht die Glasscheibe aus Flachglas, bevorzugt Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Quarzglas. Das Glas kann aus Klarglas oder aus getöntem oder gefärbtem Glas gefertigt sein. Unter einem Klarglas wird eine solche Glasscheibe verstanden, welche eine integrierte Lichttransmission nach ISO 9050 von mindestens 90 % aufweist. Getönte oder gefärbte Glasscheiben weisen eine geringere integrierte Lichttransmission auf. Selbige Ausführungen gelten auch für die weitere Glasscheibe (d.h. Innenscheibe oder Außenscheibe), falls die Scheibe eine Verbundscheibe ist. Die Dicke der Glasscheibe kann den Erfordernissen im Anwendungsfall entsprechend frei gewählt werden. Die Dicke der Glasscheibe bzw. der weiteren Glasscheibe beträgt üblicherweise von 0,5 mm bis 5 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet, bevorzugt einer PVB-Folie, EVA-Folie oder PU-Folie. Typische Dicken für eine solche Folie liegen im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm, insbesondere von 0,3 mm bis 1 mm.
Im Sinne der Erfindung wird als Hologramm ein Reflexionshologramm oder ein Waveguide- Hologramm bezeichnet, das innerhalb eines Hologrammelements angeordnet ist. Das Hologrammelement bezeichnet das holographische Medium, in dem das Hologramm enthalten ist. Das Hologrammelement umfasst ein Photopolymer. In diesem Photopolymer kann durch Belichtung mit einer geeigneten Lichtquelle ein Hologramm aufgezeichnet werden. In der fertigen Scheibe ist das Material des Hologrammelements nicht mehr lichtempfindlich, da das Photopolymer während des Prozesses so weit verändert wird, dass keine weitere Aufzeichnung eines Hologramms mehr möglich ist. Der Begriff Hologrammelement bezieht sich sowohl auf das unbelichtete Hologrammelement aus lichtempfindlichem Material als auch auf das endgültige Hologrammelement mit aufgezeichnetem Hologramm. Das endgültige Hologrammelement umfasst erfindungsgemäß mindestens ein Hologramm, bevorzugt jedoch mehrere einzelne Hologramme.
Erfindungsgemäß umfasst das mindestens eine Hologrammelement ein Photopolymer. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das mindestens eine Hologrammelement neben dem Photopolymer eine Deckschicht und/oder eine Substratschicht. Bevorzugt ist das Photopolymer zwischen der Deckschicht und der Substratschicht angeordnet.
Die Dicke des mindestens einen Hologrammelements beträgt bevorzugt von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 10 pm bis 100 pm.
Das Photopolymer ist nicht besonders eingeschränkt. Bevorzugt umfasst das Photopolymer vernetztes Polyurethan (PU) oder Polyacrylat.
Die Substratschicht des mindestens einen Hologrammelements kann z.B. aus Polyamid (PA)- Folie, Polycarbonat (PC)-Folie oder Cellulosetriacetat (TAC)-Folie gebildet sein. Die Schichtdicke der Substratschicht beträgt bevorzugt von 35 pm bis 60 pm.
Die Deckschicht des mindestens einen Hologrammelements kann z.B. aus Polyamid (PA)- Folie, Polycarbonat (PC)-Folie, Cellulosetriacetat (TAC)-Folie, Polymethylmethacrylat (PMMA)-Folie oder Polyethylenterephthalat (PET)-Folie gebildet sein. Die Schichtdicke der Deckschicht beträgt bevorzugt von 35 pm bis 60 pm.
In einer Ausführungsform ist das Photopolymer als Photopolymerschicht ausgebildet. Die Schichtdicke des Photopolymers bzw. der Photopolymerschicht beträgt bevorzugt von 8 pm to 18 pm.
Das mindestens eine Hologrammelement kann mithilfe üblich gebräuchlicher Verbindungsmittel in bzw. an der Scheibe befestigt werden. Bevorzugt ist das mindestens eine Hologrammelement zwischen zwei Polyvinylbutyral (PVB)-Folien, zwei Ethylenvinylacetat (EVA)-Folien oder zwei Folien aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) einlaminiert. Alternativ kann das mindestens eine Hologrammelement über einen optisch klaren Kleber, ein sogenannter optical clear adhesive (OCA), in bzw. an der Scheibe befestigt werden. Dem Fachmann sind geeignete optisch klare Kleber bekannt. So kann eine leichte Verbindung des mindestens einen Hologrammelements mit anderen Bestandteilen der Scheibe erreicht werden.
Erfindungsgemäß ist die Scheibe mit einer thermischen Stabilisierung für das mindestens eine Hologrammelement versehen. Insbesondere wird die thermische Stabilisierung mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen realisiert, die zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements auf eine Zieltemperatur eingerichtet sind.
Im Sinne der Erfindung ist die „Zieltemperatur“ eine vordefinierte Temperatur, in der das Photopolymer des mindestens einen Hologrammelements seine Funktion als holographisches Material erfüllen soll. Die Zieltemperatur ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Raumtemperatur von 25°C als Zieltemperatur definiert werden. Alternativ dazu kann die Zieltemperatur auch eine höhere Temperatur sein. Bevorzugt ist die Zieltemperatur kleiner als 90°C. Weiter bevorzugt liegt die Zieltemperatur in einem Bereich von 15°C bis 50°C, da dieser Bereich energetisch vorteilhaft ist.
Erfindungsgemäß bedeutet „Temperaturstabilisierung“ bzw. „thermische Stabilisierung“ des mindestens einen Hologrammelements, dass das mindestens eine Hologrammelement so mithilfe der Temperaturstabilisierungselemente thermisch stabilisiert wird, dass seine Temperatur während seiner Verwendung zur Darstellung des Hologramms möglichst gering von der Zieltemperatur abweicht. Bevorzugt wird das mindestens eine Hologrammelement so thermisch stabilisiert, dass seine Temperatur in einem Bereich von (Zieltemperatur - 10°C) bis (Zieltemperatur + 10°C), weiter bevorzugt von (Zieltemperatur - 5°C) bis (Zieltemperatur + 5°C), liegt.
Die erfindungsgemäßen mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente sind nicht besonders eingeschränkt, solange sie zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements auf die Zieltemperatur eingerichtet sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente unabhängig voneinander aus der Gruppe, bestehend aus einer heizbaren Beschichtung, einer thermisch isolierenden Beschichtung und einer (externen) Düse, ausgewählt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente eine heizbare Beschichtung. Mithilfe der heizbaren Beschichtung kann das mindestens eine Hologrammelement effizient erwärmt werden, da eine heizbare Beschichtung selbst schnell erwärmt werden kann. Einer Ausführungsform entsprechend umfasst die heizbare Beschichtung eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier funktionelle Schichten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die funktionelle Schicht mindestens ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die funktionelle Schicht umfasst besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. %, des Metalls. Die funktionelle Schicht kann aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionelle Schicht umfasst besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solch eine funktionelle Schicht weist eine besonders vorteilhafte Heizbarkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke der funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte Heizbarkeit erreicht.
Vorzugsweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der heizbaren Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält mindestens eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.
Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren, wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung, durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die funktionelle Schicht der heizbaren
Beschichtung Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnO2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI). Solch eine funktionelle Schicht weist bevorzugt eine Schichtdicke von 8 nm bis 25 nm, besonders bevorzugt von 13 nm bis 19 nm auf. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Transparenz, die Farbneutralität und den Flächenwiderstand der heizbaren Beschichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die heizbare Beschichtung mit Stromsammelschienen versehen, die an die Pole einer Spannungsquelle angeschlossen sind. Dabei sind bevorzugt mindestens zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehene äußere Stromsammelschienen mit der heizbaren Beschichtung so verbunden, dass zwischen den Stromsammelschienen ein Strompfad für einen Heizstrom geformt ist. Das Material für die Stromsammelschienen ist nicht besonders eingeschränkt, solange es die Bildung des Strompfads ermöglicht. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Stromsammelschienen eine transparente und elektrisch leitfähige Emaille. Durch die Transparenz einer solchen Emaille ist es nicht notwendig, die Stromsammelschienen in den für den Betrachter weniger sichtbaren Randbereich der Scheibe anzuordnen. Stattdessen können die Stromsammelschienen auch in mittigen Bereichen der Scheibe angeordnet sein. Dies ist z.B. vorteilhaft, wenn die heizbare Beschichtung nicht vollflächig angeordnet ist. Erfindungsgemäß bedeutet „vollflächig“, dass mindestens 95 % einer Oberfläche mit der Beschichtung versehen ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stromsammelschienen von mindestens einem Maskierungsstreifen abgedeckt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „transparente Emaille", dass die Emaille für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 80 %, weiter bevorzugt von mehr als 90 %, noch weiter bevorzugt von mehr als 95 %, aufweist.
Erfindungsgemäß wird als „Randbereich der Scheibe“ derjenige Bereich der Scheibe bezeichnet, der sich in der Nähe der Einbauposition der Scheibe in die Fensteröffnung befindet.
Der mindestens eine Maskierungsstreifen umfasst ein farbig, vorzugsweise schwarz, eingefärbtes Material, das vorzugsweise in eine Glasscheibe eingebrannt werden kann. Vorzugsweise ist der mindestens eine Maskierungsstreifen opak, um insbesondere als Sicht- und UV-Schutz beispielsweise für eine Kleberaupe zu dienen.
„Opak" bedeutet eine Lichttransmission von weniger als 30 %, insbesondere weniger als 25 %, beispielsweise weniger als 5 %, insbesondere 0 %. Der mindestens eine Maskierungsstreifen ist eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten und dient zur Maskierung von im verbauten Zustand ansonsten durch die Scheibe erkennbaren Strukturen. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie, d.h. verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen. Der mindestens eine Maskierungsstreifen kann beispielsweise auch zum Abdecken von Stromsammelschienen, einem Temperatursensor und/oder Anschlusselementen dienen.
Bevorzugt ist im Randbereich der Scheibe ein erster Maskierungsstreifen so zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe und den Stromsammelschienen angeordnet, dass dieser die Stromsammelschienen abdeckt, wenn die Scheibe von der äußeren Umgebung aus betrachtet wird. Bevorzugt ist in dem Randbereich der Scheibe weiter ein zweiter Maskierungsstreifen so angeordnet, dass dieser die Stromsammelschienen abdeckt, wenn die Scheibe von dem Innenraum aus betrachtet wird. Falls die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist, ist ein erster Maskierungsstreifen bevorzugt zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und den Stromsammelschienen und ein zweiter Maskierungsstreifen bevorzugt zwischen der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe und den Stromsammelschienen angeordnet, so dass diese Maskierungsstreifen die Stromsammelschienen von beiden Seiten der Scheibe abdecken.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die heizbare Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm.
Die Gesamtschichtdicke der heizbaren Beschichtung beträgt bevorzugt von 40 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt von 45 nm bis 250 nm. In diesem Bereich für die Gesamtdicke der heizbaren Beschichtung wird bei für Fahrzeugscheiben, insbesondere Windschutzscheiben, typischen Abständen h zwischen zwei Stromsammelschienen und einer Betriebsspannung U im Bereich von 12 V bis 15 V bzw. 42 V bis 48 V vorteilhaft eine ausreichend hohe spezifische Heizleistung P und gleichzeitig eine ausreichend hohe Transmission erreicht. Zudem weist die heizbare Beschichtung in diesem Bereich für die Gesamtdicke auch besonders gute reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich auf. Eine zu geringe Gesamtschichtdicke der heizbaren Beschichtung ergibt einen zu hohen Flächenwiderstand Rouadrat und damit eine zu geringe spezifische Heizleistung P sowie verringerte reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich. Eine zu große Gesamtschichtdicke der heizbaren Beschichtung verringert die Transmission durch die Scheibe zu stark, so dass die Erfordernisse an die Transmission von Fahrzeugscheiben nicht erfüllt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die heizbare Beschichtung in Form von dünnen Metalldrähten ausgebildet, welche vorzugsweise bei der Ausgestaltung der Scheibe als Verbundscheibe von einem Randbereich der Innen- oder Außenscheibe zum jeweils gegenüberliegenden Randbereich der Innen- oder Außenscheibe verlaufen. Die Drähte können dabei auch überlappen. Der Durchmesser der Metalldrähte beträgt vorzugsweise kleiner 0,5 mm. Die Metalldrähte enthalten vorzugsweise mindestens ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die Metalldrähte enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. %, des Metalls.
Das Material der heizbaren Beschichtung wird bevorzugt so gewählt, dass, abhängig von der Wellenlänge der Lichtquelle, die für die Erzeugung des Hologramms verwendet wird, ein möglichst minimales Geisterbild („Ghost“) erzeugt wird.
Die heizbare Beschichtung der erfindungsgemäßen Scheibe weist bevorzugt einen Flächenwiderstand kleiner oder gleich 1 Ohm/Quadrat auf, besonders bevorzugt von 0,4 Ohm/Quadrat bis 0,9 Ohm/Quadrat, ganz besonders bevorzugt von 0,5 Ohm/Quadrat bis 0,85 Ohm/Quadrat, beispielsweise etwa 0,7 Ohm/Quadrat. In diesem Bereich für den Flächenwiderstand werden vorteilhaft hohe spezifische Heizleistungen P erreicht. Außerdem weist die heizbare Beschichtung in diesem Bereich für den Flächenwiderstand besonders gute reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die heizbare Beschichtung in einem Randbereich der Scheibe so mit zwei zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehenen Stromsammelschienen verbunden, dass zwischen den Stromsammelschienen ein Strompfad für einen Heizstrom geformt ist. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die heizbare Beschichtung über 90 % oder mehr auf der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der mindestens einen Glasscheibe. Durch diese Anordnung kann der größte Teil der Scheibe effizient beheizt werden. In einer alternativen Ausgestaltung ist die heizbare Beschichtung nur in einem Teilbereich der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der mindestens einen Glasscheibe angeordnet. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die heizbare Beschichtung beispielsweise so in den Bereichen der Oberfläche angeordnet sein, in denen auch das mindestens eine Hologrammelement angeordnet ist, so dass eine gezielte Erwärmung des mindestens einen Hologrammelements ermöglicht werden kann, was kostengünstig und energieeffizient ist. Bevorzugt sind das mindestens eine Hologrammelement und die heizbare Beschichtung nicht vollflächig angeordnet, und die äußeren Abmessungen der heizbaren Beschichtung entsprechen den äußeren Abmessungen des mindestens einen Hologrammelements. Dadurch kann eine energieeffiziente Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements erreicht werden, da nur die entsprechenden Bereiche, an denen das mindestens eine Hologrammelement angeordnet ist, thermisch stabilisiert werden müssen und nicht die gesamte Scheibe.
Falls die Scheibe als Einzelglasscheibe ausgebildet ist, ist die heizbare Beschichtung bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet und befindet sich zwischen dieser Oberfläche der Glasscheibe und dem mindestens einen Hologrammelement. Gemäß dieser Ausführungsform ist das mindestens eine Hologrammelement möglichst gut von den äußeren Umgebungsbedingungen abgeschirmt und kann zusätzlich von der heizbaren Beschichtung erwärmt werden. Zudem wird die Wahrnehmbarkeit des mindestens einen Hologrammelements nicht durch die Anwesenheit der heizbaren Beschichtung beeinträchtigt, da die heizbare Beschichtung für den Betrachter im Innenraum hinter dem mindestens einen Hologrammelement angeordnet ist.
Falls hingegen die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist, befinden sich die heizbare Beschichtung und das mindestens eine Hologrammelement bevorzugt zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe der Verbundscheibe, da so die heizbare Beschichtung und das mindestens eine Hologrammelement vor den Einflüssen aus der äußeren Umgebung geschützt sind. Bevorzugt ist die heizbare Beschichtung für den Betrachter im Innenraum hinter dem mindestens einen Hologrammelement angeordnet, wodurch eine Verringerung der Wahrnehmbarkeit des mindestens einen Hologrammelements verhindert wird. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, dass die heizbare Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe, welche als Außenscheibe verwendet wird, angeordnet ist, und sich zwischen dieser Oberfläche und dem mindestens einen Hologrammelement befindet. Gemäß einer Ausführungsform kann sich zwischen der heizbaren Beschichtung und dem mindestens einen Hologrammelement eine weitere Schicht, z.B. die thermoplastische Zwischenschicht der Verbundscheibe, befinden. In einer alternativen Ausführungsform ist das mindestens eine Hologrammelement auf der außenseitigen Oberfläche der Glasscheibe, welche als Innenscheibe verwendet wird, angeordnet, und die heizbare Beschichtung ist auf dem mindestens einen Hologrammelement angeordnet, so dass das mindestens eine Hologrammelement zwischen der heizbaren Beschichtung und dieser Oberfläche angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform kann sich zwischen der heizbaren Beschichtung und dem mindestens einen Hologrammelement eine weitere Schicht, z.B. die thermoplastische Zwischenschicht der Verbundscheibe, befinden.
Bevorzugt sind die heizbare Beschichtung und das mindestens eine Hologrammelement in direktem Kontakt zueinander angeordnet. Durch diese Anordnung kann eine gezielte und präzise Erwärmung des mindestens einen Hologrammelements unmittelbar durch die heizbare Beschichtung erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die heizbare Beschichtung z. B. durch Laserablation strukturiert, um den elektrischen Fluss und die Wärmeerzeugung so zu lenken, dass eine hochhomogene Erwärmung ermöglicht wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente eine thermisch isolierende Beschichtung. Erfindungsgemäß ist die „thermisch isolierende Beschichtung“ als eine Beschichtung zu verstehen, die das mindestens eine Hologrammelement möglichst gut thermisch abschirmt. Die thermische Abschirmung des mindestens einen Hologrammelements ist von besonderer Bedeutung, wenn eine schnelle Änderung der Umgebungstemperatur auftritt, die beispielsweise durch Regen oder Schnee verursacht wird, oder, falls die Scheibe als Fahrzeugscheibe verwendet werden soll, beim Einfahren oder Verlassen eines Tunnels, während das Fahrzeug gefahren wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die thermisch isolierende Beschichtung und das mindestens eine Hologrammelement in direktem Kontakt zueinander angeordnet. Durch diese Anordnung kann eine gezielte thermische Abschirmung des mindestens einen Hologrammelements durch die thermisch isolierende Beschichtung erreicht werden.
Falls die Scheibe als Einzelglasscheibe ausgestaltet ist, ist die thermisch isolierende Beschichtung bevorzugt zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der einen Glasscheibe und dem mindestens einen Hologrammelement angeordnet. So kann das mindestens eine Hologrammelement möglichst gut von der Außentemperatur abgeschirmt werden.
Falls die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist, ist die thermisch isolierende Beschichtung gemäß einer Ausführungsform zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der mindestens einen Glasscheibe, die als Innenscheibe verwendet wird, und dem mindestens einen Hologrammelement angeordnet. Durch diese Anordnung ist das mindestens eine Hologrammelement möglichst weit von der Außenseite der Scheibe entfernt, was den Einfluss der Außentemperatur auf das mindestens eine Hologrammelement verringert. Zudem wird das mindestens eine Hologrammelement in dieser Anordnung durch die thermisch isolierende Beschichtung weiter thermisch abgeschirmt.
Falls die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist, ist die thermisch isolierende Beschichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe angeordnet. Insbesondere kann die thermisch isolierende Beschichtung der thermoplastischen Zwischenschicht der Verbundscheibe entsprechen. In dieser Ausgestaltung liegt die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt im Bereich von 0,4 mm bis 4 mm, besonders bevorzugt von 0,6 mm bis 2 mm, wodurch eine gesteigerte thermisch isolierende Wirkung durch die thermoplastische Zwischenschicht erreicht werden kann. In dieser Ausgestaltung ist das mindestens eine Hologrammelement bevorzugt auf der außenseitigen Oberfläche der Glasscheibe, die als Innenscheibe verwendet wird, angeordnet, so dass sich die thermoplastische Zwischenschicht zwischen dem mindestens einen Hologrammelement und der Außenseite der Scheibe befindet, wodurch eine gute thermische Abschirmung des mindestens einen Hologrammelements erzielt werden kann. Alternativ dazu kann das mindestens eine Hologrammelement zwischen einer ersten thermisch isolierenden Beschichtung und einer zweiten thermisch isolierenden Beschichtung einlaminiert sein, wodurch eine Scheibe den folgenden Aufbau, ausgehend von der Außenseite der Scheibe, umfasst: Außenscheibe, erste thermisch isolierende Beschichtung, das mindestens eine Hologrammelement, zweite thermisch isolierende Beschichtung, Innenscheibe. Bevorzugt entsprechen in dieser Ausführungsform die erste thermisch isolierende Beschichtung und die zweite thermisch isolierende Beschichtung jeweils der oben definierten thermoplastischen Zwischenschicht der Verbundscheibe.
Das Material der thermisch isolierenden Beschichtung ist nicht besonders eingeschränkt, solange es geeignet ist, das mindestens eine Hologrammelement thermisch abzuschirmen. Bevorzugt ist das Material der thermisch isolierenden Beschichtung ein Material mit einer sehr geringen thermischen Leitfähigkeit. Beispielsweise ist die thermisch isolierende Beschichtung aus mindestens einem Kunststoff der Gruppe, bestehend aus Polyvinylbutyral (PVB), einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) und Polyurethan (PU)-Folie, ausgewählt. In einer Ausführungsform ist die thermisch isolierende Beschichtung als ein transparentes Aerogel ausgestaltet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der mindestens eine Maskierungsstreifen als eine thermisch isolierende Beschichtung verwendet werden. Die thermisch isolierende Beschichtung kann vollflächig ausgebildet sein oder nur einen Teil einer Oberfläche abdecken. Bevorzugt sind das mindestens eine Hologrammelement und die thermisch isolierende Beschichtung nicht vollflächig angeordnet, und die äußeren Abmessungen der thermisch isolierenden Beschichtung entsprechen den äußeren Abmessungen des mindestens einen Hologrammelements. Eine solche Anordnung ist ausreichend für die thermisch isolierende Wirkung der thermisch isolierenden Beschichtung auf das mindestens eine Hologrammelement. Die Dicke der thermisch isolierenden Beschichtung liegt bevorzugt im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm, insbesondere von 0,3 mm bis 1 mm. Durch die entsprechende Dicke kann eine ausreichende thermisch isolierende Wirkung erzielt werden.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente eine externe Düse mit einer Düsenöffnung, wobei die Düsenöffnung auf das mindestens eine Hologrammelement gerichtet ist. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Scheibe wird die Düse als „externe Düse“ bezeichnet, da diese Düse nicht Teil der Scheibe selbst ist, sondern extern angeordnet ist.
Die externe Düse ist bevorzugt so auf das mindestens eine Hologrammelement gerichtet, dass dieses vollständig von dem aus der externen Düse austretenden Luftstrom erfasst ist. Dabei ist der Mittelpunkt der Düsenöffnung bevorzugt möglichst genau auf den Mittelpunkt des mindestens einen Hologrammelements gerichtet. Mithilfe dieser Ausrichtung kann eine besonders effiziente Erwärmung oder Kühlung des mindestens einen Hologrammelements durch die externe Düse erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die externe Düse von einem Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC)-System umfasst. Dadurch kann die externe Düse das mindestens eine Hologrammelement nach Bedarf erwärmen oder kühlen. In einer Ausführungsform ist die externe Düse eine Düse des HVAC-Systems, die fest auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet ist und unabhängig von anderen Düsen des HVAC-Systems betrieben werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform kann, unabhängig von anderen Einstellungen des HVAC-Systems, eine effiziente Temperaturregulierung und -Stabilisierung des mindestens einen Hologrammelements mithilfe der externen Düse erreicht werden.
Falls die Scheibe als Einzelglasscheibe ausgebildet ist und mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente eine externe Düse ist, ist das mindestens eine Hologrammelement bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe angeordnet. Falls hingegen die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist und mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente eine externe Düse ist, ist das mindestens eine Hologrammelement bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe, die als Innenscheibe verwendet wird, angeordnet. Gemäß diesen Anordnungen kann das mindestens eine Hologrammelement leicht mithilfe des Luftstrahls der externen Düse erwärmt oder gekühlt werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Scheibe mindestens ein Hologrammelement, beispielsweise ein Hologrammelement, und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente, beispielsweise zwei Temperaturstabilisierungselemente, wobei die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente zur Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements auf die Zieltemperatur eingerichtet sind. Durch die Verwendung von mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen kann eine möglichst präzise Temperaturstabilisierung erreicht werden. In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Scheibe mindestens zwei Hologrammelemente und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente, wobei jeweils ein Temperaturstabilisierungselement zur Temperaturstabilisierung eines Hologrammelements auf die Zieltemperatur eingerichtet sein kann. Die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente sind bevorzugt unabhängig voneinander aus der Gruppe, bestehend aus einer heizbaren Beschichtung, einer thermisch isolierenden Beschichtung und einer externen Düse, ausgewählt. Dies bedeutet, dass die speziellen Temperaturstabilisierungselemente beliebig kombiniert werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform entsprechen die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente der heizbaren Beschichtung und der externen Düse. Durch diese Kombination von speziellen Temperaturstabilisierungselementen kann eine möglichst präzise Temperaturstabilisierung bei möglichst niedrigem Verbrauch an elektrischer Energie erreicht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Scheibe weiter einen Temperatursensor, der zum Messen der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements eingerichtet ist. Die Temperatur des mindestens einen Hologrammelements kann dabei direkt oder indirekt mithilfe des Temperatursensors gemessen werden. Eine „direkte“ Messung bedeutet im Sinne der Erfindung, dass die Temperatur des mindestens einen Hologrammelements selbst gemessen wird. Eine „indirekte“ Messung bedeutet hingegen, dass die Temperatur eines anderen Bestandteils der Scheibe gemessen wird, der sich in Kontakt mit oder in unmittelbarer Nähe des mindestens einen Hologrammelements befindet.
Der Temperatursensor ist nicht besonders eingeschränkt, solange er geeignet ist, die Temperatur des mindestens einen Hologrammelements zu messen. Der Temperatursensor kann beispielsweise ein Thermoelement oder ein IR-Thermometer sein.
In einer Ausführungsform ist der Temperatursensor in Kontakt mit dem mindestens einen Hologrammelement. So kann eine direkte Temperaturmessung des mindestens einen Hologrammelements einfach durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform ist der Temperatursensor bevorzugt ein Thermoelement. Das Thermoelement ist bevorzugt im Randbereich der Scheibe angeordnet und von mindestens einem Maskierungsstreifen abgedeckt, so dass das Thermoelement nicht von der Außenseite und der Innenseite der Scheibe sichtbar ist. Der mindestens eine Maskierungsstreifen entspricht dem oben definierten mindestens einen Maskierungsstreifen.
Falls die Scheibe als Einzelglasscheibe ausgebildet ist, ist bevorzugt im Randbereich der Scheibe ein erster Maskierungsstreifen so zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe und dem Thermoelement angeordnet, dass dieser das Thermoelement abdeckt, wenn die Scheibe von der äußeren Umgebung aus betrachtet wird. Bevorzugt ist in dem Randbereich der Scheibe weiter ein zweiter Maskierungsstreifen so angeordnet, dass dieser das Thermoelement abdeckt, wenn die Scheibe von dem Innenraum aus betrachtet wird. Falls die Scheibe als Verbundscheibe ausgebildet ist, ist ein erster Maskierungsstreifen bevorzugt zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und dem Thermoelement und ein zweiter Maskierungsstreifen bevorzugt zwischen der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe und dem Thermoelement angeordnet, so dass diese Maskierungsstreifen das Thermoelement von der Außenseite und der Innenseite der Scheibe abdecken.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Temperatursensor beabstandet von dem mindestens einen Hologrammelement. D.h. es besteht kein unmittelbarer Kontakt zwischen dem mindestens einen Hologrammelement und dem Temperatursensor. Falls der T emperatursensor ein I R-Thermometer ist, kann dieses beispielsweise in dem Armaturenbrett angeordnet und mit seinem Messbereich auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet sein („direkte“ Messung). In dem Fall ist das mindestens eine Hologrammelement bei Ausgestaltung der Scheibe als Einzelglasscheibe bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Glasscheibe und bei Ausgestaltung der Scheibe als Verbundscheibe bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet, so dass der Messbereich des IR-Thermometers direkt auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet und so dessen Temperatur direkt gemessen werden kann. Falls der Temperatursensor hingegen ein Thermoelement ist, kann dieses beispielsweise mit der Glasscheibe in Kontakt sein, auf der das mindestens eine Hologrammelement angeordnet ist, so dass eine indirekte Temperaturmessung durchgeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Scheibe weiter Haftmittelschichten umfassen, um die einzelnen Bestandteile der Scheibe miteinander zu verbinden. Bevorzugt sind die Haftmittelschichten aus einem optisch klaren Kleber, einem sogenannten optical clear adhesive (OCA), wie oben bereits erwähnt, ausgebildet. Dem Fachmann sind geeignete optisch klare Kleber bekannt.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements, umfassend die erfindungsgemäße Scheibe, ein Armaturenbrett, und ein HVAC-System, wobei das HVAC-System mindestens eine in dem Armaturenbrett angeordnete Düse mit einer Düsenöffnung umfasst, wobei die Düsenöffnung auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet ist und die Düse mit der Düsenöffnung ein Temperaturstabilisierungselement ist. Dies bedeutet, dass die Düse ein Temperaturstabilisierungselement der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente der Scheibe oder ein zusätzliches Temperaturstabilisierungselement der Vorrichtung darstellen kann.
Die Düse mit der Düsenöffnung der Vorrichtung entspricht der oben für die Scheibe definierte, externe Düse, wobei die Düse in der Vorrichtung selbst und nicht extern angeordnet ist. Das HVAC-System der Vorrichtung entspricht dem oben für die Scheibe definierten HVAC- System. In der Vorrichtung wird erfindungsgemäß als Temperaturstabilisierungselement mindestens die Düse mit der Düsenöffnung verwendet. Neben der Düse mit der Düsenöffnung kann die Vorrichtung weiter die oben definierte heizbare Beschichtung und/oder die oben definierte thermisch isolierende Beschichtung als Temperaturstabilisierungselement umfassen. In einer Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung weiter einen Temperatursensor. Der Temperatursensor der Vorrichtung entspricht dem Temperatursensor der erfindungsgemäßen Scheibe. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Temperatursensor in der Vorrichtung ein IR-Thermometer, das in dem Armaturenbrett angeordnet ist und auf das mindestens eine Hologrammelement ausgerichtet ist.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur thermischen Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements, wobei das mindestens eine Hologrammelement in der erfindungsgemäßen Scheibe oder in der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist, mindestens umfassend die Schritte:
(a) Bereitstellen der erfindungsgemäßen Scheibe oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
(b) Stabilisieren der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements auf die Zieltemperatur mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen.
Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Scheibe und Vorrichtung beschriebenen Ausgestaltungen gelten in gleicher Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren.
Das Hologrammelement kann in Schritt (a) als unbelichtetes Hologrammelement aus lichtempfindlichem Material oder als das endgültige Hologrammelement mit aufgezeichnetem Hologramm bereitgestellt werden. Es versteht sich, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei Bereitstellung des unbelichteten Hologrammelements in Schritt (a) als zusätzlichen Schritt die Aufzeichnung mindestens eines Hologramms in dem Hologrammelement umfasst.
Die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Scheibe oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem Schritt (a) ist nicht besonders eingeschränkt. Verfahrensschritte zur Bereitstellung der einzelnen Elemente der Scheibe oder der Vorrichtung sind dem Fachmann bekannt.
Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur thermischen Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements ausgestaltet. Insbesondere wird die thermische Stabilisierung durch den Schritt (b) des Verfahrens realisiert, wobei die Temperatur des mindestens einen Hologrammelements auf die Zieltemperatur mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen stabilisiert wird. Da in dem Schritt (b) nur für den Fall, dass die gemessene Temperatur von der Zieltemperatur abweicht, eine Temperaturregulierung des mindestens einen Hologrammelements erfolgt, kann der Verbrauch von elektrischer Energie für die Temperaturregulierung minimiert werden, so dass das Verfahren energieeffizient und umweltfreundlich ist. Zudem wird der Schritt (b) bevorzugt nur durchgeführt, wenn das mindestens eine Hologrammelement zur Erzeugung eines Hologramms von einer Lichtquelle bestrahlt wird, d.h. aktiv ist. Wird hingegen das mindestens eine Hologrammelement nicht zur Erzeugung eines Hologramms von einer Lichtquelle bestrahlt, d.h. es ist inaktiv, so wird der Schritt (b) bevorzugt nicht durchgeführt. Da also die Temperaturstabilisierung bevorzugt nur dann erfolgt, wenn das mindestens eine Hologrammelement aktiv ist, kann der Verbrauch an elektrischer Energie reduziert werden.
Bevorzugt umfasst der Schritt (b) mindestens die folgenden Schritte in der Reihenfolge:
(i) Messen der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements mit dem Temperatursensor,
(ii) Abgleichen der gemessenen Temperatur mit der Zieltemperatur, und
(iii) optional das Erwärmen oder das Kühlen des mindestens einen Hologrammelements mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen, wenn die gemessene Temperatur von der Zieltemperatur abweicht.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die in Schritt (i) gemessene Temperatur an eine Vorrichtung zur Datenerfassung übermittelt, woraufhin diese Vorrichtung zur Datenerfassung im Schritt (ii) die gemessene Temperatur mit der Zieltemperatur abgleicht. Bevorzugt wird die Zieltemperatur vor Schritt (b) festgelegt. Wird festgestellt, dass die gemessene Temperatur von der Zieltemperatur abweicht, so wird das mindestens eine Hologrammelement mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen im Schritt (iii) erwärmt oder gekühlt. In einer Ausführungsform besteht eine Abweichung der gemessenen Temperatur von der Zieltemperatur nur dann, wenn die gemessene Temperatur außerhalb eines Bereichs von (Zieltemperatur - 10°C) bis (Zieltemperatur + 10°C), weiter bevorzugt von (Zieltemperatur - 5°C) bis (Zieltemperatur + 5°C), liegt. D.h. liegt die gemessene Temperatur innerhalb dieses Bereichs, wird das mindestens eine Hologrammelement nicht erwärmt oder gekühlt. Falls die gemessene Temperatur jedoch außerhalb dieses Bereichs liegt, wird das mindestens eine Hologrammelement erwärmt oder gekühlt. Die Vorrichtung zur Datenerfassung selbst kann ein Signal an die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente senden, woraufhin die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente das mindestens eine Hologrammelement erwärmen oder kühlen. In einer weiteren Ausgestaltung kann aber auch die Vorrichtung zur Datenerfassung mit einer Vorrichtung zur Regelung der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente verbunden sein, an welches es das Ergebnis des Abgleichs aus Schritt (ii) sendet, woraufhin die Vorrichtung zur Regelung ein Signal an die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente sendet, woraufhin die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente das mindestens eine Hologrammelement erwärmen oder kühlen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Schritt (b) des Verfahrens mehrfach durchgeführt, so dass die Temperatur des mindestens einen Hologrammelements über die gesamte Verwendungsdauer stabilisiert werden kann. Bevorzugt erfolgt eine dynamische Steuerung der Durchführung des Schritts (b). So kann z.B. bei starker Änderung der Umgebungsbedingungen, beispielsweise durch Auftreten von intensiver Sonnenstrahlung, oder beim Starten des Fahrzeugs eine schnelle Regelung gewährleistet werden. In einer Ausgestaltung wird der Schritt (b) des Verfahrens mindestens alle 10 Minuten, bevorzugt mindestens alle 8 Minuten, weiter bevorzugt mindestens alle 5 Minuten, durchgeführt. Dies ist vorteilhaft bei stabilen Umgebungsbedingungen und bei konstanter Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Ist mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine heizbare Beschichtung, so kann diese im Schritt (b) das mindestens eine Hologrammelement erwärmen. In dieser Ausführungsform ist die Zieltemperatur bevorzugt höher als die Raumtemperatur von 25°C.
Ist mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gemäß einer Ausführungsform eine (externe) Düse, so kann diese im Schritt (b) das mindestens eine Hologrammelement erwärmen oder kühlen. Da die (externe) Düse geeignet ist, das mindestens eine Hologrammelement zu erwärmen und zu kühlen, kann die Zieltemperatur beliebig, wie oben erwähnt, gewählt werden. Bevorzugt entspricht in dieser Ausführungsform die Zieltemperatur der Raumtemperatur von 25°C. Die Kühlfunktion der (externen) Düse kann auch dazu beitragen, den Einfluss einer thermisch induzierten Alterung auf das mindestens eine Hologrammelement zu reduzieren.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung der erfindungsgemäßen Scheibe als Projektionsfläche für ein Head-up-Display. Bei der Verwendung ist die Scheibe geeigneterweise in einem Fahrzeug oder in einem Bauwerk montiert. Bevorzugt ist die Scheibe bei der Verwendung als Projektionsfläche für ein Head-up-Display als eine Verbundscheibe ausgestaltet. Head-up-Displays sind dem Fachmann bekannt und umfassen im Allgemeinen eine bildgebende Einheit und eine Projektionsfläche. Die bildgebende Einheit erzeugt das Bild und kann ferner ein Optikmodul, z.B. eine Spiegeloptik, umfassen, die das Bild auf die Projektionsfläche umlenkt.
Die bildgebende Einheit umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, die z.B. eine oder mehrere Beleuchtungselemente, ausgewählt aus Glühlampen, Gasentladungslampe, Leuchtdioden und/oder Laserlichtquellen, sein kann. Entsprechend kann für die Belichtung sichtbares Licht oder Laserlicht verwendet werden.
Die visuelle Information wird von dem Raum betrachtet, die der Innenscheibe der Verbundscheibe zugewandt ist. Dies ist in der Regel ein Innenraum, in dem sich der Betrachter befindet, z.B. ein Fahrzeuginnenraum.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in der Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist, Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200, wobei nur eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente gezeigt ist,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist die Scheibe 100 eine Oberkante O, eine Unterkante U und zwei Seitenkanten S auf.
Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch die in der Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 entlang der Schnittlinie X-X‘ dar. Die Scheibe 100 umfasst eine Glasscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, ein Hologrammelement 2, angeordnet auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Glasscheibe 1 , und ein Temperaturstabilisierungselement 3, welches zwischen der innenraumseitigen Oberfläche II der Glasscheibe 1 und dem Hologrammelement 2 angeordnet ist. Erfindungsgemäß umfasst die Scheibe 100 mindestens ein weiteres Temperaturstabilisierungselement, welches in Fig. 2 jedoch nicht gezeigt ist. Dieses mindestens eine weitere Temperaturstabilisierungselement kann aus der Gruppe, bestehend aus einer heizbaren Beschichtung, einer thermisch isolierenden Beschichtung und einer externen Düse, ausgewählt sein. In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform liegen das Hologrammelement 2 und das Temperaturstabilisierungselement 3 vollflächig vor. Insbesondere ist eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente in dieser Ausgestaltung eine heizbare Beschichtung 3. Es versteht sich, dass noch weitere Schichten in der Scheibe 100 vorhanden sein können. Bevorzugt ist das Hologrammelement 2 zwischen zwei Polyvinylbutyral (PVB)-Folien, zwei Ethylenvinylacetat (EVA)-Folien oder zwei Folien aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) (nicht gezeigt) einlaminiert. Zudem kann die Scheibe 100 weiter Haftmittelschichten umfassen (nicht gezeigt), um die einzelnen Bestandteile der Scheibe 100 miteinander zu verbinden. Bevorzugt sind die Haftmittelschichten aus einem optisch klaren Kleber ausgebildet.
Die Glasscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick.
Das Hologrammelement 2 umfasst in der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ein Photopolymer, wobei das Hologrammelement 2 als Beschichtung auf der heizbaren Beschichtung 3 ausgebildet ist und eine Dicke von beispielsweise 100 pm aufweist. Optional kann das Hologrammelement 2 neben dem Photopolymer noch eine Substratschicht umfassen, wobei die Substratschicht direkt benachbart zur heizbaren Beschichtung 3 angeordnet ist.
In der Fig. 3 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 dargestellt. Die in der Fig. 3 im Querschnitt dargestellte Scheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 2 dargestellten dahingehend, dass das Hologrammelement 2 und die heizbare Beschichtung 3 nicht vollflächig ausgestaltet sind und die äußeren Abmessungen der heizbaren Beschichtung 3 den äußeren Abmessungen des Hologrammelements 2 entsprechen.
In der Fig. 4 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 dargestellt. Die in der Fig. 4 im Querschnitt dargestellte Scheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 3 dargestellten dahingehend, dass die Scheibe 100 weiter einen Temperatursensor 4 umfasst. Der Temperatursensor 4 ist in direktem Kontakt mit dem Hologrammelement 2 und kann die Temperatur dieses messen. Ist die gemessene Temperatur niedriger als die Zieltemperatur, so kann das Hologrammelement 2 durch die heizbare Beschichtung 3 erwärmt werden. Bevorzugt weist der Temperatursensor 4 keinen Kontakt mit der heizbaren Beschichtung 3 auf. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass die Scheibe 100 eine thermisch isolierende Beschichtung 5 aufweist, die sich zwischen der innenraumseitigen Oberfläche II der Glasscheibe 1 und dem Temperatursensor 4 befindet und die heizbare Beschichtung 3 und den Temperatursensor 4 voneinander beabstandet. In der in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung entsprechen die äußeren Abmessungen der thermisch isolierenden Beschichtung 5 den äußeren Abmessungen des Temperatursensors 4. In der gezeigten Ausgestaltung ist der Temperatursensor 4 im Randbereich der Scheibe 100 angeordnet. Bevorzugt ist in dem Randbereich der Scheibe 100 ein erster Maskierungsstreifen (nicht gezeigt) so zwischen der innenraumseitigen Oberfläche II der Glasscheibe 1 und dem Temperatursensor 4 angeordnet, dass dieser den Temperatursensor 4 von der Außenseite der Scheibe 100 abdeckt. Bevorzugt ist in dem Randbereich der Scheibe 100 weiter ein zweiter Maskierungsstreifen (nicht gezeigt) so angeordnet, dass dieser den Temperatursensor 4 von der Innenseite der Scheibe 100 abdeckt. Bevorzugt ist der Temperatursensor 4 mit einer Haftmittelschicht (nicht gezeigt), wie z.B. einer Schicht aus einem optisch klaren Kleber, in der Scheibe 100 befestigt.
In der Fig. 5 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 dargestellt. Die in der Fig. 5 im Querschnitt dargestellte Scheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 4 dargestellten dahingehend, dass die Scheibe 100 als Verbundscheibe ausgebildet ist, wobei die Glasscheiben 1 und 6 über eine thermoplastische Zwischenschicht 7 verbunden sind. Die Glasscheibe 1 ist eine Außenscheibe und die Glasscheibe 6 eine Innenscheibe. In der Verbundscheibe kann die Glasscheibe als Außenscheibe 1 und die weitere Glasscheibe als Innenscheibe 6 oder die Glasscheibe als Innenscheibe 6 und die weitere Glasscheibe als Außenscheibe 1 vorliegen. In der gezeigten Ausgestaltung ist die heizbare Beschichtung 3 auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordnet, und das Hologrammelement 2 und der Temperatursensor 4 sind auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 6 angeordnet, während sich zwischen der heizbaren Beschichtung 3 und dem Hologrammelement 2 die thermoplastische Zwischenschicht 7 befindet. Alternativ zu der gezeigten Ausgestaltung kann aber auch die heizbare Beschichtung 3 in direktem Kontakt mit dem Hologrammelement 2 angeordnet sein. In der gezeigten Ausgestaltung ist der Temperatursensor 4 im Randbereich der Scheibe 100 angeordnet. Bevorzugt ist in dem Randbereich der Scheibe 100 ein erster Maskierungsstreifen (nicht gezeigt) so zwischen der innenraumseitigen Oberfläche II der Glasscheibe 1 und dem Temperatursensor 4 angeordnet, dass dieser den Temperatursensor 4 von der Außenseite der Scheibe 100 abdeckt. Bevorzugt ist weiter ein zweiter Maskierungsstreifen (nicht gezeigt) so zwischen der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 6 und dem Temperatursensor 4 angeordnet, dass dieser den Temperatursensor 4 von der Innenseite der Scheibe 100 abdeckt.
Es versteht sich, dass noch weitere Schichten in der Scheibe 100 vorhanden sein können. Bevorzugt ist das Hologrammelement 2 zwischen zwei Polyvinylbutyral (PVB)-Folien, zwei Ethylenvinylacetat (EVA)-Folien oder zwei Folien aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) (nicht gezeigt) einlaminiert. Zudem kann die Scheibe 100 weiter Haftmittelschichten umfassen (nicht gezeigt), um die einzelnen Bestandteile der Scheibe 100 miteinander zu verbinden. Bevorzugt sind die Haftmittelschichten aus einem optisch klaren Kleber ausgebildet.
Die Glasscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Glasscheibe 6 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1 ,6 mm dick.
Die thermoplastische Zwischenschicht 7 besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) und ist 0,76 mm dick.
In der Fig. 6 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Scheibe 100 dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Scheibe 100 als eine Verbundscheibe, wie oben für Fig. 5 beschrieben, ausgebildet. Das Hologrammelement 2 ist auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 6 angeordnet. Zwischen dem Hologrammelement 2 und der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 6 befindet sich eine thermisch isolierende Beschichtung 8. Durch die Anordnung auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 6 kann das Hologrammelement 2 vor den äußeren Witterungsbedingungen möglichst gut geschützt werden. Die thermisch isolierende Beschichtung 8 ermöglicht zusätzlich eine thermische Abschirmung des Hologrammelements 2 und somit dessen thermische Stabilisierung. In der in der Fig. 6 gezeigten Scheibe 100 sind das Hologrammelement 2 und die thermisch isolierende Beschichtung 8 nicht vollflächig ausgestaltet, und die äußeren Abmessungen der thermisch isolierenden Beschichtung 8 entsprechen den äußeren Abmessungen des Hologrammelements 2. Erfindungsgemäß umfasst die Scheibe 100 mindestens ein weiteres Temperaturstabilisierungselement, welches in Fig. 6 jedoch nicht gezeigt ist. Dieses mindestens eine weitere Temperaturstabilisierungselement kann aus der Gruppe, bestehend aus einer heizbaren Beschichtung, einer thermisch isolierenden Beschichtung und einer externen Düse, ausgewählt sein.
Es versteht sich, dass noch weitere Schichten in der Scheibe 100 vorhanden sein können. Bevorzugt ist das Hologrammelement 2 zwischen zwei Polyvinylbutyral (PVB)-Folien, zwei Ethylenvinylacetat (EVA)-Folien oder zwei Folien aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) (nicht gezeigt) einlaminiert. Zudem kann die Scheibe 100 weiter Haftmittelschichten umfassen (nicht gezeigt), um die einzelnen Bestandteile der Scheibe 100 miteinander zu verbinden. Bevorzugt sind die Haftmittelschichten aus einem optisch klaren Kleber ausgebildet.
In der Fig. 7 ist ein Querschnitt einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 dargestellt. In der Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung 200 eine erfindungsgemäße Scheibe 100. Die Scheibe 100 ist als eine Verbundscheibe, wie oben für Fig. 5 beschrieben, ausgebildet. Das Hologrammelement 2 ist auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 6 angeordnet. Alternativ kann das Hologrammelement 2 aber auch auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 oder der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 6 angeordnet sein. Die Vorrichtung 200 gemäß der Ausgestaltung umfasst weiter ein Armaturenbrett 9, ein HVAC-System 10, wobei das HVAC-System 10 eine in dem Armaturenbrett 9 angeordnete Düse 11 mit einer Düsenöffnung 12 umfasst, wobei die Düsenöffnung 12 auf das mindestens eine Hologrammelement 2 ausgerichtet ist und die Düse 11 mit der Düsenöffnung 12 ein Temperaturstabilisierungselement ist, und einen Temperatursensor, der ein IR-Thermometer 13 ist. Mittels des IR-Thermometers 13 kann die Temperatur des Hologrammelements 2 selbst oder, je nach Anordnungsposition des Hologrammelements 2, die Umgebungstemperatur des Hologrammelements 2 gemessen werden. Dies ist in Fig. 7 mit dem gestrichelten Pfeil dargestellt. Abhängig vom Messergebnis kann die Temperatur des Hologrammelements 2 mithilfe der Düse 11 reguliert werden. Ist die gemessene Temperatur niedriger als die Zieltemperatur, so kann das Hologrammelement 2 durch den aus der Düsenöffnung 12 austretenden Luftstrom (in Fig. 7 mit den gestrichelten Linien angedeutet) erwärmt werden. Sollte alternativ dazu die gemessene Temperatur höher als die Zieltemperatur sein, so kann das Hologrammelement 2 durch den aus der Düsenöffnung 12 austretenden Luftstrom gekühlt werden. Erfindungsgemäß umfasst die Scheibe 100 mindestens ein weiteres Temperaturstabilisierungselement, welches in Fig. 7 jedoch nicht gezeigt ist. Dieses mindestens eine weitere Temperaturstabilisierungselement kann aus der Gruppe, bestehend aus einer heizbaren Beschichtung, einer thermisch isolierenden Beschichtung und einer externen Düse, ausgewählt sein.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur thermischen Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements 2 anhand eines Flussdiagramms, wobei das mindestens eine Hologrammelement 2 in der erfindungsgemäßen Scheibe 100 oder in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 angeordnet ist, mindestens umfassend die Schritte:
P1 Bereitstellen der Scheibe 100 oder der Vorrichtung 200, und
P2 Stabilisieren der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements 2 auf die Zieltemperatur mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen 3, 8, 11.
Bezugszeichenliste:
1 Glasscheibe/Außenscheibe
2 Hologrammelement
3 Heizbare Beschichtung
4 Temperatursensor
5 Thermisch isolierende Beschichtung
6 Glasscheibe/Innenscheibe
7 Thermoplastische Zwischenschicht
8 Thermisch isolierende Beschichtung
9 Armaturenbrett
10 H VAC-System
11 Düse
12 Düsenöffnung
13 IR-Thermometer
100 Scheibe
200 Vorrichtung
I Außenseitige Oberfläche der Glasscheibe/Außenscheibe 1
II Innenraumseitige Oberfläche der Glasscheibe/Außenscheibe 1
III Außenseitige Oberfläche der Glasscheibe/Innenscheibe 6
IV Innenraumseitige Oberfläche der Glasscheibe/Innenscheibe 6
O Oberkante
U Unterkante
S Seitenkante
X-X‘ Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1. Scheibe (100) mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements (2), umfassend mindestens eine Glasscheibe (1 , 6) mit einer außenseitigen Oberfläche (I, III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II, IV), mindestens ein Hologrammelement (2), angeordnet auf der außenseitigen Oberfläche (I, III) oder der innenraumseitigen Oberfläche (II, IV) der mindestens einen Glasscheibe (1, 6), wobei das mindestens eine Hologrammelement (2) ein Photopolymer umfasst, und mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11), wobei die mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11) zur
Temperaturstabilisierung des mindestens einen Hologrammelements (2) auf eine Zieltemperatur eingerichtet sind.
2. Scheibe (100) nach Anspruch 1, wobei mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11) eine heizbare Beschichtung (3) ist.
3. Scheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11) eine thermisch isolierende Beschichtung (8) ist, die zwischen der innenraumseitigen Oberfläche (II, IV) der mindestens einen Glasscheibe (1 , 6) und dem mindestens einen Hologrammelement (2) angeordnet ist.
4. Scheibe (100) nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Hologrammelement (2) und die heizbare Beschichtung (3) nicht vollflächig angeordnet sind und die äußeren Abmessungen der heizbaren Beschichtung (3) den äußeren Abmessungen des mindestens einen Hologrammelements (2) entsprechen.
5. Scheibe (100) nach Anspruch 3, wobei das mindestens eine Hologrammelement (2) und die thermisch isolierende Beschichtung (8) nicht vollflächig angeordnet sind und die äußeren Abmessungen der thermisch isolierenden Beschichtung (8) den äußeren Abmessungen des mindestens einen Hologrammelements (2) entsprechen.
6. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens eins der mindestens zwei Temperaturstabilisierungselemente (3, 8, 11) eine externe Düse (11) mit einer Düsenöffnung (12) ist, wobei die Düsenöffnung (12) auf das mindestens eine Hologrammelement (2) ausgerichtet ist.
7. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter umfassend einen Temperatursensor (4, 13), eingerichtet zum Messen der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements (2).
8. Scheibe (100) nach Anspruch 7, wobei der Temperatursensor (4) mit dem mindestens einen Hologrammelement (2) in Kontakt ist.
9. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die heizbare Beschichtung (3) mit Stromsammelschienen versehen ist, die an die Pole einer Spannungsquelle angeschlossen sind und die Stromsammelschienen eine transparente und elektrisch leitfähige Emaille umfassen.
10. Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche als Verbundscheibe ausgebildet ist, wobei die Glasscheiben (1 , 6) über eine thermoplastische Zwischenschicht (7) verbunden sind.
11. Vorrichtung (200) mit thermischer Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements (2), umfassend die Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ein Armaturenbrett (9), und ein HVAC-System (10), wobei das HVAC-System (10) mindestens eine in dem Armaturenbrett (9) angeordnete Düse (11) mit einer Düsenöffnung (12) umfasst, wobei die Düsenöffnung (12) auf das mindestens eine Hologrammelement (2) ausgerichtet ist und die Düse (11) mit der Düsenöffnung (12) ein Temperaturstabilisierungselement ist.
12. Vorrichtung (200) nach Anspruch 11 , wobei die Scheibe (100) ein IR-Thermometer (13) als Temperatursensor umfasst, das in dem Armaturenbrett (9) angeordnet ist und auf das mindestens eine Hologrammelement (2) ausgerichtet ist.
13. Verfahren zur thermischen Stabilisierung mindestens eines Hologrammelements (2), wobei das mindestens eine Hologrammelement (2) in der Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder in der Vorrichtung (200) nach Anspruch 11 oder 12 angeordnet ist, mindestens umfassend die Schritte:
(a) Bereitstellen der Scheibe (100) oder der Vorrichtung (200), und
(b) Stabilisieren der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements (2) auf die Zieltemperatur mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen
(3, 8, 11).
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt (b) mindestens die folgenden Schritte in der Reihenfolge umfasst: (i) Messen der Temperatur des mindestens einen Hologrammelements (2) mit dem
Temperatursensor (4, 13),
(ii) Abgleichen der gemessenen Temperatur mit der Zieltemperatur, und
(iii) optional das Erwärmen oder das Kühlen des mindestens einen Hologrammelements (2) mit den mindestens zwei Temperaturstabilisierungselementen (3, 11), wenn die gemessene Temperatur von der Zieltemperatur abweicht.
15. Verwendung der Scheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Projektionsfläche für ein Head-up-Display.
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