BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Replikation eines Hologrammes in eine lichtempfindliche Verbundbahn. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt die Bereitstellung eines Masterelementes umfassend einen Substratkörper und mindestens ein Masterhologramm, die Aufbringung einer lichtempfindlichen Verbundbahn auf eine Oberfläche des Masterelementes, die Belichtung des Masterelementes, um das mindestens ein Masterhologramm in die lichtempfindliche Verbundbahn zu replizieren und das Ablösen der belichteten Verbundbahn von dem Masterelement. Das Verfahren umfasst ferner die vorübergehende Aufbringung einer optischen Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements. Die optische Klebefolie vermittelt einen optischen Kontakt zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn während der Belichtung. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Replikation eines Hologrammes in eine lichtempfindliche Verbundbahn unter Verwendung eines Einkoppelelementes, wobei zwischen Verbundbahn und Einkoppelelement eine optische Klebefolie eingebracht wird.

Hintergrund und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Replikation von Hologrammen.

HOEs (Holographie Optical Elements) bezeichnen typischerweise optische Bauelemente, bei denen holografische Eigenschaften dazu verwendet werden, einen bestimmten Strahlengang des Lichts, wie z.B. Transmission, Reflexion, Beugung, Streuung und/oder Ablenkung etc. zu erreichen. Dadurch können gewünschte optische Funktionalitäten in kompakter Weise in beliebigen Substraten implementiert werden. Die holografischen Eigenschaften nutzen vorzugsweise den Wellencharakter des Lichts aus, insbesondere Kohärenz- und Interferenzeffekte. Dabei wird sowohl die Intensität als auch die Phase des Lichts berücksichtigt.

Solche holografischen Elemente finden in vielen Bereichen Anwendung, wie z. B. in transparenten Displays (z.B. in Schaufenstern, Kühlmöbeln, Fahrzeugscheiben), für Beleuchtungsanwendungen, wie Hinweis- oder Warnsignale in Glasflächen, lichtempfindliche Detektionssystemen beispielsweise zur Innenraumüberwachung (Eyetracking in Fahrzeugen oder Anwesenheitsstatus-Tracking von Personen in Innenräumen).

Hologramme werden durch die Interferenz eines Referenzstrahls mit dem von der Oberfläche eines Objekts reflektierten oder gebeugten Licht (Objektstrahlen) erzeugt. Traditionell wurden dreidimensionale Objekte verwendet, um einzigartige, maßgeschneiderte Hologramme herzustellen. Kommerziell erhältliche HOEs werden hingegen oft durch Vervielfältigungsverfahren in Massenproduktion hergestellt. Derartige Vervielfältigungsverfahren verwenden in der Regel ein Masterhologramm, welches das zu kopierende Bild autweist. Die verwendeten Masterhologramme werden häufig in einem Substratkörper gespeichert, der das Masterhologramm trägt. Der Substratkörper ist bevorzugt transparent und kann verschiedene Formen aufweisen, beispielsweise ein Quaderform, eine Platte oder eine Walze. Die Kombination des Masterhologramms mit dem Substratkörper bildet ein Masterelement.

Das Masterelement wird mit einer kohärenten Lichtquelle belichtet, um das Bild aus dem Masterhologramm in einen lichtempfindlichen Verbund zu replizieren. Für eine Massenproduktion kann der lichtempfindliche Verbund in Form einer fließenden Bahn bereitgestellt werden, welche ein lichtempfindliches Material und eine oder mehrere Trägeroder Schutzschichten umfasst. Die lichtempfindliche Bahn wird zu diesem Zweck vorzugsweise durch verschiedene Arbeitsstationen transportiert, um die HOEs herzustellen.

Während der Belichtung wird die Verbundbahn auf eine Oberfläche des Masterelements gelegt. Um ein Reflexionshologramm zu erzeugen, kann das kohärente Licht die Verbundbahn durchqueren, bevor es das Masterhologramm erreicht und von diesem zurück in die Verbundbahn reflektiert wird. Um ein Transmissionshologramm zu erzeugen, kann alternativ das kohärente Licht zunächst auf das Masterhologramm gerichtet werden, durch welches es gebeugt wird, bevor es die Verbundbahn erreicht. In beiden Fällen interferieren Objekt- und Referenzstrahlen miteinander in dem lichtempfindlichen Material und bilden das replizierte Hologramm. Der Prozess der Replikation ist empfindlich gegenüber unerwünschtem Störlicht, welches ebenfalls mit den Objekt- und/oder Referenzstrahlen interferieren kann. Wenn an der Grenzfläche zwischen der Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements beispielsweise Unregelmäßigkeiten oder Lücken entstehen, können die Referenz- und/oder Objektstrahlen intern reflektiert werden. Dies kann entweder zu Lichtverlusten oder zu unerwünschten Interferenzen führen, welche die Qualität des replizierten Hologramms beeinträchtigen. Die Bereitstellung eines hinreichend optischen Kontaktes zwischen dem Masterelement und der Verbundbahn ist somit von hoher Relevanz für die Qualität des replizierten Hologramms.

Dies gilt ebenso für die etwaige Nutzung von Einkoppelelementen in dem Belichtungsprozess, welche in bestimmten Konfigurationen zur Replikation der Hologramme verwandt werden. Einkoppelelemente können beispielsweise bevorzugt eingesetzt werden, um einen Belichtungswinkel einzustellen. Der Belichtungswinkel, d.h. der Winkel in dem die Objekt- und Referenzstrahlen auf das lichtempfindliche Material treffen, bestimmt auch den Winkel, in dem das Hologramm rekonstruiert werden kann. Eine Variation des Belichtungswinkels ermöglicht mithin die Herstellung verschiedener Typen von Hologrammen beispielsweise: edge-lit, backlit, auf Augenhöhe oder nur von unten sichtbar, usw.

Indem das kohärente Licht, das zur Belichtung des Hologramms verwendet wird, durch ein Einkoppelelement geleitet wird, kann der Belichtungswinkel variiert bzw. eingestellt werden. Das Einkoppelelement ist zumindest für die Wellenlänge des Belichtungsstrahls transparent und kann verschiedene Formen annehmen, wie z.B. einen Quaderform, eine Platte, eine Pyramide, eine Walze usw. Das Einkoppelelement kann zudem auf der Verbundbahn platziert werden, so dass das Licht zunächst durch das Material des Einkoppelelements gebrochen wird, um einen gewünschten Annäherungswinkel auf der Verbundbahn zu erreichen. Wenn jedoch kleine Lücken an der Schnittstelle bzw. Grenzfläche zwischen dem Einkoppelelement und der Verbundbahn vorhanden sind, kann das Licht intern reflektiert werden. Dies führt ebenfalls zu unerwünschten Interferenzen oder Verlusten. Daher ist in derartigen Konstellationen ebenfalls ein nahezu perfekter optischer Kontakt zwischen dem Einkoppelelement und der Verbundbahn wünschenswert, um qualitativ hochwertige replizierte Hologramme zu erzeugen.

Um den optischen Kontakt zwischen der Verbundbahn und den angrenzenden Bauteilen (wie zum Beispiel Masterelemente oder Einkoppelelemente) in einem Belichtungsprozess zu verbessern, wurde die Verwendung von Index-Match-Flüssigkeiten vorgeschlagen. WO 9619754 A1 lehrt ein Verfahren zur Replikation eines Masterhologramms von einem hohlen trommelförmigen Masterelement in eine Verbundbahn. Die Verbundbahn fließt mitlaufend über eine gekrümmte Oberfläche des rotierenden Masterelements. Hierbei wurde festgestellt, dass Bildartefakte durch interne Reflexionen an Luft/Glas- oder Luft/Substrat-Schnittstellen entstanden, wenn der optische Kontakt zwischen den Bauteilen nicht ausreichend war. Um den optischen Kontakt zwischen der Verbundbahn und dem Masterelement zu verbessern, wird eine Index-Match-Flüssigkeit wie Xylol kontinuierlich auf die Oberfläche des Masterelements geleitet. Die Flüssigkeit füllt Lücken zwischen dem Masterelement und der Verbundbahn. Zusätzlich wird die Verbundbahn vor der Belichtung in eine Index-Match-Flüssigkeit getaucht. Nach der Belichtung muss die Flüssigkeit von der Verbundbahn entfernt werden, bevor diese aufgerollt oder weiterverarbeitet werden kann.

Nachteilig an dem vorgeschlagen Verfahren ist jedoch, dass Xylol ein leicht entflammbarer Reizstoff ist und im Verdacht, krebserregend zu sein, so dass seine Verwendung eine höhere Anlagenkomplexität zur Gewährleistung von Explosionsschutz, Umweltschutz und Arbeitsschutz erfordert. Zudem erhöht sich die Komplexität und der Aufwand des HOE- Produktionsprozesses durch die notwendige Entfernung der Index-Match-Flüssigkeit.

JP2000250386A offenbart ebenfalls die Verwendung einer Index-Match-Flüssigkeit zur Verbesserung des optischen Kontakts zwischen einem Masterelement und einer lichtempfindlichen Verbundbahn. Die Index-Match-Flüssigkeit darf nicht zu flüchtig sein, da sie für die Dauer der Beschichtung und Belichtung in flüssigem Zustand bleiben muss. Allerdings wird die Index-Match-Flüssigkeit vor der weiteren Verarbeitung von der belichteten Verbundbahn getrocknet. Dies geht wieder mit einer deutlichen Erhöhung der Anlagenkomplexität einher. Hinzu kommt, dass ein flüssiges Indexmatch sehr dünn sein muss, damit die Molekülbewegung im Flüssigkeitsfilm nicht die Phasenlage des durchtretenden Lichtes verändert, dies würde sich wiederum negativ auf die Qualität der Hologramme auswirken. Die Index-Match-Flüssigkeit geht in der Regel auch bei der Entfernung verloren, so dass sie nicht wiederverwendet werden kann. Dies erhöht die Kosten des gesamten Prozesses zusätzlich.

Schwerflüchtige Index-Match-Flüssigkeiten, die nicht schnell trocknen, können länger auf den Oberflächen des Masterhologramms oder anderer Komponenten verbleiben. Dies kann eine Reinigung des Masterhologramms notwendig machen, um eine Ansammlung von Flüssigkeiten und Verunreinigungen zu vermeiden. Insbesondere wenn das Masterhologramm eine nicht glatte Oberfläche (beispielsweise ein Reliefmuster) aufweist, kann dieser Reinigungsschritt aufwendig sein. Der Stand der Technik bietet nur begrenzte Lösungen zum Schutz der Oberflächen von Masterhologrammen, wenn diese mit flüssigen oder harzigen Materialien in Kontakt kommen.

Eine Verwendung von optisch transparenten Schichten ist bekannt, um ein Masterhologramm während eines Belichtungsverfahrens vor Verschmutzungen zu schützen. Aus der DE 10 2006 016 139 A1 ist die Verwendung einer transparenten Ablöseschicht zwischen einer harzigen (nicht-festen) fotosensitiven Schicht und einem Masterhologramm bekannt. Die Ablöseschicht soll eine Entfernung der harzigen fotosensitiven Schicht von dem Masterhologramm erleichtern. Um den optischen Einfluss der Ablöseschicht gering zu halten, ist es vorgesehen, den Brechzahlunterschied zwischen der fotosensitiven Schicht und der Ablöseschicht gering zu halten oder ganz zu vermeiden. Die Ablöseschicht soll somit keine optische Wirkung haben.

Zudem kann die Ablöseschicht als eine Deckschicht für die Reliefstruktur des Masterhologramms dienen. Trotz der als sehr dünn dargestellten Ablöseschicht bleibt die Reliefstruktur des Masterhologramms scharf und kann in die fotosensitive Schicht eingedrückt werden. Die DE 10 2006 016 139 A1 legt nahe, dass es sich bei der Ablöseschicht um eine Beschichtung handelt, die dauerhaft auf eine Oberfläche des Masterhologramms aufgebracht wird.

Um das belichtete Hologramm in ein Produkt zu integrieren, beschreibt die DE 102006 016 139 A1 zudem die Verwendung einer Kleberschicht, welche das replizierte Hologramm mit einem Substrat verbindet. Im Gegensatz zur Ablöseschicht, bleibt die Kleberschicht als dauerhafter Bestandteil des Produkts, von dem das Hologramm nicht mehr entfernt werden kann. Im Bereich optischer Displays ist es weiterhin bekannt zur Verbindung einer Hintergrundbeleuchtung und einem Bildschirm "optical clearance adhesives" (OCAs) zu verwenden.

KR20150001411A lehrt ein Beispiel für ein solches OCA zur Verwendung in einem LCD- Bildschirm. Das OCA umfasst einen Klebstoff und verhindert die Bildung einer Luftschicht zwischen der Hintergrundbeleuchtung und dem LCD-Bildschirm. In ähnlicher Weise lehrt die US10611937B2 eine Klebstoffschicht, die dazu dient, eine Glasschicht mit einer Sensorfolie eines Bildschirms fest zu verbinden. Die Klebstoffschicht umfasst ein OCA, um eine gute optische Leistung des Bildschirms zu gewährleisten. Eine solche Klebeschicht soll die Schichten des Bildschirms dauerhaft miteinander verbinden, um eine lange Lebensdauer des Produktes zu gewährleisten. Eine Entfernung der Klebeschicht ist nicht vorgesehen.

Aus der DE 10 2019 112 254 A1 ist ferner eine transparente mehrschichtige mikrofluidische Anordnung bekannt. Die unterschiedlichen Schichten der Anordnung werden mit einem transparenten Klebstoff miteinander verbunden. Mikrofluidische Kanäle werden durch Einklemmen einer Wandstruktur zwischen einer transparenten, flexiblen Decklage und einer Basislage geschaffen. Die optischen Brechzahlen der Schichtmaterialien sind derart ausgewählt, um den Schichtaufbau unwahrnehmbar zu machen. Dies soll das Auslesen der mikrofluidischen Ergebnisse erleichtern. Zur Erzeugung der Kleberschicht wird ein Heißkleber vorgeschlagen. In einigen Ausführungsformen wird die Klebeschicht mit UV-Strahlung belichtet, um ihre lokalen Hafteigenschaften einzustellen. Auch diese Klebeschicht ist für eine dauerhafte Verbindung konfiguriert.

Im Lichte des Standes der Technik besteht daher ein Bedarf zur Verbesserung von Verfahren zur Vervielfältigung von Hologrammen in ein lichtempfindliches Material im Hinblick auf Effizienz, Wirtschaftlichkeit und optischer Qualität der replizierten Hologramme. Insbesondere besteht ein Bedarf an einer Verbesserung des optischen Kontakts zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und den angrenzenden optischen Komponenten wie dem Masterelement oder den Einkoppelelementen, welche zuverlässig eine Belichtung ohne Störeffekte gewährleistet, keine gefährlichen Chemikalien oder übermäßige Reinigung erfordert, rückstandslos zu entfernen und einfach zu handhaben ist.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Replikation eines Hologrammes von einem Masterelement in eine lichtempfindliche Verbundbahn, ohne die Nachteile des Standes der Technik bereitzustellen. Insbesondere war es eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches sich für materialschonende Replikation von Hologrammen auf einer lichtempfindlichen Verbundbahn mit hoher optischen Präzision und Qualität eignet. Zusammenfassung der Erfindung

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Replikation eines Hologrammes in eine lichtempfindliche Verbundbahn, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellung eines Masterelementes umfassend einen Substratkörper und mindestens ein Masterhologramm, b. Aufbringung einer lichtempfindlichen Verbundbahn auf eine Oberfläche des Masterelementes, c. Belichtung des Masterelementes, um das mindestens eine Masterhologramm in die lichtempfindliche Verbundbahn zu replizieren, und d. Ablösen der belichteten Verbundbahn von dem Masterelement.

Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren eine vorübergehende Aufbringung einer optischen Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements, welche vorzugsweise während der Belichtung des Masterelementes einen optischen Kontakt zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn vermittelt.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren für die Replikation eines Hologrammes in eine lichtempfindliche Verbundbahn, umfassend die folgenden Schritte: a. Bereitstellung eines Masterelementes umfassend einen Substratkörper und mindestens ein Masterhologramm, b. Aufbringung einer lichtempfindlichen Verbundbahn auf eine Oberfläche des Masterelementes, c. Aufbringung eines Einkoppelelementes auf der lichtempfindlichen Verbundbahn, sodass die lichtempfindliche Verbundbahn zwischen einer Oberfläche des Einkoppelelementes und der Oberfläche des Masterelements positioniert ist, d. Belichtung des Masterelementes mithilfe des Einkoppelelementes, um das mindestens eine Masterhologramm in die lichtempfindliche Verbundbahn zu replizieren, e. Ablösen des Einkoppelelementes von der belichteten Verbundbahn und f. Ablösen der belichteten Verbundbahn von dem Masterelement. Ferner umfasst das Verfahren eine vorübergehende Aufbringung einer optischen Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Einkoppelelementes, welche vorzugsweise während der Belichtung des Masterelementes einen optischen Kontakt zwischen dem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn vermittelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, einen nahezu fehlerfreien optischen Kontakt zwischen einem Masterelement (oder einem Einkoppelelement) und der lichtempfindlichen Verbundbahn zu gewährleisten, ohne dass zusätzliche Schritte für eine Reinigung oder Verdampfung einer Index-Match-Flüssigkeit vorgenommen werden müssen. Stattdessen kann eine rückstandfrei entfernbare optische Klebefolie einen glatten lückenfreien Übergang zwischen dem Masterelement (oder dem Einkoppelelement) und der Verbundbahn herstellen, so dass im Wesentlichen keine unerwünschten Reflexionen oder Streuungen an Grenzflächen der Komponenten auftreten. Dies reduziert optische Verluste und verringert ein mögliches Auftreten optischer Störungen, welche unerwünschte Muster im replizierten Hologramm hinterlassen könnten. Besonders vorteilhaft ist zudem, dass die optische Klebefolie sowohl am Masterelement als auch an der lichtempfindlichen Verbundbahn ausreichend haften kann, um das Auftreten von Blasen oder Luftspalten zu verhindern. Gleichzeitig wird die optische Klebefolie nur vorübergehend auf das Masterelement aufgebracht, so dass die Oberfläche des Masterelementes keine Haftung für etwaige Verschmutzungen autweist.

Weiterhin ist die „optische Klebefolie“ vorzugsweise ein Feststoff, in welchem die Brownsche Molekularbewegung hinreichend klein ist, wodurch ein „Wackeln“ der Phase des Lichtes verhindert und damit ein innerhalb der Belichtungszeit stabileres Interferenzfeld in der Hologrammkopie ergibt. Die Mikrostrukturen verwischen auf diese Weise nicht, wodurch die Beugungseffizienz der Hologramme maximal wird. Auch die Schärfe und der Kontrast des erzeugten Hologramms wird deutlich verbessert. Die optische Klebefolie ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie an einer Oberfläche der Verbundbahn und einer angrenzenden Oberfläche des Masterelements und/oder Einkoppelelements haftet. Die Stärke der Haftung ist vorzugsweise so hoch, dass eine lückenlose Verbindung zwischen der Verbundbahn und der angrenzenden Komponente erreicht werden kann, ohne dass mehr Druck auf die Verbundbahn ausgeübt werden muss, als dies sonst der Fall wäre, um sie mit diesen Elementen in Kontakt zu bringen. Besonders bevorzugt ist es, dass die Verbundbahn nicht so stark auf das Masterelement oder Einkoppelelement gepresst werden muss, dass eine Materialverformung entsteht. Somit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch in dieser Hinsicht von demjenigen der DE 10 2006 016 139 A1 , welches ein Aufdrucken einer verformbaren Schicht auf die Ablöse-/Deckschicht eines Masterhologramms erfordert. Gleichzeitig sollte die Stärke der Haftung der optischen Klebefolie an diesen Komponenten vorzugsweise derart gering sein, dass die optische Klebefolie ohne Beschädigung oder Rückstände entfernt werden kann. In diesem Sinne unterscheidet sich die optische Klebefolie der Erfindung vorzugsweise ferner von den Klebstoffschichten des Standes der Technik wie DE 10 2006 016 139 A1 , KR20150001411A, US10611937B2 und DE 10 2019 112 254 A1 , die für eine dauerhafte Verklebung ausgelegt sind.

Zudem ist es bevorzugt, dass die optische Klebefolie in Form einer Folie bzw. eines Films bereitgestellt wird. Das heißt, das Material der optischen Klebefolie bildet nicht erst einen Film bzw. Folie, wenn es (z.B. durch Sprühen) auf die Oberfläche einer Prozesskomponente aufgebracht wird. Stattdessen hat die optische Klebefolie vorzugsweise bereits eine definierte Breite und Dicke, bevor sie auf oder zwischen Prozesskomponenten gebracht wird. Die erfindungsgemäße optische Klebefolie unterscheidet sich damit von Schutz- oder Ablöseschichten wie aus der DE 10 2006 016 139 A1 bekannt, welche mittels Beschichtung dauerhaft auf eine Oberfläche des Masterhologramms aufgebracht werden. Vorzugsweise wird die optische Klebefolie in Rollenform bereitgestellt, obwohl auch andere Ausführungsformen wie eine Schlaufe oder eine Reihe von einzelnen Aufklebern möglich sind.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die für die optische Klebefolie verwendeten Materialien identische oder ähnliche optische Eigenschaften aufweisen können, wie jene Materialien, welche für das Substrat des Masterelements (oder das Einkoppelelement) und/oder die Verbundbahn verwendet werden. Vorzugsweise umfassen die ähnlichen oder identischen Eigenschaften die Transparenz, Haze, Spannungsdoppelbrechungseigenschaften und/oder den Brechungsindex. Die Verwendung identischer oder ähnlicher Materialien ermöglicht eine sehr enge Anpassung des Brechungsindexes der optischen Klebefolie an die Brechungsindizes der angrenzenden Prozesskomponenten, so dass ein Übergang zwischen den benachbarten Brechungsindizes ohne Brechungsindexsprünge gewährleistet werden kann. Reflexionen an der Grenzfläche zwischen dem Masterelement (oder dem Einkoppelelement), der optischen Klebefolie und/oder der lichtempfindlichen Verbundbahn werden dadurch weitgehend eliminiert oder deutlich minimiert werden.

Durch die optische Kontaktierung mittels einer optischen Klebefolie lässt sich die Belichtung zudem leicht in einen kontinuierlichen Herstellungsprozess, vorzugsweise in ein Rolle-zu-Rolle- Verfahren, integrieren. Die optische Klebefolie kann analog zur Verbundbahn geformt und auf analoge Weise durch den Prozess bewegt werden, z.B. mit Hilfe von Walzen. Dies ermöglicht eine einfache Synchronisation der optischen Klebefolie mit der Verbundbahn. Es ist auch möglich und kann bevorzugt sein, dass die optische Klebefolie und/oder die lichtempfindliche Verbundbahn durch eine Laminierungswalze auf der Oberfläche des Masterelements oder der Oberfläche des Einkoppelelementes aufgebracht wird. Die optische Klebefolie ist während der Belichtung vorzugsweise in mechanischem Kontakt mit der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem Masterelement und/oder Einkoppelelement. Vorzugsweise wird die optische Klebefolie nach der Belichtung sowohl von der lichtempfindlichen Verbundbahn als von dem Masterelement und/oder Einkoppelelement entfernt. Die optische Klebefolie ist deshalb vorzugsweise kein dauerhafter Bestandsteil der lichtempfindlichen Verbundbahn, des Masterelements oder des Einkoppelelements.

Optische Klebefolien lassen sich hinsichtlich ihrer Schichtdicke, Schichtdickenhomogenität und Welligkeit präzise spezifizieren. Die optische Klebefolie kann beispielsweise vorteilhaft mit einer gewünschten, konstanten Dicke versehen werden, so dass die Intensität des Lichts, das zur Belichtung der Verbundbahn verwendet wird, durchgehend gleichmäßig bleibt. Im Gegensatz dazu kann bei der Verwendung von Index-Match-Flüssigkeiten die Dosierung im Laufe der zeit variieren und es gibt keine Garantie dafür, dass die Flüssigkeit gleichmäßig über die gewünschten Oberflächen verteilt wird. Ein ähnliches Problem kann bei der Aufbringung von Heißklebern auftreten, da diese ebenfalls in flüssiger Form dosiert werden. Bei der Aufbringung einer optischen Klebefolie gemäß der Erfindung kann ein Abstand zwischen einer Verbundbahn und einem Masterelement und/oder Einkoppelelement besonders präzise überbrückt werden. Die Verwendung einer optischen Klebefolie mit entsprechend spezifizierbarer Schichtdicke, Schichtdickenhomogenität und Welligkeit führt ferner zu einer hohen Prozessstabilität des Kopierprozesses. Insbesondere können Oberflächen der optischen Klebefolie im Wesentlichen frei von Welligkeit ausgestaltet werden. Hierdurch werden Schwankungen in der Dicke der Klebefolie vermieden, welche das Interferenzfeld der Objekt- und Referenzstahlen verwaschen und zu Abweichungen der optischen Funktion des replizierten Hologramms vom Masterhologramm führen könnten.

Im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Verfahren auf Basis von Index-Match- Flüssigkeiten kann die Verwendung einer optischen Klebefolie auch für den Anwender sicherer gestaltet werden. Das liegt daran, dass eine solche Klebefolie in der Regel keine hochgiftigen Stoffe enthält und nicht flüchtig ist, so dass keine gesonderten Sicherheitsmaßnahmen (wie z.B. eine Gasabsaugung oder Isolierung) erforderlich sind.

Flüchtige Index-Match-Flüssigkeiten können zudem nach dem Gebrauch in der Regel nicht zurückgewonnen werden. Das heißt, sie verdampfen entweder oder weisen keinen erforderlichen Grad an Reinheit auf, welcher eine Wiederverwendung nur nach aufwändiger Redestillation ermöglicht. Dies erhöht den Materialaufwand oder den anlagentechnischen Aufwand und verteuert das Verfahren. Im Gegensatz dazu kann die optische Klebefolie für eine Mehrzahl von Anwendungen wiederverwendet werden. Vorteilhaft kann zum Beispiel eine einzige Schleife der Klebefolie den Prozess durchlaufen. Eine Schleife stellt bevorzugt eine geschlossene Anordnung der optischen Klebefolie dar, bei welcher dieselbe optische Klebefolie mehrfach zur Belichtung verwendet wird. Alternativ kann beispielsweise auch eine optische Klebefolie kontinuierlich von einer bereitgestellten Abwicklungswalze zu einer Belichtungsstation geliefert werden. Sofern keine Klebefolie mehr auf der Abwicklungswalze vorliegt, kann diese befüllt oder getauscht werden. Es kann auch bevorzugt sein, dass eine verwendete optische Klebefolie nach der Belichtung mittels einer Aulwicklungsrolle wieder aufgewickelt wird, um wiederverwendet oder wiederverwertet zu werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft mithin auf verschiedene Weise ressourcensparend ausgestaltet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem äußerst materialschonend, sauber und hinterlässt keine Rückstände auf den Prozesskomponenten, wie dem Masterelement oder dem Einkoppelelement. Dies liegt vorzugsweise an der relativ schwachen Klebekraft der optischen Klebefolie und daran, dass diese kontinuierlich oder intermittierend von den Oberflächen der Prozesskomponenten entfernt werden kann. Auf diese Weise kann auch kontinuierlich oder intermittierend frische optische Klebefolie auf die Oberflächen aufgebracht werden. Die optische Klebefolie stellt somit vorzugsweise keine klebrige, permanente Prozesskomponente dar, die Staub oder Rückstände ansammeln könnte. Auch Rückstände auf der belichteten Verbundbahn werden vermieden, so dass das hergestellte Hologramm - vorzugsweise ohne einen weiteren Reinigungsschritt - nahtlos in ein Endprodukt integriert werden kann. Dadurch wird die Effizienz des Verfahrens verbessert und unnötige Arbeitsschritte eliminiert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die lichtempfindliche Verbundbahn, oder mindestens eine äußere Schicht davon, sowohl als Feststoff oder als Nicht- Feststoff ausgestaltet sein kann. Das lichtempfindliche Material kann zum Beispiel fest sein und/oder zwischen festen Trägerschichten wie Polycarbonatfolien eingeschlossen sein. Die festen Trägerschichten können auf die Oberfläche einer Prozesskomponente gebracht werden, die auch völlig glatt sein kann (ohne Reliefmuster). In der Regel ist es schwierig, zwei glatte feste Oberflächen in guten optischen Kontakt miteinander zu bringen, da die zwischen den Oberflächen wirkenden intermolekularen Kräfte nicht stark genug sind, um diese in ununterbrochenen Kontakt miteinander zu bringen und die Oberflächen sogar elektrostatisch voneinander abstoßen können. Indem die optische Klebefolie vorübergehend zwischen die festen Oberflächen gebracht wird, können ausreichend anziehende elektrostatische Kräfte zwischen ihnen erzeugt werden, um einen stabilen Kontakt und keine Relativbewegung zwischen der Verbundbahn und dem angrenzenden Bauteil zu gewährleisten. Dadurch wird die Qualität des Replikationsverfahrens erheblich verbessert.

Sollte eine äußere Schicht der lichtempfindlichen Verbundbahn einen Nicht-Feststoff umfassen, wie z.B. ein halb-festes oder harziges Material, kann sie dennoch zusammen mit der optischen Klebefolie verwendet werden. Zum Beispiel kann eine feste Trägerschicht der Verbundbahn mit der optischen Klebefolie in Kontakt gebracht werden. Alternativ wird die optische Klebefolie verwendet, um die nicht-feste Oberfläche in Kontakt mit einer Prozesskomponente zu bringen, und wird anschließend von der nicht-festen Oberfläche entfernt, nachdem diese fixiert und/oder ausgehärtet wurde. Die optische Klebefolie ist somit vielseitig einsetzbar und eignet sich für eine Reihe verschiedener Ausführungsformen der lichtempfindlichen Verbundbahn.

Wie aus den oben genannten Vorteilen ersichtlich, löst ein Verfahren, bei dem die optische Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem Einkoppelelement aufgebracht wird, das gleiche technische Problem wie ein Verfahren, bei dem die optische Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem Masterelement aufgebracht wird. Die optische Klebefolie verbessert vor allem den optischen Kontakt zwischen belichteten transparenten Bauteilen, durch die das Belichtungslicht geleitet wird. Dadurch werden unerwünschte Reflexionen, Streuungen oder Verluste reduziert und die Qualität des reproduzierten Hologramms verbessert. Beide Verfahren sind daher untereinander in der Weise verbunden, dass sie eine einzige allgemeine erfinderische Idee verwirklichen.

Der Fachmann erkennt zudem, dass bevorzugte Merkmale bzw. Vorteile von Ausführungsformen des Verfahrens, bei dem die optische Klebefolie auf dem Masterelement aufgebracht wird, ebenso für Ausführungsformen des Verfahrens gelten, in dem die optische Klebefolie auf dem Einkoppelelement aufgebracht wird, und umgekehrt. Ersichtlich ist zudem eine Kombination der Verfahren besonders bevorzugt. D.h. bei Verwendung eines Einkoppelelementes im Belichtungsprozess ist es besonders bevorzugt, eine optische Klebefolie sowohl vorübergehend zwischen Masterelement und lichtempfindlicher Verbundbahn, als auch zwischen Einkoppelelement und lichtempfindlicher Verbundbahn einzubringen. Es kann jedoch auch bevorzugt sein, eine optische Klebefolie beispielsweise vorrübergehend lediglich zwischen einem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn einzubringen und nicht zwischen einem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn. In einer solchen Ausführungsform kann die lichtempfindliche Verbundbahn somit auch belichtet werden, während sie in direktem Kontakt mit einer Oberfläche des Masterelements steht, wobei der Kontakt nicht durch eine optische Klebefolie vermittelt wird.

Im Sinne der Erfindung bedeutet ein "Aufbringen" vorzugsweise, dass eine Prozesskomponente (z.B. Masterelement, Einkoppelelement und/oder lichtempfindliche Verbundbahn) mit einer anderen in mittelbaren oder unmittelbaren Kontakt gebracht wird. Zum Beispiel kann bei dem Aufbringen einer Verbundbahn auf einem Masterelement oder Einkoppelelement eine Schutzschicht und/oder optische Klebefolie zwischen den Prozesskomponenten vorhanden sein. Eine "Aufbringung" wird im Sinne der Erfindung auch bevorzugt verwendet, um anzuzeigen, dass eine Prozesskomponente eine mechanische Kraft auf eine andere ausübt, z.B. indem sie auf ihr ruht und ihr Gewicht aufbringt (wie im Fall eines Einkoppelelementes, das auf einer lichtempfindlichen Verbundbahn ruht) oder eine Reibungskraft ausübt, wie im Fall eines rotierenden zylindrischen Masterelements, das eine lichtempfindliche Verbundbahn dazu bringt, sich mitlaufend mit dem Masterelement zu bewegen. Die Kraftübertragung kann auch andersherum erfolgen, so dass die lichtempfindliche Verbundbahn eine Bewegung bzw. Drehung des Masterelements bewirkt.

Eine „Prozesskomponente“ ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise ein feststehendes, bewegliches oder verbrauchbares Bauteil oder Material, das im Belichtungsverfahren verwendet wird. Vorzugsweise ist die P rozess ko m ponente so konfiguriert, dass sie mit dem Licht im Belichtungsverfahren interagiert, zum Beispiel durch Reflexion, Transmission oder Beugung, um das Belichtungsverfahren einzustellen. Beispielsweise stellen optische Bauteile, wie Masterelement oder Einkoppelelement, ebenso wie eine lichtempfindliche Verbundbahn im Sinne der Erfindung eine Prozesskomponente dar.

Im Sinne der Erfindung kann sich die "Oberfläche" einer Prozesskomponente auf die Oberfläche der Prozesskomponente beziehen, die mit einer anderen Prozesskomponente in Kontakt gebracht wird. Die "Oberfläche" einer Prozesskomponente kann sich vorzugsweise auch auf ihre äußerste Schicht beziehen, insbesondere im Falle einer Prozesskomponente mit Schichtaufbau. Zum Beispiel kann die Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn eine obere Trägerfolie sein, während sich die Oberfläche eines Masterelements auf eine obere Abdeckung beziehen kann, die zum Schutz des Masterhologramms dient.

Im Sinne der Erfindung ist eine „Ablösung“ eine Trennung, vorzugsweise die Trennung der Prozesskomponenten, sodass sie nicht mehr in Kontakt miteinander sind, vorzugweise weder in einem unmittelbaren noch mittelbaren Kontakt. Vorzugsweise wird bei einer „Ablösung“ mithin ein sich vergrößernder Luftspalt zwischen die Prozesskomponenten eingeführt, beispielsweise bei einem Ablösen der Verbundbahn von einem Masterelement oder Einkoppelelement.

Ein „optischer Kontakt“ sollte es vorzugsweise ermöglichen, dass ein Strahlenverlauf von Licht zwischen Prozesskomponenten durchgelassen wird, ohne wesentliche Reflexionen oder sogar Totalreflexionen zu erfahren. Ein unmittelbarer stoffschlüssiger Kontakt zwischen dem Prozesskomponenten ist möglich, aber nicht notwendig. Zur Vermittlung eines optischen Kontaktes zwischen dem Masterelement und der Verbundbahn ist beispielsweise eine optische Klebefolie vorgesehen, welche den Kontakt vermittelt. Zwischen der optischen Klebefolie und der angrenzenden Prozesskomponenten liegt jedoch bevorzugt ein direkter optischer Kontakt vor. Sollte ein Spalt zwischen den Oberflächen der optischen Klebefolie und angrenzender Prozesskomponente vorhanden sein, ist er vorzugsweise kleiner als eine halbe Wellenlänge des Lichts, so dass sich an der Grenzfläche zwischen den Oberflächen keine Interferenzfelder ausbilden. Vorzugsweise tritt an der Grenzfläche zwischen den Oberflächen weder eine Reflexion (insbesondere Totalreflexionen) noch Streuung auf. Der optische Kontakt zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und einer weiteren Prozesskomponente (Masterelement, Einkoppelelement) wird durch eine optische Klebefolie vermittelt. Vorzugsweise heißt das, dass die lichtempfindliche Verbundbahn und die weitere Komponente in mechanischem Kontakt mit der optischen Klebefolie stehen. Vorzugsweise bedeutet dies, dass die optische Klebefolie physikalisch, chemisch oder elektrostatisch an eine Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn oder der weiteren Komponente anhaftet.

Eine „Haftung“ oder „Adhäsion“ der optischen Klebefolie an die lichtempfindliche Verbundbahn und/oder die weitere Prozesskomponente umfasst vorzugsweise das Vorhandensein von Anziehungskräften zwischen der optischen Klebefolie und der betreffenden Komponente. Wenn die optische Klebefolie zwischen zwei Prozesskomponenten gebracht wird, um einen optischen Kontakt zwischen ihnen zu vermitteln, sind vorzugsweise stärkere Anziehungskräfte zwischen jeder Prozesskomponente und der optischen Klebefolie vorhanden im Vergleich zu den Anziehungskräften, die zwischen den Oberflächen der Prozesskomponenten, ohne die optische Klebefolie vorhanden wären. Anders ausgedrückt: Die Prozesskomponenten haften vorzugsweise stärker an der optischen Klebefolie als aneinander. Außerdem ist die Haftung vorzugsweise ausreichend, um eine Bewegung zwischen den Prozesskomponenten zu verhindern, zwischen denen der optische Kontakt vermittelt wird.

Ein „Verbund“ im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein mehrschichtiges Material, das aus zwei oder mehr verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften besteht, die an einer Grenzfläche miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist die Bindung zwischen den einzelnen Komponenten derart beschaffen, dass sie nicht durch geringfügigen Krafteinfluss trennbar ist und daher als dauerhaft gilt. Vorzugsweise dürfen die Schichten der Verbundbahn nicht durch eine Kraft von weniger als 10 N/cm, vorzugsweise weniger als 50 N/cm, noch bevorzugter weniger als 100 N/cm getrennt werden. Der Verbund kann zum Beispiel aus einem Material bestehen, welches zwischen zwei transparenten Trägerfolien eingeschlossen ist. Der lichtempfindliche Verbund kann mit einer oder mehreren Schutzfolien vorgesehen sein, die während der Belichtung vorhanden sind oder vor der Belichtung entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Verbundbahn einen Stapel von Schichten umfassen, die jeweils für verschiedene Spektralbereiche lichtempfindlich sind.

Eine „Verbundbahn“ im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Verbundmaterial mit einer Länge, die mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Fünffache und noch bevorzugter mindestens das Zwanzigfache seiner Breite beträgt. Die Dicke der Verbundbahn ist vorzugsweise so eingestellt, dass sie eine gewisse Flexibilität aufweist, so dass sie zum Beispiel teilweise um eine Walze gewickelt werden kann. Vorzugsweise weist die Verbundbahn eine Dicke von bis zu 1000 pm, vorzugweise bis 500 pm, besonders bevorzugt bis zum 100 pm auf. Die Verbundbahn umfasst ein lichtempfindliches Material. Vorzugsweise schließt die Verbundbahn das lichtempfindliche Material zwischen zwei transparenten Trägerfolien ein, die einen ähnlichen Brechungsindex wie das lichtempfindliche Material haben. Vorzugsweise liegt der Brechungsindex der Trägerfolien und des lichtempfindlichen Materials zwischen 1 ,4 und 1 ,6. In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst die lichtempfindliche Verbundbahn ein lichtempfindliches Material auf einer einzigen Trägerfolie, sodass eine Oberfläche des lichtempfindlichen Materials unbedeckt vorliegt. Das lichtempfindliche Material kann zum Beispiel ein lichtempfindliches Photopolymer oder eine dichromatische Gelatine sein mit einer bevorzugten Schichtdicke zwischen 1 - 500 pm. Das lichtempfindliche Material kann für das gesamte sichtbare Spektrum lichtempfindlich oder wellenlängenselektiv sein.

Die „Lichtempfindlichkeit“ bezieht sich im Sinne der Erfindung vorzugsweise auf eine Holografietauglichkeit eines Materials. Ein Material gilt vorzugsweise als holografietauglich, wenn darin durch Belichten mit ausreichend kohärentem Licht, die Interferenzfelder des Lichts als Mikrostrukturen in dem Material gespeichert werden können. Die Holografietauglichkeit hängt vorzugsweise mit der Größe der entstehenden Mikrostrukturen zusammen. Vorzugsweise sind die entstehenden Mikrostrukturen maximal so groß wie Hell-/Dunkel-Strukturen eines Interferenzfeldes.

Unter „Belichtung“ ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise die gezielte Lenkung elektromagnetischer Strahlen, vorzugsweise im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 1600 nm, auf eine entsprechend empfindliche Oberfläche, vorzugsweise zur Bildung eines Hologramms, zu verstehen. Es sind verschiedene Methoden der Belichtung eines Hologramms bekannt, darunter transmissive oder reflektive Techniken zur Herstellung von Volumenhologrammen. Beispiele dafür werden später in diesem Text näher erläutert.

Ein „Masterelement“ ist vorzugsweise eine dreidimensionale Einheit, welche mindestens ein Masterhologramm in einer Form umfasst, welche sicherstellt, dass eine Bewegung des Masterelements unmittelbar zu einer entsprechenden Bewegung des Masterhologramms führt. Ein Masterelement kann auch eine Mehrzahl an Masterhologrammen beispielsweise 2, 3, 5, oder mehr umfassen. Vorzugsweise hat das Masterelement eine Länge und Breite, die ungefähr der des Masterhologramms entspricht. Vorzugsweise ist das Masterelement mindestens doppelt, bevorzugt fünfmal und besonders bevorzugt mindestens zwanzigmal so hoch wie das Masterhologramm.

Das Masterelement umfasst vorzugsweise einen Substratkörper, der das mindestens eine Masterhologramm entweder umschließt oder trägt. In Ausführungsformen kann das Masterelement beispielsweise eine transparente obere Abdeckung zum Schutz eines Masterhologramms umfassen, das zwischen der Abdeckung und dem Substratkörper vorliegt. Vorzugsweise hat die obere Abdeckung einen Brechungsindex, der so gewählt ist, dass Licht durch sie, das Masterhologramm und den Substratkörper hindurchgelassen wird, ohne wesentlich gebrochen zu werden. Die obere Abdeckung kann zum Beispiel eine transparente Folie oder eine Glasschicht sein.

Das Masterelement kann vorzugsweise die Form eines quaderförmigen Blocks, einer Platte, einer Pyramide, eines Prismas oder eines Zylinders haben. Der Substratkörper kann entsprechend geformt sein.

Bevorzugt kann der Substratkörper der Masterelemente aus einem Material gebildet sein, welches ein optischer Kunststoff, vorzugweise ausgewählt aus der Gruppe: Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Cycloolefin-Polymere (COP) und Cycloolefin-Copolymere (COC) und/oder ein optisches Glas ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe: Borosilikatglas, Quarzglas, B270, N-BK7, N-SF2, P-SF68, P-SK57Q1 , P-SK58A und P-BK7.

Vorzugsweise haben sowohl der Substratkörper als auch eine etwaige Abdeckung des Masterelements einen Brechungsindex zwischen 1 ,4 und 1 ,6.

Die Auswahl des Materials für den Substratkörper kann von dem gewünschten Belichtungswinkel oder Brechungsindex abhängen. Es kann zudem bevorzugt sein, dass ein Substratkörper eingefärbt ist, um beispielsweise Licht wellenlängenselektiv zu filtern, um ein Hologramm mit einer bestimmten Wellenlänge zu erzeugen. Auf diese Weise kann eine breitbandige Lichtquelle zur Belichtung verschiedener Masterhologramme verwendet werden.

Es ist bevorzugt, dass die Oberfläche des Masterelements Glas, PC, TAC oder PMMA umfasst. Das Material der Oberfläche kann in Form einer Folie oder Platte zum Schutz des Masterhologramms vorliegen. Das Material der Oberfläche kann aber auch das Material des Substratkörpers selbst sein und beispielsweise eine Quaderform oder zylindrische Form aufweisen.

Ob eine optische Klebefolie auf ein Substrat oder auf eine Abdeckung eines Masterelements gelegt wird, kann von der Richtung abhängen, aus der das Masterhologramm belichtet werden soll. In einigen Fällen kann die optische Klebefolie an einer Seite oder Grundfläche des Masterelements angebracht werden. Vorzugsweise ist die betroffene Oberfläche des Masterelements glatt, das heißt insbesondere, dass sie kein Reliefmuster umfasst. Das Masterhologramm umfasst vorzugsweise ein Volumenhologramm. Für die Replikation des Volumenhologramms hängt die Qualität der Reproduktion in erster Linie vom optischen und nicht vom mechanischen Kontakt zwischen dem Masterhologramm und dem verwendeten lichtempfindlichen Material ab. Wenn die Oberfläche des Masterelements glatt ist, lässt sich die optische Klebefolie zudem leichter anbringen und entfernen, ohne Rückstände zu hinterlassen, z.B. in den Vertiefungen eines Reliefmusters. Vorzugsweise bezieht sich die „Breite“ auf eine Abmessung in einer horizontalen Ebene quer zu einer Verbundbahn-Fließrichtung. Vorzugsweise bezieht sich die „Länge“ auf eine Abmessung in einer horizontalen Ebene längs zu einer Verbundbahn-Fließrichtung. Vorzugsweise bezieht sich die „Höhe“ auf eine Abmessung in einer vertikalen Ebene, die orthogonal zu der durch die Breite und Länge gebildeten Ebene liegt.

Ein „Substratkörper“ im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein dreidimensionaler Materialblock, der das Masterhologramm trägt oder umschließt. Vorzugsweise ist der Substratkörper transparent. In einigen Ausführungsformen hat der Substratkörper mehrere Flächen, darunter eine ebene Oberfläche, die horizontal ausgerichtet sein kann. In einigen Ausführungsformen ist der Substratkörper prismatisch, d.h. er weist einen konstanten Querschnitt beliebiger Form auf, z.B. quadratisch, polygonal, elliptisch oder kreisförmig. Die Enden des Substratkörpers, die die Form des Querschnitts aulweisen, können als „Grundfläche“ bezeichnet werden. Die längliche Fläche des Substratkörpers, die zwischen den beiden Enden liegt, kann als „Mantelfläche“ bezeichnet werden. In einigen Ausführungsform ist die Form eines axial rotierbaren Zylinders bevorzugt. Im Sinne der Erfindung kann die Form eines rotierbaren prismatischen Substratkörpers bzw. Masterelements, vorzugsweise eines Zylinders, auch als „Walze“ bezeichnet werden.

Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begriff "transparent" oder „Transparenz“ vorzugsweise auf eine Eigenschaft eines Materials, wodurch es im Wesentlichen durchlässig für Licht ist. Vorzugsweise ist ein transparentes Material im Sinne der Erfindung zumindest für einen Teil des elektromagnetischen Spektrums transmittierend, vorzugsweise mit einer Wellenlänge zwischen 300 nm - 25 pm, besonders bevorzugt zwischen 400 nm - 780 nm. Besonders bevorzugt ist ein transparentes Material, beispielsweise ein transparenter Substratkörper, durchlässig für Licht eines Wellenlängenbereichs mit welchem eine Belichtung der Masterhologramme erfolgt. Ein transparentes Material kann auch so eingefärbt sein, dass es die Lichtstrahlung einer bestimmten Wellenlänge selektiert.

Ein „Masterhologramm“ im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein holographisch-optisches Element umfassend mindestens ein zu replizierendes Hologramm. Das Masterhologramm ist für eine optische Funktion (z.B. Beugung, Reflexion, Transmission und/oder Brechung) für eine oder eine Mehrzahl an Wellenlängen ausgelegt. Hierzu können beispielsweise mehrere Hologramme, die z. B. jeweils Licht einer Wellenlänge beugen und/oder Multiplex-Hologramme, die Licht mehrerer Wellenlängen beugen, als Hologramm-Stacks angeordnet vorliegen. Bei dem Masterhologramm kann es sich beispielsweise um ein diffraktives optisches Element (DOE) handeln. Diffraktive optische Elemente (DOEs) nutzen ein Oberflächenreliefprofil mit einer Mikrostruktur für ihre optische Funktion. Alternativ kann die Mikrostruktur auch im Volumen des Elements z. B. in Form eines lokalen Unterschieds im Brechungsindex vorliegen. Das von einem DOE durchgelassene Licht kann durch Beugung und anschließende Ausbreitung in fast jede gewünschte Verteilung umgewandelt werden. Dabei kann es sich um ein Bild, ein Logo, einen Text, ein Lichtbrechungsmuster oder ähnliches handeln. Vorzugsweise umfasst das Masterhologramm ein Volumenhologramm.

Der Prozess zur Herstellung des Masterhologramms kann vorzugsweise als „Hologramm- Origination“ oder „Hologramm-Mastering“ bezeichnet werden. Das Masterhologramm kann mit einem analogen oder digitalen Verfahren erstellt werden. In einem beispielhaften analogen Verfahren wird ein erster kohärenter Strahl, der Objektstrahl, von einem Objekt und auf ein Aufzeichnungsmaterial reflektiert, das gleichzeitig einem zweiten kohärenten Strahl, dem Referenzstrahl, ausgesetzt ist. Der Objektstrahl und der Referenzstrahl interferieren und erzeugen ein Interferenzmuster auf bzw. in dem Aufzeichnungsmaterial. Dieses Interferenzmuster wird von lichtempfindlichem Material aufgezeichnet, so dass nach der Verarbeitung die Form eines Oberflächenreliefmusters auf einer Oberfläche des Materials oder ein räumlich variierender Brechungsindex im meist nur wenige Mikrometer dicken Material entsteht. Um ein Bild des ursprünglichen Objekts zu betrachten, kann das Masterhologramm mit Licht beleuchtet werden, das von dem aufgezeichneten Oberflächenreliefmuster oder Brechungsindexmuster gebeugt wird. Dieser gebeugte Strahl enthält das Bild des ursprünglichen Objekts. Das Masterhologramm kann anschließend bei der Erstellung weiterer Kopien mit demselben Bild als neues Objekt verwendet werden.

Das Masterhologramm kann vorzugsweise auch computergeneriert sein. Die mikroskopischen Gitter, welche die Beugungseffekte erzeugen, können z. B. durch Laserinterferenzlithographie hergestellt werden. Bei dieser Technik werden zwei oder mehr kohärente Lichtstrahlen so konfiguriert, dass sie an der Oberfläche eines Aufzeichnungsmaterials interferieren. Die Positionen der Lichtstrahlen in Bezug auf das Aufzeichnungsmaterial können von einem Computer gesteuert werden. Je nach Stärke des Lasers kann das Aufzeichnungsmaterial aus nahezu jedem Material bestehen. Andere Techniken wie die Elektronenstrahllithographie können ebenfalls zur digitalen Herstellung des Masterhologramms verwendet werden. Das Masterhologramm kann vorzugsweise Glas, Silizium, Quarz, UV-Lack, ein Fotopolymerverbund und/oder ein Metall wie Nickel umfassen.

Im Sinne der Erfindung ist ein "Einkoppelelement" vorzugsweise ein dreidimensionaler Block aus transparentem Material mit einem Brechungsindex und Abmessungen, die so konfiguriert sind, dass sie die Belichtungsstrahlen auf die Masterhologramme richten und/oder von ihnen wegführen. Das Einkoppelelement kann vorzugsweise verschiedene optisch zugängliche Flächen aufweisen. Vorzugsweise ist mindestens eine Seitenfläche und eine Unterseite des Einkoppelelementes optisch zugänglich. In einigen Ausführungsformen kann das Einkoppelelement die Form eines quaderförmigen Blocks, einer (flachen) Platte, einer Pyramide odereines Prismas haben. In einigen Ausführungsformen ist das Einkoppelelement prismatisch, d.h. es weist einen konstanten Querschnitt beliebiger Form auf, z.B. quadratisch, polygonal, elliptisch oder kreisförmig. Die Enden des Einkoppelelementes, die die Form des Querschnitts aufweisen, können als „Grundfläche“ bezeichnet werden. Die längliche Fläche des Einkoppelelementes, die zwischen den beiden Enden liegt, kann als „Mantelfläche“ bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen ist die Form eines axial rotierbaren Zylinders bevorzugt. Im Sinne der Erfindung kann die Form eines rotierbaren prismatischen Einkoppelelementes, vorzugsweise eines Zylinders, auch als „Walze“ bezeichnet werden.

Bevorzugt kann das Einkoppelelement aus einem optischen Kunststoff oder optischen Glas gebildet werden, wobei in Vorzugsformen obig im Hinblick auf den Substratkörper des Masterelementes genannte bevorzugte Materialien zum Einsatz kommen können.

Es ist bevorzugt, dass die Oberfläche des Einkoppelelementes Glas, PC, TAC oder PMMA umfasst. Das Material der Oberfläche kann in Form einer Folie oder einer Platte im Falle eines mehrschichtigen Einkoppelelementes vorliegen. Das Material der Oberfläche kann aber auch das Material eines monolithischen Einkoppelelementes sein und beispielsweise eine Quaderform oder zylindrische Form aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Oberfläche des Einkoppelelementes eine Anti-Reflex-Beschichtung auf. Hierdurch können Reflexionsverlusten an der Oberfläche des Einkoppelelementes weitestgehend eliminiert werden.

Das Einkoppelelement kann in verschiedenen Ausrichtungen in Bezug auf das Masterelement angeordnet werden, wobei die lichtempfindliche Verbundbahn während der Belichtung vorzugsweise zwischen dem Einkoppelelement und dem Masterelement positioniert wird. Geht man von einem quaderförmigen Einkoppelelement und Masterelement mit Ober-, Unter- und Seitenflächen aus, kann das Einkoppelelement zum Beispiel oberhalb des Masterelementes angeordnet vorliegen. In dem Fall kann es bevorzugt sein, dass die Verbundbahn zwischen einer Oberseite des Masterelementes und einer Unterseite des Einkoppelelementes geführt wird. Ein Referenzstrahl kann schräg nach unten auf eine Seitenfläche des Einkoppelelementes gerichtet werden, welches als Block bzw. Quader oberhalb des Masterelements vorliegt. Der Referenzstrahl wird durch das Einkoppelelement gebrochen und der gebrochene Referenzstrahl gelangt durch die Verbundbahn zum Masterhologramm. Die durch das Einkoppelelement verursachte Brechung kann beispielsweise dafür genutzt werden, eine für ein edge-lit Hologramm erforderlichen spitzen Einfallswinkel zu erreichen. Ein Masterhologramm kann den gebrochenen Referenzstrahl reflektieren, so dass ein Objektstrahl vom Masterhologramm durch die Verbundbahn gelangt. Objektstrahl und Referenzstrahl interferieren im lichtempfindlichen Material der Verbundbahn, um ein Reflexionshologramm zu erzeugen. Durch Bereitstellung einer optischen Klebefolie beidseitig der Verbundbahn können optische Verluste oder unerwünschte Reflexionen an den Grenzflächen wirksam vermieden werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aufbringung der optischen Klebefolie und/oder der lichtempfindlichen Verbundbahn auf der Oberfläche des Masterelementes und/oder des Einkoppelelementes mittels einer Laminierung.

Eine „Laminierung“ im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein Verfahren zur Verbindung zweier Komponenten, wobei die Verbindung vorzugsweise nicht dauerhaft ist. Eine der beiden Komponenten umfasst vorzugsweise eine starre, ebene Oberfläche und ist vorzugsweise fest angebracht. Die andere der beiden Komponenten ist vorzugsweise flexibel und kann während des Laminierens fließen. Die Laminierung ist vorzugsweise so gestaltet, dass die lichtempfindliche Verbundbahn und/oder die optische Klebefolie durchgehend eine starre Oberfläche vorzugsweise eines Masterelementes und/oder Einkoppelelementes bedeckt, so dass keine Lücken, Blasen oder Falten vorhanden sind. Optional erfolgt die Laminierung mittels einer Laminierungswalze, welche vorzugsweise einen Druck ausüben kann. Die Laminierung kann bei Raumtemperatur (20° C) erfolgen. Optional kann die Laminierungswalze auch auf Laminierungstemperatur oberhalb der Raumtemperatur erhitzt werden, beispielsweise ausgewählt aus einem Bereich von 20° - 200 °C, vorzugsweise 40 - 100 °C. Die Laminierung (beispielsweise ein Laminierungsdruck oder eine Laminierungstemperatur) ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass eine lückenfreie, aber lösbare (vorübergehende) Verbindung zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und/oder der optische Klebefolie und einer relevanten Oberfläche (beispielsweise eines Masterelementes und/oder Einkoppelelementes) hergestellt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Aufbringung der optischen Klebefolie und/oder der lichtempfindlichen Verbundbahn auf der Oberfläche des Masterelementes und/oder des Einkoppelelementes mittels eines In-Kontakt-Bringens einer fließenden lichtempfindlichen Verbundbahn mit einem Teilkreis einer gekrümmten Oberfläche. Vorzugsweise ist die gekrümmte Oberfläche ein Teil der Mantelfläche eines rotierbaren Zylinders, wobei der Teilkreis vorzugsweise ein Öffnungswinkel zwischen 1 ° - 45°, noch bevorzugter zwischen 2° - 20° hat. Vorzugsweise nimmt die lichtempfindliche Verbundbahn und/oder die optische Klebefolie während der Belichtung die Form der Mantelfläche vorübergehend an.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt des Ablösens der optischen Klebefolie von dem Masterelement, dem Einkoppelelement und/oder von der lichtempfindlichen Verbundbahn. Das Ablösen erfolgt vorzugsweise kontinuierlich oder intermittierend. Bei einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren kann die optische Klebefolie kontinuierlich im Takt mit der Verbundbahn durch eine Vorrichtung bewegt werden. Wenn die Verbundbahn stattdessen für jeden Belichtungsschritt stationär gehalten und erst nach der vollständigen Belichtung eines Masterhologramms bewegt wird (z.B. wenn das Masterelement eine Platte statt eine Walze ist), wird die optische Klebefolie vorzugsweise auch während des Belichtungsschritts stationär gehalten und nach der vollständigen Belichtung des Masterhologramms abgelöst.ln einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt eine Brechungsindexdifferenz zwischen der Oberfläche des Masterelements und der optischen Klebefolie und/oder zwischen der optischen Klebefolie und einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn nicht mehr als 0,2, bevorzugt nicht mehr als 0,1 und stärker bevorzugt nicht mehr als 0,05.

Indem der Brechungsindex der optischen Klebefolie so eingestellt wird, dass er mit dem Brechungsindex der benachbarten Prozesskomponente identisch ist oder diesem sehr nahekommt, ist es möglich, einen hervorragenden optischen Kontakt, ohne interne Reflexionen an den Grenzflächen zu erreichen. Die Qualität des reproduzierten Hologramms kann dadurch verbessert werden, da Verluste und optische Störungen minimiert werden.

Ebenso ist in dem Fall, in dem die optische Klebefolie zwischen die lichtempfindliche Verbundbahn und ein Einkoppelelement gebracht wird, der Unterschied zwischen dem Brechungsindex der optischen Klebefolie und einer benachbarten Oberfläche des Einkoppelelementes vorzugsweise nicht mehr als 0,2, noch bevorzugter nicht mehr als 0,1 und noch bevorzugter nicht mehr als 0,05.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Brechungsindex der optischen Klebefolie zwischen dem Brechungsindex der Oberfläche des Masterelements und dem Brechungsindex einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn. Falls die optische Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und einem Einkoppelelement angeordnet wird, liegt der Brechungsindex der optischen Klebefolie vorzugsweise zwischen dem der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem des Einkoppelelementes. In diesem Zusammenhang schließt der Begriff "zwischen" vorzugsweise auch die Werte der Brechungsindizes der benachbarten Prozesskomponenten selbst ein. Diese Anordnung ermöglicht einen sanften bzw. störungsfreien Übergang von Lichtstrahlen zwischen den verschiedenen Prozesskomponenten mit minimalen Reflektionen und/oder Aberrationen an Grenzflächen.

Als ein veranschaulichendes Beispiel können die Brechungsindizes, ausgehend von einem Substratkörper eines Masterelements beispielsweise wie folgt gewählt werden.

Substratkörper (aus N-BK7): n _e = 1 ,519

Klebeschicht: n _e = 1 ,51 Masterhologramm (Fotopolymerschicht): n _e = 1 ,500

Masterhologramm (Schutzfolie): n _e = 1 ,485

Optische Klebefolie (Klebeschicht/Trägerschicht/Klebeschicht): n _e = 1 ,47/1 ,485/1 ,47

Verbundbahn (Trägerfolie/Fotopolymerschicht/Trägerfolie) n _e = 1 ,48/1 ,50/1 ,48

Im obigen Bespiel kann die lichtempfindliche Verbundbahn beispielsweise eine Trägerfolie aus Triacetat (TAC) umfassen, welches einen Brechungsindex von 1 ,48 aufweist. Sofern nicht anders angegeben, werden die in diesem Text genannten Brechungsindizes nach ISO 489 gemessen.

Umfasst die lichtempfindliche Verbundbahn Fotopolymere und eine oder mehrere TAC- Trägerfolien, so hat die optische Klebefolie vorzugsweise einen Brechungsindex von 1 ,48 +/- 0,2, vorzugsweise +/- 0,1 , noch bevorzugter +/- 0,05, sodass oben genannte Werte einen besonders sanften optischen Übergang erlauben.

Wenn die lichtempfindliche Verbundbahn Fotopolymere und beispielsweise eine PC-Trägerfolie umfasst, kann die optische Klebefolie vorzugsweise einen Brechungsindex von 1 ,58 +/- 0,2, vorzugsweise +/- 0,1 , noch bevorzugter +/- 0,05 aufweisen, sodass ebenfalls ein besonders sanfter optischer Übergang gewährleistet wird.

In einem weiteren Beispiel, bei dem die lichtempfindliche Verbundbahn eine PC-Trägerfolie aufweist und einen Kontakt mit der optischen Klebefolie autweist, die wiederum in Kontakt mit einer TAC-Schutzschicht eines Masterelements steht, kann es auch bevorzugt sein, dass der Brechungsindex der optischen Klebefolie zwischen dem von PC und TAC liegt, das heißt, dass die optische Klebefolie vorzugsweise einen Brechungsindex zwischen 1 ,48 und 1 ,58 aufweist.

Der Fachmann kennt Materialien, welche ausgehend von der vorliegenden Lehre einen möglichst kontinuierlichen Übergang des Brechungsindex des Masterelementes/ Einkoppelelementes und der anliegenden Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn ermöglichen. Beispielsweise kann als eine Alternative der Substratkörper Borofloat-33 umfassen, welches einen Brechungsindex von 1 ,48 aufweist. Die Materialien der weiteren Schichten können so ausgewählt werden, um an diesen Index angepasst zu werden. Für alle die obengenannten Komponenten (Substratkörper bis optische Klebefolie) ist es allgemein bevorzugt, dass der jeweilige Brechungsindex zwischen 1 ,4 und 1 ,6 liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die lichtempfindliche Verbundbahn eine Trägerfolie und ein lichtempfindliches Material, wobei das lichtempfindliche Material als Schicht auf der Trägerfolie vorliegt. Vorzugsweise bleibt eine Seite des lichtempfindlichen Materials unbedeckt. In bevorzugten Ausführungsformen ist das lichtempfindliche Material weich und/oder verformbar, insbesondere in flüssiger oder harziger Form. So kann das lichtempfindliche Material an eine feste Oberfläche haften und optional verformt werden, beispielsweise zum Replizieren eines Oberflächenreliefmusters.

Vorzugsweise wird während der Belichtung die unbedeckte Seite des lichtempfindlichen Materials in Kontakt mit der Oberfläche des Masterelements gebracht. Zwischen dem lichtempfindlichen Material und dem Masterelement wird vorzugsweise keine optische Klebefolie eingesetzt. Stattdessen kann die optische Klebefolie zwischen der dem Masterelement abgewandten Seite der Trägerfolie und einem Einkoppelelement eingebracht werden. Durch In-Kontakt-Bringen des lichtempfindlichen Materials mit der Oberfläche des Masterelements kann eine materielle Verformbarkeit des lichtempfindlichen Materials ausgenutzt werden, um einen lückenlosen Kontakt mit der Oberfläche des Masterelements zu erzielen. Beispielsweise kann die lichtempfindliche Verbundbahn auf die Oberfläche des Masterelements gedruckt werden, um Luftspalten zu eliminieren. Alternativ oder zusätzlich kann das lichtempfindliche Material adhäsive Eigenschaften analog den Eigenschaften der optischen Klebefolie aufweisen. Dies kann unerwünschte Reflexionen an die Grenzfläche zwischen dem lichtempfindlichen Material und dem Masterelement unterbinden. Diese Anordnung kann zusätzliche Vorteile bringen, wenn das Masterelement ein Oberflächenrelief aufweist, welches durch den Kontakt in die lichtempfindliche Verbundbahn übertragen werden kann. Optional können anschließend weitere Schichten, beispielsweise eine zweite Trägerfolie oder eine Schutzbeschichtung auf das belichtete und vorzugsweise ausgehärtete lichtempfindliche Material aufgebracht werden, um das lichtempfindliche Material einzuschließen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die optische Klebefolie mindestens eine Klebeschicht. Die mindestens eine Klebeschicht weist vorzugsweise eine Schälkraft gegenüber der Oberfläche des Masterelementes und/oder des Einkoppelelementes und/oder einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn von weniger als 3 N/cm (Newton per centimeter), bevorzugt weniger als 1 N/cm. In bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Schälkraft der Klebeschicht der optischen Klebefolie gegenüber der Oberfläche des Masterelementes und/oder des Einkoppelelementes und/oder einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn jedoch mindestens 0,01 N/cm, bevorzugt mindestens 0,1 N/cm. Es hat sich erwiesen, dass die vorgenannten Parameter für die Schälkraft ein Optimum zwischen einer leichten, rückstandsfreien Entfernung der optischen Klebefolie von der jeweiligen Komponente und der gleichzeitigen Beseitigung einer optischen Grenzfläche zwischen den Komponenten darstellt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass diese Schälkräfte Relativbewegungen wie z.B. Vibrationen zwischen den Komponenten ausreichend unterdrücken. Während die transparenten Klebstoffe des Standes der Technik dazu beitragen können, die Qualität der Rekonstruktion eines Hologramms zu verbessern, verbessert die optische Klebefolie der vorliegenden Erfindung die Qualität der Replikation. Denn sie ist ausreichend klebend, um optische Verluste an der Schnittstelle zwischen den Komponenten zu reduzieren, kann aber auch entfernt werden, so dass die Verbundbahn von einem Masterelement zu einer weiteren Prozessstation bewegt werden kann.

Vorzugsweise ist das Material und die Ausgestaltung der Klebeschicht so ausgewählt, dass sie an dem Material der Verbundbahn, des Masterelements und/oder des Einkoppelelements, mit dem sie in Kontakt gebracht werden soll, haftet und nicht abstößt. So haftet die Klebeschicht vorzugsweise auf allen transparenten Polymeren und Gläsern, insbesondere auf den oben genannten bevorzugten Materialien für ein Masterelement, Einkoppelelement oder eine Verbundbahn. Zusätzlich oder alternativ haftet die Klebeschicht vorzugsweise auf einem festen und/oder harzigen lichtempfindliches Material, besonders bevorzugt einem Fotopolymer. Insbesondere dient die optische Klebefolie nicht dazu, das Ablösen der Verbundbahn von der jeweiligen Prozesskomponente zu erleichtern, sondern den optischen Kontakt zu verbessern. Dies kann auch eine zusätzliche Verbesserung eines mechanischen oder elektrostatischen Kontakts einschließen.

Die Schälkraft der optischen Klebefolie oder einer ihrer Schichten kann beispielsweise nach einem 180-Grad-Schältest gemessen werden. In Vorzugsformen erfolgt die Messung gemäß ASTM D903, bei der sechs Zoll eines Klebestreifens auf eine saubere Substratoberfläche aufgebracht werden. Das Substrat wird eingespannt. Ein freies Ende des Klebestreifens wird um 180 Grad nach hinten gefaltet und mit einem Kraftmesser gezogen. Die Kraft in Newton, die erforderlich ist, um jeden Zentimeter des Klebestreifens von dem Substrat abzulösen, entspricht der Schälkraft.

Die Schälkraft eines Klebematerials in Bezug auf eine Substratoberfläche hängt vorzugsweise nicht nur von der Materialzusammensetzung des Klebematerials und des Substrats ab, sondern auch von den Prozessbedingungen, unter denen das Klebematerial auf seinen Träger, falls vorhanden, und auf die Substratoberfläche aufgetragen wurde. Bei Haftklebematerialien kann beispielsweise eine stärkere Verbindung mit einer Trägerschicht erzielt werden, wenn beim Aufträgen der T rägerschicht ein hoher Druck, Temperatur und/oder eine zusätzliche Vernetzung des Klebematerials auf die Trägerschicht angewendet wird. Vorzugsweise kann eine zusätzliche Haftvermittlerschicht eingebracht werden, um die Haftung des Klebematerials auf der Trägerschicht spezifisch zu erhöhen. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um einerseits die Integrität einer mehrschichtigen optischen Klebefolie zu verbessern und gleichzeitig Schälkräfte der mehrschichtigen Klebefolie in Bezug auf Prozesskomponenten wie eine Verbundbahn, ein Einkoppelelement oder ein Masterelement gering zu halten.

Im Gegensatz zu den OCAs, die in den Fertigprodukten des Standes der Technik verwendet werden, um eine dauerhafte Haftung zu erzeugen, ist die bevorzugte Schälkraft gering. Das bedeutet, dass die optische Klebefolie zwar hinreichend haftet, um einen optischen Kontakt während der Belichtung zu gewährleisten, aber gleichzeitig leicht entfernt werden kann, ohne zu reißen oder Rückstände auf der Verbundbahn oder angrenzenden Prozesskomponenten zu hinterlassen. Außerdem kann die optische Klebefolie vorteilhaft überaus dünn bereitgestellt werden. Eine hohe mechanische Festigkeit ist nicht notwendig, um beim Ablösen von der jeweiligen Oberfläche eine Beschädigung oder reißen zu verhindern. Außerdem erleichtert eine verhältnismäßig geringe Klebekraft bzw. Schälkraft der optischen Klebefolie eine Wiederverwendung der optischen Klebefolie, beispielsweise durch Bereitstellung einer Schleife, wie obig erläutert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die optische Klebefolie mindestens eine Klebeschicht, wobei die mindestens eine Klebeschicht ein E-Modul von bis zu 50 MPa autweist. Das E-Modul kann beispielsweise durch einen Test in Anlehnung an DIN EN ISO 725, ASTM D5026 bzw. ASTM D882 oder DIN EN 15870 bestimmt werden. Das heißt, die optische Klebefolie hat vorzugsweise einen gewissen Grad an Elastizität. Dies ist besonders nützlich, um die optische Klebefolie um Transportwalzen und die Oberflächen der optischen Bauteile zu wickeln, mit denen sie verwendet wird. Die ausreichend elastische optische Klebefolie wird während des Transports durch das Verfahren weniger wahrscheinlich eingeklemmt, beschädigt und/oder gerissen. Außerdem können plastische Verformungen vermieden werden, welche zu Unregelmäßigkeiten im optischen Kontakt führen können.

Vorzugsweise weist die Klebeschicht eine Transmission von mindestens 80 %, wobei die Transmission vorzugsweise ohne Fresnel-Korrektur gemessen wird. Das bedeutet vorzugsweise, dass die gemessene Transmission durch den Betrag der beiden Fresnel-Reflexe an Vorder- und Rückseite des Materials reduziert ist. Die Transmission ohne Fresnel-Reflexe liegt vorzugsweise ca. 8 % höher als mit einer unkorrigierten Methode. Alternativ kann die Transmissionsmessung unter dem Brewsterwinkel mit p-polarisiertem Licht erfolgen, da unter dem Brewsterwinkel keine Grenzflächenreflexion für p-polarisiertes Licht erfolgt. Die Transmission bezieht sich vorzugsweise auf die Durchlässigkeit eines Mediums für Lichtwellen, ohne Änderung der Wellenlänge. Die prozentuale Transmission ist vorzugsweise der Prozentsatz der Intensität des durchgelassenen Lichts im Vergleich zu dem Licht, welches auf das Medium fällt. Die Transmission kann beispielsweise gemäß DIN EN ISO 13468 gemessen werden. Die Klebeschicht ist daher vorzugsweise transparent für Licht über das Wellenlängenspektrum 400 - 780 nm und weist eine minimale Lichtstreuung auf. Vorzugsweise ist die Klebeschicht farblos. Eine gelbstichige oder graue Erscheinung ist jedoch auch zulässig. Eine solche Klebeschicht kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden und ist deshalb einer farbfilternden Klebeschicht, die rot, blau, grün usw. ist, vorzuziehen. Vorzugsweise weist die Klebeschicht eine Haze von bis zu 2 % auf. Es ist wünschenswert, dass der Grad der Haze minimiert wird. Dies führt zu einer Verringerung der Verluste des zur Belichtung verwendeten Lichts sowie zu einer Reduzierung unerwünschter Reflexionen.

Im Sinne der Erfindung bezieht sich der Begriff "Haze" vorzugsweise auf Transmissionshaze, gemessen nach ASTM D1003. Haze bezeichnet bevorzugt eine Streuung von Licht beim Durchgang durch ein transparentes Material, welche zur Entstehung zusätzlicher störender Interferenzfelder und somit zu zusätzlichen aber unerwünschten mikrooptischen Strukturen in dem replizierten Hologramm führen kann. Haze kann dem Material inhärent sein, ein Ergebnis des Formprozesses, eine Folge der Oberflächenstruktur oder auch das Ergebnis von Umweltfaktoren, wie eines Oberflächenabriebs sein.

Vorzugsweise weist die Klebeschicht über deren Breite eine Helligkeitsschwankung zwischen gekreuzten Polarisatoren von bis zu 20 %. Dadurch werden die durch die Klebeschicht verursachten optischen Verluste reduziert und die Qualität des replizierten Hologramms erhöht.

Vorzugsweise umfasst die Klebeschicht ferner ein Klebematerial auf Basis von Acryl, EVOH, Kautschuk, Silikon oder Mischungen davon. Insbesondere mittels derartiger Materialien kann vorteilhaft eine bevorzugt geringe Schälkraft, hohe Transparenz, ausreichende Elastizität und mechanische Festigkeit erreicht werden. Außerdem lassen sich diese Materialien leicht zu Klebefolien mit geeigneten Dicken formen. Dem Fachmann sind Methoden zur Herstellung von Klebematerialien auf der Basis der vorgenannten Materialien bekannt. Solche Methoden sind in der Fachliteratur beschrieben, zum Beispiel in "Haftklebebänder, selbstklebende Folien und Etiketten" von Georg Krüger, ISBN 3446422811.

Vorzugsweise umfasst das Klebematerial mindestens ein polymerisierbares Harz, wobei das polymerisierbare Harz vorzugsweise auf Acryl, EVOH, Kautschuck, Silikon oder Mischungen davon basiert, und mindestens ein Polymerisationsmittel. Das Polymerisationsmittel wird vorzugsweise so ausgewählt, dass es die Polymerisation, der in dem polymerisierbaren Harz vorhandenen Monomere auslöst. Das Polymerisationsmittel umfasst vorzugsweise einen Vernetzer und/oder einen Vernetzungskatalysator. Beispiele für Monomere eines ersten Typs, die in dem polymerisierbaren Harz (beispielsweise Acrylharz) vorhanden sind und durch das Polymerisationsmittel polymerisiert werden können, sind (Meth)acrylsäureestermonomere. Das polymerisierbare Harz kann auch Monomere eines zweiten Typs umfassen, welcher vernetzungsfähige funktionelle Gruppen aufweist, so dass sie mit den Monomeren des ersten Typs reagieren können. Beispiele für solche vernetzbaren funktionellen Gruppen sind Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Glycidylgruppen, Isocyanatgruppen oder eine stickstoffhaltige funktionelle Gruppe und dergleichen. Vorzugsweise wird der Vernetzer und/oder Vernetzungskatalysator unter Berücksichtigung der im polymerisierbaren Harz vorhandenen vernetzbaren funktionellen Gruppen ausgewählt. Die Klebekraft der Zusammensetzung kann durch die Zugabe eines Vernetzers geeigneter Art und Menge eingestellt werden. Dem Fachmann sind geeignete Komponenten und Methoden zur Herstellung eines Klebematerials mit den bevorzugten optischen und mechanischen Eigenschaften bekannt.

In bevorzugten Ausführungsformen weist die Klebeschicht eine Dicke von 50 pm bis 250 pm auf. Die Dicke kann je nach den gewünschten Eigenschaften der optischen Klebefolie angepasst werden. Mit einer geringeren Dicke kann beispielsweise die Transparenz der optischen Klebefolie erhöht werden, während höhere Dicken einen verbesserten Ausgleich von etwaigen Unregelmäßigkeiten der zu verbindenden Oberflächen leisten können und eine erhöhte mechanische Festigkeit gewährleisten. Die vorgenannte Parameterspanne hat sich für eine Vielzahl an Anwendung als besonders vorteilhaft erwiesen.

In bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Klebematerial einen Vernetzer. Durch einen Vernetzer kann vorteilhaft die erforderliche Schälkraft für die Ablösung der optischen Klebefolie von den betreffenden Oberflächen reduziert werden. Der Vernetzer verhinderte vorzugsweise auch, dass Kleberückstände auf den Oberflächen Zurückbleiben. Eine geringe Menge eines Vernetzers in einer Klebstoffzusammensetzung kann die Klebekraft des Klebstoffs bis zu einer bestimmten Konzentration erhöhen. Oberhalb einer solchen Schwellenkonzentration, zum Beispiel 0,2 %, kann eine Erhöhung des Vernetzers die Klebekraft verringern. Der Anteil des verwendeten Vernetzers kann daher vorteilhaft die Klebeeigenschaften des Klebematerials einstellen.

Eine "Vernetzung" ist vorzugsweise eine Bindung oder eine kurze Sequenz von Bindungen, die eine Polymerkette mit einer anderen verbindet. Diese Verbindungen können die Form von kovalenten oder ionischen Bindungen haben und die Polymere können entweder synthetische Polymere oder natürliche Polymere (wie Proteine) sein. Ein „Vernetzer“ ist vorzugsweise ein Zusatzstoff, der die Bildung solcher Vernetzungen zwischen den im Klebematerial vorhandenen Polymeren fördert.

Beispiele für Vernetzer sind ein Isocyanat-Vernetzer, ein Epoxid-Vernetzer, ein Aziridin- Vernetzer, ein Metallchelat-Vernetzer oder auch ein modifiziertes Silan wie Amino-Bis-Silan. Als Beispiel kann eine Silanverbindung als Vernetzer für Acrylharz verwendet werden.

Vorzugsweise liegt ein Vernetzer in einer Konzentration von mindestens 0,1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,2 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 - 0,9 Gew.-% im Klebematerial vor. Für die vorgenannte Konzentrationen konnten bevorzugte Schälkräfte der optischen Klebefolie auf unterschiedlichen Oberflächen in einem bevorzugten Bereich von 0,3 - 1 ,6 N/cm erzielt werden erreicht werden. Diese bevorzugten Vernetzer-Konzentrationen sind besonders vorteilhaft für einen Vernetzer auf Acrylatbasis. Die bevorzugte Konzentration eines Vernetzers kann jedoch von dessen Vernetzungsaktivität, dem Basismaterial oder der Oberfläche abhängen, wie später in diesem Text noch näher erläutert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die optische Klebefolie einen einschichtigen Schichtaufbau auf, wobei der Schichtaufbau genau eine Klebeschicht aufweist. Die genau eine Klebeschicht ist vorzugsweise auf beiden Seiten haftend, um einen optischen Kontakt zu vermitteln. Auf diese Weise kann die optische Klebefolie besonders dünn gehalten und mögliche optische Grenzflächen innerhalb der optischen Klebefolie vermieden werden. Im Falle eines einschichtigen Schichtaufbaus weist die optische Klebefolie vorzugsweise eine Zugfestigkeit von mindestens 1 MPa, bevorzugter mindestens 2 MPa auf. Vorzugsweise wird die Zugfestigkeit durch ein Test-Verfahren gemäß ASTM D882 oder DIN EN ISO 725 bestimmt. Eine solche optische Klebefolie kann einerseits überaus dünn und transparent gehalten werden, während sie andererseits für verschiedene Prozesse wie Transport, Aufbringung und/oder Laminierung eine ausreichende Festigkeit aufweist und ohne Gefahr einer Beschädigung rückstandlos entfernt werden kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die optische Klebefolie mindestens eine Trägerschicht auf. Eine solche optische Klebefolie hat einen mehrschichtigen Aufbau, wobei die Trägerschicht mindestens einseitig mit einer Klebeschicht beschichtet ist. Die Trägerschicht ist vorzugsweise nicht klebend. In einigen Ausführungsformen kann die Trägerschicht nur einseitig mit einer Klebeschicht beschichtet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die optische Klebefolie zwei Klebeschichten, wobei vorzugsweise jede Klebeschicht unmittelbar auf die Trägerschicht aufgebracht vorliegt. Es ist besonders bevorzugt, dass die Trägerschicht beidseitig mit einer Klebeschicht beschichtet ist, so dass die optische Klebefolie drei Schichten umfasst. Eine solche optische Klebefolie kann auf zwei Oberflächen gleichzeitig haften, wodurch ein besonders guter optischer Kontakt vermittelt werden kann und eine Gefahr von Luftspalten oder auch unerwünschten Reflexionen verringert wird. Im Falle einer mehrschichtigen (z.B. zweischichtigen und/oder dreischichtigen) optischen Klebefolie ist es bevorzugt, dass eine oder alle Klebeschichten eine Zugfestigkeit von mindestens 1 MPa, vorzugsweise bis zu 2 MPa, aufweisen. Dadurch wird ein hinreichender Kraftübertrag gewährleistet, sodass Scherkräfte innerhalb des mehrschichtigen Aufbaus nicht zu relativen Bewegungen zwischen den Schichten führen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die mindestens eine Klebeschicht unmittelbar auf die Trägerschicht aufgebracht vor. Vorzugsweise ist die Schälkraft der Klebeschicht gegenüber der Trägerschicht größer als die Schälkraft der Klebeschicht gegenüber der Oberfläche des Masterelements und/oder des Einkoppelelementes und/oder einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn und/oder einer Schutzfolie. Dadurch wird sichergestellt, dass die Klebeschicht während des gesamten Verfahrens an der Trägerschicht haften bleibt und ein Hinterlassen von Kleberückständen auf Prozesskomponenten vermieden wird.

Die unterschiedlichen Schälkräfte der Klebeschicht gegenüber einer Trägerschicht der Klebefolie oder Oberfläche von Prozesskomponenten (z.B. eines Masterelementes, eines Einkoppelelementes und/oder einer Verbundbahn) kann vorzugsweise durch die Auswahl der Materialien und/oder Prozessbedingungen beeinflusst werden, unter denen die Klebeschicht auf eine Trägerschicht aufgebracht werden kann. In bevorzugten Ausführungsformen wird die Trägerschicht auf der Seite, auf welcher die Klebeschicht aufgebracht wird durch Aufbringen von einem Haftvermittler (Primer) vorbereitet. Auf diese Weise kann das Klebematerial auf die Trägerfolie appliziert werden und neben dem Vernetzen des Klebermaterials auch eine Bindung zu einer Primerschicht der Trägerfolie geschaffen werden. Im Ergebnis haftet die Klebeschicht fester auf der Trägerschicht, als an einem nach dem Vernetzen auf die Klebeschicht laminierten Material, selbst wenn dieses aus dem gleichen Material wie die Trägerfolie besteht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Oberfläche der Trägerfolie, die mit der Klebeschicht beschichtet werden soll, vor der Beschichtung behandelt, zum Beispiel durch Plasmatieren oder eine Corona-Behandlung. Eine solche Oberflächenbehandlung kann vorteilhaft ebenfalls die Haftung zwischen der Trägerfolie und der Klebeschicht erhöhen.

In weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Prozessbedingungen, unter denen die Klebeschicht auf die Trägerschicht aufgebracht wird, derart ausgewählt, dass die Haftung der Klebeschicht auf der Trägerschicht erhöht wird. Vorzugsweise erfolgt das temporäre Aufbringen der optischen Klebefolie auf die Oberfläche des Master- oder Einkoppelelementes unter anderen Prozessbedingungen, die eine geringere Schälkraft auf die Oberfläche der Prozesskomponenten gewährleisten. Auf diese Weise kann die Wirkung von Prozessbedingungen wie Druck, Temperatur und Licht ausgenutzt werden, um die Unversehrtheit einer mehrschichtigen optischen Klebefolie während ihrer Verwendung zu gewährleisten.

Vorzugsweise weist die Trägerschicht eine Zugfestigkeit von mindestens 5 MPa auf. Eine solche Trägerschicht ist als Stabilisator der optischen Klebefolie besonders geeignet und kann mit größerer Kraft gezogen oder einer größeren Reibungskraft ausgesetzt werden, ohne zu reißen. Mit einer solchen Trägerschicht in einem mehrschichtigen Aufbau, kann die Reißfestigkeit und somit die Prozessfähigkeit der optischen Klebefolie als Bahnware sicher erhöht werden, wodurch das Risiko für Rückstände auf den relevanten Oberflächen zu hinterlassen deutlich minimiert wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Eliminierung von Luftspalten an der Grenzfläche zwischen der betreffenden Oberfläche und der optischen Klebefolie und einen verbesserten optischen Kontakt.

Vorzugsweise weist die Trägerschicht - analog zu der mindestens eine Klebeschicht - eine Transmission von mindestens 80 % auf, wobei die Transmission vorzugsweise ohne Fresnel- Korrektur gemessen wird. Die optische Klebefolie kann für Licht - insbesondere in einem Wellenlängenbereich von 400-780 nm transparent sein und eine minimale Lichtstreuung aufweisen. Ebenso kann es bevorzugt sein, dass die Trägerschicht eine Haze von bis zu 1 ,5 % aufweist, um Lichtverluste und erwünschte Reflexionen zu reduzieren. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Trägerschicht eine Helligkeitsschwankung zwischen gekreuzten Polarisatoren von bis zu 30 % über eine Breite der Trägerschicht aufweist, um die durch die Trägerschicht verursachten optischen Verluste zu reduzieren.

Vorzugsweise umfasst die Trägerschicht ein oder mehrere der folgenden Materialien: Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat, (PET), Polybutylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Celluloseacetat, Triacetat (TAC), Cellulosehydrat, Cellulosenitrat, Cycloolefinpolymere, Polystyrol, Polyepoxide, Polysulfon, Cellulosetriacetat (CTA), Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylbutyral, Polydicyclopentadien, oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt umfasst die Trägerschicht Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat, (PET), Celluloseacetat, Triacetat (TAC), Polymethylmethacrylat oder deren Mischungen.

Die Dicke der Trägerschicht beträgt vorzugsweise 6 pm bis 100 pm. Es wurde festgestellt, dass eine Dicke von mindestens 6 pm die bevorzugte Zugfestigkeit von mindestens 5 MPa für eine Vielzahl von Materialien bieten kann, während sie gleichzeitig hoch transparent ist. Die Verwendung dünnerer Trägerschichten sorgt auch für eine insgesamt dünnere optische Klebefolie. Bei größeren Dicken hingegen ist die Trägerfolie noch reißfester. Bis zu einer Dicke von etwa 100 pm können weiterhin eine besonders hohe Transmission und eine geringe Haze gewährleistet werden. Die vorgenannte Parameterspanne hat sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen als besonders vorteilhaft erwiesen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die optische Klebefolie mit mindestens einer Schutzfolie vorgesehen. Vorzugsweise wird die mindestens eine Schutzfolie vor dem Schritt der vorübergehenden Aufbringung der optischen Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements entfernt. Die Schutzfolie kann die Oberflächenqualität der optischen Klebeschicht schützen, ihre Glätte und geringen Haze bewahren. Die Schutzfolie schützt die Klebeschicht außerdem vor Partikeln, die im Replikationsprozess möglicherweise vorhanden sind, und ermöglicht die Lieferung der optischen Klebefolie in Rollenform. Sie kann auch die Handhabung der optischen Klebeschicht vereinfachen, insbesondere beim Aufrollen, Abrollen und Transportieren. Vorzugsweise umfasst die Schutzfolie ein oder mehrere der folgenden Materialien: Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat, (PET), Polybutylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Celluloseacetat, Triacetat (TAC), Cellulosehydrat, Cellulosenitrat, Cycloolefinpolymere, Polystyrol, Polyepoxide, Polysulfon, Cellulosetriacetat (CTA), Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylbutyral, Polydicyclopentadien, Silikonpapier oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt umfasst die Schutzfolie Polythylen, Polypropylen, Silikonpapier oder deren Mischungen. Die Dicke der Schutzfolie beträgt vorzugsweise 10 pm bis 50 pm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die mindestens eine Schutzfolie unmittelbar auf der mindestens einen Klebeschicht vor. Vorzugsweise beträgt die notwendige Schälkraft für die Entfernung der Schutzfolie von der Klebeschicht nicht mehr als 0,2 N/cm, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,1 N/cm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die optische Klebefolie beidseitig mit Schutzfolien vorgesehen. Es kann bevorzugt werden, dass nur eine oder beide Schutzfolien vor der Belichtung entfernt werden. Zum Beispiel kann es bevorzugt sein, dass die Schutzfolie auf der Seite entfernt wird, die dem Masterelement und/oder Einkoppelelement zugewandt ist.

Es ist bevorzugt, die Schutzfolien von beiden Seiten der optischen Klebefolie zu entfernen, so dass die Hafteigenschaften der optischen Klebefolie dazu beitragen können, den optischen Kontakt an ihren beiden Grenzflächen mit der benachbarten Prozesskomponente zu verbessern. Der optische Kontakt zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem Einkoppelelement und/oder Masterelement wird dadurch verbessert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die vorübergehende Aufbringung der optischen Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements oder des Einkoppelelementes mittels mindestens einer Walze. Die mindestens eine Walze ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend: Abwicklungswalze, Transportwalze, Aulwicklungswalze und/oder Laminierungswalze. Die optische Klebefolie kann zum Beispiel zwischen zwei Transportwalzen zirkulieren, die so angeordnet sind, dass der Weg der optischen Klebefolie die Oberfläche eines Masterelements kontaktiert. Alternativ kann die optische Klebefolie zwischen einer Abwicklungs- und einer Aufwicklungswalze fließen, so dass ihr Weg die Oberfläche eines Masterelements kontaktiert.

Im Falle eines rotierbaren Masterelements kann das Masterelement in einen Weg der optischen Klebefolie zwischen einer abrollenden und einer aufrollenden Walze gebracht werden, sodass die optische Klebefolie in Kontakt mit einem Teil der Oberfläche des Masterelements kommt. Vorzugsweise nimmt in dem Fall die optische Klebefolie (sowie die Verbundbahn) die Form eines Bereichs einer Mantelfläche des Masterelements vorübergehend an. Die optische Klebefolie wird hierbei vorzugsweise über das rotierende Masterelement geführt und eine Geschwindigkeit der optischen Klebefolie, der Verbundbahn und des Masterelement werden vorzugsweise aufeinander synchronisiert. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft im Rahmen eines Rolle-zu-Rolle-Hologramm-Vervielfältigungsverfahrens, wobei die Drehgeschwindigkeit der verschiedenen Walzen eingestellt werden kann. Ein solches Verfahren ist schnell, wirtschaftlich und eignet sich vorzugweise für die kontinuierliche Massenproduktion von HOEs.

Bei einem stationären, quaderförmigen Masterelement kann eine Laminierungswalze über eine ausgestreckte optische Klebefolie rollen und sie beispielsweise in Kontakt mit der ebenen Oberseite eines Masterelements bringen. Durch entsprechende Applikation eines Drucks können Luftspalten beseitigt und eine besonders lückenlose Aufbringung erreicht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die optische Klebefolie während des Schrittes der Belichtung zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements mittels eines Einkoppelelementes eingebracht. Vorzugsweise wird eine zweite optische Klebefolie zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und dem Einkoppelelement während der Belichtung eingebracht, wie beispielsweise in den Figuren 5, 6, und 8 gezeigt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Oberfläche des Masterelementes und/oder die Oberfläche des Einkoppelelementes gekrümmt, wobei vorzugsweise das Masterelement und/oder das Einkoppelelement als ein axial rotierbarer Zylinder bzw. Walze gestaltet ist.

Wenn die Oberfläche des Masterelements und/oder Einkoppelelementes gekrümmt ist, wie im Falle eines Zylinders, haftet die optische Klebefolie vorzugsweise vorübergehend über eine verhältnismäßig kurze Länge an der Oberfläche des Masterelements, beispielswese an der Mantelfläche eines zylinderförmigen Masterelements und/oder Einkoppelelementes. Vorzugsweise erfolgt das vorübergehende Anhaften der optischen Klebefolie über eine Länge zwischen 1 - 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 - 10 mm. Diese Länge kann vom Radius des Querschnitts des Zylinders abhängen. Der Bereich des adhäsiven und optischen Kontakts zwischen der optischen Klebefolie und dem Master- und/oder Einkoppelelement kann auch in Form des Öffnungswinkels des Querschnitts des Zylinders gemessen werden, um dessen Bogen die optische Klebefolie aufgebracht ist. Vorzugsweise liegt dieser Winkel zwischen 1 ° - 45°, noch bevorzugter zwischen 2° - 20°. Bei einer solchen Länge und/oder Öffnungswinkel ist das Risiko, dass die optische Klebefolie reißt, deutlich reduziert und Luftspalten sind ausreichend eliminiert. Es ist eine besonders geringe Kraft erforderlich, um die optische Klebefolie durch ein kontinuierliches Verfahren zu bewegen, einschließlich des kontinuierlichen Ablösens der Klebefolie von der gekrümmten Oberfläche.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schritte des Verfahrens durch eine Steuereinheit gesteuert. Vorzugsweise steuert die Steuereinheit die Transportgeschwindigkeit der optischen Klebefolie und der lichtempfindlichen Verbundbahn so, dass diese während der Belichtung miteinander synchronisiert sind.

Der Begriff "Steuereinheit" bezieht sich vorzugsweise auf eine beliebige Rechnereinheit mit einem Prozessor, einem Prozessorchip, einem Mikroprozessor oder einem Mikrocontroller, die eine automatische Steuerung der Komponenten der Vorrichtung ermöglicht, z. B. eine Rotationsgeschwindigkeit einer Abwicklungswalze, Aufwicklungswalze, Laminierungswalze, Transportwalze, die Bewegungen/Rotation eines Masterelementes, die Bewegungen/Rotation eines Einkoppelelementes, einer Laminierungstemperatur, eines Laminierungsdrucks, einer Orientation und/oder scannender Geschwindigkeit einer Lichtquelle, einer Wellenlänge der Lichtquelle, einer Fixierungsintensität usw. Die Komponenten der Steuereinheit können konventionell oder individuell für die jeweilige Implementierung konfiguriert sein. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit einen Prozessor, einen Speicher und einen Computercode (Software/Firmware) zur Steuerung der Komponenten der Vorrichtung.

Die Steuereinheit kann auch eine programmierbare Leiterplatte, einen Mikrocontroller oder eine andere Vorrichtung zum Empfangen und Verarbeiten von Datensignalen von den Komponenten der Vorrichtung umfassen, beispielsweise von Sensoren in Bezug auf die Identität oder den Typ eines Masterelements sowie andere relevante sensorische Informationen. Die Steuereinheit umfasst vorzugsweise ferner ein computerverwendbares oder computerlesbares Medium, wie eine Festplatte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher usw., auf dem eine Computersoftware oder ein Code installiert ist. Der Computercode oder die Software zur Steuerung der Komponenten des Geräts kann in einer beliebigen Programmiersprache oder einer modellbasierten Entwicklungsumgebung geschrieben werden, z. B. ohne Beschränkung in C/C++, C#, Objective-C, Java, Basic/VisualBasic, MATLAB, Python, Simulink, StateFlow, Lab View oder Assembler.

Der Begriff "Steuereinheit ist konfiguriert, um" einen bestimmten Verfahrensschritt auszuführen, wie z.B. die Belichtung eines Masterelements mit einem bestimmten Winkel, indem die Geschwindigkeit eines oder mehrerer Antriebsmotore geändert wird, kann eine kundenspezifische oder standardmäßige Software umfassen, die auf der Steuereinheit installiert ist und diese Betriebsschritte initiiert und regelt.

Die Belichtung zur Replikation eines Masterhologramms mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf Basis verschiedener Techniken erfolgen. Hologramm- Vervielfältigungsverfahren lassen sich in Reliefhologramme und Volumenhologramme unterteilen.

Reliefhologramme werden durch physischen Kontakt zwischen einer verformbaren empfindlichen Schicht und einem Masterhologramm gebildet, so dass das Beugungsmuster des Masterhologramms in die empfindliche Schicht eingeprägt wird.

Ein Volumenhologramm wird vorzugsweise durch die Interferenz von zwei Lichtstrahlen (einem sogenannter Referenzstrahl und einem Objektstrahl) in eine empfindliche Schicht geschrieben. Vorzugsweise wird ein Volumenhologramm in die Verbundbahn eingeschrieben. Dies kann vorzugsweise durch eine Transmissions- oder Reflexionstechnik erfolgen. Durch Interferenz von Objekt- und Referenzstrahlen innerhalb des Hologrammvolumens entsteht vorzugsweise eine Folge von Braggebenen. Ein Volumenhologramm weist mithin bevorzugt eine nicht zu vernachlässigende Ausdehnung in der Ausbreitungsrichtung der Lichtstrahlen auf, wobei bei der Rekonstruktion an einem Volumenhologramm die Bragg-Bedingung gilt. Aus diesem Grunde weisen Volumenhologramme eine Wellenlängen- und/oder Winkelselektivität auf. Die Fähigkeit von Volumenhologrammen, mehrere Bilder gleichzeitig zu speichern ermöglicht u.a. die Herstellung farbiger Hologramme oder weiße Hologramme. Für die Aufnahme der Hologramme können Lichtquellen eingesetzt werden, welche die drei Grundfarben blau, grün und rot aussenden. Die drei Strahlenbündel belichten bevorzugt simultan einen Teil der Verbundbahn. Im Volumenhologramm sind nach der Belichtung gleichzeitig drei Hologramme gespeichert. Zur Reproduktion des Farbhologramms kann ausgenutzt werden, dass jedes Teilhologramm sich allein durch die Farbe rekonstruieren lässt, mit der es aufgenommen wurde. Mithin überlagern sich die drei rekonstruierten Farbauszüge zum farbigen, originalgetreuen Bild, sofern die Farbanteile richtig gewichtet sind.

Reflexionshologramme sind reflektive Hologramme, welche ein von der Lichtquelle eintreffende Licht reflektieren und somit wie ein Spiegel wirken. Vorzugsweise sind eine Einfallrichtung des Referenzstrahls (vorzugsweise ein einfallender Lichtstrahl von der Lichtquelle) und das Objekt (in diesem Fall das Masterhologramm) auf gegenüberliegenden Seiten der Verbundbahn angeordnet. Ein Referenzstrahl durchdringt die Verbundbahn und wird dann vom Masterhologramm zurück in die lichtempfindliche Schicht der Verbundbahn reflektiert. In der lichtempfindlichen Schicht der Verbundbahn überlagern sich mithin der Referenzstrahl und Objektstrahl unterschiedliche Strahlrichtungen, um das replizierte Hologramm zu erzeugen. Das Masterhologramm kann vorzugsweise auf eine Oberfläche des Masterelements aufgebracht werden oder im Substratkörper integriert vorliegen.

Eine Lichtquelle für die Belichtung eines Reflexionshologrammes kann so angeordnet werden, dass der Referenzstrahl auf die Verbundbahn unter einer gewünschten Richtung einfällt, vorzugweise unter einer Richtung, welche bei der späteren Rekonstruktion gewünscht ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle in Bezug auf dem Masterelement so orientiert, dass sich die Verbundbahn zwischen der Lichtquelle und dem Masterelement befindet. Die Lichtquelle kann beispielsweise oberhalb des Masterelements derart ausgerichtet sein, sodass der Referenzstrahl nach unten unter einer vorbestimmten Richtung auf die Verbundbahn fällt. Der Winkel, mit dem der Referenzstrahl auf das Masterhologramm trifft, kann durch ein transparentes Einkoppelelement eingestellt werden, welches das Licht in einem gewünschten Winkel beugt. Der Referenzstrahl wird bevorzugt zumindest teilweise vom Masterelement in Form eines Objektstrahls zurück in die Verbundbahn reflektiert. Der Referenzstrahl und der Objektstrahl treten also von entgegengesetzten Seiten in den Fotopolymerverbund ein und interferieren in dessen lichtempfindlichen Schicht zur Replikation des Hologramms.

Transmissionshologramme sind transmissive Hologramme, wobei das Licht einer Lichtquelle durchgelassen und von diesem gebeugt wird. Vorzugsweise kann eine Einfallrichtung des Referenzstrahls (vorzugsweise ein einfallender Lichtstrahl von der Lichtquelle) und das Objekt (in diesem Fall das Masterhologramm) auf derselben Seite der Verbundbahn angeordnet vorliegen. Ein einfallender Strahl durchdringt das Masterhologramm und wird in einen (ungebeugten) Referenzstrahl und einen Objektstrahl separiert. In der lichtempfindlichen Schicht der Verbundbahn überlagern sich mithin der Referenzstrahl und Objektstrahl mit gleicher Strahlrichtung, um das replizierte Hologramm zu erzeugen.

Bei einem Transmissionshologramm kann es bevorzugt sein die Lichtquelle derart anzuordnen, dass die Verbundbahn von einem Referenzstrahl und Objektstrahl von derselben Seite belichtet werden kann. Die Lichtquelle ist vorzugsweise derart in Bezug auf das Masterelement orientiert, dass ein Lichtstrahl zunächst das Masterelement und das Masterhologramm durchläuft, bevor er die Verbundbahn erreicht. Die Lichtquelle kann vorzugsweise so angeordnet werden, dass es von einer Seitenfläche durch ein transparentes Masterelement gelangt. Die Lichtquelle kann auch vorzugsweise so angeordnet werden, dass es durch eine obere und/oder untere Oberfläche des Masterelements auf die Verbundbahn fällt. Der einfallende Lichtstrahl wird vorzugsweise durch das Masterelement derart gebrochen, dass ein Referenzstrahl und ein Objektstrahl entstehen, wobei der Objektstrahl vorzugsweise dem Anteil des Lichtes entspricht, welcher durch das Masterhologramm gebeugt wird. Der Objektstrahl interferiert vorzugsweise mit dem ungebeugten Referenzstrahl in der Verbundbahn, um das Hologramm zu replizieren.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können ein oder mehrere Masterelemente zur Belichtung der Verbundbahn verwendet werden, um darin ein Transmissionshologramm zu replizieren. Vorzugsweise kann das replizierte Transmissionshologramm so gestaltet sein, dass es edge-lit ist, so dass die holographische Abbildung durch Licht aus einer im Wesentlichen seitlichen Richtung rekonstruiert werden kann. Das replizierte Transmissionshologramm kann auch so konfiguriert werden, dass es von hinten beleuchtet wird, so dass die holografische Abbildung durch Licht, das im Wesentlichen von hinten nach vorne einfällt, rekonstruiert werden kann. Es kann auch bevorzugt sein, dass ein oder mehrere Masterelemente verwendet werden, um die Verbundbahn zu belichten und ein Reflexionshologramm darin zu replizieren. Ebenso kann es wünschenswert sein, dass das replizierte Reflexionshologramm edge-lit ist. Ein solches Hologramm kann zum Beispiel in einer Glasscheibe verwendet werden, an deren Rändern Lichtquellen verborgen angeordnet sind. Das replizierte Reflexionshologramm kann auch so konfiguriert werden, dass es von vorne beleuchtet wird. Ein solches Hologramm kann vorteilhaft eine holografische Abbildung erzeugen, wenn von der Umgebungslicht beleuchtet und relativ orthogonal auf Augenhöhe betrachtet wird. Mehrere solcher Hologramme können auch in einer Glasscheibe verwendet werden, zum Beispiel von der Art, wie sie in WO2020157312A1 offenbart ist, um eine holografische Abbildung zu erzeugen, wenn sie orthogonal betrachtet wird, indem Licht von versteckten Lichtquellen entlang eines vorbestimmten Pfades reflektiert wird. Es kann auch vorteilhaft sein, dass ein oder mehrere Masterelemente verwendet werden, um die Verbundbahn zu belichten, um ein Hologramm zu erzeugen, das sowohl ein Reflexionsais auch ein Transmissionshologramm umfasst.

Die Prozesskomponenten können auf verschiedene Weise angeordnet werden, um je nach Wunsch hochwertige Reflexions- und Transmissionshologramme zu erzeugen. Die optische Klebefolie ist somit vielfältig einsetzbar. Verschiedene Techniken zur Belichtung der Verbundbahn mit einem Masterelement und optional einem Einkoppelelement unter Verwendung unterschiedlicher Referenzstrahlwinkel und zur Erzeugung verschiedener Arten von Hologrammen werden im Folgenden und in der detaillierten Beschreibung anhand der Abbildungen beispielhaft erläutert. Die Techniken können miteinander und mit weiteren Ausführungsformen des Verfahrens kombiniert werden können. Ein wichtiger Vorteil besteht darin, dass eine erfindungsgemäße optische Klebefolie in den verschiedensten Konstellationen zur Replikation eines Hologramms einen nahezu perfekten optischen Kontakt zwischen der Verbundbahn und optischen Komponenten wie einem Masterelement und/oder Einkoppelelement gewährleistet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine optische Klebefolie zwischen einen Teil einer Mantelfläche eines zylindrischen Masterelements und eine lichtempfindliche Verbundbahn eingebracht. Es kann bevorzugt sein, dass bei der Belichtung kein Einkoppelelement verwendet wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein zylindrisches Einkoppelelement in Kombination mit dem zylindrischen Masterelement in einem Rolle-zu- Rolle-Verfahren für die Belichtung verwendet. Vorzugsweise sind das Masterelement und das Einkoppelelement rotierbar gelagert, wobei ihre Drehung vorzugsweise synchronisiert ist. Die optische Klebefolie und die lichtempfindliche Verbundbahn können zwischen dem Masterelement und dem Einkoppelelement synchron verlaufen. Es ist weiter bevorzugt, dass eine zweite optische Klebefolie zwischen die lichtempfindliche Verbundbahn und das Einkoppelelement gebracht wird, so dass eine Anordnung aus: zylindrischem Einkoppelelement / zweiter optischer Klebefolie / lichtempfindlicher Verbundbahn / erster optischer Klebefolie / zylindrischem Masterelement gebildet wird. Die Belichtung einer solchen Anordnung kann von einer Mantelfläche oder Grundfläche des Einkoppelelementes erfolgen, so dass ein Referenzstrahl zum Masterhologramm hin gebrochen wird. Eine solche Belichtungsmethode kann sich beispielswese für die Herstellung eines Reflexionshologramms geeignet. Alternativ kann die Belichtung beispielsweise auch von einer Mantelfläche oder Grundfläche des Masterelements aus erfolgen, um ein Transmissionshologramm zu erzeugen. Indem sowohl das Masterelement als auch das Einkoppelelement als rotierbare Zylinder bzw. Walzen ausgestaltet sind, kann das Belichtungsverfahren schnell und kontinuierlich erfolgen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Belichtung ein Masterelement, aber kein Einkoppelelement verwendet, wobei das Masterelement eine ebene Oberfläche aufweist und vorzugsweise quader- oder plattenförmig ist. Vorzugsweise wird eine optische Klebefolie auf die ebene Oberfläche des Masterelements aufgebracht, zum Beispiel durch Laminierung mit einer Laminierungswalze. Vorzugsweise wird die lichtempfindliche Verbundbahn auf die optische Klebefolie aufgebracht, zum Beispiel durch Laminierung mit derselben oder einer weiteren Laminierungswalze. Die Laminierung gewährleistet einen guten optischen Kontakt zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche des Masterelements. Eine solche Anordnung kann eine größere Kontaktfläche bieten, im Vergleich zu einer bogenförmigen Kontaktierung über ein Kreissegment eines zylindrischen Masterelements. Eine solche Anordnung kann daher vorteilhaft zur Produktion von Serien sein, bei denen beispielsweise eine Mehrzahl von Hologrammen von einem plattenförmigen Masterelement repliziert werden.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei der Belichtung sowohl ein Masterelement als auch ein Einkoppelelement verwendet, wobei vorzugsweise nur das Masterelement oder das Einkoppelelement zylindrisch ist. Die nicht-zylindrische Komponente kann vorzugsweise eine ebene Oberfläche haben und beispielsweise quader- oder plattenförmig sein. In einer solchen Ausführungsform kann die zylindrische Komponente verwendet werden, um die optische Klebefolie und/oder die lichtempfindliche Verbundbahn auf die flache Oberfläche des Masterelements oder des Einkoppelelementes zu laminieren.

Als einfaches Beispiel kann das Masterelement die Form eines Quaders aufweisen. Eine erste optische Klebefolie kann auf der oberen ebenen Oberfläche des Masterelements aufgebracht werden, vorzugsweise durch Laminierung. Eine lichtempfindliche Verbundbahn kann auf der Oberseite der ersten optischen Klebefolie aufgebracht werden, vorzugsweise ebenfalls durch Laminierung. Ferner kann eine zweite optische Klebefolie auf die Oberseite der lichtempfindlichen Verbundbahn aufgebracht werden, vorzugsweise durch Laminierung. Ein zylindrisches Einkoppelelement - das vorzugsweise für die Laminierung einer oder mehrerer der vorgenannten Schichten verwendet wird - ist oberhalb der zweiten optischen Klebefolie angeordnet, so dass ein optischer Kontakt zwischen der Mantelfläche des Einkoppelelementes und allen vorgenannten Prozesskomponenten bis zum und einschließlich des Masterelements hergestellt wird.

Die Belichtung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Referenzstrahl auf die Mantelfläche oder die Grundfläche des Einkoppelelementes gerichtet wird. Dabei wird der Referenzstrahl innerhalb des Einkoppelelementes derart gebrochen, dass er entlang der optischen Kontaktlinie austritt und von einem Masterhologramm im Masterelement reflektiert wird. Alternativ kann die Belichtung auch vom Masterelement aus erfolgen, wobei das Licht dann durch das Einkoppelelement von der Verbundbahn weggeleitet wird. In einem weiteren Beispiel können die Funktionen der quaderförmigen und der zylindrischen Komponente vertauscht werden, d.h. das Einkoppelelement kann quaderförmig sein, während das Masterelement zylindrisch geformt ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei der Belichtung ein Masterelement und ein Einkoppelelement verwendet, wobei vorzugsweise sowohl das Masterelement als auch das Einkoppelelement eine ebene Oberfläche haben und vorzugsweise in Form eines Quaders, Blocks, einer Platte oder einer Pyramide vorliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Belichtungsprozess mit einem blockförmigen Masterelement, einer ersten optischen Klebefolie, einer lichtempfindlichen Verbundbahn, einer zweiten optischen Klebefolie und einem blockförmigen Einkoppelelement durchgeführt, die in der genannten Reihenfolge in optischem Kontakt zueinanderstehen. Das Einkoppelelement steht vorzugsweise ebenfalls in einem optischen Kontakt mit dem Masterelement, vermittelt durch Zwischenschichten (erste optische Klebefolie, lichtempfindliche Verbundbahn, zweite optische Klebefolie). Vorzugsweise sind die Zwischenschichten auf der jeweiligen Oberfläche des Masterelements oder Einkoppelelementes durch Laminierung aufgebracht, zum Beispiel mit Hilfe einer separaten Laminierungswalze.

Detaillierte Beschreibung

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen und Abbildungen näher erläutert werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.

Kurzbeschreibunq der Abbildungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer einschichtigen optischen Klebefolie, welche beidseitig mit Schutzfolien vorgesehen ist. Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer dreischichtigen optischen Klebefolie, umfassend eine Trägerschicht und zwei Klebeschichten, welche beidseitig mit Schutzfolien vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt beispielhaft die Schälkraft bevorzugter Klebeschichten mit unterschiedlichen Vernetzer-Konzentrationen gegenüber unterschiedlichen Oberflächenmaterialien.

Fig. 4 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Hologramms, bei welcher eine optischen Klebefolie zwischen einem zylindrischen Masterelement und einer lichtempfindlichen Verbundbahn eingebracht wird.

Fig. 5 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Hologramms mittels eines zylindrischen Masterelementes und zylindrischen Einkoppelelementes, bei welcher sowohl zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn als auch zwischen dem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn jeweils eine optische Klebefolie eingebracht ist.

Fig. 6 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Hologramms mittels eines quaderförmigen Masterelementes und zylindrischen Einkoppelelementes, bei welcher sowohl zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn als auch zwischen dem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn jeweils eine optische Klebefolie eingebracht ist.

Fig. 7 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Hologramms mittels eines quaderförmigen Masterelementes ohne Einkoppelelement, bei welcher eine optische Klebefolie zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn eingebracht ist.

Fig. 8 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Hologramms mittels eines quaderförmigen Masterelementes und quaderförmigen Einkoppelelementes, bei welcher sowohl zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn als auch zwischen dem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn jeweils eine optische Klebefolie eingebracht ist.

Fig. 9 zeigt schematisch eine bevorzugte Anordnung zur Replikation eines Reflektionshologramms mittels eines zylindrischen Masterelements durch Belichtung auf eine Mantelfläche, bei welcher eine optische Klebefolie zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn eingebracht wird.

Fig. 10 zeigt schematisch eine Anordnung zur Replikation eines Edge-Lit-Hologramms mittels eines zylindrischen Masterelements durch Belichtung auf eine Grundfläche, bei welcher eine optische Klebefolie zwischen dem Masterelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn eingebracht wird.

Fig. 11 zeigt schematisch eine Anordnung zur Replikation einer Mehrzahl von Hologrammen, welche in einem plattenförmigen Masterelement integriert sind, und einem zylindrischen Einkoppelelement, wobei zwischen dem Einkoppelelement und der Verbundbahn eine optische Klebefolie eingebracht wird.

Fig. 11A ist eine schematische Darstellung der Aufbringung der lichtempfindlichen Verbundbahn auf die Oberfläche des Masterelementes.

Fig. 11B ist eine schematische Darstellung der Aufbringung der optischen Klebefolie zwischen dem zylindrischen Einkoppelelement und der auf dem Masterelement aufgebrachten lichtempfindlichen Verbundbahn, um einen optischen Kontakt zwischen dem Einkoppelelement und der lichtempfindlichen Verbundbahn herzustellen.

Fig. 11C ist eine schematische Darstellung der Ablösung des Einkoppelelementes von der belichteten Verbundbahn.

Detaillierte Beschreibung der Abbildungen

Die Figur 1 zeigt eine einschichtige optische Klebeschicht 2 für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Die optische Klebeschicht 2 umfasst genau eine Klebeschicht 15. Die Klebeschicht 15 ist beidseitig mit Schutzfolien 6 und 7 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform der optischen Klebefolie ist es bevorzugt, dass das Material der Klebeschicht 15 ein schwach klebender Klebstoff ist. Ein solcher Klebstoff lässt sich vorzugsweise mit einer Schälkraft von nicht mehr als 3 N/cm, vorzugsweise 1 N/cm, von der Oberfläche einer betreffenden Prozesskomponente abziehen. Es ist bevorzugt, dass die Zugfestigkeit der Klebeschicht 15 mindestens 1 MPa, vorzugsweise mindestens 2 MPa beträgt und die einschichtige optische Klebefolie 2 ein E-Modul von weniger als 50 MPa autweist. Eine solche optische Klebefolie 2 kann einerseits überaus dünn und transparent gehalten werden, während sie andererseits für verschiedene Prozesse wie Transport, Aufbringung und/oder Laminierung eine ausreichende mechanische Festigkeit und Elastizität aufweist und ohne Gefahr einer Beschädigung rückstandlos entfernt werden kann.

Die Dicke der einschichtigen optischen Klebefolie 2 liegt vorzugsweise zwischen 50 - 250 pm, sodass zuverlässig sämtliche etwaigen Unregelmäßigkeiten bzw. Lücken zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn und der Oberfläche der betreffenden Prozesskomponente im Bereich des optischen Kontakts ausgefüllt werden, um eine optimale Belichtung zu ermöglichen. Der Brechungsindex der einschichtigen Klebefolie 2 liegt vorzugsweise nahe an dem der angrenzenden Schicht der lichtempfindlichen Verbundbahn und/oder der angrenzenden Schicht bzw. Oberfläche der betreffenden Prozesskomponente.

Die Figur 2 zeigt eine dreischichtige optische Klebefolie mit einer Trägerschicht 14, die mit einer ersten Klebeschicht 15 auf einer ersten Seite und einer zweiten Klebeschicht 16 auf einer gegenüberliegenden Seite beschichtet ist. Zusammen bilden diese drei Schichten die optische Klebefolie 2. Die Klebeschichten 15 und 16 haben vorzugsweise analoge Eigenschaften wie die einschichtige optische Klebefolie aus Fig. 1 . Es kann jedoch bevorzugt sein, dass das in diesen Schichten verwendete Klebematerial stärker haftend ist als das Klebematerial der einschichtigen optischen Klebefolie. Außerdem können diese Klebeschichten eine geringere Zugfestigkeit von bis zu 1 MPa haben.

Vorzugsweise erfordern die Klebematerialien der Klebeschichten 15 und 16 dieser Ausführungsformen eine größere Schälkraft, um von der Trägerschicht 14 abgezogen zu werden, als von der Oberfläche der betreffenden Prozesskomponente und/oder der lichtempfindlichen Verbundbahn 1.

Es kann bevorzugt sein, dass das Klebematerial, das in den Klebeschichten 15, 16 der Fig. 1 und 2 verwendet wird, einen Vernetzer umfasst. Fig. 3 zeigt die Ergebnisse einer Untersuchung der Wirkung eines Vernetzers auf die Klebekraft eines Klebematerials. Das untersuchte Klebematerial wurde auf der Basis von Acrylat hergestellt. Ähnliche Ergebnisse wurden jedoch auch mit Klebematerialien auf Basis von Silikon oder Kautschuk erzielt. Die Klebeschichten 15 wurden mit unterschiedlichen Konzentrationen von Vernetzer hergestellt. Die Klebeschichten 15 wurden auf Oberflächen aus verschiedenen Materialien wie Glas, PC, TAC und PMMA aufgebracht und anschließend in einem Winkel von 180° mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min von den entsprechenden Oberflächen abgezogen. Die erforderliche Schälkraft für das Ablösen der Klebeschichten von den entsprechenden Oberflächen wurde pro cm der Klebeschichten gemessen.

Die Ergebnisse zeigen, dass eine erhöhte Konzentration des Vernetzers die zum Ablösen der Klebeschichten von den verschiedenen Oberflächen die erforderliche Schälkraft verringert. Bei einer Vernetzer-Konzentration von 0,4 % benötigte die Klebeschicht 15 beispielsweise eine Schälkraft von etwa 1 ,5 N/cm, um von einer Polycarbonat (PC)-Oberfläche entfernt zu werden. Dies ist etwas höher als die bevorzugte maximale Schälkraft von 1 N/cm für einen schwach klebenden Klebstoff, der für die Verwendung in der einschichtigen optischen Klebefolie bevorzugt wird. Die Schälkraft kann jedoch beispielsweise auf weniger als 1 N/cm reduziert werden, indem die Konzentration des Vernetzers auf 0,6 % erhöht wird.

Die mittels der beispielhaft gezeigten Klebeschichten geringen Schälkräfte eignen sich in hervorragendem Maße für die vorrübergehende Aufbringung und rückstandslose Entfernung einer optischen Klebefolie zur Verbesserung eines optischen Kontakts zwischen unterschiedlichen Prozesskomponenten.

Erfindungsgemäß kann die optische Klebefolie 2 in einer Vielzahl von Anordnungen verwendet werden, um den optischen Kontakt zwischen verschiedenen Elementen in einem Belichtungsverfahren zu optimieren. Fig. 4 - 8 sind lediglich illustrative Beispiele für die Anwendung der erfindungsgemäßen optischen Klebefolie 2.

Fig. 4 zeigt die Verwendung einer optischen Klebefolie 2 zwischen einem zylindrischen Masterelement 4 und einer lichtempfindlichen Verbundbahn 1. Das Masterelement 4 kann vorzugsweise ein Masterhologramm auf dessen Mantelfläche umfassen und ist vorzugsweise rotierbar gelagert. Der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 wird über einen Abschnitt der Mantelfläche an einer Unterseite des Masterelements 4 geführt, wobei ein zu belichtender Bereich der Verbundbahn 1 die Form einer Mantelfläche des Masterelements 4 mindestens bereichsweise vorübergehend annimmt und sich mit der Mantelfläche mitbewegend über das rotierende Masterelement 4 geführt wird. Während der Belichtung wird eine optische Klebefolie 2 zwischen Verbundbahn 1 und dem Umfang der Mantelfläche des Masterelements 4 eingebracht. Im Bereich des optischen Kontakts liegt die optische Klebefolie 2 im Wesentlichen parallel zur lichtempfindlichen Verbundbahn 1 vor, wobei ihre Bewegung mit der Bewegung der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 synchronisiert ist.

In dieser Anordnung kann das Licht beispielsweise von unten auf die lichtempfindliche Verbundbahn gerichtet werden, um ein Reflexionshologramm zu bilden. Für eine solche Belichtung kann das Masterelement 4 transparent oder auch undurchsichtig ausgestaltet sein, vorzugsweise abgesehen von einer transparenten Abdeckungsschicht, welche das Masterhologramm schützt. Der Referenzstrahl kann im Wesentlichen ungebrochen durch die lichtempfindliche Verbundbahn 1 , die optische Klebefolie 2 und die transparente Abdeckung laufen, bevor er vom Masterhologramm reflektiert wird. In der lichtempfindlichen Schicht der Verbundbahn überlagern sich der Referenzstrahl und Objektstrahl in unterschiedlichen Strahlrichtungen, um das replizierte Hologramm zu erzeugen.

Die optische Klebefolie 2 verhindert vorteilhaft, dass es an den Grenzflächen zwischen der optischen Klebefolie 2 und der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 und/oder der Abdeckung des Masterelements 4 zu unerwünschten Reflektionen und/oder Lichtverlusten kommt.

Die Anordnung kann ebenfalls verwendet werden, um ein Transmissionshologramm in der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 zu belichten. In diesem Fall umfasst das Masterelement 4 vorzugsweise einen transparenten Substratkörper und eine transparente Abdeckungsschicht. Ein Referenzstrahl kann beispielsweise von oben durch die Mantelfläche des Masterelements 4 gerichtet werden, sodass dieser durch ein Masterhologramm, die optische Klebefolie 2 und die Verbundbahn 1 transmittiert wird. Alternativ kann ein Referenzstrahl auf eine Grundfläche des Masterelements 4 gerichtet werden, so dass dieser durch den Substratkörper des Masterelements 4 gebrochen und der gebrochene Strahl durch ein Masterhologramm 6 die optische Klebefolie 2 und die Verbundbahn 1 transmittiert wird. In beiden Fällen wird der Referenzstrahl durch das Masterhologramm teilweise ungebeugt transmittiert und teilweise gebeugt, um einen Objektstrahl zu erzeugen, der ebenfalls die optische Klebefolie 2 und Verbundbahn 3 passiert. In der lichtempfindlichen Schicht der Verbundbahn 3 überlagern sich mithin der Referenzstrahl und Objektstrahl mit gleicher Strahlrichtung, um das replizierte Hologramm zu erzeugen. Auch verhindert die optische Klebefolie 2 unerwünschte optische Verluste und interne Reflektionen an den Grenzflächen, um ein Transmissionshologramm mit hoher Qualität zu erhalten.

Fig. 5 zeigt schematisch eine weitere beispielhafte Anordnung zur Replikation eines Holograms unter Verwendung von optischen Klebefolien gemäß der Erfindung. In diesem Beispiel werden zwei optische Klebefolien 2 verwendet. Eine erste optische Klebefolie 2 ist zwischen einem rotierbar gelagerten zylindrischen Masterelement 4 und einer lichtempfindlichen Verbundbahn 1 angeordnet. Eine zweite optische Klebefolie 2 ist zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 und einem zylindrischen Einkoppelelement 9 angeordnet. Diese Anordnung kann beispielsweise für die Belichtung eines Reflexionshologramms in die lichtempfindlichen Verbundbahn 1 genutzt werden. Der Referenzstrahl kann durch das Einkoppelelement 9 - entweder durch dessen Mantelfläche oder Grundfläche - derart gelenkt werden, dass er das Masterhologramm auf der Mantelfläche des Masterelements 4 in einem gewünschten Winkel trifft. Ein Reflexionshologramm kann dann in die lichtempfindlichen Verbundbahn 1 auf ähnliche Weise belichtet werden, wie oben für die Fig. 4 beschrieben. Das Einkoppelelement 9 kann vorteilhafterweise den Winkel einstellen, in dem die lichtempfindliche Verbundbahn 1 belichtet wird. Diese Anordnung erhöht jedoch die Anzahl der verschiedenen Grenzflächen, die das Licht für die Belichtung durchqueren muss. Es ist daher besonders vorteilhaft, optische Klebefolien 2 an den beiden Grenzflächen zwischen den verschiedenen belichteten Prozesskomponenten (Einkoppelelement 9, Verbundbahn 1 und Masterelement 4) anzubringen, um unerwünschte optische Verluste und Reflexionen zu vermeiden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Anordnung der Prozesskomponenten zur Replikation eines Hologramms, bei welcher das Masterelement 4 die Form eines quaderförmigen Blocks autweist. Die Oberseite des Masterelements 4 ist mit einer ersten optischen Klebefolie 2, einer lichtempfindlichen Verbundbahn 1 und einer zweiten optischen Klebefolie 2 laminiert. Vorzugsweise umfasst das Masterelement 4 einen Substratkörper, ein Masterhologramm und eine transparente obere Abdeckungsschicht (nicht gezeigt), die das Masterhologramm schützt. Das Masterelement 4 kann verwendet werden, um mit Hilfe des Einkoppelelements 9 ein Reflexionshologramm in die lichtempfindliche Verbundbahn 1 zu belichten, wie beispielsweise obig für Fig. 5 erläutert.

Fig. 7 zeigt eine weitere Anordnung, bei der das Masterelement 4 die Form eines quaderförmigen Blocks aufweist. Eine optische Klebeschicht 2 ist auf die Oberseite des Masterelements 4 laminiert, während eine lichtempfindliche Verbundbahn 1 ebenfalls auf die Oberseite der optischen Klebeschicht 2 laminiert ist. Das Masterelement 4 kann vorzugsweise von oben (das heißt, in Richtung seiner Oberseite) mit einem Referenzstrahl belichtet werden, der die lichtempfindliche Verbundbahn 1 , die optische Klebeschicht 2 und eine transparente Abdeckungsschicht (nicht gezeigt) durchläuft, bevor er vom Masterhologramm zurück in die lichtempfindliche Verbundbahn 1 reflektiert wird, um ein Reflexionshologramm zu bilden. Alternativ zur Replikation eines Transmissionsholograms kann das Masterelement 4 von seiner Unterseite oder von einer Seitenfläche belichtet werden, während sein transparenter blockförmiger Substratkörper den Referenzstrahl derart bricht, dass er in einem gewünschten Winkel auf das Masterhologramm trifft. Der Referenzstrahl kann dann durch das Masterhologramm gebeugt werden, um einen Objektstrahl zu bilden, der mit dem Referenzstrahl in der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 interferiert.

Fig. 8 zeigt eine zu Fig. 7 analoge Anordnung, bei der ein blockförmiges Einkoppelelement 9 über die zweite optische Klebefolie 2 gelegt wird. Das Einkoppelelement 9 kann beispielsweise dazu verwendet werden, einen Referenzstrahl derart zu brechen, dass dieser auf Masterhologramm in einem gewünschten Winkel trifft, um ein Reflexionshologramm in der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 zu belichten.

Fig. 9 und 10 sind eine detailliertere Darstellung eines Belichtungsverfahrens mit einer Anordnung analog zu der von Fig. 4.

Fig. 9 zeigt die Belichtung eines Reflexionshologramms von der Mantelfläche eines zylindrischen Masterelements 4. Transportwalzen 3 werden verwendet, um eine lichtempfindliche Verbundbahn 1 , um einen Kreisbogen des Umfangs des Masterelements 4 zu positionieren, so dass ein signifikanter Teil der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 in optischem Kontakt mit dem Masterelement 4 steht. Vorzugsweise entspricht ein Bereich des optischen Kontakts einem Kreisbogen des Umfangs des Masterelements 4, der einen Winkel von mindestens 1 °, vorzugsweise von mindestens 2°, aufweist. Eine oder mehrere der Transportwalzen 3 können auch verwendet werden, um die Rotation des Masterelements 4 und/oder den Fluss der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 über seine Mantelfläche zu steuern. Alternativ kann die Rotation des Masterelements 4 auch durch die Reibung hervorgerufen werden, die durch die Bewegung der optischen Klebefolie 2 über seine Mantelfläche entsteht. Die lichtempfindliche Verbundbahn 1 bewegt sich während der Belichtung von rechts nach links. Eine Abwicklungswalze 10 ist zum Abwickeln einer optischen Klebefolie 2 vorgesehen. Eine Aufwicklungswalze 13 ist zum Aufwickeln der verwendeten optischen Klebefolie 2 vorgesehen. Die Aufwicklungswalze 13 kann eine aktive Walze sein, die die optische Klebefolie 2 zieht und so ihren Fluss während des Verfahrens steuert. Die optische Klebefolie 2 ist zwischen der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 und der Mantelfläche des Masterelements 4 derart angeordnet, dass sie zwischen der Mantelfläche des Masterelements 4 und einer Oberfläche der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 einen optischen Kontakt vermittelt.

Die optische Klebefolie 2 ist auf beiden Seiten mit einer Schutzschicht 6, 7 versehen. Aufwicklungswalzen 11 und 12 werden verwendet, um die Schutzschichten 6 und 7 zu entfernen, bevor die optische Klebefolie 2 den Bereich des optischen Kontakts zwischen dem Mastelement 4 und der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 erreicht.

Ein Referenzstrahl 5 wird von unten auf das Masterelement 4 gerichtet, so dass er die lichtempfindliche Verbundbahn 1 , die optische Klebefolie 2 und die Abdeckungsschicht des Masterelements (nicht gezeigt) durchläuft, bevor er vom Masterhologramm reflektiert wird. Der reflektierte Objektstrahl durchläuft erneut die Abdeckungsschicht, die optische Klebefolie 2 und die lichtempfindliche Verbundbahn 1 , wo er mit dem Referenzstrahl interferiert, um ein Reflexionshologramm in die lichtempfindliche Verbundbahn 1 einzubelichten.

Fig. 10 zeigt eine analoge Ausführungsform zu Fig. 9. Allerdings wird der Referenzstrahl 5 auf eine Grundfläche des transparenten Masterelements 4 gerichtet, wo er derart gebrochen wird, dass er unter einem gewünschten Winkel durch das Masterhologramm aus einer unteren Mantelfläche austritt. Der Referenzstrahl wird durch das Masterhologramm teilweise ungebeugt transmittiert und teilweise gebeugt, um einen Objektstrahl zu erzeugen, der ebenfalls die optische Klebefolie 2 und Verbundbahn 3 passiert. Der ungebeugte Referenzstrahl und ein gebeugter Objektstrahl interferieren miteinander in der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 , um ein Transmissionshologramm zu bilden.

Fig. 11A- 11 C zeigen ein Verfahren zur Replikation eines Hologramms in eine lichtempfindliche Verbundbahn 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 11A zeigt den Schritt der Aufbringung einer lichtempfindlichen Verbundbahn 1 auf die Oberfläche eines Masterelementes 4. Das Masterelement 4 ist eine quaderförmige durchgängige Platte, welche mehrere Masterhologramme A, B, C, etc. beherbergt. Vorzugsweise sind alle Masterhologramme mit einer einzigen transparenten Abdeckung geschützt, so dass die Oberfläche des Masterelements durchgängig ist. Eine Laminierungswalze 8 rollt über die ausgestreckte lichtempfindliche Verbundbahn 1 und drückt diese gegen die durchgängige Oberfläche des Masterelementes 4, um etwaige Luftblasen zu eliminieren. Wie in der Fig. 11 A dargestellt, bewegt sich die Laminierungswalze 8 beispielsweise von rechts nach links über die lichtempfindliche Verbundbahn 1. Gleichzeitig wird ein transparentes zylindrisches Einkoppelelement 9 in Richtung der laminierten lichtempfindlichen Verbundbahn 1 abgesenkt. Eine optische Klebefolie 2 wird über einen Kreisbogen des Umfangs des Einkoppelelementes 9 mit Hilfe verschiedener Walzen positioniert. Eine Abwicklungswalze 11 liefert die optische Klebefolie 2, während eine Aufwicklungswalze 13 die optische Klebefolie 2 nach der Belichtung aufwickelt. Die Aufwicklungswalze 13 kann eine aktive Walze - d.h. mit einem Aktuator vorgesehen - sein, die die optische Klebefolie 2 zieht und so ihren Fluss während des Verfahrens steuert. Transportwalzen 3 werden verwendet, um die Position der optischen Klebefolie 2 relativ zur Mantelfläche des Einkoppelelementes 9 einzustellen. Die Bewegung der optischen Klebefolie 2 von rechts nach links kann eine Drehung des Einkoppelelementes 9 bewirken. Die optische Klebefolie 2 ist auf beiden Seiten mit Schutzfolien 6 und 7 versehen. Diese Schutzfolien werden vor dem Belichtungsschritt mit Hilfe der Abwicklungswalzen 11 und 12 entfernt und abgerollt.

Fig. 11 B zeigt schematisch eine Aufbringung der optischen Klebefolie 2 zwischen dem zylindrischen Einkoppelelement 9 und der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 , um einen optischen Kontakt zwischen dem Einkoppelelement 9 und der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 herzustellen. Das Einkoppelelement 9 wird von rechts nach links über die Oberseite der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 gerollt, wodurch ein nahtloser optischer Kontakt zwischen dem Masterelement 4 und dem Einkoppelelement 9 entsteht. Die optische Klebefolie 2 wird synchron mit der Bewegung des Einkoppelelementes 9 aufgebracht. Der Bereich des optischen Kontakts bewegt sich dabei zusammen mit dem Einkoppelelement 9 von rechts nach links. Während des Aufbringens des Einkoppelelementes 9 wird Licht verwendet, um die lichtempfindliche Verbundbahn 1 im Bereich des optischen Kontakts zu belichten. Die Lichtquelle (nicht abgebildet), zum Beispiel ein Laser, kann sich synchron mit dem Einkoppelelement 9 bewegen. Diese synchrone Bewegung der Lichtquelle kann vorzugsweise ein Scannen über die Breite der lichtempfindlichen Verbundbahn 1 beinhalten.

Fig. 11 C zeigt die Ablösung des Einkoppelelementes 9 von der belichteten Verbundbahn 1 . Das zylindrische Einkoppelelement 9 wird angehoben und trägt die optische Klebefolie 2, die an seiner Oberfläche haften bleibt. Die Laminierungswalze 8 wird anschließend von links nach rechts zurückgerollt, so dass die belichtete Verbundbahn 1 angehoben und von der Oberseite des Masterelementes 4 gelöst werden kann. Dem Fachmann sind geeignete Mittel (wie weitere Walzen) bekannt, die das Ablösen der Verbundbahn 1 von der Oberseite des Masterelementes 4 bewirken können.

Während im Beispiel der Figuren 11A - 11 C die untere quaderförmige Platte als das Masterelement 4 und die größere transparente Walze als Einkoppelelement 9 fungiert, können die Funktionen dieser Prozesskomponenten auch umgekehrt sein. Zum Beispiel kann die untere Platte als Einkoppelelement konfiguriert sein, während die größere transparente Walze ein Masterelement ist. Die Lichtquelle kann dann entsprechend angeordnet werden und beispielsweise das Einkoppelelement von einer Unterfläche oder Seitenfläche beleuchten.

Bezugszeichenliste

1 Lichtempfindliche Verbundbahn

2 Optische Klebefolie

3 Transportwalze

4 Masterelement

5 Licht

6 Erste Schutzfolie

7 Zweite Schutzfolie

8 Laminierungswalze

9 Einkoppelelement

10 Abwicklungswalze für optische Klebefolie

11 Aufwicklungswalze für erste Schutzfolie

12 Aufwicklungswalze für zweite Schutzfolie

13 Aufwicklungswalze für optische Klebefolie

14 Trägerschicht

15 Erste Klebeschicht

16 Zweite Klebeschicht