DE102019112709A1

DE102019112709A1 - Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte für ein Kochgerät mit semitransparenter und elektrisch leitfähiger Beschichtung

Info

Publication number: DE102019112709A1
Application number: DE102019112709.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Emmerich Maldonado; Sascha Backes; Christian Henn; Fabian Wagner
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) für ein Kochgerät, deren eine Seite die Nutzseite und die gegenüberliegende Seite die Unterseite bilden, wobei die Unterseite zumindest eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht (30) aufweist, wobei die Schicht (30) wenigstens zwei gegeneinander elektrisch isolierte Bereiche aufweist, wobei zumindest einer der Bereiche eine Parkettierung (2) aufweist, wobei die Parkettierung (2) Kacheln (11) umfasst, wobei die Kacheln (11) jeweils eine Kontur (10) aufweisen, wobei die Konturen (10) der Kacheln (11) eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht (30) bilden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte für ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kochgerät und ein Verfahren zur Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte.
Im Stand der Technik sind Abdeckplatten für Haushaltsgeräte aus Glas oder Glaskeramik mit wenigstens einer Beschichtung auf der Unterseite bekannt. Weitere Komponenten, wie Sensoren, Beleuchtung oder Heizelemente, sind für gewöhnlich Bestandteile des Haushaltsgeräts und werden unterhalb der Abdeckplatte oder im Inneren des Haushaltsgeräts verbaut. Derartige Abdeckplatten sind insbesondere Bestandteil von Kochgeräten mit mindestens einer Kochzone, welche mittels Induktion oder einem Strahlungsheizkörper oder Gas beheizt wird. Die Gerätebedienung erfolgt beispielsweise über elektromechanische Knebel, elektrische Knebel, kapazitive und optische Touch-Sensoren und Touch-Displays. Über diese Gerätebedienung kann das Kochgerät eingeschaltet, die gewünschte Kochzone und entsprechende Heizkreise ausgewählt sowie die gewünschte Leistungsstufe eingestellt werden.
Die im Stand der Technik zumeist eingesetzten Steuerungen sind kapazitive Berührungsschalter, sogenannte Touch-Control-Steuerungen. Diese Berührungsschalter ermöglichen Schaltvorgänge durch das Glas oder die Glaskeramik hindurch. Hierbei befindet sich der Berührungsschalter hinter dem Glas oder der Glaskeramik, durch Berühren der Oberfläche der Abdeckplatte wird die Schaltfunktion ausgeführt. Für diese Art der Bedienung werden in der Regel Abdeckplatten mit einer elektrisch nicht leitfähigen Beschichtung eingesetzt.
Darüber hinaus können in Kochgeräten kapazitive Sensoren auch für weitere Funktionen vorgesehen sein. So können beispielsweise kapazitive Sensoren für die Erkennung der Position und Größe von aufgestellten Kochtöpfen in sogenannten Topfpositionserkennungssystemen zum Einsatz kommen. Es können auch einfacherer Sensoren zur Erkennung der Anwesenheit von Töpfen ohne Erfassung der genauen Position oder Größe vorhanden sein. Weiterhin können kapazitive Sensoren als Überlaufsensoren eingesetzt werden, die detektieren, wenn beim Kochen eine Flüssigkeit überläuft. Mittels einer geeigneten Regeleinheit kann dann in Reaktion auf das Sensorsignal automatisiert die Heizleistung reduziert oder abgeschaltet werden, um einen sicheren Betrieb des Kochgeräts zu gewährleisten.
Des Weiteren sind im Stand der Technik Beleuchtungselemente, wie Sieben-Segment-Anzeigen, LEDs oder TFT-Displays, hinter der Abdeckplatte angeordnet. Diese Beleuchtungselemente visualisieren beispielsweise den Betriebszustand des Kochgeräts oder die gewählte Leistungsstufe der Kochzone, durch eine optische Rückmeldung an den Benutzer. Für diese optischen Rückmeldungen sind lichtdurchlässige Abdeckplatten wünschenswert. Allerdings sollen die Abdeckplatten weitere Anforderungen erfüllen. Im ausgeschalteten Zustand dürfen die verbauten Komponenten nicht sichtbar sein, so dass die Abdeckplatte durch eine reduzierte Transmission einen sogenannten Dead-Front-Effekt erzeugt. Weiterhin ist ein homogener Farbeindruck der gesamten Abdeckplatte wünschenswert. Die Transmission der Abdeckplatte sollte aber im sichtbaren Bereich so hoch sein, dass eine ausreichende Helligkeit der Beleuchtungselemente gegeben ist.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Abdeckplatten mit weiteren funktionalen Beschichtungen, beispielsweise Kratzschutzschichten auf deren Oberseite, bekannt.
Im Markt besteht nun aus technischen und ästhetischen Gründen ein Bedarf, kapazitive Berührungsschalter und Beleuchtungselemente mit elektrisch leitfähigen Beschichtungen zu kombinieren. So lassen sich beispielsweise elektrisch leitfähige Materialien einfacher und schneller mittels Sputter-Beschichtungsverfahren verarbeiten, als elektrisch nicht leitfähige Materialien. Außerdem können elektrisch leitfähige Schichten den Durchtritt von elektromagnetischer Streustrahlung elektronischer Komponenten durch die Abdeckplatte dämpfen. Vollflächig aufgebrachte elektrisch leitfähige Schichten sind jedoch in Kombination mit kapazitiven Berührungsschaltern problematisch. Der Berührungsschalter hat die Aufgabe, die Eingabe eines Nutzers an einer bestimmten Stelle auf dem Bedienbereich zu erfassen. Eine vollflächig aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht führt bei einer Berührung der Abdeckplatte durch den Nutzer an jeder Position zur Betätigung des Berührungsschalters. Dies führt aufgrund der fehlenden räumlichen Begrenzung der Bedienfläche zu Fehleingaben. Weitere Probleme ergeben sich bei einer Kombination mehrerer Berührungsschalter, da diese nicht einzeln angesteuert oder ausgelesen werden können.
Die Patentanmeldung DE 10 2004 026 836 A1 beschreibt eine Bedienkonsole mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitfähigen Schicht. Die Bedienkonsole weist einen Berührungs- oder Touch-Sensor auf, wobei die elektrisch leifähige Schicht in einem Bereich um den Sensor ausgespart ist. Hierzu ist eine hohe Positionierungsgenauigkeit der Sensoren innerhalb der durch den Bereich umgebenen Zone notwendig, so dass in der Regel ein größerer ausgesparter Bereich um den Sensor notwendig ist, um eine fehlerfreie Herstellung zu ermöglichen. Speziell für nah beieinander platzierte Sensoren, beispielsweise in sogenannten Slider-Sensoren, oder Touch-Displays ist dieser Aufbau ungeeignet.
Die Patentanmeldung DE 10 2012 206 930 A1 zeigt eine Kochfeldplatte mit einer metallisch anmutenden, elektrisch leitfähigen Beschichtung. Die Beschichtung weist zufällig verteilte Isolierbereiche auf, welche die Beschichtung unterbrechen und in elektrisch isolierte Teilbereiche unterteilen. Die Kochfeldplatte weist kapazitive Berührungsschalter auf. Die Isolierbereiche sind sichtbar und über die gesamte Fläche der Kochfeldplatte verteilt und dienen zusätzlich zur Kennzeichnung von bestimmten Zonen. Die Unterbrechungen der metallischen Beschichtung sind mit dem bloßen Auge erkennbar und beeinflussen somit den Dead-Front-Effekt der Kochbereich-Abdeckplatte nachteilig. Verbaute Komponenten sind zum Teil im ausgeschalteten Zustand des Kochfelds sichtbar. Weiterhin wirken sich die Unterbrechungen der metallischen Beschichtung negativ auf den homogenen Farbeindruck der Abdeckplatte aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung, mit elektrisch isolierten Bereichen, einem ganzflächigem Dead-Front-Effekt, einem homogenen Farbeindruck bereitzustellen und insbesondere, eine effiziente und kostengünstige Herstellung der Glas-oder Glaskeramik-Abdeckplatte zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen ausgeführt.
Die erfindungsgemäße Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte für ein Kochgerät, deren eine Seite die Nutzseite und die gegenüberliegende Seite die Unterseite bilden, weist zumindest eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht an der Unterseite auf, wobei die Schicht wenigstens zwei gegeneinander elektrisch isolierte Bereiche aufweist, wobei zumindest einer der Bereiche eine Parkettierung aufweist, wobei die Parkettierung Kacheln umfasst, wobei die Kacheln jeweils eine Kontur aufweisen, wobei die Konturen der Kacheln eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht bilden.
Die Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte kann beispielsweise als obere Abschlussfläche in einem Kochgerät, insbesondere als Bedien- oder Kochfläche, verbaut sein. Dabei verdeckt die Abdeckplatte bevorzugt die Sicht auf Komponenten im Inneren des Kochgeräts. Für ein Kochfeld ist die Nutzseite die Oberseite, auf welcher beispielsweise Gargefäße, wie Pfannen und Töpfe aufgestellt werden, oder auf der eine Gasbrenner-Anordnung befestigt ist.
Im Folgenden wird die semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht stellenweise der Knappheit halber nur als semitransparente oder nur als elektrisch leitfähige Schicht bezeichnet, je nachdem ob es an der jeweiligen Stelle um die optischen oder elektrischen Eigenschaften der Schicht geht.
Unter einer elektrisch leitfähigen Schicht wird dabei eine Schicht mit einem Schichtwiderstand von weniger als 10⁶ Ω_□ verstanden. Vorzugsweise weist die Schicht einen Schichtwiderstand von weniger als 10³ Ω_□, bevorzugt von weniger als 100 Ω_□ oder sogar weniger als 10 Ω_□ auf.
Unter einer semitransparenten Schicht wird eine Schicht verstanden, die einen Lichttransmissionsgrad von wenigstens 0,1 % und von höchstens 40 % aufweist, insbesondere in Kombination mit dem Substrat, auf dem sie aufgebracht ist.
Die semitransparente und elektrische leitfähige Schicht kann gemäß einer Ausführungsform als metallisch anmutende Schicht vorliegen. Eine Schicht mit einer metallischen Anmutung weist einen hohen Lichtreflexionsgrad in Verbindung mit einen Spiegelglanz auf. Unter einem hohen Lichtreflexionsgrad ist dabei ein spektraler Reflexionsgrad bei einer Wellenlänge von 532 nm von wenigstens 10 %, vorzugsweise wenigstens 20 %, besonders bevorzugt wenigstens 30 % zu verstehen. In einer Weiterbildung der Erfindung kann der spektrale Reflexionsgrad bei 532 nm auch mehr als 70 %, bevorzugt mehr als 80% oder sogar mehr als 85 % betragen. Unter Spiegelglanz ist dabei zu verstehen, dass eine Schicht einen hohen Anteil an gerichteter Reflexion und wenig diffuse Reflexion aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der diffuse Anteil des spektralen Reflexionsgrades vernachlässigbar klein.
Geeignete Schichtzusammensetzungen einer metallisch anmutenden Schicht sind beispielsweise aus der DE 10 2013 104 702 A1 bekannt, deren Offenbarung diesbezüglich vollumfänglich auch zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schicht eine Zusammensetzung mit zumindest den folgenden Bestandteilen auf:

Silizium: 2-5 At%
Chrom: 22-28 At%
Nickel: 15-21 At%
Eisen: 48-56 At%.

Die Schicht weist bevorzugt eine Austenit-Kristallstruktur auf. Weiterhin bevorzugt ist der Kohlenstoff-Gehalt der Schicht kleiner als 0,3 At%.
Eine solche Schicht weist die für die Anwendung erforderliche thermische Stabilität auf, hat eine metallische Anmutung und ist elektrisch leitfähig.
Die Schichtdicke einer solchen Schicht beträgt vorzugsweise 5 nm bis 200 nm, bevorzugt 10 nm bis 150 nm, besonders bevorzugt 20 nm bis 100 nm. Bei diesen Schichtdicken weist die Schicht einen Lichttransmissionsgrad zwischen 0,1 % und 40 %, bevorzugt zwischen 1 und 10 %, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 % auf. Sie ist also semitransparent.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Abdeckplatte in einem Bereich in dem die elektrisch leitfähige und metallisch anmutende Schicht angeordnet ist, einen Lichttransmissionsgrad zwischen 0,1 % und 40 %, bevorzugt zwischen 1 und 10 %, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 % auf.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Barriereschicht auf der Schicht aufgebracht sein. Die Barriereschicht besteht aus demselben oder einem ähnlichen, oxidierten Material wie die Schicht. Das Oxid der Barriereschicht bildet eine sehr wirksame Barriere, welche die Schicht vor Diffusion, Oxidation und Reaktion mit Säuren oder Laugen schützt. Weiterhin wird die thermische Beständigkeit erhöht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zusätzlich zu der Schicht oder zusätzlich zu der Schicht mit Barriereschicht eine weitere Zwischenschicht zwischen der metallischen Schicht und dem Glas oder der Glaskeramik angeordnet sein. Die Zwischenschicht besteht beispielsweise aus einer zumindest teiltransparenten, ein- oder mehrlagigen Beschichtung, wobei auf dieser die Schicht abgeschieden ist. Die Zwischenschicht kann als Farbanpassungsschicht verwendet werden, um eine durch die Glaskeramik hervorgerufene Färbung auszugleichen oder einen neuen Farbeindruck zu erhalten.
Zwischenschichten als Farbanpassungsschichten haben den Vorteil, dass die Farbe der Abdeckplatte und der Lichtreflexionsgrad getrennt voneinander eingestellt werden können. Dadurch wird es beispielsweise möglich, Edelstahl für die metallisch anmutende und elektrisch leitfähige Schicht zu verwenden und über die Farbanpassungsschicht goldene, bronzene oder kupferfarbene Abdeckplatten zu erzeugen, ohne auf elektrisch leitfähige Materialien mit anderen optischen Eigenschaften wie beispielsweise Kupfer, kupferhaltige Legierungen wie Messing oder Bronze oder Edelmetalle oder deren Legierungen zurückgreifen zu müssen.
Zusätzlich oder alternativ können Zwischenschichten auch die Haftung der Beschichtung an der Oberfläche der Abdeckplatte verbessern.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die semitransparente und leitfähige Schicht auch andere Materialien enthalten. Dazu zählen beispielsweise kohlenstoffhaltige Schichten auf Basis von diamantartigem Kohlenstoff, auch DLC genannt, oder Schichten mit Ruß oder Graphit. Auch Schichten auf Basis bestimmter Nitride wie beispielsweise TiN können semitransparent und leitfähig und somit für die vorliegende Erfindung geeignet sein. Ebenso können Schichten aus unterstöchiometrischen Oxiden oder Nitriden, z.B. SiOx mit x<2, semitransparent und leitfähig sein. Solche Schichten können auch leitfähig sein, ohne eine metallische Anmutung aufzuweisen. Insbesondere können sie einen niedrigen spektralen Reflexionsgrad im sichtbaren Spektralbereich aufweisen und/oder der spektrale Reflexionsgrad kann einen hohen Anteil an diffuser Reflexion aufweisen.
Im Sinne dieser Anmeldung ist unter einer Parkettierung eine in einen Bereich der Schicht eingebrachte Struktur zu verstehen. Dabei überdeckt eine Vielzahl an Teilflächen, sogenannte Kacheln, lückenlos und überlappungsfrei die Fläche des Bereichs vollständig. Die Kacheln können unterschiedliche Formen und/oder Flächen annehmen. Eine Parkettierung besteht aus einer bestimmten Anzahl an Kacheln verschiedener Form und/oder Fläche. Eine Kachel wird von einer Kontur umgeben und begrenzt, welche die Kachel gleichzeitig von benachbarten Kacheln abgrenzt. Die lückenlose Überdeckung des Bereichs schließt daher die Kontur einer Kachel ein. Die Kontur ist als eine vollständige Aussparung der Schicht auf der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte ausgeführt. Die Konturen der Kacheln einer Parkettierung bilden einen zusammenhängenden Bereich, vorzugsweise gekennzeichnet durch eine im Wesentlichen konstante Linienbreite, welche den Abstand zwischen benachbarten Kacheln definiert. Da jede Kachel vollständig von ihrer Kontur umgeben ist, sind alle Kacheln gegeneinander elektrisch isoliert.
Erfindungsgemäß wird ein Bereich der Schicht durch das Ende seiner Parkettierung und/oder das Ende der Parkettierung des benachbarten Bereichs begrenzt. Das Ende einer Parkettierung kann durch die Konturen der äußersten Kacheln definiert werden. Die jeweils äußerste Kachel einer Parkettierung ist in der jeweiligen Raumrichtung am weitesten vom Mittelpunkt der Parkettierung entfernt. Da die Konturen einen zusammenhängenden Bereich bilden, entsteht eine Grenzlinie zwischen benachbarten Bereichen. Alternativ ist auch denkbar, dass die Parkettierung von einer Umrandung begrenzt wird, welche wie die Konturen als Aussparung der Schicht ausgebildet ist. Die Umrandung ist vorzugweise eine geschlossene Form, mit einer im Wesentlichen konstanten Linienbreite, und kann verschiedene Formen, beispielsweise kreisförmig oder eckig, abbilden. Durch die Umrandung können abgeschnittene Kacheln entstehen, die nur einem Teil der Ursprungsfläche einer Kachel entsprechen.
Es sind verschiedene Ausführungsformen im Sinne der Erfindung denkbar. So kann beispielsweise ein parkettierter Bereich an einen Bereich ohne Parkettierung grenzen. Dabei sorgt das Ende der Parkettierung, durch den zusammenhängenden Bereich der Konturen oder die Umrandung für eine elektrische Isolation zum Bereich ohne Parkettierung. Weiterhin können Bereiche verschiedener Parkettierung aneinandergrenzen. Hier liegt ebenfalls eine elektrische Isolation der Bereiche gegeneinander vor. Dabei ist es denkbar das die Konturen der beiden Parkettierungen der Bereiche an der Grenzlinie zumindest abschnittsweise überlappen. Die Konturen hängen dann über beide Bereiche zusammen, die Form und/oder Fläche der Kacheln unterscheidet sich jedoch.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zumindest zwei kapazitive Sensoren, vorzugsweise zwei Berührungssensoren oder zwei Topferkennungssensoren, an der Unterseite der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte angeordnet. Die Sensoren sind unter demselben Bereich der Schicht, welcher eine Parkettierung aufweist, angeordnet. Die elektrisch isolierten Kacheln ermöglichen eine gezielte und getrennte Ansteuerung der Sensoren. Eine gezielte Wahl der Form und/oder Fläche der einzelnen Kacheln ermöglicht, dass eine einzelne Kachel nicht mit zwei verschiedenen Sensoren überlappt. Dafür muss die Fläche einer Kachel kleiner als der Abstand der Sensoren oder falls die Sensoren kleiner als der Abstand zwischen den Sensoren ist, kleiner als deren Größe sein. Anders gesagt, muss zwischen zwei Sensoren immer mindestens eine durchgehende Linie der zusammenhängenden Konturen gehen. Ein Bereich der Schicht mit einer Parkettierung kann erfindungsgemäß in Form und Fläche an die Anordnung der Sensoren angepasst werden. Weiterhin sind auch mehrere verschiedene Bereiche mit und ohne Parkettierung denkbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte weist zumindest ein Bereich keine Parkettierung auf.
Eine Parkettierung der Schicht der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte ermöglicht die Ansteuerung von kapazitiven Sensoren. Daher kann in Bereichen, unter denen keine Sensoren angeordnet sind, auf eine Parkettierung verzichtet werden. Dadurch kann die Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte vereinfacht werden. Insbesondere wird das Herstellungsverfahren durch die geringere Abtragung der Schicht effizienter und kostengünstiger. Aufgrund der dünnen Linienbreite der Konturen besteht im Wesentlichen kein visueller Unterschied zwischen den beiden Bereichen. Dadurch bleibt der homogene Farbeindruck der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte erhalten.
Unter einem homogenen Farbeindruck ist dabei zu verstehen, dass der Farbabstand ΔE im CIELAB-Farbraum, zwischen einem Bereich der Schicht mit Parkettierung und einem Bereich ohne Parkettierung kleiner als 2, vorzugsweise weniger als 1, bevorzugt weniger als 0,5 ist. Die Farborte der beiden Bereiche werden dabei gegen eine Weißkachel gemessen, also unter Verwendung eines weißen Hintergrundes. Vorzugsweise wird für die Messung des Farborts über einen Bereich gemittelt, der größer als zwei Kacheln ist. Bei Schichten mit einem hohem Reflexionsgrad, insbesondere bei metallisch anmutenden Schichten, kommt der Farbabstand in erster Linie durch eine Änderung des L*-Wertes zustande. Änderungen in den a*- und b*-Werten durch die Parkettierung sind üblicherweise vernachlässigbar klein.
Ein ΔE-Wert von 1 bis 2 entspricht einem geringen aber wahrnehmbaren Farbunterschied, ein Wert von 0,5 bis 1 ist nur noch für ein geübtes Auge bemerkbar, ein Wert von weniger als 0,5 ist praktisch nicht wahrnehmbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte ist die Parkettierung periodisch.
Unter einer periodischen Parkettierung wird im Sinne der Anmeldung verstanden, dass einzelne Kacheln gleicher Form und Fläche in regelmäßigen Abständen wiederkehren. Zusätzlich ist eine periodische Parkettierung symmetrisch, so dass durch eine Kongruenzabbildung jede Kachel wieder auf einer Kachel abgebildet wird. Eine periodische, also wiederkehrende und symmetrische Parkettierung vereinfacht eine Optimierung des Herstellungsverfahrens. Insbesondere werden Anpassungen der Form und/oder Fläche einzelner Kacheln erleichtert und eine Automatisierung der Abtragung der Konturen vereinfacht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte sind die Kacheln als Polygone ausgebildet und so angeordnet, dass die Konturen der Kacheln überlappen. Die Verbindungslinien zwischen den Ecken sind bei Polygonen immer geradlinig. Eine Parkettierung mit polygonförmigen Kacheln und eine gezielte Anordnung derselben verbessert die Effizienz des Herstellungsverfahrens und die Fertigungstoleranzen. Das Abtragungswerkzeug, beispielsweise ein Laser, muss nicht in seitlicher Richtung beschleunigt werden. Deshalb kann es unter Beibehaltung einer niedrigen Fertigungstoleranz sehr schnell relativ zu dem Werkstück bewegt werden. Vorteilhaft sind Parkettierungen, deren Kontur entlang gerader, paralleler Linien in möglichst wenigen Raumrichtungen verläuft. Dadurch kann während der Herstellung auf ein häufiges Umsetzen des Abtragungswerkzeugs oder eine Änderung der Bewegungsrichtung verzichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Polygone als Kacheln verwendet und Kante an Kante angeordnet. Eine Anordnung Kante an Kante bedeutet dabei, dass die Ecke eines Polygons nicht an der Kante eines benachbarten Polygons angeordnet sein kann. Besonders vorteilhaft sind dabei Konturen, die entlang gerader, paralleler und unterbrechungsfreier Linien in möglichst wenig Raumrichtungen verlaufen. Hier kann zusätzlich auf häufiges An- und Ausschalten des Abtragungswerkzeugs während der Herstellung verzichtet werden, was die Fertigungstoleranz insbesondere bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zusätzlich verbessert.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kacheln als gleichwinklige Vierecke ausgebildet, die Kante an Kante ausgerichtet sind. Bei einer solchen Parkettierung besteht die abgetragene Kontur aus geraden, parallelen und unterbrechungsfreien Linien in nur zwei Raumrichtungen. Sie ist deshalb besonders wirtschaftlich bei gleichzeitig besonders guter Fertigungstoleranz herstellbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte sind die Kacheln als regelmäßige Polygone ausgebildet. Im Sinne dieser Anmeldung sind regelmäßige Polygone gleichseitig und gleichwinklig. Die Verwendung regelmäßiger Polygone als Kacheln ermöglicht Parkettierungen mit einfachen Mustern und einer hohen Periodizität. Dadurch erhöht die Effizienz des Herstellungsverfahrens und der Automatisierungsgrad.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte sind alle Kacheln als identische regelmäßige Polygone, bevorzugt als Sechseck, besonders bevorzugt als Dreieck, am meisten bevorzugt als Quadrat, ausgebildet.
In einer Ausführungsform der Erfindung werden identische regelmäßige Polygone als Kacheln verwendet und Kante an Kante angeordnet, so dass eine sogenannte platonische Parkettierung vorliegt. Eine derartige Anordnung ist nur mit Kacheln in Form von Dreiecken, Quadraten oder Sechsecken erzeugbar. Sie ermöglicht eine besonders effiziente Herstellung der Parkettierung. Das Muster der Parkettierung vereinfacht sich durch die Verwendung einer einzigen Form für alle Kacheln deutlich. Dadurch kann das Herstellungsverfahren effizient automatisiert werden. Eine Anpassung einzelner Parameter wie die Fläche einer Kachel oder die Linienbreite der Kontur ist schnell und effizient durchführbar. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Kacheln als Dreieck oder Viereck. Die abgetragene Kontur besteht in einem solchen Fall aus geraden, parallelen Linien in drei oder respektive zwei Raumrichtungen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden unterschiedliche regelmäßige Polygone verwendet, wobei die Polygone Kante an Kante angeordnet sind und immer die gleiche Anzahl und Reihenfolge von Polygonen an den zusammenstoßenden Ecken innerhalb der Parkettierung auftreten. Diese Parkettierungen werden auch als archimedische Parkettierungen bezeichnet. Es gibt insgesamt acht verschiedene Möglichkeiten, archimedische Parkettierungen zu bilden:

• Zwei Parkettierungen aus Dreiecken und Quadraten,
• zwei Parkettierungen aus Dreiecken und Sechsecken,
• eine Parkettierung aus Dreiecken, Quadraten und Sechsecken,
• eine Parkettierung aus Dreiecken und Zwölfecken,
• eine Parkettierung aus Achtecken und Quadraten und
• eine Parkettierung aus Quadraten, Sechsecken und Zwölfecken.

Besonders bevorzugt wird dabei die Parkettierung aus Dreiecken und Sechsecken, bei der die Sechsecke an jeder Ecke unmittelbar an ein benachbartes Sechseck angrenzen, verwendet. Bei einer solchen Parkettierung verläuft die Kontur entlang gerader paralleler Linien in nur drei verschiedenen Raumrichtungen. Deshalb kann diese Parkettierung besonders kostengünstig und mit besonders guten Fertigungstoleranzen hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte, sind die Konturen aller Kacheln einer Parkettierung als gerade, parallele und unterbrechungsfreie Linien in vier Raumrichtungen, bevorzugt drei Raumrichtungen, besonders bevorzugt zwei Raumrichtungen, innerhalb der Ebene der Unterseite ausgebildet sind.
Die Unterseite der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte spannt eine Ebene auf. Im Sinne dieser Anmeldung sind Raumrichtungen innerhalb dieser Ebene alle denkbaren Geraden, welche vollständig in der Ebene liegen und jeweils zueinander einen Schnittwinkel aufweisen. Bevorzugt verlaufen die zusammenhängenden Konturen der Kacheln einer Parkettierung als gerade Linien entlang möglichst weniger dieser Raumrichtungen. Für eine solche periodische Parkettierung wiederholt sich neben den Kacheln auch deren Kontur, so dass in der jeweiligen Raumrichtung parallele Linien vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte weist die Kontur eine Linienbreite von weniger als 20 µm, bevorzugt weniger als 15 µm, besonders bevorzugt weniger als 10 µm oder sogar weniger als 5 µm auf. Bei solchen Linienbreiten sind die Konturen kaum oder sogar gar nicht unter üblichen Beleuchtungsbedingungen mit dem bloßen Auge erkennbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik- Abdeckplatte weist die Kontur eine Linienbreite von mehr als 1 µm, bevorzugt mehr als 5 µm auf. Dadurch wird eine ausreichende Isolierung zwischen benachbarten Kacheln einer Parkettierung sichergestellt.
Besonders bevorzugt liegt also die Linienbreite zwischen 1 µm und 20 µm, insbesondere zwischen 5 µm und 15 µm.
Eine geringe Linienbreite der Konturen ist wesentlich für das Erscheinungsbild der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte. Grundsätzlich bleibt der homogene Farbeindruck der Abdeckplatte erhalten, wenn die Konturen mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind. Entscheidend ist außerdem der Anteil der abgetragenen Fläche der Konturen im Verhältnis zur Gesamtfläche. Dieser Flächenanteil wird beschrieben durch das Verhältnis aus abgetragener Fläche zu nicht abgetragener Fläche innerhalb eines Bereichs. Der Flächenanteil kann durch geeignete Wahl der Linienbreite und der Größe der Kachelfläche eingestellt werden.
Bevorzugt sind Bereiche mit einem abgetragenen Flächenanteil von unter 10 %, besonders bevorzugt unter 5 %, am meisten bevorzugt unter 0,5 %, da hier der Farbeindruck nur wenig oder sogar nicht wahrnehmbar beeinflusst wird. Je mehr Fläche abgetragen wird, desto höher ist der effektive Lichttransmissionsgrad mi Bereich der Parkettierung. Einbauten unterhalb der Abdeckplatte werden schlechter durch die Abdeckplatte verdeckt, wenn dieser effektive Lichttransmissionsgrad höher ist. Der effektive Lichttransmissionsgrad τ_eff kann aus dem beschichteten Flächenanteil A₁, dem abgetragenen Flächenanteil A₂, dem Lichttransmissionsgrad der Abdeckplatte im beschichteten Bereich τ₁ und dem Lichttransmissionsgrad im abgetragenen Bereich τ₂, also ohne die semitransparente Schicht, berechnet werden: $τ_{e f f} = \frac{A_{1} τ_{1} + A_{2} τ_{2}}{A_{1} + A_{2}} .$
Bei Werten von A₁ = 95%, A₂ = 5%, τ₁ = 3 % und τ₂ = 88 % ergibt sich beispielsweise ein rechnerischer Wert für τ_eff von 7,25 % im Bereich der Parkettierung.
Vorzugsweise sollte ein Flächenanteil von wenigstens 0,1 % abgetragen werden um eine ausreichende elektrische Isolierung der Kacheln sicherzustellen. Bei einer festgelegten Linienbreite bewirkt die Untergrenze des abgetragenen Flächenanteils, dass die Kacheln in ihrer Größe limitiert sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere kapazitive Sensoren, beispielsweise einer Benutzerschnittstelle oder eines Topfpositionserkennungssystems, unterhalb des parkettierten Bereichs angeordnet sind. In einem solchen Fall kann das kapazitive Übersprechen zwischen diesen Bereichen dann minimiert oder sogar verhindert werden. Im Falle von Positionserkennungssystemen oder Überlaufsensoren kann dies zu einer verbesserten Genauigkeit der Positionserkennung bzw. der Detektion des Überlaufens einer Flüssigkeit führen.
Bestimmte Lichtanwendungen erfordern einen abgetragenen Flächenanteil von mehr als 0,8 %, bevorzugt mehr als 1 %, besonders bevorzugt mehr als 1,5 %. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, um ein verpixeltes Erscheinungsbild der Leuchterscheinung zu vermeiden. In diesem Fall können zusätzliche Übergangsbereiche zu einem Bereich ohne Abtragungen bzw. Parkettierung einen eventuell resultierenden unterschiedlichen Farbeindruck eliminieren oder zumindest abschwächen. In dem Übergangsbereich werden Konturen einer Parkettierung abgetragen, so dass der abgetragene Flächenanteil in dem Übergangsbereich niedriger ist als im Bereich der Leuchterscheinung.
Für geringe Linienbreiten bleibt der Dead-Front-Effekt für kapazitive Sensoren ohne Leuchtelement im ein- und ausgeschalteten Zustand bestehen. Ist zusätzlich ein Leuchtelement verbaut bleibt weiterhin der Dead-front-Effekt im ausgeschalteten Zustand bestehen. Bevorzugt ist in diesem Fall die Fläche einer Kachel kleiner, bevorzugt maximal halb so groß, besonders bevorzugt maximal ein viertel so groß, wie die Fläche des leuchtenden Bereichs.
Eine geringe Linienbreite der Konturen wirkt sich zudem positiv auf das Herstellungsverfahren aus. Durch eine geringere Materialabtragung und Prozessdauer kann die Effizienz der Herstellung verbessert werden.
Die zusammenhängende Aussparung der Konturen in der Schicht beeinflusset die optischen Eigenschaften der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte. Durch den Abtrag sinkt die Reflexion und steigt die Transmission wobei die Streuung im Wesentlichen konstant bleibt. Dabei unterscheiden sich erfindungsgemäß die Bereiche der Schicht nur in sehr geringem Maße in ihren Transmissions- und Reflexionseigenschaften. Speziell benachbarte Bereiche, wobei ein Bereich eine Parkettierung aufweist und der andere Bereich nicht, sind daher augenscheinlich nicht oder zumindest nur in sehr geringem Maße zu unterscheiden. Dadurch wird das homogene Erscheinungsbild und der Dead-Front-Effekt der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckfläche gewahrt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte weisen alle Kacheln eine Fläche von weniger als 25, bevorzugt weniger als 16, 9, 4, 1 oder sogar weniger als 0,25 mm² auf.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Fläche einer Kachel abgestimmt auf die Sensorfläche. Bevorzugt beträgt die Fläche einer Kachel höchstens die Hälfte der Fläche des Sensors. Eine deutlich kleinere Kachelfläche im Vergleich zur Sensorfläche erweist sich als vorteilhaft. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der parkettierte Bereich größer als die Sensorfläche, die Kachelfläche aber kleiner als die Sensorfläche ist. Dann kann die Positionierung eines Sensors unabhängig von der Position der Kacheln erfolgen. Insbesondere wird vermieden, dass die Fläche einer Kachel gleichzeitig mit der Fläche zweier benachbarter Sensoren überlappt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Fläche mehrerer Kacheln abgestimmt auf die Sensorfläche. Die Fläche einer bestimmten Anzahl an zusammenhängenden Kacheln überdeckt in dieser Ausführungsform die Fläche eines Sensors. Da die Kacheln in der Regel eine andere Form als der Sensor aufweisen, ist eine vollständige Deckung beider Flächen ohne Verschnitt nur schwer zu realisieren. Durch eine Optimierung der Kachelfläche kann erfindungsgemäß der Verschnitt minimiert werden. Dadurch werden parasitäre kapazitive Ankopplungen an die Umgebungsfläche vermieden und die gezielte Ansteuerung einzelner Sensoren sichergestellt. Gleichzeitig ist es aufgrund des minimierten Verschnitt möglich, Sensoren mit sehr geringem Abstand nebeneinander zu positionieren.
Weiterhin sorgen besonders kleinflächige Kacheln in durchleuchteten Bereichen einer Parkettierung für ein homogenes Erscheinungsbild. Einzelne Kacheln sind nicht oder zumindest nur bei genauer Betrachtung sichtbar.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte beträgt deren Lichttransmissionsgrad in einem Bereich ohne Parkettierung maximal 10 %, bevorzugt maximal 5 %, besonders bevorzugt maximal 2 %, und mindestens 0,5 %, bevorzugt mindestens 1 %. Eine solche Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn unterhalb der Abdeckplatte LEDs als Leuchtmittel eingesetzt werden sollen, deren Licht durch die Abdeckplatte hindurch mit ausreichender aber nicht zu hoher Helligkeit sichtbar sein soll.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform betrögt der Lichttransmissionsgrad der Abdeckplatte in einem Bereich ohne Parkettierung maximal 50 %, bevorzugt maximal 40%, besonders bevorzugt maximal 35 % und mindestens 15 %, bevorzugt mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 25 %. Eine solche Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn unterhalb der Abdeckplatte graphische Displays wie LCD-Displays oder OLED-Displays eingesetzt werden sollen, deren Licht durch die Abdeckplatte hindurch mit ausreichender aber nicht zu hoher Helligkeit sichtbar sein soll.
Im Falle von Lichttransmissionsgrade der Abdeckplatte von mehr als 2 %, insbesondere von mehr als 5 %, kann es vorteilhaft sein, auf der Abdeckplatte eine weitere Schicht zur Reduktion des Lichttransmissionsgrades vorzusehen, die auf der Unterseite angeordnet ist. Eine solche Abdunklungsschicht kann in vorteilhafter Ausgestaltung den Einblick in das Kochgerät reduzieren oder verhindern, so dass Einbauten wie Heizelemente, Sensoren oder Leiterplatten nicht durch die Abdeckplatte hindurch sichtbar sind.
Der Lichttransmissionsgrad wird für den sichtbaren Spektralbereich von 380nm bis 780nm nach DIN EN 410 bestimmt. Weiterhin beträgt der spektrale Reflexionsgrad der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte in einem Bereich ohne Parkettierung bei jeder Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 75 %, besonders bevorzugt mehr als 95 %. Dadurch werden der homogene Farbeindruck und der Dead-Front-Effekt der Abdeckplatte verbessert.
Prinzipiell kann die Abdeckplatte an ihrer Unterseite glatt sein oder eine Strukturierung aufweisen. Als Strukturierung kann die Abdeckplatte beispielsweise die für Kochflächen gebräuchliche Noppenstruktur aufweisen, bei der die Noppen einen lateralen Abstand im Bereich weniger Millimeter und eine Höhe in der Größenordnung von ca. 50 bis 500 µm aufweisen. Vorzugsweise ist die Unterseite der Abdeckplatte glatt, da sich dann beispielsweise durch metallisch anmutende Schichten eine vorteilhafte Spiegelwirkung einstellt. Unter einer glatten Unterseite ist dabei insbesondere eine Unterseite ohne periodische Strukturen wie Noppen oder Rillenmuster zu verstehen. Eine glatte Unterseite kann jedoch eine durch ihre Herstellung bedingte Rauheit aufweisen. Ebenso kann die Unterseite poliert sein, was für die Spiegelwirkung besonders vorteilhaft ist.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Abdeckplatte auf der Nutzseite eine weitere Beschichtung beziehungsweise Bedruckung aufweisen. Eine solche Bedruckung kann beispielsweise in Form von Punktrastern, Kochzonenmarkierungen, Beschriftungen oder Symbolen vorliegen. Insbesondere bei glatten Unterseiten Erzeugen solche Bedruckungen beim Blick auf eine metallisch anmutende Schicht Spiegelbilder, die die Wahrnehmbarkeit von Farbunterschieden zwischen parkettiertem und nicht parkettiertem Bereich zusätzlich erschweren können. Dadurch wird also der homogene Eindruck der metallischen Schicht zusätzlich verbessert.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte, wobei auf der Unterseite zumindest eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, wobei zumindest in einem Bereich der Schicht eine Parkettierung, durch zumindest teilweise Abtragung der Schicht, hergestellt wird, wobei die Parkettierung Kacheln umfasst, wobei die Kacheln jeweils eine Kontur aufweisen, wobei die Konturen der Kacheln eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht bilden.
Zur Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte wird zunächst eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht auf der Unterseite der Abdeckplatte abgeschieden. Das Abscheiden kann mittels einer Vielzahl geeigneter Verfahren erfolgen, beispielsweise mittels Sputtern, Aufdampfen, plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung, Tintenstrahldruck, Flexodruck, Siebdruck, Tauchbeschichtung oder Rakeln. Von diesen Verfahren wird Sputtern aufgrund der Schichtqualität, Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit besonders bevorzugt.
In einem oder mehreren Bereichen der Abdeckplatte wird eine Parkettierung hergestellt. Dabei wird die zusammenhängende Fläche der Konturen der Kacheln einer Parkettierung von der Schicht abgetragen. Die Schicht wird innerhalb der Kontur vollständig abgetragen, so dass die einzelnen Kacheln der Parkettierung gegeneinander elektrisch isoliert sind. Vorzugsweise erfolgt die Abtragung im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Unterseite. Als Verfahren zur Abtragung können ebenfalls eine Vielzahl geeigneter Verfahren verwendet werden, beispielsweise fotolithografische Verfahren, Lift-Off-Lithografie, Anbringen einer Maskierung der Konturfläche vor dem Beschichten mit anschließendem ablösen der Maskierung oder Strukturierung mittels Laserstrahlung.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Parkettierung mit einem Laser hergestellt.
Zur Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte kann ein gepulster Laser verwendet werden. Die Intensität des Lasers wird so eingestellt, dass die Ablationsschwelle der Schicht erreicht wird, so dass diese verdampft. Gleichzeitig ist die Intensität zu gering um die Ablationsschwelle der Glas- oder Glaskeramik zu erreichen. Daher bleibt diese unbeschädigt. Mit einem geeigneten Laser können auf diese Art Unterbrechungen im µm-Bereich in die Beschichtung appliziert werden. Die Unterbrechungen in der Schicht entsprechen der Kontur der Kacheln einer Parkettierung. Gegebenenfalls kann unter der Schicht noch eine weitere Zwischenschicht vorhanden sein. In diesem Fall kann die Zwischenschicht ebenfalls abgetragen werden oder im von der Schicht befreiten Bereich der Kontur belassen werden.
Im Folgenden wird beispielhaft ein Verfahren zur Erzeugung der Parkettierung mittels Laser beschrieben.
Um die leitfähige Schicht im Bereich der Kontur abzutragen, wird ein Laserstrahl mittels einer Einrichtung zur Führung eines Laserstrahls über die Oberfläche der Abdeckplatte geführt. Dabei ist der Laser so eingestellt, dass die Ablationsschwelle der Schicht überschritten wird und somit die Schicht am Auftreffort des Lasers entfernt wird. Dabei wird die Laserleistung jedoch so eingestellt, dass die Ablationsschwelle des Glases oder der Glaskeramik nicht erreich wird. Auf diese Weise bleibt die Oberfläche der Abdeckplatte im behandelten Bereich intakt und wird nicht beschädigt. Als Beispiel sei die unter den Namen CERAN CLEARTRANS® vertriebene Glaskeramik genannt. Bei dieser Glaskeramik liegt die Ablationsschwelle für eine Laserwellenlänge von 1064 nm bei etwa 5,2*10¹⁷ W/m². Metalle und metallische Legierungen haben beispielsweise eine Ablationsschwelle von weniger als 5*10¹⁷ W/m².
Der Laserstrahl kann auf unterschiedliche Art und Weise über die Oberfläche geführt werden. Dazu können beispielsweise Galvanometerscanner oder Polygonscanner verwendet werden. Diese Verfahren zeichnen sich zwar durch eine schnelle Bearbeitungszeit aus. Bei der Bearbeitung größerer Bereiche kann es allerdings zu Problemen kommen. Größere Bereiche können mit Galvanometerscannern nur mittels Stitching, also dem Aneinanderreihen sukzessive bearbeiteter Teilbereiche, bearbeitet werden. Dabei kann es am Rand zwischen angrenzenden Teilbereichen zu einem Versatz oder einer Aufweitung der Linienbreite kommen. Beides ist nachteilig. Polygonscanner leiden bei großen zu bearbeitenden Flächen im Randbereich unter einer optischen Kissenverzeichnung, die zu einer Abweichung von der gewünschten Parkettierung führen kann. Die Verwendung von Festoptiken auf einem xy-Positionierungstisch ist im Unterschied dazu besonders vorteilhaft, weil damit große Bereiche ohne Abbildungsfehler bearbeitet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann ein gepulster Laser verwendet werden. Beispielsweise ist ein Neodym-YAG-Laser mit einer Wellenlänge von 1064 nm, einer Pulslänge von 10 ps, einem M²-Faktor von weniger als 1,4, einem Rohstrahl-Durchmesser von 12 mm, einer mittleren Leistung von etwa 5 W bei einer Pulswiederholrate von 200 kHz geeignet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gauss-Profil des Lasers mittels einer geeigneten Optik in ein TopHat-Profil umgewandelt wird, weil damit besonders konturscharfe Abtragungen erzeugt werden können. Es können auch andere Laser zum Einsatz kommen, beispielsweise Titan-Saphir-Laser mit Pulslängen < 10 ps oder Laserdioden im Dauerstrichbetrieb. Der Vorteil von gepulsten Lasern gegenüber Lasern mit Dauerstrichbetrieb liegt in einer höheren erreichbaren Konturschärfe und einer niedrigeren thermischen Belastung der Abdeckplatte.
Eine zusätzliche Barriereschicht kann entweder vor oder nach der Anfertigung der Parkettierung aufgebracht werden. Wird die Barriereschicht mit der gleichen Beschichtungstechnologie aufgebracht, wie die leitfähig Schicht, so ist es in der Regel wirtschaftlich vorteilhaft, die Barriereschicht unmittelbar nach dem Aufbringen der leitfähigen Schicht, also vor der Anfertigung der Parkettierung, aufzubringen. Andererseits kann eine höhere Temperaturbeständigkeit erzielt werden, wenn die Barriereschicht erst nach dem Anfertigen der Parkettierung aufgebracht wird, da dann auch die Kanten der Schicht an den Konturen vollständig von der Barriereschicht bedeckt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Parkettierung mit einem Laser, durch zumindest teilweise Abtragung der Schicht in geraden Linien in drei, bevorzugt zwei, Raumrichtungen innerhalb der Ebene der Unterseite, hergestellt.
Die Herstellung ausgewählter Parkettierungen ist besonders vorteilhaft. Eine platonische Parkettierung mit gleichen Kacheln bestehend aus einem gleichseitigen und gleichwinkligen Dreieck lässt sich besonders effizient herstellen. Die Konturen der Kacheln ergeben gerade parallele Linien in drei Raumrichtungen. Solche Linien können mit Laserstrukturierungsverfahren besonders effizient hergestellt werden. Dafür muss der Laserstrahl während der Herstellung nur dreimal neu ausgerichtet werden. Weiterhin kann der Laserstrahl in einer zusammenhängenden, geradlinigen und gleichförmigen Bewegung über die Beschichtung bewegt werden. Der Laserstrahl muss also weder beschleunigt, noch während der Bewegung zeitlich unterbrochen werden. Dadurch kann der Laserstrahl besonders schnell über die Schicht bewegt werden und gleichzeitig können geringe Fertigungstoleranzen realisiert werden.
Für eine platonische Parkettierung mit gleichen Kacheln bestehend aus Quadraten ist die Herstellung nochmals effizienter. Die Konturen der Kacheln ergeben gerade parallele Linien in nur zwei Raumrichtungen. Dadurch kann die Herstellungsdauer weiter reduziert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen exemplarisch erläutert.

1: Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glas-oder Glaskeramikabdeckplatte
2a: Schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Parkettierung
2b: Schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Parkettierung
2c: Schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Parkettierung
2d: Schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Parkettierung
2e: Schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Parkettierung
3a: Schematische Darstellung der Positionierung eines Sensors
3b: Schematische Darstellung der Überlappung eines Sensors mit den Kacheln
4a: Querschnitt eines Ausschnitts der Glas- oder Glaskeramikabdeckplatte im Bereich einer ersten Ausführungsform der Parkettierung
4a: Querschnitt eines Ausschnitts der Glas- oder Glaskeramikabdeckplatte im Bereich einer zweiten Ausführungsform der Parkettierung

1 zeigt eine Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1. Die Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 umfasst erfindungsgemäß eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht an ihrer Unterseite. Die Darstellung beinhaltet exemplarisch verschiedene Elemente, welche im Folgenden einzeln näher erläutert werden. Die Elemente können in verschiedenen denkbaren Ausführungsformen der Glas-oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 allein oder in Kombination sowie einzeln oder mehrfach vorkommen. Die Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 umfasst verschiedene voneinander elektrisch isolierte Bereiche, wobei einzelne Bereiche eine Parkettierung 2 aufweisen und der größte zusammenhängende Bereich keine Parkettierung 2 aufweist. Die Parkettierung 2 umfasst eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht. Die Begrenzung der Parkettierung 2 eines Bereichs kann entweder die Parkettierung 2 selbst oder eine zusätzliche Umrandung sein. Unterhalb einer Parkettierung 2 sind kapazitive Sensoren 3 oder kapazitive Slider-Berührungssensoren 4 verschiedenster Form und Anzahl angeordnet. Weiterhin ist eine Sieben-Segment-Anzeige 5 unter einer Parkettierung 2 angeordnet, dabei können zusätzlich berührungsempfindliche Sensoren angeordnet sein. Die Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 weist eine vollflächige Aussparung der Schicht 6 auf. Dies ermöglicht die Anordnung von Anzeigegeräten, wie LCDs oder berührungsempfindlichen Displays. Die Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 weist Markierungen für Kochfelder 7 auf. Weiterhin sind andere Markierungen zur Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit, wie Zeichen, Zahlen oder Schrift, denkbar. Die Markierungen können auf die Nutz- oder Unterseite der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 aufgetragen werden.
Nicht in 1 dargestellt ist eine weitere Ausführungsform, gemäß der zusätzlich oder alternativ ein Bereich, der eine Parkettierung 2 aufweist im Bereich eines Kochfeldes 7, also innerhalb des durch die entsprechende Markierung begrenzten Bereichs 7, angeordnet ist. In einem solchen Fall können unterhalb des parkettierten Bereichs kapazitive Sensoren eins Topferkennungssystems oder eines Überlaufsensors angeordnet sein. Solche Sensoren dienen der Betriebssicherheit des Kochgeräts.
Die 2a bis e zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Parkettierung. Die Parkettierung besteht erfindungsgemäß aus Kacheln 11 und deren Kontur 10. Die Kontur 10 begrenzt die jeweilige Kachel 11 in alle Raumrichtungen zu benachbarten Kacheln 11. Die durch die Konturen 10 der jeweiligen Parkettierung belegten Raumrichtungen sind exemplarisch durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet. Dabei entsprechen die Konturen 10 entlang der jeweiligen Raumrichtung geschlossenen oder unterbrochenen, geraden, parallelen Linien. Die Konturen 10 bilden eine zusammenhängende Fläche. Die zusammenhängende Fläche stellt eine vollständige Aussparung in der Schicht dar. Die Kacheln 11 sind Kante an Kante angeordnet und periodisch wiederkehrend. Die Kacheln sind als Polygone ausgebildet. Die 2a bis c stellen platonische Parkettierungen dar. Die Kacheln der dieser Parkettierungen bestehen aus regelmäßigen und identischen Polygonen. Die 2d stellt eine bevorzugte archimedische Parkettierung dar. Die Kacheln der Parkettierung bestehen aus regelmäßigen und identischen Sechsecken und regelmäßigen und identischen Dreiecken, bei der die Sechsecke an jeder Ecke unmittelbar an ein benachbartes Sechseck angrenzen. Die 2e stellt eine Parkettierung aus nicht regelmäßigen, Kante an Kante angeordneten Vierecken dar. Weiterhin ist Umrandung 12 zur Begrenzung der Parkettierung denkbar.
3a zeigt eine schematische Darstellung der Positionierung eines Sensors. Die Sensorfläche 20 überlappt mit der Fläche einer Kachel 21 vollständig, teilweise oder gar nicht. Am Rand des Sensors liegt in der Regel eine teilweise Überlappung vor. Wohingegen die verbleibenden Kacheln der Parkettierung im Bereich des Sensors vollständig überlappen und außerhalb gar nicht überlappen. Erfindungsgemäß ist die Fläche einer Kachel 21 klein genug, so dass nur die Sensorfläche 20 eines Sensors mit ihr überlappt. Dadurch werden parasitäre kapazitive Ankopplungen und daraus resultierende fehlerhafte Ansteuerungen verschiedener Sensoren vermieden.
3b zeigt eine schematische Darstellung der Überlappung eines Sensors mit den Kacheln. In der Regel unterscheidet sich die Form der Sensorfläche 20 von der Form der Fläche zusammenhängender Kacheln 22. Erfindungsgemäß ist die Fläche einer Kachel 21 klein genug, so dass der Verschnitt aus dem Überlapp der Sensorfläche 20 und der Fläche zusammenhängender Kacheln 22 minimal ist. Dadurch wird eine gezielte Ansteuerung eines Sensors im Wesentlichen innerhalb der Sensorfläche ermöglicht.
Die 4a und b zeigen jeweils einen Querschnitt eines Ausschnitts der Glas- oder Glaskeramikabdeckplatte 1 im Bereich einer Ausführungsform der Parkettierung. An der Unterseite der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte 1 ist eine semitransparente und elektrisch leifähige Schicht 30 aufgebracht. Im Bereich einer Parkettierung sind Kacheln 11 und deren Kontur 10 ausgebildet. Die Kontur 10 stellt eine vollständige Aussparung der semitransparenten und elektrisch leifähigen Schicht 30 dar. Die Kacheln 11 sind gleichmäßig und periodisch angeordnet. Je nach Art der Parkettierung können diese unterschiedliche Größen aufweisen. Weiterhin kann auf der semitransparenten und elektrisch leifähigen Schicht 30 eine Barriereschicht 31 aufgebracht sein. Die Barriereschicht 31 wird nach Anfertigung der Parkettierung aufgebracht und füllt die Kontur 10 aus. Der kapazitive Berührungssensor 3 ist unterhalb einer Parkettierung der semitransparenten und elektrisch leifähigen Schicht 30 angeordnet. Erfindungsgemäß ist der Abstand zweier kapazitiver Berührungssensoren 3 größer als eine Kachel 11. Dadurch werden Fehlschaltungen vermieden und eine präzise Ansteuerung einzelner kapazitiver Berührungssensoren 3 ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1: Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte
2: Parkettierung
3: kapazitiver Berührungssensor
4: kapazitiver Slider-Berührungssensor
5: Sieben-Segment-Anzeige
6: vollflächige Aussparung der Schicht
7: Markierung Kochfeld
10: Kontur
11: Kachel
12: Umrandung
20: Sensorfläche
21: Fläche einer Kachel
22: Fläche zusammenhängender Kacheln
30: semitransparente und elektrisch leifähige Schicht
31: Barriereschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004026836 A1 [0008]
DE 102012206930 A1 [0009]
DE 102013104702 A1 [0018]

Claims

Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) für ein Kochgerät, deren eine Seite die Nutzseite und die gegenüberliegende Seite die Unterseite bilden, wobei die Unterseite zumindest eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht (30) aufweist, wobei die Schicht (30) wenigstens zwei gegeneinander elektrisch isolierte Bereiche aufweist, wobei zumindest einer der Bereiche eine Parkettierung (2) aufweist, wobei die Parkettierung (2) Kacheln (11) umfasst, wobei die Kacheln (11) jeweils eine Kontur (10) aufweisen, wobei die Konturen (10) der Kacheln (11) eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht (30) bilden.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß Anspruch 1, wobei zumindest ein Bereich keine Parkettierung (2) aufweist.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Parkettierung (2) periodisch ist.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kacheln (11) als Polygone ausgebildet sind.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kacheln (11) als regelmäßige Polygone ausgebildet sind.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Kacheln (11) als identische regelmäßige Polygone, bevorzugt als Sechseck, besonders bevorzugt als Dreieck, am meisten bevorzugt als Quadrat, ausgebildet sind.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konturen (10) aller Kacheln (11) einer Parkettierung (2) als gerade, parallele und unterbrechungsfreie Linien in vier Raumrichtungen, bevorzugt drei Raumrichtungen, besonders bevorzugt zwei Raumrichtungen, innerhalb der Ebene der Unterseite ausgebildet sind.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontur (10) eine Linienbreite von weniger als 20 µm, bevorzugt weniger als 15 µm, besonders bevorzugt weniger als 10 µm, aufweist.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Kacheln (11) eine Fläche von weniger als 9 mm², bevorzugt weniger als 4 mm², besonders bevorzugt weniger als 1 mm², am meisten bevorzugt weniger als 0,25 mm², aufweisen.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei deren Lichttransmissionsgrad in einem Bereich ohne Parkettierung maximal 10 %, bevorzugt maximal 5 %, besonders bevorzugt maximal 2 %, und mindestens 0,5 %, bevorzugt mindestens 1 %, beträgt.
Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei deren Lichttransmissionsgrad in einem Bereich ohne Parkettierung maximal 50 %, bevorzugt maximal 40 %, besonders bevorzugt maximal 35 %, und mindestens 15 %, bevorzugt mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 25 % beträgt.
Verfahren zur Herstellung der Glas- oder Glaskeramik-Abdeckplatte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Unterseite zumindest eine semitransparente und elektrisch leitfähige Schicht (30) aufgebracht wird, wobei zumindest in einem Bereich der Schicht (30) eine Parkettierung (2), durch zumindest teilweise Abtragung der Schicht (30), hergestellt wird, wobei die Parkettierung (2) Kacheln (11) umfasst, wobei die Kacheln (11) jeweils eine Kontur (10) aufweisen, wobei die Konturen (10) der Kacheln (11) eine zusammenhängende Aussparung in der Schicht (30) bilden.
Verfahren gemäß Anspruch 12, die Parkettierung (2) mit einem Laser hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die Parkettierung (2) mit einem Laser, durch zumindest teilweise Abtragung der Schicht (30) in geraden Linien in drei, bevorzugt zwei, Raumrichtungen innerhalb der Ebene der Unterseite, hergestellt wird.