DE202012012718U1

DE202012012718U1 - Glaskeramikartikel umfassend ein leuchtendes Farbdisplay

Info

Publication number: DE202012012718U1
Application number: DE202012012718U
Authority: DE
Original assignee: Eurokera SNC
Current assignee: Eurokera SNC
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2013-09-24
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: US9371977B2; JP2017200879A; JP6655046B2; WO2012172257A1; EP2721349A1; CN103597287A; FR2976683A1; FR2976683B1; US20140146530A1; CN103597287B; JP2014523512A; KR20140040153A; KR101939423B1

Abstract

Artikel, der wenigstens einen farbigen Leucht-, insbesondere Anzeigebereich aufweist, wobei der Artikel wenigstens ein Glaskeramiksubstrat, das eine Lichtdurchlässigkeit von 0,8% bis 40% sowie eine optische Transmission von wenigstens 0,1% für wenigstens eine Wellenlänge im Bereich zwischen 420 und 780 nm aufweist, wenigstens eine Lichtquelle sowie wenigstens ein Filter umfasst, um wenigstens einen farbigen Leucht-, insbesondere Anzeigebereich in wenigstens einem Bereich der Platte auszubilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Glaskeramiken. Genauer gesagt betrifft sie einen Artikel (oder ein Produkt) aus Glaskeramik, insbesondere eine Glaskeramikplatte, der/die insbesondere dazu bestimmt ist, Heizelemente zu bedecken oder aufzunehmen, wobei der Artikel mit einer farbigen Leuchtanzeige (oder mit wenigstens einem farbigen Leuchtbereich) in wenigstens einem ausgewählten Bereich des Artikels versehen ist.
Die Verkäufe von Artikeln, wie Glaskeramik-Kochfeldern oder -Platten, nehmen seit mehreren Jahren beständig zu. Dieser Erfolg lässt sich insbesondere durch das attraktive Aussehen dieser Felder sowie durch ihr leichtes Reinigen erklären.
Es sei daran erinnert, dass eine Glaskeramik ursprünglich ein Glas, sogenanntes Vorläuferglas (oder Ausgangs- oder Mutterglas oder Grünglas) ist, dessen spezifische chemische Zusammensetzung ermöglicht, durch geeignete Wärmebehandlungen, die sogenannte Keramisierung, eine kontrollierte Kristallisierung zu bewirken. Diese spezifische, teilweise kristallisierte Struktur verleiht der Glaskeramik einzigartige Eigenschaften.
Es gibt derzeit unterschiedliche Arten von Glaskeramikfeldern oder -platten, wobei jede Variante das Ergebnis umfangreicher Studien und zahlreicher Versuche ist, da es sehr schwierig ist, an diesen Platten und/oder an ihrem Herstellungsverfahren Änderungen vorzunehmen, ohne eine nachteilige Wirkung auf die gewünschten Eigenschaften zu riskieren; um als Kochfeld verwendet werden zu können, muss eine Glaskeramikplatte im Allgemeinen eine Transmission bei Wellenlängen des Bereichs des Sichtbaren aufweisen, die gleichzeitig gering genug ist, um wenigstens einen Teil der darunterliegenden Heizelemente in Ruhe zu verdecken, und hoch genug ist, damit je nach Fall (Strahlungserwärmung, Induktionserwärmung etc.) der Benutzer zum Zwecke der Sicherheit die im Betriebszustand befindlichen Heizelemente visuell erkennen kann; sie muss auch eine hohe Transmission bei Wellenlängen des Infrarotbereiches, insbesondere im Fall von Strahlungsherdplatten aufweisen.
Die derzeitigen hauptsächlichen Platten sind dunkelfarbig, insbesondere schwarz, werden beispielsweise unter Verwendung von Vanadiumoxid, das den Rohstoffen des Mutterglases vor dem Schmelzen zugegeben wird, gefärbt, wobei dieses Oxid nach der Keramisierung einen kräftigen orange-braunen Farbton verleiht, der mit einer Reduktion des Vanadiums verbunden ist. Weitere Farbstoffe, wie Cobalt- und Manganoxide, können ebenfalls verwendet werden. Mit einem geringen Transmissionskoeffizienten unterhalb von 600 nm ermöglichen diese Platten vor allem die Sichtbarkeit von roten Elementen, wie den auf hohe Temperatur erhitzten Heizelementen oder aber Leuchtanzeigen auf der Basis von monochromatischen rotfarbenen Leuchtdioden. Es gibt auch transparentere Glaskeramikplatten (wie die Glaskeramiken KeraVision oder KeraResin, die durch die Gesellschaft EuroKera in den Handel gebracht werden), die die Anzeige weiterer „reiner” Farben (die durch monochromatische Dioden erzeugt werden), wie Blau oder Grün ermöglichen.
Es kam jedoch vor kurzem ein Bedarf auf, eine größere Vielfalt von Anzeigen mit verschiedenartigeren Farben darstellen zu können, die insbesondere synthetische Farben, welche durch Mischungen mit mehreren Wellenlängen erzeugt werden (Fall der weißen Farbe), verwenden. Da der Transmissionskoeffizient der Glaskeramikplatten nicht über das gesamte sichtbare Spektrum einheitlich ist, werden jedoch die relativen Amplituden der verschiedenen (Spektral-)Komponenten des transmittierten Lichts im Allgemeinen verändert, wobei die Farbe nach dem Durchlass von der durch die Quelle erzeugten stark abweichen kann.
Insbesondere Technologien auf der Basis von Leuchtdioden (LEDs), die üblicherweise verwendet werden, um ein weißes Licht zu erzeugen (zum Beispiel mit einer Blaulichtquelle, die mit einem Phosphor, der einen Teil des Lichts absorbiert und gelbes Licht zurücksendet, überzogen ist), können nicht verwendet werden, um eine weiße Farbe durch eine Glaskeramik zu erzeugen. Während das Gleichgewicht zwischen Blau und Gelb anfangs derart ist, dass ihre Mischung aufgrund des Durchgangs in der Glaskeramik einen visuellen Eindruck von weißer Farbe verleiht, wobei die Absorption nicht homogen ist (blau stark absorbiert, gelb weniger), nimmt das Auge durch die Glaskeramik hindurch kein Weiß mehr wahr, sondern nimmt beispielsweise rosa, orange oder rot wahr.
Ebenso ist die Verwendung von LEDs mit polychromatischen Emissionen (die beispielsweise von drei monochromatischen Quellen mit unabhängig eingestellten Intensitäten, wie LEDs vom Typ „RGB” mit drei Quellen, nämlich rot, grün und blau, gebildet sind), um beispielsweise Weiß zu ergeben, nicht geeignet, da die inhomogene Absorption der Glaskeramik im sichtbaren Bereich die Balance zwischen den Farben aus dem Gleichgewicht bringt und auch eine rosa, orange oder rote Wiedergabe erzeugt. Die jeweilige Intensität der RGB-Komponenten kann eingestellt werden, jedoch muss die Mischung perfekt sein (insbesondere räumlich – gute Abdeckung der Lichtstrahlen – und zeitlich – insbesondere gleiche Phase einer möglichen Amplitudenmodulation der Strahlen), um Inhomogenitäten zu vermeiden; der Abstand der drei Emissionsbereiche ist oftmals der Grund für eine unzureichende Mischung, was zu einer ungleichmäßigen Farbe führt. Ebenso erfahren die drei Chips R, G und B unterschiedliche Wärmedrifts und altern unterschiedlich, was im Laufe der Zeit Farbinhomogenitäten zu Tage treten lässt. Je nach Fertigungsreihe der roten, grünen und blauen LEDs werden ferner Farbschwankungen von einer RGB-LED zur anderen festgestellt. RGB-LEDs sind auch voluminöser als die LEDs, die üblicherweise für Anzeigeeinrichtungen verwendet werden, und sind schwieriger in eine Bedienblende zu integrieren.
Aus diesen Gründen haben Glaskeramiken, insbesondere dunkle oder farbige, aufgrund ihrer inhomogenen Absorption im Bereich des Sichtbaren – wobei die Farbe eines diese durchdringenden nicht monochromatischen Lichts verändert wird, wobei dies umso kritischer ist, je breiter sein Spektrum ist, wie bei weißen Quellen – keine Anzeige in weiß oder für eine Mehrheit von anderen Farben als rot, insbesondere für synthetische Farben.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es folglich gewesen, neue verbesserte Glaskeramikartikel (wie Platten) bereitzustellen, insbesondere neue Glaskeramikartikel zu entwickeln, die eine abwechslungsreichere, insbesondere eine andere als eine rote und insbesondere eine weiße Farbleuchtanzeige aufweisen, wobei diese Anzeige nicht die vorgenannten Nachteile aufweist, ein breites Spektrum präziser Farben bietet und sich insbesondere sowie vorteilhafterweise für dunkelfarbene und/oder sehr absorbierende Platten und/oder Platten, die selbst farbig sind, eignet.
Erreicht wird dieses Ziel mit dem erfindungsgemäßen neuen Artikel, der wenigstens einen farbigen Leuchtbereich (insbesondere Anzeigebereich) (im weiten, auch Weiß einschließenden Sinne) aufweist, wobei der Artikel wenigstens ein Glaskeramiksubstrat (insbesondere eine Platte, die beispielsweise dazu bestimmt ist, wenigstens ein Heizelement zu bedecken oder aufzunehmen), das eine Lichtdurchlässigkeit von 0,8% bis 40% sowie eine optische Transmission von wenigstens 0,1% für wenigstens eine Wellenlänge im Bereich zwischen 420 und 780 nm (im Bereich des Sichtbaren gelegen) aufweist, wenigstens eine Lichtquelle (und/oder eine die Quelle beinhaltende Anzeigeeinrichtung) sowie wenigstens ein Filter umfasst, (das (im Betrieb) mit der Quelle gekoppelt ist (ebenso wie mit der Platte, wobei der erhaltene farbige Bereich insbesondere aus (der Wirkung/dem Effekt dieser) diesen drei Bestandteile(n) resultiert)), um insbesondere wenigstens einen farbigen Leuchtbereich, insbesondere eine Anzeige (zum Beispiel Anzeigen von Daten/Signalisierung oder Ziermotive) in wenigstens einem Bereich der Platte auszubilden. Wie später erläutert wird, kann dieses Filter insbesondere (hinsichtlich Positionierung) mit der Quelle und/oder der Platte kombiniert werden.
Unter „Filter” wird ein optisches Filter (mit Wirkung auf die Lichtdurchlässigkeit), insbesondere Farbfilter verstanden (wobei die Wirkung auf die Transmission der Wellenlänge in Abhängigkeit der Wellenlängen erfolgt), wobei dieses Filter insbesondere ein im Allgemeinen ebenes Element (Körper, Substrat, Werkstoff) ist, insbesondere in Form eines Films oder einer Schicht oder eines Verbunds, auf der Basis wenigstens eines organischen oder mineralischen, (halb)transparenten Materials (insbesondere in dem Sinne, dass es für (eine) bestimmte Wellenlänge(n) des Sichtbaren transparent und für (eine) andere, durch deren Blockieren/Beeinträchtigen, nicht transparent ist, wobei dieses Filter ferner im Allgemeinen eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 5%, insbesondere von wenigstens 20% und insbesondere von wenigstens 30% aufweist), insbesondere ermöglicht, bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Spektrums zu absorbieren und/oder zu reflektieren und/oder zurückzusenden. In besonders vorteilhafter Weise ist das Filter ein Absorptionsfilter (wobei die Wirkung auf die Lichtdurchlässigkeit mittels Absorption bei bestimmten Wellenlängen erfolgt, wobei das absorbierte Licht insbesondere in Wärme umgewandelt und/oder mit anderen Wellenlängen emittiert werden kann). Bei einer weiteren Ausführungsform ist dieses Filter ein Reflexionsfilter (wobei die Wirkung auf die Lichtdurchlässigkeit mittels Reflexion bei bestimmten Wellenlängen erfolgt). Das Filter kann angesetzt (separat gefertigt) und insbesondere mit der Lichtquelle (oder mit mehreren Lichtquellen) und/oder mit dem Glaskeramiksubstrat kombiniert werden oder es kann integriert oder direkt auf dem Glaskeramiksubstrat und/oder eventuell auf wenigstens einer Lichtquelle und/oder einem Zwischenelement ausgebildet werden, wie später erläutert wird. Wenigstens eine Lichtquelle ist (im Betrieb) mit wenigstens einem solchen Korrekturfilter gekoppelt (das heißt, dass ihre ausgesandte Strahlung das Filter passiert), um die gewünschte Anzeige durch das Glaskeramiksubstrat, mit dem diese Anordnung kombiniert ist, zu erzeugen.
Das vorgenannte Filter wird in Abhängigkeit von der Glaskeramik gewählt (oder ist ihr eigen oder von ihr abhängig), (im vorliegenden Fall von der optischen Transmission – oder spektralen Durchlässigkeit oder spektralen Dispersion – des Glaskeramiksubstrats, wobei die optische/spektrale Transmission selbst von der Zusammensetzung und von der Dicke des Substrats abhängig ist), sowie eventuell von der Lichtquelle, wie später erläutert wird, um wenigstens einen farbigen Leuchtbereich mit festgelegten Farbkoordinaten, insbesondere einen anderen farbigen Bereich als einen roten und insbesondere einen farbigen Bereich weißer Farbe oder einer synthetischen Farbe, die durch eine Mischung mit mehreren Wellenlängen erhalten wird, zu bilden.
Unter Glaskeramikartikeln (Artikeln aus Glaskeramik) werden nicht nur die Artikel verstanden, die aus eigentlicher Glaskeramik gefertigt sind, sondern auch die Artikel aus jedwedem anderen ähnlichen Material, das für die gleichen Anwendungen geeignet ist (zum Beispiel ein verstärktes oder nicht verstärktes Glas), das insbesondere hochtemperaturbeständig ist und/oder insbesondere einen Ausdehnungskoeffizienten gleich null oder beinahe null (beispielsweise von unter 15.10^–7 K^–1 wie im Fall der mit Strahlungsherden verwendeten Glaskeramikplatten) aufweist. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um einen Artikel aus eigentlicher Glaskeramik.
Der erfindungsgemäße Artikel kann vorteilhafterweise eine Kochplatte sein, er kann aber auch jedweder andere Glaskeramikartikel sein, der eine funktionelle oder dekorative Anzeige aufweist, sogar ein Artikel oder Modul oder eine Anordnung oder ein System (hauptsächlich bestimmt) zur (dekorativen und/oder funktionellen) Anzeige, mit wenigstens einer Lichtquelle, die mit wenigstens einem Korrekturfilter gekoppelt ist, wobei diese Anordnung mit wenigstens einer Glaskeramik, insbesondere Platte, gemäß der Erfindung gekoppelt ist.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Artikel (als Substrat) von einer ebenen oder hauptsächlich oder beinahe ebenen (insbesondere mit einer Durchbiegung der Diagonalen der Platte von weniger als 0,1% und vorzugsweise in der Größenordnung von null) Glaskeramikplatte (mit einer Dicke im Allgemeinen zwischen 3 und 4 mm, insbesondere in der Größenordnung von 4 mm) gebildet und ist dazu bestimmt, als Kochplatte zu dienen. Eine solche Platte ist im Allgemeinen dazu bestimmt, in eine Kochmulde oder einen Herd integriert zu werden, die/der die Platte sowie Heizelemente umfasst, beispielsweise Strahlungs- oder Halogenherde oder Induktionsheizelemente.
Die Platte weist im Allgemeinen eine in Gebrauchsstellung „obere” Seite (sichtbare Seite), eine weitere, in Gebrauchsstellung „untere” (oftmals beispielsweise in dem Gestell oder Gehäuse eines Herdes verdeckte) Seite sowie einen Rand (oder Kante oder Dicke) auf. Die obere Seite ist im Allgemeinen eben und glatt, kann aber auch wenigstens einen erhabenen Bereich und/oder wenigstens einen vertieften Bereich und/oder wenigstens eine Öffnung aufweisen (zum Beispiel wenn die Platte eine Öffnung enthält, die dazu bestimmt ist, einen atmosphärischen Gasbrenner aufzunehmen). Die untere Seite kann insbesondere glatt sein oder mit Stiften versehen sein, die ihre mechanische Festigkeit erhöhen und beispielsweise durch Walzen erhalten werden. Gegebenenfalls kann im Fall von Stiften ein Index-Harz auf die untere Seite aufgebracht werden, um sie, falls erforderlich im Fall des Hinzufügens eines Filters auf dieser Seite, zu glätten.
Der erfindungsgemäße Artikel ist vorteilhafterweise auf der Basis jedweder Glaskeramik, die intrinsisch oder eigentlich eine Lichtdurchlässigkeit von 0,8% bis 40% (insbesondere von 2,3 bis 40%) sowie eine optische Transmission (die auf bekannte Weise durch Aufstellen des Verhältnisses zwischen der transmittierten Intensität und der einfallenden Intensität bei einer gegebenen Wellenlänge bestimmt wird) von wenigstens 0,1% für wenigstens eine Wellenlänge, im Bereich des Sichtbaren, von über 420 nm (und bis 780 nm) und vorzugsweise von wenigstens 0,1% für alle Wellenlängen im Bereich zwischen 420 und 780 nm aufweist. Unter „eigentlich” wird verstanden, dass die Platte eine solche Durchlässigkeit oder Transmission an sich aufweist, ohne das Vorliegen irgendeiner Beschichtung. Die Lichtdurchlässigkeit wird nach der Norm ISO 9050:2003 (welche auch die optische Transmission erwähnt) unter Verwendung der Lichtart D65 gemessen und ist die Gesamtdurchlässigkeit (insbesondere in den Bereich des Sichtbaren integriert und durch die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges abgewogen), wobei sowohl die direkte Transmission als auch die mögliche diffuse Transmission berücksichtigt werden, wobei die Messung beispielsweise mit Hilfe eines Spektralphotometers, das mit einer integrierenden Sphäre ausgestattet ist, vollzogen wird, wobei die Messung in einer gegebenen Dicke anschließend gegebenenfalls auf die Referenzdicke von 4 mm nach der Norm ISO 9050:2003 umgerechnet wird. In besonders vorteilhafter Weise ist die Erfindung auf dunkle Platten, insbesondere mit schwarzem oder braunem Aussehen anwendbar, die solche Transmissionskriterien aufweisen, jedoch kann die verwendete Glaskeramik, die solche Kriterien aufweist, auch eine helle Glaskeramik sein, wobei die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht, die Leuchtanzeige der gewünschten genauen Farbe, mit einer großen Anpassungsflexbilität, für dieses gesamte Plattenspektrum auf einfache Weise und ohne die Gefahr einer Beeinträchtigung anderer Eigenschaften der Platten zu erhalten.
Bei einer ersten Ausführungsform ist die Glaskeramik eine insbesondere dunkle Glaskeramik (insbesondere derart, dass der Wert von L* in dem Farbvalenz-System CIE, der anhand des Transmissionsspektrums der Glaskeramik im Bereich des Sichtbaren berechnet wird, unter 70% liegt), die eine Lichtdurchlässigkeit im Sichtbaren zwischen 0,8% und 5%, insbesondere zwischen 0,8 und 2,5% aufweist und die eine optische Transmission von über 0,1% für wenigstens eine Wellenlänge im Bereich des Sichtbaren von über 450 nm aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Glaskeramik, vom Typ Lithium-Aluminosilikat, (eigentlich) eine Lichtdurchlässigkeit von 2,3% bis 40%, insbesondere von über 2,5%, insbesondere von über 3,5%, sowie eine optische Transmission von wenigstens 0,6% für wenigstens eine Wellenlänge im Bereich zwischen 420 und 480 nm auf. In diesem Fall, ob die Glaskeramik nun hell oder dunkel ist, weist sie vorzugsweise wenigstens ein Abdeckmittel auf, das dazu bestimmt ist, wenigstens einen Teil der darunterliegenden zugeordneten Elemente (insbesondere Heizmittel) abzudecken, gegebenenfalls unter Ausschluss der lichtemittierenden Vorrichtungen/der Beleuchtungsbereiche und gegebenenfalls Strahlungsheizmitteln, wobei das (die) Filter in diesem Fall im Wesentlichen in den nicht abgedeckten Leuchtbereichen verwendet wird (werden).
Insbesondere wird vorteilhafterweise eine Glaskeramik verwendet, welche die folgenden Bestandteile umfasst und/oder durch Keramisierung aus einem Glas mit folgender Zusammensetzung, innerhalb der nachstehenden, in Gewichtsprozenten ausgedrückten Grenzen erhalten wird: SiO₂: 52–75%; Al₂O₃: 18–27%; Li₂O: 2,5–5,5%; K₂O: 0–3%; Na₂O: 0–3%; ZnO: 0–3,5%; MgO: 0–3%; CaO: 0–2,5%; BaO: 0–3,5%; SrO: 0–2%; TiO₂: 1,2–5,5%; ZrO₂: 0–3%; P₂O₅: 0–8%, und vorzugsweise innerhalb der nachstehenden, in Gewichtsprozenten ausgedrückten Grenzen: SiO₂: 64–70%; Al₂O₃: 18–21%; Li₂O: 2,5–3,9%; K₂O: 0–1,0%; Na₂O: 0–1,0%; ZnO: 1,2–2,8%; MgO: 0,20–1,5%; CaO: 0–1%; BaO: 0–3%; SrO: 0–1,4%; TiO₂: 1,8–3,2%; ZrO₂: 1,0–2,5%.
Die Glaskeramik kann auch bis zu 1 Gew.-% von nicht wesentlichen Bestandteilen enthalten, die das Schmelzen des Ausgangsglases oder die spätere Entglasung, die zu der Glaskeramik führt, nicht beeinträchtigen. Farbstoffe können der Zusammensetzung insbesondere im Fall beispielsweise von schwarzen oder braunen Glaskeramiken zugegeben werden. Beispielsweise kann die Zusammensetzung der Platte vorteilhafterweise Vanadiumoxid in einem Anteil zwischen 0,01% und 0,2%, vorzugsweise kleiner oder gleich 0,05%, sogar 0,04% umfassen. Die bevorzugten Gehalte an Vanadiumoxid liegen zwischen 0,01 und 0,03%.
Um die Heizelemente zu verdecken, kann die Glaskeramik auch, und eventuell in Kombination mit dem Vanadiumoxid, die folgenden weiteren Farbstoffe (Gewichtsgrenzen) umfassen: Fe₂O₃: 0–0,2%; CoO: 0–1% und vorzugsweise 0–0,12%, sogar NiO, CuO und/oder MnO. Die Glaskeramik kann auch Zinnoxid (oder weitere Reduktionsmittel wie Metallsulfide) in einem Anteil von unter 0,5% umfassen, wobei Zinnoxid ermöglicht, die Reduktion von Vanadium während des Keramisierungsschrittes zu begünstigen, was insbesondere zum Erscheinen der Farbe führt.
Die erfindungsgemäß bevorzugte dunkle Glaskeramik umfasst im Allgemeinen Kristalle mit β-Quarz-Struktur innerhalb einer restlichen Glasphase, und der Absolutwert ihres Ausdehnungskoeffizienten liegt vorteilhafterweise unter oder beträgt gleich 15.10^–7/°C, sogar 5.10^–7/°C.
Durch die Auswahl von Glaskeramiken, die – obwohl gegebenenfalls dunkel – vorstehend beschriebene ausgewählte Lichtdurchlässigkeit und optische Transmission aufweisen, sowie ihre Kombination mit Filtern, die – wie zuvor erläutert – entsprechend den Bedürfnissen ausgewählt sind, um die spektrale Dispersion der Glaskeramik auf kontrollierte Weise zu kompensieren oder zu korrigieren, kann unabhängig von dem Ausgangsspektrum der durch die Glaskeramik betrachteten Lichtquelle die gewünschte Wiedergabe der Farben erhalten werden, ohne durch die Wahl der Lichtquellen eingeschränkt, noch zu komplexen Umwandlungen dieser oder der Glaskeramik gezwungen zu sein. Das Filter, das in Abhängigkeit der Glaskeramik und eventuell der Quelle (entsprechend dem gewünschten Ziel, wie später erläutert wird, insbesondere in dem Fall, in dem der ermittelte Lichtstrom korrigiert werden soll) gewählt wird, ermöglicht, die gewünschte Durchlässigkeit der Filter/Glaskeramik-Anordnung zu erhalten (mit Farbkorrektur oder Erreichen einer neutralen Durchlässigkeit, das heißt ohne Beeinträchtigung der Ausgangsfarbe der Quelle). Die Erfindung eignet sich für dunkle oder farbige, die Transmissions- oder Durchlässigkeitskriterien erfüllende Glaskeramikplatten, die sie mit einer Funktion kontrollierter Farbgebung der Anzeige ausstattet. Sie ermöglicht bei einer Quelle gegebener Farbe, eine vorgegebene Zielfarbe zu erreichen und insbesondere resultierende Anzeigen/Anzeigeeinrichtungen mit einer Farbe, die mit der Ausgangsfarbe identisch ist oder nicht, insbesondere resultierende weiße Anzeigeeinrichtungen oder Anzeigeeinrichtungen mit für Glaskeramiken unüblichen Farben auszubilden. Die Erfindung ermöglicht auch, Bereiche mit unterschiedlichen Farbgebungen auf einer Glaskeramik zu erzeugen, indem beispielsweise besondere Farbgebungen Räumen oder Funktionen zugeordnet werden.
Wie vorstehend definiert umfasst der erfindungsgemäße Artikel auch wenigstens eine Lichtquelle, die kontinuierlich oder diskontinuierlich sein kann, und umfasst gegebenenfalls mehrere Quellen (wobei ihre Anzahl und ihre Anordnung variieren können, um die Beleuchtung zu homogenisieren). Die Quelle oder Quellen können in eine Struktur oder Strukturen vom Typ Anzeigeeinrichtung(en) (beispielsweise mit sogenannten „7-Segment”-Leuchtdioden oder Flüssigkristallen), eine elektronische Bedienblende mit sensitiven Tasten und Digitalanzeige etc. integriert sein/mit dieser (diesen) gekoppelt sein. Die Lichtquellen sind vorzugsweise durch mehr oder weniger beabstandete Leuchtdioden (oder LED im Englischen) gebildet, die eventuell einem oder mehreren optischen Leitern zugeordnet sind, wie später erwähnt. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Dioden hinsichtlich insbesondere Platzbedarf, Effizienz, Lebenserwartung sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltbedingungen (Hitze etc.) vorteilhaft.
Die Dioden können eingekapselt sein, das heißt ein Halbleiterbauelement sowie eine Hülle (beispielsweise aus Harz vom Typ Epoxid oder Nylon), die das Halbleiterbauelement einkapselt, umfassen. Die Dioden können auch Halbleiterchips ohne Kollimationslinsen sein, zum Beispiel mit einer Größe in der Größenordnung von etwa hundert μm oder des Millimeters, eventuell mit einer geringfügigen Einkapselung (beispielsweise zum Schutz).
Die Dioden können von einem Träger oder einer Leiste oder einem Sockel getragen sein, wobei dieser Sockel eine (ebene oder geneigte) Oberfläche aufweisen kann, die für eine bessere Lichtausbeute behandelt und/oder reflektierend gemacht ist, beispielsweise mit einem Lack oder einem Anstrich und/oder einer Spiegelschicht überzogen ist, und/oder mit einem weißen oder metallischen Reflektor gekoppelt ist, um die emittierte Strahlung besser zu lenken.
Die Verbindung der Quelle oder Quellen (mit der Platte oder einem anderen Bestandteil des Artikels, wie zum Beispiel der Bedienblende) kann durch Schweißen, Festclipsen, Kleben etc., gegebenenfalls mittels eines weiteren Elements erfolgen; beispielsweise können Dioden, die auf einen Träger geschweißt sind, der selbst am Boden eines Metallprofils aufgenommen ist, durch Festclipsen oder Kleben des Profils angebracht werden. Die Positionierung der Quelle oder Quellen (insbesondere in Bezug auf die Platte) ist ausgelegt, um ein Anzeigen durch die Glaskeramik hindurch zu ermöglichen.
Die Quellen sowie ihre Versorgung und Betätigung können getrennt sein oder auch nicht, um je nach Bedarf ein gleichzeitiges oder getrenntes Beleuchten der gewünschten Beleuchtungsbereiche zu ermöglichen. Jede Quelle kann monochromatisch sein (reine Farbe), insbesondere in dem Fall, in dem mehrere monochromatische Quellen kombiniert sind (beispielsweise RGB-LED), um ein polychromatisches Spektrum (synthetische Farbe) zu emittieren, oder kann polychromatisch sein. Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise, die inhomogene Absorption des polychromatischen Spektrums der Quelle oder Quellen durch die Glaskeramik (beispielsweise bei einer weißen LED) zu korrigieren und ist insbesondere auf die Artikel anwendbar, die Quellen mit polychromatischen Emissionen (allein oder in Kombination) verwenden.
Unter „monochromatische Lichtquelle” wird eine Lichtquelle verstanden, die ein einziges Emissionspeak im Bereich der sichtbaren Wellenlängen aufweist, das derart ist, dass die Breite des Peaks von 1 bis 100 nm, vorzugsweise von 5 bis 50 nm variiert.
Unter „polychromatische Lichtquelle” wird eine Lichtquelle verstanden, die wenigstens zwei Emissionspeaks mit unterschiedlichen Wellenlängen im Bereich der sichtbaren Wellenlängen aufweist. Die (durch die Netzhaut) wahrgenommene Farbe stammt dann aus einer Mischung aus den unterschiedlichen Wellenlängen. Es kann sich um eine LED und/oder um eine LED-Anzeigeeinrichtung, mit einem Emissionsspektrum handeln, das ein Hauptemissionspeak und ein weiteres, beispielsweise Fluoreszenzemissionspeak, das breiter als das Hauptpeak und im Allgemeinen von geringerer Intensität ist, aufweist. Die polychromatische LED emittiert insbesondere entsprechend einer ersten Emission (hoher oder geringer Intensität) im Bereich zwischen 400 und 500 nm und entsprechend einer zweiten Emission im Sichtbaren jenseits von 500 nm (hoher oder geringer Intensität) (zum Beispiel der Fall von LEDs, die von wenigstens einem elektrolumineszierenden Kristall und von (einem) photolumineszierenden Phosphor(en) gebildet sind).
Als Quellen können insbesondere weiße LEDs verwendet werden, die beispielsweise aus einem Halbleiterkristallchip, wie im Blauen emittierenden Indium/Galliumnitrid (InGaN) gefertigt sind, der mit einem transparenten Harz (wie Silikon oder Epoxid) überzogen ist, das mineralische Leuchtstoffe (zum Beispiel YAG:Ce) enthält, die Blau absorbieren und im gelben Bereich emittieren. Als weitere Beispiele für vorteilhafte polychromatische LEDs können insbesondere die folgenden LEDs oder Anzeigeeinrichtungen genannt werden: die Serie XLamp^® LED oder „High Brightness LED” der Gesellschaft CREE, die Serie NichiaHelios, NichiaRigel, „Lamp type LED”, NSSM, NSSW, NSEW, NS9 und NS2 der Gesellschaft Nichia, die Serie der weißen „TOPLED^®” sowie die Bezeichnungen LW Q38E, LW L283 und LW Q38G der Gesellschaft OSRAM, die Serie „Luxeon^® Rebel White” und „Luxeon^® K2” der Gesellschaft Philips Lumileds, die LEDs mit den Bezeichnungen E1S19, E1S27, E1S62, E1S66, E1S67, E1SAG, E1SAP, EASAA, EASAU, EASAV, E1L4x und E1L5x der Gesellschaft Toyoda Gosei, die LEDs mit den Bezeichnungen HSMW-C120, HSMW-C130, HSMW-C191, HSMW-C197 und HSMW-C265 der Gesellschaft Avago Technologie, die LEDs mit den Bezeichnungen LTW-C193TS5 und LTW-C191TS5 der Gesellschaft LITE-ON, die LEDs mit den Bezeichnungen WH104L-H, WH104-NZ und WH107 der Gesellschaft Seoul Semiconductor, die LED mit der Bezeichnung 19-213/T1D-KS1T1B2/3T der Gesellschaft Everlight, etc.
Genannt werden können auch die folgenden LED-Anzeigeeinrichtungen: weiße 7-Segment-Anzeigeeinrichtungen mit den Bezeichnungen HDSM-431W und HDSM-433W der Gesellschaft Avago Technologies, oder den Bezeichnungen FN1-0391W010JBW und FN1-0391W050JBW der Gesellschaft FORGE EUROPA, Matrixanzeigeeinrichtungen „Dot Matrix^®” der Gesellschaft KingBright z. B. Ref. TA20-11YWA; Balkenanzeigeeinrichtungen „Bar Graph Array^®” der Gesellschaft KingBright, zum Beispiel mit der Bezeichnung DC10YWA. Es sei angemerkt, dass die LED-Anzeigeeinrichtungen Leuchtanzeigevorrichtungen sind, deren „primäre” Lichtquelle von LED(s) gebildet ist, wobei diese Vorrichtungen im Allgemeinen aus Leucht-„Segmenten” (zum Beispiel 7-Segment-Anzeigeeinrichtungen), Punkten (Matrixanzeigeeinrichtungn) oder Balken bestehen, wobei ein Segment im Allgemeinen durch einen Reflektor gebildet ist, wobei die LED oder LEDs im Allgemeinen an einem Ende des Reflektors eingesetzt ist (sind) und das Licht bis zum anderen (sichtbaren) Ende geführt wird, wobei die Innenwände des Reflektors streuend sein können und/oder das sichtbare Ende des Segments mit einem Kunststoff hoher Transparenz überzogen sein kann.
Wie bereits erwähnt, kann der Artikel neben der Quelle oder den Quellen, wenigstens einen Wellenleiter umfassen, der dazu bestimmt ist, das Licht von einem Teil des Artikels zum anderen fortzupflanzen (insbesondere durch interne Totalreflexion oder durch metallische Reflexion), wobei die Lichtquelle dann mit dem Leiter verbunden ist und mit diesem dadurch zusammenwirkt, dass sie ihre Lichtstrahlung in diesen hinein emittiert, damit der Leiter sie überträgt, wobei die Lichtquelle oder -quellen beispielsweise über den Rand oder die Kante des Leiters emittieren/gekoppelt sind. Dieser Leiter ist vorteilhafterweise klar oder transparent und wird im Allgemeinen an die Unterseite des Substrats angefügt (nach separater Gestaltung montiert). Er kann organisch sein und/oder aus Kunststoff (beispielsweise aus Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat PMMA) bestehen oder mineralisch sein und ist vorzugsweise mineralisch; insbesondere handelt es sich um ein Glas. Der erfindungsgemäße Artikel kann mehrere Leiter, die jeweils speziell für einen oder mehrere Beleuchtungsbereiche bestimmt sind, oder einen Einzelleiter, der gegebenenfalls mit Öffnungen versehen ist, umfassen. Der Leiter kann durch Kleben und/oder Festclipsen oder durch Einkapselung etc. fest mit dem Substrat verbunden werden. Das Montieren des Leiters kann direkt an dem Substrat oder an einem anderen Teil des Artikels oder eines Trägers erfolgen, an dem der Artikel angebracht ist, beispielsweise kann im Fall eines Kochmoduls oder -gerätes der Leiter fest mit dem Gehäuse des Kochgerätes, an dem das Substrat angebracht ist, verbunden werden (wobei das Gehäuse gegebenenfalls zu dem Artikel gehören kann). Der Leiter ermöglicht unter anderem ein besseres Leiten des Lichts bis zu den gewünschten Beleuchtungsbereichen, insbesondere wenn das Substrat dunkelfarbig ist.
Der erfindungsgemäße Artikel kann auch in dem Beleuchtungsbereich wenigstens ein Mittel zur Extraktion der durch die Quelle oder Quellen ausgesandten Strahlung umfassen, zum Beispiel ein(e) oder mehrere streuende(s) Element(e) oder Behandlung(en), insbesondere ein Extraktionsmittel wie eine auf die Oberfläche aufgebrachte Schicht, und/oder durch jedwede Behandlung oder differentielles Strukturieren der Oberfläche (lokal oder auf der gesamten Oberfläche), gegebenenfalls des Wellenleiters, wie Lasergravur, Emaildruck, chemisches Ätzen (Säure etc.) oder mechanisches Ätzen (Sandstrahlen etc.) etc. Eine Extraktionsfläche kann beispielsweise gegebenenfalls auch in der Dicke des Leiters vorgesehen sein, beispielsweise nach einer Innengravur-Technologie mittels Laser. Das oder die Extraktionsmittel ermöglichen, die Strahlungen aus dem Leiter in Richtung des gewünschten Beleuchtungsbereiches zu extrahieren. Gegebenenfalls können die Geometrie und die Rauheit des Randes eines Wellenleiters ebenfalls bearbeitet werden, um eine lokale und kontrollierte Extraktion des Lichts zu ermöglichen. Das oder die Extraktionsmittel können gegebenenfalls mit einer weiteren Behandlung oder Bearbeitung kombiniert werden, die ermöglicht, die Beleuchtungsbereiche festzulegen, beispielsweise mit einem kaschierenden Siebdruck (der bestimmte Bereiche abdeckt und den Durchgang des Lichts verhindert) auf dem Substrat.
Wie erfindungsgemäß definiert, umfasst der beanspruchte Artikel auch wenigstens ein Filter, wobei dieses Filter im Allgemeinen zwischen der Quelle und dem Substrat angeordnet ist (und insbesondere eine feste Position einnimmt) und mit der Quelle und/oder dem Substrat und/oder eventuell mit einem weiteren Zwischenelement (beispielsweise einem Lichtextraktionsmittel, wie vorstehend erwähnt), wie später erläutert, fest verbunden sein kann (das heißt direkt oder indirekt (z. B. mittels eines weiteren Bestandteils) befestigt und, sobald angeordnet, einfach unlösbar ist). Vorzugsweise ist es mit der Glaskeramik fest verbunden (oder hieran befestigt).
Es ist möglich, unterschiedliche Typen von Filtern (mit unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlicher Betriebsart) zu verwenden, die auf die Lichtdurchlässigkeit durch die Platte in gewählter, kontrollierter und reproduzierbarer Weise einwirken oder sie kompensieren (zu diesem Zweck weisen sie eine andere spektrale Dispersion als die Glaskeramik auf). Diese Filter können gefärbte transparente Polymere, gefärbte Gläser sein, wobei die Färbung durch Auftrag oder in der Masse erfolgt, oder sie können auf den Quellen oder den Glaskeramiken abgeschiedene Schichten sein, etc., wie nachstehend erläutert wird.
Wie zuvor erwähnt werden vorzugsweise ein oder mehrere Absorptionsfilter verwendet (wobei diese Absorption insbesondere durch organische oder anorganische Verbindungen, die gegebenenfalls einer Glas- oder Kunststoffmatrix zugegeben werden, kontrolliert wird). Dieser Filtertyp kann beispielsweise durch Abscheiden eines oder mehrerer mineralischer oder organischer Farbstoffe oder Pigmente (die eventuell in einem Medium, wie insbesondere einem Harz vom Typ Silikon, Epoxid oder Acryl, einer Tinte mit UV-Trocknung oder einer mineralischen Matrix vom Typ Sol-Gel gelöst oder dispergiert sind) auf der Oberfläche eines transparenten Substrats gebildet sein. Das Substrat kann ein Glaswerkstoff (Kalknatronglas, Borosilikatglas, oder es kann sich um das Glaskeramiksubstrat selbst handeln) oder ein Kunststoff/Polymer-Material (Polymerfolie vom Typ Polyethylenterephthalat, insbesondere thermostabilisiert, Polycarbonat, Acrylat, Polyetheretherketon (PEEK) etc.) sein, wobei Beispiele für diese Filter insbesondere Gelatinen oder farbige Polymerfilter, welche durch die Gesellschaften Lee Filters oder Rosco in den Handel gebracht werden, sind. Vorzugsweise ist das Substrat die Glaskeramikplatte selbst. Das Abscheiden kann mittels Siebdruck, durch Tintenstrahl- oder Laserdruck, durch Sprühen, durch Eintauchen, durch Auftragen mittels Rolle etc. erfolgen, und wird vorzugsweise durch Siebdruck oder Tintenstrahldruck, insbesondere auf der Platte und/oder der Quelle (und/oder eventuell einem Zwischenelement), insbesondere und vorteilhafterweise durch Tintenstrahl vollzogen.
Es sei angemerkt, dass die farbigen Substanzen, insbesondere Farbstoffe oder Pigmente, die für die Herstellung der vorgenannten Filter verwendet werden, vorzugsweise hitzebeständig sind. Beispielsweise können vorteilhafterweise polychlorierte oder nicht polychlorierte Kupferphthalocyanin-Pigmente, als Mischung verwendet und in einem Harz insbesondere vom Typ vernetzbares Polysiloxan dispergiert, verwendet werden, wobei die Mischung beispielsweise (und vorteilhafterweise) an der Unterseite der Glaskeramik (insbesondere durch Siebdruck) aufgetragen wird. Bein Tintenstrahldruck (insbesondere direkt auf das Glaskeramiksubstrat) können die verwendeten Tinten insbesondere Tinten mit UV-Trocknung sein, die temperaturstabil und lichtecht sind, wie zum Beispiel die Tinten mit der Bezeichnung Anapurna M, die durch die Gesellschaft Agfa in den Handel gebracht werden.
Das Absorptionsfilter kann alternativ oder gleichzeitig durch ein in seiner Masse gefärbtes Material gebildet sein. Dieses Material kann gläsern (insbesondere das Produkt „SGG Stadip Color”, das durch Saint-Gobain Glass France in den Handel gebracht wird) oder Kunststoff sein (wie ein Harz vom Typ Silikon oder Epoxid oder ein Polymer vom Typ PET, PC oder Acrylat). Genannt werden können beispielsweise die optischen Glasfilter der Serie „Schott Optical Glass Filter”, die durch Schott in den Handel gebracht werden.
Das Absorptionsfilter ermöglicht vorteilhafterweise, unabhängig von dem Einfallwinkel der Betrachtung den gewünschten Effekt zu erzielen oder die gewünschte Farbe zu erhalten.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Filter oder werden Filter verwendet, die durch Lichtreflexion wirken (wobei diese Reflexion insbesondere durch Interferenzen gesteuert wird, die innerhalb eines Stapels von aus unterschiedlichen Materialien bestehenden dünnen Schichten auftreten, wobei eine dünne Schicht eine Schicht ist, deren Dicke geringer als die Wellenlänge des Lichts ist), insbesondere Filter vom dichroitischen Typ, auf der Basis von halbreflektierenden Interferenz-(Schichten)Stapeln etc. Derartige Filter werden beispielsweise durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) (unter Vakuum) (Zerstäubung, Magnetron-Zerstäubung, Verdampfen) oder chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Schichten mit abwechselnd hohen und niedrigen Brechungsindizes hergestellt, wobei das Substrat, auf dem das Abscheiden vollzogen wird, ein Glasmaterial oder ein Polymer sein kann. Ein Beispiel für ein dichroitisches Filter ist beispielsweise das unter der Bezeichnung C04 durch die Gesellschaft Lee Filters in den Handel gebrachte, das aus einem dichroitischen Stapel (mit zwei unterschiedlichen Einfallwinkeln) besteht, der auf einem Glassubstrat abgeschieden ist und unter normalem Einfall eine weiße Wiedergabe liefert, wenn er einer vorgenannten weißen Sieben-Segment-Anzeigeeinrichtung mit der Bezeichnung Avago HDSM.441W und der vorgenannten 4 mm dicken Glaskeramik KeraVision, unter Einfügen zwischen der Anzeigeeinrichtung und der Glaskeramik, zugeordnet ist.
Das Reflexionsfilter ermöglicht, unter normalem Einfall (Einfall senkrecht zur Platte, das heißt, wenn man geradeaus auf die Platte schaut) den gewählten Effekt zu erzielen oder die gewählte Farbe zu erhalten, wobei die Wahrnehmung jedoch gegebenenfalls bei einem anderen Einfall unterschiedlich sein kann.
Die Wahl des Filters oder der Kombination von Filtern, der/die speziell für jeden Fall geeignet ist/sind, um die gewünschte Zielfarbe (wie sie visuell wahrgenommen wird) und/oder die gewünschte Kompensationswirkung (beispielsweise der Fall der Suche nach einer neutralen Transmission durch den Artikel ohne Beeinträchtigung der Farbe der Quelle, unabhängig von der Quelle) zu erreichen, hängt von der verwendeten Glaskeramikplatte, von der gewünschten Farbe (und der in diesem Fall verwendeten Quelle) oder der gewünschten Wirkung (Fall der neutralen Transmission, unabhängig von der Quelle) sowie von dem verwendeten Filtertyp ab.
Bei einer ersten Ausführungsform ist das gewünschte Filter, wenn man die Transmission der Glaskeramik vollkommen kompensieren möchte, damit die Glaskeramik/Filter-Anordnung nicht die Farbe der Quelle beeinträchtigt (neutrale, konstante oder annähernd konstante Transmission, beispielsweise bis auf eine Schwankung von 0,5%, in dem betrachteten Transmissionsbereich), in erster Linie von der Glaskeramik abhängig und muss unabhängig von der verwendeten Lichtquelle funktionieren. Es wird dann als universell bezeichnet und ist geeignet, die Farbdispersion, die durch eine Glaskeramik (insbesondere in Form einer Platte bei der vorliegenden Erfindung) mit gegebener Zusammensetzung und Dicke eingebracht wird, zu korrigieren. Das Universalfilter wird derart gewählt, dass die optische Gesamttransmission (transmittierte Lichtintensität zur einfallenden/durch die Quelle emittierten Lichtintensität) T_T(λ) (für jede betrachtete Wellenlänge λ, wobei die Transmission bei normalem Einfall gemessen wird, oder unter einem geeigneteren Einfallwinkel in Abhängigkeit der gewählten Einsatzbedingungen) durch die Anordnung aus Filter + Glaskeramik in dem gesamten betrachteten Spektralbereich (oder für jede (alle) betrachtete(n) Wellenlänge(n)) konstant (gleich einer Konstanten) ist. Hierfür wird das Minimum (optischer) Transmission T_Vmin der Glaskeramik in dem betrachteten Spektralbereich bestimmt und wird ein Filter gesucht, das ermöglicht, unabhängig von der Wellenlänge des betrachteten Spektralbereichs einen konstanten Wert von T_T(λ) gleich T_Vmin zu erhalten, bis auf eine Differenz T_T(λ) – T_Vmin, die vorzugsweise 0,1 und in besonders bevorzugter Weise 0,01 nicht überschreitet (mit anderen Worten, man minimiert T_T(λ) – T_Vmin.
Im Allgemeinen ist der betrachtete Spektralbereich der Spektralbereich des Sichtbaren (alle Wellenlängen im Bereich zwischen 380 nm und 780 nm, insbesondere zwischen 420 und 780 nm), wobei das Transmissionsminimum T_Vmin im Allgemeinen bei 380 nm liegt. Das gewählte Universalfilter ermöglicht, die Farbe der Quelle zu bewahren, unabhängig von dieser Quelle (die Transmission T_T(λ) ist bei allen Wellenlängen des Sichtbaren die gleiche), wobei lediglich die Intensität verändert wird (die für T_Vmin erhaltene Intensität). Alternativ hierzu kann der Spektralbereich viel geringer (beispielsweise zwischen 420 und 600 nm) sein, was eine gewisse Farbdispersion (oder Abweichung zwischen der wahrgenommenen Farbe und der Farbe der Quelle) zulässt, jedoch den endgültigen wahrgenommenen visuellen Strom maximiert, insbesondere kann man sich dafür entscheiden, auf den Spektralbereich zu begrenzen, in dem das menschliche Auge gegenüber empfangener elektromagnetischer Strahlung am empfindlichsten ist. Beispielsweise kann in dem Maße wie die spektrale Lichtausbeute V(λ) (definiert durch die Commission Internationale de l'Eclairage), die ermöglicht, den durch das menschliche Auge wahrgenommenen Lichtstrom auszudrücken, ihren maximalen Wert 1 bei einer Wellenlänge von 555 nm erreicht, der betrachtete Wert von T_Vmin derjenige sein, der bei etwa 555 nm gemessen wird, oder aber, als weiteres Beispiel, kann in dem Maße wie V(λ) von 510 nm bis 610 nm größer als 0,5 ist (bei photopischem Sehen, das heißt Tagsicht) der betrachtete Wert von T_Vmin derjenige in dem Spektralbereich zwischen 510 nm und 610 nm sein.
Aus T_Vmin kann Folglich die Transmission T_F(λ) des gewünschten Filters abgeleitet werden, wobei T_T(λ) von der Transmission des Filters T_F(λ) und von derjenigen der Glaskeramik T_V(λ) in Verhältnissen abhängt, die insbesondere vom Typ des Filters und von seiner Position in Bezug auf die Glaskeramik abhängig sind (im einfachsten Fall hat man, unter Vernachlässigen insbesondere der Reflexionen an den Schnittstellen, als erste Näherung T_T(λ) = T_F(λ) × T_V(λ), mit |T_T(λ) – T_Vmin| ≤ 0,1 beispielsweise). Gewählt wird das Filter anschließend durch Kombination gegebenenfalls existierender Filter oder durch Ausbilden eines geeigneten Filters, auf empirische Weise durch aufeinanderfolgende Versuche, um zu dem gewünschten (Transmissionsspektrum) T_F(λ) zu gelangen, oder durch numerische/algorithmische Optimierung etc., wobei die Variablen (des Filters) sich bei der Transmission auswirken (beispielsweise Pigmentkonzentration, Pigmenttyp, Dicke des Filters, im Fall beispielsweise eines mittels Pigmenten erhaltenen Absorptionsfilters, oder Schichtenanzahl, Index eines jeden Materials, Dicke des Filters, im Fall eines dichroitischen Filters, etc.), wobei diese von dem gewählten Filter abhängigen Variablen bei dieser Optimierung eingestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform oder einer Variante, wenn die Lichtquelle festgelegt ist (wobei das Filter nun gegebenenfalls von der Glaskeramik und der Quelle abhängig ist) und wenn versucht wird, die Ausgangsfarbe der Quelle, oder eine nahegelegene Farbe, nach Transmission durch die Glaskeramik/Filter-Anordnung wiederzuerhalten, ist der betrachtete Spektralbereich (in dem insbesondere T_Vmin bestimmt wird) der Emissionsbereich der Quelle. Alternativ hierzu kann auf die gleiche Weise wie zuvor eine gewisse Farbdispersion zugelassen werden, um den endgültigen wahrgenommenen visuellen Strom zu maximieren, beispielsweise dadurch, dass die Wellenlänge(n)(-intervalle) im Emissionsbereich der Quelle derart gewählt werden, dass das Produkt F_e(λ) × V(λ), das auf 1 genormt ist (das heißt, dass für jede Wellenlänge F_e(λ) × V(λ) durch den maximalen Wert von F_e(λ) × V(λ) in dem Emissionsbereich der Quelle dividiert wird, wobei alle Werte von dem auf 1 genormten F_e(λ) × V(λ) dann im Bereich zwischen 0 und 1 liegen), wobei F_e(λ) bei einem gegebenen Wellenlängenband die Spektraldichte des Energieflusses der Quelle bezeichnet, größer als 0,1 ist.
Bei einer dritten Ausführungsform, wenn die Lichtquelle festgelegt ist, kann das Filter derart bestimmt werden, dass eine von der Ausgangsfarbe der Quelle abweichende Zielfarbe nach Transmission durch die Glaskeramik/Filter-Anordnung erhalten wird. In diesem Fall stützt man sich nicht auf den zuvor verwendeten Wert von T_Vmin, sondern werden stattdessen entsprechend dem Modell CIE 1931 die Farbkoordinaten (x_c, y_c) der gewünschten Zielfarbe bestimmt und wird ein Filter gesucht, das ermöglicht, derartige Farbkoordinaten (x, y), welche dem durch die Anordnung aus Quelle/Filter/Glaskeramik ausgesandten Energiefluss T_T(λ) × F_e(λ) zugeordnet sind, zu erhalten, dass der Wert d = ((x – x_c)² + (y – y_c)²)^1/2 minimiert wird, insbesondere kleiner als oder gleich 0,05, vorzugsweise 0,01 und weiterhin bevorzugt 0,005 ist. Wenn bedingt durch das Metamerismus-Phänomen (visuelle Wahrnehmung einer identischen Farbe unter einer gleichen Beleuchtung) mehrere Filter bestimmt werden können, kann gegebenenfalls die Auswahl dadurch weiter verfeinert werden, dass insbesondere die Lösung/das Filter gewählt wird, die/das den stärksten endgültigen Lichtstrom liefert (beispielsweise K × ∫T_T(λ) × F_e(λ) × V(λ)dλ bei Werten von λ zwischen 380 und 780 nm maximiert, wobei K eine Konstante gleich 683 lm/W bei photopischem Sehen ist (Lichtstrom, der durch das Auge bei einer Lichtquelle von 1 W, die bei 555 nm emittiert, wahrgenommen wird).
Anhand der auf diese Weise bestimmten Farbkoordinaten (x, y) kann hier außerdem die Transmission T_F(λ) des gewünschten Filters abgeleitet werden, wobei die Berechnungsformeln noch einmal insbesondere von dem Filtertyp und dessen Position in Bezug auf die Glaskeramik abhängig sind, wobei das Filter aus den existierenden Filtern ausgewählt wird oder Ausbildung von Filter(n) durch gegebenenfalls Kombinieren mehrerer Filter, wobei die Wahl, wie zuvor, auf empirische Weise durch aufeinanderfolgende Versuche, um zu dem gewünschten Transmissionskriterium/-spektrum T_F(λ) zu gelangen, oder durch numerische/algorithmische Optimierung etc. erfolgt, wobei die Variablen (des Filters) sich bei der Transmission auswirken, wobei diese Variablen, die von dem ausgewählten Filter abhängen, bei dieser Optimierung eingestellt werden.
Beispiele für die Auswahl von Filtern oder für Einstellungen der Variablen, um die Filter auszuwählen, werden später gegeben. Im bevorzugten Fall der Verwendung von Absorptionsfiltern, wenn diese Filter durch Abscheiden einer Mischung von in einem Medium dispergierten Pigmenten gebildet sind, und falls N absorbierende Spezies (Pigmente und Medium), die gemischt, anschließend unter der Glaskeramikplatte aufgebracht werden, zur Verfügung stehen, kann die optimale Zusammensetzung dieser Farbmischung in Abhängigkeit des gewünschten Ziels (neutrale Transmission, beibehaltene oder von der Ausgangsfarbe der Quelle abweichende Farbe), anhand des Lambert-Beerschen Gesetzes bestimmt werden, das ermöglicht, die Absorbanz A der Mischung von N absorbierenden Spezies vorauszuberechnen:
worin ε_i das molare Absorptionsvermögen einer jeden Spezies ist, 1 die optische Weglänge in der Mischung ist und C_i die Molkonzentration einer jeden Spezies ist.
Nun wird T_T(λ, C₁, ..., C_N), Transmission des Ganzen {Mischung mit veränderlicher Zusammensetzung + Glaskeramik} modelliert. Entsprechend der gewählten Art (Ausbilden eines Universalfilters oder Ausbilden eines Filters für eine gegebene Glaskeramik und eine gegebene Quelle, mit einer Zielfarbe, die mit derjenigen der Quelle identisch ist oder nicht), kann dann versucht werden, (C₁, ..., C_N) derart zu optimieren, dass |T_T(λ) – T_vmin| ≤ 0,1, oder die Farbkoordinaten (x(C₁, ..., C_N), y(C₁, ..., C_N)), die dem transmittierten Strom T_T(λ, C₁, ..., C_N)F_e(λ) zugeordnet sind, zu berechnen, anschließend (C₁, ..., C_N) zu optimieren, so dass d = ((x – x_c)² + (y – y_c)²)^1/2 ≤ 0,05, wie vorstehend erläutert.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Auswahl (und/oder Einstellung) wenigstens eines Filters für die Herstellung einer (von) Glaskeramik(-Platte(n)), die wenigstens einen farbigen Leuchtbereich, insbesondere Anzeigebereich, wie vorstehend erläutert, in Abhängigkeit des gewünschten Ziels aufweist (aufweisen).
Wie bereits erwähnt kann jedes Filter angesetzt werden, oder eventuell in einen Bestandteil des Artikels integriert werden, und ist in Bezug auf die Platte und die entsprechende Quelle derart angeordnet (gekoppelt), dass die Lichtdurchlässigkeit durch die Glaskeramik korrigiert wird. Beispielsweise kann das Filter an die Glaskeramik angesetzt/hierauf abgeschieden/hieran befestigt werden, insbesondere durch Kleben, Abscheiden (einer als Filter dienenden Schicht) durch Laser- oder Tintenstrahldruck, durch Siebdruck, Aufsprühen etc., vorzugsweise auf der Unterseite der Glaskeramik. Das Filter kann auch zwischen Quelle/Anzeigeeinrichtung und Glaskeramik befestigt werden oder eventuell an der Quelle/Anzeigeeinrichtung (durch Abscheiden, Kleben, Einkapseln, Abdecken etc.) angebracht werden. In dem besonderen Fall der Kombination wenigstens einer Lichtquelle mit wenigstens einem Wellenleiter kann das Filter zwischen der Lichtquelle und der Einstrahlfläche des Lichts des Wellenleiters eingefügt werden oder kann an die Unterseite der Glaskeramikplatte in den Beleuchtungsbereichen angesetzt werden. Im Allgemeinen wird pro Glaskeramik lediglich ein einziger Typ von (Absorptions-, Reflexions- etc.) Filter verwendet, es können jedoch eventuell mehrere Filtertypen gemeinsam verwendet werden. Ferner kann jedes Filter entsprechend jedem Einzelfall in Abhängigkeit des gewünschten Ziels gefertigt werden, wie bei den vorhergehenden Auswahlverfahren geschildert und in den Beispielen spezifischer veranschaulicht, insbesondere wenn die Filter durch Abscheiden einer oder mehrerer Schichten, beispielsweise auf der Glaskeramik, oder mittels eines vorhandenen Filters erhalten werden, das (zum Beispiel durch Verändern der Dicke) dem Bedarf angepasst wird, und/oder man kann geeignete handelsübliche Filter oder Filterkombinationen, die auf anderen Gebieten verwendet werden, auswählen.
Die Kombination Quelle/Filter/Glaskeramik ermöglicht, eine weiße oder farbige Anzeige durch die Glaskeramik zu erhalten, was Zugang zu Leuchteffekten, die hinsichtlich Design besonders gewünscht sind, verleiht. Der erfindungsgemäße Artikel kann so einen oder mehrere Leucht-/Anzeigebereiche für funktionelle und/oder dekorative Zwecke (Muster, Logo, alphanumerische Anzeige etc.) aufweisen, die im Allgemeinen an Hauptseiten (insbesondere der Oberseite) des Glaskeramiksubstrats betrachtet werden. Der oder die Bereiche können in jedem Bereich der Platte (einschließlich Heizbereichen) liegen, und man kann mehrere sich voneinander unterscheidende (Farbe, Leuchtdichteniveau) Leucht-/Anzeigebereiche haben, und/oder jeder Bereich kann selbst verschiedene Farben aufweisen, beispielsweise kann ein Bereich zweifarbig sein.
Der erfindungsgemäße Artikel kann gegebenenfalls weitere Elemente und/oder Schichten als die vorerwähnten Bestandteile aufweisen. Beispielsweise kann der Artikel, wenn es sich um ein Kochmodul handelt, mit zusätzlichen Funktions- oder Zierelementen (Rahmen, Verbinder(n), Kabel(n), Steuerelement(en)), etc. ausgestattet (oder verbunden) sein. Er kann verschiedene funktionelle und/oder dekorative Beschichtungen, auf der Basis von Email, Farbe etc. umfassen. Beispielsweise kann eine der Seiten des Substrats eine Emailschicht zum Verzieren, zum Verdecken (um beispielsweise das direkte Sehen der Quellen zu vermeiden) oder mit anderer Funktion (Homogenisieren der Beleuchtung etc.) umfassen.
Die Erfindung betrifft auch Geräte (oder Vorrichtungen) zum Kochen und/oder zum Heißhalten, die wenigstens einen erfindungsgemäßen Artikel umfassen (zum Beispiel Kochherde, Einbaukochfelder, Öfen etc.) und die gegebenenfalls ein oder mehrere Heizelemente, wie ein oder mehrere Strahlungs- oder Halogenelemente und/oder einen oder mehrere atmosphärische Gasbrenner und/oder ein oder mehrere Induktionsheizmittel umfassen. Der erfindungsgemäße Artikel kann auch aus einem Kochgerät bestehen, das außer den vorstehend bei der Definition der Erfindung erwähnten Elementen ein oder mehrere Heizelemente umfasst. Die Erfindung schließt sowohl Kochgeräte, die eine einzige Platte umfassen, als auch Geräte, die mehrere Platten umfassen, ein, wobei eine jede dieser Platten gegebenenfalls eine oder mehrere Kochzonen aufweist. Unter dem Begriff „Kochzone” wird eine Kochstelle verstanden. Die Erfindung betrifft auch Kombi-Kochgeräte, deren Kochplatte oder -platten mehrere Arten von Kochzonen (Gaskochzonen, Strahlungs-, Halogen- oder Induktionskochzonen) umfassen. Außerdem ist die Erfindung nicht auf die Herstellung von Kochplatten oder -modulen für Kochherde oder Kochmulden begrenzt. Die erfindungsgemäß hergestellten Artikel können auch andere ebene Module oder Platten sein, die eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen aufweisen müssen.
Das Kochgerät umfasst außer den innenliegenden Heizelementen im Allgemeinen auch Steuerungs- und/oder Kontrollmittel, wobei die innenliegenden Elemente durch das Glaskeramiksubstrat bedeckt sind, wobei die Anzeige, eine andere als rot, durch das Substrat hindurch gesehen wird, das gegebenenfalls an einer Seite oder innen mit wenigstens einem Abdeckmittel versehen ist, welches dazu bestimmt ist, wenigstens einen Teil der innenliegenden Elemente zu verdecken.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Artikels, bei dem zwischen der Glaskeramikplatte und wenigstens einer Quelle wenigstens ein Filter wie vorstehend gemäß der Erfindung erwähnt, das insbesondere entsprechend dem vorstehend erwähnten Auswahlverfahren ausgewählt ist, eingefügt wird. Dieses Filter kann insbesondere in Form eines unabhängigen Elements (beispielsweise wird das Filter angesetzt, insbesondere wird es mit dem Glaskeramiksubstrat oder mit der Quelle verbunden) oder einer Schicht eingefügt werden, die – wie vorstehend erwähnt – auf die Quelle oder das Glaskeramiksubstrat aufgebracht wird. Vorteilhafterweise wird dieses Filter nach der Keramisierung des Vorläuferglases (oder Ausgangsglases oder Grünglases) eingefügt, um das Glaskeramiksubstrat zu erhalten.
Zur Erinnerung sei gesagt, dass die Herstellung der Glaskeramikplatten im Allgemeinen wie folgt von statten geht: In einem Schmelzofen wird das Glas mit der gewählten Zusammensetzung für die Bildung der Glaskeramik geschmolzen, anschließend wird das geschmolzene Glas zu einem/einer Standardband oder -folie gewalzt, indem man das geschmolzene Glas zwischen Walzzylindern durchlaufen lässt, und wird das Glasband auf die gewünschten Abmessungen zugeschnitten. Die so zugeschnittenen Platten werden anschließend auf an sich bekannte Weise keramisiert, wobei die Keramisierung darin besteht, die Platten entsprechend dem gewählten Wärmeprofil zu brennen, um das Glas in das als „Glaskeramik” bezeichnete polykristalline Material umzuwandeln, dessen Ausdehnungskoeffizient null oder beinahe null ist und das einem Wärmeschock, der bis zu 700°C reichen kann, standhält. Die Keramisierung umfasst im Allgemeinen einen Schritt progressiven Erhöhens der Temperatur bis zum Bereich der Keimbildung, der im Allgemeinen in der Nähe des Glasumwandlungsbereiches liegt, einen Schritt eines mehrminütigen Durchlaufens des Keimbildungsintervalls, ein erneutes progressives Erhöhen der Temperatur bis zur Temperatur der Keramisierungsstufe, das Halten der Temperatur der Keramisierungsstufe über mehrere Minuten, anschließend ein schnelles Abkühlen bis auf Umgebungstemperatur. Gegebenenfalls umfasst das Verfahren auch einen Schneidevorgang (im Allgemeinen vor der Keramisierung), beispielsweise mittels Wasserstrahl, mechanischem Anreißen mit dem Rändelrad etc., an den sich ein Formgebungsvorgang (Schleifen, Facettieren etc.) anschließt.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung wenigstens eines Filters (in einer in einen Glaskeramikartikel integrierten Leuchtvorrichtung), um einen Artikel zu erhalten, der wenigstens einen farbigen Leucht-, insbesondere Anzeigebereich aufweist.
Weitere Einzelheiten sowie vorteilhafte Merkmale werden nachfolgend aus der Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen hervorgehen; hierin zeigen:
1 die Anzeige, in dem CIE 1931-Farbdiagramm, aller Punkte (x_i, y_i)_i=1...N, die durch die Verwendung von Kombinationen aus 2 Farbfiltern, welche an der Unterseite einer auf einer Lichtquelle angeordneten Glaskeramik befestigt sind, zugänglich sind, um die Filterkombination auszuwählen, die ermöglicht, die Zielfarbe durch Transmission des emittierten Lichts durch die Anordnung aus Filterkombination + Glaskeramikplatte zu erhalten,
2a, für eine weitere Ausführungsform der Erfindung (Verwendung eines Universalfilters), die jeweiligen Spektren optischer Transmission einer Glaskeramikplatte und des ausgewählten, für diese Glaskeramik geeigneten Universalfilters, und 2b die optische Transmission der Kombination aus beiden.
Beispiel 1
Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Artikels in Verbindung mit 1 ist der betreffende Artikel ein ebenes Kochmodul mit einer Glaskeramikplatte (Substrat), die unter der Bezeichnung KeraVision durch die Gesellschaft Eurokera in den Handel gebracht wird, wobei diese Platte eine glatte Oberseite und eine glatte Unterseite (wobei diese Seite auch mit Stiften versehen sein kann) sowie eine Dicke von 4 mm aufweist, wobei der Artikel ferner eine Anzeigeeinrichtung (Lichtquelle) mit weißen LEDs (7-Segment-Anzeigeeinrichtung), die unter der Bezeichnung HDSM-431W durch die Gesellschaft AVAGO Technologies in den Handel gebracht wird, und auch eine Kombination von zwei Filtern umfasst, welche aus der Palette der Filter, die durch die Gesellschaft LEE FILTERS (wie Farbfilter für Beleuchtung mit der Bezeichnung LEE FILTERS 131 und 103) oder durch die Gesellschaft Rosco in den Handel gebracht werden, ausgewählt sind, wobei die Lichtquelle unter der Platte befestigt ist, und wobei die Filter, die unter der Glaskeramikplatte angesetzt sind, sich zwischen der Quelle und der Platte befinden. Im Betrieb sendet die Quelle einen Lichtstrahl aus, der die Filter/Platte-Anordnung im Bereich des Anzeigefeldes durchquert. Der Abstand zwischen der Quelle und der Platte beträgt weniger als oder gleich 5 mm, er kann insbesondere kleiner als 2 mm, sogar 1 mm sein.
Die Wahl der Filter erfolgt auf folgende Weise: Man möchte durch die Platte eine Anzeige warmweißer Farbe (mit Zielfarbkoordinaten x_c = 0,35, y_c = 0,34) mittels der weißen Anzeigeeinrichtung, deren Ausgangsfarbkoordinaten ebenfalls gemessen worden sind (x₀ = 0,33 ± 0,01, y₀ = 0,33 ± 0,01), erhalten. Es stehen zwei Kataloge von Absorptionsfarbfiltern, die durch die Gesellschaften Lee Filters und Rosco hergestellt werden, zur Verfügung, wobei diese Filter in Form von farbigen Polymerfilmen (Typ PET) vorliegen. Es wird versucht, zu bestimmen, welche(s) Filter zwischen der Anzeigeeinrichtung und der Glaskeramikplatte einzufügen ist (sind), um die Zielfarbe zu erhalten.
Man misst die Dichte des Energieflusses F_e(λ) der Quelle sowie die optische spektrale Transmission der Filter und der Glaskeramik (die Transmissionsmessungen an der Glaskeramikplatte, deren strukturierte Fläche (Stifte) gegebenenfalls durch Glätten entfernt worden ist, werden mit Hilfe einer integrierenden Sphäre, beispielsweise des Modells SPH-12-X der Gesellschaft SphereOptics, die mit einem Spektrometer, beispielsweise dem Modell CAS140 der Gesellschaft Instrument Systems gekoppelt ist, durchgeführt). Insbesondere wird (T_T(λ))_i=1...N für die in Betracht gezogenen N Kombinationen eines oder mehrerer Lee Filters- oder Rosco-Farbfilter mit der Glaskeramikplatte ausgewertet, anschließend werden die den transmittierten Strömen (T_T(λ)F_e(λ))_i=1...N entsprechenden Farbkoordinaten (x_i, y_i)_i=1...N berechnet und werden all diese Punkte (x_i, y_i)_i=1...N in die Farbtafel CIE 1931 eingesetzt (1). Es werden die Filterkombinationen ausgewählt, die ermöglichen, derartige Farbkoordinaten (x, y), welche dem durch die Anordnung aus Quelle/Filtern/Glaskeramik emittierten Energiefluss T_T(λ) × F_e(λ) zugeordnet sind, zu erhalten, dass der Wert d = ((x – x_c)² + (y – y_c)²)^1/2 minimiert wird, insbesondere kleiner als oder gleich 0,05, vorzugsweise 0,01 und weiterhin vorzugsweise 0,005 ist.
Man stellt fest, dass mit der Verwendung eines einzigen Katalogfilters d nicht innerhalb der festgelegten Grenzen minimiert wird. Man stellt hingegen fest, dass die Verwendung einer Kombination von 2 LEE FILTERS-Filtern, im vorliegenden Fall der Filter 103 und 131, mit der gegebenen Glaskeramikplatte und Anzeigeeinrichtung ermöglicht, die gewünschte Zielfarbe zu erhalten. Die Figur gibt auch alle (Ziel-)Farben an, die mit einer Auswahl von Filtern aus dem Lee Filters-Katalog mittels der gegebenen weißen Anzeigeeinrichtung synthetisch herstellbar sind.
Beispiel 2:
Dargestellt sind (in 2a, mit der (optischen) Transmission auf der Ordinaten, das heißt dem Verhältnis der transmittierten Lichtintensität zu der Intensität des einfallenden Strahls, in Abhängigkeit der Wellenlänge des einfallenden Strahls in Nanometer auf der Abszisse) das Spektrum der Transmission (oder spektralen Dispersion) der vorstehenden Glaskeramikplatte mit der Bezeichnung Keravision (durchgezogene Kurve) und das des für die Glaskeramik geeigneten Universalfilters (gestrichelte Kurve), das wie nachstehend angegeben ausgewählt wird, sowie das der Platte und des Filters in Kombination (2b). Diese Kombination beeinträchtigt nicht die Farbintensität einer Quelle, ganz gleich welches Spektrum sie hat, wobei die Gesamtdurchlässigkeit der Anordnung aus Glaskeramik plus Filter annähernd konstant oder flach ist.
Als Universalfilter wird bei dem vorliegenden Beispiel ein Reflexionsfilter gewünscht, wobei dieses Filter aus einem dichroitischen Stapel, der auf einem Glassubstrat abgeschieden ist, besteht, wobei dieses Filter insbesondere unter normalem Einfall eine weiße Wiedergabe liefert, wenn es einer weißen 7-Segment-Anzeigeeinrichtung Avago HDSM.441W und der vorgenannten 4 mm dicken Glaskeramik KeraVision, unter Einfügen zwischen der Anzeigeeinrichtung und der Glaskeramik, zugeordnet ist.
Um ein solches Filter durch Durchführen der geeigneten Auswahl der auf dem verwendeten Substrat abwechselnd aufgebrachten Schichten mit hohen und niedrigen Brechungsindizes zu entwerfen, wird beispielsweise T_T(λ) unter Berücksichtigen eines Interferenzmehrlagenstapels, bestehend aus TiO₂- und SiO₂-Schichten, die auf der vorgenannten 4 mm dicken glatten/glatten Platte von Keravision abwechselnd aufgebracht sind, modelliert. Die Berechnung der optischen Eigenschaften des so ausgebildeten Stapels ist beispielsweise in „Macleod, H. A., Thin Film optical Filters. 3rd ed. 1986” beschrieben. Die Anzahl der Schichten sowie ihre Dicke wird variiert, anschließend optimiert, bis T_T(λ) – T_Vmin minimiert ist, wobei das Minimum optischer Transmission T_Vmin der Glaskeramik in dem betrachteten Spektralbereich (hier 420–780 nm) zuvor bestimmt worden ist (wobei dieses Minimum optischer Transmission bei 420 nm liegt und gleich 0,013 (1,3%) ist). Die nachstehende Tabelle zeigt das Ergebnis dieser Optimierung, wobei die Schicht 1 die erste Schicht des Stapels (die an das Glaskeramiksubstrat angrenzt) ist.
Das Spektrum optischer Transmission des Filters, das von dem durch die obige Optimierung erhaltenen 10-lagigen Stapel gebildet ist, ist in gestrichelten Linien in 2a dargestellt, wie bereits erwähnt, während 2b das erzielte Ergebnis veranschaulicht (Transmission T_T unter normalem Einfall der Anordnung aus Platte + Stapel aus 10 TiO₂- und SiO₂-Schichten, welcher in obiger Tabelle aufgeführt ist).
Dieses Universalfilter ermöglicht, die Farbe der Quelle zu bewahren, welche Quelle auch immer verwendet wird. Ein (Effekt-)Filter nahe diesem vorgenannten Filter unter den zuvor definierten Verwendungsbedingungen ist auch dasjenige, welches unter der Bezeichnung C04 durch die Gesellschaft Lee Filters in den Handel gebracht wird.
Beispiel 3:
Bei dieser bevorzugten Variante der vorhergehenden Beispiele ist man bestrebt, ein für die Keravision-Platte der vorhergehenden Beispiele geeignetes universelles Absorptionsfilter zu entwickeln, das insbesondere dafür geeignet ist, eine weiße Wiedergabe mit der Platte und der in Beispiel 1 erwähnten Anzeigeeinrichtung zu erhalten. Hierfür wird auf dem Glaskeramiksubstrat mittels Tintenstrahldruck verfahren. Die verwendeten Tinten sind Tinten mit UV-Trocknung, die temperaturstabil und lichtecht sind, wie zum Beispiel die Tinten Anapurna M, die durch die Gesellschaft Agfa in den Handel gebracht werden. Nach Berechnen der Durchlässigkeit des für die 4 mm dicke KeraVision-Glaskeramik geeigneten Universalfilters werden die Farbkoordinaten L*, a*, b* dieses Filters in dem Farbsystem CIEL*a*b* berechnet, anschließend wird dieses Filter mittels Tintenstrahldruck auf die Unterseite der Glaskeramik gedruckt, indem diese Koordinaten L*, a*, b* in die Farbsteuerungssoftware des Druckers (beispielswiese eines Anapurna M-Druckers mit einer Druckkonfiguration mit wenigstens 4 Durchläufen) eingegeben werden, der zum Beispiel eine Datenbank enthält, die für das ausgewählte Substrat definierte Farbkombinationen des Druckers mit den Koordinaten L*a*b* übereinstimmen lässt (wobei das Filter aus einer Mischung aus den Farben des Druckers resultiert).
Beispiel 4:
Bei dieser bevorzugten Variante des vorhergehenden Beispiels ist man ebenfalls bestrebt, ein für die Keravision-Platte der vorhergehenden Beispiele geeignetes universelles Absorptionsfilter zu entwickeln, das insbesondere dafür geeignet ist, eine weiße Wiedergabe mit der Platte und der in Beispiel 1 erwähnten Anzeigeeinrichtung zu erhalten, jedoch dieses Mal durch Auswahl von Pigmentmischungen. Hierfür wird eine Mischung aus dem alpha-Kupferphthalocyanin-Pigment PB 15:2 (beispielsweise Ref. Heliogen Blue L 6875 F, durch die Gesellschaft BASF in den Handel gebracht) und aus dem polychlorierten Kupferphthalocyanin-Pigment PG7 (beispielsweise Ref. Heliogen Green L 8730, durch die Gesellschaft BASF in den Handel gebracht) verwendet, wobei das Ganze in ein transparentes Silikonharz (vernetzbares Polysiloxanharz, mit mineralischen Füllstoffen vom Typ Siliziumdioxid) eingebettet ist. Durch numerische Optimierung (nachdem die Transmissionsspektren für eine gegebene abgeschiedene Dicke, hier 25 μm, welche die optische Weglänge darstellt, eines jeden allein in das transparente Silikonharz eingebetteten Pigments, in unterschiedlichen Konzentrationen, und das Transmissionsspektrum des transparenten Harzes allein mit einer Dicke von 25 μm gemessen wurden) nach dem Lambert-Beerschen Gesetz, werden die Anteile in der Mischung berechnet, um ein für die 4 mm dicke KeraVision-Glaskeramik geeignetes Universalfilter auszubilden. Die Mischung aus 0,06 masseprozentigem Pigment Heliogen Blue L6875F + 0,74 masseprozentigem Pigment Heliogen Green L8730 + transparentem Silikonharz, die (vorzugsweise mittels Siebdruck) als 25 μm dicke Abscheidung an der Unterseite der Platte aufgebracht wird, ermöglicht, nach dem Brennen für eine Stunde bei 250°C ein Weiß (x = 0,34, y = 0,33) durch Transmission des durch die vorgenannte Anzeigeeinrichtung Avago HDSM431W emittierten Lichts durch die Anordnung aus Farbabscheidung/Glaskeramik hindurch zu erhalten.
Beispiel 5:
Bei diesem Beispiel, bei dem durch die vorgenannte Platte die Farbe der zuvor genannten weißen Anzeigeeinrichtung AVAGO bewahrt werden soll, geht man von einem Absorptionsfarbfilter mit der Bezeichnung Schott BG39, das durch die Gesellschaft Schott in den Handel gebracht wird (vor allem in der Fotografie verwendetes Filter) mit einer Dicke von 3,04 mm aus, das – zwischen der Anzeigeeinrichtung und der Glaskeramikplatte angeordnet – die durch die Glaskeramik eingeleitete Farbdispersion „überkorrigiert”, wobei die Anzeigefarbe der Anordnung aus Quelle + Filter + Glaskeramikplatte Blau ist.
Nun werden die Dicke und die Durchlässigkeit des verwendeten Filters BG39 experimentell charakterisiert. Das Lambert-Beersche Gesetz ermöglicht uns, den Einfluss der Dicke d des Filters auf die innere Transmission T_i des Mediums nach
vorauszuberechnen.
Nun wird T_T(λ, d), Transmission der Anordnung {Filter mit variabler Dicke d + Glaskeramikplatte} modelliert und werden die dem transmittierten Strom T_T(λ, d)F_e(λ) zugeordneten Farbkoordinaten (x(d), y(d)) berechnet. Schließlich wird der Wert von d ermittelt, der ermöglicht d = ((x(d) – x_c)² + (y(d) – y_c)²)^1/2 zu minimieren. So findet man heraus, dass man mit d = (0,58 × Ausgangsdicke) mm, das heißt d = 1,76 mm, die Ausgangsfarbe der Anzeigeeinrichtung (x = 0,33, y = 0,32) wiedererhält.
Die erfindungsgemäßen Artikel, insbesondere Platten, können vor allem vorteilhaft verwendet werden, um eine neue Reihe von Kochplatten für Herde oder Kochmulden herzustellen, sie können aber auch vorteilhaft für die Herstellung von Wandelementen oder Wänden (beispielsweise Türen oder eines Teils von Türen) von Öfen etc. verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 9050:2003 [0018]
Macleod, H. A., Thin Film optical Filters. 3rd ed. 1986 [0072]

Claims

Artikel, der wenigstens einen farbigen Leucht-, insbesondere Anzeigebereich aufweist, wobei der Artikel wenigstens ein Glaskeramiksubstrat, das eine Lichtdurchlässigkeit von 0,8% bis 40% sowie eine optische Transmission von wenigstens 0,1% für wenigstens eine Wellenlänge im Bereich zwischen 420 und 780 nm aufweist, wenigstens eine Lichtquelle sowie wenigstens ein Filter umfasst, um wenigstens einen farbigen Leucht-, insbesondere Anzeigebereich in wenigstens einem Bereich der Platte auszubilden.
Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter in Abhängigkeit von der Glaskeramik und eventuell von der Lichtquelle derart gewählt wird, dass wenigstens ein andersfarbiger Leuchtbereich als rot und insbesondere ein farbiger Bereich weißer Farbe und/oder einer synthetischen Farbe, die durch eine Mischung mit mehreren Wellenlängen erhalten wird, zu bilden.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein optisches Filter ist und mit der Quelle und/oder der Platte fest verbunden ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein Absorptionsfilter ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein Reflexionsfilter ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter ein die Durchlässigkeit der Glaskeramik kompensierendes Filter ist, damit die Glaskeramik/Filter-Anordnung eine annähernd konstante optische Gesamttransmission in dem gewählten Spektralbereich aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Filter verwendet werden, um eine Zielfarbe zu erhalten, die mit der Ausgangsfarbe der Quelle identisch oder hiervon verschieden ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 5% aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter mittels Tintenstrahldruck erhalten wird.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, oder Vorrichtung zum Kochen und/oder zum Heißhalten, die einen Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie ein oder mehrere Heizelemente umfasst.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter derart gewählt wird, dass unabhängig von der Wellenlänge des betrachteten Spektralbereichs ein konstanter Gesamttransmissionswert T_T(λ) der Glaskeramik/Filter-Anordnung gleich T_Vmin, bis auf eine Differenz T_T(λ) – T_Vmin kleiner oder gleich 0,1 ermöglicht ist unter Beachtung des Transmissionsminiums T_Vmin der Glaskeramik in dem betrachteten Spektralbereich.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbkoordinaten (x_c, y_c) der gewünschten Zielfarbe bestimmt sind und das Filter derart gewählt ist, dass derartige Farbkoordinaten (x, y), welche dem durch die Anordnung aus Quelle/Filter/Glaskeramik ausgesandten Energiefluss T_T(λ) × F_e(λ) zugeordnet sind, erhalten sind, wobei der Wert d = ((x – x_c)² + (y – y_c)²)^1/2 kleiner oder gleich 0,05 ist.