DE202013012132U1

DE202013012132U1 - Glaskeramischer Gegenstand mit einem Leuchtdisplay

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Publication number: DE202013012132U1
Application number: DE202013012132.7U
Authority: DE
Original assignee: Eurokera SNC
Current assignee: Eurokera SNC
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-15
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: CN104936918A; WO2014076411A1; JP2016500149A; US20160281961A1; EP2920125B1; JP6389186B2; FR2997942A1; US9709246B2; CN104936918B; KR20150084975A; ES2752050T3; KR102149809B1; EP2920125A1; FR2997942B1

Abstract

Artikel mit wenigstens einem insbesondere weißen leuchtenden Bereich, insbesondere Anzeigebereich, 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 von 420 bis 780 nm aufweist, wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode, mit einem Emissionspeak bei einer Wellenlänge zwischen 430 und 490 nm, sowie wenigstens eine lumineszierende Verbindung umfasst, die in dem Bereich, der durch die folgenden Farbkoordinaten (x, y) begrenzt ist, emittiert:x 0.2658 0.2000 0.3000 0.4229 0.2658 y 0.7243 0.3950 0.3405 0.5756 0.7243 um wenigstens einen insbesondere weißen leuchtenden Bereich, insbesondere Anzeigebereich, in wenigstens einem Bereich der Platte zu bilden.

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 Element, das 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 Fertigungsreihen 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 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) insbesondere weißen, 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 von 420 bis 780 nm (im Bereich des Sichtbaren gelegen) aufweist, wenigstens eine Lichtquelle (und/oder eine die Quelle beinhaltende Anzeigeeinrichtung), insbesondere eine Leuchtdiode (oder LED im Englischen), mit einem Emissionspeak bei einer Wellenlänge zwischen 430 und 490 nm (vorzugsweise zwischen 440 und 485 nm) und wenigstens eine lumineszierende Verbindung (oder Substanz oder Stoff oder Material) (oder 'phosphor' im Englischen, insbesondere und vorzugsweise eine fluoreszierende Verbindung), die in dem Bereich (des CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramms), der durch die folgenden (Farb-)Koordinaten (x, y) begrenzt ist, emittiert (wobei dieser Bereich gegebenenfalls Bereich 1 genannt wird):

x 0.2658 0.2000 0.3000 0.4229 0.2658

y 0.7243 0.3950 0.3405 0.5756 0.7243

wobei die Verbindung (im Betrieb) mit der Quelle gekoppelt ist (ebenso wie mit der Platte, wobei der erhaltene farbige Bereich insbesondere aus (der Wirkung/dem Effekt von) diesen drei Komponenten resultiert), um insbesondere wenigstens einen farbigen, insbesondere weißen, Leuchtbereich, insbesondere eine Anzeige (zum Beispiel Anzeigen von Daten/Signalisierung oder Ziermotive) in wenigstens einem Bereich der Platte auszubilden. Wie später erläutert wird, kann diese Verbindung (im Allgemeinen in Form einer Schicht) insbesondere (hinsichtlich Positionierung) mit der Quelle und/oder mit der Platte kombiniert werden.
Die vorstehend erwähnten Koordinaten (x, y) des CIE 1931 Farbvalenz-Systems (Commission Internationale de l'Eclairage, 1931), um die Emission der lumineszierenden Verbindung zu qualifizieren, werden mittels Spektrofluorometer (Spektralphotometer, das die Fluoreszenz einer Probe analysiert) gemessen, das das Emissionsspektrum der Verbindung misst, wobei die Messung unter Anregen der Verbindung bei der Wellenlänge des Hauptpeaks der erfindungsgemäß verwendeten Lichtquelle durchgeführt wird, wobei die Koordinaten (x, y) des CIE-Modells 1931 anschließend nach der ISO-Norm 11664-3: 2012 anhand dieses Spektrums erhalten werden.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäß gewählte lumineszierende Verbindung eine Verbindung, die im Bereich des CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramms, der durch die folgenden Koordinaten (x, y) begrenzt ist, emittiert (wobei dieser Bereich gegebenenfalls Bereich 2 genannt wird):

x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3600 0.4087 0.3231

y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5300 0.5896 0.6722

und in besonders bevorzugter Weise eine Verbindung, die in dem Bereich des CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramms, der durch die folgenden Koordinaten (x, y) begrenzt ist, emittiert (wobei dieser Bereich gegebenenfalls Bereich 3 genannt wird):

x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3451 0.3980 0.3231

y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5437 0.6001 0.6722
In besonders bevorzugter Weise weist diese lumineszierende Verbindung ferner einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge zwischen 500 und 575 nm (und vorzugsweise unter 570 nm, insbesondere unter 560 nm) und mit einer Halbwertsbreite im Bereich zwischen 50 und 145 nm (und vorzugsweise unter 140 nm, insbesondere unter 125 nm) auf.
Gemäß der vorliegenden Erfindung emittiert die ausgewählte Leuchtquelle (oder Lichtquelle), insbesondere die Leuchtdiode, eine Strahlung, gekennzeichnet durch einen Peak (wenigstens ein Haupt- oder Majoritätspeak oder Peak maximaler Intensität) im Wellenlängenbereich zwischen 430 und 490 nm (der einer blauen Farbe entspricht), die in Richtung eines Abschnitts des Glaskeramiksubstrats gerichtet ist, wobei diese Strahlung durch die gewählte lumineszierende Verbindung mehr oder weniger stark absorbiert wird, die (insbesondere durch Abscheiden auf der Quelle oder durch Abscheiden auf dem Glaskeramiksubstrat auf der Strecke der Strahlung) der Quelle zugeordnet ist, wobei die ausgewählte lumineszierende Verbindung ein Licht (zurück-)sendet, das im Wesentlichen einer grünen oder eventuell blau-grünen Farbe, wie sie in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm auftritt, entspricht und in Kombination mit dem aus der Quelle hervorgegangenen und durch das lumineszierende Medium (das von der lumineszierenden Verbindung und gegebenenfalls von dem Bindemittel oder von der Matrix, das/die sie enthält, gebildet ist) transmittierten blauen Licht, nach Durchgang durch das Glaskeramiksubstrat mit erfindungsgemäß definierten Eigenschaften, zur Beleuchtung eines Abschnitts des Substrats in einem anderen spezifischen Farbbereich als rot führt, insbesondere in einem erfindungsgemäß bevorzugt gewünschten Weißbereich, wobei dieser Weißbereich die folgenden Farbkoordinaten (x, y) in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm) aufweist:

x 0.4791 0.3983 0.3382 0.2668 0.2810 0.3523 0.4124 0.4932 0.4791

y 0.4217 0.3979 0.3590 0.2877 0.2735 0.3449 0.3838 0.4076 0.4217

(oder aber Weißbereich, der dem schwarzen Körper zwischen 2500 K und 10500 K entspricht, wobei der erfindungsgemäße Artikel eine lumineszierende Verbindung oder lumineszierende Verbindungen (des Bereichs 1), wie sie gemäß der Erfindung definiert sind, verwendet, die vorteilhafterweise den Erhalt von Leuchtbereichen in einem solchen Weißbereich ermöglichen).
In besonders bevorzugter Weise weist dieser Weißbereich die folgenden Farbkoordinaten (x, y) auf:

x 0.4039 0.3381 0.2801 0.2942 0.3523 0.4181 0.4039

y 0.4005 0.3589 0.3032 0.2891 0.3448 0.3864 0.4005

(oder aber Weißbereich, der dem schwarzen Körper zwischen 3500 K und 8500 K entspricht, wobei der erfindungsgemäße Artikel eine lumineszierende Verbindung oder lumineszierende Verbindungen des Bereichs 2 verwendet, die vorteilhafterweise den Erhalt von Leuchtbereichen in einem solchen Weißbereich ermöglichen), und insbesondere weist er vorteilhafterweise die folgenden Farbkoordinaten (x, y) auf:

x 0.3409 0.3001 0.2800 0.2942 0.3142 0.3550 0.3409

y 0.3609 0.3245 0.3031 0.2889 0.3104 0.3468 0.3609

(oder aber Weißbereich, der dem schwarzen Körper zwischen 5000 K und 8500 K entspricht, wobei der erfindungsgemäße Artikel eine lumineszierende Verbindung oder lumineszierende Verbindungen des Bereichs 3 verwendet, die vorteilhafterweise den Erhalt von Leuchtbereichen in einem solchen Weißbereich ermöglichen).
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäß gewählte Lichtquelle eine monochromatische Quelle (reine Farbe), das heißt, dass (das Emissionsspektrum der) die Quelle (welche die in Abhängigkeit von der Wellenlänge emittierte Lichtstärke liefert) einen einzigen Emissionspeak im Bereich der sichtbaren Wellenlängen aufweist. Ferner variiert die Breite des (Majoritäts- oder einzigen) Peaks der Quelle vorteilhafterweise von 1 bis 100 nm, vorzugsweise von 5 bis 50 nm.
Ebenfalls vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäß gewählte lumineszierende Verbindung einen einzigen Emissionspeak auf, wobei die Wellenlänge des (Majoritäts- oder einzigen) Peaks zwischen 500 und 575 nm und vorteilhafterweise unter 570 nm, insbesondere unter 560 nm liegt, wobei die Halbwertsbreite des Peaks zwischen 50 und 145 nm und vorzugsweise unter 140 nm, insbesondere unter 125 nm liegt.
Die lumineszierende Verbindung ist im Allgemeinen auf der Grundlage wenigstens eines organischen oder vorteilhafterweise mineralischen Materials und ist in ein Harz oder Medium oder Matrix eingebettet (oder eingelagert), das/die ihr Aufbringen ermöglicht, wobei das Ganze im Allgemeinen in Form eines Films oder einer Schicht oder Scheibe (beispielweise in einer Form getrennt hergestellte Schicht, die anschließend aufgebracht werden kann), etc. vorliegt, wobei das Harz vorteilhafterweise (halb)transparent (insbesondere transparent oder teilweise streuend) ist und vorzugsweise eine (nach der ISO-Norm 9050: 2003, beispielsweise mittels Spektralphotometer gemessene) Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 50%, insbesondere von wenigstens 80% und insbesondere von wenigstens 90% im Sichtbaren aufweist. Die Wirkung dieser Verbindung/dieses Ganzen (oder lumineszierenden Mediums) auf die Transmission des Lichts erfolgt durch Absorption eines gewissen Teils des einfallenden Lichts bei bestimmten Wellenlängen, wobei das absorbierte Licht (wenigstens teilweise, sogar vollständig) mit anderen Wellenlängen zurückgesendet wird. Die Verbindung/das Ganze kann aufgebracht (separat hergestellt) werden und insbesondere mit der Lichtquelle (oder mit mehreren Lichtquellen) und/oder mit dem Glaskeramiksubstrat kombiniert werden oder kann integriert oder auf dem Glaskeramiksubstrat und/oder eventuell auf wenigstens einer Lichtquelle und/oder einem Zwischenelement, wie später erläutert wird, direkt hergestellt werden. Wenigstens eine Lichtquelle, wie sie erfindungsgemäß gewählt ist, wird (im Betrieb) mit wenigstens einer solchen Korrekturverbindung gekoppelt (das heißt, dass ihre ausgesandte Strahlung die Verbindung passiert), um die gewünschte Anzeige durch das Glaskeramiksubstrat, mit dem diese Anordnung aus Quelle/lumineszierender Verbindung kombiniert ist, zu erzeugen.
Gemäß der Erfindung ist die lumineszierende Verbindung vorzugsweise in Abhängigkeit von der Lichtquelle gewählt, so dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) (in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm) aufweist (oder derart, dass die Anordnung aus Quelle/lumineszierendem Medium in dem Bereich des CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramms emittiert, der durch die folgenden Koordinaten (x, y) begrenzt ist:

x 0.460 0.385 0.255 0.190 0.175 0.180 0.305 0.385 0.460

y 0.440 0.425 0.305 0.255 0.270 0.310 0.485 0.510 0.440

um durch das erfindungsgemäß gewählte Substrat einen weißfarbenen Bereich zu erhalten (insbesondere den vorstehend definierten, der dem schwarzen Körper zwischen 2500 und 10500 K entspricht), wie er vorzugsweise erfindungsgemäß gewünscht ist.
In besonders bevorzugter Weise ist diese Verbindung gegenüber der Quelle derart gewählt, dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) aufweist:

x 0.305 0.180 0.180 0.200 0.235 0.265 0.330 0.385 0.305

y 0.485 0.310 0.280 0.265 0.330 0.315 0.380 0.425 0.485

um durch das erfindungsgemäß gewählte Substrat einen bevorzugten weißfarbenen Bereich zu erhalten (insbesondere den vorstehend definierten, der dem schwarzen Körper zwischen 3500 und 8500 K entspricht).
Insbesondere ist die lumineszierende Verbindung derart gewählt, dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) aufweist:

x 0.260 0.180 0.200 0.235 0.265 0.330 0.260

y 0.420 0.280 0.265 0.330 0.315 0.380 0.420

um durch das erfindungsgemäß gewählte Substrat einen besonders bevorzugten weißfarbenen Bereich zu erhalten (insbesondere den vorstehend definierten, der dem schwarzen Körper zwischen 5000 und 8500 K entspricht).
Um eine Farbe mit gegebenen genauen Koordinaten (insbesondere ein Weiß vom Typ warmes Weiß oder kaltes Weiß mit festgelegten Koordinaten) durch eine gegebene Glaskeramik, wie sie erfindungsgemäß definiert ist, zu erhalten, werden die unter den ausgewählten bestgeeignete erfindungsgemäße lumineszierende Verbindung sowie die geeignete Menge dieser Verbindung in Abhängigkeit von der Glaskeramik (im vorliegenden Fall von der optischen Transmission – oder spektralen Transmission oder spektralen Dispersion – des Glaskeramiksubstrats, wobei die optische/spektrale Transmission selbst von der Zusammensetzung und von der Dicke des Substrats abhängt), von der Matrix, in die die Verbindung gegebenenfalls eingebettet ist, sowie von der verwendeten genauen Lichtquelle, wie später erläutert wird, gewählt und berechnet.
Der erfindungsgemäße Glaskeramikartikel und seine Komponenten werden in der Fortsetzung der Beschreibung ausführlicher beschrieben.
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 einer Korrekturverbindung, wie erfindungsgemäß definiert, 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, 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, oberhalb von 420 nm (und bis 780 nm) und vorzugsweise von wenigstens 0,1% für alle Wellenlängen im Bereich von 420 bis 780 nm aufweist. Unter „intrinsisch” oder ”eigentlich” wird verstanden, dass die Platte eine solche Durchlässigkeit oder Transmission an sich aufweist, ohne das Vorliegen irgendeiner Beschichtung. Die Lichtdurchlässigkeit wird nach der ISO-Norm 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 ISO-Norm 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 CIE-Farbvalenz-System, 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 die erfindungsgemäßen) Lichtquelle(n) und lumineszierende(n) Verbindung(en) 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 besonders beeinträchtigen. Farbstoffe können insbesondere der Zusammensetzung in begrenzten Anteilen (vorzugsweise in einem Anteil von weniger als 0,2%, insbesondere weniger als 0,15%, für die Summe der Farbstoffe) beispielsweise im Fall von schwarzen oder braunen Glaskeramiken zugegeben werden. Beispielsweise kann die Zusammensetzung der Platte vorteilhafterweise Vanadiumoxid (V₂O₅) in einem Anteil zwischen 0,005% und 0,2%, insbesondere zwischen 0,01% und 0,2%, insbesondere zwischen 0,01 und 0,1% und 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 in den folgenden Gewichtsgrenzen enthalten (wobei das Glaskeramiksubstrat vorzugsweise weniger als 0,2%, insbesondere weniger als 0,15% Farbstoffe umfasst, wie vorstehend angegeben): Fe₂O₃: 0–0,2%; CoO: 0–1%, vorzugsweise 0–0,12% und insbesondere 0,01–0,04% (wobei Fe₂O₃, V₂O₅ und CoO die bevorzugt verwendeten Farbstoffe sind), sogar NiO (insbesondere in einem Anteil von weniger als 0,005%, wobei diese Verbindung im Allgemeinen als Unreinheit vorliegt), CuO (insbesondere in einem Anteil von weniger als 0,005%, wobei diese Verbindung im Allgemeinen als Unreinheit vorliegt) und/oder MnO (vorzugsweise in einem Anteil von weniger als 0,05%, insbesondere weniger als 0,025%). Die Glaskeramik kann auch weitere Farbstoffe in begrenzten Anteilen umfassen, insbesondere kann sie weniger als 1000 ppm (0–0,1%) Rb₂O, das im Allgemeinen als Unreinheit vorliegt, oder weniger als 1000 ppm (0–0,1%) der Summe aus den folgenden Oxiden: As₂O₃ + Sb₂O₃ umfassen, wobei die Glaskeramik ferner vorzugsweise frei von den Stoffen P₂O₅, B₂O₃ und F ist. Um insbesondere einen weißen Leuchtbereich, wie er vorteilhafterweise gemäß der vorliegenden Erfindung gewünscht ist, zu erhalten, weist die Glaskeramik des erfindungsgemäßen Artikels auch vorzugsweise einen Cr₂O₃-Anteil von weniger als 0,0015 Gew.-% (oder Anteil von 0 bis 0,0015 Gew.-%), insbesondere weniger als 0,0012 Gew.-%, sogar kleiner als oder gleich 0,001 Gew.-% auf.
Die Glaskeramik kann auch Zinnoxid (oder weitere Reduktionsmittel wie Metallsulfide) in einem Anteil von unter 0,5% (oder von 0–0,5%) umfassen, wobei Zinnoxid (SnO₂) 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 den gewählten Beleuchtungsmitteln (Quelle(n) und lumineszierende Verbindung(en)), um die spektrale Dispersion der Glaskeramik auf kontrollierte Weise zu kompensieren oder zu korrigieren, kann die gewünschte weiße Wiedergabe erhalten werden. Die Erfindung eignet sich für dunkle oder farbige, die Transmissions- oder Durchlässigkeitskriterien erfüllende Glaskeramikplatten, die sie mit einer Funktion kontrollierter Farbgebung der Anzeige ausstattet.
Der erfindungsgemäße Artikel umfasst wenigstens eine Lichtquelle, wie sie gemäß der Erfindung definiert ist, wobei der Artikel gegebenenfalls auch mehrere Quellen umfassen kann (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), eine elektronische Bedienblende mit sensitiven Tasten und Digitalanzeige etc. integriert sein/mit dieser (diesen) gekoppelt sein. Wie bereits erwähnt sind die Lichtquellen vorteilhafterweise durch mehr oder weniger beabstandete Leuchtdioden 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 oder Silikon), 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.
Als Quellen können insbesondere LEDs verwendet werden, die beispielsweise aus einem Halbleiterkristallchip, wie im Blauen emittierenden Indium/Galliumnitrid (InGaN) gefertigt sind. Als Beispiele für vorteilhafte LEDs können insbesondere die folgenden LEDs oder Anzeigeeinrichtungen genannt werden: die Bezeichnung VLMB1300-GS08 der Gesellschaft Vishay, die Bezeichnungen KPT-1608QBC-G, APG1608QBC/F, oder SA39-11PBWA der Gesellschaft KingBright, die Bezeichnung LBQ39G-N1P1-1 der Gesellschaft OSRAM, die Bezeichnung LCS-10012TB11 der Gesellschaft LC LED etc. 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 und gegebenenfalls durch den Wellenleiter geführten) 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 jedwede Behandlung oder differentielles Strukturieren der Oberfläche (lokal oder auf der gesamten Oberfläche), beispielsweise des Wellenleiters, wie Lasergravur, Emaildruck, chemisches Ätzen (Säure etc.) oder mechanisches Ätzen (Sandstrahlen etc.) etc., wobei das Extraktionsmittel auch teilweise oder in Gänze durch das der Lichtquelle zugeordnete lumineszierende Medium gebildet sein kann (zum Beispiel in dem Fall, in dem streuende Partikel dem die erfindungsgemäße lumineszierende Verbindung enthaltenden Bindemittel zugegeben sind). 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, sind die verwendete(n) Quelle oder Quellen mit einer lumineszierenden Verbindung kombiniert, durch die die Strahlungen, welche durch die Quelle oder Quellen emittiert (und gegebenenfalls durch den Wellenleiter und die möglichen Extraktionsmittel transmittiert) werden, hindurchgehen. Diese Verbindung ist im Allgemeinen zwischen der Quelle und dem Substrat angeordnet (und nimmt insbesondere eine feste Position dazwischen ein) und kann mit der Quelle und/oder dem Substrat und/oder eventuell mit einem weiteren Zwischenelement (beispielsweise einem Lichtextraktionsmittel, wie vorstehend erwähnt), fest verbunden sein (das heißt direkt oder indirekt (z. B. mittels eines weiteren Bestandteils) befestigt und, sobald angeordnet, einfach unlösbar).
Diese Verbindung wird im Allgemeinen in ein(e) bereits erwähnte(s) Matrix oder Harz oder Bindemittel, organisch (oder polymer) oder anorganisch, vorzugsweise transparent, und eventuell streuend, beispielsweise ein Acrylat-, Epoxy- oder Silikon-Bindemittel (oder -Harz), oder Sol-Gel etc., zum Beispiel ein Harz mit der Bezeichnung Sylgard 184 Silicone Elastomer oder OE-6635 der Gesellschaft Dow Corning, etc., integriert (insbesondere durch Mischen, beispielsweise mit Hilfe eines Rührwerks, vor eventuell einem Brennen oder Härten der Mischung). Die lumineszierende Verbindung kann eine organische und vorzugsweise anorganische Verbindung sein, die gegebenenfalls dotiert ist (zum Beispiel vom Typ Europium-dotiertes Aluminat oder Silikat), und ist vorzugsweise eine fluoreszierende Verbindung (die das Licht nach Anregung unmittelbar emittiert). Es handelt sich vorzugsweise um eine einzige Verbindung (die vorzugsweise einen einzigen Emissionspeak aufweist), die in Form einer Schicht abgeschieden ist; es ist aber gegebenenfalls auch möglich, mehrere Verbindungen (wobei die hervorgehende Mischung die Eigenschaften der bei der vorliegenden Erfindung gewählten lumineszierenden Verbindung aufweist) und/oder mehrere übereinander angeordnete oder kombinierte Schichten aus Verbindung(en) zu verwenden.
Die Verbindung (in ihrem möglichen Bindemittel) wird im Allgemeinen in Form einer oder mehrerer Schichten (im Allgemeinen mit einer Dicke von einigen zehn bis mehreren hundert Mikrometern), beispielsweise mittels Rolle, Sprühen, durch Schleuderbeschichtung, Siebdruck, Tintenstrahl etc. abgeschieden und wird (direkt oder beispielsweise, falls erforderlich, durch Zugabe eines Klebers, insbesondere wenn sie auf einem Zwischenelement abgeschieden oder in dieses integriert, dann aufgebracht wird) mit der Oberfläche insbesondere der Quelle oder Quellen oder der Glaskeramik fest verbunden.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird sie auf der Lichtquelle abgeschieden (oder auf ihr angebracht) und ist mit dieser fest verbunden (oder an ihr befestigt). Vorzugsweise ist die Abscheidung auf die emittierende Fläche des Chips begrenzt und weist eine konstante Dicke auf, um zu gewährleisten, dass die Farbe des emittierten Lichts unter dem Betrachtungswinkel gleichmäßig bleibt (sogenannte konforme Abscheidung).
Bei einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform wird die Verbindung (in ihrem möglichen Bindemittel) auf der Glaskeramik abgeschieden und ist mit dieser fest verbunden (oder an ihr befestigt), vorzugsweise der Unterseite der Glaskeramik.
Vorzugsweise weist das lumineszierende Medium (erfindungsgemäß gewählte Verbindung, und Matrix oder Bindemittel, die/das sie gegebenenfalls enthält) eine Absorbanz A_λ von über 0.274 und vorzugsweise über 0.297 bei der Emissionswellenlänge λ (des Haupt- oder einzigen Peaks) der verwendeten Quelle, mit der es kombiniert ist, auf. Die Absorbanz A_λ = log₁₀(I₀/I), wobei I₀ die einfallende Lichtstärke und I die transmittierte Lichtstärke ist, und wird durch ein Spektralphotometer gemessen.
Wie bereits angegeben ist die Wahl der Verbindung für den Erhalt der gewünschten Zielfarbe (wie sie visuell wahrgenommen wird) von der verwendeten Glaskeramikplatte, von dem Bindemittel oder der Matrix, das/die die Verbindung enthält, von der gewünschten Farbe und von der verwendeten Quelle abhängig. Um insbesondere eine (vorteilhafterweise weiße) Farbe mit gegebenen Farbkoordinaten oder in einem gegebenen Bereich zu erhalten, wird wie folgt vorgegangen:

1) in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm wird/werden die Zielfarbe oder Zielfarben eingetragen,
2) in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm wird der Punkt (x_s, y_s) eingetragen, welcher der gewählten (erfindungsgemäß gewählten) Quelle durch das Glaskeramiksubstrat hindurch betrachtet entspricht (das Emissionsspektrum der Quelle wird nach Transmission durch die Glaskeramik, nach der CIE-Norm 127-2007 gemessen, anschließend werden die zugeordneten Koordinaten (x, y) des CIE-Modells 1931 nach der ISO-Norm 11664-3: 2012 berechnet),
3) in dem CIExyY (1931) Dreifarben-Diagramm wird der Punkt (x_l, y_l) eingetragen, welcher dem gewählten lumineszierenden Medium (erfindungsgemäß definierte lumineszierende Verbindung und gegebenenfalls Matrix, die diese enthält), durch die Glaskeramikplatte hindurch betrachtet, entspricht,
4) die Gesamtheit der durch diese Kombination synthetisch herstellbaren Farben entspricht der Geraden, welche die bei Schritt 2) und bei Schritt 3) in das Diagramm eingetragenen Punkte verbindet. Wenn diese Gerade den Punkt oder den Punktebereich, der bei Schritt 1) definiert wird, (in einem Abstand von weniger als 0.01, vorzugsweise weniger als 0.001, sogar null) schneidet, wird diese Kombination aus Quelle und lumineszierendem Medium übertragen, und es wird zu Schritt 5) übergegangen, um die zu verwendende Menge an lumineszierender Verbindung zu bestimmen. Andernfalls wird wieder bei Schritt 3) mit einer anderen erfindungsgemäß gewählten lumineszierenden Verbindung begonnen, bis die gezeichnete Gerade den Punkt oder Punktebereich, der bei Schritt 1) definiert wird, schneidet, und somit die lumineszierende Verbindung (und gegebenenfalls ihr Einbettungsmedium), die am besten für den Erhalt der Zielfarbe geeignet ist, gewählt werden kann.
5) Die Koordinaten (x_c, y_c) des bei Schritt 4) erhaltenen Schnittpunktes (der den Abstand zum Ziel minimiert) werden übertagen. Dieser Schnittpunkt ist der Schwerpunkt der bei Schritt 2) und 3) definierten Punkte, die von den Koeffizienten α bzw. β derart belegt sind, dass α = (x_c – x_l)/(x_s – x_l) und β = (x_c – x_s)/(x_l – x_s). Die zu verwendende Menge an lumineszierender Verbindung muss derart sein, dass bei einer durch die Quelle emittierten Gesamtlichtstärke (I_t) (gemessen nach der CIE-Norm 127-2007), das aus der Quelle austretende Licht einen Beitrag von α × I_t liefert und das aus der lumineszierenden Verbindung hervorgegangene Licht einen Beitrag von β × I_t liefert. Diese Menge wird somit beispielsweise dadurch bestimmt, dass mehrere Abscheidungen des Bindemittels oder der Matrix, das/die die lumineszierende Verbindung enthält, unter Variieren der Konzentration der Verbindung und/oder der abgeschiedenen Dicke (des lumineszierenden Mediums) vollzogen werden, dann durch Auswählen der Probe, die ermöglicht, den gewünschten Farbpunkt durch die Glaskeramik zu erhalten, oder aber durch Messen des Emissionsspektrums der Proben, Berechnen des Verhältnisses zwischen der Lichtstärke des Peaks der lumineszierenden Verbindung und der Lichtstärke des Peaks der Quelle sowie Auswählen der Probe, bei der dieses Verhältnis gleich β/α ist.

Die erfindungsgemäße Kombination Quelle/lumineszierende Verbindung/Glaskeramik ermöglicht, eine weiße 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 Leucht-/Anzeigebereiche haben, mit einem Leuchtdichtegrad von über 10 Candela/m² (nach der ISO-Norm 23539: 2005(E) definierte Größe), insbesondere von über 20 Candela/m² und insbesondere von über 50, sogar 70 Candela/m².
Der erfindungsgemäße Artikel kann gegebenenfalls weitere Elemente und/oder Schichten als die vorerwähnten Bestandteile umfassen. Beispielsweise kann der Artikel, wenn es sich um ein Kochmodul handelt, mit zusätzlichem/n Funktions- oder Zierelement(en) (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 eine lumineszierende Verbindung wie vorstehend gemäß der Erfindung erwähnt, die insbesondere entsprechend dem vorstehend erwähnten Auswahlverfahren ausgewählt ist, eingefügt wird. Diese Verbindung kann in Form eines unabhängigen Elements (beispielsweise wird die Verbindung in ihrem Bindemittel aufgebracht, die zuvor in Form einer Scheibe hergestellt werden, insbesondere wird sie 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. Diese Verbindung kann auch zuvor auf der Quelle, vor Hinzufügen des Ganzen zu dem Glaskeramiksubstrat, abgeschieden worden sein (insbesondere kann eine Quelle verwendet werden, die diese lumineszierende Verbindung bereits enthält). Vorteilhafterweise wird diese Verbindung oder das diese Verbindung integrierende Element (beispielsweie die mit dieser Verbindung überzogene Quelle) 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.
Zur Veranschaulichung zeigt die beiliegende Figur, in dem CIE 1931 Farbdiagramm die Emissionsbereiche der erfindungsgemäß ausgewählten lumineszierenden Verbindung, die ermöglichen, durch die erfindungsgemäß ausgewählte Glaskeramik hindurch Weiß zu erhalten. Insbesondere stellt der Bereich 1 den Bereich mit folgenden Farbkoordinaten dar:

x 0.2658 0.2000 0.3000 0.4229 0.2658

y 0.7243 0.3950 0.3405 0.5756 0.7243
Der Bereich 2 stellt den bevorzugten Bereich mit folgenden Koordinaten dar:

x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3600 0.4087 0.3231

y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5300 0.5896 0.6722
Der Bereich 3 stellt den besonders bevorzugten Bereich mit folgenden Koordinaten dar:

x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3451 0.3980 0.3231

y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5437 0.6001 0.6722
Als Referenz stellt der Bereich 4 den (einer gelben Farbe entsprechenden) Emissionsbereich der Leuchtelemente dar, die derzeit in aktuellen weißen LEDs verwendet werden, die von einer blauen Lichtquelle gebildet sind, welche mit einem Element überzogen ist, das einen Teil des Lichts absorbiert und gelbes Licht zurücksendet, wobei diese weißen LEDs nicht ermöglichen, eine weiße Farbe durch eine Glaskeramik, wie erfindungsgemäß gewünscht, zu erhalten, wobei das Auge vielmehr rosa, orange oder, in diesem Fall, rot wahrnimmt.
Das folgende Beispiel veranschaulicht ferner in nicht einschränkender Weise die vorliegende Erfindung.
Bei diesem Beispiel ist der hergestellte 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 aufweist, wobei der Artikel ferner eine Lichtquelle, die unter der Platte an dieser befestigt ist, umfasst.
Als Lichtquelle wird eine LED-Anzeigeeinrichtung verwendet, wobei jede LED einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 472 nm und mit einer Halbwertsbreite von 25 nm aufweist. Außerdem wird als lumineszierende Verbindung eine Verbindung mit der Bezeichnung EG3560 (auf der Basis von Europium-dotiertem Silikat) der Gesellschaft Intematix verwendet, die einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge von 535 nm und mit einer Halbwertsbreite von 80 nm aufweist und folgende Farbkoordinaten hat: x = 0.345 (+/–0.005); y = 0.602 (+/0.005). Diese Verbindung in Pulverform wird mit dem Spatel mit einem Acrylat-Harz in flüssiger Form, das unter der Bezeichnung NOA81 durch die Gesellschaft Epotecny vertrieben wird, in einem Verhältnis von 1.5 g Pulver der Verbindung auf 1 ml Harz, gemischt. Das erhaltene lumineszierende Gemisch wird durch Schleuderbeschichtung, in einer Dicke von 230 μm direkt auf der Glaskeramikplatte abgeschieden. Im Betrieb sendet die Quelle einen Lichtstrahl aus, der die Anordnung aus lumineszierendem Gemisch/Platte im Bereich des Anzeigebereichs durchquert. Die erhaltene Anzeige ist von weißer Farbe, mit folgenden Farbkoordinaten: x = 0.341; y = 0.365.
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
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-Norm 11664-3: 2012 [0012]
ISO-Norm 9050: 2003 [0019]
ISO-Norm 9050:2003 [0029]
ISO-Norm 9050:2003 [0029]
CIE-Norm 127-2007 [0051]
ISO-Norm 11664-3: 2012 [0051]
CIE-Norm 127-2007 [0051]
ISO-Norm 23539: 2005(E) [0052]

Claims

Artikel mit wenigstens einem insbesondere weißen leuchtenden Bereich, insbesondere Anzeigebereich, 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 von 420 bis 780 nm aufweist, wenigstens eine Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode, mit einem Emissionspeak bei einer Wellenlänge zwischen 430 und 490 nm, sowie wenigstens eine lumineszierende Verbindung umfasst, die in dem Bereich, der durch die folgenden Farbkoordinaten (x, y) begrenzt ist, emittiert: x 0.2658 0.2000 0.3000 0.4229 0.2658 y 0.7243 0.3950 0.3405 0.5756 0.7243

um wenigstens einen insbesondere weißen leuchtenden Bereich, insbesondere Anzeigebereich, in wenigstens einem Bereich der Platte zu bilden.
Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in dem durch die folgenden Farbkoordinaten (x, y) begrenzten Bereich emittiert: x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3600 0.4087 0.3231 y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5300 0.5896 0.6722
Artikel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in dem durch die folgenden Farbkoordinaten (x, y) begrenzten Bereich emittiert: x 0.3231 0.2702 0.2000 0.2550 0.3451 0.3980 0.3231 y 0.6722 0.6158 0.3950 0.3650 0.5437 0.6001 0.6722
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung einen Emissionspeak bei einer Wellenlänge zwischen 500 und 575 nm und mit einer Halbwertsbreite im Bereich zwischen 50 und 145 nm aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung derart gewählt ist, dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) aufweist: x 0.460 0.385 0.255 0.190 0.175 0.180 0.305 0.385 0.460 y 0.440 0.425 0.305 0.255 0.270 0.310 0.485 0.510 0.440
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung derart gewählt ist, dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) aufweist: x 0.305 0.180 0.180 0.200 0.235 0.265 0.330 0.385 0.305 y 0.485 0.310 0.280 0.265 0.330 0.315 0.380 0.425 0.485
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung derart gewählt ist, dass der durch die Quelle emittierte und durch die lumineszierende Verbindung transmittierte Lichtanteil die folgenden Farbkoordinaten (x, y) aufweist: x 0.260 0.180 0.200 0.235 0.265 0.330 0.260 y 0.420 0.280 0.265 0.330 0.315 0.380 0.420
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in Abhängigkeit von der Glaskeramik und von der Lichtquelle gewählt ist, um wenigstens einen weißfarbenen Leuchtbereich in wenigstens einem Bereich der Platte zu bilden, insbesondere von weißer Farbe mit folgenden Farbkoordinaten (x, y): x 0.4791 0.3983 0.3382 0.2668 0.2810 0.3523 0.4124 0.4932 0.4791 y 0.4217 0.3979 0.3590 0.2877 0.2735 0.3449 0.3838 0.4076 0.4217
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in Abhängigkeit von der Glaskeramik und von der Lichtquelle gewählt ist, um wenigstens einen Leuchtbereich von weißer Farbe mit folgenden Farbkoordinaten (x, y) zu bilden: x 0.4039 0.3381 0.2801 0.2942 0.3523 0.4181 0.4039 y 0.4005 0.3589 0.3032 0.2891 0.3448 0.3864 0.4005
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in Abhängigkeit von der Glaskeramik und von der Lichtquelle gewählt ist, um wenigstens einen Leuchtbereich von weißer Farbe mit folgenden Farbkoordinaten (x, y) zu bilden: x 0.3409 0.3001 0.2800 0.2942 0.3142 0.3550 0.3409 y 0.3609 0.3245 0.3031 0.2889 0.3104 0.3468 0.3609
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaskeramiksubstrat die folgenden Bestandteile umfasst und/oder durch Keramisierung aus einem Glas mit folgender Zusammensetzung 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%.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaskeramiksubstrat weniger als 0,2%, insbesondere weniger als 0,15% Farbstoffe umfasst, wobei Fe₂O₃, V₂O₅ und CoO die bevorzugt verwendeten Farbstoffe sind.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaskeramiksubstrat einen oder mehrere folgende(n) Farbstoff(e) in den folgenden Grenzen umfasst: V₂O₅: 0,005%–0,2%; Fe₂O₃: 0–0,2%; CoO: 0–1%; NiO: 0–0,005%; CuO: 0–0,005%; MnO: 0–0,05%; Rb₂O: 0–0,1%; As₂O₃ + Sb₂O₃: 0–0,1%; Cr₂O₃: 0–0,0015%, wobei das Glaskeramiksubstrat ferner vorzugsweise frei von P₂O₅, B₂O₃ und F ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das lumineszierende Medium, das durch die lumineszierende Verbindung und die mögliche, diese enthaltende Matrix gebildet ist, eine Absorbanz A_λ von über 0.274 und vorzugsweise über 0.297 bei der Emissionswellenlänge der Lichtquelle aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtbereich einen Leuchtdichtewert von über 10 Candela/m², insbesondere von über 20 Candela/m² und insbesondere von über 50, sogar 70 Candela/m² aufweist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die lumineszierende Verbindung in ein Silikon- oder Acrylat-Bindemittel eingebettet ist.
Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere Vorrichtung zum Kochen und/oder zum Heißhalten, wobei der Artikel ferner ein oder mehrere Heizelemente umfasst.