(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされたコーティングを備えたガラスセラミック部材の製造方法において、前記方法は、
ガラスセラミック部材（１）に、可視スペクトル範囲で少なくとも部分的に光を阻止する、有利には不透明な、コーティングを設けるステップと、
前記コーティング（５）がアブレーションにより除去されるように、前記ガラスセラミック部材（１）にパルスレーザビームを照射するステップと、
を含み、
前記照射するステップにおいて、前記コーティング（５）の一部分が除去されるように、前記レーザビームを前記ガラスセラミック部材（１）の表面に配向し、
前記コーティング（５）の除去後、前記コーティング（５）が除去された領域において、同じレーザ（７）をガラスセラミックに照射し、前記照射によって、照射領域における前記ガラスセラミックを視覚的に変化させる、
方法。
【請求項２】
前記パルスレーザビームによる前記ガラスセラミック部材（１）の照射を、前記ガラスセラミック部材（１）の、前記コーティング（５）が設けられた側で実施する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
８００ｎｍよりも短い波長のレーザ放射を使用する、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
１０００ｐｓよりも短いパルス長のパルスレーザ放射を使用し、有利には２００ｐｓよりも短いパルス長の、さらに有利には２０ｐｓよりも短いパルス長のパルスレーザ放射を使用する、
請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記ガラスセラミックを、前記レーザ（７）を用いた照射により前記ガラスセラミックの光透過率を低減することによって視覚的に変化させる、
請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ガラスセラミック（２）の照射中、レーザ強度を前記ガラスセラミック（２）のアブレーション閾値よりも低く維持する、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ガラスセラミック（２）の光透過率の低減中、前記レーザ（７）の焦点面から前記ガラスセラミック部材（１）の表面までの相対距離を、２ｍｍ〜１０ｍｍとし、有利には４ｍｍ〜８ｍｍとし、および／または、前記焦点面を、準備された前記ガラスセラミック部材（１）の表面よりも上または下に配置する、
請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
着色作用のある金属イオンにより体積部分が着色されたガラスセラミックを使用し、
前記コーティング（５）の除去後、前記コーティング（５）が除去された領域において、前記レーザ（７）を前記ガラスセラミックに照射して、照射領域の吸収係数を低減することによって、前記照射領域において前記ガラスセラミックを視覚的に変化させる、
請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ガラスセラミックの照射領域が局所的に加熱されるように、レーザ光のパワー密度を選定し、
３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の波長である可視スペクトル範囲内の少なくとも１つのスペクトル範囲で、少なくとも前記ガラスセラミックの材料の透過率が加熱領域の体積部分において増加するまで、加熱を実施し、
加熱完了後、レーザ光の照射を終了させ、前記照射領域が冷却されるようにする、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記コーティング（５）の一部分の除去後、前記レーザビーム（７１）を、前記ガラスセラミック（２）の内部に集束させ、前記ガラスセラミック（２）内に局所的なドット状の光散乱欠陥（２３）を生じさせることにより、前記ガラスセラミック（２）を照射領域において視覚的に変化させ、
前記ガラスセラミック（２）の内部では、アブレーション閾値を有利には超過させる一方、前記ガラスセラミックの表面では、パルス強度を前記アブレーション閾値よりも低く維持する、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記コーティング（５）の除去後、前記ガラスセラミック（２）の表面をアブレーションにより剥離する、
請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
アブレーションにより、前記ガラスセラミック部材（１）の突起状の面のコーティング（５）を除去する、
請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
２つの向き合った面（１０，１１）を有するプレート形状のガラスセラミック部材（１）であって、
前記面（１０，１１）のうち少なくとも一方の上に、可視スペクトル範囲で少なくとも部分的に光を阻止する、有利には不透明な、コーティング（５）が被着されており、
前記コーティング（５）の一部分が除去されて、パターン構造（５３）が規定されており、
前記ガラスセラミック部材（１）のガラスセラミック（２）は、第１領域（２０）を含み、前記第１領域（２０）は、隣接領域（２２）の光学特性に対し変更された光学特性を有しており、
前記第１領域（２０）の輪郭（２１）は、前記コーティング(５）が除去された領域の輪郭（５５）と、少なくとも部分的に合同であり、前記合同の部分において前記第１領域（２０）の輪郭（２１）の形状は、前記パターン構造（５３）の輪郭（５５）の形状に対し、２０μｍよりも大きくはずれておらず、有利には５μｍよりも大きくはずれておらず、
前記第１領域（２０）と前記隣接領域（２２）は、モノリシックであり、前記第１領域（２０）と前記隣接領域（２２）は、接合部が生じることなく互いに融合しており、
前記第１領域（２０）は、前記ガラスセラミック（２）における局所的なドット状の光散乱欠陥（２３）によって光学特性が変更されている、
ガラスセラミック部材（１）。
【請求項１４】
前記コーティング（５）は複数の層（５１，５２）を有し、
前記コーティング（５）の除去によって形成された前記コーティング（５）の前記パターン構造（５３）の輪郭（５５）は、前記複数の層（５１，５２）の除去された部位における合同の周縁部から成る、
請求項１３記載のガラスセラミック部材。
【請求項１５】
前記第１領域（２０）の光透過率は、前記隣接領域（２２）に対して低下されている、
請求項１４記載のガラスセラミック部材。
【請求項１６】
τ1を、特定の波長λに対する前記第１領域（２０）の透過率とし、τ2を、前記波長に対する前記隣接領域（２２）の透過率とし、各透過率の差（τ1−τ2）／（τ1＋τ2）は、可視スペクトル範囲にわたって波長が変化したとき、有利には４００ｎｍ〜７８０ｎｍのスペクトル範囲内で波長が変化したとき、前記透過率の差の平均値に関して、３０％を超えて変動せず、有利には２０％を超えて変動しない、または、
α1（λ）を、照射された前記第１領域（２０）の吸収係数とし、α2（λ）を、前記隣接領域（２２）の吸収係数とし、差（α1（λ）−α2（λ））／（α1（λ）＋α2（λ））は、４００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲内で前記差の平均値に関して、３０％を超えて変動せず、有利には２０％を超えて変動しない、
請求項１５項記載のガラスセラミック部材。
【請求項１７】
前記ガラスセラミック部材（１）のガラスセラミック（２）は、以下の元素即ち、
チタン、スズ、鉄、バナジウム、クロム、セリウム、ネオジム、ユーロピウム、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、ヒ素、アンチモン、銅、銀、および／または金、
のうち少なくとも１つの元素を有する、
請求項１４から１６のいずれか１項記載のガラスセラミック部材。
【請求項１８】
前記ガラスセラミック部材（１）は、バナジウム酸化物によって体積部分が着色されている、
請求項１３または１４記載のガラスセラミック部材。
【請求項１９】
前記ガラスセラミック（２）の光学特性が変更された前記第１領域（２０）は、前記コーティング（５）が除去された領域における前記ガラスセラミック（２）の表面に、艶消し表面領域（２４）を有する、
請求項１３から１８のいずれか１項記載のガラスセラミック部材。
【請求項２０】
前記コーティング（５）が除去された領域は、少なくとも部分的に、４５０μｍよりも狭い幅を有しており、有利には３００μｍよりも狭い幅を有している、
請求項１３から１９のいずれか１項記載のガラスセラミック部材。
【請求項２１】
請求項１３から２０のいずれか１項記載のガラスセラミック部材（１）を有する、ガラスセラミッククックトップ（３０）であって、
前記ガラスセラミック部材（１）によって、前記ガラスセラミッククックトップ（３０）のガラスセラミッククッキングプレートが形成されており、
前記コーティング（５）が除去された領域により規定されたパターン構造（５３）の下方に、光源が配置されていて、前記光源からの光が前記パターン構造（５３）を通過して、前記ガラスセラミッククッキングプレートの使用側に至り、操作者が前記光を認識可能である、
ガラスセラミッククックトップ（３０）。
【請求項２２】
前記パターン構造（５３）の下方に電子基板（３１）が配置されており、
前記電子基板（３１）は、前記電子基板（３１）上に取り付けられた少なくとも１つの発光ダイオード（３２）を有する、
請求項２１記載のガラスセラミッククックトップ。
【請求項２３】
前記ガラスセラミック部材（１）と前記光源との間にフィルムが配置されており、前記フィルムは、前記コーティング（５）の色と同様の色を有しており、有利には、Ｌａｂ色空間における色値の差であるΔＬａｂ値が１０よりも小さい、
請求項２１記載のガラスセラミッククックトップ。
【請求項２４】
前記コーティング（５）が除去された領域において、前記ガラスセラミック部材（１）に半透明のコーティングが被着されており、前記半透明のコーティングは、前記コーティング（５）の色と同様の色を有しており、有利には、Ｌａｂ色空間における色値の差であるΔＬａｂ値が１０よりも小さい、
請求項２１記載のガラスセラミッククックトップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、パターン化されたコーティングが設けられたガラスセラミック製品に関する。さらに詳しくは本発明は、コーティングに半透明のストラクチャを含むガラスセラミック製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、外観を変える目的で、また、ガラスセラミックの下に設置されたクックトップの部品を隠す目的で、下側の面にコーティングが施されたガラスセラミッククックトップが知られている。
【０００３】
この目的のための１つのオプションはゾル−ゲルコーティングであって、このコーティングは耐熱性が著しく良好であり、かつ、ガラスセラミックプレートに対する良好な固着性の点で優れている。クックトップ内部の部品を隠すために、一般には不透明なコーティングが用いられる。
【０００４】
いくつかの用途のために望ましいのは、コーティングが面全体を覆うのではなく、ウィンドウを有することである。このようなウィンドウは特に、発光ディスプレイ素子の前に配されていて、クックトップの使用側を見ている操作者が認識できるように、それらのディスプレイ素子がガラスセラミックプレートを通して光を放出する。一部ではそれらのウィンドウは、見た目のよさを改善する目的で、半透明のコーティングによって覆われている。この手法によれば、同じ色相で均質な表面が形成される。
【０００５】
今日、クックトップには、シンボル、キャラクター、あるいはその他のロゴやデザインが、スクリーン印刷でプリントされる。ただし、例えば細い線など著しく微細なパターンを形成するのは難しい。
【０００６】
しかも、著しく微細な又は小さいロゴを作成すべき場合には、インキが滲んだり不鮮明になりがちであり、それによって欠陥商品が生じてしまう。さらに、新たな製品要求又は設計変更のたびに、スクリーンを新たに作成し直す必要があり、その結果、セットアップのためのコストが著しく高くなり、このことは小規模なシリーズの場合に特に顕著になる。このため、エンドユーザ各々のために固有のデザインを製造するには、多くのコストがかかってしまう。
【０００７】
さらにスクリーン印刷などの印刷技術の場合、多層コーティングするためには、パターニングを一致させるのが難しい、という問題点も生じる。したがって多層コーティングを行う場合には通常、比較的大きいウィンドウをそのまま残しておき、そのウィンドウの領域に次のコーティング層を望ましいパターンで精密にパターニングできるようにしている。しかしながら、特に発光ディスプレイ素子と組み合わせた場合であると、いっそう精密にパターニングしたほうのコーティング層が完全には不透明でないならば、上述のウィンドウが見えてしまうことになる。
【０００８】
欧州特許第０８６８９６０号明細書には、特に家庭電化製品用である制御パネルを製造する方法が開示されている。この方法によれば、ベースとなるブランクパネルに予め被着された少なくとも１つのスクリーン印刷層に、個人専用の少なくとも１つのレーザ彫刻が形成される。レーザ彫刻によれば、装飾的な構造、シンボル又は同様のマークがスクリーン印刷層に形成されるように、材料が除去される。さらにそれらの彫刻が手動で、又は自動的に、別の色の層を被着することによって覆われ、これは彫刻ステップ後ただちに行ってもよいし、又は別個のオペレーションとして行ってもよい。この例の場合も複数の層が被着され、コーティングステップの間にレーザ彫刻が実施される。しかしながら、ワークフローという点に関しては、複数のコーティングステップをまとめることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願第０８６８９６０号明細書
【特許文献２】独国特許出願第１０２０１３１１０５７６．９号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２８０５８２９号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００８０３１４２６号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０２００８０３１４２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が基礎とする課題は、パターニングにおいていっそう多くのフレキシビリティが得られるように、又、スクリーン印刷で可能なよりもさらに微細なパターンを生成できるように、ガラスセラミック基板上にパターニングされるコーティングの生成を改善することにある。さらにこの場合、スクリーン印刷を用いて印刷するのは、コーティング自体だけである。ただし、コーティングされないまま残されたガラスセラミック部材の部分においては、ガラスセラミックを付加的に変更できるようにすることが望ましい場合もある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によればこの課題は、独立請求項に記載された特徴によって解決される。個々の従属請求項には、本発明の有利な実施形態及び発展形態が記載されている。
【００１２】
本発明の基本的な着想は、後続の処理ステップにおいて、事前にガラスセラミック製品に被着されたコーティングから、レーザを利用してコーティングの一部分を除去することである。この場合、露出したガラスセラミック自体を、その後、レーザを用いて変更することができ、それによってガラスセラミックのデザイン及び視覚的特性の変更について、いっそう多くのオプションが得られるようになる。
【００１３】
１つの実施形態によれば、ウィンドウ又はパターン構造の領域において、ガラスセラミックの下にあるディスプレイ素子又は他の技術的な部品を隠すために、半透明のコーティングを用いることができる。別の選択肢として、色にマッチした半透明のフィルムを、発光ディスプレイ素子とガラスセラミックにおけるウィンドウ又はパターン構造との間に挿入することができる。これによって、クックトップの利用側を目にする操作者にとって、ディスプレイ素子の可視性と、見た目に美しい均質な外見の双方が達成される。
【００１４】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明についていっそう詳しく説明する。図中、同じ参照符号は、同じ又は同等の要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術によりガラスセラミック部材上にパターンニングされた多層コーティングを示す図
【図２】本発明による方法を実施するための装置を示す図
【図３】本発明による方法に従い処理されたガラスセラミック部材を示す図
【図４】レーザ照射による暗化領域と、隣接する非暗化領域の透過率スペクトルを示すグラフ
【図５】図４に示した透過率スペクトルにおける相対的差異を示すグラフ
【図６】レーザの焦点面からガラスセラミック部材までの種々の距離について透過率スペクトルを示すグラフ
【図７】光散乱欠陥を含むガラスセラミック部材の１つの実施形態について示す図
【図８】レーザ処理されたガラスセラミック部材の別の実施形態について示す図
【図９】ガラスセラミッククックトップ３０を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照して、パターニングされたコーティングが設けられたガラスセラミック部材１について詳しく説明する。図１の具体例は、慣用のスクリーン印刷により形成されたコーティング５を含む。この場合、プレート状のガラスセラミック部材１は、２つの向き合った面１０，１１を有している。ガラスセラミック部材１がガラスセラミッククッキングプレートの形状である場合、面１０，１１の一方が使用側となる。
【００１７】
面１０，１１の少なくとも一方におけるコーティング５は、ガラスセラミック２に設けられた第１インキ層５１と、第１インキ層５１に被着された第２インキ層５２とから成る。第１インキ層５１には、パターン構造５３が含まれている。このパターン構造は、ガラスセラミック２がそのまま残されている領域つまりコーティングされていない領域によって規定される。このパターン構造の輪郭は、例えばロゴ、文字又はシンボルの形状をとることができる。インキ層のパターニングが非連続的であることから、光はパターン構造とガラスセラミック２とを介して、ガラスセラミック部材１を通過することができる。コーティング５の個々の層は、順番に被着されている。この場合に発生する問題点は、次に続く第２インキ層５２におけるパターン構造５３の輪郭と、第１インキ層のパターン構造５３との厳密なアライメントを、簡単に行うことはできない、ということである。したがってパターン構造の代わりに、ウィンドウ５４の形態をとるそれよりも大きなエリアが、又はパターン構造５３に対応して設けられた凹部が、付加的に封止層としても利用可能な第２インキ層５２内に残される。
【００１８】
このことが不都合であるのは、ウィンドウ５４の領域ではコーティング５の層厚が、第１インキ層５１の厚さまで薄くなってしまうことからである。したがって、第１インキ層が完全に不透明でないかぎり、ウィンドウの領域においてガラスセラミック２を通して光が貫通できてしまう。したがってパターン構造５３をバックライト照明したならば、ウィンドウが見えてしまうことになる。しかも、スクリーン印刷により達成可能な最小構造サイズには制限がある。
【００１９】
図２には、本発明による方法、即ちパターニングされたコーティングを備えたガラスセラミック部材の製造方法を実施するための装置３が示されている。
【００２０】
装置３は、レーザ７と、レーザ７により発せられたレーザビーム７１を、コーティング５により被覆されたガラスセラミック部材１の表面に配向する手段とが設けられている。例えば、レーザビーム７１を表面に配向する手段として、ガルバノスキャナ１５を利用することができる。
【００２１】
図２に示されているように、ガルバノスキャナの代替として、又はガルバノスキャナに加えて、ガラスセラミック部材１を移動させる手段を設けてもよい。特にこの目的に適しているのはＸＹテーブル１６であり、これはクロステーブルとも呼ばれる。このような実施形態の場合には、レーザビーム７１を固定しておき、ＸＹテーブルをその上に載置されたガラスセラミック部材１とともに移動させて、望ましい形状でコーティング５にパターン構造を生じさせることができる。
【００２２】
最大可能な強度を達成する目的で、レーザビーム７１を表面上に集束させるために、適切な集束光学系９を設けることができる。図２に示されている実施形態の場合、この集束光学系は、ガルバノスキャナ１５の出射側に配置されている。ただし当業者であれば自明である通り、レーザビーム７１をガラスセラミック部材１に集束させるのに適した別の構成も同様に可能である。短い焦点距離を達成するためには、ビーム方向で見てガルバノスキャナの後方に集束光学系を配置するのが有利である。一般に、図２の実施例に示されているような光学系及び移動機構の特定の構成にかかわらず、２５０ｍｍよりも短い焦点距離を有する集束光学系特にレンズ又レンズ群或いは集束ミラーが好ましい。この場合、１００ｍｍよりも短い焦点距離が特に好ましい。
【００２３】
コーティング５を途切れさせるパターン構造５３を形成する目的で、コーティング５を局所的に除去するために、レーザビーム７１がレーザビーム配向手段によって表面上を移動させられ、この場合、コーティング５の材料のアブレーション閾値を超えるようにレーザ７が調節され、このようにすることで入射ポイントにおいてコーティングが除去される。ただしこの場合、レーザパワーは、基板材料のアブレーション閾値には達しないようにし、それによってコーティング／インキだけが除去されるようにセットされる。具体例として、ROBAX（登録商標）の商品名で市販されているガラスセラミックを挙げることができる。このガラスセラミックに関してアブレーション閾値は、１０６４ｎｍのレーザ波長のとき、５．２×１０17Ｗ／ｍ2である。
【００２４】
図２に示されている実施例の場合、コーティング５は、パターン構造５３としてインフォメーションを表すシンボルが得られるように除去されている。
【００２５】
レーザビーム配向手段は、制御ユニット１３によって制御される。この制御ユニット１３は例えば、パターン構造の形状と位置を制御信号に変換するプログラムを実行し、変換された制御信号を用いてレーザビーム配向手段により、レーザビーム７１が表面上を移動させられる。有利には制御ユニットはレーザ７も制御し、特にスイッチオン／スイッチオフ及びレーザ強度に関して制御する。
【００２６】
本発明によれば、コーティング５が除去されるだけでなく、これに加えて、ガラスセラミック部材１のガラスセラミック２にも局所的に変更が加えられる。特にこの変更は、ガラスセラミック２の光学特性が変えられるようなものである。
【００２７】
この種の変更として、以下のものを挙げることができる。即ち、
・ガラスセラミックの体積部分を着色、又はもっと一般的には、ガラスセラミックの吸収特性を変更、又は、
・ガラスセラミックに光散乱欠陥を形成、又は
・パターン構造のところに露出したガラスセラミック表面をアブレーション及び粗面化又は艶消し処理。
【００２８】
したがって要約すると、本発明による方法は以下のステップに基づくものである。即ち、
・可視スペクトル範囲において、少なくとも部分的に光を阻止するコーティング有利には不透明なコーティングを、ガラスセラミック部材１に設けるステップ、
・コーティング５がアブレーションにより除去され、有利にはガラスセラミックが露出するように、ガラスセラミック部材１にパルスレーザビームを照射するステップ、この場合、
・レーザビームは、照射中、コーティング５の所定の部位が除去されるよう、ガラスセラミック部材１の表面に配向され、
・コーティング５の除去後、コーティング５が除去された領域内で、同じレーザ７をガラスセラミックに照射し、それにより照射領域においてガラスセラミックを視覚的に変化させる。
【００２９】
除去されるコーティングの部位が、レーザビーム直径よりも大きい横方向寸法をもつようにすることができる。この場合、レーザビーム直径よりも広くない幅を有する線状領域であっても、その長手方向寸法はレーザビーム直径よりも大きい。
【００３０】
パルスレーザビームを用いたガラスセラミック部材１の照射を、図２に示した実施例のように、コーティング５が設けられた側又は表面で実施するのが特に好ましい。ただし、望まれるのであれば、コーティングのアブレーションを、コーティング５が設けられたガラスセラミックを通過させてレーザを配向することによって、実現してもよい。換言すれば、このようなケースではガラスセラミック部材１は、コーティング５が設けられた表面とは反対側の面から照射され、この場合、レーザビームはガラスセラミックを横切り、ガラスセラミックとコーティング５との間の界面に入射することになる。
【００３１】
オプションとして、透明なバリア層のような別のコーティング層を、コーティング５の下方に設けることができる。このケースでは、ガラスセラミックをこの別のコーティング層に対して露出させることができ、この別のコーティング層も除去されるか、又は、不透明なコーティング５が設けられていない領域にそのまま残される。
【００３２】
コーティング５の材料をアブレーションにより剥離するために高い強度が得られるようにするには、レーザ７をパルスモードで駆動するのが有利である。特に好適であるのは、ピコ秒のオーダー即ち最大で１０００ｐｓ又はそれ以下のパルス期間のレーザパルスで照射することである。高いパワー密度を達成するために、パルス長を２００ｐｓよりも小さくするのが有利であり、さらに有利であるのは、２０ｐｓよりも小さくすることである。具体的には、特に着色又は透過率低下のために、コーティング除去後、ガラスセラミックの光学特性を変化させる際、フェムト秒のオーダー又は１ｐｓよりも短いパルス長を有するいっそう短いパルスを使用してもよい。
【００３３】
本発明の１つの実施形態によれば、単一パルスエネルギーがパルスあたり５〜２００マイクロジュール（μＪ）の範囲にあるレーザパルスで、特にパルスあたり５〜１００μＪの範囲にあるレーザパルスで、ガラスセラミック部材１が照射される。この目的で好適であるのは、例えば８〜１０Ｗの出力パワーを有するピコ秒パルスレーザである。
【００３４】
アブレーションによりコーティング５を除去する一方、ガラスセラミックを視覚的に変化させるために、いっそう短い波長を有するレーザが特に好適である。そのため、８００ｎｍよりも短い波長のレーザ放射が特に好ましい。したがってこの場合、レーザ放射は、可視スペクトル範囲又は紫外線のスペクトル範囲である。このような波長であれば、コーティング５のアブレーションと、ガラスセラミックの体積部分内におけるその光学特性の変更の両方を、実現することができる。
【００３５】
１つの実施形態によればレーザ７として、周波数が２倍にされたピコ秒パルスＮｄ：ＹＡＧレーザを用いることができる。８Ｗの出力パワー及び１０ｐｓのパルス長を有するこの種のレーザを利用して、実験が行われた。
【００３６】
図３に示されているガラスセラミック部材１は、パターニングされたコーティング５を形成するための本発明による方法によって処理されたものである。
【００３７】
この場合も図１に示した具体例と同様、２つのインキ層５１，５２を備えた多層コーティングが設けられている。アブレーションを行うことで、コーティング５が除去された領域にパターン構造５３が生成され、この実施例では、個々のインキ層５１，５２の除去された部位の輪郭は合同である。コーティング５の個々の層が、すべてインキ層でなくてもよい。したがって１つの実施形態によって考えられるのは、コーティング５が複数の層５１，５２から成り、コーティング５の除去又は局所的な欠落によって形成されたコーティング５のパターン構造５３の輪郭５５に関して、各層５１，５２の除去された部位の周縁部が一致して互いに合同になっていることである。
【００３８】
これに加えて上述のように、レーザ照射によりガラスセラミック２の領域２０を視覚的に変化させる。一般的には最初に、コーティング５によってもレーザ放射がもはや阻止されないように、コーティング５が除去され、その後、レーザ放射はガラスセラミック２中を通過できるようになる。そして強いレーザ放射によって、ガラスセラミック２の光学的特性が変更される。
【００３９】
図３に示した実施例の場合、ガラスセラミック２の光学的特性は、その体積部分内で変更されている。つまりこの実施形態によれば領域２０は、ガラスセラミック部材１のガラスセラミック２の体積の一部分である。ガラスセラミック２の光学的特性のこのような変更は、パターン構造５３全体にわたって行われ、つまりコーティング５のアブレーション部分全体を通して行われる。このようにして、光学的特性変更領域２０の輪郭２１を、パターン構造５３の輪郭５５に対し正確にコンフォーマルとなるよう調節することができる。つまり、光学的特性変更領域２０の輪郭２１は、少なくとも部分的にパターン構造５３の輪郭と実質的に合同となる。ここで、実質的に合同、とは、輪郭がパターン構造５３の輪郭５５の形状と完全に合同であるか、又は５μｍを超えないオフセットを有する、ということを意味する。例えば、パターン構造５３の輪郭５５上での散乱、回折又は陰影などの作用によって、このような僅かなオフセットが発生する可能性がある。いずれにせよ本発明によれば、ガラスセラミックにおけるコーティング５の光透過開口部として設けられ、コーティング５の他の部分は光を阻止するパターン構造と、ガラスセラミックの光学的特性変更領域とを、著しく精密かつ著しく簡単にアライメントすることができる。
【００４０】
しかもガラスセラミック２は、変更があとから行われることから、モノリシックである。つまり、光学的特性変更領域２０と隣接領域２２との間に、接合個所は存在しない。特に光学的特性変更領域２０の輪郭２１は、接合によって規定されるものではない。
【００４１】
したがって本発明による方法によって、以下の特徴を有するコーティング５を備えたガラスセラミック部材が提供される。即ち、
・ガラスセラミック部材は、有利にはプレート状であり、２つの向き合った面１０，１１を有する。
・可視スペクトル範囲において、少なくとも部分的に光を阻止し、有利には不透明であるコーティング５が、ガラスセラミック２に被着され、有利には面１０，１１の一方に被着される。
・コーティング５の一部分が除去され、つまりパターン構造５３の一部分が除去される。
・ガラスセラミック部材１のガラスセラミック２は、第１領域２０を有しており、この第１領域２０は、隣接領域２２の光学特性に対し変更された光学特性を有する。この場合、第１領域２０の輪郭２１又は周縁部は、コーティング５が除去された領域の輪郭５５と、少なくとも部分的に合同であり、そのため合同部分において第１領域の輪郭形状はパターン構造の輪郭５５の形状に対し、２０μｍよりも大きくはずれておらず、有利には５μｍよりも大きくはずれていない。さらにこの場合、第１領域２０と隣接領域はモノリシックであり、したがって第１領域２０と１つ又は複数の隣接領域２２は、接合部が生じることなく互いに融合している。
【００４２】
黒又は暗色で着色されたガラスセラミックであっても、オプションとして、クックトップの上からその内部が利用者に見えないようにする目的で、いわゆる光拡散カバー層が下側の面に被着される。このようなコーティングは通常、やはりスクリーン印刷によって被着される。また、ガラスセラミックの強度を高める目的で、ガラスセラミックプレートの下側表面には通常、突起状のテキスチャが設けられている。突起状のテキスチャであるがゆえに、突起状表面の凹凸ゆえに非平坦であることから、この層に微細なキャラクタを印刷するのが難しい。非平坦性であることから、印刷されたエッジ部分の外見が不鮮明になる。この種の光拡散カバー層を、後続の処理ステップで局所的に取り除けば、それによってこの構造にも微細なキャラクタを形成することができる。
【００４３】
これとは対照的に本発明による方法によれば、著しく微細なパターン構造５３を形成することができる。ここで例示する具体例に限定されることなく一般的には、コーティングが除去された領域として形成されたパターン構造５３は、少なくともその一部分において、４５０μｍよりも狭い幅Ｂ（向き合った輪郭線間のスペース）を有することができ、この幅は有利には３００μｍよりも狭く、さらに有利には２５０μｍよりも狭い。さらに１２０μｍ以下の構造サイズですら可能であり、或いは１００μｍ以下の小さい構造サイズでさえ可能である。
【００４４】
上述のように本発明による方法は、ガラスセラミック部材１の突起状の面におけるコーティング５を局所的に除去するためにも、また、対応するパターン構造を形成するためにも、特に適している。
【００４５】
本発明の１つの実施形態によれば、ガラスセラミックの光学特性変更には、レーザ７の照射によって引き起こされるガラスセラミックの光透過率低減が含まれる。つまり本発明のこの実施形態によれば、第１領域２０の光透過率が隣接領域２２の光透過率よりも下げられる。レーザの照射により透過率を低減する方法については、独国特許出願第１０２０１３１１０５７６．９号明細書で詳しく説明されている。ガラスセラミックの透過率低減に関する独国特許出願第１０２０１３１１０５７６．９号明細書の内容は、この参照をもって本願の内容に取り込まれるものとする。このケースにおいて一般的に好ましいのは、レーザ強度を、ガラスセラミックへの照射中、ガラスセラミックのアブレーション閾値よりも低く維持することである。
【００４６】
このような局所的な着色によって例えば、特に暗く見えるコーティングの場合に、いわゆる「デッドフロント dead-front」効果を生じさせることができる。この場合、レーザ強度は、ガラスセラミック２の着色が、透過率を低減するかたちで変化するように選定される。この設定を使用し、光の強度がコーティング５のアブレーション閾値を超えているかぎり、最初にスクリーン印刷インキを除去し、次に、そのようにして露出した基板の色を変化させることができる。適切な単一パルスエネルギーは、パルスあたり５〜２００μＪの範囲にある。
【００４７】
本発明の１つの実施形態によれば、ガラスセラミックの可視スペクトル範囲（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の積算光透過率は、照射領域２０において、非照射領域２２よりも少なくとも２％は低減され、有利には少なくとも３．５％、さらに有利には少なくとも５％は低減される。
【００４８】
図３に示した実施例のように、ガラスセラミック部材１がクッキングプレートとして用いられ、コーティング５が下面に被着され、ガラスセラミックが比較的高い透過率を有するならば、面１１から見たときにパターン構造５３が見えるようになる。第１領域２０の暗色化によってガラスセラミック２の色が、下面のコーティング５により生じた色相と少なくとも部分的に整合され、それによってパターン構造５３が視覚的に目立ちにくくなる。面１１から見ることのできる発光ディスプレイ素子を下方に配置する目的で、コーティング５にパターン構造を生じさせる場合、第１領域２０の光透過率は有利には、光が領域２０を通して依然としてまだよく見える程度にだけ低減される。
【００４９】
光透過率をこのように低減できるようにする目的で好ましいのは、ガラスセラミックが着色作用のある成分として金属イオンを含むことであり、これはレーザ放射によって着色成分に変換される。本発明の１つの実施形態によれば、ガラスセラミックは以下の元素のうち少なくとも１つの元素を含む：チタン、スズ、鉄、バナジウム、クロム、セリウム、ネオジム、ユーロピウム、マンガン、コバルト、ニッケル、亜鉛、ヒ素、アンチモン、銅、銀、及び／又は金。
【００５０】
本発明の１つの有利な実施形態によれば、積算光透過率は可視スペクトル範囲全体において低減される。特に、光透過率低減は、可視スペクトル範囲全体にわたり均一に行われ、それによって照射領域が灰色になる。したがって、本発明による方法に従って処理されたガラスは、ソラリゼーション効果により着色されたガラスまたはガラスセラミックとは異なる。それらは一般に、紫外線範囲において透過率が著しく減少し、可視の茶色の着色を有する。
【００５１】
ガラスセラミックの組成は、着色の程度に作用を及ぼす。例えば、チタンを含有するガラスセラミックを照射することにより、上述のように灰色又は灰青色の陰影を得ることができる。
【００５２】
このことが有利である理由は、このようにすれば、照射された領域は見る側にとっていっそう暗く見えるようになる一方、色の見え方はほとんど変化しないままになることである。特に、例えばこのようにすることで、照射された領域を通して発光するＬＥＤのような光源を遮光又は暗くすることができるようになる一方、見る側にとって色の見え方は変化せず、或いは目に見えるほどは変化はしない。
【００５３】
特に、本発明の１つの実施形態によれば、透過率の差（τ1−τ2）／（τ1＋τ2）は、可視スペクトル範囲全体にわたる波長範囲について、実質的に一定である。ただし、τ1は、特定の波長に対する第１領域の透過率であり、τ2は、その波長に対する第２領域の透過率である。つまり、τ1（λ）を、本発明に従って処理された領域２０が特定の波長λに対して有する透過率とし、τ2（λ）を、非照射領域がこの波長に対して有する透過率とした場合、透過率の差（τ1（λ）−τ2（λ））／（τ1（λ）＋τ2（λ））は、可視スペクトル範囲で波長が変化したとき、有利には４００ｎｍ〜７８０ｎｍのスペクトル範囲で波長が変化したとき、この透過率の差の平均値に関して、３０％を超えて変動せず、有利には２０％を超えて変動しない。
【００５４】
処理された第１領域２０の透過率低下の作用は、レーザ照射により引き起こされたガラスセラミックの吸収係数の増加に基づくものである。したがって、波長に依存する透過率差の上述の変化と類似した関係が、スペクトル又は波長に依存する吸収係数α（λ）についてもあてはまる。このため、本発明の１つの実施形態によれば、波長に依存する吸収係数α1（λ）（照射された第１領域２０の吸収係数）と、α2（λ）（隣接する第２領域２２の吸収係数）とに関して、４００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲における差（α1（λ）−α2（λ））／（α1（λ）＋α2（λ））は、上述の波長範囲においてこの差の平均値に関して、３０％を超えて変動せず、有利には２０％を超えて変動しない、ということがあてはまる。
【００５５】
図４には、本発明に従って処理された４ｍｍ厚の透明なガラスセラミックプレートの透過率スペクトルが、波長に依存して示されている。図４の曲線１２０は、本発明に従って処理された領域２０の透過率スペクトルを表し、曲線１２２は、隣接する非処理領域２２の透過率スペクトルを表す。
【００５６】
これら２つの曲線からわかるのは、レーザによって処理された領域２０の透過率は、可視スペクトル範囲全体にわたり、非処理領域領域２２よりも低いこと、及び、第１領域と第２領域との透過率差は、可視スペクトル範囲全体にわたり比較的一定なことである。
【００５７】
このことが有利になるのは、強度が色相をそれほど変化させないが半透明性は低減させ、それによって例えばガラスまたはガラスセラミック部材を選択的に暗化させる場合である。このため、本発明の１つの実施形態によれば、この特定の例示的な形態に限定されるものではないが、第１領域の透過率スペクトルは、４００ｎｍ〜７８０ｎｍのスペクトル範囲全体において、隣接する第２領域よりも低い。
【００５８】
図５には、図４に示した２つの曲線τ1（λ）、τ2（λ）の差（τ1−τ2）／（τ1＋τ2）が、４００ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の可視スペクトル範囲に関して示されている。この図からわかるように、図示されているスペクトル範囲全体にわたって、差は僅かに変動しているにすぎない。４００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内のすべての波長について、差の平均値即ち（τ1−τ2）／（τ1＋τ2）の値の平均は、この実施例では０．１７７である。最大変動、即ちこの差の最大値と最小値との差は、図示の実施例では０．０２９６である。この差の平均値に関して結果として生じた差の変動率は、０．０２９６／０．１７７＝０．１６７又は１６．７％である。このようにここでの変動は、平均値に関して１７％を僅かに下回る程度にすぎない。
【００５９】
ガラスセラミック２の透過率が低減される上述の方法によれば、レーザビーム７１を材料内で一点に集束させる必要がない。ガラスセラミック部材１の体積部分にわたって透過率の変更を達成するために、又は照射領域において体積部分の着色の変更を達成するために、材料の厚み部分の外側においてレーザの焦点面を選択すれば十分である。
【００６０】
図６には例示の目的で、別の実施形態による透過率スペクトルが、レーザ焦点とガラスセラミック部材１の表面との選択された距離に依存して示されている。この実施形態の場合には加工物は、厚さ４ｍｍの透明なガラスセラミックプレートである。曲線１７１，１７２，１７３は、それぞれ異なる照射領域の透過率スペクトルを示しており、この場合、各領域に対しそれぞれ異なる焦点距離で照射を行った。曲線１７１は、照射中、焦点とガラスセラミック表面との距離を、曲線１７２及び１７３の透過率スペクトルで表された領域の照射中よりも長くした照射領域の透過率スペクトルを示している。図６に示されているように、焦点距離が短くなるにつれて、透過率の低減が強まり、即ち、レーザの焦点をガラスセラミック表面、又はもっと一般的には加工物表面に近づけて配置すればするほど、それによってレーザのパワー密度も増加することから、着色の度合いが強まる。
【００６１】
したがって本発明の１つの実施形態によれば、コーティング５の除去後、準備されたガラスセラミック部材１の表面よりも上又は下に、焦点面が配置されるように構成される。ガラスセラミック部材１の表面に対するレーザ７の焦点面の距離が、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあると、特に４ｍｍ〜８ｍｍの範囲内にあると、極めて有利であることが判明した。本発明の１つの実施形態によれば、照射領域２０の体積部分全体において暗化を生じさせるために、表面をラスタスキャンすればよく、深さ方向でラスタスキャンしなくてもよい。
【００６２】
特に、透過率をいっそう大きく低減するために、本発明のさらに別の実施形態によれば、照射領域２０が異なる焦点ポジションで繰り返しスキャンされるように構成される。ただしこの実施形態において有利であるのは、焦点が常にガラスセラミックの体積部分内にあることである。その際に好ましいと判明したのは、各焦点面の間隔を１００μｍ〜１０００μｍの範囲で選定することである。例えば、４００μｍのステップで複数の平面をラスタスキャンするならば、ガラスセラミックの厚さが４ｍｍの場合、７つのスキャニング面となる。
【００６３】
ただしさらに別の実施形態によれば、焦点の位置、特に焦点面とセラミック部材１の表面との距離を、スキャニング動作中、変化させることができ、例えばその目的は、照射された体積部分内の透過率低減の均質性を高めるためであり、或いは三次元の効果を達成させるためである。このため焦点を、加工物即ちガラスセラミック部材１よりも上又は下にすることができる。レーザ焦点のポジショニング（ガラスセラミック部材１よりも上又は下）、及び焦点とガラスセラミック部材１の表面との距離によって、暗化又は透過率の変化の強度に作用を与えることができる。例えば、ガラスセラミック部材１よりも下に焦点があると、ガラスセラミック部材１よりも上に同じサイズの対応する焦点がある場合よりも、暗化の強度が大きくなる。このようにして、照射中、パワー密度を変化させることにより、又は加工物の厚みにわたり焦点の距離を変えることにより、着色又は暗化を異なる強度で生じさせることができる。これによって、例えば三次元の光学作用をガラスセラミック部材１において生じさせることができる。
【００６４】
この場合、材料中の一点にレーザを集束させる必要がない。ガラスセラミック部材１の体積部分にわたって透過率の変更を達成するために、又は照射領域において体積部分の着色の変更を達成するために、材料の厚み部分の外側においてレーザの焦点面を選択すれば十分である。
【００６５】
したがって本発明の１つの実施形態によれば、特にガラスセラミックの透過率を低減するために、ガラスセラミック部材１の表面よりも上又は下に、焦点面が配置されるように構成される。ガラスセラミック部材１の横断方向にわたって着色又は暗化を達成する目的で、ガラスセラミック２の透過率を低減するために、ガラスセラミック部材１の表面に対するレーザ７の焦点面の相対距離が、２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にあると、特に４ｍｍ〜８ｍｍの範囲内にあると、極めて有利であることが判明した。
【００６６】
上述の透過率低減によっても光散乱は増加せず、又は目立って増加せず、つまりそれはガラスセラミックにおける欠陥に起因するものではない。
【００６７】
１つの実施形態によれば、ガラスまたはガラスセラミックの第１領域２０における光散乱は、ガラスセラミックの隣接する第２領域における光散乱よりも強いが、その強さは最大でも絶対値として２０％だけであり、有利には絶対値として１０％を超えず、さらに有利には絶対値として５％を超えず、いっそう有利には絶対値として１パーセントを超えない。したがって領域２０、２２の光散乱は、実質的に変化しないまま維持される。光散乱の上限が最大でも絶対値として２０％だけ強い、ということは、第１領域２０の光散乱が隣接する第２領域２２よりも小さいケースについても該当する。このように光散乱が僅かに高められたとしても、せいぜいのところ目に見える作用にはならない。光散乱は、入射した強度全体から、そのまま透過した光とフレネル反射と吸収とを差し引いた成分である。絶対値としてのパーセントで表した散乱の増加は、光ビーム透過中に散乱した光の割合を指す。例えば、第２領域内で散乱した光強度の割合は全強度の３％であり、この場合、第１領域内における絶対値として５％の増加とは、第１領域において散乱した光強度の割合が、３％＋５％＝８％である、ということを意味する。本発明の文脈において使われている用語「透過」、「散乱」、「吸収」及び「再出射」は、DIN 5036-1の定義に準拠するものであり、ISO 15368による測定ルールによって求めることができる。
【００６８】
本発明のさらに別の実施形態によれば、コーティングのアブレーション後、ガラスセラミックこの場合には体積部分が着色されたガラスセラミックの透過率を、照射中に増加させることができる。透過率を増加させるための方法については、欧州特許出願公開第２８０５８２９号明細書（出願番号第１４１６４６２８．１号）で詳しく説明されており、この参照をもって、レーザ誘起による透過率増加又は吸収係数低減に関する開示内容全体が本願に取り込まれたものとする。
【００６９】
したがって本発明の１つの実施形態によれば、コーティング５の除去後、着色作用のある金属イオンにより体積部分が着色されたガラスセラミックが、コーティング５が除去された領域においてレーザ７により照射され、それによって吸収係数が低減されることで、照射された領域におけるガラスセラミックの光学特性に変更が加えられるように構成される。特にこのことは、ガラスセラミックプレートの照射領域が局所的に加熱されるように、レーザ光のパワー密度を選定することによって実現される。この場合、
・３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの光の波長である可視スペクトル範囲内の少なくとも１つのスペクトル範囲で、少なくともガラスセラミック材料の透過率が加熱された領域の体積部分において増加するまで、加熱が続けられる。
・加熱が完了したならば、レーザ光の照射が終了し、照射領域を冷却させることができるようになる。
【００７０】
このため図３に示されている実施例の場合、光学特性変更領域２０はその後、周囲のガラスセラミック材料よりも、可視スペクトル範囲において高い透過率を有するようになる。本発明のこの実施形態を、ガラスセラミックの光学特性変更に関して、他の実施形態と組み合わせることもできる。例えばここで考えられるのは、ある領域を透過率が高くなるよう処理し、他の領域を透過率が低くなるように処理することである。例えば第１領域を、実質的に加熱することなく超短パルスによって暗化することができ、他の領域を、照射パラメータを変更することにより、例えば他の波長への切り替えにより、かつ／又は連続波モードへの切り替えにより、局所的に加熱することができ、そのようにして可視スペクトル範囲における光透過率を増加させる。
【００７１】
上述のイオンの着色作用を、ガラスセラミックの他の構成成分との相互作用に依存させることができる。つまり着色を、他の金属イオンとの相互作用によって強めることができるし、或いは逆に弱めることもできる。例えばマンガン及び鉄のイオンは、スズ及び／又はチタンとの相互作用を有しているので、その理由から着色剤として、有利にはマンガン又はイオンの酸化物が、好ましくは組成物中のスズ酸化物及び／又はチタン酸化物と組み合わせられて使用される。希土類元素の着色イオン特にセリウムイオンは、クロム、ニッケル及びコバルトのイオンと相互作用する。したがって体積部分の着色を達成するために、着色剤として希土類の酸化物を、ガラスセラミック組成物中の上述の金属の酸化物と組み合わせて使用するのが有利である。バナジウムの場合も、スズ、アンチモン又はチタンとの相互作用を想定することができる。
【００７２】
一般に、具体例として以下で挙げる特定の形態に限定されるものではないが、１つの実施形態によれば、体積部分が着色されたガラスセラミックには、以下の金属のうち少なくとも１つの金属のイオンが、又は以下の金属のイオンの組み合わせが含まれる。
・バナジウム、好ましくはスズ及び／又はチタンとの組み合わせ。
・希土類元素、特にセリウム、好ましくはクロム及び／又はニッケル及び／又はコバルトと組み合わせ。
・マンガン、好ましくはスズ及び／又はチタンとの組み合わせ。
・鉄、好ましくはスズ及び／又はチタンとの組み合わせ。
【００７３】
本発明のこの実施形態による方法は、バナジウム酸化物により体積部分が着色されたガラスセラミック製品の着色を局所的に弱めるために著しく適している。したがってこの場合、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視スペクトル範囲における透過率が、加熱によって高められる。このため本発明の１つの有利な実施形態によれば、バナジウム酸化物によって体積部分が着色されたガラスセラミック部材が提供され、これによれば可視スペクトル範囲の積算透過率が、本発明に従って処理された第１領域２０において、処理されなかった隣接する第２領域２２よりも高められる。
【００７４】
このようにして、透過率が高められたウィンドウを例えば、それ以外の部分は暗く見えるガラスセラミッククックトップなどに、簡単に形成することができる。このようにすれば、この種のウィンドウの下にディスプレイを取り付けることができ、ディスプレイから発せられる光を、見る側がはっきりと認識できるようになる。本発明に従って形成された明化領域の特に好ましい形態であるウィンドウとは、その領域の少なくとも３つの辺に沿って、又はその周囲の少なくとも５０％に沿って、明化されていない隣り合った第２領域により囲まれた領域のことである。好ましくは第１領域は、第２領域又は明化されていないガラスセラミック材料によって、完全に取り囲まれている。
【００７５】
バナジウム酸化物は、極めて強い着色剤である。一般にこのケースでは、着色はセラミック化だけで達成される。コーティング５の局所的なアブレーションによって露出した表面に適切なレーザを照射することによって、バナジウム酸化物により生じた体積部分の着色を、少なくとも部分的に弱めることができる。したがって、バナジウム酸化物により着色されたガラスセラミックの事例において、はっきりと認識できる効果を達成する目的で、本発明の１つの実施形態によれば、ガラスセラミックは、少なくとも０．００５重量％のバナジウム酸化物を含むように構成され、好ましくは０．０１重量％のバナジウム酸化物を含むように構成される。これによって、十分に強い着色が引き起こされ、従って光学特性変更領域２０における透過率が著しく変えられるようになる。
【００７６】
本発明の別の実施形態によれば、コーティングの除去後、パルス化され強く集束されたレーザビームを用いて、ガラスセラミック内に小さいドット状の体積部分（一般には１ｍｍ3よりもかなり小さい）として欠陥が形成される。それらの欠陥が形成された結果、局所的な反射又は散乱表面が発生し、それによって入射光が偏向させられ、又は反射し、或いは全方向に散乱し、それによってすりガラス効果が得られるようになる。ガラスは局所的に半透明になる。このプロセス中、レーザビームの焦点は、ガラスセラミック２内において、あるポイントから別のポイントへと配向され、そのようにして二次元又は三次元に拡がったパターンを生成することができる。
【００７７】
図７に示されている実施例によれば、ガラスセラミック２内の領域２０は、レーザビーム７１をガラスセラミック２の内部に集束させ、局所的なドット状の光散乱欠陥２３を生成することによって、光学的特性が変更されている。この実施例の場合も、光学特性が変更されるのは、コーティング５の局所的な除去によりパターン構造５３の形成が完了した後である。このケースでも透過率を低減する場合のように、コーティング５が除去された領域にわたって、レーザビーム７１がガラスセラミック２に照射される。この場合も有利であるのは、光学特性が変更された第１領域２０の横方向の輪郭２１が、パターン構造５３の輪郭５５と、即ちコーティング５が除去された領域の輪郭５５と、少なくとも部分的に合同である。ガラスセラミック２の内側に欠陥２３を形成するため、レーザビーム７１の焦点がガラスセラミック表面の下方で、好ましくは５００〜２０００μｍの範囲内の深さにセットされ、さらに好ましくは１００〜１５００μｍの範囲内の深さにセットされる。ガラスセラミック２内部の欠陥２３によっても、落球試験で測定されたガラスセラミック部材の強度に影響は及ぼされず、又はさしたる影響は及ぼされない。
【００７８】
本発明のこの実施形態を、ガラスセラミックの光透過率の低減に対する代案として行ってもよいし、或いはこれに加えて行ってもよい。例えば、透過率が低減された第１領域２０に、光を散乱させる欠陥２３を含めることができる。
【００７９】
本発明のさらに別の実施形態によれば、第１領域２０の光学特性を、レーザビーム７１を用いてガラスセラミックを表面でアブレーションにより剥離することによって変更することができる。この事例を説明するため、図８にはさらに別の実施形態が示されている。この実施形態によれば、ガラスセラミックの光学特性が変更された第１領域２０は、コーティング５が除去された領域におけるガラスセラミック表面に、艶消し表面領域２４を有している。
【００８０】
この目的で、コーティング５が除去された後、ガラスセラミックもそのまま表面のところでアブレーションにより剥離するように、レーザ強度をセットすることができる。したがって、それ以降の処理ステップは不要である。必要であればレーザ強度を、コーティング５とガラスセラミック２の一般的にはそれぞれ異なるアブレーション閾値に整合することができる。
【００８１】
いずれのケースにおいても好ましいのは、ガラスセラミックの表面に生じさせる欠陥を、それによってもガラスセラミック部材１の強度にできるかぎり僅かにしか作用を及ぼさないようにするため、できるかぎり小さくすることである。この目的で、紫外線範囲の波長のレーザが特に好適である。特に好ましいのは、３６０ｎｍよりも短い波長のレーザである。
【００８２】
１つの実施形態によれば、パルス強度は、ガラスセラミック部材の光学特性が変更される手法に依存して、パルス強度が選定される。例えば図８に例示された実施例の場合のように、コーティング５の除去後、ガラスセラミック２の表面がアブレーションにより剥離され、ガラスセラミックのアブレーション閾値を超えるように、パルス強度が選定される。
【００８３】
図３〜図６に示した実施例の場合のように、レーザ７を用いた照射によってガラスセラミックの光透過率が変えられることにより、特に光透過率が低減されることにより、ガラスセラミックの光学特性が変更される場合には、アブレーション閾値を超えないようにパルス強度（単位面積あたりのパワー）を選定するのが好ましい。さらにアブレーション閾値は通常、波長に依存する。例えば、商品名ROBAX（登録商標）で市販されているガラスセラミックを挙げることができ、これに関してアブレーション閾値は、レーザ波長が１０６４ｎｍの場合、５．２×１０15Ｗ／ｍ2であり、レーザ波長が５３２ｎｍの場合には１．１×１０16Ｗ／ｍ2である。５３２ｎｍ波長ではアブレーション閾値が高いけれども、レーザビームをいっそう良好に集束させることができるので、周波数を２倍にしてアブレーション閾値を高めることにより、パワー損失が相殺される。ただし、透過率を変更特に低減する実施形態において一般的に好ましいのは、レーザ強度をアブレーション閾値に近づけることである。本発明のこの実施形態の１つの発展形態によれば、レーザ強度がガラスセラミックのアブレーション閾値よりも小さくなるようにするが、アブレーション閾値の少なくとも７５％となるようにし、好ましくはアブレーション閾値の８０％となるように構成される。
【００８４】
ガラスセラミック２に局所的にドット状の光散乱欠陥２３を形成することにより、ガラスセラミック２の光学特性が変更される、本発明の実施形態において有利であるのは、ガラスセラミック内部ではアブレーション閾値を超えるようにパルス強度をセットする一方、ガラスセラミック表面ではパルス強度がアブレーション閾値よりも小さく維持されるようにすることである。このケースにおいて、欠陥をいっそう明確に形成するために、特に著しく短くパルス化されたレーザの場合には、バーストモードが有利である。その理由は、他の場合であれば利点となる低い熱入射がそれによって補償されて、欠陥が著しく大きくなるからである。バーストモード動作中、レーザパルスは一連のサブパルスに分割される。
【００８５】
特に、透明なガラスセラミックをクックトップに利用する場合、クッキングプレート表面のデザインは、１つ又は複数のインキ層によってクックトップ下面に形成される。この場合、半透明インキを用いて、部分的にディスプレイウィンドウが印刷される。クックトップの製造メーカはこの半透明層の下に、ＬＥＤ又は他の視覚的ディスプレイを配置する。いくつかのケースでは、拡散シート及びシンボルがＬＥＤの上に載置される。そこで将来は、ガラスセラミックの下面をコーティングし、ついで本発明に従ってコーティングを処理してアブレーションにより剥離することで、特定のシンボルのパターニングを実現できるようになる。このようにしても、クックトップの下に配置された電子基板に標準的なＬＥＤを採用することができ、本発明に従ってガラスセラミック部材をパターニングすることにより、特定のデザインを作成することができる。
【００８６】
図９には１つの具体例として、本発明の別の観点によるガラスセラミッククックトップ３０が略示されている。このガラスセラミッククックトップ３０は、本発明に従ってパターニングされたガラスセラミック部材１を有しており、これはガラスセラミッククックトップ３０のクッキングプレートを成していて、調理品加熱用の１つ又は複数の加熱手段３４の上に配置されている。コーティング５が除去された領域によって規定されているガラスセラミック部材１のパターン構造５３の下方に、光源が配置されており、この光源から発せられる光は、パターン構造５３を通過してガラスセラミッククッキングプレートの使用側に至り、操作者が認識できるようになる。この光源は、好ましくは発光ダイオードを含んでいる。ただし光源としてライトガイドを設け、その光放出面をパターン構造下方に配置するようにしてもよい。このようにすることで例えば、ライトガイドを照射する発光素子（特にこの場合もＬＥＤ）を高温に晒すことなく、照射されたディスプレイ素子を加熱ゾーンへ移動させることができる。
【００８７】
さらに別の実施形態によれば、光源は、ディスプレイ特にマトリックスディスプレイ又はセグメントディスプレイを含んでいる。本発明のこの実施形態によれば、パターン構造５３を、このディスプレイのためのウィンドウとすることができる。
【００８８】
図９に示されている実施形態によれば、パターン構造５３の下方に電子基板３１が、特にプリント配線板の形態で配置されている。この場合、電子基板上には、少なくとも１つの発光ダイオード３２が取り付けられている。発光ダイオード３２から発せられた光が、パターン構造５３を通過してガラスセラミック部材１の上面即ちガラスセラミッククックトップの使用側に至り、そこで操作者が認識できるように、発光ダイオード３２が配置されている。その際、パターン構造５３によってパターン化された照明が得られ、この照明は、ＬＥＤ３２からの光に基づき操作者が見ることのできるシンボルのかたちを成している。特に第１領域２０に、特にガラスセラミック２内部の欠陥２３のような光散乱構造が設けられている場合、かつ／又は、第１領域２０が艶消し表面２４を有している場合、拡散シートを省略してもよい。
【００８９】
ガラスセラミッククッキングプレートの別の実施形態によれば、ガラスセラミック部材１と光源との間に、コーティングの色と同様の色を有するフィルムが配置されている。
【００９０】
この種のフィルムに対する代案として、コーティングが除去された領域内においてガラスセラミック部材１上に、半透明のコーティングを被着してもよい。
【００９１】
後者の２つの実施形態の場合、ガラスセラミックの光学的特性の変更を省いてしまってもよく、その理由は、フィルム又は半透明コーティングが設けられていることから、ガラスセラミック部材の外観が目立たなくなるからである。
【００９２】
フィルムとコーティングとの間の、又は半透明コーティングと周囲のコーティングとの間の、Ｌａｂ色空間における色値の差であるΔＬａｂ値が、１０よりも小さいのが好ましい。
【００９３】
特に有利なコーティング５はゾル−ゲルコーティングであり、これは酸化物ネットワークを成し、装飾用顔料を含み、或いは、硬化後に装飾用顔料が埋め込まれたこの種の酸化物ネットワークのマトリックスを成している。最も好ましい酸化物ネットワークは、ＳｉＯ2ネットワーク又はＳｉＯ2マトリックスである。オプションとしてこのネットワークが、有機ラジカルをさらに含むようにしてもよい。ただしコーティング５は、主として無機物である。装飾用顔料も、有利には同様に無機物である。
【００９４】
この種のコーティングは、著しく耐久性があり温度耐性も高く、装飾用顔料の選択次第で、ほとんど制約のない数多くの様々な外観を形成することができる。ただし、特に顔料の割合が多い場合には、又は、個々の顔料の粒子がかなり大きい場合には、この種のコーティングのパターニングが難しくなる。後者が該当するのは例えば、メタリック効果又は光沢効果を生じさせるために、小片状の装飾用顔料が使用される場合である。本発明による方法によれば、個々の顔料粒子を分離してそれらを正確に切断することさえ可能である。
【００９５】
適切なコーティングの組成及びそれらの組成から作成されるコーティングについては知られており、特に独国特許出願公開第１０２００８０３１４２６号明細書及び独国特許出願公開第１０２００８０３１４２８号明細書から公知であり、この種のコーティングの組成及びコーティングに関してこれらの文献に開示されている内容は、この参照をもってその内容全体が本願に取り込まれるものとする。したがって本発明の１つの実施形態によれば、装飾層のための封止層としてコーティング５が形成される。この場合、第１のステップにおいて、装飾層をゾル−ゲルプロセスにより形成し、この層をガラス基板又はガラスセラミック基板上に被着し、焼成によって硬化させる。ついで第２のステップにおいて、やはりゾル−ゲルプロセスにより形成した封止層によって装飾層を被覆し、このプロセスによれば、装飾用無機顔料及び充填材をゾルと混合する。この場合、装飾用無機顔料は、小片状の顔料粒子と無機固体潤滑剤粒子とを含み、それらを１０：１〜１：１の重量％の範囲の比で添加する。このようにして準備した混合物を、硬化させた装飾層が設けられたガラスセラミック基板上に被着し、その後、温度を上昇させて硬化させる。硬化させた封止層は、硬化させた装飾層５と同じ組成を有することができるが、相違点としては、封止層の金属酸化物ネットワークの方が、有機ラジカルの個数に関して、装飾層の金属酸化物ネットワークよりも、いっそう多くの有機ラジカルを有しており、好ましくは少なくとも５％は多い有機ラジカルを有している。なお、ここで金属酸化物ネットワークとは、元素形態では半導体特性の元素を含む酸化物ネットワークのことも指す（即ち特に既に挙げたＳｉＯ2ネットワークなど）。
【００９６】
ただし上述のものとは異なり、別の封止層も同様に用いることができる。上述のゾル−ゲル封止層に加えて、下に配置されたコーティングを封止するために、例えばシリコーン層又はシリコーンベースの層も適している。オプションとして、プラスチックを用いてもよい。
【００９７】
さらに、セラミックの下面コーティングの要求に特に整合されたセラミックインキを、下面において用いることができる。この発明の１つの有利な形態として、独国特許出願公開第１０２０１２１０３５０７号明細書に記載されているようなハイブリッド層を挙げておく。
【符号の説明】
【００９８】
１  ガラスセラミック部材
２  ガラスセラミック
３  パターニングされたコーティングを製造する装置
１０，１１  ガラスセラミック部材１の面
５  コーティング
７  レーザ
９  集束光学系
１３  制御ユニット
１５  ガルバノスキャナ
１６  ＸＹテーブル
２０  ガラスセラミック２の光学特性変更領域
２１  光学特性変更領域２０の輪郭
２２  光学特性変更領域２０に隣接するガラスセラミック２の領域
２３  光学特性変更領域２０における光散乱欠陥
２４  艶消し表面
３０  ガラスセラミッククックトップ
３１  電子基板
３２  発光ダイオード
３４  加熱手段
５１  インキ層
５２  封止層
５３  パターン構造
５４  ウィンドウ
５５  パターン構造５３の輪郭
７１  レーザビーム
１２０，１２２，１７１，１７２，１７３  透過率曲線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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