JP2014521909A - 表示デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、表側である表示側および裏側である照明側を有する透明着色ガラスセラミックを備え、前記照明側の領域に少なくとも１つの照明素子が配置されている表示デバイスに関する。本発明では、前記ガラスセラミックと前記照明素子との間に、色補正フィルターを配置し、前記色補正フィルターと前記ガラスセラミックとの間に、少なくとも部分透明な中間層を配置することによって、安価で頑丈な表示デバイスを作製する。

Description

利用者へのガイダンス性を改善するために、現代のガラスセラミック製調理器具はシグナルランプまたは７セグメント表示を装備している。その場合、調理面自体は、通常は上から見ると黒色に見える透明着色ガラスセラミック板（基板）からなる。利用者はシグナルランプから、当該調理器具または個々の調理帯域のオン状態、制御設定、さらには、スイッチオフした後の調理帯域がまだ熱いかどうかについての情報を得る。光源としては通常、小型ＬＥＤランプが使用される。

ガラスセラミック製調理面が着色されていて、有色ＬＥＤによる表示の選択が非常に限られていることに基づき、利用者への情報として使用することができる色スペクトルは、かなり厳しく限られている。標準的に、これらの表示は赤色か、または場合によってオレンジ色であるが、これは、ガラスセラミック製調理面の着色にも基づいている。ＤＥ１００５２３７０．６には、特に約４５０ｎｍの青色光の透過性も許容し、したがって、より広い有色表示性を可能にするガラスセラミック製調理面での透過曲線が記載されている。ＤＥ１０２００９０１３１２７．２には、このガラスセラミックをベースとして、様々な表示の可能性が示されている。青色波長領域にも透過スペクトルが拡がることによって確かに、表示に利用できる色の範囲は拡がったが、ＬＥＤで表示できる色の種類が少ないことによって、このガラスセラミック製調理面の場合にも、利用者が見ることができる色の数は限られている。例えば白色ＬＥＤは、調理面の透過曲線に基づき、利用者には明らかに黄色がかって知覚されるであろう。ＤＥ１０２０１００６１１２３．９には、この欠点を、ＲＧＢ−ＬＥＤを使用することによって回避することが提案されている。その場合、ＬＥＤランプは、原色である赤色、緑色および青色の３つのＬＥＤからなる。ガラスセラミック製調理面の透過率に対応して、結果的に観測者においては光信号が白色に見えるような色印象が生じるように、３色ＬＥＤの強度は調節される。この技術は、３つのＬＥＤおよび付随する制御を必要とする。色違いのＬＥＤを様々に変化させて調節することにより、比較的長期の利用時間にわたって、色シフトを生じさせることができる。

ＤＥ１００５２３７０．６ ＤＥ１０２００９０１３１２７．２ ＤＥ１０２０１００６１１２３．９ 米国特許第６３６９３６５号

したがって本発明の課題は、利用者が任意にあらかじめ決定することができる色印象を実現するために、透明着色ガラスセラミックを用いて安価で頑丈な表示デバイスを作製することである。

この課題は、ガラスセラミックと照明素子との間に、色補正フィルターを配置し、色補正フィルターとガラスセラミックとの間に、透明中間層を配置することによって解決される。ガラスセラミックのフィルター特性による光源の色位置（Ｆａｒｂｏｒｔｅｓ）シフトを、ガラスセラミックをそのような補正フィルターと組み合わせることによって、所望の色位置へと修正する。透明中間層によって、色補正フィルターをガラスセラミックに光学的および／または機械的に連結させることができる。その場合、照明素子から放出される光の光学散乱をもたらすガラスセラミックの幾何学的非平坦性を平衡させるように、中間層を設置することができる。さらにまた、別法で、またはそれに加えて、中間層は、色補正フィルターをガラスセラミックと結合させるために、連結素子を形成するか、またはそのようなものを有してよい。その場合、中間層は、照明素子の光のために全透明であってもよいし、または同様にフィルター機能を受け持つように、部分透明、例えば、着色されていてもよい。表示側上での高い光度のために、最低８０％の透過率を有する着色されていない中間層が有利であることが判明している。色補正フィルターを間接的に、または直接的にガラスセラミックと結合する結合素子として、中間層を使用する場合には、例えば、中間層が、ガラスセラミックおよび／または色補正フィルターに面して、接着層を有していることを企図することができる。そうすると、そのような接着層を介して、ガラスセラミックの下側との、または補正フィルターの、ガラスセラミックに面した側との連結を簡単に行うことができる。特に好ましくは、中間層は、例えば市販の標準素子として得ることができる接着テープである。特に、両面接着テープを企図することができる。

ガラスセラミックの典型的な透過スペクトルを示す。 ガラスセラミックを介しての基準照明の色位置を示す。 ガラスセラミックを介しての基準照明Ｅの色位置の補正例を示す。 ガラスセラミックに対して基準光源Ｅを補正するために最適化された着色色素のスペクトルの例を示す。 ガラスセラミックに対して基準光源Ｅを補正するために最適化された着色色素の濃度推移の例を示す。 本発明の一実施形態を示す。 本発明の別の実施形態を示す。 本発明の更に別の実施形態を示す。 本発明の更に別の実施形態を示す。 本発明の更に別の実施形態を示す。 本発明の更に別の実施形態を示す。

別法では、中間層は、接着剤であってもよい。これは例えば、シリコーン接着剤、ポリウレタン樹脂接着剤、エポキシ接着剤、ポリアミド接着剤、ポリイミド接着剤、および／またはこれらの材料などからなる混合接着剤、またはそのようなものであってよい。そのような接着剤を用いると簡単に、ガラスセラミックと色補正フィルターとの間に平坦な結合を生じさせることができる。照明素子から放出される光の光透過に影響を及ぼさないように、接着剤は全透明であってよい。しかし、それ自体がフィルター特性を受け持つように、接着剤が着色されていることも考えられる。その場合、接着剤は、色補正フィルターに加えて、追加のフィルター素子を形成する。

特に好ましい本発明の変法では、中間層は、±２０％の偏差でガラスセラミックと同じ屈折率を有する。そのような形態では、ガラスセラミックの下側の非平坦性を平衡させるために、中間層を使用することができる。そうすると、ガラスセラミックに面していない中間層の上に、色補正フィルターを平坦に施与することができる。そうすることで、ガラスセラミック下側の非平坦性が、光透過に影響を及ぼすことは本質的にない。ガラスセラミックと中間層との屈折率の偏差が±１０％の範囲内である場合でも、光透過への影響は表側の表示側の領域で障害としては感じられない程のわずかなものである。

本発明による表示デバイスの機能性を拡げるために、色補正フィルターおよび／または中間層が１つまたは複数の層素子を担持することを企図することができる。これらの層素子は例えば、マスキング、ラスター、操作記号（Ｂｅｄｉｅｎｓｙｍｂｏｌ）またはそのようなものであってよい。層素子は別々の構成部品、例えばフィルムであってもよいし、または印刷されていたり、あるいは、レーザー処理、エッチング、スプレー処理、もしくはスパッタリングなどをされていてもよい。照明素子で背面照明する際に、これらの層素子が光透過を遮断して、表側の表示側の領域に、対応する光学的形状が生じるように、層素子は例えば不透明に形成されていてもよい。同様にフィルターの形で、可視領域の一定の波長領域をフィルターで除去するように、層素子が部分透明に形成されていることも考えられる。このことによって、表示側上に、別の色印象が層素子の領域において生じる。

層素子は例えば、色補正フィルターの、中間層に面していない側に施与することができる。そうすることで、層素子を単純な方法で、機械的負荷および損傷から守ることができる。

色補正フィルターは、フィルム、マット、板、または同様の平面素子として形成されていてよい。そのような素子を用いると、それに対応する平面光印象を生じさせることができる。色補正フィルターのために使用される平面素子は、色層、特に色塗装または有色平面素子でコーティングすることができる。平面素子が着色されていることも、考えられる。そのような平面素子は、簡単に製造することができる。例えば、色補正フィルターは、フィルムの形態で、標準構成部品として経費的に有利に得ることができる。

中間層は、全面塗装として、色補正フィルターとガラスセラミックとの間に形成されていてもよいし、または中間層は、個々の部分層素子、特にドット形状、ストライプ形状、もしくはラスター形状の素子によって形成されていることもできる。そのような形状の場合、材料伸展の平衡は、例えば、温度変化の形で達成され得る。

好ましくはガラスセラミックは、その照明側の領域で、平滑で構造化されていない面として形成されていて、障害性の光屈折がこの方法で回避されるようになっている。

中間層および／または色補正フィルターおよび／またはガラスセラミックが、それらの照明側の領域で１つもしくは複数のはめ込み部材、支持部材（Ｈａｌｔｅｔｅｉｌｅ）、または同様の部材を担持しているようにすると、さらなる機能個性化を本発明による表示デバイスで達成することができる。例えば、はめ込み部材、支持部材、または同様の部材が色補正フィルターを担持し、この色補正フィルターが、支持部材を介して間接的にガラスセラミックに連結されているようにすることを企図することができる。支持部材はさらに、例えば照明素子、回路基板、センサー、スイッチ、または同様のものなどの電気的構成素子が連結可能であるように形成されていてもよい。

さらなる本発明による表示デバイスは、色補正フィルターおよび／または中間層および／または照明素子とガラスセラミックとの間に配置されているさらなる中間素子に導電性導電路が装備されているように構成されていてもよい。その場合、さらなる中間素子も好ましくは、少なくとも部分透明であるべきである。導電性導電路は、電気的、電磁的、電気容量的、誘導的、または光学的シグナルを制御および／または利用するために使用することができる。例えば導電路は、タッチセンサー、タッチフィールド（Ｔｏｕｃｈｆｅｌｄ）、電極、人感センサー、ポットセンサー（Ｔｏｐｆｓｅｎｓｏｒ）、液体用センサー、アンテナ、スクリーン、ディスプレイ、または同様のものを連結するために使用することができる。導電路は例えば、人間の眼には見えないか、もしくはほとんど見えない微細な構造を形成するか、または可視波長領域においてほとんど透明な金属面を形成するように施与されていてよい。

考え得る本発明の変法は、はめ込み部材、支持部材または同様の部材が、色補正フィルターおよび／または電気的構成部品、例えば、照明素子、回路基板、センサーもしくは同様のものを担持するように構成されている。こうして、簡単なパネルラジエーターを製作することができる。

基板の全透過率τ_ｇｅｓ（λ）は、ガラスセラミックの透過率τ_ＧＫ（λ）および補正フィルターの透過率τ_ＫＦ（λ）から構成される（式１）。照明素子の強度分布ｉ_ＬＥ（λ）は全透過スペクトルτ_ｇｅｓ（λ）によって、観測者が表示側で知覚する（式２）表示の強度分布ｉ_Ａ（λ）へとシフトする（式２）。
式１ τ_ｇｅｓ（λ）＝τ_ＫＦ（λ）×τ_Ａ（λ）
式２ ｉ_Ａ（λ）＝τ_ｇｅｓ（λ）×ｉ_ＬＥ（λ）

付随する色位置のシフトは、ＣＩＥ−Ｎｏｒｍｅｎｖａｌｅｎｚｓｙｓｔｅｍ ＣＩＥｘｙＹ（ＣＩＥ＝Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’ｅｃｌａｉｒｅａｇｅ）で示すことができる。（下記の記載およびその実施例について、本記載では、ＣＩＥｘｙＹ １９３１バージョンを２°の観測者で使用する。）人間の眼は連続スペクトル光センサーではなく、むしろ、限られた赤色、緑色、および青色スペクトル領域のための色受容体から構成されている。それに対応して、Ｌ錘状体、Ｍ錘状体、Ｋ錘状体の感覚印象は、赤色、緑色、および青色光スペクトルに感度を有する。被験者での一連の試験に基づき、ＣＩＥ形式における三刺激関数

およびそれらの積分Ｘ、Ｙ、Ｚを定義したが、それらは、人工原色の３色としてそれらを組み合わせることによって、我々の眼が知覚可能な色空間全体を模すことができる。その場合、関数

および関数

は、近似的に過ぎないが、Ｌ錘状体およびＫ錘状体感度に対応する。関数

は、日中の明度感覚を模し、Ｍ錘状体感度にほぼ対応するように構成されている。式３および式４では、知覚された色位置はこの場合、規格化値ｘおよびｙによって明確に記載され、Ｙは、明度の尺度である。ＣＩＥｘｙＹ形式は、場合によって吸収媒体を通って発光し、眼に入るその光スペクトルが、その場合、自己光源（Ｓｅｌｂｓｔｌｅｕｃｈｔｅｒ）の色位置および明度を示す規格Ｘ、Ｙ、Ｚ ＣＩＥ座標に変換される自己光源を記載している。

補正フィルターおよび好ましくは市販の経費的に許容可能な表示照明素子によって、観測者で赤色から青色スペクトル領域において所望の表示の色位置を達成するための前提条件は、３つのＬ、Ｍ、Ｋ錘状体全てまたは３つのＣＩＥ主要スペクトル

の全てのスペクトル領域における基板の最小透過率の値である。図１には、調理面で通常使用される種々のガラスセラミックタイプ（類）の典型的な透過スペクトルが示されている。ここでは、現在最も広く普及しているバナジウム（Ｖ）着色されたガラスセラミックＡタイプ（例えば、ＣＥＲＡＮ ＳＵＰＲＥＭＡ（登録商標）、ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ（登録商標）、ＫｅｒａＢｌａｃｋ（登録商標））、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉによる着色を伴うガラスセラミック（Ｂタイプ、例えば、ＣＥＲＡＮ ＣＯＬＯＲ（登録商標））、Ｖ、ＡｓおよびＦｅによる着色を伴うガラスセラミック（Ｃタイプ、中国製）、Ｖ、Ｆｅによる着色を伴うガラスセラミック（Ｄタイプ、例えば、ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ（登録商標））、ならびに還元精製（例えばＺｎＳ精製）でＴｉ^３＋での着色によるＥタイプのものが該当する。

市販の光源（例えばＬＥＤ）でガラスセラミックを介して、表示側上に十分に明るく、青色から赤色のスペクトル領域の色印象を生じさせるためには、４２０〜５００ｎｍ、５００〜６２０ｎｍおよび５５０〜６４０ｎｍのスペクトル領域それぞれについてそれぞれ＞０．２％、好ましくは＞０．４％の平均透過率を有するガラスセラミックが必要である。図１において理解されるとおり、比較的新しいガラスセラミックであるＤおよびＥ類が、また制限付きでＣ類も、この条件を満たしている。従来の広く普及しているガラスセラミックＡ類は、この条件を満たしていない。このガラスセラミックでは、通常の光源およびフィルターを用いると可視スペクトル領域全体にわたる本発明による色位置シフトも不可能であり、特に白色補正も不可能である。他方で、遮光性下側コーティングなどの追加の補助手段を用いることなく、調理区域の内部構造が見えないようにし、審美的に好ましく、色が均一で、不透明な調理面を製造するためには、スペクトル透過率は高すぎてもいけない。我々はこの最大透過率を、４５０〜６００ｎｍで平均＜４％に加えて、４００ｎｍおよび７００ｎｍで＜４０％、好ましくは＜２５％と定義する。図１において理解されるとおり、調理区域の内部活動が見えないようにするには実際に透明すぎるように見えるＣ類を除いて、示されているガラスセラミック類の全てがこの２つ目の条件を満たしている。さらなる第３の条件は、ガラスセラミック製調理面および高価すぎない補正フィルターによる市販の光源の白色色印象への色シフトの実現可能性から生じている。このためには、３つのスペクトル感覚野における透過率の差が大きすぎてはいけない。このことは、図２に示されている。本発明によるガラスセラミックを介しての基準照明の色位置は、限界曲線Ｇ１、好ましくは限界曲線Ｇ２の範囲内であるべきである。限界曲線Ｇ１およびＧ２のコーナー座標は表２に列挙している。

空間的に隣接しているが、肉眼では空間的に分解できないようであり、照明素子の強度分布およびフィルター透過率によって示される２つの光シグナルからなる光刺激を観測者が知覚すると、知覚された感覚刺激は直線的に加算されて（式５）、簡約した色位置（ｘ、ｙ）は、色度ダイアグラムＣＩＥｘｙＹ内で、２つの光シグナルの色位置（ｘ_１、ｙ_１）と（ｘ_２、ｙ_２）の間の直線コース上に位置する（式６）。強度が同じである特殊なケースでは（式７）、（ｘ、ｙ）は、両方の光シグナルの色位置間の平均にある（式８）。

ただし、ｉ_１＝ｋ_１・ｉ、ｉ_２＝ｋ_２・ｉ、ｋ_１＋ｋ_２＝１
式６ ｘ＝ｋ_１ｘ_１＋ｋ_２ｘ_２

この直線的な関係は、起こり得る知覚可能な色位置がＣＩＥｘｙＹダイアグラムにおいて、表示機器の三原色の色位置を結んだ三角形中に、一般にＲＧＢ色空間中にあるか、または原色が３つより多い場合には色多角形中にある例えばＣＲＴまたはＬＣＤモニターなどのディスプレイのための色ダイアグラムからも公知である。この場合、色位置は、（式６）によって３つ以上の一次強度を直線状に組み合わせることから算出される。

２つの連続して配置されているフィルターである基板（例えば、ガラスセラミック）、および補正フィルターを本発明によって使用する場合、その関係は、式５と比較して式９のとおりに示されるようにもはや直線的には明示されない。式９では、例えば式１に由来するτ_１（λ）およびτ_２（λ）のために、ガラスセラミックの透過率スペクトルτ_ＧＫ（λ）および補正フィルターの透過率スペクトルτ_ＫＦ（λ）を使用することができる。

連続して配置されているフィルターを介しての照明素子の色位置は、もはや必ずしも、個々のフィルターを介しての照明素子の色位置の間の直線上にはない。逆にこのことによって、異なる補正フィルターを用いながら、同一で共通の、本発明によって補正されているガラスセラミックを介しての照明素子の色位置を達成することができ、その際、個々の補正フィルターを介しての照明素子の色位置は、スペクトル分布次第で、同一である必要はないという現象が生じる。図３には、それぞれＤタイプのガラスセラミックを介しての基準光Ｅの色位置と、ガラスセラミックとそれぞれ組み合わせて連続して配置されている基準光を同じ全体色位置で出現させる、それぞれ種々の色フィルターＢ１〜Ｂ７を介しての基準光Ｅの色位置とが示されている。示されている例では、観測者での全体色位置が無色の点Ｅ（灰色または白色の点Ｅ）にあるように色フィルターを構成している。

したがって前記のとおり、本発明による補正フィルターを用いると、着色基板を介しての光源の本来の色位置のシフトを再び、特に白色色位置に補正することが可能である。さらなる本発明による使用は、基板の表示側上での光源の色位置を、光源の本来の色位置とは異なる所望の色位置にシフトさせることである。基板およびフィルターを介しての色位置の組合せシフトはこの場合、無理なく補正される。このことによって一方では、例えば市販のＬＥＤの利用可能で安定した波長によっては生じさせることができない色位置、例えば、黄色のＬＥＤとオレンジ色のＬＥＤの間にある色位置を生じさせることができる。このことは例えば、製品ラインの識別、区別、および市販のために有利である。他方では、照明素子は均一に、したがって、経費的に有利に、単色ではなく、スペクトル的に幅広く発光する有色光源（例えば、白色ＬＥＤ、蛍光灯）の種類で構成されていてよい。種々の本発明による色フィルターを使用することによって、異なる色位置を異なる製品ラインのために、または製品ラインの同一の色位置を異なる着色基板と組み合わせて生じさせることができる。色位置シフトおよび補正は特に、スペクトル的に広帯域の光源、例えば、白色ＬＥＤ、蛍光灯、または組合せ有色ＬＥＤの混合色、例えば、ＲＧＢ−ＬＥＤのために使用することができる。一色の、ほぼ単色の光源、例えば、赤色、青色、緑色ＬＥＤは、単一色として、一般に、フィルターを介して顕著に色位置をシフトさせることなく使用される。

本発明によれば、光源の色位置を白色に補正することは、正確に無色ポイントＥに当てることではない。その代わりに眼が、広い色位置領域を白色印象として容認する。このことは特に、赤−黒色の調理区域表面などの周囲表面の色位置にも左右される。したがって好ましくは、任意の照明素子を白色に補正するために、白色領域Ｗ１、好ましくは白色領域Ｗ２の限界内に好ましくは位置する色位置を達成することを企図することができる。白色領域Ｗ２はこの場合、白色ＬＥＤの色位置を特徴付けるために典型的にはＬＥＤの製造者が引用するＡＮＳＩで定義されている白色野（ＡＮＳＩ ｂｉｎｎｉｎｇ）１Ａ、…、１Ｄ、…、８Ｄを囲んでいる。この領域は、温白色から冷白色の白色印象に対応する２５８０Ｋから７０４０Ｋ（ＣＣＴ、色相関温度（ｃｏｌｏｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ））の色温度に対応する。図３において本発明によって定義される白色領域Ｗ１およびＷ２のコーナーポイントは、表１に列挙してある。勿論、領域Ｗ１またはＷ２以外の領域での白色補正も行うことができる。例えば、１５０００Ｋ（ＣＣＴ、色相関温度）までの白色補正も、本発明の範囲内で行うことができる。ただし、この「冷白色」領域（１００００Ｋから１５０００Ｋの間）は、利用者には部分的に、光印象によって時には、「硬い」と感じられる。２０００Ｋ以下の色温度も考えられ得る。そのような光印象は、黄色がかって知覚される。

本発明では、色位置補正は、実施例のコーティング１〜４または基準光源Ｅに限定されない。好ましくは、一用途では、市販されている経費的に有利な光源、例えば白色ＬＥＤを使用する。また、例えばＬＣＤディスプレイの背面照明として固定色位置に調節されているか、またはディスプレイの色表示を制御する色違いで一色ではない光源、例えば、蛍光灯またはさらに、例えば青色、緑色、および赤色ＬＥＤ（ＲＧＢ−光源）からなる組合せを使用して、対応して構成されている補正フィルターによって調理区域の表示側上で、光源の本来の色位置に補正するか、または特に、白色の色印象または他にも、任意の色印象を生じさせることができる。

本発明では、色位置補正は、白色の色位置に限られていない。対応する補正フィルターを用いて、それぞれ所望の色位置を、例えば、表示もしくは会社ロゴのために商標機器に固有の色を、または警告通知、指示、もしくは利用者補助を利用者に分かりやすく区別するために異なる色位置をも、または調理器具の場合には異なる電力段階のために異なる色位置を、調節することができる。これは、より容易な利用者誘導、状態表示、または種々の装飾照明環境のために役立つ多様な例において使用することができる。

多色光表示または有色記号表示を生じさせるために、多色印刷も考えられる。

色層は、種々のコーティング方法、例えば、スクリーン印刷によって、シグナルフィールドの正確な境界設定および散乱光の遮光を可能にし、照明がオンの状態では利用者が見ることができるが、オフの状態では利用者が知覚することができない標識である記号または筆致の表示を可能にする。この標識／ロゴの位置ですら、オフの状態では認識することができず、それによって、ガラスセラミック表面の一色性の優れた印象を利用者は持ち続ける。この効果は、死面効果（Ｄｅａｄｆｒｏｎｔ−Ｅｆｆｅｋｔ）と称され、デザイナーによって往々にして望まれる。それというのも、その効果によって、調理器具の全体的な美しさが明らかに高まるためである。この死面効果は例えば、特に日本で知られている透明ガラスセラミック製調理面では、多大な追加の費用を用いて初めて可能である。この調理面の高い透明性に基づき、ディスプレイ表示または小型ランプがそのまま、または明確に見えてしまい、これは部分的に目障りに感じられる。この透明な調理面に対して、暗色に着色された調理面はさらに、強力な放射発熱体とも組み合わせることができ、そのことによって、提案されている方法を用いると、放射発熱体またはハロゲン発熱体を備えたガラスセラミック製調理器具は、利用者誘導において明らかにその価値が高まる。

本発明の範囲において特に、色層が、色塗布としてコーティングされて、特に透明担体上、特に、フィルム担体上に施与されていること、かつ／またはガラスセラミック上にコーティングされていること、かつ／または色層が２つの透明担体の間に、特に２つのフィルム担体の間に支持されていること、かつ／または色層が少なくとも領域ごとに十分に着色された担体、特にフィルム担体から形成されていることを企図することができる。透明担体または全体着色された担体は例えば、フィルム材料からなってよい。調理面としてのガラスセラミックと結合させて使用する場合には特に、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）から、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるフィルム材料が適している。これらの材料は十分に耐熱性である。フィルム材料の使用は、これらの材料が経費的に有利に得られ、さらに、ガラスセラミックの均一で平面形状の背面設置を可能にするという利点を有する。また特に、薄型ガラスフィルム（Ｄｕｅｎｎｇｌａｓｆｏｌｉｅｎ）が適している。

通常は下側上にけば付き（ｇｅｎｏｐｐｔ）ガラスセラミック製調理面を使用する場合、そのけばの上に、屈折率が合う平衡層を施与することで、光学的障害性の歪みを伴うことなく、微細な線および筆致の上側上での写像先鋭性が可能である。このことは、米国特許第６３６９３６５号に記載されている、けば付きの下側上に印刷されるマスキングに対するさらなる明らかな利点である。けば付きの下側に直接印刷することによって、著しく障害性の歪みが生じ、このことによって、非常に大きく粗いウィンドゥおよび記号しか生じさせることができない。調理面の厚さは通常、４ｍｍであり、市場の用途では６ｍｍまでもある。色強度または光強度を高めるために、例えば３ｍｍに薄くした厚さを有する調理面を使用することも考えられ得る。

単一ＬＥＤまたは７セグメントディスプレイで照明するためにここで示されている主要な用途分野の他に、このシステムは勿論、それぞれ任意の他の光源および表示形態のためにも適しており、例えば、光源としてハロゲンランプ、ケミカルライト、ファイバーオプティクスまたは蛍光灯も使用し得る。光ドット（Ｌｅｕｃｈｔｐｕｎｋｔ）または７−セグメントディスプレイの他に、ビームディスプレイまたは光プレート（Ｌｅｕｃｈｔｋｅｎｎｚｅｉｃｈｎｕｎｇ）も、調理域の識別または標示のために考えられるか、またはより大きな調理域面または境界線を照明するために考えられる。さらに、本発明による色位置補正またはシフトは、英数字またはグラフィックディスプレイ、例えば、ＬＣＤディスプレイの背面照明のためにも使用することができる。ガラスセラミック製調理器具における好ましい使用の他に、このシステムは、オーブンまたはグリルプレートを含めたドミノ調理器具（Ｄｏｍｉｎｏｋｏｃｈｇｅｒａｅｔｅ）のパネル領域でも使用することができる。例えば、ガラスセラミック製の暖炉用パネルも知られている。これらの暖炉用パネルでも、利用者の快適性を改善するために、提案されているシステムを用いた照明が可能である。調理面は、平坦な、曲線の、または複雑な形で形成されていてよい。調理位置の加熱としては、ガスバーナー、誘導コイル、または放射加熱体もしくはハロゲン加熱体が考えられる。

望ましい色の全体印象を決定するのは、基板および色フィルター（色層）の透過曲線から生じる対応する透過曲線である。基板の透過曲線は「所定」であるので、補正は、色層を介してのみ行うことができる。

色層の補正フィルター効果は、可視領域におけるそれぞれの透過曲線によって、次の重要なパラメーターによって決まる。
・透過極大の位置
・透過極大の幅
・透過極大の強度

透過極大の位置および幅は、配色によって、特に呈色顔料によって決定される。これに対して強度は、色の層厚および着色マトリックス中の色素または着色顔料の濃度によって決定される。

図４および図５には、種々の着色色素濃度が、透過率（図４）および色位置（図５）に応じて示されており、その場合、図４には、ガラスセラミックＤタイプでの基準光源Ｅを補正するために最適化されたスペクトルＢ１からＢ４が、かつ図５には、濃度推移Ｂ１からＢ４が示されている。色素および／または顔料濃度を目的に合わせて選択することによって、色位置を所望の領域に設定することができる。

Ｈｅｌｉｏｇｅｎｂｌａｕ１％および０．８％を有する色層（Ｂ１またはＢ２）は、白色領域Ｗ１の縁に位置する。これに対して、着色マトリックス中にＨｅｌｉｏｇｅｎｂｌａｕ分０．６％を有するＢ３は、白色領域Ｗ２の上端に位置し、同じブルー色素０．４％を有するＢ４は、Ｗ１の下方に位置する。色位置グラフにおけるポイントＢ１〜Ｂ４の位置（図５）によって、顔料濃度を目的に合わせて調節することによって、所望の色位置が可能であることが示されている。完成した焼成色層における色素または顔料濃度は、層厚によって、かつ／または着色マトリックス中における色素および／もしくは顔料濃度によって、それぞれの基板に適合させることができる。

種々の色系統から、色層を製造することができる。一方では有機色系統は、例えば低温適用に適しており、他方では無機色系統は、高温適用のためにも適しており、またはそれらの混合物も適している。

前記で説明したとおり、適合した透過曲線は、着色マトリックスならびに／または色素および／もしくは着色顔料からなる色層によって達成することができる。色素／着色顔料としては、有機および無機色素および／または着色顔料、好ましくは、吸収性有機および無機色素／着色顔料、特に好ましくは青色、緑色、および青緑色の色素／着色顔料を使用する。青緑色の色素／着色顔料のうち、その透過極大が４００〜６００ｎｍの領域、特に好ましくは４５０〜５５０ｎｍの領域にあるような色素／着色顔料が好ましい。色素として例えば、鉄シアン錯体、インダントロン、インディゴ、銅フタロシアニン、好ましくは銅フタロシアニンのβ形態、クロムキレート、好ましくはアゾ−およびアゾメチン列からのリガンドを有するＣｒ３＋、例えばＨｅｌｉｏｇｅｎｂｌａｕ２３０５０を使用する。

着色顔料として例えば、酸化コバルト−スズ化合物（混合酸化物）、ケイ酸アルミニウム、好ましくは硫黄含有ケイ酸アルミニウム（例えば、ウルトラマリンブルー、ウルトラマリングリーン）、好ましくはバナジウム添加物を有する、特に好ましくはバナジウム添加物１．５％を有するケイ酸ジルコン、ケイ酸ジルコン−酸化バナジウム、ケイ酸カルシウム−銅、好ましくはＣａＣｕＳｉ４Ｏ１０、炭酸銅化合物２ＣｕＣＯ３・Ｃｕ（ＯＨ）２、好ましくはアルミン酸コバルト（コバルト−アルミニウム−スピネル；カラーインデックスブルー２８）としての酸化コバルト−アルミニウム化合物および好ましくは亜クロム酸コバルト（コバルト−クロム−スピネル；カラーインデックスブルー３６）としての酸化コバルト−クロム化合物を使用する。

これらの顔料を好ましくは、ナノ粒子として使用する。特別な実施としては、前記顔料を散乱粒子としても適用することができる。

着色マトリックスは、有機および／または無機成分からなってよい。有機着色マトリックスは、バインダー、溶剤、ならびに硬化剤、架橋剤、均展剤、添加剤、消泡剤、酸性および／または塩基性および／またはカチオンおよび／またはアニオンおよび／またはラジカル重合開始剤などの添加物からなる。

バインダーとして、ゴム、ポリウレタン樹脂、シリコーン（有機および／または無機架橋性）、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリレートをベースとする系、好ましくはメタクリレート、エポキシド、ポリアミド、ポリイミド、およびそれらの混合物を使用することができる。これらのバインダーは、ナノ粒子と共に、かつナノ粒子を伴わずに使用することができる。

特に、コーティング組成物は、ケイ素、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、スズ、またはそれらの混合物のゾル−ゲル前駆体を包含し得る。特に好ましいのは、ゾル−ゲル前駆体ＳｉＯＲｘＲｙ、ＴｉＯＲｘＸｙ、ＺｒＯＲｘＸｙ、ＡｌＯＲｘＸｙ、ＺｎＯＲｘＸｙ、ＭｇＯＲｘＸｙ、ＣａＯＲｘＸｙ、およびＳｎＯＲｘＸｙである。

一実施形態では、ゾル−ゲル前駆体および／または有機金属および／または無機ナノ粒子の粒径は、０．０５から２００ｎｍ、特に好ましくは１から１００ｎｍの範囲である。その場合の粒子形態は特に、球形でも、不規則な形でも、鎖の形でもよい。

特に好ましい実施形態では、コーティング組成物は、ＵＶ硬化性および／または熱硬化性ハイブリッドポリマー、加水分解および縮合アルコキシシラン前駆体、特に、ポリシロキサンでさらに官能化されていてよいグリシジルオキシプロピルトリエトキシシランおよび／またはメタクリルオキシプロピルトリメトキシシランを包含する。好ましくは、メチルおよび／またはフェニル官能化ポリシロキサンを使用する。ガラスセラミック上のゾル−ゲル層はつまり好ましくは、本明細書に記載されているゾル−ゲル前駆体と本明細書に記載されているポリシロキサンとの反応生成物を包含する。

特別な本発明による実施形態では、コーティングは、無機ナノ粒子を含有する。ナノ粒子は例えば、コーティングの耐引っ掻き性を改良する。

この特別な実施形態では、無機ナノ粒子をコーティング溶液に加える。好ましくは、コーティング組成物に対するナノ粒子の体積割合は、１０％超、さらに好ましくは２０％超である。ナノ粒子を好ましくは、アルコール分散液として加える。

好ましくは、コーティング組成物は、非晶質またはナノ結晶金属酸化物の形のナノ粒子も包含する。好ましい金属酸化物は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、Ｙ２Ｏ３安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）である。好ましくは、そのハイブリッドポリマー誘導体または化合物も使用することできる。金属酸化物は、粒子および／または有機金属ポリマーの形態で存在してよい。

溶剤としては例えば、テルピネオール、酢酸ｎ−ブチル、カルビトール、酢酸カルビトール、エチレングリコールモノエチルエーテル、およびそれらの混合物を使用する。特に、スクリーン印刷に適した着色マトリックスは、蒸気圧＜５ｈＰａ、好ましくは＜２ｈＰａ、特に好ましくは＜１ｈＰａで高沸点の溶剤を必要とする。加えて、例えば層の硬さ／耐引っ掻き性を高めるために、硬化剤、例えばナノ粒子、ビスエポキシドを加えることができる。コーティング方法に応じて、さらに異なる架橋剤／均展剤、例えば、ＰＥＧ、ＢＹＫ３０２、ＢＹＫ３０６も加えて、均一な層厚を達成することができる。

着色マトリックスの成分ならびに色素および／または着色顔料を好ましくはＤｉｓｐｅｒｍａｔ（Ｕｌｔｒａｔｕｒａｘ）または三本ロールミルによって均質化する。

種々のコーティング方法、例えば、インクジェット印刷、オフセット印刷、タンポン印刷、ロールコーティング、好ましくはスクリーン印刷などの印刷方法；浸漬方法、スピンコーティング、スプレー方法を使用する。これらのコーティング方法では、着色マトリックスの粘度を加工性／印刷性に合わせる必要があり、特に好ましいスクリーン印刷法では、チキソトロピー動態を合わせる必要がある。そのために特に、有機増粘剤としては、セルロース化合物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ブロックコポリマーを、無機増粘剤としては、エーロシル、火炎熱分解もしくは沈降プロセスによって製造されたＳｉＯｘ、またはＡｌｘＯｙ粒子を使用する。

コーティングの後に、色層を例えば熱硬化および／またはＵＶ硬化させる。

本発明による色層のフィルター効果には、層厚の変動が＜３μｍ、好ましくは＜１μｍ、特に好ましくは＜０．５μｍであるような均一な層厚が有利である。したがって、両側で平滑な表面が好ましい。これに関連して「平滑」とは、色補正フィルターの上側および下側がほぼ同じ表面形状を有し、下側が通常のけば構造を有さないことを意味する。

特に、平滑ではない表面、例えばけば付きの表面の場合には、表面上に直接、好ましくは屈折率の合う、例えばポリウレタン樹脂、シリコーン（有機および／または無機架橋性）、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリレートベースの系、好ましくは、メタクリレート、エポキシド、ポリアミド、ポリイミド、およびそれらの混合物からなる平衡層を施与することができる。これらの平衡層をナノ粒子と共に、かつナノ粒子を伴わずに使用することができる。次いで、これらの平衡層の上に、既に記載した色層を施与する。

本発明のさらなる変形形態では、平衡層が、色層をガラスセラミックと間接的または直接的に結合、特に接着させているか、または平衡層が、色層を有するキャリアをガラスセラミックと結合させていることを企図することができる。

けば付きの下側を有する暗色ガラスセラミック
結合剤Ａの製造
ＧＰＴＥＳ（グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン）０．０８ｍｏｌをＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）０．０２ｍｏｌと共に、パラトルイル酸（Ｐａｒａｔｏｌｕｏｌｓａｅｕｒｅ）０．１２５ｍｏｌを加えられた水で加水分解する。続いて、溶剤を回転蒸発器で除去し、バインダー２２．６ｇを得る。

結合剤Ｂの製造
ＭＰＴＭＳ（メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン）０．０４ｍｏｌをＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）０．０２ｍｏｌ、ＭＴＥＯＳ（メチルトリエトキシシラン）０．０４と共に、パラトルイル酸０．１２５ｍｏｌを加えられた水で加水分解する。続いて、溶剤を回転蒸発器で除去する。

ナノ粒子含有溶液として、市販の、１５ｎｍの大きさのＳｉＯ２粒子のジエチレングリコールモノプロピルエーテル中の分散液を使用する。

出発溶液は、エチレングリコールモノプロピルエーテル中に５０質量％の熱活性化性出発物質メチルイミダゾールを含有する。

ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ（登録商標）タイプのけば付き暗色ガラスセラミック上にスクリーン印刷で、０．５ｍｍ未満の層厚を有し、１．５９の光屈折率を有するポリウレタン樹脂からなる平衡層を印刷し、続いて、熱硬化させた。層厚変動は＜３μｍであった。この平衡層の上に、塗料をスクリーン印刷法によって印刷したが、この塗料は、次の成分からなった。
結合剤Ａ ３２％
ナノ粒子含有ゾル−ゲル溶液 ６０％
開始剤溶液 ２％
Ｓｐｒｉｔｂｌａｕ ９４０３０ ６％
乾燥を、３分間のＵＶ照射で行った。
層厚変動は＜３μｍであった；白色ＬＥＤの光が均一に白く表示された。

けば付きの下側を有する暗色ガラスセラミック
ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ（登録商標）タイプのけば付き暗色ガラスセラミック上にスクリーン印刷で、ポリウレタン樹脂（実施例１による）からなる平衡層を印刷し、続いて、熱硬化させた。層厚変動は＜３μｍであった。この平衡層の上に、塗料をスクリーン印刷法によって印刷したが、この塗料は、次の成分からなった。
結合剤Ｂ ３２％
ナノ粒子含有ゾル−ゲル溶液 ６０％
開始剤溶液 ２％
Ｓｐｒｉｔｂｌａｕ ９４０３０ ６％

乾燥を、空気循環と組み合わせた６０分間のＩＲ照射で行った。
層厚変動は＜３μｍであった；白色ＬＥＤの光は、均一に白く表示された。

本発明を以下では、図６から図１１による図面に示されている実施例をもとに詳述する。これらの図面は、種々の表示デバイスの図解構造を側面図で示している。

図６は、表示側１１としての平坦で平滑な上側および裏側の照明側１２を有するガラスセラミック１０を示している。照明側１２は構造化されて形成されている。したがってこれは、ガラスセラミック製調理面では慣例であるように、けば形状の隆起部によって形成されている構造部１３を有する。照明側１２の領域で、構造部１３は、中間層２０として形成されている平衡層で被覆されている。中間層２０は例えば、全透明ポリウレタン樹脂から形成される。図６から分かるとおり、中間層２０によって、構造部１３に起因する非平坦性は平衡されて、中間層２０は、構造部１３に面していない側では、平坦な面を形成しているようになっている。この平坦な面上に、色補正フィルター３０が施与されている。その場合、色補正フィルター３０は、中間層２０と接着されていてよい。中間層２０とは反対側に、色補正フィルター３０は、層素子３１を担持する。これらは、マスキング、ラスター、操作記号、または同様のものとして形成されていてよい。これらは、印刷されているか、または例えば、別々の素子として、特にフィルムとして施与されていてよい。層素子３１がレーザー加工、エッチング、スプレー加工、またはスパッタリングされていることも考えられ得る。色補正フィルター３０の後ろの領域には、照明素子５０が配置されている。照明素子５０によって放出される光は、色補正フィルター３０、中間層２０、およびガラスセラミック１０を介して、表示側１１の領域上に達する。光が通過する際に、色補正フィルター３０および着色ガラスセラミック１０によって、照明素子５０の光は、表示側１１上で所望の光印象が生じるようにフィルター処理される。加えて、中間層２０が部分透明であり、同様にフィルター素子として作用して、光通過に影響を及ぼすことも企図することができる。層素子３１は例えば、光不透過性に形成されていてよい。そうすると、これらの位置では、光はカラスセラミック１０を透過せず、対応する暗い光学的印象が、表示側１１上で達成されることとなる。こうして例えば、記号、表示素子、または同様のものを簡単に示すことができる。

図７による変形形態は、図６による変形形態に対応している。ただし図６とは異なり、層素子３１は、中間層２０と色補正フィルター３０との間の領域に設置されている。こうして、層素子３１は、機械的負荷から守られている。

図８は基本的には、図６による図示と同じ構造の表示デバイスを示している。ただし、この場合には、ガラスセラミック１０は、その表示側１１の領域でも、その照明側１２の領域でも平坦に形成されていて、２つの面平行な面がガラスセラミック１０に生じるようになっている両面が平滑なガラスセラミック１０である。したがって、中間層２０は、表面非平坦性を平衡する必要がなく、そのままで色補正フィルター３０のための結合層として役立つ。その場合、中間層２０は例えば、接着剤（全透明または部分透明）として、または接着テープとして形成されていてよい。特に両面で接着する接着テープが適していると判明していることが分かっている。これらは、ガラスセラミック１０の連結のためにも、色補正フィルター３０の連結のためにも使用することができる。図８による実施例では、層素子３１は、外側に配置されている。図９による実施例は、層素子３１がこの場合も、色補正フィルター３０と中間層２０との間に配置されていることにおいて、図８による実施例とは異なる。

図１０による実施例は、図８による実施例を敷衍した実施例を示している。この場合には、中間層２０に固定、例えば接着されている受け桟の形の（Ｌｅｉｓｔｅｎｆｏｅｒｍｉｇ）支持素子５０またはフレームの形の支持素子５０が使用される。支持素子５０は、前面に平坦な色補正フィルター３０を差し入れ可能なガイドを形成している。このことによって例えば、色補正フィルター３０を交換するか、または色補正フィルター３０の交換によって個別化を行うことが可能である。

図１１による実施例でも、けば付きの下側を有するガラスセラミック１０が使用されている。この場合には、中間層２０が再び、ガラスセラミック下側の幾何学的非平坦性を平衡させる機能を受け持っている。図１０による実施例の場合と同様に、この場合も、色補正フィルター３０を担持する支持素子５０が使用されている。

色補正フィルター３０は、全ての実施例で、ガラス板またはプラスチック板、特にプラスチックフィルムであってよい。その場合、この構成部品は着色されていてよいか、またはコーティングで所望の補正色に用意されていてよい。色補正フィルター３０が、ガラスセラミック１０に面している側の上で、接着面と共にあらかじめ作られていて、そのまま接着できるようになっていることが考えられる。これによって、作製過程が簡単になる。

Claims (17)

1. 表側である表示側（１１）および裏側である照明側（１２）を有する透明着色ガラスセラミック（１０）を備え、前記照明側（１２）の領域に少なくとも１つの照明素子（５０）が配置されている表示デバイスにおいて、前記ガラスセラミック（１０）と前記照明素子（５０）との間に、色補正フィルター（３０）が配置されており、前記色補正フィルター（３０）と前記ガラスセラミック（１０）との間に、少なくとも部分透明な中間層（２０）が配置されていることを特徴とする表示デバイス。
2. 前記部分透明な中間層（２０）が、前記色補正フィルター（３０）を間接的または直接的に前記ガラスセラミック（１０）に結合させていることを特徴とする、請求項１に記載の表示デバイス。
3. 前記中間層（２０）が、前記ガラスセラミック（１０）および／または前記色補正フィルター（３０）に面して、接着層を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の表示デバイス。
4. 前記中間層（２０）が接着テープであることを特徴とする、請求項３に記載の表示デバイス。
5. 前記中間層（２０）が、特には透明か、または着色されている接着剤であることを特徴とする、請求項２乃至３のいずれか１項に記載の表示デバイス。
6. 前記ガラスセラミック（１０）が、その照明側（１２）の領域に少なくとも部分的に構造部（１３）を備えていて、前記中間層（２０）が、前記構造部（１３）の上に施与されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示デバイス。
7. 前記中間層（２０）が、シリコーン材料、アクリレート材料、ポリウレタン樹脂材料、エポキシ材料、ゴム材料、ポリアミド材料、ポリイミド材料を有するか、もしくはそれらからなるか、または前述の材料の２種以上の混合物を有するか、もしくはそれらからなることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示デバイス。
8. 前記ガラスセラミック（１０）および前記中間層（２０）の屈折率の差が最大２０％、特に好ましくは１０％であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示デバイス。
9. 前記色補正フィルター（３０）および／または前記中間層（２０）が１つまたは複数の層素子（３１）を担持することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示デバイス。
10. 前記色補正フィルター（３０）が、色層、特に、色塗布物、または有色平面素子でコーティングおよび／または着色されているフィルム、マット、板またはそのような平面素子として形成されていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示デバイス。
11. 前記ガラスセラミック（１０）が、その照明側（１２）の領域に、平滑で、構造化されていない面を形成していることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の表示デバイス。
12. 前記中間層（２０）が個々の部分層素子から、特にドット形状、ストリップ形状、またはラスター形状の素子から形成されていることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示デバイス。
13. 前記中間層（２０）および／または前記色補正フィルター（３０）および／または前記ガラスセラミック（１０）が、その照明側（１２）の領域に、１つまたは複数のはめ込み部材、支持部材（５０）、または同様のものを担持することを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示デバイス。
14. 前記はめ込み部材、支持部材（５０）、または同様のものが、前記色補正フィルター（３０）および／または電気的構成ユニット、例えば照明素子、回路基板、センサー、または同様のものを担持していることを特徴とする、請求項１３に記載の表示デバイス。
15. 前記中間層（２０）および／または前記色補正フィルター（３０）が光散乱板を形成していることを特徴とする、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の表示デバイス。
16. 前記色補正フィルター（３０）および／または前記中間層（２０）および／またはさらなる、前記照明素子（５０）と前記ガラスセラミック（１０）との間に配置されている中間素子が、導電性導電路、スイッチ素子、電極、センサー、もしくはそのような電気的構成素子、または機能素子を備えていることを特徴とする、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の表示デバイス。
17. 前記着色中間層（２０）および／または前記色補正フィルター（３０）の層厚変動が、それぞれの層厚に対して最大２５％であることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の表示デバイス。

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