JP5933702B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

利用者操作の改善のために、現代のガラスセラミック調理装置は、シグナルランプ又は７セグメントディスプレイを備えている。調理面自体は、この場合に、着色した透明なガラスセラミック板（基体）からなり、これは通常は俯瞰したときに黒色に見える。シグナルランプは、調理装置の又は個々の調理区域の、コントローラー状態の、オン状態に関する情報や、調理区域がスイッチを消した後になお熱いかどうかに関する情報を利用者に与える。発光手段として通常ＬＥＤランプが使用される。

ガラスセラミック調理面の着色と、着色ＬＥＤディスプレイの選択が極めて限定されていることとのために、利用者の情報のために使用可能な着色スペクトルは、極めて強く制限されている。標準的には、この表示は、赤色又は場合によって橙色であり、これはガラスセラミック調理面の着色のために生じる。ＤＥ １００ ５２ ３７０．６には、特に約４５０ｎｍで青色光の通過をも可能にし、ひいては拡張された着色表示能を可能にするガラスセラミック調理面のための透過度の推移が記載される。ＤＥ １０ ２００９ ０１３ １２７．２には、このガラスセラミックをベースに種々の表示手段が示されている。青色波長領域でも透過スペクトルを拡張することで、確かに表示の着色性も拡張しているが、異なる色のＬＥＤ表示の数が少ないために、これらガラスセラミック調理面でも、利用者が視認可能な色の数は制限されている。白色ＬＥＤでは、例えば調理面の透過度の推移故に、利用者は明らかな黄色のステッチを認識するだろう。ＤＥ １０ ２０１０ ０６１ １２３．９には、この欠点をＲＧＢ−ＬＥＤの使用によって回避することが提案されている。ＬＥＤランプは、この場合に、基本色である赤、緑及び青の３色のＬＥＤからなる。ガラスセラミック調理面の透過度に相応して、３色のＬＥＤの強度は、全体として観察者に光シグナルの白色の色印象を生じるように調節される。この技術は、３色ＬＥＤ及びそれに属する装着物（Ansteuerung）を必要とする。異なる色のＬＥＤは老化が異なるため、より長い利用期間の間に色シフトを生じることがある。

したがって、本発明の課題は、利用者が任意の、かつ事前に決定可能な色印象を実現するために、透明な着色ガラスセラミックを備える、安価でかつ頑丈な表示装置を作製することである。

前記課題は、意外なまでに簡単に、ガラスセラミック調理面と発光手段の間に、−所望の色印象に応じて−着色層の形で補償フィルターが導入され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発光手段の色座（Farbort）のシフトは、ガラスセラミックと、そのような補償フィルターの組み合わせによって、補正されて、所望の色座を導く。

基体の全透過度τ_ges（λ）は、ガラスセラミックの透過度τ_GK（λ）と補償フィルターの透過度τ_KF（λ）から構成される（式１）。発光素子の強度分布ｉ_LE（λ）は、全透過スペクトルτ_ges（λ）によって、表示側で観察者に知覚されるディスプレイの強度分布ｉ_A（λ）にシフトされる（式２）。

色座が付随してシフトすることは、ＣＩＥ標準表色系（CIE-Normenvalenzsystem）ＣＩＥｘｙＹ（ＣＩＥ＝Ｃｏｍｍｉｓｉｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’ｅｃｌａｉｒｅａｇｅ、国際照明委員会）において表される。（以下の説明及び例では、本刊行物において２°観察者を用いるバージョンＣＩＥｘｙＹ １９３１が使用される。）。人間の目は、スペクトル的に連続した光センサーでなく、限られた赤色、緑色及び青色のスペクトル領域のための色受容体から構成されている。赤色、緑色及び青色の光スペクトルにおける感受性を有するＬ、Ｍ、Ｓ錘体の感覚は、前記のことに相応している。被験者を用いた試験系列のために、ＣＩＥ表色系（CIE-Formalismus）において三刺激関数

及びその積分値Ｘ、Ｙ、Ｚを定義しており、これらは、人工原色の三重項として、その組み合わせによって、我々の目の知覚可能な全色空間を模倣できる。この場合に、関数

は、概略的にのみＬ及びＳの錘体感受性に相応する。
関数

は、日中の明度感受性を模倣し、そして、ほぼＭ錐体感受性に相応するように形成されている。式３及び式４では、知覚された色座は、この場合に、標準化された値ｘ及びｙによって一義的に記載されており、Ｖは明度の尺度である。ＣＩＥｘｙＹ表色系は、自己発光体（Selbstleuchter）を記載し、任意に吸収媒体を通過して発光し、その目に発生する光スペクトルは標準化されたＸ、Ｙ、Ｚ ＣＩＥ座標に変換され、次いで自己発光体の色座及び明度を記載する。

補償フィルター及び好ましくは市販されている通常かつコスト負担のない表示発光素子を用いて観察者が赤色〜青色のスペクトル範囲において所望の表示色座を達成するための前提条件は、全ての３つのＬ、Ｍ、Ｓ錐体又は全ての３つの

ＣＩＥ一次スペクトルのスペクトル領域における基体の最小の透過度値である。図１には、通常調理面に使用される、種々のガラスセラミックタイプ（クラス）の典型的な透過度スペクトルが示されている。この場合に、これは現在最も普及した、バナジウム（Ｖ）で着色したガラスセラミックタイプＡ（例えばＣＥＲＡＮ ＳＵＰＲＥＭＡ^（Ｒ）， ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ^（Ｒ）， Ｋｅｒ−ａＢｌａｃｋ^（Ｒ））、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉによる着色を有するガラスセラミック（タイプＢ、例えばＣＥＲＡＮ ＣＯＬＯＲ^（Ｒ））、Ｖ、Ａｓ及びＦｅによる着色を有するガラスセラミック（タイプＣ、中国）、Ｖ、Ｆｅによる着色を有するガラスセラミック（タイプＤ、例えばＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ^（Ｒ））、及び、還元精製（例えば、ＺｎＳ還元精製）を用いるＴｉ³⁺での着色によるガラスセラミック、タイプＥである。

市販の発光手段（例えばＬＥＤｓ）を用いてガラスセラミックを通じて表示側に十分に明るい色印象を青色〜赤色のスペクトル領域に生じせしめるためには、各スペクトル範囲４２０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６２０ｎｍ及び５５０ｎｍ〜６４０ｎｍに対してそれぞれ＞０．２％、好ましくは＞０．４％の平均透過度を有するガラスセラミックが必要である。図１において裏付けられている通り、前記条件を、より新しいガラスセラミッククラスＤ及びＥは満たし、限定によりクラスＣも満たす。従来の、広く普及したガラスセラミッククラスＡは、前記条件を満たさない。前記ガラスセラミックでは、通常の発光手段及びフィルターでは本発明の色座シフトもまた全可視スペクトル領域にわたり不可能で、特に白色補償は可能でない。他方で、追加の補助手段、例えば光を通さない下側コーティングなしに、調理域の内部構造を見通すことを防止し、そして、審美的に好ましい、色が均一な、透明でない調理面を作製すべく、スペクトル透過度は高すぎてはならない。この最高透過度は、４００ｎｍ及び７００ｎｍで＜４０％、好ましくは＜２５％、そして、さらに４５０ｎｍ〜６００ｎｍで平均＜４％と我々は定義する。図１において裏付けられている通り、この第２の条件を、クラスＣ（実地では透明に見える）を除く、全ての示したガラスセラミッククラスが満たして、調理域の内部構造の見通しを妨げる。更なる第３の条件は、ガラスセラミック調理面を介した市販の発光手段及びコスト高過ぎない補償フィルターの白色の色印象に対する色シフトの適合性（Machbarkeit）から明らかになる。そのために、透過度の相違は、３つのスペクトルの感覚領域において大きすぎてはならない。このことは、図２に示す通りである。本発明のガラスセラミックによる標準照射の色座は、限界曲線Ｇ１内に、好ましくは限界曲線Ｇ２内にあることが望ましい。限界曲線Ｇ１及びＧ２への角座標（Eckkoordinate）は、表２に列記されている。

観察者が、空間的に隣同士にあるが、肉眼では空間的に分解可能でないように見え、また発光素子の強度分布によってかつフィルター透過によって記載される２つの光シグナルからなる光刺激を知覚すると、知覚した感覚刺激は線形加算され（式５）、そして、概略的な色座（ｘ、ｙ）は、色度図ＣＩＥｘｙＹにおいて、２つの光シグナルの、色座（ｘ₁、ｙ₁）と（ｘ₂、ｙ₂）の間の直線上にある（式６）。同じ強度（式７）の特殊な場合には、（ｘ、ｙ）は、両方の光シグナルの色座の間の中間にある（式８）。

この線形の関係性は、例えばＣＲＴ又はＬＣＤモニターといった画像表示に対する色度図からも知られており、ここでは可能性のある知覚可能な色座が、ＣＩＥｘｙＹ図において、表示装置の３つの原色の色図の間の三角形（一般にＲＧＢ色空間）において、又は、３色より多い原色では色多角形において存在する。ここでは、色座は、３つ以上の原色強度の線形組み合わせから算出される（式６）。

２つの相前後して配置されたフィルター、基体（例えばガラスセラミック）及び補償フィルター、の本発明の使用においては、式５との比較において明らかにされる通り、この関係性はもはや式９のように線形では与えられない。式９では、τ₁（λ）及びτ₂（λ）に関しては、例えば式１から、ガラスセラミックτ_GK（λ）及び補償フィルターτ_KF（λ）の透過スペクトルが使用されてよい。

相前後して配置されたフィルターによる発光素子の色座は、個々のフィルターにより、もはや必ずしも発光素子の色座の間の直線上にない。反対に、このことは、種々の補償フィルターを備えるガラスセラミックによって、共通の、本発明によって補償される発光素子色座が達成でき、ここで、個々の補償フィルターによって、発光素子色座はスペクトル分布に応じて同一の必要がない、という現象を生じる。図３には、タイプＤのガラスセラミックのみを介した、そして、種々の着色フィルターＢ１〜Ｂ７のみを介した標準光Ｅの色座が示され、これはそのつどガラスセラミックと組み合わせて相前後して配置され、同一の全色座で標準光が現れる。示した実施例において、着色フィルターは、全色座が観察者にとって無彩色点Ｅ（灰色点又は白色点Ｅ）にあるように構築されている。

したがって、本発明の補償フィルターによって、記載されるように、発光手段の当初色座のシフトが着色した基体により再度補償され、特殊な場合には白色の色座となることが可能である。更なる本発明の適用は、発光手段の色座を、基体の表示側で、発色手段の当初の色座とは異なる所望の色座にシフトさせることである。基体及びフィルターによる色座の組み合わせたシフトは、この場合に不自然に補償されない。それによって、一方では、例えば、市販のＬＥＤの提供可能な固定波長によって作成できない色座、例えば、黄色と橙色のＬＥＤの間にある色座を作出できる。これは例えば、生成物ラインの同定化、区別化及び標識化のために好ましい。他方では、発光素子は均一で、したがってコストの利点を伴って、非単色だが、スペクトル広範に放出する種類の有色発光手段でもって構築されていてよい（例えば白色ＬＥＤ、蛍光灯）。種々の本発明の着色フィルターの使用によって、種々の色座が種々の生成物ラインのために、又は、種々の着色基体と組み合わせて生成物ラインの同一の色座が作成される。色座のシフト及び補償は、特に、スペクトルのバンド幅の広い発光手段、例えば白色ＬＥＤ、蛍光灯又は組み合わせた有色ＬＥＤ、例えばＲＧＢ−ＬＥＤの混合色に使用可能である。有色の、ほぼ単色の発光手段、例えば、赤、青、緑色のＬＥＤは、個々の色として使用され、一般にフィルターによって著しい色座シフトを受けない。

本発明によれば、発光手段の色座は白色に補償され、正確に無彩色点Ｅに該当するのでない。代わりに、肉眼は、白色の色印象よりも広い色座領域を許容する。このことは特に周囲表面、例えば赤−黒色の調理場表面の色座にも依存する。好ましくは、したがって、任意の発光素子の白色補償のために、好ましくは白色領域Ｗ１、好ましくは白色領域Ｗ２の限界にある色座を達成することが予定されていてよい。この場合に、白色領域Ｗ２は、ＡＮＳＩにおいて定義された白色場（Weissfelder）（ＡＮＳＩ ｂｉｎｎｉｎｇ）１Ａ．．．、１Ｄ．．．、８Ｄを包含し、これは典型的にはＬＥＤ製造者によってその白色ＬＥＤの色座を特性決定するために援用される。この領域は、色温度２５８０Ｋ〜７０４０Ｋ（ＣＣＴ， ｃｏｌｏｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）に相応し、温白色から冷白色の白色印象に相応する。図３中の本発明により定義される白色領域Ｗ１及びＷ２の頂点は、表１に列記されている。無論、Ｗ１又はＷ２外の範囲への白色補償もまた行われることができる。例えば、本発明の範囲では１５０００Ｋ（ＣＣＴ， ｃｏｌｏｒ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）までの白色補償も行われることができる。「冷白色」範囲（１００００Ｋ〜１５０００Ｋ）は、しかし、使用者によって部分的に時に「硬質」との光印象により知覚される。この場合に、２０００Ｋまでの色温度も、黄色ステッチを有する光印象と知覚されている。

本発明によれば、色座補償は、実施例コーティング１−４又は標準光源Ｅに限定されていない。好ましくは、適用時には市販され、かつコスト安な発光手段、例えば白色ＬＥＤが使用される。他の色の、非単色発光手段、例えば蛍光管又はさらに例えば青、緑及び赤色のＬＥＤ（ＲＧＢ発光手段）からの組み合わせは、例えば、ＬＣＤ表示の背面照射として固定した色座に調節されているか、又は表示の調色を操作するが、相応して構成されている補償フィルターを用いて調理場の表示側で発光手段の当初の色座に補償するか、又は特別に、白色の色印象又は任意の色印象を作成するために使用できる。

本発明によれば、色座補償は、白色の色座に限定されない。全ての所望の色座が相応する補償フィルターを用いて調節可能であり、例えば、表示又は会社ロゴ用のブランド装置特異的な色、又は、警告メッセージ、指示又は利用者ヘルプの利用者に優しい区別化のための種々の色座、又は調理装置での種々の出力段階のための種々の色座も調節可能である。これは、より容易な利用者操作、ステータス表示又は装飾照明の種々の環境に利用される、多岐にわたる例において使用できる。
ガラスセラミック（１０）を通じた標準照射の色座が、限界曲線内に配置されており、前記限界曲線が、色度図ＣＩＥｘｙＹ−２°において以下の角座標により決定されている

好ましくは以下の角座標により決定されている。

表示部（１１）で発光された光は、２０００Ｋ〜１５０００Ｋの範囲の色温度（colour related temperature）に相応し、好ましくは限界曲線内に配置されており、前記限界曲線が、色度図ＣＩＥｘｙＹ−２°において以下の角座標により決定されている

好ましくは以下の角座標により決定されている。

ガラスセラミック（１０）は、表示部（１１）と照射部（１２）との間に２〜６ｍｍの範囲の厚みを有する。

多層の調色又は有色記号表示を作り出すために、多色印刷も考えられる。

着色層は、種々のコーティング法、例えばスクリーン印刷により、信号フィールドの鮮鋭な境界設定と、散乱光の遮蔽、並びに、照射のオン状態において利用者に可視可能であり、オフ状態において利用者に知覚されない記号のシンボル又は字体の描写を可能にする。このマーク／ロゴの位置がオフ状態で認識できなくとも、それによってガラスセラミック表面の貴重な着色印象は利用者にとって維持されたままである。この効果は、デッドフロント効果（Deadfront-Effekt）と称され、デザイナーによりしばしば所望され、それというのも、それによって調理装置は全体的な審美性において著しく高められるからである。このデッドフロント効果は例えば特に日本において知られている透明なガラスセラミック調理面では、著しい追加出費を用いてのみ可能である。この調理面の高い透明性のために、ディスプレイ表示又は小型ランプは直接的に又は明らかに可視可能であり、このことは一部では妨げとして知覚される。この透明な調理面とは対照的に、暗く着色した調理面はさらに、強出力の輻射加熱器とも組み合わされて良く、それによって、提案された方法で、ガラスセラミック調理器は輻射加熱器又はハロゲン加熱器と共に利用者操作において著しく利用できるようになる。

本発明の範囲ではとりわけ、着色層が着色塗装物として積層されている、特に透明担体に、特にシート担体に設けられている、及び／又は、ガラスセラミックに積層されている、及び／又は、２つの透明担体、特に２つのシート担体の間に着色層が固定されている、及び／又は、着色層が、少なくとも部分的に十分着色した（durchfaerben）担体、特にシート担体により形成されている、ことが予定されていてよい。透明担体又は着色した担体は、例えばシート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組み合わせての適用の際には、特にポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボナート（ＰＣ）又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）からのシート材が適する。この材料は、十分に温度安定性である。シート材料の使用は、この材料がコスト安に利用可能であり、かつ、さらに均一な表面形状のガラスセラミックの装備（Hinterlegung）を可能にするという利点を有する。別個の担体の使用は、補償フィルターの極めて均一な特徴（Auspraegung）を可能にする。

適しているのは、特に薄ガラスシートでもある。

細かい線及び字体の上側での像の鮮鋭さは、通常下側にネップ状突起を備えるガラスセラミック調理面を使用すると、ネップ状突起に屈折率に合わせた均衡層を設けることで、光学的に妨げとなるひずみなしに可能である。このことは、米国特許ＵＳ ６３６９３６５に記載の、ネップ状突起を備える下側に印刷されたマスキングに対する更なる著しい利点である。ネップ状の下側の直接印刷によって、極めて妨げとなるひずみが生じ、それによって、極めて大きく粗いウィンドウ及び記号が現されることがある。調理面厚さは通常４ｍｍであり、市販の使用では６ｍｍまでである。色強度又は光強度の向上には、例えば３ｍｍの減少した厚さを有する調理面を使用することも考えられる。

個々のＬＥＤ又は７セグメントディスプレイを備える照明のためのここに示した主要な使用領域の他に、このシステムは無論、全ての任意の他の光源及び描写形態のためにも適し、例えば、光源としてハロゲンランプ、ライトスティック、光ファイバー、又は蛍光灯も使用できる。スポットライト又は７セグメントディスプレイの他に、バー表示又は光識別特徴も、調理域同定又はマーキングのために考えられるか、又は大面積調理域面の照射又は縁飾も考えられる。さらに、本発明の色座補償又はシフトは、英数字又はグラフィックディスプレイのバックグラウンド照明、例えばＬＣＤディスプレイのためにも適用可能である。ガラスセラミック調理装置における好ましい使用の他に、このシステムは、オーブン又はグリルプレートを含めたドミノ調理装置（Dominokochgeraet）のパネル領域においても使用できる。例えば、ガラスセラミックからの暖炉化粧材も知られている。この暖炉化粧材でも、提案されたシステムを用いた照明が、利用者快適性の改善のために可能である。調理面は、平面、曲面又は複雑変形されて形成されていてよい。調理場のためのヒーターとして、ガスバーナー、誘導コイル又は輻射加熱器又はハロゲン加熱器が考えられる。

色調に所望される全体的な印象に決定的であるのは、相応する透過度遷移であり、これは基体の透過度遷移と着色フィルター（着色層）から明らかである。基体の透過度遷移は「予め設定」されているので、校正は着色層を介してのみ行うことができる。

着色層の校正フィルター効果は、そのつどの透過度遷移によって可視可能な領域において決定され、次の本質的パラメーターにより決定される：
− 透過極大の位置
− 透過極大の幅
− 透過極大の強度。

透過極大の位置及び幅は、着色組成物によって、特に着色付与顔料によって決定される。これに対して、強度は、着色マトリックス中の着色剤の層厚及び染料又は着色顔料の濃度によって決定される。

そして、図４及び図５には、種々の着色剤濃度が透過度（図４）及び色座（図５）に依存して示されており、ここで図４は、ガラスセラミックタイプＤのための標準光源Ｅの補償に対して最適化したスペクトルＢ１〜Ｂ４を、そして、図５は濃度遷移Ｂ１〜Ｂ４を示している。染料及び又は顔料濃度の適した選択により、色座は所望の領域中に調節できる。

１％及び０．８％のヘリオゲンブルー（Ｂ１又はＢ２）を有する着色層は、白色領域Ｗ１の領域にある。これに対して、着色マトリックス中０．６％のヘリオゲンブルー割合を有するＢ３は、白色領域Ｗ２の上方末端にあり、そして、０．４％の同一の青色染料を有するＢ４は、Ｗ１の下方にある。色座図（図５）中のポイントＢ１〜Ｂ４の位置によって、所望の色座が、顔料濃度の狙いを定めた調節によって可能であることが示される。染料又は顔料濃度は、焼き付けして完成した着色層において、層厚及び／又は染料及び／又は顔料濃度（着色マトリックス中の）によって、そのつどの基体に適合されることができる。

着色層は、種々の着色システムから製造できる。一方では、有機着色システムは、例えば、低温適用のために、他方では、無機着色システムは、高温適用のために又はその混合形のために適する。

前述の通り、適合させた透過度遷移は、着色マトリックス及び／又は染料及び／又は着色顔料からなる着色層によって達成できる。染料／着色顔料として、有機及び無機の染料及び／又は着色顔料が使用され、好ましくは吸収性の有機及び無機の染料／着色顔料、特に好ましくは青色、緑色及び青緑色の染料／着色顔料である。青緑色の染料／着色顔料のうち、その透過極大が４００〜６００ｎｍの範囲にあり、特に好ましくは４５０〜５５０ｎｍの範囲にある染料／着色顔料が好ましい。染料として、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β型の銅フタロシアニン、クロムキレート、好ましくはアゾ系列及びアゾメチン系列からのリガンドを有するＣｒ³⁺、例えばヘリオゲンブルー２３０５０である。着色層の染料及び／又は着色顔料の濃度は４〜０．１質量％、好ましくは２〜０．４質量％の範囲にある。無機の着色層の着色顔料の濃度が、４０〜１質量％、好ましくは２０〜２質量％、特に好ましくは１０〜５質量％の範囲にある。

着色顔料として、例えばコバルト−スズ−酸化物−化合物（混合酸化物）、アルミニウムケイ酸塩、好ましくは硫黄含有アルミニウムケイ酸塩（例えばウルトラマリンブルー、−グリーン）、ジルコニウムケイ酸塩、好ましくはバナジウム添加物を有するもの、特に好ましくは１．５％のバナジウム添加物を有するもの、ジルコニウムケイ酸塩−バナジウム酸化物、カルシウム−銅−ケイ酸塩、好ましくはＣａＣｕＳｉ₄Ｏ₁₀、炭酸銅化合物 ２ＣｕＣｏ^3*Ｃｕ（ＯＨ）₂、コバルト−アルミニウム−酸化物−化合物、好ましくはコバルト−アルミナート（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）、及び／又はコバルト−クロム−酸化物−化合物、好ましくはコバルト−クロマイト（コバルト−クロム−スピネル；カラーインデックスブルー３６）が使用される。

前記顔料は、好ましくはナノ粒子として使用される。特に好ましい実施態様として、前述の顔料は散乱粒子としても設けられて良い。

着色マトリックスは、有機及び／又は無機成分からなってよく、ここで特別に高温領域での適用には無機マトリックスが好ましく使用される。無機着色マトリックスは、一般に、ガラス粉末及び加工性／印刷性等を調節する媒体からなる。有機着色マトリックスは、バインダー、溶媒及び硬化剤、架橋剤、レベリング剤、助剤、消泡剤、酸性及び／又は塩基性及び／又はカチオン性及び／又はアニオン性及び／又はラジカル性の重合開始剤といった添加剤からなる。

バインダーとして、アクリラートベースの、シリキサンベースの、シラザンベースのシステム、好ましくはゴム、ポリウレタン樹脂、シリコーン（有機及び／又は無機の架橋性の）、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリラートベースのシステム、好ましくはメタクリラート、エポキシド、ポリアミド、ポリイミド及びその混合物を使用できる。これらバインダーは、ナノ粒子あり／なしで使用できる。

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、スズ又はその混合物のゾル−ゲル前駆体を含んでよい。特にとりわけ好ましくは、ゾル−ゲル前駆体は、ＳｉＯＲ_xＲ_y、ＴｉＯＲ_xＸ_y、ＺｒＯＲ_xＸ_y、ＡｌＯＲ_xＸ_y、ＺｎＯＲ_xＸ_y、ＭｇＯＲ_xＸ_y、ＣａＯＲ_xＸ_y及びＳｎＯＲ_xＸ_yである。

一実施態様において、ゾル−ゲル前駆体及び／又は金属有機及び／又は無機のナノ粒子の粒径は０．０５〜２００ｎｍ、特に好ましくは１〜１００ｎｍの範囲にある。この場合に粒形は、特に球形であってもよいし、不規則であってもよいし、鎖状であってもよい。

特に好ましい一実施態様において、コーティング組成物は、ＵＶ硬化可能及び／又は熱硬化可能なハイブリッドポリマー、加水分解及び縮合したアルコキシシラン前駆体、特にグリシジルプロピルオキシトリエトキシシラン及び／又はメタクリルオキシプロピルオキシトリメトキシシランであってさらにポリシロキサンで官能化できるものを含む。好ましくは、メチル及び／又はフェニル官能化したポリシロキサンが使用される。ガラスセラミック上のゾル−ゲル層は、すなわち好ましくはここに記載のゾル−ゲル前駆体とここに記載のポリシロキサンの反応生成物をも含む。

特に好ましい本発明の実施態様において、コーティングは無機ナノ粒子を含む。ナノ粒子は例えばコーティングの耐引掻性を改善する。

特に好ましい実施態様において、無機ナノ粒子はコーティング溶液に添加される。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。ナノ粒子は好ましくはアルコール分散液として添加される。

好ましくは、コーティング組成物は、無定形又はナノ結晶の金属酸化物の形のナノ粒子をも含む。好ましい金属酸化物は、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、Ｙ₂Ｏ₃安定化酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）である。好ましくは、そのハイブリッドポリマー誘導体又は化合物も使用できる。金属酸化物は、粒子及び／又は金属有機ポリマーの形で存在できる。

溶媒として、例えばテルピネオール、ｎ−酢酸ブチル、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及びそ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に関しては、５ｈＰａ未満、好ましくは２ｈＰａ未満、特に好ましくは１ｈＰａ未満の蒸気圧を有する高沸性溶媒が必要である。さらに、硬化剤は例えば層厚／耐引掻性の向上のために添加されてよく、例えばナノ粒子、ビスエポキシドである。コーティング法に応じて、なお種々のレベリング剤も、均一な層厚を達成するために添加でき、例えばＰＥＧ、ＢＹＫ３０２、ＢＹＫ３０６である。特に、非平滑表面、例えばネップ状構造の表面での印刷では、ネップ状構造の複製を可能にする湿潤剤／レベリング剤が添加される。助剤として、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の形の有機増粘剤、エアロジル及び／又は火炎熱分解又は沈殿法により製造したＳｉＯx又はＡｌxＯy粒子を使用する。

着色マトリックスの成分及び染料及び／又は着色顔料は、好ましくはＤｉｓｐｅｒｍａｔ（Ｕｌｔｒａｔｕｒａｘ）又は３本ロールミル（Dreiwalzenstuhl）を用いて均質化される。

様々なコーティング方法、例えば印刷方法、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、浸漬方法、スピンコーティング、噴霧方法が適用される。これら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／印刷能に適合させなければならず、特に好ましいスクリーン印刷方法では、チキソトロピー挙動に適合させなければならない。そのためには、特に有機増粘剤として、セルロース化合物、ポリビニルピリリドン、ポリエチレングリコール、ブロックコポリマーが、無機増粘剤として、エアロジル、火炎熱分解又は沈殿法により製造したＳｉＯ_x又はＡｌ_xＯ_y粒子が使用される。

コーティング後に、着色層は例えば熱硬化及び／又はＵＶ硬化され、無機着色剤（セラミック着色剤）の場合には着色層は５００℃超の温度で、好ましくは＞７００℃で焼き付けられる。

本発明の、着色層のフィルター効果は、均一な層厚を必要とするため、層厚の変動は、＜３μｍ、好ましくは＜１μｍ、特に好ましくは＜０．５μｍである。したがって、両側で平滑な表面が、好ましくはこの関連において「平滑」を意味し、上側及び下側はおおよそ同じ表面幾何学を有し、下側は通常のネップ状構造を有しない。着色層の層厚は、３０〜１μｍ、好ましくは１０〜２μｍの範囲にある。

特に、平滑でない表面、例えばネップ状構造を有する表面では、表面上に直接的に、好ましく屈折率に適合させた均衡層が設けられてよく、これは例えばポリウレタン樹脂、シリコーン（有機及び／又は無機の架橋性の）、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリラートベースのシステム、好ましくはメタクリラート、エポキシド、ポリアミド、ポリイミド及びその混合物からなる。この均衡層は、ナノ粒子あり及びなしで使用できる。この均衡層上には、次いで既に記載の着色層が設けられる。

本発明の更なる一実施態様によれば、均衡層が、着色層とガラスセラミックを直接的又は間接的に結合させる、特に接着させるか、又は、均衡層が、着色層を有する担体とガラスセラミックを接着させることが予定されていてよい。均衡層の屈折率は、ガラスセラミックの屈折率と、最高２０％、好ましくは最高１０％異なる。

図１は、通常調理面に使用される、種々のガラスセラミックタイプ（クラス）の典型的な透過度スペクトルを示す図である。 図２は、透過度の相違は、３つのスペクトルの感覚領域において大きすぎてはならないことを示す図である。 図３は、タイプＤのガラスセラミックのみを介した、そして、種々の着色フィルターＢ１〜Ｂ７のみを介した標準の光Ｅの色座を示す図である。 図４は、種々の着色剤濃度を透過度に応じて示す図である。 図５は、種々の着色剤濃度を色座に応じて示す図である。 図６は、平滑な上側を表示側１１として、そして、平滑な下側を照射側１２として有するガラスセラミック１０を示す図である。 図７は、実質的に図６の実施態様に相応するが、層エレメント３１は、担体３０と色補償フィルター２０との間の領域に移されているガラスセラミック１０を示す図である。 図８は、平滑な上側を表示側１１として、そして、平滑な下側を照射側１２として有するガラスセラミック１０を示す図である。 図９は、実質的に図８の実施態様に相応するが、ガラスセラミック１０が構造部１３を有さず、両側に平滑なガラスセラミック１０を使用するガラスセラミック１０を示す図である。

実施例１：平滑な下側を有する暗いガラスセラミック
バインダーＡの製造
０．０８ｍｏｌのＧＰＴＥＳ（グルシジルオキシプロピルトリエトキシシラン）を、０．０２ｍｏｌのＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、０．１２５ｍｏｌパラトルエン酸と混合した水で加水分解する。引き続き、溶媒を回転蒸発器で除去し、２２．６ｇのバインダーを得る。

バインダーＢの製造
０．０４ｍｏｌのＭＰＴＭＳ（メタクリルオキシプロピルトリメトキシシシラン）を、０．０２ｍｏｌのＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、０．０４ｍｏｌのＭＴＥＯＳ（メチルトリエトキシシラン）、０．１２５ｍｏｌパラトルエン酸と混合した水で加水分解する。引き続き、溶媒を回転蒸発器で除去する。

ナノ粒子含有溶液として、市販されている、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル中の１５ｎｍサイズのＳｉＯ₂粒子の分散液を使用する。

開始剤溶液は、エチレングリコールモノプロピルエーテル中の熱活性化可能な開始剤メチルイミダゾール５０質量％を含有する。

ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ^（Ｒ）タイプのガラスセラミックに相応するガラスセラミック材料から製造され、かつ、４ｍｍの厚さを有する両側が平滑な暗いガラスセラミックの下側に、スクリーン印刷で、次の成分から成る着色剤を印刷した：
バインダーＡ ３０質量％
ナノ粒子含有ゾル−ゲル溶液 ６５質量％
開始剤溶液 ２質量％
ヘリオゲンブルー２３０５０ ３質量％。

これら着色剤を２つの異なる織地厚（Gewebestaerke）を用いて印刷し、引き続き３分間装置タイプDymax 500のＵＶ照射で乾燥させた。織地厚１００〜４０では層厚は４．９μｍであり、層は裂けやすく（rissig）、そして、白色ＬＥＤによる照射での全体的な色印象は青味かかっていた。

これに対し、１４０〜３１のスクリーン厚では、層厚２．８μｍが達成され、これは閉鎖された均一な表面構造を有していた。同じ背面照射では、今回は白色の全印象が達成された。

実施例２：ネップ状構造の下側を有する暗いガラスセラミック
ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ^（Ｒ）タイプのネップ状構造を有する暗いガラスセラミック上に、スクリーン印刷によって、ポリウレタン樹脂製の均衡層を印刷し、引き続き熱硬化させた。層厚変動は＜３μｍであった。この均衡層上に、スクリーン印刷法を用いて、次の成分から成る着色剤を印刷した：
バインダーＡ ３２％
ナノ粒子含有ゾル−ゲル溶液 ６０％
開始剤溶液 ２％
スピリットブル−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の光は均一に白色を示した。

実施例３：ネップ状構造の下側を有する暗いガラスセラミック
ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ^（Ｒ）タイプのネップ状構造を有する暗いガラスセラミック上に、スクリーン印刷によって、ポリウレタン樹脂製の均衡層を印刷し、引き続き熱硬化させた。層厚変動は＜３μｍであった。この均衡層上に、スクリーン印刷法を用いて、次の成分から成る着色剤を印刷した：
バインダーＢ ３２％
ナノ粒子含有ゾル−ゲル溶液 ６０％
開始剤溶液 ２％
スピリットブル−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の光は均一に白色を示した。

実施例４：セラミック着色層を有する暗いガラスセラミック
４ｍｍの厚さの、両側で平滑なガラスセラミック（ＣＥＲＡＮ ＨＩＧＨＴＲＡＮＳ ｅｃｏ^（Ｒ）に相応の材料）に、スクリーン印刷でセラミック着色剤を印刷した。この着色剤は、ホウケイ酸ガラス粉末（４０％）、スクリーン印刷媒体（５０％）及びＣｌクラス３６の青色顔料（１０％）（コバルト−アルミニウム−酸化物）からなり、３本ロールミル中で均質化した。

この着色剤を炉中で＞５００℃の温度で焼き付けた。

層厚は４μｍであり、層厚変動は＜１μｍであった。白色ＬＥＤ背面照射を用いた色印象は、僅かな赤色ステッチを有する白色であった。

本発明は、以下に図６〜９に応じた図面において説明される実施例に基づき詳説される。これら図面は、側面図において様々な表示装置の概略構造を示す。

図６は、平滑な（glatt）上側を表示側１１として、そして、平滑な下側を照射側１２として有するガラスセラミック１０を示す。この表示側１１及び照射側１２を形成するガラスセラミック１０の端面（Abschlussflaeche）は、それ故、相互に面平行に配置されている。照射側の下側の領域には、ガラスセラミック１０に、色補償フィルター２０が着色層の形で設けられている。着色層がこの場合にスクリーン印刷法又は同様の印刷法を用いて設けられていることが考えられる。さらに、この着色塗布物が代わりに別個の担体に設けられており、そして、この別個の担体がガラスセラミック１０にその照射側１２で配置（hinterlegen）されることが考えられる。色補償フィルター２０は、カバー３０を用いて配置されている。カバー３０は例えば透明な表面材料として、例えばガラス又はプラスチック製のシート又は板として形成されていてよい。色補償フィルター２０と逆側で、担体３０に層エレメント３１が設けられている。これは、マスキング、スクリーン、操作記号又は同様のものとして形成されていてよい。これは、印刷されるか、又は例えば別個のエレメント、特にシートとして設けられることができる。層エレメント３１がレーザー処理、エッチング、吹き付け又はスパッタリングされていることも考えられる。色補償フィルター２０の後ろの領域には、発光素子５０が配置されている。発光素子５０から発せられる光は、担体３０、色補償フィルター２０、そしてガラスセラミック１０を通じて、表示側１１に達する。光通過の際に、色補償フィルター２０及び着色したガラスセラミック１０に条件付けられて、発光素子５０の光は、表示側１１で所望の色印象が発生するようにフィルターされる。さらに、担体３０が部分透明であり、同様にフィルターエレメントとして作用して光通過に影響することが予定されていてもよい。層エレメント３１は、例えば光不透性に構成されていてよい。それ故、この箇所では光はガラスセラミックを通過できず、相応して暗い光学的印象が表示側１１で達成される。このようにして、例えば、記号、表示素子又は同様のものを簡単に表すことができる。

図７に応じた実施態様は、実質的に図６の実施態様に相応する。但し、図６とは異なり、層エレメント３１は、担体３０と色補償フィルター２０との間の領域に移されている。このようにして、機械的な負荷から保護される。

図８は、表示側１１としての平滑な上側及び逆側の照射側１２を有するガラスセラミック１０を示す。照射側１２は、構造化されて形成されている。これは、それ故、ネップ状突起により形成されている構造部１３を有する。そのようなガラスセラミック調理面の態様は一般に通常である。照射側１２の領域には再度、着色層の形の色補償フィルター２０が取り付けられている。照射側の下側の領域には、ガラスセラミック１０に、色補償フィルター２０が着色層の形で設けられている。この場合に、コーティング方法は、ガラスセラミック１０とは逆側に平滑な表面が形成されるように選択されている。それによって、着色層は、構造部１３により形成された、ガラスセラミック１０の起伏を補償する。色補償フィルター２０は、靴型の固定エレメント４０又はフレーム形の固定エレメントのための担体として利用される。これは、色補償フィルター２０に固定されており、例えば接着されている。色補償フィルター２０の後ろの領域には、発光素子５０が配置されている。固定エレメント４０は、その中に平滑な担体３０の前面を押し入れることができるガイドを形成する。担体３０は再度、図６及び７の実施例と同様に、層エレメント３１を有する。図８に示した表示装置の態様では、担体３０を交換して、例えば表示装置の個別化を可能にすることができる。

図９に応じた実施例は、実質的に図８に応じた実施例に相応し、但し、ガラスセラミック１０が構造部１３を有さず、両側が平滑なガラスセラミック１０を使用する点で異なる。

更なる機能個別化は、電気的構造エレメント、例えば発光素子５０の接続のために、導体路、センサー、スイッチ又はその同様のものを用いることで、固定エレメントによって達成される。

さらに、担体３０及び／又は色補償フィルター２０が、電導性導体路を備えていることが予定されていてよい。電導性導体路は、電気的、電磁的、容量的、誘導的又は光学的シグナルの制御及び／又は評価のために使用できる。例えば、導体路は、タッチセンサー、タッチパネル、電極、運動センサー、ポットセンサー、液体センサー、アンテナ、スクリーン、ディスプレイ又は同様のものの接続のために使用できる。導体路は、この場合に、例えば、微細な、人間の目ではほとんど見えないか又は全く見えない構造を形成するか、又は、可視の波長領域でほとんど部分透明な金属面を形成するように形成されていてよい。担体３０が、光散乱板を形成するように構成されていることも考えられる。そのようにして、単純に発光パネルが作成できる。

Claims (32)

1. 前面側に表示部（１１）と背面側に照射部（１２）とを有する、俯瞰したときに黒色に見える透明な着色ガラスセラミック（１０）を備え、前記照射部（１２）の範囲に少なくとも１の発光素子（５０）が配置されている表示装置において、
   前記表示部（１１）は前記着色ガラスセラミック（１０）の端面により形成され、
   色補償フィルター（２０）が着色層の形で前記ガラスセラミック（１０）に間接的に又は直接的に設けられており、前記着色層が前記照射部（１２）に配置され、
   前記発光素子（５０）により発光される光が前記色補償フィルター（２０）を介して前記照射部（１２）を照射することを特徴とする表示装置。
2. 着色層が、有機及び／又は無機の染料及び／又は着色顔料を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 着色顔料又は少なくとも一部の着色顔料が、４００〜６００ｎｍの範囲に透過極大を有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
4. 少なくとも一部の染料／着色顔料が、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、クロムキレートであって、アゾ系列又はアゾメチン系列からのリガンドを有するもの、コバルト−スズ−酸化物−化合物、アルミニウムケイ酸塩、ジルコニウムケイ酸塩、ジルコニウムケイ酸塩−バナジウム酸化物−化合物、カルシウム−銅−ケイ酸塩、炭酸銅化合物 ２ＣｕＣｏ₃＊Ｃｕ（ＯＨ）₂、コバルト−アルミニウム−酸化物−化合物、及び／又はコバルト−クロム−酸化物−化合物からなることを特徴とする請求項２又は３記載の表示装置。
5. 少なくとも一部の着色顔料がナノ粒子によって形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の表示装置。
6. 着色顔料が、着色層上に散乱粒子として設けられていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項記載の表示装置。
7. 着色層が、有機及び／又は無機の成分からの着色マトリックスを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の表示装置。
8. 無機の着色マトリックスが、ガラス粉末からなることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
9. 有機の着色マトリックスが、バインダー、溶媒、及び、添加剤を有することを特徴とする請求項７又は８記載の表示装置。
10. バインダーが、アクリラートベースの、シリキサンベースの、シラザンベースのバインダー、ポリウレタン樹脂、シリコーン、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリラートベースのバインダー、エポキシド、ポリアミド及び／又はポリイミドを有することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
11. 溶媒として、テルピネオール、ｎ−酢酸ブチル、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及び／又は高沸性溶媒であって５ｈＰａ未満の蒸気圧を有するものを使用することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
12. 添加剤として、ナノ粒子及びビスエポキシドからなる群から選択される硬化剤を使用することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
13. 添加剤として、ＰＥＧ、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン及びポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン溶液からなる群から選択されるレベリング剤を使用することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
14. 添加剤として、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の形の有機増粘剤、及びエアロジルからなる群から選択される助剤を使用することを特徴とする請求項９記載の表示装置。
15. 着色層が、ガラスセラミック（１０）の表面に焼き付けられるか、又は、熱硬化及び／又はＵＶ硬化されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の表示装置。
16. 着色層の層厚の変動が、＜３μｍであることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の表示装置。
17. ガラスセラミック（１０）と着色層の間に均衡層が配置されていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の表示装置。
18. 着色層が着色塗装物として積層されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載の表示装置。
19. 着色層を透明担体（３０）に設ける又はガラスセラミック（１０）に積層する、又は
    着色層を２つの透明担体（３０）の間に固定する、又は
    着色層（３０）を、少なくとも部分的に着色した担体により形成する
    ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項記載の表示装置。
20. 均衡層が、着色層とガラスセラミック（１０）とを間接的に結合させるか、又は
    均衡層が、着色層を有する担体（３０）とガラスセラミック（１０）とを接着させる
    ことを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
21. 均衡層の屈折率は、ガラスセラミック（１０）の屈折率と、最高２０％異なることを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
22. 均衡層は、ポリウレタン樹脂、シリコーン、ゾル−ゲル化合物、ハイブリッドポリマー、アクリラートベースのバインダー、エポキシド、ポリアミド及び／又はポリイミドを有することを特徴とする請求項１７記載の表示装置。
23. ガラスセラミック（１０）が、各スペクトル範囲４２０〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６２０ｎｍ、５５０ｎｍ〜６４０ｎｍに対してそれぞれ＞０．２％の平均透過度を有することを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項記載の表示装置。
24. 最高透過度が４００ｎｍ及び７００ｎｍで＜４０％、そして、４５０ｎｍ〜６００ｎｍで平均＜４％であることを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項記載の表示装置。
25. ガラスセラミック（１０）を通じた標準照射の色座が、限界曲線内に配置されており、前記限界曲線が、色度図ＣＩＥｘｙＹ−２°において以下の角座標により決定されている
    

    

    ことを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項記載の表示装置。
26. 表示部（１１）で発光された光は、２０００Ｋ〜１５０００Ｋの範囲の色温度（colour related temperature）に相応し、限界曲線内に配置されており、前記限界曲線が、色度図ＣＩＥｘｙＹ−２°において以下の角座標により決定されている
    

    

    ことを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項記載の表示装置。
27. ガラスセラミック（１０）は、表示部（１１）と照射部（１２）との間に２〜６ｍｍの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項１から２６のいずれか１項記載の表示装置。
28. ガラスセラミック（１０）の両側が平滑であることを特徴とする請求項１から２７のいずれか１項記載の表示装置。
29. 照射部（１２）の範囲に、白色ＬＥＤ、ＲＧＢ発光手段及び／又は非単色発光手段（５０）が配置されている請求項１から２８のいずれか１項記載の表示装置。
30. 着色層の層厚が、３０〜１μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１から２９のいずれか１項記載の表示装置。
31. 着色層の染料及び／又は着色顔料の濃度が４〜０．１質量％の範囲にあることを特徴とする請求項１から３０のいずれか１項記載の表示装置。
32. 無機の着色層の着色顔料の濃度が、４０〜１質量％の範囲にあることを特徴とする請求項１から３１のいずれか１項記載の表示装置。

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