WO2021002304A1 - 膜付き透明基板及び調理器用トッププレート - Google Patents

膜付き透明基板及び調理器用トッププレート Download PDF

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WO2021002304A1
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transparent substrate
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less
absorption
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雄亮 山崎
伊村　正明
仁 高村
暁大 石井
実奈 山口
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日本電気硝子株式会社
国立大学法人東北大学
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    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/15—Deposition methods from the vapour phase

Definitions

  • the present invention relates to a transparent substrate with a film and a top plate for a cooker using the transparent substrate with a film.
  • a top plate made of black glass or transparent glass with a black coating is used. I'm using it.
  • an LED Light Emitting Diode
  • a liquid crystal display a liquid crystal display having a touch panel function, or the like may be used in combination.
  • Patent Document 1 discloses a top plate for a cooker, which includes a glass plate, an inorganic pigment layer provided on the glass plate, and a display layer provided on the inorganic pigment layer.
  • the inorganic pigment layer contains a pigment and glass.
  • the display layer has a transparent resin portion that transmits LED light and the like, and a heat-resistant resin portion that blocks LED light and the like.
  • characters, numbers, symbols, etc. are displayed by changing the shape of the transmitting portion that transmits the LED light or the like, or by transmitting the patterned light in the transmitting portion.
  • the top plate for a cooker when used in combination with an LED, a liquid crystal display, or a liquid crystal display having a touch panel function, various information can be clearly seen when the light source is turned on, and the cooker is used when the light source is turned off. It is required to conceal the internal structure.
  • the structure inside the cooker can be concealed when the light source is turned off, but there is a problem that various information is difficult to see when the light source is turned on.
  • Patent Document 1 a black inorganic pigment layer is also provided in the display area, and an attempt is made to conceal the structure inside the cooker by the black inorganic pigment layer.
  • a black inorganic pigment layer is provided as in the top plate of Patent Document 1, the color does not become achromatic black when the light source is turned off, and the aesthetic appearance may be impaired.
  • An object of the present invention is to provide a transparent substrate with a film and a top plate for a cooker using the transparent substrate with a film, which is excellent in aesthetics even when the light source is turned off.
  • the transparent substrate with a film according to the present invention includes a transparent substrate and a light absorbing film provided on one main surface of the transparent substrate, and the light absorbing film has a band gap of 2.0 eV or more. It is characterized by containing a dielectric phase composed of a material of 2.7 eV or less and a metal phase.
  • the material is preferably a metal oxide.
  • the standard Gibbs energy of the metal element constituting the metal oxide is smaller than the standard Gibbs energy of the metal element constituting the metal phase.
  • the average absorption coefficient of the light absorption film having a wavelength of 400 nm to 700 nm is preferably 0.5 ⁇ m -1 or more and 80 ⁇ m -1 or less.
  • the absorption coefficient at a wavelength of 436 nm when the absorption coefficient at a wavelength of 436 nm is ⁇ 1, the absorption coefficient at a wavelength of 546 nm is ⁇ 2, and the absorption coefficient at a wavelength of 700 nm is ⁇ 3, ⁇ 1 / ⁇ 2 is 0.8 or more. It is preferably 2.0 or less, and ⁇ 3 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 2.0 or less.
  • the ⁇ 1 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 1.25 or less
  • the ⁇ 3 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 1.25 or less.
  • the absorption average deviation M represented by the following equation (1) is obtained. It is preferably 0.30 or less.
  • a dielectric multilayer film is further provided on the light absorption film.
  • the dielectric multilayer film is a laminated film in which a high refractive index film having a relatively high refractive index and a low refractive index film having a relatively low refractive index are alternately laminated.
  • the refractive index film is preferably the light absorbing film.
  • the top plate for a cooker according to the present invention includes a transparent substrate with a film configured according to the present invention, and the transparent substrate has a cooking surface on which a cooking utensil is placed and a back surface opposite to the cooking surface.
  • the light absorbing film is provided on the back surface of the transparent substrate.
  • the present invention it is possible to provide a transparent substrate with a film and a top plate for a cooker using the transparent substrate with a film, which is excellent in aesthetics even when the light source is turned off.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged light absorption film constituting the transparent substrate with a film according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an Ellingham diagram of a metal and a metal oxide.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a top plate for a cooker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the absorption coefficient of the light absorption film produced in the examples.
  • FIG. 9 is a diagram showing the absorption coefficient of the light absorption film produced in the comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the absorption coefficients of the light absorption films produced in Examples 1, 3 to 6 and Comparative Example 2.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged light absorption film constituting the transparent substrate with a film according to the first embodiment of the present invention.
  • the transparent substrate 1 with a film includes a transparent substrate 2 and a light absorbing film 3.
  • the transparent substrate 2 has a first main surface 2a and a second main surface 2b that face each other.
  • a light absorbing film 3 is provided on the first main surface 2a of the transparent substrate 2.
  • the transparent substrate 2 has a substantially rectangular plate-like shape.
  • the transparent substrate 2 may have a substantially disk-like shape, and the shape is not particularly limited.
  • the transparent substrate 2 transmits light at a wavelength of 400 nm to 700 nm.
  • the transparent substrate 2 may be colored and transparent, but is preferably colorless and transparent from the viewpoint of further enhancing the aesthetic appearance.
  • transparent means that the light transmittance in the visible wavelength range at a wavelength of 400 nm to 700 nm is 80% or more.
  • colorless means that the saturation of the transmitted light when irradiated with the D65 light source is 2 or less.
  • the transparent substrate 2 is made of glass.
  • the transparent substrate 2 may be made of other materials such as ceramics as long as it is a transparent substrate.
  • the glass constituting the transparent substrate 2 is preferably made of glass having a high glass transition temperature and low expansion or crystallized glass having low expansion. Specific examples of the low-expansion crystallized glass include "N-0" manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
  • the transparent substrate 2 borosilicate glass, non-alkali glass, aluminosilicate glass, or the like may be used. In this case, the heat resistance of the transparent substrate 2 can be further increased, and the coefficient of thermal expansion can be further reduced. Therefore, it can be suitably used for applications such as a top rate for a cooker in which heating and cooling are repeated.
  • the thickness of the transparent substrate 2 is not particularly limited.
  • the thickness of the transparent substrate 2 can be appropriately set according to the light transmittance and the like.
  • the thickness of the transparent substrate 2 can be, for example, about 0.035 mm to 5 mm.
  • the light absorption film 3 is provided on the first main surface 2a of the transparent substrate 2. As shown in FIG. 2, the light absorption film 3 has a dielectric phase 4 and a metal phase 5.
  • the dielectric phase 4 is a matrix, and the metal phase 5 is dispersed in the matrix of the dielectric phase 4.
  • the metal phase 5 may be exposed on the surface of the dielectric phase 4.
  • the dielectric phase 4 and the metal phase 5 may be simply mixed, and the form of mixing is not particularly limited.
  • the metal phases 5 may be partially in contact with each other, or the size of the metal phases 5 may not be uniform.
  • Such a structure can be appropriately adjusted by, for example, the charging ratio of the materials constituting the dielectric phase 4 and the metal phase 5.
  • the method for forming the light absorption film 3 is not particularly limited, but for example, the film can be formed by a physical vapor deposition method (PVD method), a sputtering method, a pulse laser deposition method (PLD), a vapor deposition method, or the like. it can.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • PLD pulse laser deposition method
  • vapor deposition method or the like. it can.
  • the dielectric phase 4 is made of a material having a bandgap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less.
  • the dielectric phase 4 is preferably composed of a metal oxide having a band gap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less.
  • the dielectric phase 4 may be composed of a metal oxynitride or a metal nitride having a band gap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less.
  • the bandgap can be calculated, for example, from the Tauc plot.
  • metal oxides having a band gap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less include Bi 2 O 3 (2.5 eV), Fe 2 O 3 (2.1 eV), and Fe 3 O 4 (2.0 eV). , V 2 O 5 (2.3 eV), WO 3 (2.5 eV), MoO 3 (2.7 eV), Cr 2 O 3 (2.6 eV) and the like. However, it may be a composite oxide such as BiVO 4 (2.3 eV) containing these cations.
  • the metal oxynitride having a bandgap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less include SrTaO 2 N, TiO 2-x N x and the like.
  • the metal constituting the metal phase 5 is not particularly limited, and examples thereof include Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Rh, Zn, Fe, Sn, Ni, and Pb.
  • the metal phase 5 may be composed of an alloy of these metals. Examples of the alloy include FeNi and CuNi.
  • the transparent substrate 1 with a film according to the present embodiment is that the light absorbing film 3 provided on the first main surface 2a of the transparent substrate 2 is a dielectric having a bandgap of 2.0 eV or more and 2.7 eV or less. It is composed of a phase 4 and a metal phase 5.
  • the display of various information can be clearly seen when the light source is turned on, and the aesthetic appearance can be improved when the light source is turned off. This point can be explained as follows.
  • the material constituting the inorganic pigment layer strongly absorbs the short wavelength side (purple or blue side; high as light energy) of visible light, and the long wavelength side (red side; light). Since it absorbs weakly (low energy), it has become a problem that it does not become achromatic black.
  • the light absorption on the short wavelength side of visible light is carried out by the light absorption by the band gap of the dielectric phase 4, and the light absorption on the long wavelength side is freed by the metal phase 5. Since it can be borne by light absorption by electrons, it becomes achromatic black even when the top plate is turned off, and it has excellent aesthetics.
  • the absorption coefficient ⁇ ( ⁇ ) depending on the wavelength of light is represented by the following formula (I).
  • the absorption coefficient due to the band gap of the dielectric phase 4 responsible for light absorption on the short wavelength side of visible light is proportional to the nth power of the inverse of the wavelength, and absorption by free electrons of the metal phase 5 responsible for light absorption on the long wavelength side. Since the coefficient is proportional to the square of the wavelength, the absorption coefficient ⁇ ( ⁇ ) of the light absorption film 3 represented by the sum of these is largely independent of the wavelength and tends to be a constant value at any wavelength.
  • the transparent substrate 1 with a film provided with the light absorbing film 3 can uniformly absorb light particularly in almost the entire range of visible light. Therefore, the transparent substrate 1 with a film can be achromatic black when the light source is turned off, and is excellent in aesthetics. Therefore, the transparent substrate 1 with a film can be suitably used for applications such as a top plate for a cooker and a cover glass for a display.
  • the band gap of the dielectric phase 4 is preferably 2.5 eV or less, and more preferably 2.3 eV or less.
  • the light can be absorbed more uniformly without depending on the wavelength, and the aesthetic appearance of the transparent substrate 1 with a film can be further enhanced.
  • the band gap of the dielectric phase 4 is preferably an indirect transition type.
  • the light can be absorbed more uniformly without depending on the wavelength, and the aesthetic appearance of the transparent substrate 1 with a film can be further enhanced.
  • the light absorption film 3 has chemical stability in which the dielectric phase 4 and the metal phase 5 can coexist.
  • the dielectric phase 4 is composed of a metal oxide
  • a preferable combination of the dielectric phase 4 and the metal phase 5 can be determined according to the Ellingham diagram shown in FIG.
  • the Ellingham diagram shown in FIG. 3 shows that the lower the standard Gibbs energy of each metal element, the more stable the oxide state, and the higher the standard Gibbs energy of each metal element, the more stable the metal state. It shows that there is.
  • the metal Ag can be stably present in the oxide of Fe, but the metal Fe cannot be stably present in the oxide of Bi, Cu, and Ag (it tends to become an oxide). means. Therefore, it is preferable that the standard Gibbs energy of the metal element constituting the dielectric phase 4 is smaller than the standard Gibbs energy of the metal element constituting the metal phase 5.
  • the chemical stability in which the dielectric phase 4 and the metal phase 5 can coexist can be further enhanced, and the aesthetic appearance of the transparent substrate 1 with a film can be further enhanced.
  • the Ellingham diagram of FIG. 3 is an example, and can be applied to other metals.
  • the metal phase 5 is used. It is preferable to use Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Rh or the like.
  • a noble metal oxide such as V 2 O 5 or Cr 2 O 3 is used for the dielectric phase 4
  • Zn, Fe, Sn, Ni, Pb or the like for the metal phase 5.
  • the preferable combination of the dielectric phase 4 and the metal phase 5 include Fe 2 O 3 and Ag, Bi 2 O 3 and Cu, PbO and Pt, Cr 2 O 3 and Pb, and BiVO 4 and Ag. Examples thereof include V 2 O 5 and FeNi, SrTaO 2 N, CuNi and the like.
  • the metal phase 5 is dispersed in the dielectric phase 4 as a matrix as in the present embodiment.
  • the insulating property of the light absorbing film 3 can be further improved. Therefore, in this case, it can be suitably used for a display having a touch panel function or a top plate for a cooker having a built-in display having a touch panel function.
  • the volume ratio of the metal phase 5 to the whole (metal phase 5 / (dielectric phase 4 + metal phase 5)) is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, and preferably 0. It is 8.8 or less, more preferably 0.7 or less.
  • the volume ratio (metal phase 5 / (dielectric phase 4 + metal phase 5)) is at least the above lower limit value, the insulating property of the light absorbing film 3 can be further improved. Further, when the volume ratio (metal phase 5 / (dielectric phase 4 + metal phase 5)) is not more than the above upper limit value, more sufficient absorption can be obtained at a wavelength at which optical interference is likely to occur.
  • the average absorption coefficient of the light absorption film 3 at a wavelength of 400 nm to 700 nm is preferably 0.5 ⁇ m -1 or more, more preferably 10 ⁇ m -1 or more, preferably 80 ⁇ m -1 or less, and more preferably 70 ⁇ m -1 or less.
  • the average absorption coefficient is not more than the above lower limit value, for example, when it is used for a top plate for a cooker, the structure inside the cooker can be more reliably concealed.
  • the average absorption coefficient is not more than the above upper limit value, it is possible to make the display of various information more reliable and clear when the light source is turned on.
  • the absorption coefficient of the light absorption film 3 is derived from the measurement of transmittance and reflectance by spectroscopic ellipsometry or spectrophotometer, and in that case, the light absorption film is laminated on the transparent substrate 2. It shall be measured from the 3 side.
  • the absorption coefficient at a wavelength of 436 nm when the absorption coefficient at a wavelength of 436 nm is ⁇ 1, the absorption coefficient at a wavelength of 546 nm is ⁇ 2, and the absorption coefficient at a wavelength of 700 nm is ⁇ 3, ⁇ 1 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 2.0. It is preferable that ⁇ 3 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 2.0 or less. Further, it is more preferable that ⁇ 1 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 1.25 or less, and ⁇ 3 / ⁇ 2 is 0.8 or more and 1.25 or less. In this case, when the light source is turned off, the color can be made more achromatic black, and the aesthetics can be further improved.
  • the absorption average deviation M represented by the following equation (1) is 0.30 or less. It is preferable to have. In this case, when the light source is turned off, the color can be made more achromatic black, and the aesthetics can be further improved.
  • the content of the metal constituting the metal phase 5 in the light absorption film 3 is mol%, preferably 5% or more, more preferably 10% or more, still more preferably 12% or more, preferably 80%. Below, it is more preferably 70% or less, further preferably 60% or less, and particularly preferably 55% or less. If the content of the metal constituting the metal phase 5 in the light absorption film 3 is smaller than the lower limit value, the ⁇ 1 / ⁇ 2 may become too large, the ⁇ 3 / ⁇ 2 may become too small, and the absorption may occur. The mean deviation M may be too large.
  • the sheet resistance may easily decrease. Further, the ⁇ 1 / ⁇ 2 may be too small, the ⁇ 3 / ⁇ 2 may be too large, and the absorption average deviation M may be too large.
  • the thickness of the light absorption film 3 is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, preferably 2 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the display of various information can be made more clearly visible when the light source is turned on, and the display is made more aesthetically pleasing when the light source is turned off. Can be done.
  • the saturation C * T of the transmitted light of the transparent substrate 1 with a film is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, and further preferably 0.5 or less.
  • the saturation C * R of the reflected light of the transparent substrate 1 with a film is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, and further preferably 0.5 or less.
  • the saturation C * is the saturation C * when irradiated with the D65 light source in the L * a * b * color system adopted in JIS Z 8781-4: 2013.
  • the color when the light source is turned off, the color can be made more achromatic black, and the aesthetics can be further improved.
  • the absolute value of the difference in brightness (L * ) between the display area A and the non-display area B is preferably 3 or less. , More preferably 1 or less.
  • the absolute value of the difference in saturation (C * ) between the display area A and the non-display area B is preferably 0.7 or less, more preferably 0.4 or less.
  • the sheet resistance of the light absorbing layer 3 is preferably 10 6 ⁇ / ⁇ or more, more preferably 10 8 ⁇ / ⁇ or more.
  • the light absorbing film 3 is insulating, when used as a cover glass of an image display device or a top plate of a cooker, even if a touch panel is attached, the finger required for the capacitive touch sensor is used. The change in capacitance due to contact is maintained, and the touch panel can function.
  • the sheet resistance can be measured by the method specified in ASTM D257 or JIS K 6271-6 (2008).
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in the transparent substrate 21 with a film, a dielectric multilayer film 6 is further provided on the light absorption film 3. Other points are the same as those in the first embodiment.
  • the dielectric multilayer film 6 is a laminated film in which a low refractive index film 7 having a relatively low refractive index and a high refractive index film 8 having a relatively high refractive index are alternately laminated in this order.
  • the number of laminated dielectric multilayer films 6 is six.
  • Examples of the material of the low refractive index film 7 include silicon oxide as in the present embodiment and aluminum oxide.
  • Examples of the material of the high refractive index film 8 include niobium oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, silicon nitride, aluminum oxide, and aluminum nitride as in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a third embodiment of the present invention.
  • a dielectric multilayer film 16 including a light absorbing film 3 is provided on the first main surface 2a of the transparent substrate 2.
  • Other points are the same as those in the first embodiment.
  • a low refractive index film 7 having a relatively low refractive index and a light absorbing film 3 as a high refractive index film having a relatively high refractive index are alternately laminated in this order.
  • the number of laminated dielectric multilayer films 16 is six.
  • the light absorption film 3 is the light absorption film 3 described in the first embodiment
  • the low refractive index film 7 is the low refractive index film 7 described in the second embodiment.
  • At least one layer of the three light absorbing films 3 may be the high refractive index film 8 described in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a transparent substrate with a film according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the transparent substrate 41 with a film two layers of light absorbing films 3 are provided on the transparent substrate 2, and further between the transparent substrate 2 and the light absorbing films 3 and between the two light absorbing films.
  • a dielectric multilayer film 6 is provided.
  • Other points are the same as those of the second embodiment.
  • the light absorption film 3 provided on the first main surface 2a of the transparent substrate 2 has a band gap of 2.0 eV or more, 2 It is composed of a dielectric phase 4 of .7 eV or less and a metal phase 5. Therefore, when the light source is turned on, the display of various information can be clearly seen, and when the light source is turned off, the aesthetic appearance can be improved.
  • the dielectric multilayer film 6 may be provided on the light absorption film 3 as in the second embodiment, or the light absorption film 3 may be provided on the transparent substrate 2 as in the third embodiment.
  • the dielectric multilayer film 16 including the film may be provided, or two layers of the light absorption film 3 are provided on the transparent substrate 2 as in the fourth embodiment, and between the transparent substrate 2 and the light absorption film 3 and A dielectric multilayer film 6 may be further provided between the two light absorbing films.
  • an antireflection function can be further imparted. In this case, the contrast of the display can also be improved.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a top plate for a cooker according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the cooker top plate 51 includes a transparent substrate 1 with a film.
  • the second main surface 2b of the transparent substrate 2 constituting the transparent substrate 1 with a film is the cooking surface.
  • the first main surface 2a of the transparent substrate 2 constituting the transparent substrate 1 with a film is the back surface.
  • the cooking surface is the surface on which cooking utensils such as pots and frying pans are placed.
  • the back surface is a surface facing a light source 52 such as an LED or a display or a heating device on the inner side of the cooker. Therefore, the cooking surface and the back surface are in a front-to-back relationship.
  • the transparent substrate 2 is a glass substrate.
  • a light absorption film 3 is provided on the back surface (first main surface 2a) of the transparent substrate 2.
  • a heat-resistant resin layer 53 is provided on the light absorption film 3.
  • the heat-resistant resin layer 53 may be provided between the transparent substrate 2 and the light absorption film 3.
  • the region where the heat-resistant resin layer 53 is not provided is designated as the display region A in a plan view. Further, the region where the heat-resistant resin layer 53 is provided in a plan view is defined as a non-display region B.
  • the heat-resistant resin layer 53 is a light-shielding layer. Therefore, by providing the heat-resistant resin layer 53, the concealing property of the internal structure of the cooker can be further enhanced.
  • the heat-resistant resin layer 53 can be composed of a heat-resistant resin such as a silicone resin and a coloring pigment or the like. The heat-resistant resin layer 53 may not be provided.
  • a light source 52 such as a display or an LED is provided below the transparent substrate 1 with a film.
  • the light source 52 is a member provided for displaying information in the display area A.
  • the information to be displayed in the display area A is not particularly limited, and for example, information indicating the state of the cooker such as that the power is on or heating is being performed, time, and the like. Information can be mentioned.
  • the light from the light source 52 passes through the light absorption film 3 and the transparent substrate 2 and is emitted to the outside. Further, the light from the light source 52 is blocked by the heat-resistant resin layer 53 in the non-display region B. Therefore, in the display area A, characters, numbers, symbols, and the like can be displayed by transmitting the light from the light source 52.
  • the top plate 51 for a cooker includes a transparent substrate 1 with a film. Therefore, when the light source 52 is turned on, the display of various information can be clearly seen, and when the light source 52 is turned off, the aesthetic appearance can be improved. In addition, the boundary between the display area and the non-display area can be made difficult to see while hiding the structure inside the cooker.
  • a display having a touch panel function may be built in the cooker.
  • Example 1 a light absorption film 3 was formed on a glass substrate which is a transparent substrate 2 by a pulse laser deposition method (PLD) using a mixed target of Ag and FeO.
  • the Ag content in the mixed target was 60 mol%.
  • the substrate temperature was 300 ° C. and the oxygen partial pressure was 0.5 Pa.
  • the Ag content in the light absorption film 3 was 45 mol%.
  • a light absorption film 3 was formed on a glass substrate which is a transparent substrate 2 by a pulse laser deposition method (PLD) using a mixed target of Cu and Bi 2 O 3 .
  • the Cu content in the mixing target was 30 mol%.
  • the substrate temperature was 350 ° C., and the oxygen partial pressure was less than 0.1 Pa.
  • the Cu content in the light absorption film 3 was 30 mol%.
  • the band gap of Fe 2 O 3 is 2.1 eV, and the band gap of Bi 2 O 3 is 2.5 eV.
  • the light absorbing layer 3 of Ag and Fe 2 O 3 is a diagram showing an absorption coefficient at a wavelength of 400 nm ⁇ 700 nm of the light absorbing layer 3 of Cu and Bi 2 O 3. From FIG. 8, it can be seen that the absorption coefficients of the light absorption film 3 of Ag and Fe 2 O 3 and the light absorption film 3 of Cu and Bi 2 O 3 are substantially constant at wavelengths of 400 nm to 700 nm.
  • ⁇ 1 / ⁇ 2 is 1.05
  • ⁇ 3 / ⁇ 2 is 1.00
  • absorption average deviation M is 0.02
  • Cu and Bi 2 O 3 light In the absorption film 3, ⁇ 1 / ⁇ 2 was 1.22, ⁇ 3 / ⁇ 2 was 0.84, and the absorption average deviation M was 0.26.
  • the sheet resistance value was 1.2 ⁇ 10 8 ⁇ / ⁇ .
  • the sheet resistance values of Cu and Bi 2 O 3 were 3.4 ⁇ 10 13 ⁇ / ⁇ .
  • the absorption coefficient of the light absorption film 3 of Cu and Bi 2 O 3 was slightly lowered when heated to 150 ° C. or higher in the atmosphere.
  • the light absorption film 3 of Ag and Fe 2 O 3 was stable up to about 400 ° C.
  • a high melting point material such as Al 2 O 3 may be further added to the light absorption film 3.
  • Comparative Example 1 a light absorption film was formed on a glass substrate by a pulsed laser deposition method (PLD) using a mixed target of Ag and TiO 2 . At this time, the substrate temperature was 600 ° C. and the oxygen partial pressure was 0.5 Pa. The band gap of TiO 2 is 2.8 eV.
  • PLD pulsed laser deposition method
  • FIG. 9 is a graph showing a graph of absorption coefficients of Ag and TiO 2 light absorption films at wavelengths of 400 nm to 700 nm. From FIG. 9, it can be seen that the absorption coefficient of the Ag and TiO 2 light absorption films increases as the wavelength increases, and the absorption coefficient is not constant at wavelengths of 400 nm to 700 nm. Further, ⁇ 1 / ⁇ 2 was 0.79, ⁇ 3 / ⁇ 2 was 2.51, and the absorption average deviation M was 0.36. From this, it can be seen that when the band gap of the dielectric phase is larger than 2.7 eV, it is difficult to keep the absorption coefficient constant over the entire visible light range.
  • Examples 3 to 6 and Comparative Example 2 In Examples 3 to 6, light absorption was performed in the same manner as in Example 1 except that the Ag content in the mixed target of Ag and FeO and the Ag content in the light absorption film 3 were changed as shown in Table 1 below. The film 3 was formed. Further, in Comparative Example 2, a light absorption film was formed in the same manner as in Example 1 except that an Ag-free FeO target was used. In Table 1 below, ⁇ 1 / ⁇ 2, ⁇ 3 / ⁇ 2, absorption average deviation M, and sheet resistance values in each Example and Comparative Example are also shown.
  • FIG. 10 is a diagram showing the absorption coefficients of the light absorption films of Examples 1, 3 to 6 and Comparative Example 2 at wavelengths of 400 nm to 700 nm. From FIG. 10, it can be seen that the absorption coefficients of the light absorption films of Examples 3 to 6 are almost constant at wavelengths of 400 nm to 700 nm. Further, from FIG. 10, it can be seen that in the light absorption film of Comparative Example 2, the absorption coefficient becomes smaller as the wavelength becomes larger, and the absorption coefficient is not constant at wavelengths of 400 nm to 700 nm.

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Abstract

光源の消灯時においても美観性に優れる、膜付き透明基板を提供する。　透明基板２と、透明基板２の一方側主面２ａ上に設けられている、光吸収膜３と、を備え、光吸収膜３は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の材料から構成された誘電体相と、金属相とを含む、膜付き透明基板１。

Description

膜付き透明基板及び調理器用トッププレート
　本発明は、膜付き透明基板及び該膜付き透明基板を用いた調理器用トッププレートに関する。
　従来、電磁調理器、ラジアントヒーター調理器、ガス調理器などの調理器では、調理器内部の構造を隠蔽するために、黒色のガラスや、黒色の塗膜を設けた透明ガラスからなるトッププレートを使用している。このような調理器では、トッププレートに電源や加熱状態等の各種情報を表示するため、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）や液晶ディスプレイ、あるいはタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等が組み合わせて用いられることがある。
　下記の特許文献１には、ガラス板と、ガラス板の上に設けられた無機顔料層と、無機顔料層の上に設けられた表示層とを備える、調理器用トッププレートが開示されている。上記無機顔料層は、顔料とガラスとを含んでいる。上記表示層は、ＬＥＤ光等を透過させる透明樹脂部と、ＬＥＤ光等を遮光する耐熱性樹脂部とを有する。特許文献１では、このＬＥＤ光等を透過させる透過部の形状を変えたり、透過部においてパターニングされた光を透過させたりすることにより、文字や数字、記号等を表示している。
特開２０１４－２１５０１８号公報
　ところで、調理器用トッププレートに、ＬＥＤや、液晶ディスプレイ、あるいはタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等を組み合わせて用いる場合、光源の点灯時には、各種情報を明確に見えるようにするとともに、光源の消灯時には調理器内部の構造を隠蔽することが求められる。しかしながら、トッププレートとして黒色に着色したガラス基板を用いた場合、光源の消灯時には調理器内部の構造を隠蔽することができるものの、光源の点灯時には、各種情報が見えにくいという問題がある。
　この点に関し、特許文献１では、表示領域にも黒色の無機顔料層が設けられており、それによって調理器内部の構造を隠蔽することが試みられている。しかしながら、特許文献１のトッププレートのように黒色の無機顔料層を設けた場合、光源の消灯時において無彩色の黒色とはならず、美観性が損なわれる場合がある。
　本発明の目的は、光源の消灯時においても美観性に優れる、膜付き透明基板及び該膜付き透明基板を用いた調理器用トッププレートを提供することにある。
　本発明に係る膜付き透明基板は、透明基板と、前記透明基板の一方側主面上に設けられている、光吸収膜と、を備え、前記光吸収膜は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の材料から構成された誘電体相と、金属相とを含むことを特徴としている。
　本発明においては、前記材料は、金属酸化物であることが好ましい。
　本発明においては、エリンガム図において、前記金属酸化物を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーが、前記金属相を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーよりも小さいことが好ましい。
　本発明においては、前記光吸収膜における波長４００ｎｍ～７００ｎｍの平均吸収係数が、０．５μｍ－１以上、８０μｍ－１以下であることが好ましい。
　本発明においては、前記光吸収膜において、波長４３６ｎｍにおける吸収係数をα１とし、波長５４６ｎｍにおける吸収係数をα２とし、波長７００ｎｍにおける吸収係数をα３としたときに、α１／α２が０．８以上、２．０以下であり、α３／α２が０．８以上、２．０以下であることが好ましい。
　また、本発明においては、前記光吸収膜において、前記α１／α２が０．８以上、１．２５以下であり、前記α３／α２が０．８以上、１．２５以下であることが好ましい。
　本発明においては、前記光吸収膜において、波長λにおける吸収係数をαλとし、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける平均吸収係数をαAVEとしたときに、下記式（１）で示される吸収平均偏差Ｍが０．３０以下であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　本発明においては、前記光吸収膜上に、さらに誘電体多層膜が設けられていることが好ましい。
　本発明においては、前記誘電体多層膜が、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層された積層膜であり、前記高屈折率膜が、前記光吸収膜であることが好ましい。
　本発明に係る調理器用トッププレートは、本発明に従って構成される膜付き透明基板を備え、前記透明基板が、調理器具が載せられる調理面及び該調理面とは反対側の裏面を有し、前記透明基板の前記裏面上に、前記光吸収膜が設けられていることを特徴としている。
　本発明によれば、光源の消灯時においても美観性に優れる、膜付き透明基板及び該膜付き透明基板を用いた調理器用トッププレートを提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る膜付き透明基板を構成する光吸収膜を拡大して示す模式的断面図である。 図３は、金属及び金属酸化物のエリンガム図の一例を示す図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。 図５は、本発明の第３の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。 図６は、本発明の第４の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る調理器用トッププレートを示す模式的断面図である。 図８は、実施例で作製した光吸収膜の吸収係数を示す図である。 図９は、比較例で作製した光吸収膜の吸収係数を示す図である。 図１０は、実施例１，３～６及び比較例２で作製した光吸収膜の吸収係数を示す図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　［膜付き透明基板］
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る膜付き透明基板を構成する光吸収膜を拡大して示す模式的断面図である。
　図１に示すように、膜付き透明基板１は、透明基板２と、光吸収膜３とを備える。透明基板２は、対向している第１の主面２ａ及び第２の主面２ｂを有する。透明基板２の第１の主面２ａ上に、光吸収膜３が設けられている。
　本実施形態において、透明基板２は、略矩形板状の形状を有する。もっとも、透明基板２は、略円板状の形状を有していてもよく、形状は特に限定されない。
　透明基板２は、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける光を透過する。透明基板２は、有色透明であってもよいが、美観性をより一層高める観点から、無色透明であることが好ましい。なお、本明細書において、「透明」であるとは、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける可視波長域の光透過率が８０％以上であることをいう。また、「無色」であるとは、Ｄ６５光源を照射したときの透過光の彩度が２以下であることをいう。
　本実施形態において、透明基板２は、ガラスにより構成されている。もっとも、透明基板２は、透明な基板である限りにおいてセラミックスなどの他の材料により構成されていてもよい。
　透明基板２を構成するガラスとしては、ガラス転移温度が高く、低膨張なガラスや、低膨張の結晶化ガラスからなるものであることが好ましい。低膨張の結晶化ガラスの具体例としては、例えば、日本電気硝子社製の「Ｎ－０」が挙げられる。なお、透明基板２としては、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラスなどを用いてもよい。この場合、透明基板２の耐熱性をより一層高めることができ、熱膨張係数をより一層低めることができる。そのため、加熱及び冷却が繰り返される調理器用トップレートなどの用途に好適に用いることができる。
　透明基板２の厚みは、特に限定されない。透明基板２の厚みは、光透過率などに応じて適宜設定することができる。透明基板２の厚みは、例えば、０．０３５ｍｍ～５ｍｍ程度とすることができる。
　光吸収膜３は、透明基板２の第１の主面２ａ上に設けられている。図２に示すように、光吸収膜３は、誘電体相４と、金属相５とを有する。本実施形態では、誘電体相４がマトリックスであり、誘電体相４のマトリックス中に金属相５が分散している。もっとも、誘電体相４の表面に金属相５が露出していてもよい。また、誘電体相４と金属相５とが単に混合されたものであってもよく、混合の形態は特に限定されない。光吸収膜３全体に亘って金属相５による導電パスが形成されない限り、金属相５同士が一部接触していてもよいし、金属相５のサイズが均一でなくてもよい。このような構造は、例えば、誘電体相４及び金属相５を構成する材料の仕込み比により、適宜調整することができる。
　光吸収膜３の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、物理気相蒸着法（ＰＶＤ法）である、スパッタリング法、パルスレーザー堆積法（ＰＬＤ）、又は蒸着法等により成膜することができる。
　本実施形態において、誘電体相４は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の材料から構成されている。なかでも、誘電体相４は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の金属酸化物により構成されていることが好ましい。もっとも、誘電体相４は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の金属酸窒化物や金属窒化物により構成されていてもよい。バンドギャップは、例えば、Ｔａｕｃプロットから算出することができる。
　バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の金属酸化物としては、例えば、Ｂｉ２Ｏ３（２．５ｅＶ）、Ｆｅ２Ｏ３（２．１ｅＶ）、Ｆｅ３Ｏ４（２．０ｅＶ）、Ｖ２Ｏ５（２．３ｅＶ）、ＷＯ３（２．５ｅＶ）、ＭｏＯ３（２．７ｅＶ）、Ｃｒ２Ｏ３（２．６ｅＶ）等が挙げられる。もっとも、これらのカチオンを含むＢｉＶＯ４（２．３ｅＶ）等のような複合酸化物であってもよい。また、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の金属酸窒化物としては、ＳｒＴａＯ２Ｎ、ＴｉＯ２－ｘＮｘ等が挙げられる。
　金属相５を構成する金属としては、特に限定されず、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｂ等が挙げられる。なお、金属相５は、これらの金属の合金により構成されていてもよい。合金としては、ＦｅＮｉ、ＣｕＮｉ等が挙げられる。
　本実施形態に係る膜付き透明基板１の特徴は、透明基板２の第１の主面２ａ上に設けられた光吸収膜３が、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の誘電体相４と、金属相５とにより構成されていることにある。それによって、光源の点灯時には各種情報の表示を明確に見えるようにすることができ、消灯時には美観性に優れたものとすることができる。この点については、以下のように説明することができる。
　従来、調理器用トッププレートなどの基板に、黒色に着色したガラス基板を用いた場合、ＬＥＤや液晶ディスプレイなどの光源の消灯時には調理器内部の構造を隠蔽することができるものの、光源の点灯時には、各種情報が見えにくいという問題がある。一方で、ガラス基板などの透明基板の上に黒色の無機顔料層を設けた場合、光源の消灯時において無彩色の黒色とはならず、美観性が損なわれる場合がある。
　この点に関し、従来のトッププレートは、無機顔料層を構成する材料が、可視光の短波長側（紫や青色側；光のエネルギーとして高い）を強く吸収し、長波長側（赤色側；光のエネルギーとして低い）を弱く吸収するため、無彩色の黒色とはならないことが問題となっていた。
　これに対して、本実施形態の光吸収膜３では、可視光の短波長側の光吸収を誘電体相４のバンドギャップによる光吸収で担い、長波長側の光吸収を金属相５の自由電子による光吸収で担うことができるため、トッププレートが消灯時においても無彩色の黒色となり、美観性に優れる。
　より具体的には、光の波長に依存する吸収係数α（λ）は、下記式（Ｉ）で表される。
　α（λ）＝α（λ）バンドギャップ型＋α（λ）自由電子型＝Ａ・λ－ｎ＋Ｂ・λ２≒Ｃ・λ０…式（Ｉ）
　（式（Ｉ）中、Ａ、ＢおよびＣは定数であり、ｎ＞０である。）
　すなわち、可視光の短波長側の光吸収を担う誘電体相４のバンドギャップによる吸収係数は波長の逆数のｎ乗に比例し、長波長側の光吸収を担う金属相５の自由電子による吸収係数は、波長の２乗に比例するため、これらの和で表される光吸収膜３の吸収係数α（λ）は、概ね波長に依存せず、いずれの波長においても一定値となりやすい。
　このように、光吸収膜３を備える膜付き透明基板１は、特に可視光のほぼ全域において、光を均一に吸収することができる。そのため、膜付き透明基板１では、光源の消灯時において無彩色の黒色とすることができ、美観性に優れる。従って、膜付き透明基板１は、調理器用トッププレートやディスプレイのカバーガラス等の用途に好適に用いることができる。
　本発明においては、誘電体相４のバンドギャップが２．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．３ｅＶ以下であることがより好ましい。この場合、より波長に依存せずに均一に光を吸収することができ、膜付き透明基板１の美観性をより一層高めることができる。
　誘電体相４のバンドギャップは、間接遷移型であることが好ましい。この場合、より波長に依存せずに均一に光を吸収することができ、膜付き透明基板１の美観性をより一層高めることができる。
　また、光吸収膜３は、誘電体相４と金属相５が共存できる化学的安定性を有していることが好ましい。この点について、誘電体相４が金属酸化物により構成される場合においては、図３に示すエリンガム図に従って、誘電体相４と金属相５との好ましい組み合わせを決定することができる。
　図３に示すエリンガム図では、各金属元素の標準ギブスエネルギーが低いほど、酸化物の状態が安定であることを示しており、各金属元素の標準ギブスエネルギーが高いほど、金属の状態が安定であることを示している。例えば、金属のＡｇは、Ｆｅの酸化物中で安定に存在することができるが、金属のＦｅは、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇの酸化物中では安定に存在できない（酸化物になりやすい）ことを意味する。従って、誘電体相４を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーは、金属相５を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーよりも小さいことが好ましい。この場合、誘電体相４と金属相５が共存できる化学的安定性をより一層高めることができ、膜付き透明基板１の美観性をより一層高めることができる。なお、図３のエリンガム図は、一例であり、他の金属にも適用することができる。
　このような観点から、誘電体相４と金属相５の好ましい組み合わせとしては、例えば、誘電体相４にＰｂＯやＢｉ２Ｏ３のように卑な金属の酸化物を用いる場合は、金属相５にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等を用いることが好ましい。誘電体相４にＶ２Ｏ５やＣｒ２Ｏ３のように貴な金属の酸化物を用いる場合は、さらに金属相５にＺｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐｂ等を用いることが好ましい。
　また、誘電体相４と金属相５との好ましい組み合わせの具体例としては、Ｆｅ２Ｏ３とＡｇ、Ｂｉ２Ｏ３とＣｕ、ＰｂＯとＰｔ、Ｃｒ２Ｏ３とＰｂ、ＢｉＶＯ４とＡｇ、Ｖ２Ｏ５とＦｅＮｉ、ＳｒＴａＯ２Ｎ、ＣｕＮｉ等が挙げられる。
　なお、本実施形態のように、マトリックスとしての誘電体相４中に金属相５が分散されていることが好ましい。この場合、光吸収膜３の絶縁性をより一層高めることができる。従って、この場合、タッチパネル機能を有するディスプレイや、タッチパネル機能を有するディスプレイが内蔵された調理器用トッププレートに好適に用いることができる。
　光吸収膜３において、全体に占める金属相５の体積比（金属相５／（誘電体相４＋金属相５））は、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上、好ましくは０．８以下、より好ましくは０．７以下である。上記体積比（金属相５／（誘電体相４＋金属相５））が上記下限値以上である場合、光吸収膜３の絶縁性をより一層高めることができる。また、上記体積比（金属相５／（誘電体相４＋金属相５））が上記上限値以下である場合、光学干渉を起こし易い波長でより十分な吸収が得られる。
　光吸収膜３における波長４００ｎｍ～７００ｎｍの平均吸収係数は、好ましくは０．５μｍ－１以上、より好ましくは１０μｍ－１以上、好ましくは８０μｍ－１以下、より好ましくは７０μｍ－１以下である。平均吸収係数が上記下限値以上である場合、例えば調理器用トッププレートに用いた場合に、調理器内部の構造をより一層確実に隠蔽することができる。他方、平均吸収係数が上記上限値以下である場合、光源の点灯時に、各種情報の表示をより一層確実に明確に見えるようにすることができる。なお、光吸収膜３の吸収係数は、分光エリプソメトリー、または分光光度計による透過率および反射率などの測定から導出し、その際には透明基板２の上に積層させた状態で光吸収膜３側から測定するものとする。
　また、光吸収膜３において、波長４３６ｎｍにおける吸収係数をα１とし、波長５４６ｎｍにおける吸収係数をα２とし、波長７００ｎｍにおける吸収係数をα３としたときに、α１／α２が０．８以上、２．０以下であり、α３／α２が０．８以上、２．０以下であることが好ましい。また、α１／α２が０．８以上、１．２５以下であり、α３／α２が０．８以上、１．２５以下であることがより好ましい。この場合、光源の消灯時においてより無彩色の黒色とすることができ、より一層美観性に優れたものとすることができる。
　また、光吸収膜において、波長λにおける吸収係数をαとし、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける平均吸収係数をαＡＶＥとしたときに、下記式（１）で示される吸収平均偏差Ｍが０．３０以下であることが好ましい。この場合、光源の消灯時においてより無彩色の黒色とすることができ、より一層美観性に優れたものとすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　本発明において、光吸収膜３中の金属相５を構成する金属の含有量は、モル％で、好ましくは５％以上、より好ましくは１０％以上、さらに好ましくは１２％以上、好ましくは８０％以下、より好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６０％以下、特に好ましくは５５％以下である。光吸収膜３中の金属相５を構成する金属の含有量が上記下限値より小さいと、上記α１／α２が大きくなりすぎることがあり、上記α３／α２が小さくなりすぎることがあり、上記吸収平均偏差Ｍが大きくなりすぎることがある。一方、光吸収膜３中の金属相５を構成する金属の含有量が上記上限値より大きいと、シート抵抗が低下しやすくなることがある。また、上記α１／α２が小さくなりすぎることがあり、上記α３／α２が大きくなりすぎることがあり、上記吸収平均偏差Ｍが大きくなりすぎることがある。
　光吸収膜３の厚みは、特に限定されないが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。光吸収膜３の厚みが、上記範囲内にある場合、光源の点灯時には、各種情報の表示をより一層明確に見えるようにすることができ、消灯時にはより一層美観性に優れたものとすることができる。
　膜付き透明基板１の透過光の彩度Ｃ＊ Ｔは、好ましくは２以下、より好ましくは１以下、さらに好ましくは０．５以下である。また、膜付き透明基板１の反射光の彩度Ｃ＊ Ｒは、好ましくは２以下、より好ましくは１以下、さらに好ましくは０．５以下である。ここで、彩度Ｃ＊は、ＪＩＳ　Ｚ　８７８１－４：２０１３で採用されているＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における、Ｄ６５光源を照射したときの彩度Ｃ＊である。なお、彩度Ｃ＊は色度ａ＊及びｂ＊より求められ、Ｃ＊＝（（ａ＊）２＋（ｂ＊）２）１／２で表される。この場合、光源の消灯時においてより無彩色の黒色とすることができ、より一層美観性に優れたものとすることができる。
　なお、後述する表示領域Ａと非表示領域Ｂとの境界をより一層見え難くする観点から、表示領域Ａと非表示領域Ｂとの明度（Ｌ＊）の差の絶対値は、好ましくは３以下、より好ましくは１以下である。また、表示領域Ａと非表示領域Ｂとの彩度（Ｃ＊）の差の絶対値は、好ましくは０．７以下、より好ましくは０．４以下である。
　光吸収膜３のシート抵抗は、好ましくは１０６Ω／□以上、より好ましくは１０８Ω／□以上である。この場合、光吸収膜３が絶縁性であるため、画像表示装置のカバーガラスや調理器のトッププレートとして使用した場合に、タッチパネルを付与しても、静電容量式タッチセンサに必要な指の接触による静電容量の変化が維持され、タッチパネルを機能させられる。なお、シート抵抗は、ＡＳＴＭ　Ｄ２５７またはＪＩＳ　Ｋ　６２７１－６（２００８年）に規定の手法で測定できる。
　（第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態）
　図４は、本発明の第２の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。図４に示すように、膜付き透明基板２１では、光吸収膜３の上にさらに誘電体多層膜６が設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　誘電体多層膜６は、相対的に屈折率が低い低屈折率膜７と、相対的に屈折率が高い高屈折率膜８とが、この順に交互に積層された積層膜である。本実施形態では、誘電体多層膜６の積層数は、６層である。
　低屈折率膜７の材料としては、例えば、本実施形態のような酸化ケイ素、あるいは酸化アルミニウムが挙げられる。
　高屈折率膜８の材料としては、例えば、本実施形態のような酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムが挙げられる。
　図５は、本発明の第３の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。図５に示すように、膜付き透明基板３１では、透明基板２の第１の主面２ａ上に光吸収膜３を含む誘電体多層膜１６が設けられている。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
　誘電体多層膜１６では、相対的に屈折率が低い低屈折率膜７と、相対的に屈折率が高い高屈折率膜としての光吸収膜３とが、この順に交互に積層されている。本実施形態では、誘電体多層膜１６の積層数は、６層である。なお、光吸収膜３は、第１の実施形態で説明した光吸収膜３であり、低屈折率膜７は、第２の実施形態で説明した低屈折率膜７である。なお、３層ある光吸収膜３の少なくとも１層を、第２の実施形態で説明した高屈折率膜８としてもよい。
　図６は、本発明の第４の実施形態に係る膜付き透明基板を示す模式的断面図である。図６に示すように、膜付き透明基板４１では、透明基板２の上に光吸収膜３が２層設けられ、透明基板２と光吸収膜３の間及び２つの光吸収膜の間にさらに誘電体多層膜６が設けられている。その他の点は、第２の実施形態と同様である。
　第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態においても、透明基板２の第１の主面２ａ上に設けられた光吸収膜３が、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の誘電体相４と、金属相５とにより構成されている。そのため、光源の点灯時には、各種情報の表示を明確に見えるようにすることができ、消灯時には、美観性に優れたものとすることができる。
　また、第２の実施形態のように光吸収膜３の上に誘電体多層膜６が設けられていてもよいし、第３の実施形態のように透明基板２の上に光吸収膜３を含む誘電体多層膜１６が設けられていてもよいし、第４の実施形態のように透明基板２の上に光吸収膜３が２層設けられ、透明基板２と光吸収膜３の間及び２つの光吸収膜の間にさらに誘電体多層膜６が設けられていてもよい。このように、誘電体多層膜６，１６が設けられている場合、さらに例えば反射防止機能を付与することができる。この場合、ディスプレイのコントラストを改善させることもできる。
　［調理器用トッププレート］
　図７は、本発明の一実施形態に係る調理器用トッププレートを示す模式的断面図である。図７に示すように、調理器用トッププレート５１は、膜付き透明基板１を備える。
　調理器用トッププレート５１では、膜付き透明基板１を構成する透明基板２の第２の主面２ｂが、調理面である。一方、膜付き透明基板１を構成する透明基板２の第１の主面２ａが、裏面である。調理面は、鍋やフライパンなどの調理器具が載せられる側の面である。裏面は、調理器の内部側においてＬＥＤやディスプレイ等の光源５２や加熱装置と対向する面である。従って、調理面及び裏面は、表裏の関係にある。なお、本実施形態において、透明基板２は、ガラス基板である。
　透明基板２の裏面（第１の主面２ａ）上には、光吸収膜３が設けられている。光吸収膜３上には、耐熱樹脂層５３が設けられている。なお、耐熱樹脂層５３は、透明基板２と光吸収膜３の間に設けられていてもよい。本実施形態では、平面視において、耐熱樹脂層５３が設けられていない領域が、表示領域Ａとされている。また、平面視において耐熱樹脂層５３が設けられる領域が、非表示領域Ｂとされている。
　耐熱樹脂層５３は、遮光層である。従って、耐熱樹脂層５３を設けることにより、調理器の内部構造の隠蔽性をより一層確実に高めることができる。耐熱樹脂層５３は、シリコーン樹脂のような耐熱樹脂と、着色顔料等により構成することができる。なお、耐熱樹脂層５３は設けられていなくともよい。
　膜付き透明基板１の下方には、ディスプレイやＬＥＤなどの光源５２が設けられている。光源５２は、表示領域Ａで情報を表示するため設けられる部材である。表示領域Ａで表示する情報としては、特に限定されるものではなく、例えば、電源がオン状態であることや、加熱中であることなどのように調理器の状態を示す情報や、時間などの情報が挙げられる。
　光源５２からの光は、表示領域Ａでは、光吸収膜３及び透明基板２を透過して外部に出射される。また、光源５２からの光は、非表示領域Ｂでは、耐熱樹脂層５３により遮光される。従って、表示領域Ａにおいて、光源５２からの光を透過させることにより、文字や数字、記号等を表示することができる。
　調理器用トッププレート５１は、膜付き透明基板１を備える。そのため、光源５２の点灯時には、各種情報の表示を明確に見えるようにすることができ、消灯時には、美観性に優れたものとすることができる。また、調理器内部の構造を隠蔽しつつ、表示領域と非表示領域との境界を見え難くすることができる。なお、調理器内部には、タッチパネル機能を有するディスプレイが内蔵されていてもよい。
　以下、本発明について、実施例に基づいてさらに詳細を説明する。但し、以下の実施例は、単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
　（実施例１～２）
　実施例１では、Ａｇ及びＦｅＯの混合ターゲットを用いて、パルスレーザー堆積法（ＰＬＤ）により、透明基板２であるガラス基板上に光吸収膜３を成膜した。なお、混合ターゲット中のＡｇ含有量は、６０モル％とした。この時の基板温度は３００℃、酸素分圧は０．５Ｐａとした。また、光吸収膜３中におけるＡｇ含有量は、４５モル％であった。
　また、実施例２では、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３の混合ターゲットを用いて、パルスレーザー堆積法（ＰＬＤ）により、透明基板２であるガラス基板上に光吸収膜３を成膜した。なお、混合ターゲット中のＣｕ含有量は、３０モル％とした。この時の基板温度は３５０℃、酸素分圧は０．１Ｐａ未満とした。また、光吸収膜３中におけるＣｕ含有量は、３０モル％であった。
　なお、Ｆｅ２Ｏ３のバンドギャップは２．１ｅＶであり、Ｂｉ２Ｏ３のバンドギャップは２．５ｅＶである。
　図８は、Ａｇ及びＦｅ２Ｏ３の光吸収膜３と、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３の光吸収膜３の波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける吸収係数を示す図である。図８より、Ａｇ及びＦｅ２Ｏ３の光吸収膜３と、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３の光吸収膜３では、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおいて、吸収係数がほぼ一定であることがわかる。なお、Ａｇ及びＦｅ２Ｏ３の光吸収膜３において、α１／α２は１．０５、α３／α２は１．００、吸収平均偏差Ｍは０．０２であり、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３の光吸収膜３において、α１／α２は１．２２、α３／α２は０．８４、吸収平均偏差Ｍは０．２６であった。
　なお、Ａｇ及びＦｅ２Ｏ３の光吸収膜３の電気抵抗を白金電極を用いた直流２端子法により測定したところ、シート抵抗値は、１．２×１０８Ω／□であった。また、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３のシート抵抗値は、３．４×１０１３Ω／□であった。
　また、Ｃｕ及びＢｉ２Ｏ３の光吸収膜３は、大気中で１５０℃以上に熱すると吸収係数がやや低下した。一方、Ａｇ及びＦｅ２Ｏ３の光吸収膜３は、４００℃程度まで安定であった。なお、耐熱性をより一層高めるためには、光吸収膜３にＡｌ２Ｏ３等の高融点材料をさらに添加してもよい。
　（比較例１）
　比較例１では、Ａｇ及びＴｉＯ２の混合ターゲットを用いて、パルスレーザー堆積法（ＰＬＤ）により、ガラス基板上に光吸収膜を成膜した。この時の基板温度は６００℃、酸素分圧は０．５Ｐａとした。なお、ＴｉＯ２のバンドギャップは２．８ｅＶである。
　図９は、Ａｇ及びＴｉＯ２の光吸収膜の波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける吸収係数のグラフを示す図である。図９より、Ａｇ及びＴｉＯ２の光吸収膜では、波長が大きいほど吸収係数が大きくなっており、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおいて、吸収係数が一定ではないことがわかる。また、α１／α２は０．７９、α３／α２は２．５１、吸収平均偏差Ｍは０．３６であった。これにより、誘電体相のバンドギャップが２．７ｅＶより大きい場合、可視光全域において、吸収係数を一定にすることが難しいことがわかる。
　なお、実施例１～２の膜付き透明基板では、光源の点灯時には各種情報の表示を明確に見えるようにすることができ、消灯時には美観性に優れたものとすることができることが確認できた。一方、比較例１では、光源の消灯時において美観性が損なわれていた。
　（実施例３～６及び比較例２）
　実施例３～６では、Ａｇ及びＦｅＯの混合ターゲットにおけるＡｇの含有量及び光吸収膜３におけるＡｇ含有量を下記の表１のように変更したこと以外は、実施例１と同様にして光吸収膜３を成膜した。また、比較例２では、Ａｇを含有しないＦｅＯのターゲットを用いたこと以外は、実施例１と同様にして光吸収膜を成膜した。なお、下記の表１には、各実施例及び比較例におけるα１／α２、α３／α２、吸収平均偏差Ｍ、及びシート抵抗値を併せて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　図１０は、実施例１，３～６及び比較例２の光吸収膜の波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける吸収係数を示す図である。図１０より、実施例３～６の光吸収膜においても、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおいて、吸収係数がほぼ一定であることがわかる。また、図１０より、比較例２の光吸収膜では、波長が大きいほど吸収係数が小さくなっており、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおいて、吸収係数が一定ではないことがわかる。
　なお、実施例３～６の膜付き透明基板においても、光源の点灯時には各種情報の表示を明確に見えるようにすることができ、消灯時には美観性に優れたものとすることができることが確認できた。一方、比較例２では、光源の消灯時において美観性が損なわれていた。
１，２１，３１，４１…膜付き透明基板
２…透明基板
２ａ…第１の主面
２ｂ…第２の主面
３…光吸収膜
４…誘電体相
５…金属相
６，１６…誘電体多層膜
７…低屈折率膜
８…高屈折率膜
５１…調理器用トッププレート
５２…光源
５３…耐熱樹脂層

Claims (10)

  1. 　透明基板と、
    　前記透明基板の一方側主面上に設けられている、光吸収膜と、
    を備え、
    　前記光吸収膜は、バンドギャップが２．０ｅＶ以上、２．７ｅＶ以下の材料から構成された誘電体相と、金属相とを含む、膜付き透明基板。
  2. 　前記材料は、金属酸化物である、請求項１に記載の膜付き透明基板。
  3. 　エリンガム図において、前記金属酸化物を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーが、前記金属相を構成する金属元素の標準ギブスエネルギーよりも小さい、請求項２に記載の膜付き透明基板。
  4. 　前記光吸収膜における波長４００ｎｍ～７００ｎｍの平均吸収係数が、０．５μｍ－１以上、８０μｍ－１以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の膜付き透明基板。
  5. 　前記光吸収膜において、波長４３６ｎｍにおける吸収係数をα１とし、波長５４６ｎｍにおける吸収係数をα２とし、波長７００ｎｍにおける吸収係数をα３としたときに、α１／α２が０．８以上、２．０以下であり、α３／α２が０．８以上、２．０以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の膜付き透明基板。
  6. 　前記光吸収膜において、前記α１／α２が０．８以上、１．２５以下であり、前記α３／α２が０．８以上、１．２５以下である、請求項５に記載の膜付き透明基板。
  7. 　前記光吸収膜において、波長λにおける吸収係数をαλとし、波長４００ｎｍ～７００ｎｍにおける平均吸収係数をαAVEとしたときに、下記式（１）で示される吸収平均偏差Ｍが０．３０以下である、請求項１～６のいずれか１項に記載の膜付き透明基板。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  8. 　前記光吸収膜上に、さらに誘電体多層膜が設けられている、請求項１～７のいずれか１項に記載の膜付き透明基板。
  9. 　前記誘電体多層膜が、相対的に屈折率が高い高屈折率膜と、相対的に屈折率が低い低屈折率膜とが交互に積層された積層膜であり、
    　前記高屈折率膜が、前記光吸収膜である、請求項８に記載の膜付き透明基板。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の膜付き透明基板を備え、
    　前記透明基板が、調理器具が載せられる調理面及び該調理面とは反対側の裏面を有し、
    　前記透明基板の前記裏面上に、前記光吸収膜が設けられている、調理器用トッププレート。
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