JP2009139055A - 調理器用トッププレート - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができ、かつ内部に設置された青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性及び美観を保つための遮光性に優れると共に、耐熱性に優れた調理器用トッププレートを得る。
【解決手段】調理器の上方に配置される調理器用トッププレート１０であって、ガラス基板１と、ガラス基板１の一方の面上に設けられ、膜厚が５０〜１９０ｎｍであり、ＳｉまたはＧｅからなる遮光層２と、遮光層２の上に設けられ、膜厚が５０〜２００ｎｍであり、窒化珪素、酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも１種からなる保護層３とを備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁加熱（ＩＨ）調理器、赤外線加熱調理器、ガス調理器などの調理器の上方に配置される調理器用トッププレートに関するものである。

電磁加熱調理器や赤外線加熱調理器に用いられるトッププレートとしては、低熱膨張であるガラス、セラミックス等の材料が用いられている。また、ガス調理器においても、美観性や清掃性が優れていることから、低熱膨張のガラス、セラミックス材料等が用いられるようになっている。これらのガラス等を用いたトッププレートにおいては、内部の調理器や温度センサーなどを視覚的に隠蔽するため、Ｔｉ膜などの金属膜を基板上に形成し、金属光沢などによる美観をトッププレートに付与している。

図２は、このような従来の調理器用トッププレートを示す断面図である。図２に示すように、調理器用トッププレート１０は、ガラス基板１の上に、金属膜からなる遮光層２が設けられ、遮光層２の上にＳｉＮ膜などからなる保護層３が設けられている。遮光層２は、上述のように、金属光沢を付与することにより、内部の調理器を視覚的に隠蔽するために設けられている。また、保護層３は、加熱によって遮光層が酸化されるのを防止するために設けられている。

従来のトッププレートにおいては、上述のように、遮光層２として、例えば、Ｔｉ膜が形成されている。Ｔｉ膜を遮光層２として用いることにより、良好な耐熱性を得ることができるが、Ｔｉ膜は導電性の高い金属膜であり、図２に示すように、タッチセンサー部４を形成する場合、タッチセンサー部４に対応する領域には、絶縁膜７を設ける必要があった。タッチセンサー部４の基板１の上方面には導電インク層５が形成されており、絶縁膜７を形成することにより、導電インク層５と、その反対側に設けられる電極６との間で静電容量を形成することができ、静電容量式スイッチを構成することができる。

従って、Ｔｉ膜などの導電性が良好な金属膜を遮光層２として用いた従来のトッププレートにおいては、タッチセンサー部を形成する領域に、遮光層及び保護層に代えて絶縁膜を形成する必要があった。このため、例えば、印刷法で絶縁膜を形成し、その部分をマスキングした後、遮光層及び保護層を形成する必要があり、製造工程が複雑になるという問題があった。また、絶縁膜を形成した部分は、他の部分と色が異なるため、美観が損なわれるという問題もあった。従って、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができる調理器用トッププレートが求められている。

また、最近の調理器においては、内部にＬＥＤ等の発光源を設け、この発光源からの光を火力の強弱等を示すための表示として用いるものが知られている。しかしながら、従来の調理器用トッププレートは、短波長の透過率が低いため、このようなＬＥＤの光、特に青色ＬＥＤの光を透過しにくいという問題があった。

特許文献１においては、Ｓｉ、Ｔｉなどの種々の金属膜を遮光層として用いた調理器用トッププレートが提案されている。しかしながら、この従来技術における調理器用トッププレートは、種々の色に着色することができ、かつ耐熱性に優れたトッププレートとすることを目的とするものであり、青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性を高めることについては検討されていない。また、この従来技術においては、耐熱性の評価がなされているが、より厳しい基準での耐熱性を満足することができるものではなかった。
特開２００４−３３３１０２号公報

本発明の目的は、絶縁膜を設けることなくタッチセンサー部を設けることができ、かつ内部に設置された青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性及び美観を保つための遮光性に優れると共に、耐熱性に優れた調理器用トッププレートを提供することにある。

本発明は、調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、ガラス基板と、ガラス基板の一方の面上に設けられ、膜厚が５０〜１９０ｎｍであり、ＳｉまたはＧｅからなる遮光層と、遮光層の上に設けられ、膜厚が５０〜２００ｎｍであり、窒化珪素、酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備えることを特徴としている。

本発明においては、ＳｉまたはＧｅからなる遮光層を設けている。Ｓｉ膜及びＧｅ膜は、Ｔｉ膜に比べ、導電性が低い絶縁性の半金属膜であるので、Ｔｉ膜を遮光層として設けた従来の調理器用トッププレートのように絶縁膜を設ける必要がない。従って、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができる。

本発明における遮光層は、膜厚が５０〜１９０ｎｍである。遮光層の膜厚が厚くなり過ぎると、短波長の透過率が低くなり、火力の強弱等を示すためのＬＥＤ等の光の視認性が低下する。一方、遮光層の膜厚が薄くなり過ぎると、金属光沢が得られなくなったり、調理器の内部構造を隠すための隠蔽力が低下し、美観が損なわれる。遮光層のさらに好ましい膜厚は、６０〜１７０ｎｍであり、特に好ましくは、７０〜１２０ｎｍである。

本発明において、遮光層は、ガラス基板の上に直接設けられていることが好ましい。

本発明において、遮光層の上には、保護層が設けられている。本発明における保護層は、窒化珪素、酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも１種から形成されている。このような保護層を設けることにより、加熱によって遮光層が酸化されるのを防止することができる。

本発明における保護層の膜厚は、５０〜２００ｎｍである。保護層の膜厚が厚くなり過ぎても、遮光層の酸化を防止する効果は変化せず、コストが上昇する。また、保護層の膜厚が薄くなり過ぎると、遮光層の酸化を防止する効果が得られにくくなる。保護層のより好ましい膜厚は、５０〜１９０ｎｍであり、特に好ましくは、６０〜１８０ｎｍである。

また、保護層の膜厚により、トッププレートを透過することができる光の波長域が変化する。上述のように、トッププレートは、一般に短波長域の光を透過させにくい。従って、青色ＬＥＤ等の青色の発光源からの光を効率良く透過させるためには、保護層が設けられた側から観測される反射スペクトルの最小ピークが、波長４７０〜４８０ｎｍの範囲となるように、保護層の膜厚が設定されていることが好ましい。このような観点から、保護層を窒化珪素から形成する場合には、１５０〜１７０ｎｍの膜厚であることが好ましい。また、酸化珪素から保護層を形成する場合には、６７〜８７ｎｍの膜厚であることが好ましい。また、酸化チタンから保護層を形成する場合には、１３５〜１５５ｎｍの膜厚であることが好ましい。また、酸化ニオブから保護層を形成する場合、１４５〜１６５ｎｍの膜厚であることが好ましい。また、酸化ジルコニウムから保護層を形成する場合、１５５〜１７５ｎｍの膜厚であることが好ましい。また、酸化タンタルから保護層を形成する場合、１５０〜１７０ｎｍの膜厚であることが好ましい。

本発明においては、上述のような遮光層及び保護層をガラス基板上に設けることにより、上述のように、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができる。また、内部に設置された青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性及び美観を保つための遮光性に優れると共に、耐熱性に優れている。

本発明において、遮光層及び保護層は、調理器が位置する内部側の面の上に形成されていることが好ましい。すなわち、本発明の調理器用トッププレートは、遮光層及び保護層が形成された面を下方にして、調理器の上方に配置して用いることが好ましい。しかしながら、本発明は、これらに限定されるものではなく、遮光層及び保護層を上方に位置した状態で、調理器の上方に配置してもよい。

本発明における遮光層及び保護層の形成方法は、特に限定されるものではなく、従来から公知の薄膜形成方法を採用することができるが、蒸着法、特にスパッタリング法で形成することが好ましい。

本発明におけるガラス基板は、６００℃からの急冷に耐える、いわゆる耐熱衝撃性に優れたガラスが使用でき、具体的には５０×１０^−７／℃以下の熱膨張係数を有するガラスが好適であり、低膨張の硼珪酸ガラス、石英ガラスあるいはβ−石英固溶体を主結晶とする低膨張結晶化ガラスが使用可能である。特に、３０〜５００℃における平均熱膨張係数が、−１０〜＋３０×１０^−７／℃、さらに好ましくは−１０〜＋２０×１０^−７／℃のガラスは、耐熱衝撃性がさらに高く、燃焼時に、ガラス基板内での温度分布が大きくなってもストレスが発生しにくく割れにくいため好ましい。

本発明の調理器用トッププレートは、上述のように、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができるものであるが、必ずしもタッチセンサー部が設けられるトッププレートに限定されるものではない。

また、本発明の調理器用トッププレートは、調理器用トッププレートを透過して表示するため発光する青色ＬＥＤを備えた調理器に用いることができ、この場合、青色ＬＥＤから出た青色光を高い透過率で透過することができ、良好な視認性で表示させることができる。しかしながら、本発明は、このような青色ＬＥＤ等の発光源が設けられた調理器以外の調理器にも用いることができるものである。

本発明の調理器用トッププレートは、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができる。また、本発明の調理器用トッププレートは、内部に設置された青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性及び美観を保つための遮光性に優れていると共に、耐熱性に優れている。

以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に従う一実施形態の調理器用トッププレートを示す断面図である。図１に示すように、ガラス基板１の一方面の上には、遮光層２が設けられており、遮光層２の上に保護層３が設けられている。本実施形態において、遮光層２は、例えばＳｉ膜から形成されており、その膜厚は５０〜１９０ｎｍの範囲内である。また、保護層３は、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４から形成されており、その膜厚は５０〜２００ｎｍの範囲内である。

図１に示すように、ガラス基板１の他方面上のタッチセンサー部４が設けられる領域には、導電インク層５が形成されている。また、導電インク層５と反対側には、電極６が設けられている。図１に示すように、本実施形態においては、タッチセンサー部４の領域に、他の領域と同様に、遮光層２及び保護層３が形成されている。本発明においては、遮光層２が、ＳｉまたはＧｅから形成されるので、Ｔｉ膜に比べ導電性が低く、絶縁性を有している。このため、従来のように、タッチセンサー部に絶縁膜を設ける必要がない。このため、絶縁膜を形成し、マスキングした後に、遮光層及び保護層を形成する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。

また、タッチセンサー部も、他の部分と同様にして形成することができるので、タッチセンサー部と他の部分で色彩が異なるという問題がなく、美観を損なうことなくタッチセンサー部を設けることかできる。

以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

〔調理器用トッププレートの作製〕
ガラス基板として、結晶化ガラス（日本電気硝子社製「ネオセラムＮ−０」：３０℃〜５００℃における平均線熱膨張係数−５×１０^−７／℃、厚み４ｍｍ）を用いた。このガラス基板の上に、表１〜表４に示す材料を用い、表１〜表４に示す厚みとなるように、遮光層及び保護層をそれぞれ、スパッタリング法により形成した。

得られたトッププレートについて、以下のようにして遮光性、耐熱性及び青色光の透過性を評価した。

〔遮光性の評価〕
得られたトッププレートについて、波長４００〜７００ｎｍの光をガラス基板から入射させて、その透過率を分光光度計を用いて測定し、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｚ ８０７１に基づいて視感透過率を算出し、その平均値から遮光性を評価した。なお、波長４００〜７００ｎｍにおける平均視感透過率が低い程、遮光性が優れていることを示す。

〔耐熱性の評価〕
耐熱試験前及び後において、色調及び色度を測定し、色調及び色度の変化から耐熱性を評価した。なお、色度の変化が大きい程、色調が大きく変化し、耐熱性が劣ることを示す。耐熱性試験は、電気炉内で４００℃、３０分間加熱することにより行った。

色調は、各試料をガラス基板（膜が形成されていない面）側から目視で観察し、その色を評価した。

色度は、波長４００〜７００ｎｍの光をガラス基板から入射させて、その反射率を分光光度計を用いて測定し、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｚ ８０７１に基づいて色度を算出した。

〔青色光の透過性〕
得られたトッププレートについて、波長４７５ｎｍにおける透過率を分光光度計を用いて測定し、試料Ｎｏ．１２を１としたときの相対値で評価した。なお、膜が形成された面の側から波長４７５ｎｍの光を入射して透過率を測定した。

また、遮光層をガラス基板上に形成した後、遮光層の抵抗値をテスターを用いて測定した。なお、抵抗値が１０^６Ω／□以上であれば絶縁性を有すると判断することができる。

耐熱性の評価結果、青色光の透過性、及び抵抗値の測定結果を、表１〜表４に示す。

試料Ｎｏ．１〜８は、本発明に従う実施例であり、試料Ｎｏ．９〜１３は比較例である。

特許文献１には、試料Ｎｏ．９のように、Ｓｉ膜の厚みが２０ｎｍであるトッププレートや、試料Ｎｏ．１０のように、Ｓｉ膜の厚みが２００ｎｍであるトッププレートが開示されている。しかしながら、表３に示すように、遮光層の膜厚が２０ｎｍである試料Ｎｏ．９は、薄赤茶系シルバーの色調を呈し、金属光沢において劣っており、また、波長４００〜７００ｎｍにおける平均視感透過率が２７．０％と高く、調理器の内部構造を隠蔽する遮光能力が劣っていることがわかる。また、遮光層の膜厚が２００ｎｍである試料Ｎｏ．１０においては、青色光の透過性が、試料Ｎｏ．１２の０．１倍であり、青色光の透過性において劣っていることがわかる。

試料Ｎｏ．１１においては、保護層の膜厚が薄いため、耐熱試験後に変色が生じており、色度が大きく変化していることがわかる。

遮光層として、Ｔｉ膜を用いている試料Ｎｏ．１２においては、遮光層の抵抗値が低く、絶縁性に劣っていることがわかる。このため、Ｔｉ膜を遮光層として用いた場合には、タッチセンサー部を設けるために絶縁膜を形成する必要があることがわかる。

特許文献１においては、試料Ｎｏ．１３のように、遮光層の上下を保護層でサンドイッチした構造のトッププレートが開示されている。しかしながら、このように遮光層を保護層でサンドイッチした構造であると、耐熱試験後に、色調が変化しており、耐熱性において劣ることがわかる。

本発明に従う実施例の試料Ｎｏ．１〜８においては、波長４００〜７００ｎｍにおける平均視感透過率が６．０％以下と小さく、調理器の内部構造を隠蔽する遮蔽能力に優れていることがわかる。また、耐熱試験前後における色調の変化及び色度の変化は小さく、良好な耐熱性を有することがわかる。また、青色光の透過性においても、従来のＴｉ膜を遮光層として用いた試料Ｎｏ．１２に比べ、高くなっており、青色光の視認性において優れていることがわかる。

また、遮光層の抵抗値が高く、絶縁性を有するため、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることが可能であることがわかる。

上記実施例においては、Ｓｉ膜を遮光層として用いたが、遮光層としてＧｅ膜を用いた場合においても、同様の効果が得られることを確認している。

また、上記実施例においては、保護層として、Ｓｉ_３Ｎ_４膜を用いたが、保護層として、ＳｉＯ_２膜、ＴｉＯ_２膜、Ｎｂ_２Ｏ_５膜、ＺｒＯ_２膜、及びＴａ_２Ｏ_５膜を用いた場合にも、上記と同様の効果が得られることを確認している。

以上のように、本発明によれば、絶縁膜を設けることなく、タッチセンサー部を設けることができ、かつ内部に設置された青色ＬＥＤ等の表示のための光の視認性及び美観を保つための遮光性に優れており、さらには耐熱性に優れた調理器用トッププレートとすることができる。

本発明に従う一実施形態の調理器用トッププレートを示す断面図。 従来の調理器用トッププレートを示す断面図。

符号の説明

１…ガラス基板
２…遮光層
３…保護層
４…タッチセンサー部
５…導電インク層
６…電極
７…絶縁膜
１０…調理器用トッププレート

Claims (5)

1. 調理器の上方に配置される調理器用トッププレートであって、
   ガラス基板と、
   前記ガラス基板の一方の面上に設けられ、膜厚が５０〜１９０ｎｍであり、ＳｉまたはＧｅからなる遮光層と、
   前記遮光層の上に設けられ、膜厚が５０〜２００ｎｍであり、窒化珪素、酸化珪素、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム及び酸化タンタルからなる群より選ばれる少なくとも１種からなる保護層とを備えることを特徴とする調理器用トッププレート。
2. 前記遮光層及び前記保護層が、前記調理器が位置する内部側の面の上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の調理器用トッププレート。
3. 前記保護層が設けられた側から観測される反射スペクトルの最小ピークが波長４７０〜４８０ｎｍの範囲となるように、前記保護層の膜厚が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の調理器用トッププレート。
4. 前記調理器を制御するためのタッチセンサー部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
5. 前記調理器が、調理器用トッププレートを透過して表示するため発光する青色ＬＥＤを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の調理器用トッププレート。
   

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