JP2017049346A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】薄型にしつつも、前面板及び表示パネルの破損を適切に防止することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置10は、表示パネル11と、表示パネル11の前面側に設けられる前面板12と、表示パネル11の背面側に、空気層19からなるクリアランスを介して配置される発泡シート13とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、発泡シートを備える表示装置に関し、特にスマートフォン等の携帯機器に設けられる表示装置に関する。
ノート型パーソナルコンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の携帯機器は、薄型化及び軽量化が望まれており、中でもスマートフォンの薄型化及び軽量化の要求は年々高まっている。携帯機器の薄型化及び軽量化に伴い、表示パネルの前面側に配置される前面板、及び表示パネルも薄型化されている。しかし、前面板及び表示パネルが薄型化されると、前面板に含まれるガラス板若しくはアクリル板、及び表示パネルが割れやすくなる。
従来、携帯機器において、表示装置の破損及び故障を防止するために、表示パネルの背面側に衝撃吸収シートが配置されることが知られている。衝撃吸収シートは、高い柔軟性が求められており、発泡シートが広く使用されている。発泡シートとしては、例えば、特許文献1に記載されるように、多数の独立気泡を内包したポリエチレン系架橋発泡シートが知られている。また、ウレタン系発泡シートやゴム系発泡シート等も使用されている。
特開2014-214205号公報
表示パネルの背面側に配置される発泡シートは、携帯機器においては、通常1mm未満の極薄のものが使用される。しかし、そのような極薄の発泡シートを表示パネルの背面側に配置したのみでは、前面板や表示パネルの割れを十分に防ぐことができない。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、薄型でありながらも、前面板及び表示パネルの割れを適切に防止することが可能な表示装置を提供することである。
本発明者は、鋭意検討の結果、表示パネルとの間に僅かなクリアランスができるように、表示パネルの背面側に発泡シートを配置することで、表示装置を薄型に維持しつつ前面板及び表示パネルの破損を適切に防止することができることを見出し、以下の本発明を完成させた。本発明は、以下の(1)〜(11)を提供する。
(1)表示パネルと、前記表示パネルの前面側に設けられる前面板と、前記表示パネルの背面側に、空気層からなるクリアランスを介して配置される発泡シートとを備える表示装置。
(2)前記クリアランスが、0.02〜0.25mmである上記(1)に記載の表示装置。
(3)前記発泡シートの厚みが0.03〜0.35mmである上記(1)又は(2)に記載の表示装置。
(4)前記発泡シートが、独立気泡発泡体である上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の表示装置。
(5)前記発泡シートは、25%圧縮強度が30〜200kPaである上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の表示装置。
(6)前記発泡シートは、MDにおける引張強度が2,500〜15,000kPa、TDにおける引張強度が1,800〜12,000kPaである上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の表示装置。
(7)前記発泡シートの密度が90〜700kg/m3である上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の独立気泡発泡シート。
(8)前記発泡シートが、ポリオレフィン系発泡シートである上記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の表示装置。
(9)前記表示パネルが、接着層を介して前記前面板に接着される上記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の表示装置。
(10)前記発泡シートは、プレートの上に配置される上記(1)〜(9)のいずれか1項に記載の表示装置。
(11)前記発泡シートは、前記プレートに接着材を介して接着される上記(10)に記載の表示装置。
本発明では、薄型にしつつも、前面板及び表示パネルの破損を適切に防止することが可能な表示装置を提供する。
本発明の一実施形態に係る表示装置を示す模式的な断面図である。 ガラス割れ高さを測定する方法を示す概略的な断面図である。
以下、本発明について、実施形態を用いて詳細に説明する。
[表示装置]
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る表示装置10は、表示パネル11と、表示パネル11の前面側に設けられる前面板12と、表示パネル11の背面側に配置される発泡シート13を備える。
表示パネル11は、2枚のガラス基材間に、液晶層等を配置した液晶表示素子、有機EL表示素子等の表示素子を少なくとも含むユニットであるが、表示素子以外にも、保護フィルム、偏光素子、位相差フィルム等が積層されたものであってもよい。また、表示パネル11は、表示素子が液晶表示素子である場合等には、表示素子の背面側に設けられたバックライトユニットをさらに備える。なお、表示パネル11は、液晶表示素子を含むことが好ましい。
前面板12は、表示パネル11等を保護するためのカバー板材を含む。カバー板材は、光透過性を有していれば特に限定されないが、アクリル板、ガラス板等が挙げられる。前面板12は、カバー板材以外の部材をさらに含んでいてもよく、例えば、表示装置10がタッチパネル式のものである場合には、カバー板材の下面側にタッチパネルユニットが積層されていてもよい。
発泡シート13は、表示パネル11及び前面板12に衝撃が加わったときに、その衝撃を吸収する衝撃吸収シートであり、樹脂成分を含む樹脂材料を発泡してなるものである。
前面板12は、フレーム15によって支持される。フレーム15は、四角枠状を呈するとともに、内周側の高さが低くなって嵌合部15Aが設けられている。前面板12は、嵌合部15Aに嵌合されるように配置される。なお、前面板12は、嵌合部15A内部に配置された接着材16により嵌合部15Aに接着されることでフレーム15に固定される。接着材16は、基材の両面に粘着剤層が設けられた両面テープ等が使用される。
表示パネル11は、接着層17を介して前面板12の背面に接着され、それにより、前面板20と一体となりフレーム15により支持される。なお、接着層17は、OCA(Optically Clear Adhesive)と呼ばれる光透過性を有する接着剤層、又は粘着剤層により構成される。
また、表示パネル11の背面側には、表示パネル11と一定の間隔を置いて配置されるプレート18が設けられる。プレート18は、フレーム15に固定されている。プレート18の表面上には、発泡シート13が配置される。発泡シート13の厚みD2は、表示パネル11とプレート18の間隔よりも小さくなり、それにより、発泡シート13と表示パネル11の背面の間には、空気層19が形成される。空気層19は、発泡シート13の上面と液晶パネル11の背面の間に設けられるクリアランスとなる。
表示装置10は、ノート型パーソナルコンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット等の携帯機器に設けられることが好ましく、携帯電話、スマートフォン等の比較的小型の携帯機器に設けられることがより好ましい。また、表示装置10は、タッチパネル式のものであってもよいし、タッチパネル式のものでなくてもよい。
なお、図1に示す表示装置10は、本発明の表示装置の一例を示すものであって、種々の改変が可能である。例えば、表示パネル11及び前面板12は、フレーム15以外の部材によって支持されていてもよいし、発泡シート13は、プレート18以外の部材の上に配置されていてもよい。
本発明では、上記のように表示パネル11の背面側に、クリアランスを介して、発泡シート13が設けられることで、前面板12の前面側に加えられた衝撃により、表示パネル11及び前面板12が破損されることが防止される。その原理は明らかではないが以下のように推定される。
表示装置10においては、前面板12の前面に衝撃が加わると、その衝撃により、前面板12及び表示パネル11がプレート18に向かって撓むことになるが、発泡シート13が設けられないと、表示パネル11がプレート18に直接衝突し、その衝撃により、前面板12及び表示パネル11が破損しやすくなる。また、発泡シート13があっても、空気層19がなく、表示パネル11が発泡シート13に密着していると、前面板12及び表示パネル11が撓みにくくなり、前面板12及び表示パネル11は、受けた衝撃を逃がしにくくなって破損しやすくなる。
それに対して、空気層19を介して発泡シート13が設けられると、前面板12及び表示パネル11の両方が適度に撓むとともに、表示パネル11は、発泡シート13により衝撃が吸収され、プレート18に直接衝突しないので、前面板12及び表示パネル11の破損が防止される。
前面板12及び表示パネル11は、衝撃を受けた際に適度に撓むことができるとともに、発泡シート13は、前面板12及び表示パネル11が適度に撓んだとき、衝撃を十分に吸収できるように表示パネル11によってある程度圧縮させられる必要がある。そのため、空気層19よりなるクリアランスは、前面板12及び表示パネル11が適度に撓んだ際に、発泡シート13をある程度圧縮するような大きさに設計される必要がある。例えば、表示装置10が携帯機器に設けられる場合には、クリアランスD1は、好ましくは0.02〜0.25mm、より好ましく0.03〜0.20mm、さらに好ましくは0.03〜0.08mmである。
クリアランスD1は、上記のように微小であり、前面板12及び表示パネル11の合計厚みよりも小さくなるものである。クリアランスD1は、前面板12及び表示パネル11の材質等によっても変わるが、好ましくは合計厚みの1/3以下、より好ましくは合計厚みの1/5以下、さら好ましくは1/8以下である。また、その下限値は、特に限定されないが、クリアランスD1は、合計厚みの1/100以上が好ましく、1/50以上がより好ましい。
ここでいう合計厚みとは、表示パネル11と前面板12の間に介在する層も含めた厚みであり、具体的には、表示パネル11の背面11Bから前面板12の前面12Aまでの距離をいう。なお、クリアランスD1及び合計厚みは、位置により大きさが異なる場合には平均値である。なお、合計厚みは、特に限定されないが、通常、0.5〜3mm程度である。
また、発泡シート13の厚みD2は、0.03〜0.35mmであることが好ましい。発泡シート13の厚みD2が0.03mm以上であると、表示パネル11及び前面板12に作用される衝撃を発泡シート13により十分に吸収できるようになる。また、0.35mm以下とすることで、表示装置10の薄型化を実現しやすくなる。これら観点から、発泡シート13の厚みD2は、0.04〜0.25mmであることが好ましい。
発泡シート13の一方の面には、接着材(図示せず)が設けられ、発泡シート13は、接着材を介してプレート18に接着されていてもよい。接着材としては、発泡シート13をプレート18に接着できるものであれば特に限定されないが、粘着剤層、両面粘着テープ等が挙げられる。接着材が粘着剤層である場合には、発泡シート13の一方の面に粘着剤を塗布したり、粘着剤をスプレーにより噴霧したりすることにより形成することが可能である。
また、両面粘着テープは、基材と、基材の両面に設けられた粘着剤層とを備え、一方の粘着剤層を発泡シート13に接着させるとともに、他方の粘着剤層をプレート18に接着させる。
接着材の厚みは、好ましくは5〜200μm、より好ましくは7〜150μmである。また、粘着剤層を構成する粘着剤としては、特に制限はなく、例えば、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等を用いる。また、両面粘着テープの基材としては、特に限定されないが、樹脂フィルム、紙基材、不織布等が挙げられる。
発泡シート13は、内部に多数の気泡を備えるものである。発泡シート13は、独立気泡発泡体、及び連続気泡発泡体のいずれでもよいが、独立気泡発泡体であることが好ましい。独立気泡体であることで、衝撃を受けた際に、気泡の変形量が抑えられ、それにより発泡シートの変形量も抑えられるため、衝撃吸収性をより高めやすくなる。
ここで、独立気泡発泡体であるとは、独立気泡率が70%以上であることを意味する。発泡シートの独立気泡率は、衝撃吸収性を高めやすくする観点から、好ましくは80%以上、より好ましくは90〜100%である。
なお、本明細書において連続気泡発泡体とは、独立気泡率が70%未満であることを意味する。
なお、独立気泡率は、下記の要領で測定できる。
まず、発泡シートから一辺が5cmの平面正方形状の試験片を切り出す。そして、試験片の厚みを測定して試験片の見掛け体積V1を算出すると共に、試験片の重量W1を測定する。
次に、気泡の占める体積V2を下記式に基づいて算出する。なお、試験片を構成している樹脂材料の密度はρ(g/cm3)とする。
気泡の占める体積V2=V1−W1/ρ
続いて、試験片を23℃の蒸留水中に水面から100mmの深さに沈めて、試験片に15kPaの圧力を3分間に亘って加える。その後、水中で加圧から解放し、1分間静置した後、試験片を水中から取り出して試験片の表面に付着した水分を除去して試験片の重量W2を測定し、下記式に基づいて連続気泡率F1及び独立気泡率F2を算出する。
連続気泡率F1(%)=100×(W2−W1)/V2
独立気泡率F2(%)=100−F1
発泡シートの25%圧縮強度は、30〜200kPaであることが好ましい。発泡シートは、上記の圧縮強度を有することで、衝撃吸収性が良好になる。25%圧縮強度は、40〜150kPaであることがより好ましい。
また、発泡シートは、耐久性の観点から、引張強度を一定の範囲にすることが望ましい。具体的には、MDにおける引張強度が2,500〜15,000kPaであるとともに、TDにおける引張強度が1,800〜12,000kPaであることが好ましい。
このように引張強度をある程度高くすることで、発泡シートに衝撃が複数回加わっても、発泡シートが座屈することを防止し、衝撃吸収性、すなわち、ガラス割れ防止性を良好に維持する。
また、耐久性をより良好にする観点から、MDにおける引張強度が3,000〜12,000kPaであるとともに、TDにおける引張強度が2,500〜11,000kPaであることが好ましい。
なお、MDは、Machine directionを意味し、押出方向等と一致する方向であるとともに、TDは、Transverse directionを意味し、MDに直交しかつ発泡シートの面方向に平行な方向である。
また、発泡シートの密度は、90〜700kg/m3であることが好ましく、100〜550kg/m3であることがより好ましい。密度をこれら範囲とすることで、発泡シートを上記した引張強度及び圧縮強度の範囲にしやすくなる。さらに、前面板及び表示パネルの破損をより効果的に防止するためには、発泡シートの密度は、これらの範囲でも高いほうがよい。具体的には、発泡シートの密度は、280〜550kg/m3であることがさらに好ましい。
発泡シートは、例えば、ポリオレフィン系発泡シート、アクリル系発泡シート、シリコーン系発泡シート、及びゴム系発泡シートのいずれでもよいが、ポリオレフィン系発泡シートが好ましい。ポリオレフィン系発泡シートは、機械的強度及び柔軟性が比較的高いため、上記した各種物性を満足しやすくなる。以下、ポリオレフィン系発泡シートについて詳細に説明する。
[ポリオレフィン系発泡シート]
ポリオレフィン系発泡シートは、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂材料を架橋、発泡したものである。その場合、樹脂材料においてポリオレフィン系樹脂は、主成分となるものであり、通常、50質量%以上含有され、好ましくは80〜100質量%含有される。
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、またはこれらの混合物が挙げられ、上記した物性を得やすいため、これらの中ではポリエチレン系樹脂が好ましい。より具体的には、チーグラー・ナッタ化合物、メタロセン化合物、酸化クロム化合物等の重合触媒で重合されたポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、又はこれらの混合物が挙げられ、これらの中では、メタロセン化合物の重合触媒で重合されたポリエチレン系樹脂が好ましい。
ポリエチレン系樹脂は、エチレン単独重合体でもよいが、エチレンと少量(例えば、全モノマーの30質量%以下、好ましくは1〜10質量%)のα−オレフィンとの共重合体であるポリエチレン系樹脂が好ましく、その中でも、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
メタロセン化合物の重合触媒により得られた、ポリエチレン系樹脂、特に直鎖状低密度ポリエチレンを用いることにより、柔軟性、機械強度を向上させた発泡シートを得やすくなる。また、発泡シートを薄厚にしても高い性能を維持しやすくなる。
ポリエチレン系樹脂を構成するα−オレフィンとして、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、及び1−オクテン等が挙げられる。なかでも、炭素数4〜10のα−オレフィンが好ましい。
また、ポリエチレン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体も好ましく用いられる。エチレン−酢酸ビニル共重合体は、通常、エチレン単位を50質量%以上含有する共重合体である。
ポリエチレン系樹脂は、発泡シートにおいて樹脂全量に対して好ましくは50質量%以上含有され、さらに好ましくは60質量%以上、最も好ましくは100質量%含有される。
また、ポリプロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン単位を50質量%以上含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
プロピレン−α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等が挙げられ、これらの中では、炭素数6〜12のα−オレフィンが好ましい。
<メタロセン化合物>
好適なメタロセン化合物としては、遷移金属をπ電子系の不飽和化合物で挟んだ構造を有するビス(シクロペンタジエニル)金属錯体等の化合物が挙げられる。より具体的には、チタン、ジルコニウム、ニッケル、パラジウム、ハフニウム、及び白金等の四価の遷移金属に、1又は2以上のシクロペンタジエニル環又はその類縁体がリガンド(配位子)として存在する化合物が挙げられる。
このようなメタロセン化合物は、活性点の性質が均一であり各活性点が同じ活性度を備えている。メタロセン化合物を用いて合成した重合体は、分子量、分子量分布、組成、組成分布等の均一性が高くなるため、メタロセン化合物を用いて合成した重合体を含むシートを架橋した場合には、架橋が均一に進行する。均一に架橋されたシートは、均一に延伸しやすくなるため、ポリオレフィン系発泡シートの厚みを均一にしやすくなり、薄厚にしても高い性能を維持しやすくなる。
リガンドとしては、例えば、シクロペンタジエニル環、インデニル環等が挙げられる。これらの環式化合物は、炭化水素基、置換炭化水素基又は炭化水素−置換メタロイド基により置換されていてもよい。炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、各種プロピル基、各種ブチル基、各種アミル基、各種ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種セチル基、フェニル基等が挙げられる。なお、「各種」とは、n−、sec−、tert−、iso−を含む各種異性体を意味する。
また、環式化合物をオリゴマーとして重合したものをリガンドとして用いてもよい。
更に、π電子系の不飽和化合物以外にも、塩素や臭素等の一価のアニオンリガンド又は二価のアニオンキレートリガンド、炭化水素、アルコキシド、アリールアミド、アリールオキシド、アミド、アリールアミド、ホスフィド、アリールホスフィド等を用いてもよい。
四価の遷移金属やリガンドを含むメタロセン化合物としては、例えば、シクロペンタジエニルチタニウムトリス(ジメチルアミド)、メチルシクロペンタジエニルチタニウムトリス(ジメチルアミド)、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド、ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル−t−ブチルアミドジルコニウムジクロリド等が挙げられる。
メタロセン化合物は、特定の共触媒(助触媒)と組み合わせることにより、各種オレフィンの重合の際に触媒としての作用を発揮する。具体的な共触媒としては、メチルアルミノキサン(MAO)、ホウ素系化合物等が挙げられる。なお、メタロセン化合物に対する共触媒の使用割合は、10〜100万モル倍が好ましく、50〜5,000モル倍がより好ましい。
<チーグラー・ナッタ化合物>
チーグラー・ナッタ化合物は、トリエチルアルミニウム−四塩化チタン固体複合物であって、四塩化チタンを有機アルミニウム化合物で還元し、更に各種の電子供与体及び電子受容体で処理して得られた三塩化チタン組成物と、有機アルミニウム化合物と、芳香族カルボン酸エステルとを組み合わせる方法(特開昭56−100806号、特開昭56−120712号、特開昭58−104907号の各公報参照)、及びハロゲン化マグネシウムに四塩化チタンと各種の電子供与体を接触させる担持型触媒の方法(特開昭57−63310号、特開昭63−43915号、特開昭63−83116号の各公報参照)等で製造されたものが好ましい。
ポリエチレン系樹脂としては、発泡シートの柔軟性、機械強度、及び回復速度を高めるために、上記した直鎖状低密度ポリエチレンのように低密度であることが好ましい。その密度は、具体的には、0.920g/cm3以下が好ましく、より好ましくは0.880〜0.915g/cm3、特に好ましくは0.885〜0.910g/cm3である。なお、密度はASTM D792に準拠して測定したものである。
なお、ポリオレフィン系樹脂としては、上記したポリオレフィン系樹脂以外の樹脂も使用可能であり、ポリエチレン系樹脂およびポリプロピレン系樹脂以外の樹脂を、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂にさらに混合して使用してもよい。
さらに、樹脂材料は、ポリオレフィン系樹脂以外にも、後述する各種添加剤やその他の成分を含有してもよく、発泡シートは、添加剤、その他の成分等を含む樹脂材料を架橋、発泡されたものであることが好ましい。
その他の成分としては、ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂成分が挙げられ、その樹脂成分は、ポリオレフィン系樹脂よりも含有量が少なく、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して、通常50質量部以下、好ましくは30質量部以下程度である。
ポリオレフィン系発泡シートは、架橋されたものであることが好ましい。ポリオレフィン系発泡シートの架橋度は、通常、5〜60質量%となるものであるが、好ましくは10〜40質量%である。
なお、架橋度は、以下の測定方法で測定する。発泡シートから約100mgの試験片を採取し、試験片の重量A(mg)を精秤する。次に、この試験片を120℃のキシレン30cm3中に浸漬して24時間放置した後、200メッシュの金網で濾過して金網上の不溶解分を採取、真空乾燥し、不溶解分の重量B(mg)を精秤する。得られた値から、下記式により架橋度(質量%)を算出する。
架橋度(質量%)=100×(B/A)
[ポリオレフィン系発泡シートの製造方法]
以下、ポリオレフィン系発泡シートの製造方法の一実施形態について詳細に説明する。ポリオレフィン系発泡シートは、例えば、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂シートを架橋し発泡させて、MD及びTDに延伸することで製造する。
(樹脂シートの成形)
まず、本製造方法では樹脂シートを成形するが、樹脂シートの成形は、ポリオレフィン系樹脂、熱分解型発泡剤等の添加剤、及び必要に応じて添加されるその他の成分を、溶融、混練して公知の成形方法により樹脂シートを成形する。
具体的には、ポリオレフィン系樹脂、熱分解型発泡剤等の添加剤、及びその他の成分を、単軸押出機、二軸押出機等の押出機等に供給して、熱分解型発泡剤の分解温度未満の温度で溶融、混練して、押出成形等により押し出して、樹脂材料をシート状の樹脂シートとする。
ここで、熱分解型発泡剤以外の添加剤としては、分解温度調節剤、架橋助剤、酸化防止剤、気泡核剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、充填材等が挙げられる。
<熱分解型発泡剤>
熱分解型発泡剤としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂の溶融温度より高い分解温度を有するものを使用する。例えば、分解温度が160〜270℃の有機系又は無機系の化学発泡剤を用いる。
有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸金属塩(アゾジカルボン酸バリウム等)、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ヒドラゾジカルボンアミド、4,4'
−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、トルエンスルホニルヒドラジド等のヒドラジン誘導体、トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物等が挙げられる。
無機系発泡剤としては、酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、無水クエン酸モノソーダ等が挙げられる。
これらの中では、微細な気泡を得る観点、及び経済性、安全面の観点から、アゾ化合物、ニトロソ化合物が好ましく、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンがより好ましく、アゾジカルボンアミドが更に好ましい。
これらの熱分解型発泡剤は、単独で又は2以上を組み合わせて使用する。
熱分解型発泡剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して1〜10質量部が好ましく、1.5〜5質量部がより好ましく、1.5〜3質量部が更に好ましい。
<その他の添加剤>
分解温度調節剤は、熱分解型発泡剤の分解温度を低くしたり、分解速度を速めたり調節するものとして配合されるものであり、具体的な化合物としては、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、尿素等が挙げられる。分解温度調節剤は、発泡シートの表面状態等を調整するために、例えばポリオレフィン系樹脂100質量部に対して0.01〜5質量部配合する。
架橋助剤としては、多官能モノマーを使用することができる。架橋助剤をポリオレフィン系樹脂に添加することによって、架橋する際に照射する電離性放射線量を低減して、電離性放射線の照射に伴う樹脂分子の切断、劣化を防止する。
架橋助剤としては具体的には、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメリット酸トリアリルエステル、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸トリアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート等の1分子中に3個の官能基を持つ化合物や、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジビニルベンゼン等の1分子中に2個の官能基を持つ化合物、フタル酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、エチルビニルベンゼン、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等が挙げられる。これらの架橋助剤は、単独で又は2以上を組み合わせて使用する。
架橋助剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して0.2〜10質量部が好ましく、0.3〜5質量部がより好ましく、0.5〜5質量部が更に好ましい。該添加量が0.2質量部以上であると発泡シートが所望する架橋度を安定して得ることが可能となり、10質量部以下であると発泡シートの架橋度の制御が容易となる。
また、酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等のフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
(樹脂シートの架橋)
上記のようにして得られた樹脂シートは架橋する。架橋は、電離性放射線を樹脂シートに照射して行うことが好ましい。電離性放射線としては、α線、β線、γ線、電子線等が挙げられるが、電子線がより好ましい。樹脂シートに対する電離性放射線の照射量は、1〜10Mradが好ましく、1.5〜8Mradがより好ましい。また、架橋助剤を用いる場合の電離性放射線の照射量は0.3〜8Mradが好ましく、0.5〜5.5Mradがより好ましい。
電離性放射線の照射量は、上記下限値以上とすることで、樹脂シートの発泡に必要な剪断粘度を付与しやすくなる。また、上記上限値以下とすることで樹脂シートの剪断粘度が高くなりすぎず発泡性が良好になる。そのため、上記した密度の発泡シートを得やすくなり、さらには発泡シートの外観も良好となる。
ただし、架橋の進行度は、通常、樹脂、添加剤の種類等により影響されるため、電離性放射線の照射量は、通常は架橋度を測定しながら調整し、上記した架橋度となるようにする。
(樹脂シートの発泡)
樹脂シートは、熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させる。通常、樹脂シートの発泡は、上記のように樹脂シートを架橋した後に行うが、架橋する前に行ってもよい。
樹脂シートを加熱発泡させる温度は、熱分解型発泡剤の分解温度によるが、通常140〜300℃、好ましくは160〜260℃である。また、樹脂シートを発泡させる方法としては、特に制限はなく、例えば、熱風により加熱する方法、赤外線により加熱する方法、塩浴による方法、オイルバスによる方法等が挙げられ、これらは併用してもよい。
(樹脂シートの延伸)
また、樹脂シートは、MD及びTDに延伸する。延伸は、樹脂シートを発泡させた後に行ってもよいし、樹脂シートを発泡させつつ行ってもよい。延伸は、例えば一軸延伸機、二軸延伸機等の公知の装置で行うとよい。
なお、樹脂シートを発泡させた後に延伸を行う場合には、樹脂シートを冷却することなく発泡時の溶融状態を維持したまま続けて延伸したほうがよいが、樹脂シートを冷却した後、再度、加熱して溶融又は軟化状態とした上で延伸してもよい。
また、上記では架橋を電離性放射線を使用して行う例を説明したが、樹脂材料に、添加剤として有機過酸化物等の架橋剤を配合しておき、樹脂材料を加熱して有機過酸化物を分解させる方法等で行ってもよい。そのような有機過酸化物としては、例えば、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等が挙げられる。
有機過酸化物の添加量は、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対し、0.01〜5質量部が好ましく、0.1〜3質量部がより好ましい。有機過酸化物の添加量が上記範囲内であると、樹脂材料の架橋が進行しやすく、また、発泡シート中における有機過酸化物の分解残渣の量を抑制する。
また、樹脂材料は、上記発泡剤を使用する代わりに、炭酸ガスやブタンガスに代表されるガス発泡により発泡させてもよいし、メカニカルフロス法により発泡させてもよい。
本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、本明細書における各種物性、評価方法は、以下のとおりである。
<圧縮強度>
JIS K6767の方法に従って測定した。
<引張強度>
JIS K6767の方法に従って測定した。
<厚み>
JIS K6767の方法に従って測定した。
<密度>
JIS K6767の方法に従って測定した。
<独立気泡率>
発泡シートの独立気泡率は、明細書記載の方法で測定したものである。
<ガラス割れ高さ>
図2に示すように、鉄板30の上に、100mm角の大きさを有し、内部を60mm角で切り抜いた、四角枠状のSUS板からなるスペーサー32を配置し、その内部に30mm角の発泡シート31を置いた。そして、スペーサー32の上に80mm角のガラス板33を載置させることで、ガラス板33の下面側に発泡シート31を配置させた。ガラス板33は、その四方をテープ34により鉄板30に固定した。ガラス板33としては、厚み0.55mmのコーニング社製「ゴリラガラス3」を使用した。ガラス板33は、表示パネルと前面板の積層体と仮定して使用したものである。また、スペーサー32の高さは0.15mmであった。
なお、発泡シート31の厚みが、スペーサー32の高さよりも小さい場合には、発泡シート31の上面と、ガラス板33の下面との間には、表1に示すクリアランスからなる空気層35が設けられることになる。一方で、発泡シート31の厚みが、スペーサー32の高さと同じである場合には、発泡シートとガラス板の間には、クリアランスが設けられない。
そして、鉄球36をガラス板33の上方20cmの高さから発泡シート31の中心位置に対応する部分に落下させて、ガラス板33が割れるか否かを判定した。なお、鉄球36は、ボールタック試験で用いる25/32インチ(19.84mm)のスチールボールであった。ガラス板33が割れない場合には、ガラス板33が割れるまで高さを10cmずつ上げて同様の操作を繰り返し、ガラス板33が割れたときの高さを記録した。同じ操作を3回繰り返してそれぞれ高さを記録し、3回の平均高さをガラス割れ高さとした。
[実施例1]
ポリエチレン系樹脂としてのメタロセン化合物を用いて得られた直鎖状低密度ポリエチレン[エクソン・ケミカル社製、商品名.EXACT3027、密度:0.900g/cm3]100質量部と、発泡剤としてのアゾジカルボンアミド2質量部と、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.3質量部と、酸化亜鉛1質量部とを押出機に供給して130℃で溶融混練し、その後、厚み約0.2mmの樹脂シートとして押出した。
次に、樹脂シートを、その両面に加速電圧800kVの電子線を5Mrad照射して架橋した後、熱風及び赤外線ヒーターにより250℃に保持された発泡炉内に連続的に送り込んで加熱して発泡させるとともに、発泡させながらMDの延伸倍率1.3倍、TDの延伸倍率2.0倍で延伸させて、厚み0.06mmのポリオレフィン系発泡シートを得た。得られたポリオレフィン系発泡シートの架橋度は25%であった。得られたポリオレフィン系発泡シートの評価結果を表1に示す。
[実施例2〜4、比較例1,2]
表1の密度、及び厚みになるように、発泡剤の質量部、MDの延伸倍率及びTDの延伸倍率を調整した点以外は、実施例1と同様に実施した。なお、発泡剤は、実施例2が2.5質量部、実施例3が2.5質量部、実施例4が3.0質量部、比較例1が2.5質量部、比較例2が3.2質量部であった。
以上のように、実施例1、2では、発泡シートと、ガラス板の間に微小なクリアランスを設けたことで、ガラス板に鉄球により衝撃を与えても、衝撃が発泡シートにより適切に吸収され、ガラス板の破損が防止された。それに対して、発泡シートとガラス板の間にクリアランスを設けなかった比較例1では、発泡シートにより適切に衝撃が吸収できず、低い位置から鉄球を落下させてもガラス板が破損した。
10 表示装置
11 表示パネル
12 前面板
13 発泡シート
15 フレーム
16 接着材
17 接着層
18 プレート
19 空気層

Claims (11)

  1. 表示パネルと、前記表示パネルの前面側に設けられる前面板と、前記表示パネルの背面側に、空気層からなるクリアランスを介して配置される発泡シートとを備える表示装置。
  2. 前記クリアランスが、0.02〜0.25mmである請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記発泡シートの厚みが0.03〜0.35mmである請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記発泡シートが、独立気泡発泡体である請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記発泡シートは、25%圧縮強度が30〜200kPaである請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記発泡シートは、MDにおける引張強度が2,500〜15,000kPa、TDにおける引張強度が1,800〜12,000kPaである請求項1〜5のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記発泡シートの密度が90〜700kg/m3である請求項1〜6のいずれか1項に記載の独立気泡発泡シート。
  8. 前記発泡シートが、ポリオレフィン系発泡シートである請求項1〜7のいずれか1項に記載の表示装置。
  9. 前記表示パネルが、接着層を介して前記前面板に接着される請求項1〜8のいずれか1項に記載の表示装置。
  10. 前記発泡シートは、プレートの上に配置される請求項1〜9のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記発泡シートは、前記プレートに接着材を介して接着される請求項10に記載の表示装置。
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