WO2017065227A1

WO2017065227A1 - ポータブル表示装置およびその製造方法

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Publication number: WO2017065227A1
Application number: PCT/JP2016/080409
Authority: WO
Inventors: 井出　哲也; 恵美山本; 千賀明小暮; 柴田　諭; 近藤　克己; 健司中西
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2017-04-20

Abstract

ユーザに軽く感じさせるとともに、衝撃吸収を向上させることができるポータブル表示装置およびその製造方法を提供する。電子データを表示するポータブル表示装置であって、画像を表示するディスプレイと、ディスプレイの画像表示を制御する制御回路を含む基板と、ディスプレイの背面側の外郭を形成する筐体部と、を備え、筐体部は衝撃を吸収する衝撃吸収部を有し、装置全体の重さＷ［ｋｇ］と体積Ｖ［ｍ^３］との関係が、Ｗ＜７８０×Ｖを満たす。

Description

ポータブル表示装置およびその製造方法

　本発明は、電子データを表示するポータブル表示装置およびその製造方法に関する。

　近年、デジタル化技術の進歩に伴い、新聞、雑誌等の文字情報や画像情報を、紙媒体の代わりに電子データとして提供するサービスが広く普及している。このようなサービスにおいて、電子データは、表示装置に表示されることで情報が閲覧される。また、ポータブル表示装置は充電式電池から供給される電源によって動作をする。

　上記のようなサービスを提供する表示部として使用されるのが、液晶表示装置（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）である。ＬＣＤは、液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する表示装置である。ＬＣＤは、一般的にガラス等の非常に割れやすい基材から構成されている。

　ところで、ポータブル表示装置の重量は、使用する人の製品全体の印象を左右する重要な要因の一つであり、近年、ポータブル表示装置は軽量化が進んでいる。例えば、軽量化を実現するために筐体の厚みやＬＣＤを構成するガラスの厚みが薄くされている。

　このような状況において、１０インチサイズ程度のポータブル表示装置のユーザは、使用時または持ち運び時の強度に不安を持っており、カバーを付けての使用が一般的になっている。そのため、ユーザは、ポータブル表示装置本体にカバーを加えた重量を保持しなければならない。更に、堅牢性が十分に考慮されていないカバーが多く、十分な堅牢性を持つカバーはポータブル表示装置本体以上の重量になることもある。

　これに伴い、運搬時または使用時において、落下等による外部からの衝撃からＬＣＤの破損を防止する必要があり、これまでに衝撃吸収のための構造が提案されてきた。例えば、特許文献１には、１枚の金属薄板から形成された継目のない筐体で構成された軽量で耐久性に優れたポータブル表示装置が開示されている。

　また、弾性体を用いた衝撃吸収手段として、特許文献２には、表示部の透明基板の裏面の外縁に外側に伸びて形成されたゴム状弾性体を備えた携帯電子機器用表示板が提案されており、特許文献３には、装置の角部（コーナー）からの落下による筐体変形を防ぐための緩衝部材が提案されている。また、特許文献４には、外周部に発泡系の緩衝部材を設け、押し圧によるガラス基板の変形による破損を防ぐポータブル表示装置のケース（保持機構）が提案されている。

　このように、筐体内部へ伝わる衝撃を吸収するためには、弾性体が用いられる。弾性体としては、ゲルやエラストマーのようにヤング率が小さく、高靭性な材料が望ましい。一般的に、ヤング率は、ゲル材料が０．１～１０ＭＰａ程度であり、エラストマーが２～１００ＭＰａ程度である。

　ゲル材料としては、ハイドロゲル、シリコーンゲル、ウレタンゲル等の熱可塑性ゲルがあり、現在、衝撃吸収材として主に用いられているものは、シリコーンゲルやウレタンゲルのような非水系のゲルである。ハイドロゲルは、従来、力学的強度が小さく、乾燥により劣化してしまうため、実用化はされていなかった。

　しかし、近年、非特許文献１記載のダブルネットワークゲル（以下、ＤＮゲル）や非特許文献２記載のナノコンポジットゲル（以下、ＮＣゲル）と呼ばれるタフでしなやかな高靭性ハイドロゲル材料が開発され、十分な力学的強度を有するゲル材料が得られている。

特開２０１２－２３０６７８号公報特開２０１５－９９９６５号公報特開２００２－２０９６２３号公報特許第３８１０４８４号公報

Gong, J. P., Y. Katsuyama, Y. Osada., "Double-network hydrogels with extremely high mechanical", Advanced Materials 2003，15，No.14,July 17 pp1155-1158 Kazutoshi Haraguchi, Toru Takehisa, and Simon Fan, "Effects of Clay Content on the Properties of Nanocomposite Hydrogels Composed of Poly(N-isopropylacrylamide) and Clay", Macromolecules 2002，35，10162-10171

　近年は、表示部である液晶パネルのガラスの厚さや、筐体の厚さを薄くするといった軽量化の技術の発展と共に、ポータブル表示装置の表示画面の大型化が進み、２０インチサイズのものも市販されている。

　しかし、特許文献１に記載されているように筐体の厚さを薄くするという、従来と同じ構成で軽量化を進める場合、マグネシウム合金やアルミニウム合金以上の高いヤング率と高靭性を兼ね備えた材料が必要になる。

　同様に、ガラスの厚さを薄くするという、従来と同じ構成で軽量化を進める場合、ガラスの厚さを０．３ｍｍから０．１ｍｍに薄くすると、ガラスにかかる応力は、１０倍近くになり、特許文献２記載の構成では、限界があり、落下や衝撃に対する強度を得ることができない。また、特許文献３記載の構成では、角部（コーナー）への衝撃にしか対応できない。また、特許文献４記載の構成では、落下や衝撃に対する強度を得るために、外周部の緩衝材の厚さを厚くしなければならない。

　以上のように耐衝撃性を向上させると、現状の２０インチサイズの市販のポータブル表示装置は重くなる。したがって、現状では、このような大型のポータブル表示装置は、業務用途等の特殊な用途でしか使われていない。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザに軽く感じさせるとともに、衝撃吸収を向上させることができるポータブル表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

　上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るポータブル表示装置は、電子データを表示するポータブル表示装置であって、画像を表示するディスプレイと、前記ディスプレイの画像表示を制御する制御回路を含む基板と、前記ディスプレイの背面側の外郭を形成する筐体部と、を備え、前記筐体部は、衝撃を吸収する衝撃吸収部を有し、装置全体の重さＷ［ｋｇ］と体積Ｖ［ｍ^３］との関係が、以下の式（１）を満たす。

　本発明の一態様によれば、ユーザに軽く感じさせるとともに、衝撃吸収を向上させることができる。

重く感じる領域と軽く感じる領域とを示した体積－重さのグラフである。重く感じる領域と軽く感じる領域とを示した体積－重さのグラフの拡大図である。第１の実施形態のポータブル表示装置の断面図である。第１の実施形態の六角形ハニカム構造の弾性構造体の斜視図である。ポータブル表示装置の衝撃試験における衝撃印加方向を示す斜視図である。損傷境界理論に基づく衝撃試験における許容速度変化および許容加速度の条件を示すグラフである。損傷境界理論に基づく衝撃試験における許容速度変化および許容加速度の条件の印加波形の例を示すグラフである。第２の実施形態の金属不織布と金属多孔板から成る筐体の断面図である。第２の実施形態の金属不織布と金属多孔板から成る筐体の斜視図である。第３の実施形態の圧縮前の金属不織布放熱弾性体の弾性構造体の断面図である。第３の実施形態の圧縮後の金属不織布放熱弾性体の弾性構造体の断面図である。六角形ハニカム構造の弾性構造体の斜視図である。第３の実施形態の金属不織布放熱弾性体を六角形ハニカム構造の弾性構造体に挿入した状態を示す断面図である。第４の実施形態のハイドロゲル表面への疎水性皮膜形成を模式的に示す断面図である。ラジカル熱重合によるハイドロゲル作製方法である。ラジカル熱重合によるハイドロゲル作製方法である。ラジカル熱重合によるハイドロゲル作製方法である。ラジカル熱重合によるハイドロゲル作製方法である。第５の実施形態の繊維集合体の断面図である。

　次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

　［官能評価］
　ポータブル表示装置の大型化に対し、単純な軽量化は困難であることから、発明者らは、質量を軽くすることだけではなく、人が製品を手にした時に感覚的に感じる重さに着目した。そこで、種々のサイズのスマートフォン、タブレットと呼ばれるポータブル表示装置と、比較対象として、紙の書籍を持った際の重さの感じ方について官能評価を行なった。

　図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ重く感じる領域と軽く感じる領域とを示した体積－重さのグラフおよびその拡大図である。図１Ａのグラフでは、発明者らで実施した官能試験を基にユーザが重く感じる領域と軽く感じる領域を示している。図１Ａに示す各点は、各サイズの書籍について、その体積を横軸、重さを縦軸にプロットしたものである。一般的な書籍の実際の重さ（質量）と体積はほぼ直線の関係があり、体積を横軸とした場合、その傾きは、０．７８になる。この値は、紙を積層した書籍の平均密度とも言える。

　グラフ中の破線の基準直線の傾きは、一般的な書籍の平均密度とほぼ一致する。装置がこの直線の上の領域に入る場合、実際よりも重く感じ、逆にこの直線の下の領域に入る場合には、実際よりも軽く感じることが分かった。

　官能評価の結果をグラフによってまとめると、図１Ａに示すように、手にした物の体積と、それを持った際に感じる重さの間には特徴的な関係があることが分かった。つまり、直線（基準直線）の下側にある領域では、実際より軽く感じ、逆に、基準直線の上側の領域では、実際より重く感じる。

　このような実際の重さと感じる重さとのずれは、シャルパンティエ＝コゼレフの錯覚と呼ばれるものが知られており、シャルパンティエが１８９１年に初めて論文で紹介している。物理的な重さの等しい物でも、体積が小さいものの方が、体積が大きいものよりも重く感じられるというものであり、「ｓｉｚｅ－ｗｅｉｇｈｔ　ｉｌｌｕｓｉｏｎ」とも呼ばれている。近年、この現象には、視覚だけでなく、ダイナミックタッチ（運動性触感覚）が関与していると考えられている。ダイナミックタッチとは、杖を振ったり、カップを持ち上げたりするときに得られる感覚であり、バーチャルリアリティの分野での仮想認識、ロボティックス分野での認知を基にした力の制御等で研究されている。

　この「ｓｉｚｅ－ｗｅｉｇｈｔ　ｉｌｌｕｓｉｏｎ」は、形状によってその度合いが異なるが、同じ形状であれば、非常にばらつきの少ない統計データが得られる。このことから、発明者らは、この原理がポータブル表示装置の軽量化設計に大変有用であり、若干の体積増を組合せることで、実際に質量として軽量化する量を減らしても、感じる重さとして同等の効果が得られることを見出した。

　つまり、ポータブル表示装置の重さＷ［ｋｇ］と体積Ｖ［ｍ^３］との関係が、式（１）を満たすことで、ユーザの感覚上の軽量化を実現することができる。この関係を前提とし、表示画面の存在する面の面積を増やすことでポータブル表示装置の体積を増やすと、表示画面周囲の額縁を増やすことになる。したがって、厚さを厚くすることが体積増の手段として望ましい。

　また、図１Ｂに示すように、１０インチサイズのタブレットと呼ばれるポータブル表示デバイスについて、体積と重さとをグラフ上にプロットすると０１０の黒丸の位置になる。この位置は、基準直線の上の領域に入り、ユーザは実際よりも重く感じることになる。既にガラスや筐体の薄型化が進んでいるポータブル表示デバイスを従来の軽量化技術のみで基準直線の下の領域に持ってくることは大変困難である。しかし、体積増と軽量化とを組合せて領域０１１で設計を行なうことで、ユーザの感覚上で同等の軽量化を実現できる。どちらを優先するかは設計時に図１Ｂの領域０１１の線上で、適宜選択することができる。

　さらに、装置の厚さを厚くすることで生じる空間に軽量な衝撃吸収層を設けることで、衝撃吸収能力を持たせることができる。衝撃吸収層は、軽量化のため、空隙を設けた構造体が望ましい。空隙を設けた弾性構造体としては、凹凸体、波状体、管状体、中空球状体、中空板状体、繊維集合体、ハニカム等が挙げられ、装置内の熱こもりを防ぐという観点では、特に連続空隙を設けた繊維集合体、ハニカムを用いることが望ましい。これにより、軽量化と高強度化を同時に実現できる。

　特に、最も少量の材料で高い強度を得ることができる構造である六角形のハニカム構造が望ましい。ハニカムとは、立体構造を隙間なく敷き詰めたものを指す。弾性構造体の構造設計については、弾性構造体を形成する弾性体のヤング率、ポアソン比、降伏応力と、装置にかかる応力の大きさより、最適な材料、構造を選択することができる。

　特に、弾性構造体が六角形のハニカム構造の場合、弾性構造体を形成する弾性体の降伏応力σ［Ｎ／ｍ^２］とヤング率Ｅ［Ｎ／ｍ^２］が、それぞれ、式（２）、式（３）を満たすことで、最適な材料、構造を選択することができる。最大加速度Ａ_１は、装置の衝撃試験での速度変化試験におけるピーク加速度とする。

　なお、式（２）の中で用いた符号は、Ａ_１：速度変化試験の最大加速度［ｍ／ｓ^２］、Ｗ：表示装置重量［ｋｇ］、Ｓ：応力を受ける面積［ｍ^２］、Ｌ：ハニカムセルの１辺の長さ、ｔ：ハニカムセルのセル厚、である。

　また、式（３）の中で用いた符号は、Ａ_２：加速度試験での最大加速度［ｍ／ｓ^２］、ν：弾性体のポアソン比、Ｗ：表示装置重量［ｋｇ］、Ｓ：応力を受ける面積［ｍ^２］、Ｌ：ハニカムセルの１辺の長さ、ｔ：ハニカムセルのセル厚、である。

　衝撃吸収材としての弾性体は、ゲルやエラストマーのようにヤング率が小さく、高靭性な材料を用いることができる。エラストマー材料としては、天然ゴム等の熱硬化性エラストマー、ウレタン系等の熱可塑性エラストマーがあり、ゲル材料としては、シリコーンゲル、ウレタンゲル等の熱可塑性ゲル、そして、高靭性のハイドロゲルを用いることができる。

　弾性体として、ハイドロゲルを用いる場合は、ダブルネットワークゲルやナノコンポジットゲルのような高靭性ハイドロゲルを用いることが望ましく、更に、表面に疎水性の皮膜を形成した構造とすることが望ましい。これにより、高靭性に加えて、ハイドロゲルに内包される水の蒸発による弾性体としての機能低下を防ぐことができる。

　また、衝撃吸収層として、等方性のバネ機能を有する構造体を用いることができる。等方性のバネ機能を有する構造体としては、繊維集合体がある。これは、金属やプラスチックのようなバルクとして大きな弾性を持たない材料を長繊維状にして、弾性機能を持たせたものである。繊維間は、部分的に接着していてもよい。長繊維がランダムに集まっているため、コイル状のバネと異なり、どの方向に対しても、弾性機能を有している。

　筐体材料としては、軽量化と高強度化の両立を図るために、複合材料や多孔質（空隙の大きい）材料を用いることが望ましい。例えば、空隙率が大きく軽量な金属不織布を金属多孔板で挟み、圧延したような材料を用いることができる。また、多孔質材料は連続空隙で構成されることが好ましい。これにより、独立気泡に比べて筐体内と外部との通気性が確保され、放熱性が向上する。

　さらに、弾性構造体の連続空隙内に、弾性構造体を形成する弾性体の熱伝導率よりも大きな放熱材料を挿入することで、装置内で発生した熱の放熱を容易にする事ができる。放熱材量は、軽量であり、面内の熱伝導率が大きいことが望ましく、例えば、金属不織布を成形したものを用いることができる。これにより、内部の熱を効率的に放熱できる。

　［第１の実施形態］
　（ポータブル表示装置の構成）
　図２は、ポータブル表示装置０２５の断面図である。ポータブル表示装置０２５は、弾性構造体０２０、表示部０２１、保護ガラス０２２および筐体部０２３を備え、外部衝撃等に対する破損防止構造が補完された軽量ポータブル表示装置である。弾性構造体０２０は、衝撃吸収のために設けられている。表示部０２１は、画像を表示するディスプレイ（液晶パネル）およびディスプレイの画像表示を制御する制御回路（表示回路）を含む基板を有している。保護ガラス０２２は、液晶パネルのガラス面の保護のために設けられている。筐体部０２３は、ディスプレイの背面側の外郭を形成している。筐体部０２３は、所定条件での応力に対して弾性座屈しても塑性座屈しない材料で形成された衝撃吸収部を有している。

　筐体部０２３は、衝撃吸収部と、衝撃吸収部以外を構成する筐体本体と、を有し、ディスプレイと筐体本体との間に衝撃吸収部を有することが好ましい。これにより、筐体本体とは別に衝撃吸収部を設計でき、筐体部の設計や組み立てが容易になる。

　弾性構造体としては、六角形ハニカム構造体が最も少量で高い強度を得ることができる。図３は、六角形ハニカム構造体０３０の斜視図である。図中のｔがセル厚、Ｌがセルの一辺の長さを指す。

　六角形ハニカム構造体０３０は、圧縮時、降伏応力まではヤング率を比例定数とした線形弾性を示すが、降伏応力を超えると、応力がほぼ一定で歪が大きくなるプラトーという状態に移行し、最後に応力が急増する緻密化という状態に達する。緻密化にまで達すると、弾性体としての機能を失い、いわゆる底突きと同じ状態になり、衝撃吸収能力を失ってしまう。

　また、衝撃を吸収するためには、衝撃により六角形ハニカム構造体０３０が弾性変形（弾性座屈）する必要がある。式（２）、式（３）を用いて、基準直線より下の領域になる構成のポータブル表示装置について、衝撃試験の条件を基に、必要な力学物性範囲を見積った。

　図４は、ポータブル表示装置０２５の衝撃試験における衝撃印加方向を示す斜視図である。装置のサイズは、Ｗ＝４７５ｍｍ、Ｄ＝３３４ｍｍ、Ｈ＝１８．７５ｍｍ、重量は２．３４ｋｇである。

　衝撃試験については、Ｒ．Ｅ．Ｎｅｗｔｏｎによって考案された損傷境界曲線（ＤＢＣ）を導入した評価法が主流になっており、例えば、「包装設計のための製品衝撃強さ試験方法（ＪＩＳＺ０１１９－２００２）」等に導入されている。この評価法は、製品の許容速度変化を測定する試験と許容加速度を測定する試験で構成される。

　図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ損傷境界理論に基づく衝撃試験における許容速度変化および許容加速度の条件およびその印加波形の例を示すグラフである。図５Ａの速度変化－加速度のグラフが、ＤＢＣを示している。条件０５０が、速度変化試験になり、条件０５１が、加速度試験になる。

　図５Ｂの時間－加速度のグラフは、試験において印加される衝撃の波形であり、一般的にはこのグラフのように正弦半波の波形が用いられる。それぞれの波形のピーク値が最大加速度となり、図５Ａのグラフでの、加速度条件となる。衝撃試験では、複数の条件があり、ポータブル表示装置の速度変化試験では、最大加速度１６００～２０００ｍ／ｓ^２で印加時間２～３ｍｓ、加速度試験では、最大加速度６００～８００ｍ／ｓ^２で印加時間１０～２０ｍｓ程度の正弦半波が用いられている。

　ポータブル表示装置０２５のハニカム構造体においては、上記の加速度試験の最大応力に対して弾性座屈を起こし、速度変化試験の最大応力に対して塑性座屈を起こさない領域に入る形状および材料が選定されている。

　物体に加わる力は、物体の質量と加速度とから求まる。そこで、幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨを有する物体に対して、速度変化試験での最大加速度の値から、底面方向０４０、短辺側面方向０４１、角面方向０４２にかかる最大応力を求めた。六角形ハニカム構造体のパラメータとして、セル厚ｔ＝０．５ｍｍ、セルの一辺の長さＬ＝５ｍｍとして、材料に必要な力学物性範囲（ヤング率Ｅと降伏応力σ）を見積った。表１は、見積もられた材料に必要な力学物性範囲の結果を示している。この結果に降伏応力時の歪値を加味することで、最適な弾性体の力学物性値を得ることができる。

　この結果より、弾性体として、例えば、底面にはウレタンゲル、短辺側面、角部にはそれぞれヤング率の異なる熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いて六角形ハニカム構造体を形成するのが好ましい。

　なお、上記の例では、同一形状のハニカム構造体を用い、各部位により異なる力学物性の弾性体を用いているが、同一の弾性体を用いて、式（１）、式（２）を満たすように各部位によりハニカム構造体の形状を変えてもよい。これにより、ユーザに軽く感じさせるとともに、衝撃吸収を向上させることができる。また、上記の例では、弾性構造体を筐体内部に配置しているが、全てまたは一部の弾性構造体を筐体外部に配置してもよい。筐体外部に配置することで、落下等による筐体の傷付きを防ぐことができる。

　［第２の実施形態］
　図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ金属不織布０６０と金属多孔板０６１からなる筐体の断面図および斜視図である。この筐体の部材は、アルミの金属不織布０６０をエキスパンドメタルと呼ばれる２枚の金属多孔板０６１で挟み、圧延加工したものである。筐体は、軽量（密度１５００ｋｇ／ｍ^３（アルミの２／３の密度））、高熱伝導（熱伝導率５８．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））、通気性という特長があり、更に、図６Ｂに示すＹ方向ではヤング率１０ＧＰａという高い強度を持っている。

　このような金属不織布０６０と金属多孔板０６１からなる部材を成形し、ポータブル表示装置０２５の筐体に用いることができる。この部材を筐体に用いることで、筐体が全重量に対して占める割合を従来の２０％から１２％に低減することができる。また、この部材を筐体に用いることで、高い通気性により、筐体内の熱を排出する効果があり、放熱性も高めることができる。更に、この部材の不織布の表面を疎水化処理することで、高い通気性を持ちながら、高い防水性（耐水圧）を両立させることができる。

　［第３の実施形態］
　図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ圧縮前および圧縮後の金属不織布放熱弾性体０７１の断面図であり、図７Ｃは、六角形ハニカム構造の弾性構造体０７０の斜視図である。また、図７Ｄは、金属不織布放熱弾性体０７１を六角形ハニカム構造の弾性構造体０７０に挿入した状態を示す断面図である。

　図７Ａおよび図７Ｂに示すように、まず、金属不織布放熱弾性体０７１（例えば、アルミ不織布）を圧縮成形し、円柱状突起を形成する。圧縮された部分が高密度になることで、面内の熱伝導率を向上させることができる。図７Ｄに示すように、円柱状突起を形成したアルミ不織布を六角形ハニカム構造の弾性構造体０７０のセル内に挿入することで、衝撃吸収と放熱の両方の機能を持つ六角形ハニカム構造体を作製することができる。

　アルミ不織布の面内の熱伝導率は１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、厚さ方向の熱伝導率は１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、装置内で発生した熱を面内で拡散し、効率よく放熱できる。また、円柱突起部分が弾性体としても機能するため、衝撃吸収時の弾性構造体の変形に追従して変形し、永久変形を起こすことを防ぐことができる。これにより、筐体と金属不織布との接触状態を維持できるため、厚さ方向への筐体への放熱も安定して行なうことができる。

　［第４の実施形態］
　図８は、ハイドロゲル表面への疎水性皮膜形成を模式的に示す断面図である。図９Ａ～図９Ｄは、ラジカル熱重合によるハイドロゲル作製方法である。六角形ハニカム構造体は、主にハイドロゲル０８０で構成されており、表面に疎水性の皮膜０８１が形成されている。ハイドロゲル０８０は、図９Ａ～図９Ｄに示すようなラジカル重合反応により作製できる。架橋剤は、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミドのように両端に結合手を持つ化合物を用いてもよいし、スメクタイトのように水中で均一分散する粘土鉱物を用いてもよい。また、図９Ａ～図９Ｄでは、熱重合の例を示しているが、ＵＶ光による光重合を用いてもよい。

　疎水性の皮膜０８１により、ハイドロゲル０８０内の水分の蒸発、それに伴う、ハイドロゲル０８０の力学特性の変化を防止することができる。また、結露等により、ハイドロゲル０８０の表面に生じた水滴をハイドロゲル０８０が吸収し、膨潤することによるハニカム構造体の変形を防ぐこともできる。

　疎水性の皮膜０８１は、水中に乳化させた親水性基（エーテル基）と疎水性基（エステル基）を持つウレタン樹脂をハイドロゲル０８０の表面に塗布し、乾燥させることで作製できる。このような工程によりエマルション粒子同士を融着させ、ウレタン樹脂皮膜が形成される。

　また、イソプロピルアクリルアミドゲルのような温度相転移を起こすハイドロゲル０８０を用いることで、ハイドロゲル表面に疎水性皮膜を形成させ、蒸発量が増える高温時でも更に水分の蒸発を防ぐことができる。

　［第５の実施形態］
　図１０は、繊維集合体１００の断面図である。ポータブル表示装置０２５の弾性構造体０２０の部分には、等方性のバネ機能を有する繊維集合体１００を用いることができる。ポリエステルを主骨格とする樹脂を長繊維状に成形したものをランダム状に圧縮し、繊維間を部分的に接着して作製できる。繊維径をａ、接着点の平均ピッチをｂ、繊維に用いた材料の弾性率をＥ_１と表したとき、繊維集合体１００の弾性率Ｅ２は、多孔体の弾性率を表す式（４）で概ね表すことができる。この式（４）で繊維の太さと圧縮状態を制御することで、所望の弾性率を得ることができる。これにより、例えば衝撃吸収部を繊維集合体１００で形成することができ、衝撃吸収部を容易に作ることができる。なお、衝撃吸収部は、異方的な構造で形成されていてもよい。これにより、ポータブル表示装置０２５を軽量化するとともに高強度化することができる。

　さらに、繊維を中空にすることで、弾性率を小さく、且つ、軽量化を行なうこともできる。本実施の形態では、繊維集合体１００が等方的な弾性特性を有し、あらゆる方向からの衝撃を吸収することができるため、筐体に配置する場合も位置決め等の精度をそれほど必要としない。繊維集合体１００には、ポリエチレン等、他の樹脂材料を用いてもよいし、金属不織布のような金属繊維を用いてもよい。金属繊維を用いた場合は、衝撃吸収機能に加えて放熱機能を持たせることができる。

　なお、本国際出願は、２０１５年１０月１４日に出願した日本国特許出願第２０１５－２０３２６１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５－２０３２６１号の全内容を本国際出願に援用する。

０１０　点
０１１　（軽く感じる）領域
０２０　弾性構造体
０２１　表示部
０２２　保護ガラス
０２３　筐体部
０２５　ポータブル表示装置
０３０　六角形ハニカム構造体
０４０　底面方向
０４１　短辺側面方向
０４２　角面方向
０５０　条件（速度変化試験）
０５１　条件（加速度試験）
０６０　金属不織布
０６１　金属多孔板
０７０　弾性構造体
０７１　金属不織布放熱弾性体
０８０　ハイドロゲル
０８１　疎水性の皮膜
１００　繊維集合体

Claims

　電子データを表示するポータブル表示装置であって、
　画像を表示するディスプレイと、
　前記ディスプレイの画像表示を制御する制御回路を含む基板と、
　前記ディスプレイの背面側の外郭を形成する筐体部と、を備え、
　前記筐体部は、衝撃を吸収する衝撃吸収部を有し、
　装置全体の重さＷ［ｋｇ］と体積Ｖ［ｍ^３］との関係が、以下の式（１）を満たすポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、所定条件での応力に対して弾性座屈しても塑性座屈しない材料で形成されている請求項１記載のポータブル表示装置。
　前記筐体部は、前記衝撃吸収部以外を構成する筐体本体を更に有し、前記ディスプレイと前記筐体本体との間に前記衝撃吸収部を有する請求項２記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、厚さ方向に通じる連続空隙により形成される多孔質の構造体を有する請求項２または請求項３記載のポータブル表示装置。
　前記連続空隙内に、前記衝撃吸収部の構造体自体を形成する材料の熱伝導率よりも大きな熱伝導率の材料が充填されている請求項４記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、等方的な構造で形成されている請求項１から請求項５のいずれかに記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、異方的な構造で形成されている請求項１から請求項５のいずれかに記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、弾性体で形成されたハニカム構造を有する請求項７記載のポータブル表示装置。
　前記ハニカム構造は、装置重量Ｗ［ｋｇ］、応力を受ける面積Ｓ［ｍ^２］、ハニカムセルの１辺の長さＬ［ｍ］、ハニカムセルのセル厚ｔ［ｍ］について、
　最大加速度Ａ１［ｍ／ｓ^２］で速度変化試験をしたとき前記弾性体の降伏応力σ［Ｎ／ｍ^２］が以下の式（２）を満たし、
　最大加速度Ａ_２［ｍ／ｓ^２］で加速度試験をしたとき前記弾性体のポアソン比νおよびヤング率Ｅ［Ｎ／ｍ^２］が、式（３）を満たす請求項８記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部は、金属不織布または金属多孔板からなる請求項１から請求項９のいずれかに記載のポータブル表示装置。
　前記衝撃吸収部の構造体自体を形成する材料が、ハイドロゲルであり、前記構造体の表面に疎水性の皮膜が形成されている請求項４記載のポータブル表示装置。
　電子データを表示するポータブル表示装置の製造方法であって、
　装置全体の重さＷ［ｋｇ］と体積Ｖ［ｍ^３］との関係が、以下の式（１）を満たすように設計する工程と、
　所定条件での応力に対して弾性変形しても塑性変形しない材料で形成された衝撃吸収部を有する筐体部を準備する工程と、
　画像を表示するディスプレイ、前記ディスプレイの画像表示を制御する制御回路を含む基板、前記筐体部を組み合わせる工程と、を含むポータブル表示装置の製造方法。