(57)【要約】【課題】液晶パネルにバーコードを表示させて、レーザー光を光源とするバーコードリーダーでバーコードを読み取ると読み取り角度が狭い。【解決手段】液晶表示装置において、内面側にそれぞれ電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、液晶セルの前面側に貼付された偏光板と、液晶セルの背面側に反射偏光子が貼付され、反射偏光子との間に、空気層を介して波長４５０〜７５０ｎｍにおける分光反射率が９０％以上で且内部に微細な気泡を多数形成させた熱可塑性樹脂から成る白色フィルムを配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視認できる情報を、液晶の電気光学効果によって表示する液晶表示装置において、内面側にそれぞれ電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの前面側に貼付された偏光板と、前記液晶セルの背面側に反射偏光子が貼付され、前記反射偏光子の背面には少なくとも前記反射偏光子に貼り付ける面の表面に微細な空孔が形成された反射板を配置した液晶表示部と、
データ入力手段とデータ保存手段とデータ表示手段とを有する電子回路と、
前記電子回路を駆動するための電源手段と、
が配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示装置は、少なくとも前期液晶表示部を保護する表示ケースを有し、前記表示ケースは前記表示ケース表示面の裏側に外部の光を取り込むことが出来る特徴を持つ請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示装置は、前記表示ケースに加え、
前記電子回路と前記電源手段を保護する本体ケースとにより保護され、
前記表示ケースと前記本体ケースは少なくてもどちらか一方向に折畳める機構を有する接続部で接続され、
前記本体ケース表面の折畳む側に反射体が設置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記反射板は、少なくとも前記反射偏光子に貼り付ける面の表面に直径０．５μｍ以上１０μｍ以下の空孔を確保できることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記反射板は、空気層を介して波長４５０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下における分光反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記液晶表示部は、二次元マトリクス状に複数の液晶ピクセルが配置され、前記偏光板の透過軸方向は前記液晶ピクセルを構成する任意の辺に対して２０°以上７０°以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶セルの背面側の前記基板の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶表示部は第１の安定状態と第２の安定状態とを有するメモリー性液晶パネルであって、液晶分子長軸方向は何れの安定状態においても前記一対の基板となす角度が５°以内にあることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
個人データの入力方法として、電子ペーパー、携帯電話を使用して、予め登録している個人データ（住所、氏名、電話番号等）を、電子ペーパー、携帯電話に搭載された液晶画面にバーコード等で表示し、バーコードリーダーを備えた端末を使用してスキャンすることによって、端末にデータを取り込む方式が特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、スーパーマーケット、コンビニエンスストア等の店舗の商品陳列棚には、電子棚札システムが実用化され、特許文献２に、電子棚札の液晶表示装置に直接バーコードを表示する技術の例が開示されている。
【０００４】
特許文献３に開示している反射型液晶表示装置には、電卓、電子手帳、電子時計等の携帯型電子機器の表示装置に利用されている、反射板に関する技術を説明している。液晶セルの裏面側に反射板を配置したものであり、その反射板としては、従来、樹脂フィルムからなるベースシートの表面にＡl（アルミニウム）を蒸着した反射板（以下、Ａl 蒸着反射板と表す）と、Ａl箔からなる反射板（以下、Ａl箔反射板と表す）の指向性の改善を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４２１５５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２８９３号公報
【特許文献３】特開平７−８４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らが、特開平７−８４２５５号公報の従来技術に記載の単純に正反射方向に指向性を持たせたＡl 蒸着反射板を使用した液晶パネルに、特許文献２と同様にこの液晶パネルにバーコードを表示させて、レーザー光を光源とするバーコードリーダーでバーコードの読み取りを試みたところ、読み取る角度が正面の狭い角度範囲に留まるという問題があることが判明した。レーザー光以外にＬＥＤ照明とＣＣＤ撮像素子を利用したバーコードリーダーでも同様の結果であった。紙に印刷されたバーコードの読み取り角度は正面から広範囲の角度で読み取ることが可能であり、読み取り角度が狭い角度範囲にとどまるという点は液晶表示装置に起因する課題である。
【０００７】
更に、このバーコードリーダーで読み取る角度が正面の狭い角度範囲の液晶パネルを、電子棚札に組み込み商品陳列棚に取り付け、バーコードリーダーでの読み取り作業性を検証した。陳列棚の床に近い低い棚に取り付けた棚札では、作業者が持つバーコードリーダーにより液晶パネルに表示されたバーコードを読み取る作業は立ったままでは困難であり、しゃがみ込む姿勢で行なう必要があった。高い棚の場合は更にバーコードリーダーを正面にかざせず読み取りが出来ない場合もあった。
【０００８】
また、特開平７−８４２５５号公報に記載の正反射方向からずれた角度に指向性を持たせた反射板や、特開平７−８４２５５号公報の従来技術に記載の単純に正反射方向に指向性を持たせたＡl蒸着反射板を使用した液晶パネルを天井照明下の商品陳列棚の床に近い低い棚に取り付けた場合、商品陳列棚の正面に立った状態で液晶パネルに表示された情報を観察すると、前記液晶パネルは非常に暗く読み取り難い。
さらに、同様に指向性のある反射板を使用した液晶パネルを天井照明下の商品陳列棚の平均的な人間の眼の位置より高い棚に取り付けた場合、商品陳列棚の正面に立った状態で前記液晶パネルの表示を観察すると前期液晶パネルは非常に暗く読み取り難くなる。これは、観察者の視点位置と天井照明を反射する反射板の指向性方向がずれているために生じる問題である。
【０００９】
上記の課題は、液晶表示装置を電子ペーパーとして利用しても同様である。
バーコードリーダーを手で持ちかざす角度及び観察者の視点位置により液晶表示部の視認性や読み取り性が変化してしまう。これはバーコードリーダーで読み取ることを想定した電子棚札において、商品陳列棚に電子棚札を設置する際に設置位置に制約が発生することになる。バーコードリーダーにバーコードの読み取りを行なう位置を制限し、バーコードリーダーを手で持つ角度に制限させるので、電子棚札の液晶パネルが適切に表示される範囲が正面の狭い角度範囲にバーコードリーダーを当てないと前記液晶パネルに表示されたバーコードを読み取ることが出来ない。このため、電子棚札にバーコードリーダーで読み取る作業は使用し難く、改善する必要がある。同様の問題として、室内において前記適切に表示される範囲が正面の狭い角度範囲に限られる電子ペーパーを複数の人数で異なった方向から観察する場合、と照明光を反射板が反射する指向性方向では明るく視認できるが、そり以外の方向では暗く視認され視認性が悪くなる。
【００１０】
電子ペーパー、携帯機器、電子棚札等は長時間の利用を想定したものであるため、低消費電力動作することが望ましい。そのため、電力を非常に多く消費するバックライトは使用しないものが多い。バックライトを利用せず、Ａｌ等の指向性のある反射板を採用した液晶表示装置では、本来の紙のような、どの方向から見ても均一に認知できるコントラストが得られる視認性を得ることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、バーコードを、液晶の電気光学効果によって表示する液晶表示装置において、２枚の透明基板の互いに向かい合う面に透明電極を設け、前記透明電極の表面に配向膜を設け、前記２枚の透明基板で液晶層を挟持した。表示部側の透明基板表面には偏光板を配置し、表示部側でない側の透明基板には反射偏光子を配置した。前記反射偏光子の表示部側でない側に空気層を介して波長４５０〜７５０ｎｍにおける分光反射率が９０％以上で且内部に微細な気泡を多数形成させた熱可塑性樹脂から成る白色フィルムを配置した。
【００１２】
また、バーコードを読み取るための表示面側でない側の偏光板の透過軸方向は、バーコードを構成する個々のバーの短辺方向に対して２０°〜７０°の範囲内にあるようにした。
【００１３】
また、液晶表示装置は第１の安定状態と第２の安定状態とを有するメモリー性液晶パネルである。
【００１４】
また、液晶表示装置は液晶セルの背面側の透明基板の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であるようにした。
【００１５】
また、前記白色フィルムの背面に角度調整可能な反射ミラーを配置した。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の角度調節可能な反射ミラーを配置した電子棚札によれば、表示したバーコードをバーコードリーダーによる、読み取り角度が広くなるので、正確な読み取りが可能になるとともに、電子棚札の設置位置に問わず読み取り姿勢に制約が解消され作業効率のアップに寄与する。これはバーコードリーダーでバーコードの読み取りを行なう位置制限が緩和されるため、バーコードリーダーを手で持つ角度も制限されなくなり、使用しやすくなる。上記の特徴は電子ペーパーとして利用する場合においても同様の効果が挙げられる。
【００１７】
また、本発明によればレーザー方式のバーコードリーダー固有の偏光方向に対して読み取り依存性がなくなるので、使用できるバーコードリーダーの機種が広がり利便性を提供できる。同じ原理で、従来のものでは困難であった観察者が偏光サングラスを着用した場合でも電子棚札や電子ペーパーの表示を視認ができるようになる。
【００１８】
また、本発明の液晶表示装置はメモリー性があるにもかかわらず、視野角が広く、指向性を持たない白色フィルムとの共助作用と、反射偏光子と白色フィルムの間の空気層を最小の間隔で保持できるので、多重再帰反射によるパララックスの影響をすくなくするとともに再帰光を効率よく利用して、視認角度範囲を広くしても明るさを確保できる。
【００１９】
また、本発明の液晶表示装置を組み込んだ電子ペーパーでは、背面から外光を効率よく取込むことで照明光の正反射光と視点が近い場合の視認性の低下を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る液晶表示部の模式的断面図である。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の白色フィルムと従来のＡｌ蒸着反射板の読み取り性能のバーの長辺方向角度依存性と短辺方向角度依存性を比較した図である。
【図３】一般的な液晶表示装置にバーコードを表示して正面と斜めから見た場合に発生するパララックスの様子を表す図である。
【図４】再帰反射率の角度依存性の測定方法を説明する図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の白色フィルムと従来のＡｌ蒸着反射板の再帰反射率の角度依存性を比較した図である。
【図６】本発明に液晶表示部の空気層の効果を説明する模式的断面図である。
【図７】本発明に係るバーコードリーダーの読み出し光の偏光方向と液晶表示装置の偏光板の透過軸の関係を説明する図である。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の模式的断面図である。
【図９】本発明に係る液晶表示装置の外光取込み方法を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明に係る液晶表示部の実施例１を表す模式的断面図である。図１の液晶セル９において、２枚の透明基板である上透明基板２と下透明基板６との互いに向かい合う面にそれぞれ２枚の透明電極である上透明電極３と下透明電極５を設ける。前記上透明電極３と下透明電極５の表面には図示しないが配向膜が設けられ、前記２枚の上透明基板２と下透明基板６で液晶層４を挟持する。上透明基板２の表示側に偏光板１が配置され下透明基板６の表示側ではない側に反射偏光子７が配置されている。前記反射偏光子７の表示側でない側に空気層を介して白色フィルム８を設置している。この白色フィルム８と下透明基板６とは接しているだけであり、透明糊などにより接着などは行なわない。本発明における液晶表示部は二次元マトリクス状に複数の液晶ピクセルが配置されている。図１において符号１０は液晶表示部において白を表示するピクセルを示す白表示部、符号１１は黒を表示するピクセルを示す黒表示部をそれぞれ表す。ここで、白表示部１０は外部から入射した光が液晶セル９を通過後、白色フィルム８と前記白色フィルム８の空気層の境界面で図１において半円で示されるように指向性のない反射をする。その後、反射した光が再び液晶セル９を通過し図１の上方の表示側へと射光する。黒表示部１１では外部から入射した光が液晶セル９を通過せず、反射偏光子７で指向性のある反射をし、前記白色フィルム８へは到達しない。そのため、観察者は白表示部１０は白色と、黒表示部１１は黒色とを視認することが出来る。詳細については後述する。
【００２３】
実施例１では前記液晶表示部に加え、データ入力手段とデータ保存手段とデータ表示手段とを有する電子回路３０と、前記電子回路３０を駆動するための電源手段３１とにより液晶表示装置が成り立つ。
【００２４】
実施例１における液晶表示装置は、液晶層４の厚みが１．５μｍであるネマテック液晶を用いたメモリー性を有する液晶表示装置を採用した。
【００２５】
また、図１に示していないが、偏光板１と反射偏光子７の透過軸の角度は偏光子を透過する直線偏光の振動面が平行である平行ニコルに概ね設定されている。白表示部１０が第２の安定状態を表し、黒表示部１１が第１の安定状態を表している。白表示部１０の液晶層４は液晶セル９の平面上で１８０°ツイストしており、直線偏光が物質中を通過した際に光が回転する現象である旋光による偏光方位がほとんど変化せず、図中の入射光は効率よく透過して白色フィルム８で拡散反射して再び偏光板１と反射偏光子７透過して表示側へ出力される。そのため、液晶セル９を観察すると前記箇所は白く見える。
【００２６】
一方、黒表示部１１の液晶層４は液晶セル９の平面上で０°ツイストしている。液晶層４の位相差であるリタデーションが概ね１／２波長で、偏光方位が液晶セル９の平面上で９０°回転して、反射偏光子７で正反射する。図中の観察者の視点が正反射される角度からずれていれば、他の角度において入射光が偏光板１から外部へ出力せず、液晶セル９を観察すると前記箇所はその影の暗くなった部分を視認することになり、黒表示が得られる。
【００２７】
また、図１に示していないが、偏光板１と反射偏光子７の透過軸の角度は偏光子を透過する直線偏光の振動面が直交するクロスニコルに概ね設定されると、上記の表示は白黒が反転して表示される。また、上下基板のどちらか一方の画素電極と画素電極の間のであるいわゆるインターピクセル部も黒表示となる。黒表示部１１は同時に正反射光に対しては鏡のように表示されるミラー表示となる。このミラー表示部を積極的に装飾目的に利用して液晶表示装置の用途の１つである電子棚札に利用することも可能である。
【００２８】
上記の構成で特に重要な点は、空気層の厚みと白色フィルム８の特性である。白色フィルム８としては、波長４５０〜７５０ｎｍにおける分光反射率が９０％以上のものであれば特に制限されない。例えば、熱可塑性樹脂の内部に微細な気泡を多数形成したものは光反射率が高く、使用することができる。このフィルムは指向性の無い反射をする特徴があるため平常時において観察者には白色に見える。上記の熱可塑性樹脂としては、溶融押出しによってフィルムを形成し得るものであれば特に限定しないが、好ましい例として、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィドなどを挙げることができる。
【００２９】
上記のポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ 以下Ｐ Ｅ Ｔ と略称する）、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（ 以下Ｐ Ｅ Ｎ と略称する）、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートなどを挙げることができる。
【００３０】
上記の微細な気泡を含有させたものとしては、公知の方法で製造したもの、例えば（１）ポリエステルと非相溶性の熱可塑性樹脂を添加し、溶融押出後、１軸または２軸に延伸したもの、（２）有機、無機の微粒子を添加して溶融押出後、１軸または２軸に延伸したものなどを挙げることができるが、本発明においては、微細な気泡を形成することにより反射界面を増加させたものがより好ましく、すなわち、上記の方法で製造したものが、より好ましい。
【００３１】
上記の白色フィルム８は市場でも容易に入手することができ、例えば、東レ株式会社製・ルミラーＥ６０Ｌタイプ、Ｅ６０Ｖタイプ、Ｅ６Ｌタイプ、６ＳＶタイプの反射性フィルムを挙げることができる。また、白色の無機質微粒子を添加したルミラーＥ２０タイプの様なものでも性能に劣るところを有るが使用可能である。また、同様の他社類似製品を使用してもかまわない。
【００３２】
本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８の特質を説明する。ルミラーＥ６０Ｌタイプを顕微鏡でテクスチャーを観察すると表面は微細な気泡に起因する微細な凹凸がある。この凹凸のために白色フィルム８を偏光板１に軽く押し付けても実効的に空気層が確保される。ビーズなどのスペーサを使用することなく空気層を確保できるので、組み立てには非常に便利な素材である。
【００３３】
反射偏光子７としては、複屈折性の誘電体多層膜を採用した。この複屈折性の誘電体多層膜は、所定の直線偏光成分を反射し、所定の直線偏光成分以外の偏光成分を透過する機能を有する。このような複屈折性の誘電体多層膜の詳細については、特表平９−５０６９８５号公報に開示されている。またこのような反射偏光子７は、米国３Ｍ社からＤＢＥＦ（商品名）として市販されており、一般に入手可能である。これ以外にもグリット反射偏光板やコレステリック液晶ポリマーを利用した反射偏光板などを利用してもよい。
【００３４】
偏光板１は所定の直線偏光成分を吸収し、それ以外の偏光成分を透過する機能を有しており、従来の液晶装置で通常に用いられてきたものと同である。これには、ヨウ素錯体などの二色性物質を吸着したＰＶＡフィルムを延伸したもの等がよく利用される。
【００３５】
同様に下透明基板６の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることがパララックスを低減することに有効である。ただし、液晶セル９製造時に厚みが０．４ｍｍよりも薄いガラス基板を採用すると、機械的強度が低下しガラス基板が破損する等の問題を生じる。そこで、液晶セル９完成後下透明基板６を物理的研磨によって薄膜化するか、化学エッチングで薄型化することが望ましい。
【００３６】
また、使用できる液晶モードは視野角の広く、メモリー性を有していることが望ましい。しかし、搭載する機器の電力に余裕があれば必ずしもメモリー性は必要ない。この場合は、高視野角のＶＡモードやＩＰＳモードをＴＦＴ素子で使用したアクティブマトリックス駆動により使用することができる。
【００３７】
ここで、本発明に係る液晶表示装置にて上記の構成を採用した理由について説明する。本発明の液晶パネルの反射偏光子７に、日東電工株式会社製の反射板付き偏光板、型式Ｆ３２０５Ｍを採用したものを利用した。その後、前記液晶パネルレーザー方式のバーコードリーダーによる読み取り角度依存性を測定した。型式Ｆ３２０５Ｍはマット処理された基材にＡｌ蒸着された反射板と偏光板が貼り合わされたものである。上記の構成は一般的な反射偏光板であり、正反射方向に指向性を持っている。バーコードリーダー１５の傾き角度について、バーコード１８のバーの長辺方向角度１７方向へ測定するパターンとバーコード１８のバーの短辺方向角度１６方向へ測定するパターンの２種類の測定を行なった。
【００３８】
測定結果を図２に示す。ここでは本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８と従来のＡｌ蒸着反射板の読み取り性能のバーの長辺方向角度依存性を比較した。これはＹ軸方向またはＸ軸方向にバーコードリーダー１５を傾けてバーコードを読み取るという実験である。図２の（ａ）及び（ｂ）において四角のシンボルはＡｌ蒸着反射板の読み取り成功回数を示し、丸のシンボルは白色フィルム８の読み取り成功回数を示す。横軸はバーの長辺方向の傾斜角度を表し、縦軸は３回行なった実験の成功回数を示す。この図２（ａ）において、Ａｌ蒸着反射板では−１５度から＋１５度の範囲でしか読み取りが成功できなかったのに対して、白色フィルム８では−３５度から＋４０度の範囲において３回とも読み取りが成功している。図２（ｂ）においても図２（ａ）と同様の傾向が見られ、Ａｌ蒸着反射板では−５度から＋１５度の範囲でしか一度でも読み取りが成功できなかったのに対して、白色フィルム８では−２５度から＋３０度の範囲において３回とも読み取りが成功している。これらの結果により、Ａｌ蒸着反射板よりも白色フィルム８のほうが広い範囲でバーコードの読み取りが可能であることが分かる
【００３９】
これは次のような要因による。
【００４０】
（１）受光範囲の狭さ。通常の液晶表示を想定すると、光源は天井の照明であり、液晶表示の反射板に対して正反射方向で視認する。一方、バーコードリーダー１５は光源のレーザー出射位置と光検出器２１が近接しているので、反射板によってほとんど反射される正反射方向の光を受光できない。受光するには、反射板平面に対して垂直に近い角度でバーコードリーダー１５を構える必要がある。少しでも角度がずれると検出器は受光できなくなってしまう。
【００４１】
（２）拡散性の度合い。反射板の拡散性を強くすると、偏光板１と反射板が一体化していると内部拡散となってしまい、強く拡散した光は、ほとんどは出射するとき偏光板１と空気の界面で全反射して出射できず、結局偏光板１で吸収されてしまい暗くなる。結果として、バーコードリーダー１５の光検出器２１に入射する光も少なくなり検出感度の低下をもたらす。更に、表示の明るさも低下するので視認性も同時に低下する。
【００４２】
（３）空気層の間隔。バーコードリーダー１５の読み取り性能のバーの短辺方向角度依存性の低下原因にはパララックスも寄与している。一般的な液晶表示装置にバーコードを表示して正面と斜めから見た場合に発生するパララックスの様子を図３に示す。
【００４３】
図３の説明を行なう。図３において正面から観察したバーコード１９と斜めから観察したバーコード２０を比較すると、斜めから見た場合には影の影響が大きく出る。これは液晶セル９の厚みが影として観察されることによる。そのため、視認性が劣るだけでなく、バーコードリーダー１５の読み取り角度をバーの短辺方向に傾けるとパララックスにより読み取り角度が狭くなる。パララックスを改善するためにはガラスなどで構成される上透明基板２や下透明基盤６や偏光板１の厚みを薄くする必要がある。しかしガラスなどで構成される上透明基板２や下透明基盤６、偏光板１の厚みを薄くするのには限界がある。本発明のように反射偏光子７の下に空気層を介して白色フィルム８を設置する場合のパララックスを改善するためには、上透明基板２、下透明基板６や偏光板１を薄くすることに加え、空気層の間隔も極力薄くする必要がある。
【００４４】
（４）バーコードリーダー１５の直線偏向方向と偏光板１の透過軸の関係。レーザー方式のバーコードリーダー１５の光は直線偏光である。通常のバーコードリーダー１５ではバーの長辺方向と平行に光の偏光面が設定されている。または、短辺方向と平行の場合もある。液晶表示装置の偏光板１の角度はこの二つの場合に対応する必要がある。バーコードリーダー１５の直線偏光方向と偏光板１の透過軸が９０度ずれていると読み取りは不可能になる。
【００４５】
上記のレーザー方式のバーコードリーダー１５による読み取り角度が狭くなる四つの要因に対して本発明では以下の対策を行なっている。
【００４６】
上記（１）の受光範囲の狭さに対しては、従来のＡｌ蒸着反射板から白色フィルム８を採用した。白色フィルム８として、波長４５０〜７５０ｎｍにおける分光反射率が９０％以上のもので、例えば、熱可塑性樹脂の内部に微細な気泡を多数形成したもので、光反射率が高く、指向性の無い白色反射板を採用する。
【００４７】
ここで、図４にて、再帰反射率の角度依存性の測定方法を説明する。光検出器２１とレーザー出力器２２をバーコード面のＸＹ平面に垂直なＺ軸に対して６°なす角を設定し固定する。測定サンプル２３を中心にして光検出器２１とレーザー出力器２２をＺ軸となす角度が−７０度から＋７０度の範囲で傾けて再帰反射率の角度依存性を測定するものである。これはレーザー方式のバーコードリーダー１５の読み取りに対応した特性を測定するものである。
【００４８】
図５に本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８と従来のＡｌ蒸着反射板の再帰反射率の角度依存性を比較した。図５において、丸のシンボルは白色フィルム８、四角のシンボルはＡｌ蒸着反射板を示す。入射角度は前述のとおりＺ軸に対しなす角度が−７０度から＋７０度までの範囲である。この入射角度を横軸で示し、再帰反射率を縦軸に割合表記にて示したものである。ここでいう再帰反射率の反射率とは、硫酸バリュームで白拡散した標準白色板の再帰反射を基準にして算出した。図５において、Ａｌ蒸着反射板は入射角度が−１０度から＋１０度の範囲において再帰反射率が５０％を超えていることが分かる。それ以外の角度においては再帰反射率がほぼ０％に近い値を示している。それに対して白色フィルム８では入射角度に大きな依存を受けない。全体として８０％を超える高い再帰反射率を今回測定した−７０度から＋７０度の範囲において出している。白色フィルム８は従来のＡｌ蒸着反射板と比較して入射角度が大きくなっても再帰反射率が極端に低下することは無く指向性を持たないことを示している。従って、本発明に係る液晶表示装置ではレーザー方式のバーコードリーダー１５を傾けてもバーコードリーダー１５の光検出器２１にレーザーの反射光が届くことになる。
【００４９】
上記（２）の拡散性の度合いに対しては、白色フィルム８の表面は微細な気泡に起因する微細な凹凸がある。この凹凸のために白色フィルムを偏光板１に軽く押し付けても実効的に空気層が確保される。
【００５０】
図６は空気層の効果を説明する模式的断面図である。図６ａは液晶セル９の正面図、ＸＹ平面を示した図である。液晶セル９の偏光板１と白色フィルム８の間に空気層がある空気層エリア１２と透明糊１４により白色フィルム８と液晶セル９を張り合わせた透明糊エリア１３で構成される。図６ｂは、前記液晶セル９の断面図、ＺＸ平面を示したものである。ＡとＢはそれぞれ光の入射経路を示す。この図６により、空気層のある状態での光の反射と、空気層のない、透明糊１４で満たされた状態での光の反射との比較をする。
【００５１】
図中の入射光ａをバーコードリーダー１５の読み出し光と想定すると、読み出し光は白色フィルム８で指向性無く拡散する。図では白色フィルム８表面で拡散しているように見えるが、本質的にはフィルムの内部でも拡散して反射されている。この拡散反射光は液晶セル９に入射してもスネルの法則に従った屈折を繰り返して同じ角度で液晶セル９を出射し矢印cの方向に出射する。また、空気層内で再度反射した入射光も図６の矢印ｆで示されるようにスネルの法則に従い出射する。矢印ｆは代表的な入射光を現しており、外部から入射した経路については省略した。液晶セル９と偏光板１と反射偏光子７の屈折率はほぼ同じであるため、図６では液晶セル９と偏光板１と反射偏光子７の屈折に関しての描写は省略する。
【００５２】
一方ｂのバーコードリーダー１５の読み出し光も、白色フィルム８で指向性無く拡散する。しかし、液晶セル９及び偏光板１、反射偏光子７の屈折率は１．５前後、透明糊１４の屈折率は１．４９前後である。これは大気の屈折率２と比べても明らかであるように、液晶セル９及び偏光板１、反射偏光子７と透明糊１４の屈折率はほぼ等しく、反射した光は屈折することなく液晶セル９と外部の界面へと直進する。この拡散反射光は液晶セル９の内部から出射するときに、全反射の臨界角を超える角度の光は矢印eの様に内部に閉じ込められてしまう。液晶セル９の外に出射できるのは、角度が小さい領域のみとなり結果としてバーコードリーダー１５の光検出器２１に届くレーザーの反射光が減ってしまう。
【００５３】
上記の理由で本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８は表面に空孔が多数存在することにより、上記入射光ａの示す効果により効率よくレーザーの反射光がバーコードリーダー１５の光検出器に届くことになる。
【００５４】
上記（３）の空気層の間隔に対しては、本発明では反射偏光子７の下に空気層を介して白色フィルム８を設置する場合、空気層の間隔も極力薄くする必要がある。空気層の間隔は１０μｍ以下であることが望ましい。しかし、空気層の間隔が光の波長よりも狭くなると前述した指向性のない拡散が期待できなくなってしまう。白色フィルム８として、ルミラーＥ６０Ｌタイプ使用した場合表面は微細な気泡に起因する微細な凹凸がある。この凹凸のために白色フィルム８を偏光板１に軽く押し付けても実効的に空気層が確保される。この場合の実効的な間隔は０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。下限に関しては、反射偏光子７に白色フィルム８を接着する際、接着時にも白色フィルム８の反射偏光子７に接している表面の空孔が直径０．５μｍ以上１０μｍ以下であればよいということになる。
【００５５】
図６を使用して、反射偏光子７と白色フィルム８の間隔がパララックスに与える影響を説明する。図中のａをバーコードリーダー１５の読み出し光と想定すると反射偏光子７を透過した光は直線偏光であるが、白色フィルム８で指向性無く拡散すると偏光は解消してランダムな自然光になり再び反射偏光子７に入射する。ここで、反射偏光子の反射方向振動成分が反射して再度白色フィルム８で指向性無く拡散反射するいわゆる再帰反射を生じる。このときに空気層の間隔に比例して光路差が生じる。再帰反射は複数回発生するのでこの光路差は再帰反射の回数分に比例して増加する。図中のfは２回目の光路差を示している。これがパララックスを拡大させている。
【００５６】
ビーズなどのスペーサを使用して間隔を確保する場合でも、１００μm程度でも再帰反射の影響で無視できないパララックスを発生させる。入射角度が大きくなるとさらに大きくなるので可能な限り薄くすることが望まれる。本発明では１０μｍ以下に容易にできるので、ビーズなどのスペーサと比較してパララックスの発生を小さく出来、入射角度の大きいバーコードリーダー１５の読み取り角度依存性の低下を改善している。
【００５７】
上記（４）のバーコードリーダー１５の直線偏向方向と偏光板１の透過軸の関係に対しては、バーコードを読み取るための光が照射される側の偏光板１の透過軸方向は、バーコードを構成する個々のバーの短辺方向に対して２０°〜７０°の範囲内にあるようにした。ここで、液晶表示装置の液晶パネルは二次元マトリクス状に複数の液晶ピクセルが配置されている。バーコードは前記二次元マトリクスにおいてどちらか１次元に対応する軸がバーコードの短辺方向に対応し、他の１次元に対応する軸がバーコードの長辺方向に対応する。
【００５８】
図７は本発明に係るバーコードリーダー１５の読み出し光の偏光方向と液晶表示装置の偏光板１の透過軸の関係を説明する図である。図７ａにおいて、バーコードリーダー１５がバーコードを表示している液晶表示部２４に対してＺ軸に垂直な形に向き合っていることを示し、図中の矢印はスキャンする範囲を示す。図７ｂは前記バーコードを表示している液晶表示部２４をバーコードリーダー１５から見たＸＹ平面図である。ここで、太い両矢印はレーザーの振動方向を示し、Ｘ軸方向に対してレーザーは振動をしている。改めて解説を行なうが、偏光板１の透過軸方向はＸＹ平面において２０度から７０度の範囲に納まる。
【００５９】
通常のバーコードリーダー１５ではバーの長辺方向と平行に光の偏光面が設定されているか、短辺方向と平行の場合の二者の方向である。液晶表示装置の偏光板１の透過軸の角度はこの二者に対応する必要がある。なぜなら、どちらか一方の光の偏光面に対して偏光板１の透過軸が９０度ずれていると読み取りは不可能となってしまうためである。本発明ではバーの短辺方向に対して２０°〜７０°の範囲内にあるようにした。この設定内であれば、読み出し光の偏光方向と偏光板１の透過軸のずれによる透過率低下は半分程度で安定するので、読み取りの安定化に寄与する。
【００６０】
以上の（１）〜（４）の対策の結果、レーザー方式のバーコードリーダー１５固有の偏光方向に対して読み取り依存性がなくなるので、使用できるバーコードリーダー１５の機種が広がり利便性を提供できる。図２と図５に示すように、本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８と従来のＡｌ蒸着反射板の読み取り性能のバーの長辺方向角度依存性を比較すると、本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム８が従来のＡｌ蒸着反射板の読み取り性能に比較して広い範囲にわたって読み取れることが判る。
【００６１】
一方、本発明に係る液晶表示装置では、表示見栄えについても改善している。本発明に係る液晶表示装置で採用した白色フィルム８は指向性の無い反射特性を示す。従来良く使用されてきたＴＮモードのような視野角依存性の大きい液晶モードを使用すると、観察者が斜めから観察した場合にコントラストの低下や白黒の反転が見えやすくなる問題が発生した。これは従来のＡｌ蒸着反射板では指向性が大きかったためである。この現象は従来、反射光が減少して暗くなって視認できなかったのであまり問題にならなかった。
【００６２】
本発明では、液晶表示装置は第１の安定状態と第２の安定状態とを有するメモリー性液晶パネルであって、液晶分子長軸方向は何れの安定状態においても一対の基板となす角度が５°以内にあるようにした。図１の白表示部１０が第２の安定状態を表し、黒表示部１１が第１の安定状態を表し共に液晶分子長軸方向と基板となす角度が５°以内である。
【００６３】
つまり、液晶分子長軸方向と基板となす角度は表示状態により変化しない。よって視角が広い。ＴＮモードの場合は、白黒表示により数十度角度が変化するために正面と斜めから観察するとこの角度が違ってしまいコントラストの低下や白黒の反転が生じている。
【００６４】
さらに、上記のレーザー方式のバーコードリーダー１５による読み取り角度が狭くなる四つの要因に対して本発明でなされた対策が表示見栄えの改善に寄与していることを以下に説明する。
【００６５】
（１）受光範囲の狭さに対しては、従来のＡｌ蒸着反射板から白色フィルム８を採用した。レーザー方式のバーコードリーダー１５による読み取り角度改善のメカニズムと同じに指向性がなくなったのであらゆる角度から均一な明るさで視認できるようになった。しかし、指向性がなくなった分、単位立体角度あたりの光が減ることになり暗くなった。この課題に対しては、（２）拡散性の度合いと（３）空気層の間隔で説明した反射偏光子７と白色フィルム８の間の空気層の相互作用により明るさを改善している。
【００６６】
図６のａを外光の入射光と想定すると、入射光は白色フィルム８で指向性無く拡散する。この拡散反射光は液晶セル９に入射してもスネルの法則に従った屈折を繰り返して同じ角度で液晶セル９を出射し矢印cの方向に出射する。一方ｂの入射光も、白色フィルム８で指向性無く拡散する。しかし、この拡散反射光は液晶セル９の内部から出射するときに、全反射の臨界角を超える角度の光は矢印eの様に内部に閉じ込められてしまい、つまり、全反射の臨界点を超えない角度の光のみが出射することになる。その結果、観察者が観察すると液晶パネルの該当箇所は暗く映る。
【００６７】
また、外光の入射光ａは反射偏光子７と白色フィルム８の間で再帰反射が複数回発生する。しかし、白色フィルム８は波長４５０〜７５０ｎｍにおける分光反射率が９０％以上で、光反射率が高く、指向性の無い白色反射板である。そのため、直線偏光を自然光に効率よく解消することができ、再帰反射が実現できる。
【００６８】
ここで、直線偏光を自然光に効率よく解消して再帰反射できるのは、白色フィルム８の微細な気泡の働きによることを説明する。気泡の中は空気とほぼ同じ屈折率でほぼ１である。気泡の周りのポリエステル樹脂の屈折率は約１．５で、その屈折率差が大きく、厚み方向に多数の気泡による屈折率差を伴った微小な気泡形成されている。この多数の気泡による屈折率差により光は高い反射率で反射するとともに同時に拡散と偏光を解消する。他の方法では、ガラスビーズを利用した拡散反射による高い屈折率とガラスビーズにより光を吸収するガラスビーズの吸収方法と、バインダーの吸収方法などが挙げられる。しかしこれらの方法では高い反射率と拡散と偏光の解消を同時にはなしえない。
【００６９】
よって、直線偏光を自然光に効率よく解消して再帰反射でき、入射光を効率よく、反射偏光子７と白色フィルム８の間で直線偏光に複数回の再帰反射で変換して、結果として反射偏光子７の透過軸方向を効率よく再透過できるようになる。その結果、紙のように、どの方角から観察しても明るく見えるようになる。
【００７０】
上記の結果、図１の白表示部１０では、指向性がなくなり、単位立体角度あたりの光が減った分を、内面拡散によるロス改善と反射偏光子７の再帰反射効率を白色フィルム８で改善することで補い明るさを確保している。
【００７１】
同様に、反射偏光子７と白色フィルム８の間隔が再帰反射で生じるパララックスに与える影響について、本発明では間隔を１０μｍ以下に容易にできるので、ビーズなどのスペーサと比較してパララックスの発生を低く出来る。その結果、下透明基板６の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下に薄くすることとの相互作用でパララックスを低減することに有効に作用する。
【００７２】
その結果、本発明の液晶表示装置では、視野角が広い液晶モードと、指向性を持たない白色フィルム８との共助作用と、反射偏光子７と白色フィルム８の間の空気層を最小の間隔で密着できるので、多重再帰反射によるパララックスの影響をすくなくするとともに再帰光を効率よく利用して、視認角度範囲を広くしても明るくパララックスの少ない紙に近い表示特性を実現できる。
【実施例２】
【００７３】
次に、本発明の液晶表示部２４を組み込んだ液晶表示装置２７について説明する。図８は本発明に係る液晶表示装置の模式的断面図である図である。液晶表示部２４は、実施例１の液晶セル９、偏光板１、反射偏光子７と白色フィルム８で構成されるものと同じである。少なくとも表示領域とその裏側を透明にした表示ケース２５内に収められて、表示ケース２５と本体ケース２６とを接続する接続部２９を有する。前期接続部２９は例えば回転ヒンジなどが挙げられる。本体ケース２６内には図示しないが外部より表示されるデータを得るデータ入力手段とデータを保存するデータ保存手段とデータを表示するデータ表示手段とで構成される電子回路３０と電源手段３１が収納されている。本体ケース２６の表面の表示ケース２５へ折畳む側に、反射体２８が設置され、表示ケース２５の裏面側と本体ケース２６の反射体２８面が向かい合う形で折畳んだ状態で近接している。
【００７４】
液晶表示部２４に組み込まれた白色フィルム８は、微細な気泡の気泡と周りのポリエステル樹脂の屈折率差を利用し反射する。白色フィルム８内での光の吸収は少なく、厚みを薄くすることで反射率と透過率をコントロールできる。例えば反射率９４％である白色フィルム８の場合では透過率は数％確保できる。
【００７５】
図８の折畳んだ状態では、外光aは液晶表示部２４に組み込まれた白色フィルム８からの反射bと白色フィルム８を透過し反射体２８で反射し再度白色フィルムを透過した光cの両方を利用して、白を表示する。
【００７６】
図９は、表示ケース２５と本体ケース２６を折畳んだ状態から少し開いた状態で、外光を液晶表示部２４から取込むaと、反射体２８からの反射を利用し背面から外光を取込むbとを両方同時に取込み利用する例である。液晶表示装置２７から取込む外光aの照明光の正反射光と視点が近い場合の視認性の低下について、正反射の影響が出ない光源と視点の位置関係にしても、背面から外光を取込むbを効率よく取込む透過モードを使用できるようにすることで、視認性を改善している。
【００７７】
白色フィルム８を薄くすると透過率は増大するが反射率が低下する。しかし、図８のように折畳んだ状態では、反射体２８において透過した光を利用できるので低下した反射率を補って白を表示できる。しかし、透過率をあまり大きくすると、透過モードではフレネル反射などのロスが大きくなるので、望ましくは白色フィルム８の反射率を５０％以上にし、透過による利用を制限したほうがより光を効率的に利用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１  偏光板
２  上透明基板
３  上透明電極
４  液晶層
５  下透明電極
６  下透明基板
７  反射偏光子
８  白色フィルム
９  液晶セル
１０  白表示部
１１  黒表示部
１２  空気層エリア
１３  透明糊エリア
１４  透明糊
１５  バーコードリーダー
１６  バーの短辺方向角度
１７  バーの長辺方向角度
１９  正面から観察したバーコード
２０  斜めから観察したバーコード
２１  光検出器
２２  レーザー出力器
２３  測定サンプル
２４  液晶表示部
２５  表示ケース
２６  本体ケース
２７  液晶表示装置
２８  反射体
２９  接続部
３０  電子回路
３１  電源手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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