JP2010113257A - Liquid crystal display device and electronic shelf tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置および電子棚札に関するものであり、特に、店舗等において商品陳列棚付近に配置して、その任意の位置に商品名、商品価格、バーコード等の商品に関する情報を表示するための液晶表示装置に関わり、バーコード表示のバーコードリーダーによる読み取り性能を改善し、同時に表示性能を両立することを可能とする。 The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic shelf label, and in particular, is arranged near a product display shelf in a store or the like, and displays information related to a product such as a product name, a product price, and a barcode at an arbitrary position. The present invention relates to a liquid crystal display device for improving the reading performance of a bar code display by a bar code reader and at the same time making it possible to achieve both display performances.
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、その棚に陳列されている商品の価格等を表示する棚札が貼付されている。棚札を付け替える労力及び時間の節約のため、電子棚札及び電子棚札システムにより、ホストコンピュータと各店舗の店舗サーバを接続し、ホストコンピュータから送信される商品情報をそれぞれ店舗内の陳列棚の電子棚札に送信しする方法が利用されている。 A shelf label for displaying the price of a product displayed on the shelf is attached to a product display shelf of a store such as a supermarket or a convenience store. In order to save labor and time for changing the shelf label, the electronic shelf label and the electronic shelf label system connect the host computer and the store server of each store, and the product information transmitted from the host computer is stored on the display shelf in the store. A method of transmitting to an electronic shelf label is used.
また、特開2008−161297号公報(特許文献1)には、商品の価格を表示する表示器と、表示器に表示する情報を管理する管理装置と通信する通信部と、液晶表示器に表示される対応商品の品名又は商品を識別するバーコードが印字された商品シートと、表示器を識別する固有の棚札コードがバーコード印字された棚札シートと、を備えた電子棚札において、商品シートと棚札シートを、表示器の表示面と同じ側に配置し、且つ商品シートを棚札シートの上に平面視重なり合うように配置した例が開示されバーコードを電子棚札に表示する必要性を説明している。 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-161297 (Patent Document 1) discloses a display that displays the price of a product, a communication unit that communicates with a management device that manages information displayed on the display, and a liquid crystal display. In an electronic shelf label comprising a product sheet printed with a barcode identifying the product name or product and a shelf label sheet printed with a unique shelf label code identifying the display, An example in which the product sheet and the shelf label sheet are arranged on the same side as the display surface of the display and the product sheet is arranged so as to overlap the shelf label sheet in a plan view is disclosed, and the barcode is displayed on the electronic shelf label. Explains the necessity.
また、特開2003−222893号公報(特許文献2)に、この様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。 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-222893 (Patent Document 2) discloses an example of a technique for directly displaying a barcode on a liquid crystal display device of an electronic shelf label.
特開平7−84255号公報(特許文献3)に開示している反射型液晶表示装には、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 蒸着反射板いう)と、Al 箔からなる反射板(以下、Al箔反射板いう)の指向性の改善を行なっている。
しかしながら、本発明者らが、特開2003−222893号公報と同様に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点の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。特開2008−161297号公報に記載の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、液晶表示装置に起因する課題である。 However, when the present inventors tried to read a barcode with a barcode reader using a laser beam as a light source by displaying the barcode on a liquid crystal panel as in JP-A-2003-222893, the reading angle is It turned out that there was a problem of staying in a narrow angle range in front. Similar results were obtained with a bar code reader using LED illumination and a CCD image sensor in addition to laser light. The reading angle of the printed barcode described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-161297 can be read over a wide range from the front, which is a problem caused by the liquid crystal display device.
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すると、陳列棚の床に近い低い棚に取り付ける棚札では立ったままでの作業は困難で、しゃがみ込む姿勢で行なう必要がある。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。 In addition, a liquid crystal panel with a narrow angle range that can be read by this barcode reader is built into an electronic shelf label and attached to a product display shelf, and the reading work with the barcode reader is verified. It is difficult to work while standing on the shelf label attached to the rack. In the case of tall shelves, there were cases where reading was not possible without holding the barcode reader in front.
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て、正面に立った状態で液晶パネルの表示を観察すると非常に暗く読み取り難い。 Further, a reflector having directivity at an angle deviated from the regular reflection direction described in JP-A-7-84255 or a directivity in the regular reflection direction described in the prior art disclosed in JP-A-7-84255. It is very dark and difficult to read when the liquid crystal panel using an Al vapor deposition reflector with a light is attached to a low shelf near the floor of the product display shelf under ceiling lighting and the display on the liquid crystal panel is observed while standing in front.
また、同様に液晶パネルを天井照明下の商品陳列棚の人の眼の位置より高い棚に取り付けて、正面に立った状態で液晶パネルの表示を観察すると非常に暗く読み取り難くなる。 Similarly, when the liquid crystal panel is mounted on a shelf higher than the position of the human eye of the commodity display shelf under the ceiling lighting and the display on the liquid crystal panel is observed while standing in front, it becomes very dark and difficult to read.
本発明は、上記の課題を解決するために、液晶表示装置において、内側にそれぞれ電極が設けられた一対の基板と、一対の基板間に液晶を封入し、一対の基板の両面に一対の偏光板を配置した液晶セルと、バーコードを読み取るための光が照射される側の反対側の基板に取り付けられた偏光板側に、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。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a liquid crystal display device in which a pair of substrates each provided with an electrode on the inner side, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and a pair of polarizations on both surfaces of the pair of substrates. Spectral reflectance at a wavelength of 450 to 750 nm is 90% through the air layer on the side of the polarizing plate attached to the liquid crystal cell in which the plate is arranged and the substrate opposite to the side irradiated with the light for reading the barcode. A white film made of a thermoplastic resin having a large number of fine bubbles formed therein was disposed.
また、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。 Also, the transmission axis direction of the polarizing plate on the side irradiated with the light for reading the barcode is in the range of 20 ° to 70 ° with respect to the short side direction of each bar constituting the barcode. did.
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°以内にあり、第1の安定状態の分子長軸方向と、前記偏光板の透過軸方は概ね45°であるようにした。 The liquid crystal display device is a memory-type liquid crystal panel having a first stable state and a second stable state, and the liquid crystal molecule major axis direction is within 5 ° between the pair of substrates in any stable state. Therefore, the molecular long axis direction of the first stable state and the transmission axis direction of the polarizing plate were approximately 45 °.
また、液晶表示装置は電子棚札のケースに組み込まれ、ケースは液晶表示装置の表示エリア側を覆う透明カバーを有し、透明カバーの複屈折によるリタデーションがバーコードを読み取るための光の波長に対して130nm以下になるようにした。 The liquid crystal display device is incorporated in a case of an electronic shelf label, and the case has a transparent cover that covers the display area side of the liquid crystal display device, and the retardation due to the birefringence of the transparent cover is adjusted to the wavelength of light for reading the barcode. In contrast, the thickness was set to 130 nm or less.
また、液晶表示装置は電子棚札のケースに組み込まれ、ケースは液晶表示装置の表示エリア側の反対の白色フィルム側を覆う透明カバーを有し、透明カバーを通して外光を取込み、白色フィルムを介して液晶表示装置を透過モードで表示できるようにした。 In addition, the liquid crystal display device is incorporated in a case of an electronic shelf label, and the case has a transparent cover that covers the white film side opposite to the display area side of the liquid crystal display device. The liquid crystal display device can be displayed in the transmission mode.
本発明の液晶表示装置を組み込んだ電子棚札によれば、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、電子棚札を取り付けてある商品陳列棚の高さによる読み取り姿勢に制約がなくなり作業効率のアップに寄与する。 According to the electronic shelf label incorporating the liquid crystal display device of the present invention, since the reading angle of the displayed barcode is widened by the barcode reader, it is possible to accurately read and the product to which the electronic shelf label is attached There is no restriction on the reading posture depending on the height of the display shelf, which contributes to the improvement of work efficiency.
また、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、店舗内で偏光サングラスを使用しても電子棚札の表示を視認できるようになる。 Further, since there is no dependency on the reading with respect to the polarization direction inherent to the laser-type barcode reader, the types of barcode readers that can be used can be expanded and the convenience can be provided. Based on the same principle, the display of the electronic shelf label can be visually recognized even if polarized sunglasses are used in the store.
また、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空気層を最小の間隔で密着できるので、パララックスの影響をすくなくでき、視認角度範囲を広くして明るさを確保できる。 In addition, the liquid crystal display device has a memory property, but it has a wide viewing angle, and since it can closely contact the air layer with a white film that does not have directivity and the air layer at a minimum distance, the influence of parallax can be minimized. The viewing angle range can be widened to ensure brightness.
また、商品陳列棚の高さに応じて、床に近い低い棚では反射モードで、高い棚では背面から外光を取込み反射モードと透過モードの共助作用で利用できるので、照明条件の影響による視認性の低下を改善できる。 In addition, depending on the height of the product display shelf, it can be used in reflection mode for low shelves close to the floor and external light from the back for high shelves, and can be used with the co-operation of reflection mode and transmission mode. It can improve the decline of sex.
図1は、本発明に係る液晶表示装置の実施例を表す模式的断面図である。図1において、液晶パネル9は、上透明電極3と下透明電極5が液晶層4を挟み込むように形成され、前記上透明電極3、前記液晶層4と前記下透明電極5は上透明基板2と下透明基板6に挟まれるようにして配置され、さらに前記上透明基板2と前記下透明基板6は上偏光板1と下偏光板7で挟持されている。上偏光板1側がバーコードを読み取るための光が照射される側である。下偏光板7の下に空気層を介して白色フィルム8を設置されている。
液晶層4は、図示しないがメモリ性を有するネマテック液晶を用いた反射型の液晶表示装置とした。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. In FIG. 1, a
The
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で白色に見える。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。
Particularly important points in the above configuration are the thickness of the air layer and the characteristics of the
ただし、波長450〜750nmにおける分光反射率が90%を切るような白色フィルム、たとえばコピー用紙のような前記分光反射率が70%前後のものでも、読み取り範囲が狭いという課題を解決することが出来る。しかし、分光反射率が低くなるとコントラストが落ち視認性が悪くなるという欠点が生じてしまう。 However, even a white film having a spectral reflectance of less than 90% at a wavelength of 450 to 750 nm, such as a copy sheet having a spectral reflectance of around 70%, can solve the problem of a narrow reading range. . However, when the spectral reflectance is lowered, the contrast is lowered and the visibility is deteriorated.
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。 Specific examples of the polyester include polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET), polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (hereinafter abbreviated as PEN), polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly- 1, 4-cyclohexylene dimethylene terephthalate and the like can be mentioned.
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。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い。すなわち、上記の(1)または(2)の方法で製造したものがより好ましい。 As the above-mentioned fine bubbles, those produced by a known method, for example, (1) a polyester resin and an incompatible thermoplastic resin were added, and after melt extrusion, the film was stretched uniaxially or biaxially. And (2) those obtained by adding organic or inorganic fine particles and melt-extrusion and then stretching uniaxially or biaxially. In the present invention, it is more preferable to increase the reflective interface by forming fine bubbles. That is, the one produced by the above method (1) or (2) is more preferred.
上記の白色フィルム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、同様の他社類似品を使用しても問題ない。 The white film can be easily obtained on the market, and examples thereof include a reflective film of Toray Industries, Inc., Lumirror E60L type, E60V type, E6L type, and 6SV type. Even a Lumirror E20 type to which white inorganic fine particles are added may be used although it is inferior in performance. In addition, there is no problem even if similar products from other companies are used.
図2は本発明に係る液晶表示装置の白色フィルム8の特質を説明するための図である。図2の上部は顕微鏡写真により撮影した白色フィルム8の表面のものであり、図2の下部は前述白色フィルム8の表面をプロファイルしたものである。縦軸方向は表面の粗さを示し、横軸方向は走査方向を表す。ルミラーE60Lタイプを金属顕微鏡でテクスチャーを観察したものであり、そのテクスチャーの表面プロファイルを測定した結果を示す。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。
FIG. 2 is a view for explaining the characteristics of the
ここで、本発明に係る液晶表示装置にて上記の白色フィルム8を採用した理由について説明する。白色フィルム8では表面に微細な凹凸があるため、空気層が確保される。その空気層が下偏光板7と白色フィルム8の間に形成され、光の波長よりも長い領域が確保されると光が前記空気層の中で屈折する。光の屈折率の異なる領域を設けることで、全反射しない角度が空気層のないものよりも広い範囲になる。全反射しない角度の範囲がひろくなると広い角度から入射した光が出射できるため、視認性がよくなる。また、指向性の高い光が入射した時にも、白色フィルムの特性である指向性の無い反射のおかげで光が広い方向に出力され、バーコードリーダーなどで用いられている指向性の高いレーザーで読み取る際にも安定して液晶表示装置27に表示されたバーコードパターンを読み取ることが出来るためである。
Here, the reason why the
本発明の実施例では、従来の双安定型の液晶パネルの下偏光板を剥がして、日東電工株式会社製の反射板付き偏光板、型式F3205Mを貼りなおして、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する。前記型式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。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。本発明で測定したの方向は、図34に示す。図3はバーコードリーダーの読み取り角度範囲の測定を説明する図であり、バーコードリーダー15の測定方向をバーコードのバーの長手方向角度17へ動かすモードと、バーコード18のバーの短辺方向角度16へ動かすモードの二種類の測定方向がある。
In the embodiment of the present invention, the lower polarizing plate of the conventional bistable liquid crystal panel is peeled off, and the polarizing plate with a reflector manufactured by Nitto Denko Corporation, model F3205M, is reattached and read by a laser barcode reader. The angle dependence is measured. The type F3205M is obtained by bonding a reflecting plate and a polarizing plate deposited with Al on a mat-treated substrate. It is a general reflective polarizing plate and has directivity in the regular reflection direction. The direction measured by the present invention is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the measurement of the reading angle range of the barcode reader. The mode in which the measurement direction of the
また、本発明において、バーコード18のバーの短辺方向の軸をX軸、バーコード18の長辺方向の軸をY軸、バーコードが表示されている平面に対して垂直な軸をZ軸と定める。 In the present invention, the axis of the short side direction of the bar of the bar code 18 is the X axis, the axis of the long side direction of the bar code 18 is the Y axis, and the axis perpendicular to the plane on which the bar code is displayed is Z. Determined as the axis.
測定結果は図4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軸方向にバーコードリーダーを傾けてバーコードを読み取るという実験である。図4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4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。この結果により、Al蒸着反射板よりも白色フィルム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。 The measurement results are shown in FIG. Here, the bar-side angle dependency of the reading performance of the white film of the liquid crystal display device according to the present invention and the conventional Al vapor deposition reflector was compared. This is an experiment of reading a barcode by tilting the barcode reader in the Y-axis direction. In FIG. 4, a square symbol indicates the number of successful readings of the Al vapor deposition reflector, and a circle symbol indicates the number of successful readings of the white film. The horizontal axis represents the inclination angle in the long side direction of the bar, and the vertical axis represents the number of successful experiments performed three times. In FIG. 4, reading was successful only in the range of −15 degrees to +15 degrees with the Al vapor-deposited reflector, whereas reading was successful all three times in the range of −35 degrees to +40 degrees with the white film. ing. From this result, it can be seen that the barcode can be read in a wider range in the white film than in the Al vapor deposition reflector.
図5に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短辺方向角度依存性を比較した。これはX軸方向にバーコードリーダーを傾けてバーコードを読み取るという実験である。図5においても図4と同様に、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の読み取り成功回数を示す。横軸はバーの短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5において、Al蒸着反射板では0度から+10度の範囲でしか読み取りが全て成功できなかったのに対して、白色フィルムでは−35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。 FIG. 5 compares the dependence of the reading performance of the white film of the liquid crystal display device according to the present invention and the conventional Al-evaporated reflector on the short side direction angle of the bar. This is an experiment in which the barcode is read by tilting the barcode reader in the X-axis direction. Also in FIG. 5, as in FIG. 4, the square symbol indicates the number of successful readings of the Al vapor deposition reflector, and the circle symbol indicates the number of successful readings of the white film. The horizontal axis represents the inclination angle in the short side direction of the bar, and the vertical axis represents the number of successful experiments performed three times. In FIG. 5, all reading was successful only in the range of 0 ° to + 10 ° with the Al vapor-deposited reflection plate, whereas reading was successful all three times in the range of −35 ° to + 30 ° with the white film. ing.
図4と図5から、従来のAl蒸着反射板は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が狭いことが判る。これは次のような要因による。 4 and 5, it can be seen that the conventional Al vapor-deposited reflector has a narrow reading angle by a laser-type barcode reader. This is due to the following factors.
(1)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は光源のレーザー出射位置と光検出器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、反射板に対して垂直に近い角度でバーコードリーダー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。 (1) Assuming a normal liquid crystal display, the light source is ceiling illumination and is viewed in the regular reflection direction with respect to the liquid crystal display reflector. On the other hand, since the bar code reader is close to the laser emission position of the light source and the photodetector, it cannot receive the light in the regular reflection direction that is almost reflected by the reflecting plate. In order to receive light, it is necessary to hold the barcode reader at an angle close to perpendicular to the reflector. If the angle deviates even a little, the detector cannot receive light.
(2)また、反射板の拡散性を強くすると、偏光板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、ほとんど出射するとき偏光板と空気の界面で全反射して出射できず、結局偏光板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の光検出器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。 (2) Also, if the diffusibility of the reflecting plate is strengthened, if the polarizing plate and the reflecting plate are integrated, internal diffusion will occur, and when the diffused light is almost emitted, it will be entirely at the interface between the polarizing plate and the air. It cannot be reflected and emitted, and is eventually absorbed by the polarizing plate and darkens. As a result, less light is incident on the photodetector of the barcode reader, resulting in a decrease in detection sensitivity. Furthermore, since the brightness of the display also decreases, the visibility also decreases at the same time.
(3)バーコードリーダーの読み取り性能のバーの短辺方向角度依存性に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6に示す。図6aは正面から観察したバーコード19を示し、図6bは斜めから観察したバーコード20を示す。この図6aと図6bを比較すると、斜めから見た場合に影が映りこんでしまっていることがわかる。この影の影響は明らかで、バーコードリーダー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。対策として、ガラス、偏光板の厚みを薄くすることは有効であるが、薄くするのには限界がある。
(3) The parallax also contributes to the cause of the decrease in the dependency of the reading performance of the barcode reader on the angle of the short side direction of the bar. FIG. 6 shows a parallax generated when a barcode is displayed on a general liquid crystal display device and viewed from the front and obliquely. FIG. 6a shows the barcode 19 observed from the front, and FIG. 6b shows the
(4)レーザー方式のバーコードリーダーの光は直線偏光である。大方のバーコードリーダー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が、大方この二者の方向である。液晶表示装置の上偏光板の角度はこの二者に対応する必要がある。バーコードリーダーの直線偏光方向と上偏光板の透過軸が90度ずれていると読み取りは不可能となってしまう。 (4) The light of the laser bar code reader is linearly polarized light. In most barcode readers, the plane of polarization of light is set parallel to the long side direction of the bar. Or it may be parallel to the short side direction, but it is mostly the direction of these two. The angle of the upper polarizing plate of the liquid crystal display device needs to correspond to these two. If the linear polarization direction of the barcode reader and the transmission axis of the upper polarizing plate are shifted by 90 degrees, reading is impossible.
上記の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が狭くなる4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。 In the present invention, the following countermeasures are taken against the four factors that reduce the reading angle of the laser bar code reader.
上記(1)に対しては、従来のAl蒸着反射板から白色フィルムを採用した。白色フィルムとしては、波長450〜750nmにおける分光反射率が90%以上のもので、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である。 For the above (1), a white film was adopted from a conventional Al vapor deposition reflector. The white film has a spectral reflectance of 90% or more at a wavelength of 450 to 750 nm, for example, a film in which many fine bubbles are formed inside a thermoplastic resin, has a high light reflectance, and has no directivity. It is a reflector.
ここで、図7は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。光検出器21とレーザー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の読み取りに対応した特性を測定するものである。 Here, FIG. 7 is a diagram for explaining a method of measuring the angle dependence of the retroreflectance. An angle of 6 ° with respect to the Z axis perpendicular to the XY plane of the barcode surface is set and fixed for the photodetector 21 and the laser 22. The angle dependence of the retroreflectance is measured by tilting the photodetector 21 and the laser 22 with respect to the Z axis in the range of −70 degrees to +70 degrees with the measurement sample 23 as the center. This measures the characteristics corresponding to the reading of a laser bar code reader.
図8に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8において、丸のシンボルは白色フィルム、四角のシンボルはAl蒸着反射板を示し、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。図8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では入射角度に大きな依存を受けず、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を傾けてもバーコードリーダーの光検出器にレーザーの反射光が届くことになる。 FIG. 8 compares the angle dependence of the retroreflectance of the white film of the liquid crystal display device according to the present invention and the conventional Al vapor deposition reflector. In FIG. 8, a circle symbol indicates a white film, a square symbol indicates an Al vapor-deposited reflector, and an incident angle is in the range of −70 degrees to +70 degrees with respect to the Z axis as described above. The incident angle is shown on the horizontal axis, and the retroreflectance is shown in percentage on the vertical axis. In FIG. 8, it can be seen that the Al-evaporated reflector has a retroreflectance exceeding 50% when the incident angle is in the range of −10 degrees to +10 degrees. At other angles, the retroreflectance is close to 0%. On the other hand, the white film is not greatly dependent on the incident angle, and as a whole, a high retroreflectance exceeding 80% is obtained in the range of −70 degrees to +70 degrees measured this time. The white film shows that the retroreflectance does not extremely decrease and does not have directivity even when the incident angle is increased as compared with the conventional Al vapor deposition reflector. Therefore, in the liquid crystal display device according to the present invention, the reflected light of the laser reaches the photodetector of the barcode reader even if the laser barcode reader is tilted.
上記(2)に対しては、白色フィルム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に軽く押し付けても実効的に空気層が確保される。図9は空気層の効果を説明する模式的断面図である。
図9aは、液晶パネル9の正面図、XY平面を示した図である。液晶パネル9の下偏光板と白色フィルム8の間に空気層がある空気層エリア12と透明糊により白色フィルム8と液晶パネル9を張り合わせた透明糊エリア13で構成される。図9bは、前記液晶パネル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9により、空気層のある状態での光の反射と、空気層のない、透明糊で満たされた状態での光の反射との比較をする。
For (2) above, the surface of the white film has fine irregularities due to fine bubbles. Because of the unevenness, an air layer is effectively secured even if the white film is lightly pressed against the polarizing plate. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the effect of the air layer.
FIG. 9A is a front view of the
バーコードリーダーから出力された光Aは、液晶パネル9から空気層を経由し白色フィルムで反射する。白色フィルムにより光は指向性無く拡散する。液晶パネル9から出射する光はスネルの法則に従い屈折し白色フィルムで反射された角度に等しい角度になる。
The light A output from the barcode reader is reflected from the
バーコードリーダーから出力された光Bも同様に液晶パネル9から透明糊14を経由し白色フィルムに反射する。白色フィルムにより光は指向性無く拡散する。しかし、液晶パネル9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、液晶パネル9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パネル9と外部の界面へと直進する。しかし、この拡散反射光は液晶パネル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内部に閉じ込められてしまう。液晶パネル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の光検出器に届くレーザーの反射光が減ってしまう。
Similarly, the light B output from the barcode reader is reflected from the
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は上記Aの光路の示す効果によりレーザーの反射光がバーコードリーダーの光検出器に効率よく届くことになる。 For the above reason, in the white film of the liquid crystal display device according to the present invention, the reflected light of the laser efficiently reaches the photodetector of the barcode reader due to the effect indicated by the optical path A.
上記(3)に対しては、本発明では下偏光板の下に空気層を介して白色フィルムを設置する場合、空気層の間隔も極力薄くする必要があるが、光の波長よりも間隔が狭くなると空気層を設ける効果が十分に得られなくなってしまう。可視光線でもっとも長い波長のものは0.8μm前後である。以上の条件を考えると、空気層を形成する微細な気泡の直径は軽く押し付けられた状態においても1μmから10μmの範囲を維持できる白色フィルムであることが望ましい。白色フィルムとして、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を偏光板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数μm以下となっている。ビーズなどのスペーサを使用して間隔を確保する場合に比較して薄く出来る。上記の対策により、パララックスの発生を低くでき、バーコードリーダーの読み取り角度依存性の低下が改善できる。 In contrast to the above (3), in the present invention, when a white film is installed under the lower polarizing plate via an air layer, it is necessary to make the space between the air layers as thin as possible. If it becomes narrow, the effect of providing an air layer cannot be obtained sufficiently. The longest wavelength of visible light is around 0.8 μm. Considering the above conditions, it is desirable that the fine bubble diameter forming the air layer is a white film capable of maintaining the range of 1 μm to 10 μm even in a lightly pressed state. When Lumirror E60L type is used as a white film, the surface has fine irregularities due to fine bubbles. Because of the unevenness, an air layer is effectively secured even if the white film is lightly pressed against the polarizing plate. In this case, the effective interval is several μm or less. It can be made thinner than when using a spacer such as a bead to secure the interval. By taking the above measures, the occurrence of parallax can be reduced, and the reduction in reading angle dependency of the barcode reader can be improved.
上記(4)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上偏光板1の透過軸方向を、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。図10は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上偏光板の透過軸の関係を説明する図である。図10a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装置27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10bは前記バーコードを表示している液晶表示装置27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、上偏光板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。
For the above (4), the transmission axis direction of the upper
大方のバーコードリーダー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、大方この二者の方向である。液晶表示装置の上偏光板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上偏光板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上偏光板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。
In most barcode readers, the plane of polarization of light is set parallel to the long side direction of the bar, or the two directions are mostly parallel to the short side direction. The angle of the transmission axis of the upper polarizing plate of the liquid crystal display device needs to correspond to these two. This is because reading is impossible if the transmission axis of the upper
以上の(1)〜(4)の対応が相互に作用しあった結果、図4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ようになった。 As a result of the interaction of the above (1) to (4) interacting, as shown in FIGS. 4 and 5, the reading performance of the white film of the liquid crystal display device according to the present invention and the conventional Al vapor deposition reflector Comparing the long-side direction angle dependency of the bar, the white film of the liquid crystal display device according to the present invention can be read over a wide range as compared with the reading performance of the conventional Al vapor deposition reflector.
一方、発明に係る液晶表示装置の表示見栄え、視認性についても改善された。本発明に係る液晶表示装置で採用している白色フィルムが指向性の無い反射特性を示すために、使用する液晶モードに従来良く使用されてきたTN液晶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、視野角が大きい場合、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。この問題は従来のAl蒸着反射板では指向性が大きかったので、視野角が大きい場合反射光が無くなり暗くなって視認できなかったのであまり問題になっていなかったものである。 On the other hand, the display appearance and visibility of the liquid crystal display device according to the invention were also improved. Since the white film employed in the liquid crystal display device according to the present invention exhibits a non-directional reflection characteristic, a liquid crystal mode having a large viewing angle dependency such as a TN liquid crystal that has been conventionally used for the liquid crystal mode used. However, when the viewing angle is large, there is a problem that the contrast is lowered and the inversion of black and white is easily seen. This problem is not a problem because the conventional Al-deposited reflector has high directivity, and when the viewing angle is large, the reflected light disappears and becomes dark and cannot be visually recognized.
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度以内にあり、第1の安定状態の分子長軸方向と、偏光板の透過軸方向は概ね45度であるようにした。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基板となす角度が5度以内である。この結果視野角の広い特性が得られている。また、図示はしていないが、上偏光板と下偏光板の角度は概ね平行ニコルに設定されているので、第1の安定状態の分子長軸方向と、偏光板の透過軸方向が概ね45度であることにより視野角の広い黒表示が得られる。
In the present invention, the liquid crystal display device is a memory type liquid crystal panel having a first stable state and a second stable state, and the liquid crystal molecule major axis direction has an angle of 5 with a pair of substrates in any stable state. The molecular long axis direction of the first stable state and the transmission axis direction of the polarizing plate were approximately 45 degrees. The
本実施例では、電子棚札に使用する前提で、マトリックス駆動によりバーコードを表示するためにメモリー性液晶を使用したが、電池寿命が許容できるのであれば、視野角の広いメモリー性の無い液晶モードを使用することもできる。 In this embodiment, a memory-type liquid crystal is used to display a barcode by matrix driving on the premise that it is used for an electronic shelf label. However, if the battery life is acceptable, a liquid crystal with a wide viewing angle and no memory property is used. A mode can also be used.
更に、液晶表示装置を電子棚札に組み込んだ場合の改善点を以下に説明する。図11は本発明の電子棚札の模式的断面図(ZX平面)である。図11の説明をする。電子棚札のケース29に主要な部品として、液晶表示装置27とアンテナを含みCPUで制御される駆動通信回路31と電池32とで構成されている。駆動通信回路31には液晶表示装置27が接続されている。電子棚札のケース29には、表示エリア側を覆う透明カバー28が成型により配置されている。透明カバー28の成型による残留複屈折の量を表すリタデーション値が大きいと、バーコードを読み取るための光の直線偏光に影響し、結果として液晶表示装置の上偏光板の透過率が低下する問題が発生する。本発明では、透明カバーの複屈折によるリタデーションがバーコードを読み取るための光の波長に対して130nm以下になるようにした。その結果、直線偏光の変化は円偏光程度で留まり、透過率の変動も最大で半分程度留まり、バーコードの読み取性能低下を防止できた。
Furthermore, the improvement point at the time of incorporating a liquid crystal display device in an electronic shelf label is demonstrated below. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view (ZX plane) of the electronic shelf label of the present invention. The description of FIG. 11 will be given. The main part of the
また、電子棚札のケース29の白色フィルム側を覆うカバー30を必要に応じて透明にしても良い。透明カバーを通して外光を取込み、白色フィルムを介して液晶表示装置を透過モードで表示できるようになる。
Further, the
図12は本発明に係る電子棚札を商品陳列棚の高さにより透過モードを共助的に使用する場合を説明する図である。商品陳列棚の高さに応じて概ね1メートルを境に、床に近い低い棚では反射タイプの電子棚札26を設置した。この場合、白色フィルム側を覆うカバー30を透明にする必要はないため、白色フィルムの高い反射率と指向性の無い反射により表示の視認性を確保できる。一方、高い棚では背面から外光を取込み反射モードと透過モードの共助作用を利用した反射透過共助タイプの電子棚札25を設置する。照明条件の影響による視認性の低下を改善できる。この場合は、白色フィルム側を覆うカバー30を透明にする必要がある。また、透明カバーにプリズムシートを貼り付けると効率よく外光を取込むことが出来るようになる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a case where the electronic shelf label according to the present invention is used in a transmissive mode with the height of the commodity display shelf. Reflective electronic shelf labels 26 were installed on the shelves close to the floor, approximately 1 meter depending on the height of the merchandise display shelves. In this case, since it is not necessary to make the
また、電子棚札を商品陳列棚の高さにより、透過モードと反射モードを使い分けてもバーコードの読み取性能に影響はない。そのため、商品陳列棚の高さでモードを切り替えるのではなく、背面が明るい環境においては反射透過共助タイプの電子棚札を利用するなど環境に応じて使い分けても良い。また、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に改善できる。 Also, even if the electronic shelf label is used in the transmission mode or the reflection mode depending on the height of the product display shelf, the barcode reading performance is not affected. Therefore, instead of switching the mode according to the height of the merchandise display shelf, it may be properly used depending on the environment, such as using a reflection / transmission co-help type electronic shelf label in an environment where the back is bright. In addition to the laser beam, a bar code reader using LED illumination and a CCD image sensor can be similarly improved.
以上により、視野角が広く、設置する場所の高さの制約を受けず、バーコードリーダーにより従来よりも広い読み取りの角度依存性を有する電子棚札を提供することが出来る。 As described above, it is possible to provide an electronic shelf label that has a wide viewing angle and is not subject to the restriction of the height of an installation place, and has a wider reading angle dependency than a conventional barcode reader.
1 上偏光板
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 下偏光板
8 白色フィルム
9 液晶パネル
10 白表示部
11 黒表示部
12 空気層のエリア
13 透明糊のエリア
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
18 バーコード
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
23 測定サンプル
24 商品陳列棚
25 反射・透過共助タイプの電子棚札
26 反射タイプの電子棚札
27 液晶表示装置
28 表示エリア側を覆う透明カバー
29 電子棚札のケース
30 白色フィルム側を覆うカバー
31 駆動通信回路
32 電池
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