專利名稱：顯示裝置及采用該顯示裝置的電子設備的制作方法
專利說明顯示裝置及采用該顯示裝置的電子設備 本發明涉及顯示裝置及裝有該顯示裝置的電子設備，尤其涉及反射型液晶顯示裝置及裝有該反射型液晶顯示裝置的電子設備。在現有的利用使TN(扭轉向列)液晶或STN(超扭轉向列)液晶等偏振軸轉動的透射偏振軸可變光學元件的液晶顯示裝置中，由于采用將該透射偏振軸可變光學元件夾在2個偏振片之間的結構，所以光的利用效率很低，特別是，如果是反射型，則存在著顯示發暗的問題。
另外，為了在暗處也能看得清楚，以往是在液晶顯示裝置的下側設置半透光反射板，并使光從其下側照射。如按照這種結構，則因采用了半透光反射鏡板而使大部分光被遮住，反而使顯示變暗了。
因此，本發明的目的在于，對利用透射偏振軸可變光學元件的顯示裝置，提供一種可以獲得明亮顯示的顯示裝置。首先，參照圖1～圖12說明本發明的原理。
圖1是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖，圖1A、1B和1C是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖，圖1D是用于說明用作比較的顯示裝置原理的斷面圖。圖3～圖12是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。在這些圖中示出的液晶顯示裝置用于說明本發明的原理，但本發明當然并不限定于在這些圖中示出的液晶顯示裝置。
先來參照圖1D，在該用作比較的液晶顯示裝置中，作為對液晶顯示裝置進行觀察的一側的偏振光分離器(以下，稱作上偏振光分離器)，使用著偏振片135。因此，在來自光源190的光中，與圖面平行方向的直線偏振光分量的光通過偏振片135透射到觀察側，而與圖面垂直方向的直線偏振光分量的光被偏振片135吸收，因而使來自光源190的光的顯示變暗。
與此不同，如圖1A所示，在本發明的一種顯示裝置中，在夾持STN液晶143的一邊的玻璃基板142上，設有用于校正由STN液晶143產生的色彩的相位差膜141，上偏振光分離器130設置在該相位差膜141的上側。
上偏振光分離器130備有(1/4)λ板132和膽甾醇型液晶層134。膽甾醇型液晶具有反射其波長與該液晶的節距相同且與該液晶旋轉方向相同的圓偏振光、而透射其他光的性質。因此，例如，如對膽甾醇型液晶層134采用節距為5000埃的左旋膽甾醇型液晶，則可以得到反射波長為5000埃的左旋圓偏振光、而透射右旋圓偏振光或其他波長的左旋園偏振光的元件。進一步，通過采用左旋膽甾醇型液晶并在膽甾醇型液晶內使其節距在可見光的整個波長范圍內變化，可以得到不僅在單色光而且在全部白色光區域內反射左旋圓偏振光并透射右旋圓偏振光的元件。
在由上述膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132組合而成的上偏振光分離器130中，當從(1/4)λ板132一側入射規定的第1方向直線偏振光時，通過(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，由膽甾醇型液晶層134反射，并由(1/4)λ板132再次變成規定的第1方向直線偏振光后射出。而當入射與第1方向正交的第2方向的直線偏振光時，通過(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134。此外，對于從膽甾醇型液晶層134上側入射的光，則向(1/4)λ板132的下方射出第2方向直線偏振光。
這樣，由上述膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132組合而成的上偏振光分離器130，是具有如下功能的偏振光分離裝置，即，使從(1/4)λ板132側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量的光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量的光，對于從膽甾醇型液晶層134側入射的光，可以向(1/4)λ板132側射出上述的第2方向直線偏振光。而作為具有上述功能的偏振光分離裝置，除由該膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132組合而成的偏振光分離器130外，還有利用層疊了多層膜的薄膜的裝置(USP4974219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、及利用全息技術的裝置。
再來參看圖1A，來自光源190的光中的與圖面平行方向的直線偏振光分量的光191，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并通過膽甾醇型液晶層134透射到觀察側。另一方面，來自光源190的光中的與圖面垂直方向的直線偏振光分量的光192，通過(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，由膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，并由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，向液晶顯示裝置內部傳播。然后，由于在液晶顯示裝置內部存在著各種折射率不連續的邊界面，所以，與圖面垂直方向的該直線偏振光，在這樣的折射率不連續的邊界面例如空氣與相位差膜141及相位差膜141與玻璃基板142的邊界面反射，在這之后，在液晶顯示裝置內反復反射的任何光分別通過上偏振光分離器130向觀察側射出，所以在利用來自光源190的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
其次，如圖1B所示，上偏振光分離器130備有(1/4)λ板132、膽甾醇型液晶層134及(1/4)λ板136。
在這樣的膽甾醇型液晶層134兩側設有(1/4)λ板132、136的上偏振光分離器130中，當從(1/4)λ板132側入射規定的第1方向直線偏振光時，通過(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，由膽甾醇型液晶層134反射，并由(1/4)λ板132再次變成規定的第1方向直線偏振光后射出。而當入射與第1方向正交的第2方向的直線偏振光時，通過(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，由(1/4)λ板136再次變成第2方向直線偏振光后射出。此外，對于從(1/4)λ板136的上側入射的光，則向(1/4)λ板132的下方射出第2方向直線偏振光。
這樣，由上述膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132、136組合而成的上偏振光分離器130，是具有如下功能的偏振光分離裝置，即，使從(1/4)λ板132側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量的光透過作為第2方向的直線偏振光，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量的光，對從(1/4)λ板136的上側入射的光，可以向(1/4)λ板132側射出上述的第2方向直線偏振光。作為具有上述功能的偏振光分離裝置，除由膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132、136組合而成的該上偏振光分離器130外，還有利用多層疊層膜的裝置(USP4974219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、利用全息技術的裝置、及在國際公開的專利申請(國際公開號WO95/17692及WO95/27919)中作為反射型偏振器公開的裝置。
再來參看圖1B，來自光源190的光中的與圖面平行方向的直線偏振光分量的光191，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，而透過膽甾醇型液晶層134后的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136變成與圖面平行方向的直線偏振光后向觀察側射出。另一方面，來自光源190的光中的與圖面垂直方向的直線偏振光分量的光192，通過(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，由膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，并由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，向液晶顯示裝置內部傳播。然后，由于在液晶顯示裝置內部存在著各種折射率不連續的邊界面，所以，與圖面垂直方向的該直線偏振光，在這樣的折射率不連續的邊界面例如空氣與相位差膜141的邊界面及相位差膜141與玻璃基板142的邊界面反射，在這之后，在液晶顯示裝置內反復反射的任何光，分別通過上偏振光分離器130向觀察側射出，所以在利用來自光源190的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
其次，如參照圖1C，則如圖2所示，上偏振光分離器300具有將不同的2個層301(A層)和302(B層)交替層疊的結構。A層301的X軸方向的折射率(nAX)與Y軸方向的折射率不同。B層302的折射率(nBX)與Y軸方向的折射率(nBY)相等。而A層301的Y軸方向的折射率(nAY)與B層302的Y軸方向的折射率(nBY)相等。
因此，入射到該上偏振光分離器200的光中的Y軸方向的直線偏振光，通過該偏振光分離器，并作為Y軸方向的直線偏振光射出。
另一方面，假定A層301的Z軸方向厚度為tA、B層52的Z軸方向厚度為tB、入射光的波長為λ，則當滿足下式時，入射到上偏振光分離器300的波長為λ的光中的X軸方向的直線偏振光，由上偏振光分離器300作為X軸方向的直線偏振光而進行反射。
tA·nAX+tB·nBX＝λ/2 (1)通過將A層301的Z軸方向厚度tA及B層302的Z軸方向厚度tB改變為各種值、使上述式(1)在整個可見波長范圍上成立，可以得到不僅在單色光而且在全部白色光區域內將X軸方向的直線偏振的直線偏振光作為X軸方向的直線偏振光反射并使Y軸方向的光作為Y軸方向的直線偏振光透過的上偏振光分離器。而這種偏振光分離器已在國際公開公報(WO95/17692)中作為反射型偏振器公開。
對于如該圖2所示的上偏振光分離器300，當從光源190側入射規定的第1方向直線偏振光時，該光由上偏振光分離器反射，并仍作為第1方向直線偏振光向光源190側射出。而當從光源190側入射與第1方向正交的第2方向直線偏振光時，該光透過上偏振光分離器300并作為第2方向直線偏振光向上偏振光分離器300的上側射出。此外，對于從上偏振光分離器300的上側入射的光，則向光源190側射出第2方向直線偏振光。
這樣，圖2所示的上偏振光分離器300，是具有如下功能的偏振光分離裝置，即，使從光源190側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量的光作為第2方向直線偏振光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量的光，對從上側入射的光，可以向光源190側射出上述第2方向直線偏振光。作為具有上述功能的偏振光分離裝置，除由該膽甾醇型液晶層134與(1/4)λ板132、136組合而成的上偏振光分離器130外，還有利用多層疊層膜的裝置(USP49 74219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、及利用全息技術的裝置。
再來參看圖1C，來自光源190的光中的與圖面平行方向的直線偏振光分量的光191，透過上偏振光分離器300并仍作為與圖面平行方向的直線偏振光向觀察側射出。另一方面，來自光源190的光中的與圖面垂直方向的直線偏振光分量的光192，由上偏振光分離器300反射，并仍作為與圖面垂直方向的直線偏振光向液晶顯示裝置內部傳播。然后，由于在液晶顯示裝置內部存在著各種折射率不連續的邊界面，所以，與圖面垂直方向的該直線偏振光，在這樣的折射率不連續的邊界面例如空氣與相位差膜141的邊界面及相位差膜141與玻璃基板142的邊界面反射，在這之后，在液晶顯示裝置內反復反射的任何光，分別通過上偏振光分離器300向觀察側射出，所以在利用來自光源190的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
其次，參照圖3和圖4，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著備有(1/4)λ板132和膽甾醇型液晶層134的上偏振光分離器130，在TN液晶140的下側，按順序設置著偏振片165、著色層170及反射板180。在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖3說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器130的自然光，已參照圖1A進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1A進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121透過TN液晶140，透過TN液晶140的自然光由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光。透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并成為向液晶顯示裝置內部傳播的反射光123。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111透過TN液晶140，透過TN液晶140的自然光由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光。透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光112向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖4說明當外來光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由偏振片165吸收。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，透過偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光116向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光116向觀察側傳播。
這樣，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，由上偏振光分離器130向液晶顯示裝置內部反射，而外來的自然光125，則由偏振片135吸收。在兩種情況下都不會從液晶顯示裝置射向觀察者側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，作為出射光112從上偏振光分離器130射出，而外來的自然光115，則作為出射光116從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下都從液晶顯示裝置向觀察側射出，因此，根據TN液晶140的通、斷狀態得到的顯示狀態，由外來光的顯示下和由來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，在外來光的顯示和來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
接著，參照圖5和圖6，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著備有(1/4)λ板132、136和膽甾醇型液晶層134的上偏振光分離器130，在TN液晶140的下側，按順序設置著偏振片165、著色層170及反射板180。在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖5說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器130的自然光，已參照圖1B進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1B進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121透過TN液晶140，并由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光，由著色層170著色后折返回上側，然后，透過偏振片165、TN液晶140，并由上偏振光分離器130變成與圖面垂直方向的直線偏振光，向液晶顯示裝置內部側反射，作為反射光123向液晶顯示裝置內部的傳播，其詳細情況與已參照圖3說明過的液晶顯示裝置右側的不施加電壓部120相同，所以，這里，其說明從略。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111透過TN液晶140，透過TN液晶140的自然光由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光。透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136變成與圖面平行的直線偏振光后作為出射光112向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136變成與圖面平行的直線偏振光后作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖6說明當外來的光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由偏振片165吸收。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，透過偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136變成與圖面平行的直線偏振光后作為出射光116向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136變成與圖面平行的直線偏振光后作為出射光116向觀察側傳播。
在這種情況下，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，也是由上偏振光分離器130向液晶顯示裝置內部反射，而外來的自然光125，則由偏振片165吸收，在兩種情況下都不會從液晶顯示裝置射向觀察側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，作為出射光112從上偏振光分離器130射出，而外來的自然光115，則作為出射光116從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下都從液晶顯示裝置射向觀察側，因此，根據TN液晶140的通、斷狀態所得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，在用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
接著，參照圖7和圖8，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著在圖2中示出的上偏振光分離器300，在TN液晶140的下側，按其順序設置著偏振片165、著色層170及反射板180。在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖7說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器300的自然光，已參照圖1C進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1C進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121透過TN液晶140，透過TN液晶140的自然光由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光。透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，經上偏振光分離器300反射后，使該與圖面垂直方向的直線偏振光在原狀態下作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，經上偏振光分離器300反射后，使該與圖面垂直方向的直線偏振光在原狀態下作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111透過TN液晶140，透過TN液晶140的自然光由偏振片165變成與圖面平行方向的直線偏振光。透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，在透過上偏振光分離器300后，使該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下作為出射光112向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，在透過上偏振光分離器300后，使該與圖面平行的直線偏振光以原有狀態作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖8說明當外來的光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125，以原有的與圖面平行方向的直線偏振光狀態透過上偏振光分離器300，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由偏振片165吸收。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115，以原有的與圖面平行方向的直線偏振光狀態透過上偏振光分離器300，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，透過偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，在透過偏振光分離器200后，使該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下作為出射光116向觀察側傳播。而透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，再次入射到偏振片165，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由上偏振光分離器300，以原有的與圖面平行方向的直線偏振光的狀態作為出射光116向觀察側傳播。
在這種情況下，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，也是由上偏振光分離器300向液晶顯示裝置內部反射，而外來的自然光125，則由偏振片165吸收。在兩種情況下都不會從液晶顯示裝置射向觀察側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，作為出射光112從上偏振光分離器300射出，而外來的自然光115，則作為出射光116從上偏振光分離器300射出，在兩種情況下都從液晶顯示裝置射向觀察側，因此，根據TN液晶140的通、斷狀態所得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，在用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
另外，在圖3、圖4所示液晶顯示裝置、圖7、圖8所示液晶顯示裝置以及圖5、圖6所示液晶顯示裝置中，也可以將著色層170省略，在這種情況下，透過偏振片165的與圖面平行方向的直線偏振光，不再由著色板170著色，而是直接由反射板180反射，然后，透過偏振片165，最后，透過上偏振光分離器130、300，作為出射光112或116向觀察側傳播。
接著，參照圖9和圖10，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著備有(1/4)λ板132和膽甾醇型液晶層134的上偏振光分離器130，在TN液晶140的下側，按其順序設置著光散射層150、備有(1/4)λ板162和膽甾醇型液晶層164的下偏振光分離器160、著色層170及反射板180。
上偏振光分離器130，與已參照圖1A說明過的上偏振光分離器130相同。下偏振光分離器160，具有與上偏振光分離器130相同的功能，下偏振光分離器160是這樣一種偏振光分離裝置，即，使從(1/4)λ板162一側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量的光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量的光，對從膽甾醇型液晶層164一側入射的光，可以向(1/4)λ板162側發射上述的第2方向直線偏振光。作為具有上述功能的偏振光分離裝置，除由該膽甾醇型液晶層164與(1/4)λ板162組合而成的該下偏振光分離器160外，還有利用多層疊層膜的裝置(USP4974219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、利用全息技術的裝置、及在國際公開的專利申請(國際公開號WO95/17692及WO95/27919)中作為反射型偏振器公開的裝置。
在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖9說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器130的自然光，已參照圖1A進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1A進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，透過TN液晶140和光散射層150，透過TN液晶140和光散射層150的自然光，由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振分量的光和左旋圓偏振光分量的光。
從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光122向觀察側傳播。
從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光分量的光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的一部分，由著色層170反射，然后由膽甾醇型液晶層164反射，在這之后，再次由該著色層170反射后，透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，再由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。而透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，由反射板180反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，經膽甾醇型液晶層164反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，由反射板180再次反射后，由著色層170吸收同時透過著色層170，等等，然后透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，再由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
這樣，在不施加電壓時，來自光源190的光由偏振光分離器160反射并作為出射光122射出，因此，可以獲得明亮的顯示。另外，由于在(1/4)λ板162與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以，由下偏振光分離器160反射的光從鏡面狀態變成白色。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111透過TN液晶140和光散射層150，透過TN液晶140和光散射層150的自然光，由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振光分量的光和左旋圓偏振光分量的光。
從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，然后不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面垂直方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到((1/4λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光113向液晶顯示裝置內部傳播。
從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光分量的光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的一部分，由著色層170反射，然后由膽甾醇型液晶層164反射，在這之后，再次由該著色層170反射后，透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光112向觀察側傳播。而透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，由反射板180反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，經膽甾醇型液晶層164反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，由反射板180再次反射后，由著色層170吸收同時透過著色層170，等等，然后透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖10說明當外來的光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125，由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面垂直方向的直線偏振光，由(1/4)λ板162變成左旋圓偏振光，從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光126向觀察側傳播。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115，由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振光，從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的一部分，由著色層170反射，然后由膽甾醇型液晶層164反射，在這之后，再次由該著色層170反射后，透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光116向觀察側傳播。而透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，由反射板180反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，經膽甾醇型液晶層164反射后，再由著色層170吸收同時透過著色層170，由反射板180再次反射后，由著色層170吸收同時透過著色層170，等等，然后透過膽甾醇型液晶層164而入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，在透過膽甾醇型液晶層134后，作為出射光116向觀察側傳播。
這樣，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，由下偏振光分離器160向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器130后，作為出射光122從上偏振光分離器130射出，外來的自然光125，由下偏振光分離器160向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器130后，作為出射光126從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下，都通過光散射層150從鏡面狀態變為白色狀態并從上偏振光分離器130射向觀察者側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，透過下偏振光分離器160，由著色層170著色后，再次透過下偏振光分離器160，并透過上偏振光分離器130，作為出射光112從上偏振光分離器130射出，外來的自然光115，透過上偏振光分離器130和下偏振光分離器160，由著色層170著色，再次透過下偏振光分離器160和上偏振光分離器130，作為出射光116從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下，都由著色層170著色并從上偏振光分離器130射向觀察者側，所以，根據TN液晶140的通、斷狀態所得到的顯示狀態，用外來光的顯示下和用來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，在用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
另外，在不施加電壓時，來自光源190的光由下偏振光分離器160反射并作為出射光122射出，而外來的自然光125也由下偏振光分離器160反射并作為出射光126射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在(1/4)λ板162與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器160反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
另外，如上所述，在不施加電壓部120中，由下偏振光分離器160反射的光，經光散射層150散射而變成白色的出射光122或126，而在施加電壓部110中，透過下偏振光分離器160的光，由著色層170著色而變成彩色的出射光112或116，因而在白底色上得到彩色顯示，但如果使用黑色的著色層170，則由于可以吸收可見光區域的全部波長，所以變成白底色的黑色顯示。
再者，由于設有反射板180，所以由著色層170著色后的彩色出射光112或116變得更明亮了。
接著，參照圖11和圖12，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著備有(1/4)λ板132、136和膽甾醇型液晶層134的上偏振光分離器130，在TN液晶140的下側，按其順序設置著光散射層150、備有(1/4)λ板162、166和膽甾醇型液晶層164的下偏振光分離器160、著色層170及反射板180。
上偏振光分離器130，與已參照圖1B說明過的上偏振光分離器130相同。下偏振光分離器160，具有與該上偏振光分離器130相同的功能，下偏振光分離器160是這樣一種偏振光分離裝置，即，使從(1/4)λ板162一側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量的光作為第2方向的直線偏振光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量的光，對于從(1/4)λ板166一側入射的光，可以向(1/4)λ板162側發射上述的第2方向直線偏振光。作為具有上述功能的偏振光分離裝置，除由該膽甾醇型液晶層164與(1/4)λ板162、166組合而成的該下偏振光分離器160外，還有利用多層疊層膜的裝置(USP4974219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、利用全息技術的裝置、及在國際公開的專利申請(國際公開號WO95/17692及WO95/27919)中作為反射型偏振器發布的裝置。
在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖11說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器130的自然光，已參照圖1B進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1B進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，透過TN液晶140和光散射層150，透過TN液晶140和光散射層150的自然光，由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振分量的光和左旋圓偏振光分量的光。
從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，并作為出射光122向觀察側傳播。
從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光分量的光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板166變成與圖面平行方向的直線偏振光，從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射，然后透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，再由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。而從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，再由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
這樣，在不施加電壓時，來自光源190的光由偏振光分離器160反射并作為出射光122射出，因此，可以獲得明亮的顯示。另外，由于在(1/4)λ板162與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以，由下偏振光分離器160反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111透過TN液晶140和光散射層150，透過TN液晶140和光散射層150的自然光，由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振光分量的光和左旋圓偏振光分量的光。
從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面垂直方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成左旋圓偏振光，經膽甾醇型液晶層134反射后，再次入射到(1/4)λ板132，由(1/4)λ板132變成與圖面垂直方向的直線偏振光，并作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光分量的光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板166變成與圖面平行方向的直線偏振光，從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射，然后，透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，并作為出射光112向觀察側傳播。而從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，并作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖12說明外來的光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125，由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面垂直方向的直線偏振光，透過光散射層150，并由(1/4)λ板162變成左旋圓偏振光，從(1/4)λ板162射出的左旋圓偏振光分量的光，由膽甾醇型液晶層164反射后，再次入射到(1/4)λ板162，由(1/4)λ板162變成與圖面垂直方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板136再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，作為出射光126向觀察側傳播。
這樣，在不施加電壓時，來自外來的自然光125的光，由下偏振光分離器160反射并作為出射光126射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在(1/4)λ板162與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器160反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115，由上偏振光分離器130變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140和光散射層150，并由(1/4)λ板162變成右旋圓偏振光，從(1/4)λ板162射出的右旋圓偏振光分量的光，透過膽甾醇型液晶層164。透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板166變成與圖面平行方向的直線偏振光，從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射，然后，透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，作為出射光116向觀察側傳播。而從(1/4)λ板166射出的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，透過(1/4)λ板166，透過(1/4)λ板166的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板166變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層164，透過膽甾醇型液晶層164的右旋圓偏振光，由(1/4)λ板162再次變成與圖面平行方向的直線偏振光，在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，透過TN液晶140的與圖面平行方向的直線偏振光，由(1/4)λ板132變成右旋圓偏振光，并透過膽甾醇型液晶層134，透過膽甾醇型液晶層134的右旋圓偏振光，作為出射光116向觀察側傳播。
這樣，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，由下偏振光分離器160向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器130后，作為出射光122從上偏振光分離器130射出，外來的自然光125，由下偏振光分離器160向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器130后，作為出射光126從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下，都通過光散射層150從鏡面狀態變為白色狀態并從偏振光分離器130射向觀察者側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，透過下偏振光分離器160，由著色層170著色后，再次透過下偏振光分離器160，并透過上偏振光分離器130，作為出射光112從上偏振光分離器130射出，外來的自然光115，透過上偏振光分離器130和下偏振光分離器160，由著色層170著色，并再次透過下偏振光分離器160和上偏振光分離器130，作為出射光116從上偏振光分離器130射出，在兩種情況下，都由著色層170著色并從從上偏振光分離器130射向觀察者側，所以，根據TN液晶140的通、斷狀態所得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
另外，在不施加電壓時，來自光源190的光121，由下偏振光分離器160反射并作為出射光122射出，而外來的自然光125也由偏振光分離器160反射并作為出射光126射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在(1/4)λ板162與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器160反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
另外，如上所述，在不施加電壓部120中，由下偏振光分離器160反射的光，經光散射層150散射而變成白色的出射光122或126，而在施加電壓部110中，透過下偏振光分離器160的光，由著色層170著色而變成彩色的出射光112或116，因而在白底色上得到彩色顯示，但如果使用黑色的著色層170，則由于可以吸收可見光區域的全部波長，所以變成白底色的黑色顯示。
再者，由于設有反射板180，所以由著色層170著色后的彩色出射光112或116變得更明亮了。
接著，參照圖13和圖14，在該液晶顯示裝置中，使用TN液晶140作為透射偏振軸可變光學元件，在TN液晶140的上側，設置著如圖1C所示的上偏振光分離器300，在TN液晶140的下側，按其順序設置著光散射層150、下偏振光分離器310、著色層170及反射板180。而對于下偏振光分離器310，采用與上偏振光分離器300相同的結構。
上偏振光分離器300，與已參照圖1C說明過的上偏振光分離器300相同。下偏振光分離器310，具有與該上偏振光分離器300相同的功能。作為具有該功能的偏振光分離裝置，除由膽甾醇型液晶層164與(1/4)λ板162、166組合而成的該下偏振光分離器160外，還有利用多層疊層膜的裝置(USP4974219)、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的裝置(SID 92 DIGEST P427～429)、及利用全息技術的裝置。
在以下說明中，將該液晶顯示裝置的左側作為施加電壓部110，而將右側作為不施加電壓部120。
首先，參照圖13說明來自光源190的光的顯示。
關于從光源190入射到上偏振光分離器300的自然光，已參照圖1C進行了說明，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比可以獲得明亮顯示，也已參照圖1C進行了說明。
以下，說明由來自光源190的自然光通過TN液晶140等而產生的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，透過TN液晶140和光散射層150。
透過光散射層150的自然光中的與圖面垂直方向的偏振光分量的光，由下偏振光分離器310反射，與圖面垂直方向的直線偏振光在原狀態下由TN液晶140將其偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，透過光散射層150后的與圖面平行方向的直線偏振光，透過下偏振光分離器310，并使該與圖面平行方向的直線偏振光以原狀態作為出射光122射向觀察側。
透過下偏振光分離器310的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射后，透過下偏振光分離器310，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，在由上偏振光分離板200反射后，再以原有的與圖面垂直方向的直線偏振光狀態作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。而透過下偏振光分離器310的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，由反射板180反射后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，然后，透過下偏振光分離器310，以與圖面平行方向的直線偏振光的原有狀態透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，在由上偏振光分離器300反射后，使該與圖面垂直方向的直線偏振光以原狀態作為反射光123向液晶顯示裝置內部傳播。
這樣，在不施加電壓時，來自光源190的光，由下偏振光分離器310反射并作為出射光122射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在下偏振光分離器310與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器310反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，透過TN液晶140和光散射層150。
從TN液晶140和光散射層150射出的與圖面垂直方向的直線偏振光，由下偏振光分離器310反射，并以與圖面垂直方向的直線偏振光的原有狀態透過光散射層150，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，該與圖面垂直方向的直線偏振光在原狀態下由上偏振光分離器300反射，并作為反射光113向液晶顯示裝置內部傳播。
透過下偏振光分離器310的與圖面平行方向的直線偏振光的一部分，由著色層170反射，然后，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過下偏振光分離器310，并在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過上偏振光分離器300，并作為出射光112向觀察側傳播。而從下偏振光分離器310射出的與圖面平行方向的直線偏振光的另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過下偏振光分離器310，并在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過上偏振光分離器300，并作為出射光112向觀察側傳播。
其次，參照圖14說明當外來的光入射到液晶顯示裝置時的反射型的顯示。
在右側的不施加電壓部120中，當外來的自然光125入射到液晶顯示裝置時，該自然光125，由上偏振光分離器300變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面垂直方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面垂直方向的直線偏振光，透過光散射層150，在由下偏振光分離器310反射后，該與圖面垂直方向的直線偏振光在原狀態下透過光散射層150，并由TN液晶140將偏振方向扭轉90°而變成與圖面平行方向的直線偏振光，從TN液晶140射出的與圖面平行方向的直線偏振光，以原有的與圖面平行方向的直線偏振光的狀態透過下偏振光分離器310，并作為出射光126向觀察側傳播。
這樣，在不施加電壓時，來自外來的自然光125的光，由下偏振光分離器310反射并作為出射光126射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在下偏振光分離器310與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器310反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
在左側的施加電壓部110中，當外來的自然光115入射到液晶顯示裝置時，該自然光115，由上偏振光分離器300變成與圖面平行方向的直線偏振光，然后，不改變偏振方向地透過TN液晶140和光散射層150，使該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過下偏振光分離器310，其一部分，由著色層170反射，然后，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過下偏振光分離器310，并在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過上偏振光分離器300，并作為出射光116向觀察側傳播。而該與圖面平行方向的直線偏振光另一部分，在由著色層170吸收的同時透過著色層170，并由反射板180反射，然后，再次由著色層170吸收同時透過著色層170，在這之后，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過下偏振光分離器310，并在透過光散射層150后，不改變偏振方向地透過TN液晶140，該與圖面平行方向的直線偏振光在原狀態下透過上偏振光分離器，并作為出射光116向觀察側傳播。
這樣，在右側的不施加電壓部120中，來自光源190的自然光121，由下偏振光分離器310向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器300后，作為出射光122從上偏振光分離器300射出，外來的自然光125，由下偏振光分離器310向液晶顯示裝置外部反射，在透過上偏振光分離器300后，作為出射光126從上偏振光分離器300射出，在兩種情況下，都通過光散射層150從鏡面狀態變為白色狀態，并從上偏振光分離器300射向觀察者側，在左側的施加電壓部110中，來自光源190的自然光111，透過下偏振光分離器310，由著色層170著色后，再次透過下偏振光分離器310，并透過上偏振光分離器300，作為出射光112從上偏振光分離器300射出，外來的自然光115，透過上偏振光分離器300和下偏振光分離器310，由著色層170著色，再次透過下偏振光分離器310和上偏振光分離器300，作為出射光116從上偏振光分離器300射出，在兩種情況下，都由著色層170著色并從從上偏振光分離器300射向觀察者側，所以，根據TN液晶140的通、斷狀態所得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示是相同的，其結果是，用外來光的顯示和用來自光源190的光的顯示之間不會發生所謂的正負反轉的問題。
另外，在不施加電壓時，來自光源190的光121，由下偏振光分離器310反射并作為出射光122射出，而外來的自然光125也由下偏振光分離器310反射并作為出射光126射出，所以，可以獲得明亮的顯示。此外，由于在下偏振光分離器310與TN液晶140之間設置著光散射層150，所以由下偏振光分離器310反射的光從鏡面狀態變成白色狀態。
另外，如上所述，在不施加電壓部120中，由下偏振光分離器310反射的光，經光散射層150散射而變成白色的出射光122或126，而在施加電壓部110中，透過下偏振光分離器310的光，由著色層170著色而變成彩色的出射光112或116，因而在白底色上得到彩色顯示，但如果使用黑色的著色層170，則由于可以吸收可見光區域的全部波長，所以變成白底色的黑色顯示。
再者，由于設有反射板180，所以由著色層170著色后的彩色出射光112或116變得更明亮了。
在上述中，以TN液晶140為例進行了說明，但也可以采用STN液晶或ECB(電控雙折射)液晶等其他可由電壓等改變透射偏振軸的元件代替TN液晶140，其基本工作原理相同。
本發明是基于上述原理而開發的，按照本發明，則所提供的顯示裝置備有可以改變透射偏振軸的透射偏振軸可變裝置、分別配置在上述透射偏振軸可變裝置的兩側用于夾持上述透射偏振軸可變裝置的第1偏振光分離裝置和光學裝置、及可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述光學裝置之間的光源；該顯示裝置的特征在于上述第1偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將與上述第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述透射偏振軸可變裝置的相對側入射到上述第1偏振光分離裝置的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第1規定方向的直線偏振光；上述光學裝置，可將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光分離為第3規定方向的直線偏振光分量的光及與上述第3規定方向正交的第4規定方向的直線偏振光分量的光，并可以將上述第3規定方向的直線偏振光分量的光和上述第4規定方向的直線偏振光分量的光中的至少一個向上述透射偏振軸可變裝置側射出。
在本發明中，第1偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將與上述第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射而不是吸收，所以，在來自光源的光中，第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，進一步，與第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光在顯示裝置內反復反射后也分別通過第1偏振光分離裝置向上述透射偏振軸可變裝置的相對側射出，因此，在使用來自光源的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為第1偏振光分離裝置的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
另外，由于光源可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和光學裝置之間，所以，分別根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的第1和第2狀態得到的兩種顯示狀態(亮和暗)，用從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示和用來自光源的光的顯示是相同的，即，在透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸為第1狀態的情況下如果從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示是亮的，則來自光源的光的顯示也是亮的，而在透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸為第2狀態的情況下如果從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示是暗的，則來自光源的光的顯示也是暗的，所以，在從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示和來自光源的光的顯示之間不會發生正負反轉的問題。
上述第1偏振光分離裝置最好是這樣的偏振光分離裝置，即，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的的光中的第1規定方向的直線偏振光分量的光相對于可見光區域的幾乎整個波長范圍的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將上述第2規定方向的直線偏振分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述透射偏振軸可變裝置的相對側入射的可見光區域的幾乎整個波長范圍的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第1規定方向的直線偏振光。
如采用這種結構，則能獲得透明顯示或白色顯示，并可以在可見光區域的整個波長范圍上獲得任何顏色的顯示。
并且，上述第1偏振光分離裝置最好是將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第1規定方向的直線偏振光分量的光作為上述第1規定方向的直線偏振光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射的偏振光分離裝置。
另外，上述第1偏振光分離裝置最好是多層層疊的層疊體，而且，在上述各層之間，上述層疊體的上述多層的折射率，在上述第1規定方向上實際上相等，而在上述第2規定方向上不同。
另外，上述光學裝置，最好備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置而配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源是可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間的光源，上述第2偏振光分離裝置是這樣的偏振光分離裝置，即，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并將與上述第3規定方向正交的上述第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件是這樣的光學元件，即，對來自上述第2偏振光分離裝置的光，可以將規定波長范圍的光向上述第2偏振光分離裝置射出。上述第2偏振光分離裝置置最好是多層層疊的層疊體，而且，在上述各層之間，上述層疊體的上述多層的折射率，在上述第3規定方向上實際上相等，而在上述第4規定方向上不同。
如采用上述結構，則可以根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的狀態得到兩種顯示狀態、即從上述第2偏振光分離裝置反射的光的第1顯示狀態及來自上述光學元件的規定波長范圍的光中的透過上述第2偏振光分離裝置的規定波長范圍的光的第2顯示狀態。并且，第1顯示狀態是由第2偏振光分離裝置反射而不是吸收的光的顯示狀態，所以可以獲得明亮的顯示。而且可變成彩色顯示。
當上述光學裝置如上所述備有上述第2偏振光分離裝置及光學元件時，上述光學元件最好是能吸收來自上述第2偏振光分離裝置的光中的上述規定波長范圍以外的可見光區域的光，并可以將上述規定波長范圍的光向上述第2偏振光分離裝置反射、同時能使上述規定波長范圍的光透過的光學元件。特別是，上述光學元件最好是濾色器。
另外，當上述光學裝置如上所述備有上述第2偏振光分離裝置及光學元件時，特別是當上述光學元件是能吸收來自上述第2偏振光分離裝置的上述規定波長范圍以外的可見光區域的光并可以將上述規定波長范圍的光向上述第2偏振光分離裝置反射、同時能使上述規定波長范圍的光透過的光學元件時，最好還備有相對于上述光學元件而配置在上述第2偏振光分離裝置的相對側的反射裝置，并使上述反射裝置至少可以向上述光學元件反射上述規定波長范圍的光。
如采用上述結構，則能使來自光學元件的光的上述第2顯示狀態變得明亮。
另外，上述光學裝置，最好備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源最好是可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間的光源，上述第2偏振光分離裝置是這樣的偏振光分離裝置，即，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并將與上述第3規定方向正交的上述第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件是從來自上述第2偏振光分離裝置側的光中吸收可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光的光學元件。
如采用上述結構，則可以根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的狀態得到從上述第2偏振光分離裝置反射的光的第3顯示狀態、及由上述光學元件吸收可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光的第4顯示狀態即黑色顯示。而且，由于第3顯示狀態是由第2偏振光分離裝置反射而不是吸收的光的顯示狀態，所以可以得到明亮的顯示。而在這種情況下，上述光學元件最好是黑色的光吸收體。
另外，上述第2偏振光分離裝置最好是這樣的偏振光分離裝置，即，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第3規定方向的直線偏振光分量的光相對于可見光區域的幾乎整個波長范圍的光向上述光學元件側透射，并將上述第4規定方向的直線偏振分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3方向的直線偏振光。
如采用上述結構，則能獲得透明顯示或白色顯示，并可以在可見光區域的整個波長范圍上獲得任何顏色的顯示。
并且，在這種情況下，上述第2偏振光分離裝置最好是將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光作為上述第3規定方向的直線偏振光向上述光學元件側透射的偏振光分離裝置。
另外，上述光學裝置，最好備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源是可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間的光源，上述第2偏振光分離裝置是這樣的偏振光分離裝置，即，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并吸收與上述第3規定方向正交的上述第4規定方向的直線偏振光分量的光，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件是可以將來自上述第2偏振光分離裝置的光向上述第2偏振光分離裝置側反射的光學元件。
如采用上述結構，則可以根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的狀態得到透過上述第2偏振光分離裝置并由上述光學元件反射的光的第5顯示狀態、及由上述第2偏振光分離裝置吸收光的第6顯示狀態。而且，在這種情況下，上述第2偏振光分離裝置最好是偏振片。
作為上述透射偏振軸可變裝置，最好使用液晶元件，尤其是，最好采用TN液晶元件、STN液晶元件或ECB液晶元件。而該STN液晶元件也可以包含采用進行彩色校正的光學各向異性體的STN液晶元件。
另外，本發明在上述第1偏振光分離裝置配置在上述顯示裝置的觀察側的情況下特別適用。
上述光源最好配置在能使光入射到上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間的位置。
此外，也可以將上述光源配置在能使光入射到上述透射偏振軸可變裝置內的位置。
進一步，也可以將上述光源配置在能使光入射到上述透射偏振軸可變裝置與上述第2偏振光分離裝置之間的位置。
另外，最好還備有可以將上述光源的光向上述顯示裝置內部反射的第2反射裝置。
如采用上述結構，則可以使來自光源的光的顯示變得明亮。
另外，最好將上述光源及上述第2偏振光分離裝置配置在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，上述第2反射裝置備有可以將來自上述光源的光向上述透射偏振軸可變裝置反射的反射區域，以便能使來自光源的光的顯示變得明亮。
并且，在這種情況下，如從平面圖看上述顯示裝置，則最好將上述反射區域設在上述顯示裝置的顯示區域的外側周圍。
上述第2反射裝置最好還備有向上述顯示裝置的內側傾斜的反射板。
如采用上述結構，則可以使來自光源的光的顯示變得明亮，特別是具有能使顯示裝置的顯示區域中央部顯示亮度得到改善的效果。
另外，最好將上述第1偏振光分離裝置彎曲，以便使其中央部比上述第1偏振光分離裝置的端部離上述透射偏振軸可變裝置遠。
如采用上述結構，則可以使來自光源的光的顯示變得明亮，特別是具有能使顯示裝置的顯示區域中央部的顯示亮度得到改善的效果。
此外，最好還備有與上述第1偏振光分離裝置相對地設置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的防閃爍層和防反光層。
如采用上述結構，則可以抑制第1偏振光分離裝置表面上的閃耀和眩光，并能抑制外來光的寫入。
另外，最好還備有與上述第1偏振光分離裝置相對地設置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的偏振片，進一步最好使第1偏振光分離裝置的偏振軸與偏振片的偏振軸基本一致。
如采用上述結構，則即使第1偏振光分離裝置的偏振光分離度不夠時，也可以提高偏振度，并能提高顯示裝置的對比度。
另外，最好還備有將來自上述光源的光導向上述顯示裝置內部的導光板。
如采用上述結構，則能使來自光源的光的顯示變得明亮。此外，在這種情況下，最好在導光板的中央部設置一個口字形的開口部，并使顯示裝置的顯示區域從導光板的開口部露出。
此外，最好還備有能反射來自上述光源的光并可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述光學裝置之間的第3反射裝置。
如采用上述結構，則使光源位置的配置自由度增加，因而使設計的自由度增加。
另外，最好在上述第1偏振光分離裝置的內側還設置一個在光學上各向同性的透明板。
如采用上述結構，則可以將該透明板作為第1偏振光分離裝置的支承構件等使用，而且，由于該透明板在光學上各向同性，所以不會對顯示裝置的顯示特性造成影響。
此外，最好還設置光漫射裝置。如采用上述結構，則能使透明光的顯示變為白色。
在本發明的顯示裝置中，也可以設置TET或MIN等有源元件。
按照本發明，還提供一種電子設備，內部裝有上述各顯示裝置，并備有顯示用蓋，其特征在于上述第1偏振光分離裝置固定在上述顯示用蓋的內側。圖1是用于說明本發明的顯示裝置原理的斷面圖，圖1A、1B、圖1C是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖，圖1D是用于說明用作比較的顯示裝置原理的斷面圖。
圖2是本發明顯示裝置中使用的偏振光分離器的放大斜視圖。
圖3是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖4是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖5是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖6是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖7是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖8是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖9是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖10是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖11是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖12是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖13是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖14是用于說明本發明顯示裝置原理的斷面圖。
圖15是用于說明本發明第1實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖16是用于說明本發明第2實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖17是用于說明本發明第3實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖18是用于說明本發明第4實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖19是用于說明本發明第5實施形態的液晶顯示裝置的圖，圖19(7)是分解斷面圖，圖19(8)是平面圖。
圖20是用于說明本發明第6實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖21是用于說明本發明第7實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖22是用于說明本發明第8實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖23是用于說明本發明第9實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖24是用于說明本發明第10實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖25是用于說明本發明第11實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖26是用于說明本發明第12實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖27是用于說明本發明第13實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
圖28是用于說明使用了本發明第14實施形態液晶顯示裝置的攜帶式電話機的斷面圖。
圖29是用于說明使用了本發明第15實施形態液晶顯示裝置的攜帶式電話機的斷面圖。以下，參照
用于實施本發明的形態。(第1實施形態)圖15是用于說明本發明第1實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，作為透射偏振軸可變光學元件，使用著由TN或STN等構成的液晶單元30。在液晶單元30的上側設置著上偏振光分離器10。在液晶單元30的下側，按其順序設置著偏振片55、反射板65。在液晶顯示裝置1的兩側，在上偏振光分離器10與液晶單元30之間設置著燈80。在液晶單元30中，將TN或STN等液晶34封入由2塊玻璃基板31、32和密封構件構成的單元內。
作為本實施形態的上偏振光分離器10，使用與參照圖1B、圖1C、圖2、圖5、圖6、圖7、圖8、圖11、圖12、圖13、圖14說明過的上偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器，即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從上偏振光分離器30的上側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向上述液晶單元30側射出。
作為備有這種功能的偏振光分離器，可以使用將膽甾醇型液晶層夾在2塊(1/4)λ板之間的、利用多層疊層膜的、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的、利用全息技術的、以及在國際公開的專利申請(國際公開號WO95/17692及WO95/27919)中作為反射型偏振器公開的偏振光分離器，但在本實施形態中，使用在WO95/17692及WO95/27919中作為反射型偏振器公開的偏振光分離器，亦即用圖1C、圖2、圖7、圖8、圖13、圖14說明過的偏振光分離器。
另外，作為本實施形態的上偏振光分離器10，也可以使用與參照圖1A、圖3、圖4、圖9、圖10說明過的上偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器，即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從上偏振光分離器10的上側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向液晶單元30側射出。
本實施形態的液晶顯示裝置1的動作，與參照圖5、圖6、圖7、圖8說明過的液晶顯示裝置相同，所以，這里其說明從略。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，上偏振光分離器10，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并且不是吸收而是反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，所以，在來自燈80的光中，第1規定方向的直線偏振光分量的光，向上偏振光分離器10的上側透射，進一步，與第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光在液晶顯示裝置1內反復反射后也分別通過上偏振光分離器10向其上側射出，因此，在使用來自燈80的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器10的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
另外，由于燈80可以使光入射到上偏振光分離器10和液晶單元30之間，所以，根據液晶單元30的通、斷狀態得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自燈80的光的顯示是相同的，其結果是，在用外來光的顯示和用來自燈80的光的顯示之間不會發生正負反轉的問題。(第2實施形態)圖16是用于說明本發明第2實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，作為透射偏振軸可變光學元件，使用著由TN或STN等構成的液晶單元30。在液晶單元30的上側設置著上偏振光分離器10。在液晶單元30的下側，按其順序設置著漫射板40、下偏振光分離器50、黑色吸收板60。在液晶顯示裝置1的兩側，在上偏振光分離器10與液晶單元30之間設置著燈80。在液晶單元30中，將TN或STN等液晶34封入由2塊玻璃基板31、32和密封構件構成的單元內。
作為本實施形態的上偏振光分離器10，使用與參照圖1B、圖1C、圖2、圖5、圖6、圖7、圖8、圖11、圖12、圖13、圖14說明過的上偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器、即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從上偏振光分離器10的上側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向液晶單元30側射出。
另外，作為下偏振光分離器50，使用與參照圖11、圖12、圖13、圖14說明過的下偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器，即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從下偏振光分離器50的下側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向液晶單元30側射出。
作為備有這種功能的偏振光分離器，可以使用將膽甾醇型液晶層夾在2塊(1/4)λ板之間的、利用多層疊層膜的、利用布儒斯特角分離為反射偏振光及透射偏振光的、利用全息技術的、以及在國際公開的專利申請(國際公開號WO95/17692及WO95/27919)中作為反射型偏振器公開的偏振光分離器，但在本實施形態中，使用參照圖1C、圖2、圖7、圖8、圖13、圖14說明過的偏振光分離器，亦即在WO95/17692及WO95/27919中作為反射型偏振器公開的偏振光分離器，另外，作為本實施形態的上偏振光分離器10，也可以使用與參照圖1A、圖3、圖4、圖9、圖10說明過的上偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器，即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從上偏振光分離器10的上側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向液晶單元30側射出。
而作為本實施形態的下偏振光分離器50，也可以使用與參照圖9、圖10說明過的下偏振光分離器具有相同功能的偏振光分離器，即，該偏振光分離器，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量透過，并反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，對從下偏振光分離器50的下側入射的光，可以將上述第2方向直線偏振光向液晶單元30側射出。
本實施形態的液晶顯示裝置1的動作，與參照圖13、圖14說明過的液晶顯示裝置相同，所以，這里其說明從略。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，在不施加電壓部，由下偏振光分離器50反射的光，經漫射板40漫射后變成白色的出射光，而在施加電壓部，由于透過下偏振光分離器50的光被黑色吸收板60吸收，所以，形成白底色上的黑色顯示。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，上偏振光分離器10，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并且不是吸收而是反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，所以，在來自燈80的光中，第1規定方向的直線偏振光分量的光，向上偏振光分離器10的上側透射，進一步，與第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光在液晶顯示裝置1內反復反射后也分別通過上偏振光分離器10向其上側射出，因此，在使用來自燈80的光進行顯示的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器10的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
另外，由于燈80可以使光入射到上偏振光分離器10和液晶單元30之間，所以，根據液晶單元30的通、斷狀態得到的顯示狀態，用外來光的顯示和用來自燈80的光的顯示是相同的，其結果是，在外來光的顯示和來自燈80的光的顯示之間不會發生所謂正負反轉的問題。
進一步，下偏振光分離器50，使從液晶單元30側入射的光中的規定的第2方向直線偏振光分量作為第2方向直線偏振光透過，并且不是吸收而是反射與規定的第2方向正交的第1方向直線偏振光分量，所以，在不施加電壓部，來自燈80的光由下偏振光分離器50反射而不是吸收，并從液晶顯示裝置1射出，外來光也是由下偏振光分離器50反射而不是吸收，并從液晶顯示裝置1射出，因而可以獲得明亮的顯示。(第3實施形態)圖17A是用于說明本發明第3實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在上述第2實施形態中，在下偏振光分離器50的下側配置有黑色吸收板60，但在本實施例中，代替該黑色吸收板60，使用通過在PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)薄膜74上進行印刷形成的濾色器72，此外，與第2實施形態的不同點還在于，作為在液晶單元30中使用的液晶，采用STN液晶35，并在玻璃基板31上使用了相位差膜20，而其他結構相同。相位差膜20，作為進行彩色校正的光學各向異性體使用，用于校正在STN液晶35中產生的色彩。
在本實施形態的液晶顯示裝置1中，在不施加電壓部，由下偏振光分離器50反射的光，經漫射板40漫射后變成白色的出射光，而在施加電壓部，由于透過下偏振光分離器50的光由濾色片72著色，所以，形成白底色上的彩色顯示。
(變形例)在圖17A所示的液晶顯示裝置中，在玻璃基板31上使用了相位差膜20，但在圖17B所示的變形例中，將相位差膜20與上偏振光分離器10合為一體，并使光從相位差膜與液晶單元30之間入射。(第4實施形態)圖18是用于說明本發明第4實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第3實施形態的不同點在于，在PET薄膜74的背面一側設有Al(鋁)蒸鍍膜76，而其他結構相同。
該Al蒸鍍膜76起著反射裝置的作用，因而能使濾色器72的彩色顯示變得明亮。當然，也可以象第3實施形態的變形例那樣，將相位差膜20與上偏振光分離器10合為一體，并使光從相位差膜與液晶單元30之間入射。(第5實施形態)圖19是用于說明本發明第5實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第2實施形態的不同點在于，設有能將來自燈80的光向液晶顯示裝置1的內部反射的反射板82，而其他結構相同。
如果設置這樣的反射板82，則能使來自燈80的光進行明亮的顯示。
此外，如從平面圖看，則將反射板82按口字形設置在液晶顯示裝置1的顯示部A外側周圍。(第6實施形態)圖20是用于說明本發明第6實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第5實施形態的不同點在于，使可以將來自燈80的光向液晶顯示裝置1的內部反射的反射板84傾斜設置，而其他結構相同。
如果設置這樣的反射板84，則能將來自燈80的光反射到顯示區域A的中央部，因而具有能使顯示區域A的中央部顯示亮度得到改善的效果。
此外，反射板84的傾斜，考慮到聚光方式，最好使傾斜角在局部上不同。(第7實施形態)圖21是用于說明本發明第7實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第3實施形態的不同點在于，將上偏振光分離器10彎曲成這樣的形狀，即，使其中央部距離液晶單元30比邊緣部遠，并使用黑色吸收體60代替PCT薄膜74上的濾色器72，而其他結構相同。
通過按上述方式將上偏振光分離器10彎曲，可以將來自燈80的光反射到顯示區域的中央部，因而具有能使顯示區域的中央部顯示亮度得到改善的效果。(第8實施形態)圖22是用于說明本發明第8實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第2實施形態的不同點在于，在上偏振光分離器10的上部設有防閃爍膜90或防反光膜90，而其他結構相同。
如采用上述結構，則可以抑制上偏振光分離器10表面上的閃耀和眩光，并能抑制外來光的寫入。(第9實施形態)圖23A是用于說明本發明第9實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第2實施形態的不同點在于，在上偏振光分離器10的上部設有偏振片95，并使該偏振片95的偏振軸與上偏振光分離器10的偏振軸基本一致，而其他結構相同。
如采用這種結構，則即使上偏振光分離器10的偏振光分離度不夠時，也可以使偏振度提高，并能提高液晶顯示裝置1的對比度。而當上偏振光分離器10的機械強度不夠大時，該偏振片也可以對其進行支承。
(變形例)圖23B表示本發明第9實施形態的液晶顯示裝置的變形例。在本變形例中，與第2實施形態的不同點在于，作為在液晶單元30中使用的液晶，采用STN液晶35，并在玻璃基板31上使用了相位差膜20，而其他結構相同。而相位差膜20，作為進行彩色校正的光學各向異性體使用，用于校正在STN液晶35中產生的色彩。在圖23B中，將相位差膜20與上偏振光分離器10及偏振片95合為一體，并使光從相位差膜與液晶單元30之間入射，但也可以使光從相位差膜20與上偏振光分離器之間入射。(第10實施形態)圖24是用于說明本發明第10實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，備有將來自上述燈80的光導向液晶顯示裝置1的內部的導光板86。
如采用上述結構，則能使來自燈80的光的顯示變得明亮。此外，在本實施形態中，在導光板的中央部設置一個口字形的開口部，并使液晶顯示裝置1的顯示部從導光板的開口部露出。此外，在本實施形態中，作為導光板，將在液晶顯示裝置的后照光中使用的導光板加工后使用。(第11實施形態)圖25是用于說明本發明第11實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在上述第1實施形態中，將燈80在液晶顯示裝置1的兩側設置在上偏振光分離器10與液晶單元30之間，但在本實施形態中，與第1實施形態的不同點在于，將燈80在液晶顯示裝置1的兩側設置在液晶單元30與偏振片55之間，而其他結構相同。
設置該燈80的位置，也可以適用于上述第2至第10實施形態以及后文所述的第13、14實施形態。(第12實施形態)圖26是用于說明本發明第12實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在上述第1實施形態中，將燈80在液晶顯示裝置1的兩側設置在上偏振光分離器10與液晶單元30之間，但在本實施形態中，與第1實施形態的不同點在于，將燈80在液晶顯示裝置1的兩側設置在可以使光入射到液晶單元之內的位置，而其他結構相同。
設置該燈80的位置，也可以適用于上述第2至第10實施形態以及后文所述的第13、14實施形態。(第13實施形態)圖27是用于說明本發明第13實施形態的液晶顯示裝置的分解斷面圖。
在本實施形態中，與第4實施形態的不同點在于，設有一個可以將來自燈80的光反射到液晶顯示裝置1的內部的反射板82，而其他結構相同。
如果設置這樣的反射板82，則能使來自燈80的光進行明亮的顯示。
此外，如從平面圖看，則將反射板82按口字形設置在液晶顯示裝置1的顯示部A外側周圍。(第14實施形態)圖28是用于說明使用了本發明第14實施形態的液晶顯示裝置的攜帶式電話機200的斷面圖。
在該攜帶式電話機200中，在攜帶式電話機主體220的內部，裝有第14實施形態的液晶顯示裝置1，液晶顯示裝置1的上偏振光分離器10，固定在攜帶式電話機200的透明膜片蓋210的內側。而在透明膜片蓋210上還設有防閃爍膜90或防反光膜90。(第15實施形態)圖29是用于說明使用了本發明第15實施形態的液晶顯示裝置的攜帶式電話機200的斷面圖。而該斷面圖是沿著與攜帶式電話機200的縱向成直角的平面剖斷的斷面圖。
在該攜帶式電話機200中，在備有透明膜片蓋210的攜帶式電話機主體230的內部，裝有液晶顯示裝置1。在本實施形態中使用的液晶顯示裝置1，與第4實施形態的攜帶的液晶顯示裝置1的不同點在于在上偏振光分離器10的上部，如第9實施形態所述，設有偏振片95，并使該偏振片95的偏振軸與上偏振光分離器10的偏振軸基本一致；在上偏振光分離器10與相位差膜20之間設有各向同性的丙烯板240；將偏振片95和上偏振光分離器10固定；代替第4實施形態的燈80而在液晶顯示裝置1下側的攜帶式電話機主體的PCB基板270上設有LED250；及設有用于將來自該LED250的光導向液晶顯示裝置1的側面的反射板160；而其他結構相同。
另外，將上偏振光分離器10與相位差膜20之間的間隔設定為約0.5～1.5mm，以便使由反射板260反射的來自LED250的光能充分地到達上偏振光分離器10、特別是其中央部。此外，將反射板260安裝在攜帶式電話機主體230上。
發明的效果在本發明中，第1偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將與第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射而不是吸收，所以，在來自光源的光中，第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，進一步，與上述第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光在顯示裝置內反復反射后也分別通過第1偏振光分離裝置向上述透射偏振軸可變裝置的相對側射出，因此，在使用來自光源的光的情況下，與使用偏振片作為上偏振光分離器的場合相比，可以獲得明亮的顯示。
另外，由于光源可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和光學裝置之間，所以，分別根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的第1和第2狀態得到的兩種顯示狀態(亮和暗)，用從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示和用來自光源的光的顯示是相同的，所以，在用從第1偏振光分離裝置外側入射的光的顯示和用來自光源的光的顯示之間不會發生所謂正負反轉的問題。
另外，使光學裝置備有配置在透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置及與第2偏振光分離裝置相對地配置在透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件，并使光源為可以將光入射到第1偏振光分離裝置與第2偏振光分離裝置之間的光源，使第2偏振光分離裝置為可以使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射并將與第3規定方向正交的第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射、對從光學元件側入射的光可以將第3規定方向的直線偏振光向透射偏振軸可變裝置側射出的偏振光分離裝置，并使光學元件為對來自第2偏振光分離裝置的光可以向上述第2偏振光分離裝置射出規定波長范圍的光的光學元件，從而可以根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的狀態得到兩種顯示狀態、即用從第2偏振光分離裝置反射的光的第1顯示狀態及用來自上述光學元件的規定波長范圍的光中的透過上述第2偏振光分離裝置的規定波長范圍的光的第2顯示狀態，并且，第1顯示狀態是用由第2偏振光分離裝置反射而不是吸收的光的顯示狀態，所以可以獲得明亮的顯示，此外，也可以得到彩色顯示。
另外，使光學裝置備有配置在透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置及與第2偏振光分離裝置相對地配置在透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件，并使光源為可以將光入射到第1偏振光分離裝置與第2偏振光分離裝置之間的光源，使第2偏振光分離裝置為可以使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射并將與第3規定方向正交的第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射、對從光學元件側入射的光可以將第3規定方向的直線偏振光向透射偏振軸可變裝置側射出的偏振光分離裝置，并使光學元件為對來自第2偏振光分離裝置的光可以吸收可見光區域的幾乎整個波長范圍的光的光學元件，從而可以根據透射偏振軸可變裝置的透射偏振軸的狀態得到兩種顯示狀態、即用從上述第2偏振光分離裝置反射的光的第3顯示狀態及用由光學元件吸收可見光區域的幾乎整個波長范圍的光的第4顯示狀態即黑色顯示，并且，第3顯示狀態是用由第2偏振光分離裝置反射而不是吸收的光的顯示狀態，所以可以獲得明亮的顯示。
權利要求
1.一種顯示裝置，備有可以改變透射偏振軸的透射偏振軸可變裝置、分別配置在上述透射偏振軸可變裝置的兩側用于夾持上述透射偏振軸可變裝置的第1偏振光分離裝置和光學裝置、及可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和光學裝置之間的光源；該顯示裝置的特征在于上述第1偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第1規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將與上述第1規定方向正交的第2規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述透射偏振軸可變裝置的相對側入射到上述第1偏振光分離裝置的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第1規定方向的直線偏振光；上述光學裝置，可將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光分離為第3規定方向的直線偏振光分量的光及與上述第3規定方向正交的第4規定方向的直線偏振光分量的光，并可以將上述第3規定方向的直線偏振光分量的光和上述第4規定方向的直線偏振光分量的光中的至少一個向上述透射偏振軸可變裝置側射出。
2.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述第1偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第1規定方向的直線偏振光分量的光相對于可見光區域的幾乎整個波長范圍的光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射，并將上述第2規定方向的直線偏振分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述透射偏振軸可變裝置的相對側入射的可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第1規定方向的直線偏振光。
3.根據權利要求1或2所述的顯示裝置，其特征在于上述第1偏振光分離裝置，將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第1規定方向的直線偏振光分量的光作為上述第1規定方向的直線偏振光向上述透射偏振軸可變裝置的相對側透射。
4.根據權利要求1～3中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第1偏振光分離裝置，是多層層疊的層疊體，在上述各層之間，上述層疊體的上述多層的折射率，在上述第1規定方向上實際上相等，而在上述第2規定方向上不同。
5.根據權利要求1～4中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述光學裝置，備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間；上述第2偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并將與上述第3規定方向正交的第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件，對來自上述第2偏振光分離裝置側的光，可以向上述第2偏振光分離裝置射出規定波長范圍的光。
6.根據權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述第2偏振光分離裝置，是多層層疊的層疊體，在上述各層之間，上述層疊體的上述多層的折射率，在上述第3規定方向上實際上相同，而在上述第4規定方向上不同。
7.根據權利要求5所述的顯示裝置，其特征在于上述光學元件，能吸收來自上述第2偏振光分離裝置的光中的上述規定波長范圍以外的可見光區域的光，并可以將上述規定波長范圍的光向上述第2偏振光分離裝置反射，同時能使上述規定波長范圍的光透過。
8.根據權利要求7所述的顯示裝置，其特征在于上述光學元件是濾色器。
9.根據權利要求5～8中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有相對于上述光學元件而配置在上述第2偏振光分離裝置的相對側的反射裝置，上述反射裝置至少可以向上述光學元件反射上述規定波長范圍的光。
10.根據權利要求1～4中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述光學裝置備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間；上述第2偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并將與上述第3規定方向正交的上述第4規定方向的直線偏振光分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件，從來自上述第2偏振光分離裝置的光中吸收可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光。
11.根據權利要求10所述的顯示裝置，其特征在于上述光學元件是黑色的光吸收體。
12.根據權利要求5～11中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第2偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的第3規定方向的直線偏振光分量的光相對于可見光區域的幾乎整個波長范圍的光向上述光學元件側透射，并將上述第4規定方向的直線偏振分量的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射，對從上述光學元件側入射的可見光區域的幾乎整個波長范圍上的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光。
13.根據權利要求5～12中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第2偏振光分離裝置，將從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光作為上述第3規定方向的直線偏振光向與上述光學元件側透射。
14.根據權利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述光學裝置，備有配置在上述透射偏振軸可變裝置側的第2偏振光分離裝置、及相對于上述第2偏振光分離裝置配置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的光學元件；上述光源可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述第2偏振光分離裝置之間；上述第2偏振光分離裝置，使從上述透射偏振軸可變裝置側入射的光中的上述第3規定方向的直線偏振光分量的光向上述光學元件側透射，并吸收與上述第3規定方向正交的上述第4規定方向的直線偏振光分量的光，對從上述光學元件側入射的光，可以向上述透射偏振軸可變裝置側射出上述第3規定方向的直線偏振光；上述光學元件，可以將來自上述第2偏振光分離裝置側的光向上述第2偏振光分離裝置側反射。
15.根據權利要求14所述的顯示裝置，其特征在于上述第2偏振光分離裝置是偏振片。
16.根據權利要求1～15中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述透射偏振軸可變裝置是液晶元件。
17.根據權利要求1～16中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于將上述第1偏振光分離裝置配置在上述顯示裝置的觀察側
18.根據權利要求1～17中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于將上述光源配置在能使光入射到上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間的位置。
19.根據權利要求1～17中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于將上述光源配置在能使光入射到上述透射偏振軸可變裝置內的位置。
20.根據權利要求1～17中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于將上述光源配置在能使光入射到上述透射偏振軸可變裝置與上述第2偏振光分離裝置之間的位置。
21.根據權利要求1～20中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有可以將上述光源的光向上述顯示裝置內部反射的第2反射裝置。
22.根據權利要求21所述的顯示裝置，其特征在于將上述光源及上述第2反射裝置配置在上述第1偏振光分離裝置與上述透射偏振軸可變裝置之間，上述第2反射裝置備有可以將來自上述光源的光向上述透射偏振軸可變裝置側反射的反射區域。
23.根據權利要求22所述的顯示裝置，其特征在于如從平面圖看上述顯示裝置，則將上述反射區域設在上述顯示裝置的顯示區域的外側周圍。
24.根據權利要求21～23中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于上述第2反射裝置備有向上述顯示裝置的內側傾斜的反射板。
25.根據權利要求1～24中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于將上述第1偏振光分離裝置彎曲，使其中央部比上述第1偏振光分離裝置的邊緣部離上述透射偏振軸可變裝置遠。
26.根據權利要求1～25中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有與上述第1偏振光分離裝置相對地設置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的防閃爍層和防反光層。
27.根據權利要求1～26中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有與上述第1偏振光分離裝置相對地設置在上述透射偏振軸可變裝置的相對側的偏振片。
28.根據權利要求1～27中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有將來自上述光源的光導向上述顯示裝置內部的導光板。
29.根據權利要求1～28中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有能反射來自上述光源的光并可以使光入射到上述第1偏振光分離裝置和上述光學裝置之間的第3反射裝置。
30.根據權利要求1～29中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于在上述第1偏振光分離裝置的內側還設置一個在光學上各向同性的透明板。
31.根據權利要求1～30中的任何一項所述的顯示裝置，其特征在于還備有光漫射裝置。
32.一種電子設備，內部裝有根據權利要求1～31中的任何一項所述的上述顯示裝置并備有顯示用蓋，其特征在于上述第1偏振光分離裝置固定在上述顯示用蓋的內側。
全文摘要
為了提供可獲得明亮顯示的顯示裝置,在利用透射偏振軸可變元件的顯示裝置中,將上偏振光分離器300設在STN液晶143之上。將光源190設置在上偏振光分離器300與STN液晶143之間。與圖面平行方向的直線偏振光分量的光191透過上偏振光分離器300。與圖面正交方向的直線偏振光分量的光192由上偏振光分離器300反射,并向液晶顯示裝置內部傳播,然后,在液晶顯示裝置內反復反射并分別通過上偏振光分離器300向觀察側射出,因而能獲得明亮的顯示。
文檔編號G02F1/13357GK1207181SQ97191592
公開日1999年2月3日 申請日期1997年9月12日 優先權日1996年9月17日
發明者飯島千代明, 土橋俊彥 申請人:精工愛普生株式會社