液晶显示装置 【技术领域】
本发明涉及一种使用于时钟、移动电话、音频、电子设备等的液晶显示装置，涉及提高液晶显示装置亮度的构成。详细地说，涉及可进行利用作为使用环境光的外部光的反射型显示和利用后照光等照明光的透过型显示的两种显示的液晶显示装置。
现有技术
液晶显示装置所用的液晶板(LCD)，一般，使用TN(扭转取向)型或STN(超扭转向列)型的液晶，夹着液晶分子扭转取向的液晶层，以互相对置的二片基板为主要构成。而且，在液晶板地前面侧和背面侧分别配置偏振片。这样构成的液晶显示装置，随电场、电流或温度上升，发生液晶分子排列状态和相变化，就是把液晶状态型的光干涉、散射、衍射、旋光、选择散射、吸收等的光学性质变化作为显示工作原理。而且，为了在各基板上形成图像，采用给设置的电极之间外加电压控制液晶层的办法，实现显示。
并且，因为液晶板是非发光性的，一般地说，利用反射板或后照光。在液晶显示装置上，为了不管是在明处或是暗处都能观察到显示，有进行利用自然光、室内光等的外来光的反射型显示、和利用来自后照光的照明光的透过型显示示的两者显示方式。就这种液晶显示装置的构成而言，公知的有在液晶板的背后具备起到透过入射的一部分光而反射另一部分作用的半透过反射板和作为照明光源的后照光的构成，也称之为半透过型的显示装置。
按照图10说明现有的半透过型液晶显示装置。液晶板1的两侧设有上偏振片2和下偏振片3，下偏振片的背后介以半透过反射板30设有作为照明装置的后照光5。如图所示，后照光5具备导光板7、设于导光板7侧面的光源6、扩散板和反射层20。
这种构成的液晶显示装置中，利用外来光显示液晶板1时，入射到上偏振片2的入射光通过液晶板1、下偏振片3，其中的一部分光由半透过反射板30反射。由半透过反射板30反射的光再次通过下偏振片3、液晶板1、和上偏振片2而到达观察者。因此，能够看见液晶板1上显示的信息。接着，说明利用后照光的光使液晶板1显示的情况。后照光5照射的一部分照明光通过半透过反射板30。该通过后的光又透过下偏振片3，从其背面入射到液晶板1，向显示板的前方出射。出射的光通过上偏振片2而到达观察者。因此，可看见在液晶板1上显示的信息。
可是，现有的半透过型液晶显示装置中所用的半透过反射板，如果提高反射的比率，透过的比率就降低，相反，如果提高透过的比率，反射的比率就降低。因此，提高反射比率的话，利用外来光时就明亮起来，然而使用后照光时就暗弱。反之，提高透过比率的话，利用后照光时就明亮起来，使用外来光时就暗弱。这样，对使用半透过反射板的液晶显示装置而言，存在不能相对外来光和后照光双方均明亮的问题。进而，因为半透过反射板和在后照光的背后使用反射板而使构件加厚，同时成为成本增加的原因。因此，按照本发明，能够以紧凑的构成提高来自光源的光的利用效率，实现明亮显示的构成。
【发明内容】
为了解决上述的问题，本发明的结构是，在液晶板的背后，顺序设置下偏振片、照明装置、反射特定方向的偏振光成分而透过其余偏振光成分的反射偏振器，使下偏振片的透过轴和反射偏振器的反射轴的方向一致。因此，能以比现有部件少的构成确保同等的亮度。
并且，在夹着照明装置的导光板配置2个液晶板的显示装置中，规定具备：在第一液晶板导光板之间设置的第一下偏振片；在第二液晶板与导光板之间设置的第二下偏振片；以及在导光板与第二下偏振片之间设置的反射偏振器。进而，在同一方向使第一下偏振片的透过轴与反射偏振器的反射轴一致，同时将第二下偏振片的透过轴设定成相对反射偏振器的反射轴构成角度θ(但是，θ为90度以外的角度)。通过改变角度就能自由设定第二液晶板的反射、透过的比率。
进而，规定在反射偏振器与第二下偏振片之间设定第二反射偏振器。
进而，规定在第一下偏振片与照明装置之间设定第三反射偏振器。
如以上说明过的那样，按照本发明的液晶显示装置，能够用较少的零件数，实现反射时、透过时全都高品位明亮显示的液晶显示装置。
特别是，导光板的两个面上配置液晶板的场合下，能够改变随意分配液晶板的显示上利用的光量。并且，光源的大部分光也能有助于上侧液晶板或者下侧液晶板的任一方照明，明显提高光源的利用效率。
所以，能够提供反射时、透过时全都高品位明亮显示的液晶显示装置。因此，对以民用市场多用液晶显示装置的照相机、移动电话、钟表为首的电子机器领域，能够提高商品价值。
【附图说明】
图1是模式地表示利用外来光观测本发明的第1实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图2是模式地表示利用照明装置观测本发明的第1实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图3是模式地表示利用外来光观测本发明的第4实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图4是模式地表示利用照明装置观测本发明的第4实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图5是模式地表示利用外来光观测本发明的第5实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图6是模式地表示利用照明装置观测本发明的第5实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图7是模式地表示利用外来光观测本发明的第6实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图8是模式地表示利用照明装置观测本发明的第1实施例液晶显示装置时的剖面构成图。
图9是举例表示本发明实施例6的主要光学要素的轴方向的模式图。
图10是表示现有液晶显示装置构成的模式平面图。
【具体实施方式】
本发明的液晶显示装置具备：在互相对置的基板间夹持液晶的液晶板，设于液晶板背后的下偏振片，设于下偏振片背后的照明装置，设于照明装置背后侧的反射偏振器，下偏振片的透过轴与上述反射偏振器的反射轴为同一方向。这里，所谓反射偏振器，具备反射特定方向的偏振光成分，透过其余偏振光成分的功能。并且，照明装置对液晶板照射照明光，同时具备上下方向透过光的功能。
并且，本发明的两侧具备液晶板的液晶显示装置具备：为照明第一液晶板和第二液晶板而设置的照明装置，设于第一液晶板与照明装置之间的第一下偏振片，设于第二液晶板与照明装置之间的第二下偏振片，以及设于照明装置与第二下偏振片之间的反射偏振器。这里，所谓反射偏振器具备反射特定的偏振光成分而透过其余偏振光成分的功能。并且，照明装置对液晶板照射照明光，同时具备上下方向透过光的功能。进而，要设定在同一方向，使第一下偏振片的透过轴与反射偏振器的反射轴一致，同时第二下偏振片的透过轴相对反射偏振器的反射轴构成除90度以外的角度。通过这样构成，按照第二下偏振片的透过轴与反射偏振器的反射轴的相交角度，就能够调整显示第二液晶板的亮度。
进而，在反射偏振器与第二下偏振片之间设置第二反射偏振器，要设定成使第二反射偏振器的反射轴与第二下偏振片的透过轴垂直。因此，在反射偏振器与第二反射偏振器间发生多重反射，就能够将来自照明装置的照明光高效率地利用于液晶板。
进而，在第一下偏振片与照明装置之间设置第三反射偏振器，要设定成使第三反射偏振器的反射轴与反射偏振器的反射轴垂直。因此，在反射偏振器与第二反射偏振器间，以及反射偏振器与第三反射偏振器间发生多重反射，就能够将来自照明装置的照明光、或来自外部并透过上偏振片入射的光高效率地利用于液晶板的显示。
照明装置只要是向两面出射来自光源的光，在厚度方向透过光就行。具体地说，可以举例表示使用导光板的侧照光方式的后照光、透明无机EL、透明有机EL、平面放电管等。后述的各实施例，举例说明用作利用导光板的侧照光方式的后照光照明装置的场合。
一般，对反射偏振器来说，有将两种折射率不同的延伸多层膜层叠而成的偏振器和使将圆偏振片和高分子液晶在膜厚方向螺旋状取向、固定的构件组合而成的偏振器。可以使用任一种反射偏振器。以下的各实施例中，说明使用延伸多层膜的薄膜的场合。
以下，按照附图详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1和图2是模式地表示本发明的液晶显示装置的剖面构造图。特别是，图1表示利用外来光的状态，图2表示利用由后照光的照明光状态。
如图所示，分别在液晶板1的上侧设置上偏振片2，而在下侧设置下偏振片3。下偏振片3的背后设置构成后照光5的导光板7。导光板7的背后一侧配置反射偏振器4。另外，在图中，为了容易理解本发明的特征，偏振片或反射偏振器等光学元件是与为其它的构成要素分开表现的，但是也可以用粘合材料与液晶板等其它构成要素接合。
接着，说明各构成要素。液晶板1是把液晶夹持在玻璃基板、塑料基板等透明基板之间的构造。透明基板上设置显示用电极，通过给液晶层外加电压控制液晶分子的排列进行显示。偏振片具备吸收特定的直线偏振光成分，而透过除此以外的偏振光成分的功能。后照光5具备导光板7和配置在导光板侧面一侧的光源6。导光板7具备将从侧面方向入射的光源的光照射到液晶板1的功能，进而，也具备在厚度方向(上下方向)透过光的功能。并且，反射偏振器4具有，反射特定的直线偏振光成分，而透过除此以外的偏振光成分的功能。而且，为了用反射偏振器4高效率地反射透过下偏振片3的光，使反射偏振器4反射光的偏振方向(反射轴)与下偏振片3的吸收轴垂直。这里，所谓偏振片的吸收轴，表示偏振片吸收光的偏振方向，因而把与该吸收轴垂直的方向表现为透过轴。即，要设定为反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴一致。进而，在观测反射显示的场合，为了防止构成镜面反射，在反射偏振器4与上偏振片2之间某处设置光散射层是有效的。
说明这样构成的液晶显示装置的工作原理。
反射显示的场合，光从观测者一侧入射到显示元件上。这时，因为光通过上偏振片2，上偏振片的吸收轴方向上的直线偏振光被吸收，其余的透过成分入射到显示板上。在液晶层的关断区域，入射的光按照液晶分子的扭转角转换偏振方向从液晶板1出射，由下偏振片3吸收与下偏振片的吸收轴一致的偏振光成分，其余的成分通过下偏振片3。这里，如设定上偏振片2的吸收轴与下偏振片3的吸收轴大体垂直，就会在关断区域显示明亮，在打开区域显示黑暗，如设定上偏振片2的吸收轴与下偏振片3的吸收轴为平行，就会在关断区域显示黑暗，在打开区域显示明亮。
这样以来，通过下偏振片3的光经过导光板7到达反射偏振器4。如上述那样，设定成使下偏振片3的透过轴与反射偏振器4的反射轴一致，因而透过下偏振片3的光高效率地由反射偏振器4反射。该反射光以与迄今说明相反的路径，即，通过导光板7、下偏振片3、液晶板1、及上偏振片2到达观测者8。
另一方面，说明透过显示的场合，即，来自背面一侧(后照光5)的照明光显示的场合。首先，说明从导光板7向液晶板一侧出射的照明光。这时的照射光中，包括各个偏振方向的光，但该光中，下偏振片3的吸收轴方向上的偏振光成分被下偏振片3吸收，其余的成分通过下偏振片3。该透过成分由液晶层转换偏振方向从液晶板1出射。出射的光中与上偏振片2的吸收轴同方向的偏振光成分被吸收，而透过其余的成分到达观测者。这里，出射的光的偏振方向与上偏振片2的透过轴一致，因而观测者8能够观测该出射光。
其次，说明从导光板7向与液晶板相反侧的反射偏振器侧出射的照射光。这时的照射光也包括各个偏振方向的光，而其中，反射偏振器的反射轴方向的偏振光成分由反射偏振器4反射，经由导光板7朝向下偏振片3，其余成分通过反射偏振器4。因为反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴一致，由反射偏振器4反射的成分与上述说明同样到达观测者8。如以往那样，对在导光板7的下侧配置反射板的构成来说，由反射板反射的光不是象本发明一样在背侧透过，然而该透过成分是不能透过下偏振片3的成分，总之不会到达观测者，本发明的构成不会使光的利用效率恶化。这样，导光板下即使不用反射板，只要使用反射偏振器，就能有效利用照明光。而且，在下偏振片与导光板之间不需要设置半透过反射板。
(实施例2)
本实施例中，除上述实施例1的构成外，是在反射偏振器的背后设置第二反射偏振器的构成。设定第二反射偏振器的反射轴，使其相对反射偏振器的反射轴垂直。与实施例1重复部分的说明予以省略。
(实施例3)
本实施例中，除上述实施例2的构成外，是在导光板与下偏振片之间设置第三反射偏振器的构成。设定第三反射偏振器的反射轴，使其相对反射偏振器的反射轴垂直。与前述的实施例重复部分的说明予以省略。
(实施例4)
本实施例中，是将实施例1的构成应用于双面板的例子。即，在反射偏振器的背后一侧配置另一个显示板的双面板构造的实施例。参照图3和图4详细说明本发明的构成。另外，也省略与实施例1重复的说明。
如图所示，在构成后照光的导光板7两侧设置两个液晶板。在液晶板1与导光板7之间设置下偏振片3，在液晶板1的上侧(观测者8一侧)设置上偏振片2。并且，第二液晶板11与导光板7之间设置第二下偏振片13，在第二液晶板11的观测者18一测设置第二上偏振片12。而且，导光板7与第二下偏振片13之间配置反射偏振器4。这里，为了能以反射偏振器4高效率反射透过下偏振片3的光，使反射偏振器4反射的光的偏振方向(反射轴)与下偏振片3的吸收轴垂直起来。即，设定成使反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴一致。进而，要设定第二下偏振片13的透过轴，使其相对反射偏振器4的反射轴构成角度θ(但是，θ为除90度以外的角度)。θ不管是正侧或是负侧都没有关系。但是，将从第二液晶板11向第二下偏振片射出的光的偏振方向设定成与第二下偏振片13的透过轴一致是理想的。
简单说明这种构成的液晶显示装置的工作原理。
首先，利用图3和图4，说明观察液晶板1的场合。这时与上述实施例1的场合同样。即，用反射显示方式观测液晶板1的场合，如图3所示，当从观测者8一侧入射到显示元件的外来光通过上偏振片2的时候，上偏振片2沿吸收轴方向的直线偏振光被吸收，其余的成分入射到液晶板1上。入射的光按照液晶分子的扭转角转换偏振方向从液晶板1出射。该出射光中与下偏振片3的吸收轴一致的偏振光成分由下偏振片3吸收，其余成分透过第一下偏振片3。透过第一下偏振片3的光经过导光板7到达反射偏振器4。这里，由于设定成使第一下偏振片3的透过轴与反射偏振器4的反射轴一致，因而透过第一下偏振片3的成分(光)照样维持偏振方向高效率地由反射偏振器4反射。这里的反射是全反射。该反射光以与上述相反的路径，通过导光板7、下偏振片3、液晶板1、上偏振片2到达观测者8。其次，按照图4，说明用透过显示方式观测液晶板1的场合。从导光板7向液晶板1一侧出射的照射光9，下偏振片3的吸收轴方向偏振光成分被下偏振片3吸收，其余成分通过。另一方面，从导光板7向反射偏振器一侧出射的照射光10，反射偏振器的反射轴方向偏振光成分照样维持偏振方向由反射偏振器4反射，其余成分通过反射偏振器4。由反射偏振器4反射的光通过导光板7朝向下偏振片3。因为将反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴设定为平行，由反射偏振器4反射的照射光照样通过下偏振片3。这样，来自后照光的照射光9、10通过下偏振片3以后都是同一方向的偏振光成分。而且，透过下偏振片3的光由液晶层转换偏振方向从液晶板1出射。出射的光中与上偏振片2的吸收轴同方向的偏振光成分被其吸收，其余的成分让其透过到达观测者。这里，出射光的偏振方向与上偏振片2的透过轴一致，因而观测者8能够观测该出射光。
接着，说明观察第二液晶板11的场合。首先，参照图3，说明用反射显示方式观测第二液晶板11的场合。从观测者18一侧向显示元件入射的外来光通过第二上偏振片12的时候，第二上偏振片12的吸收轴方向的偏振光成分被吸收，其余成分入射到第二液晶板11上。入射的光按照液晶分子的扭转角转换偏振方向从第二液晶板11出射，与第二下偏振片的吸收轴一致的偏振光成分由第二下偏振片13被吸收，其余成分透过。而且，透过第二下偏振片13的光到达反射偏振器4。这里，设定第二下偏振片13的透过轴，使其与反射偏振器4的反射轴只偏移角度θ。因此，透过第二下偏振片13的偏振光成分之中，对于反射偏振器4的反射轴方向上的成分，由反射偏振器4反射，再次通过第二下偏振片13，反过来沿着入射的路径，从第二上偏振片12出射，到达观测者18。另一方面，不是反射偏振器4的反射轴方向上的成分，即关于反射偏振器4的透过轴方向上的成分，通过反射偏振器4。而且，经由导光板7到达下偏振片3。到达后的光(反射偏振器4的透过轴方向上的成分)因为是与下偏振片3吸收轴同一的偏振方向，所以由下偏振片3吸收。
这里，θ＝0时，即，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器4的反射轴一致时，透过第二下偏振片13的成分(光)照样维持偏振方向，由反射偏振器4反射。而且，该反射的光再次通过第二下偏振片13、第二液晶板11、第二上偏振片到达观测者19。所以，θ＝0时，第二显示元件变成反射显示，如后所述，来自导光板一侧的照明光不会到达观测者18一侧。随着θ增大(但是θ＜90°)，从第二液晶板11一侧透过反射偏振器4的比率增大，反射的比率减少。
并且，θ＝90时，即，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器4的反射轴垂直时，透过第二下偏振片13的成分(光)透过反射偏振器4，结果被下偏振片3吸收，就不会到达观测者。即，对观测者而言，不能观察第二液晶板11的显示。
这样，第二液晶板的反射率(通过下偏振片13的光由反射偏振器4反射的比率)，如果把反射偏振器4的反射轴与第二下偏振片13的透过轴交角设定为θ，就以(sinθ)2来表达。即，通过改变角度就能够自由设定第二液晶板的反射与透过的比率。为了增大反射的比率，只要接近于0°就行，为了增大透过的比率，只要接近于90°就行。
其次，按照图4，说明用透过显示方式观测第二液晶板11的场合。从导光板7向第二液晶板一侧出射的照射光10，借助于反射偏振器4反射反射偏振器的反射轴方向上的偏振光成分，其余的成分通过反射偏振器4。透过反射偏振器4的光到达第二下偏振片13。透过反射偏振器4的光成分之中，第二下偏振片13的透过轴方向成分通过第二下偏振片13，通过第二液晶板11和第二上偏振片12，到达观测者18。另一方面，透过反射偏振器4的光成分之中，其余的成分，即关于第二下偏振片13的吸收轴方向上的成分被下偏振片吸收，几乎没有到达观测者18。这时，将第二下偏振片13的透过轴设定为与反射偏振器4的反射轴只偏移角度θ。因此按照角度θ改变到达观测者18的光量。例如，θ＝90°时，即，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器4的反射轴垂直时，从光源一侧透过反射偏振器4的光照样透过第二下偏振片，到达观测者18的光量变成最大。另一方面，θ＝0°时，即，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器4的反射轴一致时，从光源一侧透过反射偏振器4的光由第二下偏振片吸收，到达观测者18的光量变成最小。
(实施例5)
本实施例中，除上述实施例4的构成外，是在反射偏振器4与第二下偏振片13之间设置第二反射偏振器的构成。利用图5和图6，详细说明本实施例。但是，与实施例4重复部分的说明予以省略。
本实施例中，反射偏振器4与第二下偏振片13之间设置的第二反射偏振器14的反射轴与第二下偏振片13的透过轴垂直。即，按照本实施例的构成，要分别设定为，使得反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴一致，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器以角度θ(θ≠90°)交叉，第二反射偏振器14的反射轴与第二下偏振片13的透过轴垂直。利用图5、6，说明观察这样构成液晶显示装置的场合。但是，用反射法观测液晶板1和第二液晶板11的场合，与上述实施例4同样，详细的说明予以省略。
接着，说明用透过法观察液晶板的场合。用透过法观察液晶板1的场合，如图6所示，从导光板7向液晶板1出射的照射光9与实施例4的场合同样，因而说明有关从导光板7向与液晶板1相反侧的反射偏振器一侧出射的照射光10。照射光10之中，反射偏振器4的反射轴方向上的成分由反射偏振器4反射，通过导光板7朝向液晶板1。另一方面，照射光10之中，反射偏振器4的反射轴方向以外的成分透过反射偏振器4。透过反射偏振器4的光中，第二反射偏振器14的反射轴方向以外的成分也透过第二反射偏振器14，第二反射偏振器14的反射轴方向上的成分被反射，再次到达反射偏振器4。再次到达反射偏振器4的光也同样，反射偏振器的反射轴方向上的成分反射，此外的成分透过。这样，透过反射偏振器4的照明光就在反射偏振器4与第二反射偏振器14之间重复多次反射。重复多次反射以后，一部分从反射偏振器4向液晶板1方向射出，一部分从第二反射偏振器14向第二液晶板11方向射出。所以，透过反射偏振器4的大部分照明光应该都可以从其中之一的反射偏振器射出去。但是，上述各光学元件的设定中，透过反射偏振器4的光由下偏振片3吸收。另一方面，透过第二反射偏振器14的光到达第二下偏振片13。从第二反射偏振器出射的光是第二下偏振片13的透过轴方向的光成分，因而通过它，进而，经由第二液晶板11和第二上偏振片12到达观察者。这样，在反射偏振器4与第二反射偏振器14间重复多次反射，从第二反射偏振器14出射的光成分的部分照明光利用效率上升，提高第二液晶板的亮度。
(实施例6)
本实施例中，除上述实施例5的构成外，是在导光板7与下偏振片3之间设置第三反射偏振器的构成。利用图7和图8，详细说明本发明。但是，与上述实施例4和实施例5重复部分的说明予以省略。
本实施例中，导光板7与下偏振片3之间设置的第三反射偏振器15的反射轴与反射偏振器4的反射轴垂直。换句话说，第三反射偏振器15的反射轴方向与下偏振片3的吸收轴一致。即，本实施例的构成中，分别设定为，反射偏振器4的反射轴与下偏振片3的透过轴一致，第二下偏振片13的透过轴与反射偏振器4的反射轴以角度θ(θ≠90°)交叉，第二反射偏振器14的反射轴与第二下偏振片13的透过轴垂直，第三反射偏振器15的反射轴与反射偏振器4的反射轴垂直。利用图7、8，说明观测这样构成液晶显示装置的场合。
用反射法观察液晶板1的场合，下偏振片3的吸收轴方向因与第三反射偏振器15的反射轴方向一致，透过下偏振片3的光不会由第三反射偏振器15反射而是通过导光板7，与实施例4同样地由反射偏振器4反射。这样，实质上与实施例4同样，因而省略详细的说明。
用反射法观察第二液晶板11的场合，从观测者18一侧向显示元件入射的外来光通过第二上偏振片12的时候，第二上偏振片12的吸收轴方向上的偏振光成分被吸收，其余的成分入射到第二液晶板11上。入射的光按照液晶分子的扭转角转换偏振方向从第二液晶板11出射，由第二下偏振片13吸收与第二下偏振片的吸收轴一致的偏振光成分，其余的成分透过。一般，使从第二液晶板11出射的光的直线偏振方向与第二下偏振片的透过轴方向一致。而且，透过第二下偏振片13的光到达第二反射偏振器14。这里，因为第二下偏振片13的透过轴与第二反射偏振器14的反射轴垂直，透过第二下偏振片13的光没有被第二反射偏振器14反射而照样通过，到达反射偏振器4。这里，设定反射偏振器4的反射轴与第二下偏振片13的透过轴仅偏移角度θ。因此，透过第二下偏振片13和第二反射偏振器14的偏振光成分之中，关于反射偏振器4的反射轴方向上的成分，由反射偏振器4反射，再次通过第二反射偏振器14和第二下偏振片13，倒过来沿着入射的路径，从第二上偏振片12出射，到达观测者18。另一方面，关于反射偏振器4的非反射轴方向上的成分，即反射偏振器4的透过轴方向上的成分，透过反射偏振器4，穿过导光板到达第三下偏振片。因为反射偏振器4与第三反射偏振器的反射轴方向垂直，透过反射偏振器4的成分由第三反射偏振器15反射，再次朝向反射偏振器4。这样，透过第二下偏振片13和第二反射偏振器14的光中，透过反射偏振器4的成分应在第三反射偏振器15与第二反射偏振器14之间多次反射。重复多次反射以后，在导光板或各构成材料界面处通过或反射之际改变偏振轴，向下偏振片3一侧和第二反射偏振器14一侧出射。而后，在下偏振片3一侧出射的光，其偏振方向与下偏振片3的透过轴相同，因而透过下偏振片3向液晶板1出射，到达观测者8一侧。另一方面，从反射偏振器4穿过第二反射偏振器14一侧的成分在第二反射偏振器14与反射偏振器4之间多次反射。重复多次反射以后，应在第三反射偏振器15一侧和第二下偏振片13一侧出射。第二下偏振片13一侧出射的光，因为偏振方向相同，到达观察者。如上述一样，第三反射偏振器15一侧出射的光在反射偏振器4与第三反射偏振器15之间重复多次反射。结果，在第三反射偏振器15与反射偏振器4之间，以及在反射偏振器4与第二反射偏振器14之间重复多次反射，到达液晶板1和第二液晶板，为观测者所观测。这样，透过上偏振片入射到液晶板一侧的光几乎没有被各构成要素吸收，而到达某一观测者。因此，光的利用效率上升。
接着，说明用透过显示方式观察第一液晶板1和第二液晶板11的场合。
如图8所示，从观测者8一侧的导光板面出射的照射光9之中，第三反射偏振器15的反射轴方向以外的成分透过第三反射偏振器15，通过下偏振片3、液晶板1、及上偏振片2，被观测者8所观测。至于其余的成分，即照明光中第三反射偏振器15的反射轴方向上的成分，由第三反射偏振器15反射，通过导光板7到达反射振器4。到达的光之中由反射偏振器4再次反射的成分在第三反射偏振器15与反射偏振器4之间重复多次反射。另一方面，至于到达的光之中透过反射偏振器4的成分，一部分由第二反射偏振器14反射，并在反射偏振器4与第二反射偏振器14之间多次反射，一部分透过第二反射偏振器14，经由第二下偏振片13、第二液晶板11、及第二上偏振片12，为观测者18所观测。
第三反射偏振器15与反射偏振器4之间重复多次反射之后，一部分通过第三反射偏振器15在液晶板1一侧出射，到达观测者8。一部分透过反射偏振器4向第二反射偏振器14一侧出射，在第二反射偏振器14与反射偏振器4之间重复多次反射。
在第二反射偏振器14与反射偏振器4之间重复多次反射以后，一部分通过第二反射偏振器14在第二液晶板11一侧出射，被观测者18观测。一部分透过反射偏振器4，再次在其与第三反射偏振器之间进行多次反射。
这样，在液晶板1一侧出射的照射光9之中，第三反射偏振器15的反射轴方向以外的成分透过第三反射偏振器15，为观测者8所观测，至于第三反射偏振器15的反射轴方向上的成分，在第三反射偏振器15与反射偏振器4、反射偏振器4与第二反射偏振器14之间重复多次反射以后，到达观测者8和观测者18的两者之一。所以，第一液晶板1一侧出射的照射光9到达观测者8和观测者18的两者之一。
同样，从第二液晶板11一侧的导光板面出射的照射光10之中，反射偏振器4的反射轴方向上的成分由反射偏振器4反射，通过第三反射偏振器15到达观测者。另一方面，反射偏振器4的反射轴方向以外的成分透过反射偏振器4到达第二反射偏振器14。到达的光之中，一部分透过第二反射偏振器14，在第二液晶板11一侧出射到达观测者18，一部分由第二反射偏振器14反射，在反射偏振器4与第二反射偏振器14之间重复多次反射。重复多次反射以后，一部分通过第二反射偏振器到达观测者18，一部分透过反射偏振器4，在第三反射偏振器15与反射偏振器4之间重复多次反射。
这样，即使由第二液晶板11一侧出射的照射光10，也到达观测者8和观测者18的两者之一。
如以上说明过的那样，由于照明装置的光到达观测者8和观测者18的两者之一，所以照明光的利用效率上升，第一液晶板和第二液晶板也都提高亮度。
利用图9，详细说明把本实施例的构成应用于TN型液晶板的场合。图9是说明本实施例构成要素的透过轴或反射轴的设置角度的图。本图表示从观测者8一侧俯视观察的状态，层叠的长方形自上起顺序表示上偏振片2、下偏振片3、第三反射偏振器15、反射偏振器4、第二反射偏振器14、第二下偏振片13、以及第二上偏振片12，并用箭头表示其轴的方向。上偏振片2的透过轴设为45°。使用TN型液晶的液晶板1转换偏振方向90°。为了高效率地透过转换90°后的光，所以下偏振片3的透过轴设定为135°，使其与上偏振片2垂直。第三反射偏振器15的反射轴配置为45°，使其与下偏振片3的透过轴垂直。而且，反射偏振器4的反射轴，为了高效率地反射透过下偏振片3的光，使反射轴设定为与135°相同。第二下偏振片13的透过轴角度，根据反射与透过的比率，从反射偏振器4的反射轴仅偏移角度θ。并且，第二反射偏振器14的反射轴与第二上偏振片12的透过轴同时随该角度从垂直偏移角度θ。即，第二反射偏振器14的反射轴和第二上偏振片12的透过轴都与第二下偏振片13的透过轴垂直。
这里，举例表示使用TN型液晶显示器的场合，然而即使使用STN型液晶显示器，附加相位差板等的光学补偿板而构成场合也基本上同样。