TWI269113B - Color management method of a spatial light modulator - Google Patents

Description

1269113 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種空間光調節器之色彩管理方法，尤指 一種將分色系統整合於一矽基液晶投影系統之矽基液晶顯 示面板上之方法。 【先前技術】 空間光調節器（spatial light modulator，SLM)是一種因應 光電混合系統而發展的技術，其能改變光波大小、相位以 及極化性，故已被廣泛地應用於處理光訊號、放大影像、 將非同調光(incoherent)轉換至同調光(coherent)等技術領 域以及生活中的各種數位產品。而在各種空間光調節器 中，砍基液晶投影系統(liquid crystal on silicon projection system，LCOS projection system)結合了半導體與 LCD 技 術，具有高解析度以及高亮度等特性，加上產品結構簡單， 因此具有低成本潛力，將是數位投影技術未來發展的趨勢。 請參考第1圖，第1圖為一習知矽基液晶投影系統10 之分色方法示意圖。如第1圖所示，矽基液晶投影系統10 包含有一光學引擎12、一分色系統14與一矽基液晶顯示 1269113 面板16。光學引擎12係由高亮度放電燈管(HID iamp)構 成，例如氤氣燈管，以提供高亮度之白光光源。分色系統 14則係用來將光學引擎12所發射之白光光源均分為紅、 綠與藍三色光源，再將三色光源提供給矽基液晶顯示面板 16使用，以使石夕基液晶顯示面板16產生彩色之投影晝面。 其中分色系統14依分色機制之不同又區分為光學式與色 轉輪式二種：光學式分色系統係應用於三片式矽基液晶投 影系統，其係利用反射鏡、雙色鏡、稜鏡與聚光鏡片等， 將光學引擎12發射出之白光分成紅、綠與藍光，並分別發 射至三片不同之矽基液晶顯示面板；而色轉輪式分色系統 則係應用於早片式砍基液晶投影系統，其係利用一高速旋 轉之色轉輪將光學引擎12發射出之白光形成循序的紅、 監、綠光，並將此三原色光依序發射至一矽基液晶顯示面 板，藉由人眼視覺暫留的特性，形成彩色的投影晝面。 如上所述，習知矽基液晶投影系統之光學引擎產生之白 光需經過分色系統之分色後再發射至矽基液晶顯示面板， 藉以提供彩色之投影晝面。然而無論是色轉輪式分色系統 或是光學式分色系統，都因本身體積龐大而使矽基液晶投 影系統之體積無法有效縮小。除此之外，習知矽基液晶投 影糸統無法於製作石夕基液晶顯示面板之際直接進行色彩管 1269113 理和調配，而僅能於矽基液晶顯示面板完成後，再利用控 制晶片改變各晝素區之驅動電壓加以控制，亦為其缺點之 一。因此，如何整合矽基液晶投影系統之分色系統以縮小 體積，並使矽基液晶投影系統於製作時即可進行色彩管 理，實為目前研發上之一大課題。 【發明内容】 • 本發明之主要目的在於提供一種空間光調節器之色彩 管理方法，以解決習知技術無法克服之問題。 ~ 根據本發明之一較佳實施例，係提供一種矽基液晶投影 • 系統之色彩管理方法。該矽基液晶投影系統包含有複數個 呈陣列狀排列之晝素區，而該色彩管理方法則係先於該矽 基液晶投影系統中設置複數個微濾光片（micro color • filter) ’且各該微滤光片分別與各該晝素區相對應’然後再 利用控制該等微濾光片之穿透率的方式來進行該矽基液晶 投影系統之色彩管理。 、 由於本發明之色彩管理方法於矽基液晶投影系統中設 置複數個與晝素區相對應之微濾光片，因此可達到分色之 功能，同時透過調整各微濾光片之穿透率，更可進一步達 8 1269113 到色彩管理的功能。 為了使貴審查委員能更近一步了解本發明之特徵及 技術内容’請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖。然 而所附圖式僅供參考與辅助說明用，並非用來對本發明加 以限制者。 【實施方式】 睛參考第2圖，第2圖本發明之矽基液晶投影系統30 之色彩管理方法示意圖。如第2圖所示，矽基液晶投影系 統3〇包含有一光學引擎32、一分色系統34與一矽基液晶 顯不面板36，其中光學引擎32係由高亮度放電燈管(HID lamp)構成，例如氙氣燈管等，可提供高亮度之白光光源。 值得注意的是本發明之分色系統34係設置於矽基液晶顯 示面板36中，並利用與矽基液晶顯示面板36之各晝素區 相對應之微濾光片（micro color filter)來達成將光學引擎 發射之白光分成紅、綠與藍三色光的功能，因此可有致梅 小矽基液晶投影系統30之體積。 如上所述，本發明之色彩管理方法係將分色系統34整 合於矽基液晶顯示面板36之中，因此由光學引擎32提供 1269113 之高亮度白光會直接進入矽基液晶顯示面板36，並透過設 置於矽基液晶顯示面板36中之分色系統34達到分色之功 能，而經過分色系統34被區分為紅、綠與藍色之光線則會 經由石夕基液晶顯示面板36反射出來並組合成彩色之投影 晝面。 為了説明本發明如何藉由整合分色系統與矽基液晶顯 示面板達到分色與色彩管理之功能，請參考第3圖，第3 圖為本發明一較佳實施例之矽基液晶顯示面板4〇之示意 圖。如第3圖所示，本發明之矽基液晶顯示面板4〇包含有 一背板42、複數個呈陣列狀排列之晝素電極料設置於背 板42表面、複數個與晝素電極44相對應之微濾光片牝設 置於晝素電極44上方、一前板48平行設置於背板42上 方、一透明導電層50設置於前板48面對背板42之表面， 以及一液晶分子層52填充於微濾光片46與透明導電層5〇 之間。另外，矽基液晶顯示面板4〇另包含有一上配向膜 54與一下配向膜56，分別設置於透明導電層5〇與微濾光 片46之表面’其中為強調本發明之重點，第3圖中僅列出 二個晝素電極44R、44G與44B，以及三個微濾光片46R、 46G、46B，以分別表不對應於—紅色畫素、—綠色晝素與 一藍色晝素之晝素電極44與微濾光片46。 1269113 本發明之方法之主要特徵在於將複數個微據光片 46G與46B分別設置於對應之晝素電極t 與44b 上方，藉此投射入矽基液晶顯示面板40之白光會於久查 區會被微濾光片46R、46G與46B過濾而形成街應之矣 綠光與監光’並分別被晝素電極44R、44G鱼+ 料β表面之 鏡面反射，進而形成彩色之投影晝面。 值得注意的是，微濾光片46除了上述分色功能之外 更同時兼具有色彩管理之功能。由於微濾光片46r、邨〇 與46B係對應於矽基液晶顯示面板4〇之各奎參 思言區，因此本

發明可藉由改變微濾光片46R、46G與46B之斤A 〜7予度、形狀、 面積、配置與材料等參數，即可改變各晝素區之光穿透率 進而達到調配紅晝素區、綠晝素區與藍晝素區之亮度目 的，如此一來即可於製作矽基液晶顯示面板4〇時設計出矽 基液晶投影系統之色彩效果(如色溫）。舉例來說，若欲掣 作預設色溫較低(投影晝面偏紅）之矽基液晶投影系統3〇， 則可將微濾光片46R之穿透率調高，如此一來矽基液晶投 影系統30之預設色溫即降低。於本實施例中，微濾光片 46係由複數層光學薄膜組成，藉由調整各光學薄膜之材料 組成、厚度、形狀、面積與配置等參數，即可輕易控制各 晝素區之光穿透率，達到色彩管理目的。 1269113 由上述可知’本發明細分色纽直接整合㈣基液晶 、1 員不面板上，因此不僅有致縮小石夕基液晶投影系統之體積 -1卩可達到分色之功能’更可利収變微濾、光片之穿透率來 知作魏晶投影祕之色彩管理。值得注意的是於上述 貫施例中，微滤光片係利用複數層光學薄膜組成，並設置 於晝素電極表面，然而本發明之色彩管理方法並不偈限於 鲁、匕’在可调整光穿透率之前提下，由單—材料構成之微遽 先片亦可運用，同時微濾光片之位置亦可視實際效果設於 背板内之其他位置。 • 相較於習知技術，本發明之方法不僅有效縮小矽基液晶 投影系統之成本與體積，更提供了色彩管理之功能，因此 有政改善了矽基液晶投影系統之彩色顯示效果。 鲁 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專 引範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利之涵芸 12 1269113 【圖式簡單說明】 第1圖為一習知矽基液晶投影系統之分色方法示意圖。 第2圖為本發明之矽基液晶投影系統之色彩管理方法示意 圖。 第3圖為本發明一較佳實施例之矽基液晶顯示面板之示意 圖。 • 【主要元件符號說明】 10 破基液晶投影糸統 12 光學引擎 14 分色系統 16 碎基液晶顯不面板 30 砍基液晶投影糸統 32 光學引擎 34 分色系統 36 砍基液晶顯不面板 40 砍基液晶顯不面板 42 背板 44 晝素電極 44R 晝素電極 44G 晝素電極 44B 晝素電極 46 微濾光片 46R 微濾光片 46G 微濾光片 46B 微濾光片 48 前板 50 透明導電層 52 液晶分子層 54 上配向膜 56 下配向膜 13

Claims (1)

1269113 十、申請專利範圍： 1 · 一種空間光調節器（spatial light modulator)之色彩管理 方法，該空間光調節器包含有複數個呈陣列狀排列之晝素 區，該色彩管理方法包含有： 於該空間光調節器中設置複數個微濾光片（micro color filter)，且各該微濾光片分別與各該晝素區相對 應；以及 • 控制該等微濾光片之穿透率以進行該空間光調節器之 色彩管理。 - 2.如申請專利範圍第1項所述之色彩管理方法，其中該空 • 間光調節係為一砍基液晶投影糸統’該砍基液晶投影糸 統另包含有； 一光學引擎；以及 _ 一石夕基液晶顯示面板，包含有： 一背板； 一前板設置於該背板上方； 一液晶分子層填充於該背板與該前板之間。 3.如申請專利範圍第2項所述之色彩管理方法，其中該等 微濾光片係設置於該背板上。 14 1269113 4. 如申請專利範圍第1項所述之色彩管理方法，其中該等 微濾光片包含有複數層光學薄膜。 5. 如申請專利範圍第4項所述之色彩管理方法，其中該等 微濾光片包含有複數個紅微濾光片、複數個綠微濾光片與 複數個藍微濾光片。 釀 6·如申請專利範圍第5項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等紅微濾光片之厚度與組成，以調整紅色可見 光之穿透率。 . 7.如申請專利範圍第5項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等綠微濾光片之厚度與組成，以調整綠色可見 光之穿透率。 8.如申請專利範圍第5項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等藍微濾光片之厚度與組成，以調整藍色可見 光之穿透率。 j 9· 一種空間光調節器（spatial light modulator)之色彩管理 方法，該空間光調節器包含有一背板，且該背板包含有 15 1269113 複數個呈陣列狀排列之畫素區，該色彩管理方法包含 有： 於該背板上設置複數個多層微濾光薄膜(micro col〇r film)分別與各該晝素區相對應，且該等微濾光薄膜 係區分為複數個紅微濾光薄膜、複數個綠微濾光薄 膜以及複數個藍微濾光薄膜；以及 調整該等紅微濾光薄膜、該等綠微濾光薄膜及該等藍微 遽光缚膜之穿透率’以進行該空間光調節器之色彩 管理。 10·如申請專利範圍第9項所述之色彩管理方法，其中該空 1光X»周郎益係為一秒基液晶投影糸統，該砍基液晶投影夺 統另包含有： 一光學引擎； 一前板設置於該背板上方；以及 一液晶分子層填充於該背板與該前板之間。 π.如申請專利範圍第9項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等紅微濾光薄膜之厚度與組成，以調整紅色可 見光之穿透率。 16 1269113 12. 如申請專利範圍第9項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等綠微濾光薄膜之厚度與組成，以調整綠色可 1 見光之穿透率。 13. 如申請專利範圍第9項所述之色彩管理方法，另包含有 利用改變該等藍微濾光薄膜之厚度與組成，以調整藍色可 見光之穿透率。 十一、圖式： 17