CN102540503A - 光屏蔽装置以及包括该光屏蔽装置的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了光屏蔽装置以及包括该光屏蔽装置的电子设备，其中该电子设备可以是成像设备或显示设备。该光屏蔽装置包括基板、上卷叶片和驱动单元。基板包括下电极和光穿过其的光透射部分。上卷叶片包括上电极和具有不同光学性质的至少两个层。驱动单元电连接到基板和上卷叶片，其控制穿过基板的光透射部分的光的量。当处于上卷位置时上卷叶片的外圆周表面可以是抗反射表面。

Description

光屏蔽装置以及包括该光屏蔽装置的电子设备
技术领域
以下描述的示范性实施例涉及一种光学装置、光屏蔽装置以及包括该光屏蔽装置的电子设备。
背景技术
光屏蔽装置是透射或阻挡入射光的装置。作为一种光屏蔽装置，光学快门被用于选择性地透射光或阻挡光。例如，包括在照相机中的光学快门选择性地透射穿过照相机的透镜的光并到达图像传感器。通常，这样的照相机通过控制光学快门的操作速度和/或照相机的光圈的开口尺寸来控制光透射到图像传感器的时间和/或入射在图像传感器上的光的量。诸如光学快门的光屏蔽装置已经被用于各种电子设备，诸如光学开关器件，其需要永久或临时的光屏蔽功能，或者需要选择性阻挡或透射入射光。
存在不同类型的光学快门，包括机械操作的光学快门和电操作的光学快门。在电操作的光学快门中，控制图像传感器的开/关状态从而控制图像传感器接收光的时间或限制被图像传感器接收的光的量。由于电操作的光学快门根据预定的电路构造来操作，所以电操作的光学快门已经广泛地使用在便携式数字照相机中。然而，这样的电操作光学快门存在缺点，即随着包括在照相机模块中的像素数目的增加可能发生图像拖曳(dragging)。图像拖曳通常发生在电子卷帘快门(ERS)系统中，因为ERS系统中的图像通过顺序地从像素矩阵的一个角落(例如，左上角)到相对角(例如，右下角)激活图像传感器而被捕获。因此，当物体快速地移动时，在图像传感器被顺序地激活期间存在物体的位置变化。这导致不期望的图像拖曳效果。
近来，用于移动设备诸如移动电话、游戏设备、照相机等的照相机模块中的像素数目已经显著增加，从而获得高质量的图像，因此对机械操作的光学快门的兴趣增加。近来在移动设备产业中的趋势是使设备更小且更薄，因此，机械操作的光学快门需要在继续以快速的响应(快门)速度操作的同时变得更小且更薄。在2009年6月30日公开的名为“Shutter and Micro CameraModule Having the Same(快门和具有其的微照相机模块)”的韩国专利申请公开No.2009-0055996描述了机械操作的光学快门的示例，其使用多个上卷叶片(rollup blade)以实现高的响应速度。
大部分电子设备包括诸如液晶显示器(LCD)触摸屏的显示器件。对于提供高质量图像和性能的显示器件的需要不断地增加。为了满足这些需求，用于显示器件的制造技术已经被显著且不断地改进以获得更好的显示器件。已经为电子设备开发了两种不同种类的显示器件。有透射型器件和反射型器件。在透射型显示器件中，图像使用透射穿过面板的光来显示；在反射型显示器件中，图像使用从面板反射的光来显示。透射型显示器件在黑暗环境中具有高的可视性，但在明亮的户外或室内环境中具有相对低的可视性。相反地，反射型显示器件在黑暗环境中具有低的可视性，但在明亮环境中具有相对高的可视性。
一种半透明显示器件利用了透射型和反射型显示器两者的优点。这种半透明显示器件能够根据周围环境的亮度而选择性地以反射模式或以透射模式来操作。因此，半透明显示器件非常有利于用于在各种光条件中操作的移动电子设备。通常，半透明显示器件中的单元被分成两部分。每个单元的一部分具有反射型结构，每个单元的另一部分具有透射型结构。结果，与现有的单模式的显示器(也就是，透射型显示器或反射型显示器)相比，半透明显示器具有相对低的亮度。
发明内容
一个或多个示范性实施例提供一种能够防止不期望的光反射的光屏蔽装置。
一个或多个示范性实施例提供一种成像设备，其能够用光屏蔽装置防止噪声图案的形成来获得高质量的图像。
一个或多个示范性实施例提供一种能够以透射模式或以反射模式来选择性地操作光屏蔽装置的显示器，并提供在透射模式和反射模式两者中与当前可获得的单模式显示系统可比拟的优良可视性。
根据示范性实施例的一个方面，提供一种光屏蔽装置，包括基板、上卷叶片以及驱动单元。基板包括下电极，上卷叶片包括上电极。上卷叶片设置为当上卷叶片处于平坦位置时对应于基板的光透射部分，并包括具有不同光学性质的至少两个层。驱动单元电连接到下电极和上电极，并驱动上卷叶片以调节穿过光透射部分的光的量。
根据另一示范性实施例的方面，提供一种成像设备，包括图像传感器、基板、上卷叶片和驱动单元。基板包括下电极，上卷叶片包括上电极。基板的光透射部分设置为对应于图像传感器。上卷叶片设置为当上卷叶片处于平坦位置时对应于基板的光透射部分，并包括具有不同光学性质的至少两个层。驱动单元电连接到上电极和下电极，并驱动上卷叶片以调节穿过光透射部分的光的量。
根据另一示范性实施例的方面，提供一种显示器，包括背光单元、上卷叶片、滤色器和驱动单元。基板包括下电极并设置在背光单元上方。上卷叶片包括上电极。滤色器设置在上卷叶片上方。上卷叶片设置为当上卷叶片处于平坦位置时对应于基板的光透射部分，并包括具有不同光学性质的至少两个层。此外，驱动单元电连接到上电极和下电极，并驱动上卷叶片以调节穿过光透射部分的光的量。
其它的特征和方面将从以下的详细描述、附图和权利要求而变得明显。
附图说明
图1是示出光屏蔽装置的示范性实施例在光屏蔽装置屏蔽光时的透视图。
图2A是示出图1的光屏蔽装置在光屏蔽装置透射光时的透视图。
图2B是示出图2A所示的光屏蔽装置的侧视图。
图3A是根据上卷叶片的示范性实施例的由图2B的虚线标记的部分的放大图。
图3B是根据上卷叶片的另一示范性实施例的由图2B的虚线标记的部分的放大图。
图3C是示出根据示范性实施例的上卷叶片的所得反射率的曲线图，该上卷叶片包括第一相补偿层、光吸收层、第二相补偿层和上电极。
图4是根据上卷叶片的另一示范性实施例的由图2B的虚线标记的部分的放大图。
图5A是示出光屏蔽装置的另一示范性实施例在光屏蔽装置屏蔽光时的透视图。
图5B是示出图5A的光屏蔽装置当光屏蔽装置透射光时的透视图。
图5C是示出根据示范性实施例的由光学快门提供的光圈、设置在光学快门下方的光学元件的尺寸以及光学元件的平面与覆盖玻璃之间的垂直距离之间的示范性关系的图表。
图6是示出包括光屏蔽装置的成像设备的示范性实施例的截面图。
图7A和图7B是示出反射-透射组合型显示器的示范性实施例当该反射-透射组合型显示器以反射模式操作时的截面图。
图8A和图8B是示出图7A和图7B的反射-透射组合型显示器当该反射-透射组合型显示器以透射模式操作时的截面图。
图9A示出当根据示范性实施例的显示设备以透射模式操作时表现每个像素的灰度级的示范性方法。
图9B示出当根据示范性实施例的显示设备以反射模式操作时表现每个像素的灰度级的示范性方法。
在附图和详细描述中，除非另外地描述，相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清晰、说明和方便，这些元件的相对尺寸和图示可以被夸大。
具体实施方式
现在参照附图更充分地描述各个示范性实施例，一些示范性实施例在附图中示出。然而，这里公开的特定结构和功能细节仅是代表性地用于描述示范性实施例的目的。因此，实施例可以涵盖许多替代形式而不应被解释为限于以下的描述。因此，应当理解，并不旨在将示范性实施例限制于所公开的特定形式，而是相反的，示范性实施例意在涵盖能被本领域技术人员理解的所有修改、等同物和替代物。
在附图中，为了清晰，层和区域的厚度可以被夸大，在附图的描述始终，相似的附图标记指代相似的元件。
虽然这里可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区别开。例如，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不背离示范性实施例的范围。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。
将理解，当称一个元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接连接到或耦接另一元件，或者可以存在居间的元件。相反，当称一个元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在居间的元件。用于描述元件之间的关系的其它术语应当以类似的方式解释(例如，“在…之间”和“直接在…之间”、“与…相邻”和“直接与…相邻”等)。此外，第一材料层形成在第二材料层上的含义应当理解为包括第一材料层直接形成在第二材料层上以及另一第三材料层插入在第二材料层与第一材料层之间的所有情形，如果没有排除这些情形的明确描述。
这里所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并非要限制示范性实施例。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式。还应理解的是，术语“包括”和/或“包含”，如果在这里使用，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
为便于描述此处可以使用空间相对术语(例如，“在…之下”、“在…下面”、“下(lower)”、“在…之上”、“上(upper)”等)以描述如附图所示的一个元件或者描述如附图所示的一特征与另一元件或特征之间的关系。将理解，空间相对性术语旨在概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将会定位在其他元件或特征的“上方”。因此，例如，术语“在…下面”就能够涵盖之上以及之下两种取向。器件可以采取其他取向(旋转90度或以其他取向观看或参照)，这里所用的空间相对性描述符应当做相应解释。
这里参照截面图描述示范性实施例，这些截面图为理想化实施例(和中间结构)的示意图。因而，举例来说，由制造技术和/或公差引起的图示形状的变化是可能发生的。因此，示范性实施例不应被解释为限于这里示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，图示为矩形的注入区域可以具有倒圆或弯曲的特征和/或在其边缘处的(例如，注入浓度的)梯度而不是从注入区到非注入区的突然变化。类似地，通过注入形成的埋入区域可以导致在埋入区域与注入可穿过其发生的表面之间的区域中的一些注入。因此，附图所示的区域本质上是示意性的，它们的形状并不一定示出器件的区域的真实形状并且不限制范围。
还应当指出，在一些替代实施方式中，指出的功能/动作可以不按附图所示的次序发生。例如，依次示出的两个附图可以实际上基本上同时进行或者可以有时以相反的次序进行，取决于所涉及的功能/动作。
除非另行定义，否则此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。还将理解的是，诸如通用词典中所定义的术语，应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义，除非此处明确的如此定义。
为了更具体地描述示范性实施例，将参照附图详细描述各个方面。然而，本发明不限于所描述的示范性实施例。
图1和图2A是示出光屏蔽装置100的示范性实施例的透视图，图2B是图2A所示的光屏蔽装置100的侧视图。参照图1、图2A和图2B，光屏蔽装置100包括基板110、上卷叶片120和驱动单元130。在图1中，驱动单元130示出为简单的盒从而着重描述光屏蔽装置100的其它特征。光屏蔽装置100可以自身用作光学快门(如图7A和图7B所示)，或者可以是光学快门模块的一部分(如图5A和图5B所示)。图1示出光屏蔽装置100被驱动以屏蔽光的状态。为了更好的理解，在图1中上卷叶片120被示出为与基板110分离。在图2A和图2B中，光屏蔽装置100处于光透射状态。
根据图1、图2A和图2B所示的示范性实施例，基板110具有光能够透射穿过的光透射部分110a。光透射部分110a可以是透明的或半透明的。当上卷叶片120处于如图2A所示的上卷(也就是，敞开)位置时，光透射部分110a是光穿过其的区域。作为示例，当光屏蔽装置100用作成像设备的光学快门时，光透射部分110a可以位于成像设备的光路上从而透射穿过光透射部分110a的光可以在经过光学透镜之后到达图像传感器。另一方面，当上卷叶片120被驱动以变平坦如图1所示时，光透射部分110a的整个或一部分可以被平坦的上卷叶片120阻挡，因此没有光或仅部分入射光可以透射穿过光透射部分110a。由于整个或部分的光透射部分110a被上卷叶片120阻挡，所以穿过光透射部分110a的光的量可以用上卷叶片120来调节。基板110的除光透射部分110a之外的其余部分可以是光学透明的或不透明的。
参照图1，基板110可以具有平坦形状，但是基板110的形状不限于平坦形状，当对于应用来说期望或需要时，它可以为任意形状(例如，弯曲形状、带状形状、波状形状等)。此外，光透射部分110a的形状也没有被限制，光透射部分可以具有四边形、圆形、椭圆形、多边形等。基板110包括衬底112和下电极114。衬底112可以由透明或半透明的材料形成，或者透明或半透明的材料可以仅形成衬底112的包括至少光透射部分110a的部分。衬底112可以是玻璃衬底，但不限于此。例如，衬底112可以由石英、塑料、硅石等形成。
下电极114可以由导电的透明或半透明材料形成。例如，下电极114可以由铟锡氧化物(ITO)、ZnO、SnO2、碳纳米管(CNT)材料、导电聚合物等形成。下电极114电连接到驱动单元130，并用作用于操作光屏蔽装置100的上卷叶片120的驱动电极。
下电极114可以形成在衬底112上或者嵌入在衬底112中。下电极114可以形成为覆盖光透射部分110a的整个区域或者以预定图案覆盖光透射部分110a的一部分。通常，与当下电极114被设计为仅覆盖光透射部分110a的一部分相比，当下电极114被设计为覆盖整个区域时，下电极114能够产生较强的力以驱动作为上卷叶片120的上电极。下电极114与上电极120之间的较强的力可以导致上卷叶片120在上卷状态和平坦状态之间较快的运动(或响应时间)。然而，示范性实施例中的下电极114不限于完全覆盖的构造。下电极114可以形成为仅覆盖光透射部分110a的一部分或者覆盖光透射部分110a以及光透射部分110a的周边区域。
当没有驱动力施加在上卷叶片120与基板110之间时，上卷叶片120以预定的曲率保持在上卷状态(见图2A和图2B)。当上卷叶片120处于上卷状态时，至少基板110的光透射部分110a被暴露使得入射光可以透射通过光透射部分110a。另一方面，当预定的驱动力通过驱动单元130施加在上卷叶片120与基板110之间时，上卷叶片120变平坦(见图1)。当上卷叶片120处于平坦状态时，基板110的光透射部分110a被上卷叶片120覆盖以阻挡入射光。驱动单元130可以控制基板110与上卷叶片120之间的力以使上卷叶片120处于平坦状态(图1)和上卷状态(图2A和图2B)之间的状态，在该状态上卷叶片120部分地阻挡入射光。
根据示范性实施例，上卷叶片120可以包括防止光透射的至少一个材料层从而阻挡入射光。光屏蔽装置100可以包括单个上卷叶片120，如图1、图2A和图2B所示，其尺寸足够大以覆盖光透射部分110a的整个区域，或者可以包括多个小的上卷叶片，其通过将光透射部分110a划分为多个区域来覆盖光透射部分110a，如图5A和图5B所示。
上卷叶片120可以包括固定部分120a和移动部分120b。参照图2A，上卷叶片120的固定部分120a可以固定到基板110的边缘部分，该边缘部分位于光透射部分110a的外侧。可以将固定部分120a固定在基板110的另一区域处或者固定在设置于基板110上方的结构(未示出)上。移动部分120b包括上卷叶片120的除固定部分120a之外的其余部分，移动部分120b可以根据驱动单元130的控制而变平坦或向上卷。当由驱动单元130施加的驱动电压在基板110和上卷叶片120上形成相反的电势(例如，基板110为负，上卷叶片120为正)时，吸引力可以形成在基板110与上卷叶片120之间。由于该吸引力的存在，移动部分120b可以从上卷状态转变为平坦状态并覆盖光透射部分110a。当驱动单元130停止供应驱动电压时，由于基板110与上卷叶片120之间的吸引力不再存在，所以移动部分120b可以返回到上卷状态。
根据示范性实施例，上卷叶片120可以包括具有不同光学性质的至少两个层。具有不同光学性质的层可以布置为彼此对应(见图3A)或者可以并排布置(未示出)。获得不同的光学性质可以不限于使用光学性质彼此不同的不同材料。例如，通过对不同的表面施加不同的表面修饰(surface finish)到或者通过用光学不同的图案来图案化表面，可以从相同的材料获得不同的光学性质。
上卷叶片120的表面之一可以是抗反射表面。例如，在图2A和图2B所示的上卷状态中，上卷叶片120具有外圆周表面122a和内圆周表面124a。外圆周表面122a可以是抗反射表面从而防止从外圆周表面122a的光反射。抗反射表面可以是最小化来自其表面的光反射的结构。作为抗反射表面，上卷叶片120的外圆周表面122a可以具有黑色并看起来为光学黑色的表面。
提供低的表面反射率是形成抗反射表面的一种方法。然而，因为具有低表面反射率的材料层可能具有高的透光率和高的内反射率，所以单独的低表面反射率可能不足以形成用于特定应用的抗反射表面。在此情形下，相当数量的光可以被内部反射并返回到表面，从而即使该材料层具有低的表面反射率，该材料层也不能用作抗反射表面。例如，抗反射涂层(ARC)可以施加在上卷叶片120的外圆周表面122a上以通过降低表面反射率(同时具有相对高的透光率)来形成抗反射表面。上卷叶片120包括在ARC的相反侧由金属形成的上电极层124。上电极层124可以为铬。上电极层124既吸收光也反射光。由于上电极层124的反射性质，透射通过ARC的相当数量的入射光会在上金属电极层124的表面上经受内反射，并且然后可以返回到外圆周表面122a并从上卷叶片射出。因而，仅仅施加抗反射涂层(ARC)在外圆周表面122a上可能不足以最小化反射光的量，因此外圆周表面122a不足以用作抗反射表面。
当上卷叶片120的外圆周表面122a不是抗反射表面时，在上卷状态时，大量入射光会被外圆周表面122a反射。部分反射光可以朝向外部环境反射，但另一部分反射光会朝向光透射部分110a反射。被外圆周表面122a的侧表面反射的大部分光可以被导向光透射部分110a，因为该侧表面基本垂直于光透射部分110a(如图2B所示)。朝向光透射部分110a反射的光是非常不期望的。例如，当光屏蔽装置110用作成像设备的光学快门时，朝向光透射部分反射的光可以到达图像传感器并在照相图像上产生不期望的鬼像(ghostimage)。
上卷叶片120可以足够远离光透射部分110a放置从而防止形成不期望的鬼像。然而，这会增加上卷叶片120的响应时间并因此减小上卷叶片120在上卷状态和平坦状态之间的切换速度。
根据示范性实施例，通过将外圆周表面122a形成为抗反射表面，抑制了不期望鬼像的形成，而没有恶化上卷叶片120的响应速度和时间。
如上所述，ERS系统具有图像拖曳效果的问题。与ERS系统相反，根据示范性实施例，使用了机械快门系统，其中像素矩阵中的所有图像传感器被同时地开启。因此，不存在图像拖曳的问题。
将上卷叶片120的表面形成为抗反射表面的一种方法是在上卷叶片120的表面上形成光学黑层122。光学黑层122是吸收大部分入射光而在材料层的表面上没有任何实质上的表面反射或在材料层的内部没有任何实质上的内部反射的材料层。参照图3A和图3B，上卷叶片120可以包括作为单一材料的光学黑层122以及设置在光学黑层122上的上电极层124。光学黑层122可以具有由单一材料形成的单层结构(见图3A)，或者由不同材料或由具有界面的相同材料形成的多层结构(见图3B)。
根据图3A所示的示范性实施例，入射到上卷叶片120的光学黑层122的光的大部分可以透射到上卷叶片120中而没有被光学黑层122的表面实质地反射。透射到上卷叶片120中的光的大部分可以在光学黑层122中吸收并在行进经过光学黑层122的同时被消除。光学黑层122可以也吸收并消除被上电极层124内部反射的光，如果存在的话。因此，除了防止环境光的反射，光学黑层122还能够防止从上电极层124反射的光被进一步反射。因而，上卷叶片120包括抗反射表面122a，该抗反射表面122a是光学黑层122的表面并在上卷叶片120上与上电极层124相反地定位。
根据如图3B所示的另一示范性实施例，上卷叶片120可以具有多层结构，该多层结构包括光吸收层以形成抗反射表面，其中该光吸收层能够弱化光(例如，可见光)的强度。穿过多层结构的表面而没有经受表面反射的光会在它经过光吸收层时被弱化。被弱化的光可以在多层结构内行进并可以被上卷叶片120的上电极层124内部反射。在被反射之后，被弱化的光可以在它再次经过光吸收层时被进一步弱化。因而，具有光吸收层的多层结构可以用作用于上卷叶片120的吸收性的抗反射结构。此外，入射在具有超过三层的多层结构上的光可以在不同的表面(也就是，顶表面和/或各层之间的内部表面)处被反射。被不同表面反射的光可以经受相消干涉并因此可以进一步最小化被上卷叶片120的抗反射表面(也就是，外圆周表面)反射的光的量。
根据示范性实施例，上卷叶片120具有内圆周表面124a，其与外圆周表面122a相反地设置。当上卷叶片120处于上卷状态时，内圆周表面124a可以背对环境光(背对外部光源)，如图2A和图2B所示。另一方面，当上卷叶片120处于平坦状态时，内圆周表面124a可以面对环境光，如图1所示。内圆周表面124a可以是反射表面。因此，上卷叶片120在设置于上卷叶片120的相反侧上的表面(也就是，外圆周表面122a和内圆周表面124a)上具有不同的光学性质(也就是，抗反射性和反射性)。不同的光学特性可以形成在上卷叶片120的一侧(例如，外圆周表面122a)上。在上卷叶片120上形成反射表面可能在某些光学屏蔽装置应用中更加期望。例如，上卷叶片的反射表面在诸如反射-透射组合型显示器的电子设备中更加期望，其在上卷叶片处于阻挡该设备的光透射部分的平坦状态(如图1所示)时利用被反射表面反射的光。将在随后进一步描述利用被反射表面反射的光的器件。
术语“反射表面”可以指具有高反射率的表面，或具有高的表面反射率并相对于透射通过反射表面的光具有高的内部反射率的多层结构。因而，当上卷叶片120包括作为内圆周表面124a的反射表面时，内圆周表面124a可以具有高的表面反射率，内圆周表面124a也可以包括一种或多种材料和/或包括最大化透射光的量的结构，该透射光被内部反射并从内圆周表面124a射出。
图3A和图3B示出上卷叶片120的示范性结构，并是由图2B中的虚线标记的部分的放大图。参照图2B，上卷叶片120被卷到由标记122a指示的左侧(也见图3A和图3B)。如图3A和图3B所示，上卷叶片120可以包括面对基板110的光学黑层122以及形成在光学黑层122上的上电极层124。
参照图3A，光学黑层122可以是单一材料层并具有至少一个抗反射表面(例如，图3A中的右表面)。光学黑层122可以由导电材料或诸如电介质或聚合物的电绝缘材料形成，这些材料的光学特性足以形成抗反射表面。当光学黑层122由导电材料形成时，绝缘层可以额外地形成在导电光学黑层之下和/或在基板110之上。
根据示范性实施例，光学黑层122可以由具有低的表面反射率和相对高的消光系数(其中大量入射光被吸收)的材料形成。通常，入射在介质上的光的一部分被介质的表面反射，光的其余部分透射到介质中。所透射的光的与介质的消光系数成比例的部分在介质中被吸收，仅透射光的其余部分从介质射出。仅仅具有相对高的消光系数不足以最大化被介质吸收的光的量，因为当介质具有高的表面反射率时仅非常少量的光会透射到介质中。因此，用于光学黑层122的期望材料通常具有高的消光系数和低的表面反射率。例如，Al或Ag不会是用于光学黑层122的合适材料，即使它们每个具有比Cr或Mo高的相对高的消光系数，因为Al和Ag具有相当高的表面反射率。
光学黑层122的光入射表面(也就是，图3A中的右侧表面122a)可以被粗糙化以降低表面反射率。光学黑层122的光入射表面可以通过各种方法来粗糙化。作为一个示例，诸如浮凸的微小突起可以形成在光学黑层122的表面上。此外，用规则和不规则图案降低表面反射率的其它方法可以应用到光学黑层122的光入射表面。
根据示范性实施例，上电极层124可以由不透明金属形成，诸如Cr、Al、Au、Mo、Cu等或其组合。此外，上电极层124可以由不透明导电聚合物形成。上电极层124的材料的光学性质和厚度影响被上电极层124反射且导向光学黑层122的表面的光的强度和量。因此，当具有优选厚度的优选材料被选择用于上电极层124时，光学黑层122的性能可以被改善，然后经过光学黑层122的大部分透射光可以通过该层内的吸收和/或通过反射光的相消干涉来消除，该反射光包括被上电极层124反射的光。
根据示范性实施例，上卷叶片120的光学黑层122和上电极层124可以具有不同的残余应力。更具体地，上电极层124可以具有残余张应力，光学黑层122可以具有残余压应力、没有残余应力或者具有小于上电极层124中的残余张应力的残余张应力。由于该残余应力差异(也就是，在上电极层124中存在更多的残余张应力)，当没有驱动电压时，上卷叶片120可以保持在上卷状态(见图2A和图2B)。处于上卷状态的移动部分120b的曲率可以通过控制上电极层124与光学黑层122之间的残余应力差异来确定。
当驱动电压通过驱动单元130施加时，预定的驱动力(例如，吸引力)可以在下电极114和上卷叶片120(更具体地，上电极层124)之间产生。通过吸引驱动力，上卷叶片120的移动部分120b被吸引到下电极，变平坦，并覆盖基板110的光透射部分110(见图1)。该驱动力可以是在下电极112与上电极124之间产生的静电力(electro-static force)。其它类型的驱动力可以分开使用或一起使用以操作上卷叶片120。例如，当上电极层124包括压电层时，上电极层124上的压电驱动力以及上电极与下电极之间的静电力可以一起施加以驱动上卷叶片120的移动部分120b。
参照图3B，光学黑层122可以具有多层结构，其可以包括堆叠在一起的多个材料层。多个材料层可以包括三个或更多层。例如，光学黑层122可以包括面对基板110的第一相补偿层1222、形成在第一相补偿层1222上的光吸收层1224以及形成在光吸收层1224上的第二相补偿层1226。光吸收层1224可以由能够吸收和反射光的材料诸如铬制成。光吸收层1224与光学黑层的其它层结合的吸收性质使得光学黑层能实现宽的波长范围上的反射减小。
第一相补偿层1222可以由不导电材料形成，因为它可以接触基板110的下电极114(见图1)。第一相补偿层1222可以用于防止入射在第一相补偿层1222上的环境光L1的初始反射并将入射光导向光吸收层1224，如图3B所示。为了防止入射光的初始反射，第一相补偿层1222可以由具有比空气大但比光吸收层1224小的折射率的材料形成。由于第一相补偿层1222具有中间的折射率，所以入射光可以经受从空气到光吸收层1224的相对平滑的过渡(transition)。例如，当金属材料诸如Cr或Mo用于光吸收层1224时，第一相补偿层1222可以由电介质材料诸如硅氧化物形成。第一相补偿层1222可以是单层或由两个或更多层构成的多层结构。该多层结构可以由相同材料的多层形成或由不同种类材料的多层形成。
第一相补偿层1222可以用于调节从其经过的光的相位。例如，当第一相补偿层1222为硅氧化物时，第一相补偿层1222的厚度可以被选择为引起被光吸收层1224反射的光L2与被上电极层124反射的光L3之间的相消干涉。参照图3B，光L3经过第一相补偿层1222和第二相补偿层1226。因此，第一相补偿层1222的厚度和第二相补偿层1226的厚度可以被选择以调节光L3的相位从而引起光L2与L3之间的相消干涉。
根据示范性实施例，光吸收层1224可以吸收光并弱化光的强度。光吸收层1224可以由具有大的吸收系数的半透明金属材料形成，诸如Cr、Mo或其组合。此外，光吸收层1224可以由具有相对高的吸收系数的电介质材料或聚合物形成。入射到上卷叶片120的光L1的强度可以在光L1经过光吸收层1224时被减小。当薄膜施加在上电极124的表面上以引起相消干涉时，会难以在可见光的整个波长范围上通过相消干涉实现反射减小。然而，当根据图3B所示的示范性实施例使用光吸收层1224时，通过也弱化经过光吸收层1224的光的强度可以在宽的波长范围上实现反射减小。光吸收层1224可以是单层或由相同材料形成或不同种类的材料形成的两个或更多层构成的多层结构。
第二相补偿层1226可以由不导电材料形成以提供光吸收层1224与上电极层124之间的电隔离。第二相补偿层1226可以用于调节从其经过的光的相位，其类似于第一相补偿层1222。因而，第二相补偿层1226和第一相补偿层可以由相同的材料形成，诸如硅氧化物或其它电介质材料。第二相补偿层1226的厚度可以被调节并且调节或不调节第一相补偿层1222的厚度，从而引起从光吸收层1224反射的光L2与从上电极层124反射的光L3之间的相消干涉。第二相补偿层1226可以是单层或由相同材料或不同种类的材料形成的两个或更多层构成的多层结构。
根据示范性实施例，上电极层124可以是由Cr、Al、Au、Mo、Cu或其组合形成的半透明金属层，或者上电极层124可以由不透明且导电的聚合物形成。导电聚合物可以是透明的，因为透明的聚合物可以通过使用包括着色、涂色等各种技术而转变为不透明聚合物。上电极层124可以用作用于将光反射回光学黑层122的反射器以增强光L3与光L2之间的相消干涉，由此最小化被上卷叶片120的外圆周表面反射的光的量。
上卷叶片120的第一相补偿层1222、光吸收层1224、第二相补偿层1226和上电极层124中的残余应力可以不同，使得移动部分120b可以在没有由驱动单元130施加的驱动电压时保持在上卷状态(见图2A)。更具体地，第一相补偿层1222、光吸收层1224、第二相补偿层1226和上电极层124中的残余应力可以在从第一相补偿层1222到上电极层124的方向上依次增大。可替代地，第一相补偿层1222可以具有残余压应力，上电极层124可以具有残余张应力。设置在这两个层1222和124之间的光吸收层1224和第二相补偿层1226的每个可以或者具有残余压应力或者具有残余张应力。但是光吸收层1224和第二相补偿层1226的每个中的残余压应力或残余张应力的水平可以分别小于第一相补偿层1222的残余压应力或上电极层124的残余张应力。
处于上卷状态的移动部分120b(见图2A和图2B)的曲率可以通过改变上卷叶片120的第一相补偿层1222、光吸收层1224、第二相补偿层1226和/或上电极层124中的残余应力来控制。当预定的驱动电压由驱动单元130施加时，预定的驱动力(例如，吸引力)可以在下电极114与上卷叶片120的上电极层124之间产生。由于该驱动力的存在，上卷叶片120的移动部分120b可以变平坦以覆盖基板110的光透射部分110a。下电极112与上电极层124之间形成的驱动力可以是静电力。
根据示范性实施例，图3A和图3B所示的上电极层124的至少一个表面(例如，左表面)可以是反射表面。上电极层124上的反射表面可以通过如下获得：用具有高表面反射率的导电材料形成上电极层124，或者通过形成导电层1242的上电极并在导电层1242的与光学黑层122相反的表面上形成光反射层1244，如图4所示。在此情形下，光反射层1244的外表面变成反射表面。如前所述，具有上电极层124上的光反射层1244的光屏蔽装置可以使用在反射-透射组合型显示器中。
根据图1、图2A和图2B所示的示范性实施例，驱动单元130电连接到基板110的下电极114和上卷叶片120的上电极124。上卷叶片120的移动部分120b可以在驱动单元130分别施加具有相反电势(也就是，负和正电势)的驱动电压到下电极114和上电极层124时变平坦。
测试结果表明，上卷叶片120的外圆周表面122a具有关于可见光的非常低的反射率。在用具有由硅氮化物形成的下绝缘层(例如，约300nm厚度)和由铝(Al)形成的上电极层(例如，约500nm厚度)的常规上卷叶片的测试中，常规上卷叶片表现出对于整个可见波长范围在所有入射角度的约60％至90％的反射率。另一方面，图3B所示的示范性实施例的上卷叶片120在相同的测试环境中表现出对于整个可见波长范围在所有入射角的约20％或更小的反射率。更具体地，根据示范性实施例的上卷叶片120具有如图3B所示的吸收型反射防止结构，并包括由硅氧化物形成的第一相补偿层1222(例如，90nm厚度)、由Cr形成的光吸收层1224(例如，7nm厚度)、由硅氧化物形成的第二相补偿层1226(例如，90nm厚度)以及由Cr形成的上电极层124(例如，60nm厚度)。在此多层结构中，由于由光吸收层1224引起的强度减小和由第一和第二相补偿层1222和1226引起的相消干涉的组合，在整个可见光频率范围上的低反射率是可能的。当光吸收层1224由具有相对高的吸收系数的薄金属(例如，Cr)形成时，光吸收层1224中的强度减小可以是显著的。大部分入射光可以透射穿过第一相补偿层1222，以入射在光吸收层1224上。光被光吸收层1224的表面反射的部分对相消干涉有贡献。入射光的其余部分透射穿过光吸收层1224并经受显著的强度减小。因此，相对少量的没有被薄金属层1224吸收的初始入射光在穿过第二相补偿层1226之后到达上电极层124。该少量的光被上电极层124进一步反射和吸收，上电极层124可以由与光吸收层1224相同的材料(例如，Cr)形成，但具有比光吸收层1224大得多的厚度。被上电极124反射的入射光可以透射穿过第二相补偿层1226并由于光吸收层1224的吸收而经受强度的进一步显著降低。当入射光经过由薄金属(例如，Cr)制成的光吸收层1224时，光强度降低可以在整个可见光频率范围上发生。可替代地，相消干涉可以通过调节相补偿层1222和1226的厚度而限制到可见光频率范围的中间，使得由吸收层的强度减小和由相补偿层的相消干涉的组合可以降低反射率。根据这里描述的示范性方面，具有相对高吸收系数的相同金属材料(例如，Cr)用于上电极和光吸收层以提供低反射率。然而，不同的材料可以用于光吸收层和上电极。
根据图3B所示的示范性实施例的一个方面，上卷叶片120可以包括由SiO2制成的第一相补偿层、由Cr制成的光吸收层1224、由SiO2制成的第二相补偿层1226以及由Cr制成的上电极层124。光吸收层的厚度可以从约5nm至约50nm，或者可以从约5nm至约15nm。根据一个实例，当光吸收层选择为具有7nm的厚度时，相补偿层可以每个具有90nm的厚度，上电极可以具有63nm的厚度。该上卷叶片的所得反射率在图3C中的曲线图中示出。
图5A和图5B是示出光屏蔽装置200的另一示范性实施例的透视图。图5A示出光屏蔽装置200阻挡光的状态，图5B示出当光屏蔽装置200允许光透射穿过部分210a的另一状态。图5A和图5B所示的光屏蔽装置200可以用作用于诸如数字照相机的成像设备的机械操作光学快门。
光屏蔽装置200包括多个上卷叶片220。上卷叶片220的固定部分沿基板210的圆形光透射部分210a的边缘部分固定。每个上卷叶片220的移动部分从基板210的光透射部分210a的中央径向地布置，如图5A所示。整个光透射部分210a被多个上卷叶片220覆盖，每个上卷叶片220的移动部分覆盖光透射部分210a的多个径向划分区域中的一个。如图5A和图5B所示，每个上卷叶片可以基本为楔形，上卷叶片可以布置成圆以在处于上卷状态时提供基本圆形的光圈。可替代地，上卷叶片可以具有其它形状和/或可以提供不同形状的光圈，只要它们能够提供同步、同时的操作。
上卷叶片可以设计为提供由处于上卷状态的上卷叶片形成的光圈与设置在其下的图像传感器、显示器或其它光学器件之间的特定关系。当上卷叶片以如图5A和图5B所示的布置提供时，由处于上卷状态的上卷叶片形成的基本圆形光圈的直径L’可以定义为
Figure BDA0000104389570000161
其中r为由每个上卷叶片形成的曲线的半径。根据光屏蔽装置用作显示装置的光学快门的示例，基本圆形光圈的直径L’与显示区域的直径L之间的关系可以定义为L′＝L-2r，或以另外的形式
Figure BDA0000104389570000162
根据此示例，当光屏蔽装置用作显示装置的光学快门时，比例可以大于0且小于或等于80％。更具体地，比例
Figure BDA0000104389570000164
可以大于0且小于或等于55％。根据一个方面，比例
Figure BDA0000104389570000165
可以为58％。根据光屏蔽装置用作诸如照相机的成像设备的光学快门的示例，光圈的直径L’与设置在其下的光接收区域的直径L之间的比可以满足
Figure BDA0000104389570000166
或者更具体地 100 % ≤ L ′ L ≤ 160 % .
图5C示出由光学快门提供的光圈、设置在光学快门下面的透镜或其它光学元件的尺寸以及该透镜或其它光学元件的平面与覆盖玻璃之间的垂直距离之间的示范性关系。图5C提供了示范性的尺寸。在图5C所示的示例中，FOV为视场，rroll为处于上卷状态的上卷叶片的半径，ros为设置在光学快门下面的光学系统的光学阻挡的半径，R1为形成在覆盖玻璃上的光圈的半径，R2为由处于上卷状态的上卷叶片形成的光圈的半径，d为覆盖玻璃与第一透镜或光学元件的平面之间的距离，α为视场的角度，使得R＝2πrroll，R＝2π(ros+dtanα)/(2π-tanα)。从图5C看到，在第一透镜的半径为0.645mm、α为30度并且d为0.88mm的条件下，R1为1.28mm，R2为1.058mm，rroll为0.222mm。
图1、图2A和图2B所示的光屏蔽装置100可以被认为是构成图5A和图5B所示的光屏蔽装置200的上卷叶片220之一的放大图。在下文，将基于与光屏蔽装置100的差异来描述光屏蔽装置200。
根据图5A和图5B所示的实施例，光屏蔽装置200可以包括具有光透射部分210a的基板210。光透射部分210a可以为圆形、椭圆形或等边多边形。基板210可以包括透明衬底212以及形成在透明衬底212上的下电极214。
光屏蔽装置200包括多个上卷叶片220。当每个上卷叶片220如图5B所示处于上卷状态时，每个上卷叶片220的外圆周表面可以是抗反射表面。为了将外圆周表面形成为抗反射表面，每个上卷叶片220可以具有包括光学黑层222的抗反射结构。此外，如图5A所示处于平坦状态的每个上卷叶片220的上表面可以是反射表面。
上卷叶片220的固定部分布置在基板210上以形成光透射部分210a的各种形状之一(例如，圆形、椭圆形或等边多边形)。当上卷叶片220被驱动单元130驱动时，上卷叶片220的移动部分如图5A所示变平坦。每个上卷叶片的移动部分可以具有楔形(或三角形)，该楔形的转角可以以预定角度基本在光透射部分210a的中央处对准。每个上卷叶片220的移动部分覆盖光透射部分210a的划分区域中的相应一个。当上卷叶片220变平坦时，可能在相邻上卷叶片220之间或至少相邻上卷叶片220的移动部分之间形成有间隙。可替代地，相邻上卷叶片220的固定部分可以通过在相邻上卷叶片220的移动部分之间形成机械耦接而没有任何间隙地布置。
根据图5A和图5B所示的示范性实施例，光屏蔽装置200包括电连接到基板210和上卷叶片220的驱动单元(未示出)。当存在由驱动单元控制的驱动力时，上卷叶片220的移动部分可以变平坦，如图5A所示。驱动单元可以同时地或单独地控制上卷叶片220。此外，驱动单元能够调节上卷叶片220的上卷或平坦的程度从而控制光透射部分210a的开口光圈的尺寸。
当没有来自驱动单元的驱动电压时，由于在上卷叶片220中存在残余应力，所以上卷叶片220的移动部分如图5B所示保持在上卷状态。每个上卷叶片220的移动部分可以包括光学黑层222和上电极层224。光学黑层可以具有单层结构或由三个或更多层构成的多层结构。光学黑层和上电极层的残余应力之间的差异可以导致每个上卷叶片220的驱动部分的上卷。每个上卷叶片220的移动部分如图5B所示从光透射部分210a的中心向外上卷，其中基板210的光透射部分210a完全暴露到入射光。当驱动电压由驱动单元施加在基板与上卷叶片220之间时，上卷叶片220的移动部分变平坦以覆盖光透射部分210a，如图5A所示，由此防止光穿过光透射部分210a。
图6是包括光屏蔽装置310的成像设备的示范性实施例的截面图。参照图6，成像设备A包括光屏蔽装置310、透镜单元320和图像传感器330。
光屏蔽装置310可以类似于图5A和图5B所示的光屏蔽装置200或如这里描述的根据另一示范性实施例的光屏蔽装置。在图6中，为了描述的方便，光屏蔽装置310的驱动单元没有示出。光屏蔽装置310的驱动单元控制上卷叶片314的位置。上卷叶片314可以处于上卷状态、平坦状态或上卷状态与平坦状态之间的状态，从而分别完全允许光透射到图像传感器330、完全防止光透射到图像传感器330或者部分地允许光透射到图像传感器330。此外，光屏蔽装置310的驱动单元可以控制上卷叶片314处于特定位置/状态(也就是，在上卷状态、平坦状态或上卷状态与平坦状态之间的状态)的时间的量，从而控制透射到图像传感器310的光的量。在光屏蔽装置310中，每个上卷叶片314的外圆周表面314a可以是抗反射表面。
根据示范性实施例，间隔框架316可以形成在光屏蔽装置310的基板312上以保护上卷叶片314。例如，间隔框架316可以位于基板312的没有被上卷叶片314覆盖的边缘部分上，如图6所示。可替代地，代替间隔框架316的透明盖(未示出)可以置于基板312上，该透明盖能够在提供用于上卷叶片314的移动的足够内部空间的同时覆盖整个基板312。用于调节穿过光透射部分的光的量的其它的光学部件，诸如滤色器、透镜等，可以进一步设置在光屏蔽装置310的基板312上或与基板312结合。
透镜单元320是将穿过基板312的光透射部分的光聚焦在图像传感器330上的光学聚焦系统。透镜单元320可以由一个或多个透镜构成，并包括能够调节成像设备A的焦距的器件。额外的透镜单元(未示出)可以进一步设置在光屏蔽装置310上。
图像传感器330接收穿过光透射部分的光并形成图像，图像传感器330可以具有多个像素。由这里描述的示范性实施例使用的图像传感器330不限于特定类型。例如，图像传感器330可以为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器、电荷耦合器件(CCD)或如本领域技术人员所理解的另一类型的图像传感器。当上卷叶片314处于平坦状态时，整个光透射部分被上卷叶片314覆盖，图像传感器330接收不到光。
图7A、7B、8A和8B示出包括光屏蔽装置的反射-透射组合型显示器的示范性实施例的截面图。在图7A和图7B中，截面图示出在反射模式下操作的反射-透射组合型显示器。在图8A和图8B中，截面图示出在透射模式下操作的反射-透射组合型显示器。参照图7A、7B、8A和8B，反射-透射组合型显示器B包括光屏蔽装置410、背光单元(BLU)420和滤色器430。光屏蔽装置410可以类似于图1、图2A和图2B所示的光屏蔽装置100，或者可以是根据这里描述的另一实施例的光屏蔽装置。在图7A和图7B中，为了附图的简洁，没有示出光屏蔽装置410的驱动单元。背光单元420和滤色器430的构造或类型不限于特定类型和构造。
图7A、图7B、图8A和图8B中的截面图示意地示出在反射-透射组合型显示器中的单元像素的构造。参照图7A、图7B、图8A和图8B，可以为每个像素提供光屏蔽装置410，但是对于所有像素并不是必需地包括光屏蔽装置410。术语“单元像素”是关于显示表面或关于滤色器430的单元。当单元像素是对应于显示表面的单元时，单元像素的滤色器430可以包括所有的基色(例如，红、绿和蓝(RGB))。另一方面，当单元像素是对应于滤色器的单元时，单元像素的滤色器430可以包括基色之一(例如，R、G或B)。
当反射-透射组合型显示器以反射模式操作时，如图7A和图7B所示，显示器使用从外部入射然后被光屏蔽装置410反射的光作为光源。反射-透射组合型显示器的光屏蔽装置410可以包括上卷叶片414，其上表面为反射表面(见图4)。当反射-透射组合型显示器在反射模式下操作时，背光单元420可以处于关闭状态。参照图7A，当上卷叶片414在反射模式中变平坦时，大部分入射光被上卷叶片414反射，从而对应的像素变亮。另一方面，当上卷叶片414如图7B所示在反射模式下上卷时，没有或有很少的反射光，使得对应的像素变暗。此外，上卷叶片414可以具有作为抗反射表面的下表面(也就是，外圆周表面)，这可以通过在上卷叶片414如图7B所示处于上卷状态时减小从上卷叶片414的外圆周表面的不期望的光反射来最小化可视性的恶化。
当反射-透射组合型显示器如图8A和8B所示在透射模式下操作时，从背光单元420发射的光用作光源。参照图8A，当上卷叶片414处于上卷状态时，来自背光单元420的大部分光发射到外部。上卷叶片414可以具有作为抗反射表面的下表面(也就是，外圆周表面)，从而最小化由来自上卷的上卷叶片414的外圆周表面的不期望的光反射引起的可视性的恶化。如图8B所示，当上卷叶片414处于平坦状态时，从背光单元420发射的光被阻挡使得相应的像素变暗。
光屏蔽装置410的驱动单元(未示出)控制上卷叶片414处于上卷状态和平坦状态之间的状态。根据示范性实施例，反射-透射组合型显示器在透射模式中透射或阻挡从背光单元420发射的光，在反射模式中反射或不反射从外部入射的光，从而控制为每个像素提供的光的量。驱动单元可以能够单独地或同时地操作多个上卷叶片，其中多个上卷叶片可以以对应于多个像素的矩阵形式布置。
此外，光屏蔽装置410的驱动单元可以控制上卷叶片414在特定状态(例如，在上卷状态或在平坦状态)花费的时间和/或上卷叶片414的上卷或平坦程度，从而控制为每个像素提供的光的量。更具体地，反射-透射组合型显示器的每个像素的亮度可以与在透射模式下上卷叶片414处于上卷状态的时间的量成比例，并可以与在反射模式下上卷叶片414处于平坦状态的时间的量成比例。因而，通过对于每个给定的时间帧(也就是，预定的时间周期)调节处于平坦状态的上卷叶片414的时间的平均量，光屏蔽装置410的驱动单元可以显示相应像素的灰度级。
图9A和图9B示出当反射-透射组合型显示器分别以透射模式和反射模式操作时表示每个像素的灰度级的示范性方法。在图9A和图9B所示的示例中，底部的矩形示意地示出像素的亮度Y。像素的亮度Ya如图9A(a)所示是最高的，像素的亮度Yc如图9A(c)所示是最低的，亮度Yb在亮度Ya与亮度Yc之间。此外，每个矩形上方的图示示出施加到像素预定时间段的驱动电压Vd的脉冲形状。施加驱动电压的脉冲P1的平均驱动时间在图9A(a)和图9B(c)中是最短的(平均驱动时间可以为0)，脉冲P3的平均驱动时间在图9A(c)和图9B(a)中是最长的，用于图9A所示的(b)和图9B所示的(b)的脉冲P2的平均驱动时间在脉冲P1的平均驱动时间和脉冲P2的平均驱动时间之间。参照图8A、图8B和图9A，反射-透射组合型显示器在透射模式下操作。当驱动电压被施加并且相应的上卷叶片414连续地处于平坦状态时，像素的亮度如图9A(c)所示是最低的。另一方面，当没有驱动电压并且相应的上卷叶片414处于上卷状态时，像素的亮度如图9A(a)所示是最高的。因此，每个像素的亮度与平均驱动时间成反比(也就是，对于(a)、(b)和(c)的平均驱动时间为(a)＜(b)＜(c))，在该平均驱动时间，驱动电压被施加并且因此上卷叶片414处于平坦状态一给定的时间帧。在图7A、图7B和图9B中，反射-透射组合型显示器在反射模式下操作。当没有驱动电压并且因此相应的上卷叶片414处于上卷状态时，像素的亮度如图9B(c)所示是最低的。另一方面，当驱动电压被施加并且相应的上卷叶片414连续地处于平坦状态时，像素的亮度如图9B(a)所示是最高的。因此，每个像素的亮度与平均驱动时间成比例(也就是，对于(a)、(b)和(c)的平均驱动时间为(a)＞(b)＞(c))，在该平均驱动时间，驱动电压被施加并且上卷叶片414处于平坦状态一给定的时间帧。参照图9A和图9B，在具有相反驱动电压信号的透射模式和反射模式下可以获得相同的灰度级(见图9A(b)和图9B(b))。因而，在反射-透射组合型显示器的透射模式和反射模式之间的切换可以通过使驱动单元施加的驱动电压信号反相而容易地获得。
以上描述了一些示例。然而，将理解，可以进行各种修改。例如，如果所描述的技术以不同的次序进行和/或如果在所述系统、架构、设备或电路中的部件以不同的方式组合和/或被其他部件或其等同物替换或增补，可以实现适当的结果。因而，其他的实施在权利要求的范围内。
本申请要求于2010年12月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0130250的优先权，其全部公开内容通过引用结合于此。

Claims (39)

1.一种光屏蔽装置，包括：
基板，包括下电极；
上卷叶片，包括上电极；以及
驱动单元，电连接到所述下电极和所述上电极，
其中所述上卷叶片可处于平坦位置和上卷位置，在所述平坦位置，所述上卷叶片覆盖所述基板的光透射部分，
其中所述上卷叶片包括具有不同光学性质的至少两个层。
2.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片的所述至少两个层包括至少一个金属吸收层和至少一个电介质层。
3.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述驱动单元驱动所述上卷叶片以将所述上卷叶片在所述平坦位置和所述上卷位置之间移动，由此调节穿过所述光透射部分的光的量。
4.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述至少两个层包括包含抗反射表面的层，该抗反射表面定义处于所述上卷位置的所述上卷叶片的外圆周表面。
5.如权利要求4所述的光屏蔽装置，其中包括所述抗反射表面的所述层包括光学黑层。
6.如权利要求5所述的光屏蔽装置，其中所述光学黑层具有包括两个不同材料的多层结构。
7.如权利要求5所述的光屏蔽装置，其中所述光学黑层包括至少一个金属吸收层和至少一个电介质层。
8.如权利要求4所述的光屏蔽装置，其中所述抗反射层具有关于可见光的约20％或更小的反射率。
9.如权利要求4所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片包括至少三个层。
10.如权利要求9所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片的所述至少三个层包括金属吸收层。
11.如权利要求10所述的光屏蔽装置，其中所述金属吸收层由Cr和Mo中的至少一个形成。
12.如权利要求9所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片的所述至少三个层包括至少两个相补偿层以及设置在所述至少两个相补偿层之间的光吸收层。
13.如权利要求9所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片的至少三个层包括电介质层。
14.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述上电极由Cr、Al、Au、Mo和不透明聚合物中的至少一个形成。
15.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述上卷叶片包括固定部分和移动部分，所述固定部分在所述光透射部分外侧固定到所述基板，所述移动部分在所述上卷叶片处于所述上卷位置时朝向所述固定部分上卷。
16.如权利要求15所述的光屏蔽装置，其中当所述上卷叶片处于所述上卷位置时，所述移动部分的外圆周表面是抗反射表面。
17.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述至少两个层包括包含反射表面的层和包含抗反射表面的层，所述反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的内圆周表面，所述抗反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的外圆周表面。
18.如权利要求17所述的光屏蔽装置，其中包括所述反射表面的所述层是设置在所述上电极上的光反射层。
19.如权利要求1所述的光屏蔽装置，其中所述基板还包括由透明或半透明材料形成的衬底。
20.如权利要求19所述的光屏蔽装置，其中所述衬底由玻璃、石英、塑料和硅石中的至少一种形成。
21.如权利要求19所述的光屏蔽装置，其中所述下电极由铟锡氧化物(ITO)、ZnO、SnO2、碳纳米管(CNT)和导电聚合物中的至少一种形成。
22.一种成像装置，包括：
图像传感器；
基板，设置在所述图像传感器上方并包括下电极；
多个上卷叶片，每个上卷叶片包括上电极；以及
驱动单元，电连接到所述下电极和所述上电极，
其中所述基板的光透射部分对应于所述图像传感器设置，所述多个上卷叶片可处于平坦位置和上卷位置，在该平坦位置，所述多个上卷叶片覆盖所述基板的所述光透射部分；所述多个上卷叶片的每个包括具有不同光学性质的至少两个层。
23.如权利要求22所述的成像装置，其中所述多个上卷叶片的每个的至少两个层包括至少一个金属吸收层和至少一个电介质层。
24.如权利要求22所述的成像装置，其中所述驱动单元驱动所述多个上卷叶片到所述上卷位置，由此调节入射在所述图像传感器上的光的量。
25.如权利要求22所述的成像装置，其中所述至少两个层包括包含抗反射表面的层，该抗反射表面定义处于所述上卷位置的所述上卷叶片的外圆周表面。
26.如权利要求25所述的成像装置，其中包括所述抗反射表面的所述层包括光学黑层。
27.如权利要求25所述的成像装置，其中所述多个上卷叶片的每个包括两个相补偿层以及设置在所述两个相补偿层之间的光吸收层。
28.如权利要求22所述的成像装置，其中所述多个上卷叶片的每个包括固定部分和移动部分，所述固定部分在所述光透射部分外侧固定到所述基板，所述移动部分在所述上卷叶片处于所述上卷位置时朝向所述固定部分上卷，
其中所述多个上卷叶片的每个对应于所述光透射部分的多个划分区域之一，并且
其中所述光透射部分具有圆形。
29.如权利要求22所述的成像装置，其中所述至少两个层包括包含反射表面的层和包含抗反射表面的层，所述反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的内圆周表面，所述抗反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的外圆周表面。
30.如权利要求29所述的成像装置，其中包括所述反射表面的所述层是形成在所述上电极上的光反射层。
31.一种显示器，包括：
背光单元；
基板，设置在所述背光单元上方并包括下电极；
上卷叶片，包括上电极；
滤色器，设置在所述上卷叶片上方；以及
驱动单元，电连接到所述下电极和所述上电极，
其中所述上卷叶片可处于平坦位置和上卷位置，在该平坦位置，所述上卷叶片覆盖所述基板的光透射部分，所述驱动单元驱动所述上卷叶片以使所述上卷叶片位于所述平坦位置或所述上卷位置，从而调节穿过所述光透射部分的光的量，并且所述上卷叶片包括具有不同光学性质的至少两个层。
32.如权利要求31所述的显示器，其中所述至少两个层包括至少一个金属吸收层和至少一个电介质层。
33.如权利要求31所述的显示器，其中所述至少两个层包括包含反射表面的层和包含抗反射表面的层，所述反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的内圆周表面，所述抗反射表面在所述上卷叶片处于所述上卷位置时作为所述上卷叶片的外圆周表面。
34.如权利要求33所述的显示器，其中所述驱动单元控制所述上卷叶片以处于透射模式和反射模式，
其中在所述透射模式，所述上卷叶片处于所述上卷位置，并且
其中在所述反射模式，所述上卷叶片处于所述平坦位置。
35.如权利要求31所述的显示器，其中所述上卷叶片包括多个上卷叶片，
其中所述多个上卷叶片的每个布置为对应于所述滤色器的多个像素的每个，且
其中所述驱动单元单独地驱动所述多个上卷叶片。
36.如权利要求31所述的显示器，其中所述上卷叶片包括固定部分和移动部分，所述固定部分在所述光透射部分外侧固定到所述基板，所述移动部分在所述上卷叶片处于所述上卷位置时朝向所述固定部分上卷。
37.如权利要求36所述的显示器，其中对于给定帧，所述驱动单元调节所述上卷叶片的所述移动部分处于所述平坦位置的平均时间。
38.一种光屏蔽装置，包括：
基板，包括下电极；
多个上卷叶片的阵列，设置在所述基板上，所述多个上卷叶片的每个包括上电极和光学黑层，其中所述上电极和所述光学黑层具有不同的光学性质；以及
驱动单元，在所述下电极与所述上电极之间施加驱动力以将所述多个上卷叶片的每个从第一位置即上卷位置移动到第二位置即平坦位置，在该第二位置即平坦位置，所述多个上卷叶片覆盖所述基板的光透射部分。
39.一种光屏蔽装置，包括：
基板，包括下电极；
多个上卷叶片的阵列，设置在所述基板上，所述多个上卷叶片的每个包括第一材料的上电极、第二材料的第一相补偿层、第一材料的吸收层和第二材料的第二相补偿层，其中所述第一材料具有与所述第二材料的光学性质不同的光学性质；
其中所述多个上卷叶片的每个可处于第一位置即上卷位置和第二位置即平坦位置，使得当所述多个上卷叶片处于所述第一位置时，光图形成在其间。
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