JP2022013899A - 自己発熱エレクトロクロミック・デバイス及びその製造 - Google Patents

Abstract

【課題】 自己発熱エレクトロクロミック・デバイス及び関連する製造方法が提供される。エレクトロクロミック・デバイスは、互いに付着された下部電極層及び下部基板と、互いに付着された上部電極層及び上部基板と、下部電極層と上部電極層に挟まれたエレクトロクロミック層、電解質層及び電荷蓄積層とを含む。【解決手段】 ２つの第１の高導電性バーをそれぞれ下部電極層の２つの縁部に設けることができ、２つの第２の高導電性バーをそれぞれ上部電極層の２つの縁部に設けることができる。第１及び第２の高導電性バーは、ある電圧に応じて電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を上昇させるように構成することができ、それによって、低温環境下でのエレクトロクロミック・デバイスのスイッチング速度が改善される。【選択図】 図１

Description

本出願は、一般に電子機器の技術分野に関し、より詳細には、自己発熱エレクトロクロミック・デバイス及びその製造方法に関する。

背景

エレクトロクロミズムとは、一般に、電圧を印加すると材料の光学特性が可逆的に変化することをいう。特に、エレクトロクロミック材料は、電界を印加することによって生じる電気化学的な酸化還元（レドックス）反応による可逆的な透明度の変化を示す。エレクトロクロミック材料には、有機材料と無機材料の両方が含まれうる。エレクトロクロミック材料は、その調整可能な光学特性の故に、調整可能な照明条件を実現する様々なデバイスに採用されている。たとえば、スマートガラス／ウィンドウやスイッチャブルガラス／ウィンドウとして知られている、エレクトロクロミック材料から作られる調光ミラー及び調光ウィンドウは、車両、航空機、建造物に広く使用されている。

エレクトロクロミック材料がその光学特性を変化させることができる速度（すなわち、「スイッチング速度」）は、その電解質層中のイオンの移動度によって決まり、かつ温度の影響を受ける。低温（たとえば、０℃未満）では、イオンの移動が遅くなってスイッチング速度が遅くなるだけでなく、エレクトロクロミック材料が到達できる透明度の範囲も減少する。したがって、温度が低下するとスマートグラス／ウィンドウの性能が劣化することがある。建造物や車両の窓用のものなど、多くのスマートグラス／ウィンドウは、低温（たとえば氷点下温度）の環境にさらされることがあるので、性能を犠牲にすることなく低温環境に耐えられるエレクトロクロミック・デバイスが非常に望ましい。

概要

上述の従来技術の制限事項を考慮して、本明細書では、これらの制限事項に対処する自己発熱エレクトロクロミック・デバイス及び関連する製造方法を提示する。

本明細書は、最初に１つのエレクトロクロミック・デバイスを提示する。このエレクトロクロミック・デバイスは、互いに付着された下部基板及び下部電極層と、互いに付着された上部基板及び上部電極層と、下部電極層の内面に配置されたエレクトロクロミック層と、上部電極層の内面に配置された電荷蓄積層と、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層の間に配置され、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層に挟まれた電解質層とを含むことができる。下部電極層、エレクトロクロミック層、電解質層、電荷蓄積層、及び上部電極層は、下部基板と上部基板によって挟むことができる。下部電極層及び上部電極層は、エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成することができる。

エレクトロクロミック・デバイスはさらに、下部基板から遠い方の下部電極層の表面に設置された２つの第１の導電性バーを含むことができる。２つの第１の高導電性バーは、第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて下部電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、前述のエレクトロクロミック・デバイスはさらに、上部基板から遠い方の上部電極層の表面に設置された２つの第２の高導電性バーを含むことができる。２つの第２の高導電性バーは、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーはそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作ることができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の縁部に沿って設置することができ、第２の高導電性バーはそれぞれ、上部電極層の縁部に沿って設置することができる。

いくつかの実施形態では、下部電極層と平行な１つの平面上の第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーの各突出部は、互いに分離することができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バーは互いに平行とし、下部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ設置することができる。２つの第２の高導電性バーは互いに平行とし、上部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ設置することができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の隣り合う２つの縁部に沿って設置することができる。２つの第２の高導電性バーはそれぞれ、上部電極層の隣り合う２つの縁部に沿って設置することができる。

いくつかの実施形態では、電解質層は、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー及び１つ又は複数の極性非晶性ポリマーを含む固体ポリマー電解質層とすることができる。極性結晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～６０重量％の範囲内とすることができ、極性非晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～７０重量％の範囲内とすることができる。

本明細書は、もう１つのエレクトロクロミック・デバイスを提示する。このエレクトロクロミック・デバイスは、下部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された下部ヒータ電極層及び下部光電極層と、上部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された上部ヒータ電極層及び上部光電極層と、下部光電極層の内面に配置されたエレクトロクロミック層と、上部光電極層の内面に配置された電荷蓄積層と、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層の間に配置され、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層に挟まれた電解質層とを含むことができる。下部光電極層、エレクトロクロミック層、電解質層、電荷蓄積層、及び上部光電極層は、下部基板と上部基板によって挟むことができる。下部光電極層及び上部光電極層は、エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成することができる。

このエレクトロクロミック・デバイスはさらに、下部基板から遠い方の下部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第１の高導電性バーを含むことができる。２つの第１の高導電性バーは、第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて下部ヒータ電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイスはさらに、上部基板から遠い方の上部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第２の高導電性バーを含むことができる。この２つの第２の高導電性バーは、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部ヒータ電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーはそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作ることができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バーはそれぞれ、下部ヒータ電極層の縁部に沿って設置することができ、第２の高導電性バーはそれぞれ、上部ヒータ電極層の縁部に沿って設置することができる。

いくつかの実施形態では、電解質層は、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー及び１つ又は複数の極性非晶性ポリマーを含む固体ポリマー電解質層とすることができる。極性結晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～６０重量％の範囲内とすることができ、極性非晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～７０重量％の範囲内とすることができる。

本明細書はさらに、１つのエレクトロクロミック・デバイス製造方法を提示する。この方法は、互いに付着された下部基板及び下部電極層を形成するステップと、２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップと、互いに付着された上部基板及び上部電極層を形成するステップと、下部電極層と上部電極層に挟まれたエレクトロクロミック層、電解質層、及び電荷蓄積層を形成するステップとを含むことができる。電解質層は、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層によって挟むことができる。下部電極層、エレクトロクロミック層、電解質層、電荷蓄積層、及び上部電極層は、下部基板と上部基板によって挟むことができる。

２つの第１の高導電性バーは、第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて下部電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。下部電極層及び上部電極層は、エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成することができる。

いくつかの実施形態では、前述の方法はさらに、２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップを含むことができる。２つの第２の高導電性バーは、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーはそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作ることができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の縁部に沿って形成することができ、第２の高導電性バーはそれぞれ、上部電極層の縁部に沿って形成することができる。

いくつかの実施形態では、下部電極層と平行な１つの平面上の第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーの各突出部は、互いに分離することができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップは、２つの第１の高導電性バーを互いに平行に、下部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップは、２つの第２の高導電性バーを互いに平行に、上部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップは、２つの第１の高導電性バーを下部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップは、２つの第２の高導電性バーを上部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。

本明細書に開示されたエレクトロクロミック・デバイスでは、２つの高導電性バーをそれぞれ、上部電極層及び／又は下部電極層の２つの縁部に沿って設けることができる。熱電圧が高導電性バーに印加されると、電極層は、エレクトロクロミック・デバイスを加熱するための加熱要素として機能することができる。環境温度が最適作動温度よりも低いときには、電極層で発生した熱によって作動温度が上昇し、それによって、エレクトロクロミック・デバイスのスイッチング速度及び動作を改善することができる。

システム、方法、ならびに構造の関連要素の動作方法及び機能の上記その他の特徴は、添付の、そのすべてが本明細書の一部をなす図面を参照して以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考察することにより、より明らかになるであろう。図面中の同様の参照数字は、様々な図中の対応する部分を示しうる。図面は例示と説明のみを目的としており、本明細書の制限事項を定義するものではないことを明確に理解されたい。前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、単なる例示及び説明であり、特許請求の範囲として本明細書を制限しないことを理解されたい。

本明細書の好ましい、かつ非限定的な実施形態は、添付の図面を参照することにより、より容易に理解することができる。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本明細書による実施形態を示し、本明細書と併せて、開示された明細を説明する役割を果たす。これらの図面が本明細書の一部の実施形態のみを提示しており、当業者であれば創造的な努力なしにこれらの図面から別の実施形態の図面を得ることができることは明らかである。

エレクトロクロミック・デバイスを示す図である。 異なる温度でのエレクトロクロミック・デバイスの透明度の経時的な変化を示すグラフである。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスを示す概略図である。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの、高導電性バーを備えた電極層の断面図である。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの、高導電性バーを備えた電極層の断面図である。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの上面図である。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの上面図である。 本明細書の１つの実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの電極層を示す３次元（３Ｄ）図である。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスを示す概略図である。 本明細書の１つの実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの経時的なデバイス温度の変化を示す図である。

発明の詳細な説明

次に、本発明の具体的で非限定的な実施形態について、図面を参照して説明する。本明細書に開示された任意の実施形態の特定の特徴及び態様は、本明細書に開示された他の任意の実施形態の特定の特徴及び態様と一緒に使用すること及び／又は組み合わせることができる。このような実施形態は例示的なものであり、本発明の範囲内のいくつかの実施形態を例示するものにすぎないことを理解されたい。本発明に関連する技術分野の当業者には明らかな様々な変更及び修正が、添付の特許請求の範囲でさらに定義されるように、本発明の趣旨、範囲及び考慮の範囲内にあるものと考えられる。

開示された原理の例及び特徴が本明細書に記載されているが、開示された実施形態の趣旨及び範囲から逸脱することなく、修正、適合及び他の実施態様が可能である。また、単語の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、ならびに他の同様の形態は、意味が同等であるものとされており、また、これらの単語のいずれか１つに続く項目が、そのような項目の網羅的なリストであるものとされていない、又は列挙された項目のみに限定されるものではないという点において、制限がない。さらに、本明細書及び添付の特許請求の範囲では、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈から明らかにそれ以外の指示がない限り、複数の言及を含むことにも留意されなければならない。

本明細書で示された実施形態は、開示された教示を当業者が実践できるように十分に詳細に説明されている。他の実施形態は使用することができ、また、本明細書で示された実施形態から、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更を行うことができるように導出することができる。したがって、発明を実施するための形態は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、また、様々な実施形態の範囲は添付の特許請求の範囲によって、このような特許請求の範囲の権利の対象となる等価物の全範囲と共に、定義される。

図１は、エレクトロクロミック・デバイスを示す図である。図１を参照すると、エレクトロクロミック・デバイス１００は、エレクトロクロミック層１０２と電荷蓄積層１０４に挟まれている電解質層１０３を含むことができる。これらの３つの層はさらに、図１に示されるように、２つの導電性基板によって、すなわち、下部導電性基板１０１と上部導電性基板１０５によって挟むことができる。

エレクトロクロミック・デバイス１００は、電流駆動デバイスである。導電性基板に電圧が印加されると、導電性基板間に確立された電界によって駆動された電子がエレクトロクロミック層１０２に注入され、その材料のレドックス状態が変化して、エレクトロクロミック層１０２の光透過率が変化することになりうる。一方、電解質層１０３のイオンは、電荷蓄積層１０４及びエレクトロクロミック層１０２へ向かって移動して、レドックス状態の変化を補償することができる。図１の矢印は、エレクトロクロミック・デバイスを通る電流の方向を示している。

エレクトロクロミック・デバイスには、エレクトロクロミック材料をドープ又は脱ドープするための可動イオンを供給するための電解質が必要である。エレクトロクロミック・デバイスの固有スイッチング速度は、イオン伝導度によって決まる。可動イオンがより速いと、イオンはより短い時間で電解質層からエレクトロクロミック層に到達することができる。イオンの速度はいくつかの要因に依存し、その１つが温度である。低温ではイオンの移動が止められて、イオンがエレクトロクロミック層に到達するのが困難になることが広く知られている。図２は、異なる温度でのエレクトロクロミック・デバイスの透明度の経時的な変化を示すグラフである。図２に示されるように、低温（たとえば－１０℃）では、室温で動作させた同等物と比べてエレクトロクロミック・デバイスの透明度の変化が遅くなるだけでなく、透明度の範囲も狭くなる。

建造物や車両のスマートグラスは、０℃を大きく下回る動作温度で動作することが多く、室温での動作と同等のスイッチング速度を維持することが期待される。しかし、動作温度が低いと、スイッチング速度が遅くなり、したがって、スマートグラスの性能に悪影響が及ぶおそれがある。低温でのイオンの遅い動きを克服するために、本明細書では、内部加熱機構を含む自己発熱エレクトロクロミック・デバイスを提示し、この内部加熱機構は、低温においてエレクトロクロミック・デバイスの温度を上昇させ、それによってデバイスのスイッチング速度を回復することができる。

図３は、本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスを示す概略図である。図４Ａ及び図４Ｂは、エレクトロクロミック・デバイスの高導電性バーを備えた電極層の断面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの上面図である。以下、これらの図面を参照して、エレクトロクロミック・デバイスについて詳細に説明する。

図３に示すように、１つの実施形態において、エレクトロクロミック・デバイス３００は、互いに付着された下部電極層３０１及び下部基板３３０と、互いに付着された上部基板３４０及び上部電極層３０５と、下部電極層３０１の内面に配置されたエレクトロクロミック層３０２と、上部電極層３０５の内面に配置された電荷蓄積層３０４と、エレクトロクロミック層３０２と電荷蓄積層３０４の間に配置され、エレクトロクロミック層３０２と電荷蓄積層３０４に挟まれた電解質層３０３とを含むことができる。下部電極層３０１、エレクトロクロミック層３０２、電解質層３０３、電荷蓄積層３０４及び上部電極層３０５は、下部基板３３０と上部基板３４０によって挟むことができる。

エレクトロクロミック・デバイス３００はさらに、下部基板３３０から遠い方の下部電極層３０１の表面にそれぞれ設けられた２つの第１の高導電性バー３１１／３１２を含む（図３では、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２のうちの一方が遮られているので、一方のみが示されていることに留意されたい）。下部基板３３０は、下部電極層３０１の外面に付着させることができ、上部基板３４０は、上部電極層３０５の外面に付着させることができる。

２つの第１の高導電性バー３１１／３１２は、下部電極層３０１の２つの縁に沿って設けることができ、また、第１の高導電性バー３１１／３１２に印加される外部電圧（すなわち、第１の熱電圧）に応じて下部電極層３０１に電流を発生させるように構成することができる。この下部電極層３０１の電流は、エレクトロクロミック・デバイス３００を加熱することができる。下部電極層３０１及び上部電極層３０５は、エレクトロクロミック・デバイス３００の光透過率を変化させるための電圧（すなわち、遷移電圧）を受け取るように構成することができる。

本明細書では、電極層の「外面」とは、エレクトロクロミック・デバイス３００の内部（たとえば、電解質層３０３）から遠い方に向いている電極層の面を指し、電極層の「内面」とは、エレクトロクロミック・デバイス３００の内部の方に向いている電極層の面を指す。したがって、図３に示すように、下部基板３３０から遠い方の下部電極層３０１の面が下部電極層３０１の内面になるので、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２は、下部電極層３０１の内面に設置されている。

下部電極層３０１及び上部電極層３０５はそれぞれ、電磁スペクトルの可視領域の少なくとも一部で透明とすることができる。これらの電極層は、同じ又は異なる寸法を有し、同じ又は異なる材料を含むことができる。下部電極層３０１及び上部電極層３０５はまた、それぞれ別個に単層構造又は多層構造を有することもできる。下部電極層３０１及び上部電極層３０５に適している材料には、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化インジウム、アンチモンドープ酸化インジウム、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブフィルム、ガラス基板又はプラスチック基板上のパターン化された金属、金属メッシュ、金属グリッド、誘電体金属誘電体（ＤＭＤ）、これらの組み合わせ及び／又は十分な電気伝導度を示す他のこのような透明材料が含まれうるが、これらには限らない。好ましい態様では、下部電極層３０１及び上部電極層３０５はＩＴＯを含むことができる。

エレクトロクロミック層３０２は、１つ又は複数のエレクトロクロミック材料を含むことができる。エレクトロクロミック層３０２に適しているエレクトロクロミック材料には、無機材料、共役ポリマー、有機小分子、金属塩、これらの組み合わせなどが含まれうるが、これらには限らない。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層３０２のエレクトロクロミック材料には、ＭｏＯ_３、Ｖ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、Ｉｒ（ＯＨ）_ｘ、ＳｒＴｉＯ_３、ＺｒＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣａＴｉＯ_３、チタン酸ナトリウム、ニオブ酸カリウム、これらの組み合わせなどの金属酸化物が含まれうる。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層３０２のエレクトロクロミック材料には、金属塩（たとえば、ＦｅＣｌ_３など）が含まれうる。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層３０２のエレクトロクロミック材料には、ポリ３、４－エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリ２、２－ビチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリ（ｏ－アミノフェノール）、ポリピリジン、ポリインドール、ポリカルバゾール、ポリキノン、オクタシアノフタロシアニン、これらの組み合わせなどの導電性ポリマーが含まれうる。さらに、エレクトロクロミック層３０２のエレクトロクロミック材料には、ビオロゲン、アントラキノン、フェノシアジン、これらの組み合わせなどの材料が含まれうる。

第１の高導電性バー３１１／３１２はそれぞれ、導電性材料で作ることができる。たとえば、第１の高導電性バー３１１／３１２は、銀ペーストなどの導電性ペースト、導電性テープ、又は対応する電極層の１つ又は複数の縁部に沿って形成された埋め込み金属ワイヤとすることができる。

いくつかの実施形態では、図３に示すように、下部電極層３０１の２つの縁部にそれぞれ設けられた第１の高導電性バー３１１／３１２に加えて、エレクトロクロミック・デバイス３００はさらに、上部基板３４０から遠い方の上部電極層３０５の面にそれぞれ設けられた２つの第２の高導電性バー３２１／３２２を含むことができる。より具体的には、２つの第２の高導電性バー３２１／３２２は、上部電極層３０５の２つの縁部に沿って設けることができる。２つの第２の高導電性バー３２１／３２２は、第２の高導電性バー３２１／３２２に印加される外部電圧（たとえば、第２の熱電圧）に応じて上部電極層３０５に電流を発生させるように構成することができる。上部電極層３０５の電流は、エレクトロクロミック・デバイス３００を加熱することができる。第２の高導電性バー３２１／３２２は、第１の高導電性バー３１１／３１２と同じ材料で作ることができる。上部基板３４０から遠い方の上部電極層３０５の面が上部電極層３０５の内面になるので、２つの第２の高導電性バー３２１／３２２は、上部電極層３０５の内面に設置されている。

第１の熱電圧は、第２の熱電圧と同じであっても異なっていてもよく、本明細書はこの点について限定されない。説明を容易にするために、本明細書のいくつかの部分では、第１の高導電性バー３１１／３１２に印加される電圧（すなわち、第１の熱電圧）又は第２の高導電性バー３２１／３２２に印加される電圧（すなわち、第２の熱電圧）が一般的に「熱電圧」と呼ばれることがある。しかし、いくつかの実施形態では、これら２つの電圧が異なることもあると理解されたい。

いくつかの実施形態では、電解質層３０３は、固体ポリマー電解質で作ることができる。すなわち、電解質層３０３は、固体ポリマー電解質層とすることができる。固体ポリマー電解質層は、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー、１つ又は複数の極性非晶性ポリマー及び１つ又は複数の電解質塩からなるフレームワークを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つもしくは複数の極性結晶性ポリマー又は１つもしくは複数の極性非晶性ポリマーのうちの１つ又は複数はイオン伝導性である。いくつかの実施形態では、固体ポリマー電解質は、その成分をミクロ相分離することによって形成することができる。

１つ又は複数の極性結晶性ポリマーは、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｏ、Ｈ、Ｐ、などのうちの１つ又は複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の極性結晶性ポリマーは、約１０，０００ダルトン以上の平均分子量を有することができる。適切な極性結晶性ポリマーには、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリアクリルアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ（フッ化ビニリデン－ｃｏ－ヘキサフルオロプロピレン）（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、高分子量ポリエチレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、これらの組み合わせなどが含まれうるが、これらには限らない。複数の極性結晶性ポリマーが存在する実施形態では、極性結晶性ポリマーが架橋されて、強化された機械的特性を有するネットワークを形成することができる。いくつかの実施形態では、極性結晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質の総重量に基づいて約０重量％～約６０重量％の範囲とすることができる。

１つ又は複数の極性非晶性ポリマーは、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｈ、Ｐ、Ｓｉ、などのうちの１つ又は複数を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の極性非晶性ポリマーは、低い結晶化度を有する。１つ又は複数の極性非晶性ポリマーは、－２０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有することができる。適切な極性非晶性ポリマーには、ポリウレアタン、ポリシロキサン、ポリエチレンオキシド、分岐ポリマー、これらの組み合わせなどが含まれうるが、これらには限らない。いくつかの実施形態では、極性非晶性ポリマーのうちの１つ又は複数が、十分なイオン伝導性を達成するように十分な非晶性を有することができる。いくつかの実施形態では、極性非晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質の総重量に基づいて約０重量％～約７０重量％の範囲とすることができる。

上記のように、固体ポリマー電解質は、１つ又は複数の電解質塩を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電解質塩は、１つ又は複数の有機塩を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の電解質塩は、１つ又は複数の無機塩（たとえば、金属塩）を含むことができる。適切な電解質塩には、ＬｉＰＦＳＩ、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＳｂＦｇ、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＣＨ_３ＮＢＦ_４、ＬｉＩ、これらの組み合わせなどが含まれうるが、これらには限らない。いくつかの実施形態では、電解質塩の総量は、固体ポリマー電解質の総重量に基づいて約１０重量％～約５０重量％の範囲とすることができる。

いくつかの実施形態では、１つ又は複数の極性非晶性ポリマー及び１つ又は複数の電解質塩は、１つ又は複数の極性結晶性ポリマーのフレームワークと実質的に混和性にすることができる。好ましくは、固体ポリマー電解質の各成分は、互いに親和性にすることができ、（たとえば、溶解処理又は押し出しによって）混合して、目に見える粒子が全くない透明フィルムにすることができる。

固体ポリマー電解質は、従来の液体電解質、ならびにイオン性液体を含有するゲルポリマー電解質と区別することができる。言い換えると、ここで開示されている固体ポリマー電解質は、全固体ポリマー電解質とすることができ、その中には液体成分又はゲル成分を全く含まない。ここで開示されている固体ポリマー電解質はまた、いくつかの態様では透明とすることもできる。たとえば、ここで開示されている固体ポリマー電解質は、８０％以上の透明度を有することができる。加えて、固体ポリマー電解質は、約１０^－６Ｓ／ｃｍ～約１０^－３Ｓ／ｃｍの範囲のイオン伝導度を有することができる。

エレクトロクロミック・デバイス３００はさらに、下部電極層３０１と上部電極層３０５の間の遷移電圧、ならびに第１の高導電性バー３１１／３１２間の第１の熱電圧及び／又は第２の高導電性バー３２１／３２２間の第２の熱電圧を供給するように構成された電源（図示せず）を含むことができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２は、互いに平行とすることができる。２つの第２の高導電性バー３２１／３２２を含むエレクトロクロミック・デバイス３００では、第２の高導電性バー３２１／３２２は互いに平行とすることができる。他のいくつかの例では、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２が互いに平行でなくてもよく、また、２つの第２の高導電性バー３２１／３２２が互いに平行でなくてもよい。本明細書は、この点について限定されない。

２つの第１の高導電性バー３１１／３１２はそれぞれ、下部電極層３０１の対向する２つの縁部に沿って設けることができ、２つの第２の高導電性バー３２１／３２２はそれぞれ、上部電極層３０５の対向する２つの縁部に沿って設けることができる。図４Ａは、下部電極層３０１及び第１の高導電性バー３１１／３１２の断面図である。図４Ａに示されるように、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２は互いに平行とし、それぞれ下部電極層３０１の左縁部及び右縁部に沿って設けることができる。

図４Ｂは、図４Ａの構造の別の断面図を示す。図４Ｂに示されるように、２つの第１の高導電性バー３１１／３１２は、下部電極層３０１の内面に付着させることができる。第１の高導電性バー３１１／３１２間に第１の熱電圧を印加することによって、第１の高導電性バー３１１／３１２間の下部電極層３０１に電界を発生させることができる。下部電極層３０１は、有限の導電性を有し、それゆえに基本的に抵抗器である。したがって、下部電極層３０１は、電流が第１の高導電性バー３１１／３１２間に流れると、熱を発生することができる。この過程で、下部電極層３０１は、エレクトロクロミック・デバイスの熱発生要素として機能することができる。特定の動作条件及び要件に応じて、適切な第１の熱電圧を選択することができ、それにより下部電極層３０１は、エレクトロクロミック・デバイスを所望の作動温度に保つのに十分な熱を発生することができる。

エレクトロクロミック・デバイス３００が２つの第２の高導電性バー３２１／３２２を含む場合、２つの第２の高導電性バー３２１／３２２はそれぞれ、上部電極層３０５の対向する２つの縁部に沿って設けることができる。第２の高導電性バー３２１／３２２は、第１の高導電性バー３１１／３１２が下部電極層３０１に設けられているのと同様に、上部電極層３０５に設けることができ、したがって、説明を簡潔にするために本明細書で繰り返し提示されていない細部については、前述の説明中の関連部分を参照することができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、電極層上の高導電性バーの実現可能な１つの配置を示しているだけであり、限定するものではないことを理解されたい。高導電性バーの数、特定の形状、及び相対的な位置は、この例によって限定されない。いくつかの例では、２つより多い（たとえば、４つ、６つ又は８つ）の高導電性バーを電極層の縁部に沿って設けることができ、これらの高導電性バーは、特定の要件に応じて電極層の上部の上、側部の上又は下部の下方に設けることができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイス３００は、第１の高導電性バー３１１／３１２と第２の高導電性バー３２１／３２２の両方を含むことができる。電極層の縁部に沿って配置された高導電性バーを介して下部電極層３０１と上部電極層３０５の間で短絡しないようにするために、下部電極層３０１と平行な１つの平面上の第１の高導電性バー３１１／３１２及び第２の高導電性バー３２１／３２２の各突出部は、互いに分離することができる。

図５Ａ及び図５Ｂは、本明細書の２つの例示的なエレクトロクロミック・デバイスの上面図である。１つの例では、図５Ａに示されるように、２つの第１の高導電性バー５１１／５１２はそれぞれ、下部電極層の対向する２つの縁部（すなわち、図５Ａの左右の縁部）に沿って設けることができる。２つの第２の高導電性バー５２１／５２２はそれぞれ、上部電極層の対向する２つの縁部（すなわち、図５Ａの上下の縁部）に沿って設けることができる。下部電極層と上部電極層の間の短絡を避けるために、第１の高導電性バー５１１／５１２及び第２の高導電性バー５２１／５２２は、上面図中の対応する電極層の別々の縁部に設けることができる。すなわち、下部電極層と平行な１つの面上の第１の高導電性バー５１１／５１２及び第２の高導電性バー５２１／５２２の各突出部は、互いに分離されている。より具体的には、下部電極層の内面に垂直の方向から見ると、図５Ａに示されるように、第１の高導電性バー５１１／５１２と第２の高導電性バー５２１／５２２とは、互いに分離されている。

別の例では、図５Ｂに示されるように、２つの第１の高導電性バー５１１／５１２はそれぞれ、下部電極層の隣り合う２つの縁部（すなわち、図５Ｂの左縁部及び上縁部）に設けられ、「Ｌ」字形のパターンを形成することができる。２つの第２の高導電性バー５２１／５２２はそれぞれ、上部電極層の隣り合う２つの縁部（すなわち、図５Ｂの右縁部及び下縁部）に設けられ、「Ｌ」字形パターンを形成することができる。上部電極層と下部電極層の間の短絡を避けるために、下部電極層と平行な１つの面上の２つの第１の高導電性バー５１１／５１２及び２つの第２の高導電性バー５２１／５２２の突出部は、互いに分離することができる。より具体的には、下部電極層の上部（すなわち、内面）に垂直の方向から見たときに、図５Ｂに示されるように、第１の高導電性バー５１１／５１２と第２の高導電性バー５２１／５２２は、互いに分離することができる。

熱電圧は、電極層のサイズ、環境温度、及び高導電性バー間の抵抗値などの要素に基づいて決定することができる。説明を容易にするため、図６は、長さｌ、幅ｗ、及び厚さｔを有する例示的な電極層を示す。２つの第１の高導電性バー（図６には図示せず）がそれぞれ電極層の左縁部及び右縁部に沿って設けられていると仮定すると、２つの高導電性バーの間に熱電圧が印加されたとき、図６に示されるように、電流Ｉは左から右に流れることができる。電極層の抵抗値Ｒは、次式によって決定することができる。

式中、ρは抵抗率であり、Ｒ_ｓはシート抵抗である。電極層で発生する熱量Ｐは、次式によって決定されてもよい。

式中、Ｖは熱電圧である。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バー間の抵抗は１～１００Ωの範囲とすることができ、２つの第２の高導電性バーの間の抵抗は１～１００Ωの範囲とすることができ、熱電圧は１～１００Ｖの範囲とすることができる。明らかに、これらの設定は、本明細書のエレクトロクロミック・デバイスに使用できる１つの設定にすぎず、限定するものではない。これらの値は、特定のニーズに応じて調整することができる。

前述の実施形態では、上部電極層と下部電極層のそれぞれは、光学的変化を誘発すること及び熱を発生することを担う。すなわち、一方では、上部電極層と下部電極層の間に遷移電圧を印加して、電子／イオンの移動を駆動するための電界をその間に発生させることができ、その結果、エレクトロクロミック・デバイスの光学特性が変化することになる。もう一方では、上部電極層及び下部電極層のそれぞれが熱発生要素として機能することができる。電極層の縁部に沿って設けられた高導電性バーに熱電圧が印加されると、電流が電極層内に生じることができ、この電極層は加熱要素として機能して、エレクトロクロミック・デバイスを加熱することができる。環境温度が最適作動温度よりも低いときには、電極層で発生した熱によって作動温度が上昇し、それによって、エレクトロクロミック・デバイスのスイッチング速度及び動作を改善することができる。

本明細書ではさらに、別のエレクトロクロミック・デバイスを提示する。このエレクトロクロミック・デバイスは、１種類の電極層を使用する代わりに一方が光学的変化誘発の目的専用であり他方が熱発生の目的専用である、２種類の電極層がこのエレクトロクロミック・デバイスに設けられること以外は、前述の実施形態のエレクトロクロミック・デバイスと同様の構造及び構成を有する。

より具体的には、このエレクトロクロミック・デバイスは、下部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された下部ヒータ電極層及び下部光電極層と、上部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された上部ヒータ電極層及び上部光電極層と、下部光電極層の内面に配置されたエレクトロクロミック層と、上部光電極層の内面に配置された電荷蓄積層と、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層の間に配置され、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層に挟まれた電解質層とを含むことができる。下部光電極層、エレクトロクロミック層、電解質層、電荷蓄積層、及び上部光電極層は、下部基板と上部基板によって挟むことができる。下部光電極層及び上部光電極層は、エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成することができる。

エレクトロクロミック・デバイスはさらに、下部基板から遠い方の下部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第１の高導電性バーを含むことができる。２つの第１の高導電性バーは、第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて下部ヒータ電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイスはさらに、上部基板から遠い方の上部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第２の高導電性バーを含むことができる。２つの第２の高導電性バーは、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部ヒータ電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成することができる。

２つの第１の高導電性バーはそれぞれ、下部基板から遠い方の下部ヒータ電極層の表面に、下部ヒータ電極層の２つの縁部に沿って設けることができる。２つの第２の高導電性バーはそれぞれ、上部基板から遠い方の上部ヒータ電極層の表面に、上部ヒータ電極層の２つの縁部に沿って設けることができる。

前述の実施形態のエレクトロクロミック・デバイスについての説明の中の関連部分は、エレクトロクロミック・デバイスの様々な層の詳細な構造及び構成に関して参照することができ、説明を簡潔にするために本明細書では繰り返して説明しない。

図７は、本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスを示す概略図である。図７に示されるように、エレクトロクロミック・デバイス７００は、下部光電極層７０１と、下部光電極層７０１の上のエレクトロクロミック層７０２と、エレクトロクロミック層７０２の上の電解質層７０３と、電解質層７０３の上の電荷蓄積層７０４と、電荷蓄積層７０４の上の上部光電極層７０５とを含むことができる。上部光電極層７０５と下部光電極層７０１の間に遷移電圧を印加して、光学特性の変化を誘発するための電界を発生させることができる。前述の実施形態中の関連部分は、このエレクトロクロミック・デバイスについての詳細に関して参照することができ、説明を簡潔にするために本明細書では繰り返して提示しない。

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイス７００はさらに、一対の透明基板（すなわち、下部基板７３０及び上部基板７４０）を含むことができる。下部光電極層７０１、エレクトロクロミック層７０２、電解質層７０３、電荷蓄積層７０４及び上部光電極層７０５は、下部基板７３０と上部基板７４０によって挟むことができる。下部基板７３０及び上部基板７４０は、剛性基板又は可撓性基板とすることができ、同一又は異なる寸法を有することができ、同一又は異なる材料などを含むことができる。下部基板７３０及び／又は上部基板７４０に適している材料には、ガラス、ポリマー材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、プラスチック材料及び／又は電磁スペクトルの可視領域の少なくとも一部で透明な他の材料が含まれうるが、これらには限らない。いくつかの実施形態では、下部基板７３０及び上部基板７４０は、ガラスを含むことができる

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイス７００はさらに、発熱の目的専用の１つ又は複数のヒータ電極層を含むことができる。図７に示されるように、下部ヒータ電極層７０６を下部基板７３０の、下部光電極層７０１とは反対の側に設けることができる。すなわち、下部ヒータ電極層７０６及び下部光電極層７０１はそれぞれ、下部基板７３０の２つの反対面に設けることができる。２つの第１の高導電性バー７１１／７１２をそれぞれ、下部基板７３０から遠い方の下部ヒータ電極層７０６の表面に、下部ヒータ電極層７０６の対向する２つの縁部に沿って設けることができる。第１の熱電圧が２つの第１の高導電性バー７１１と７１２の間に印加されて、下部ヒータ電極層７０６内に電流を発生させることができ、また、下部ヒータ電極層７０６が発熱要素として機能して、エレクトロクロミック・デバイス７００を加熱することができる。下部ヒータ電極７０６及び下部光電極層７０１は、同じ材料で作られても異なる材料で作られてもよく、本明細書は、この点について限定されない。

図７に示すエレクトロクロミック・デバイス７００は、図３に示すエレクトロクロミック・デバイス３００と類似している。これら２つのエレクトロクロミック・デバイスの違いは、エレクトロクロミック・デバイス７００では、第１の高導電性バー７１１／７１２がそれぞれ、発熱の目的専用の電極層（すなわち、下部ヒータ電極層７０６）の対向する２つの縁部に沿って設けられていることである。一方、エレクトロクロミック・デバイス３００では、高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の対向する２つの縁部に沿って設けられており、遷移電圧にも接続しており、光学変化を誘導する目的のために役立つ。

図７は、１つのヒータ電極層（すなわち、下部ヒータ電極層７０６）を示しているだけであり、限定するものではないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイスはさらに、上部基板７４０の外面に上部ヒータ電極層（図７には図示せず）を含むことができる。すなわち、上部ヒータ電極層及び上部光電極層７０５はそれぞれ、上部基板７４０の２つの反対面に設けることができる。２つの第２の高導電性バー（図７には図示せず）がそれぞれ、上部ヒータ電極層の２つの縁部に沿って設けられ、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部ヒータ電極層に電流を発生させてエレクトロクロミック・デバイス７００を加熱するように構成することができる。２つの第２の高導電性バーは、上部基板から遠い方の上部ヒータ電極層の表面に付着させることができる。

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック・デバイスは、下部ヒータ電極層（及び付随する高導電性バー）だけ又は上部ヒータ電極層（及び付随する高導電性バー）だけを含んでも又は両方を含んでもよく、本明細書は、この点について限定されない。

本明細書に開示されたエレクトロクロミック・デバイスでは、２つの高導電性バーをそれぞれ、上部電極層及び／又は下部電極層の２つの縁部に沿って設けることができる。熱電圧が２つの高導電性バーに印加されると、電極層は、エレクトロクロミック・デバイスを加熱するための発熱要素として機能することができる。環境温度が最適作動温度よりも低いときには、電極層で発生した熱によって作動温度が上昇し、それによって、エレクトロクロミック・デバイスのスイッチング速度及び動作を改善することができる。

上述のエレクトロクロミック・デバイスに基づいて、本明細書ではさらに、エレクトロクロミック・デバイス製造方法を提示する。図８は、本明細書の１つの実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。この方法について、図８を参照して以下で詳細に説明する。

図８を参照すると、製造方法は、以下のステップＳ８１０～Ｓ８４０を含むことができる。

ステップＳ８１０で、下部基板及び下部電極層を形成することができる。下部基板は、下部電極層に付着させることができる。

ステップＳ８２０で、下部基板から遠い方の下部電極層の表面に２つの第１の高導電性バーを形成することができる。２つの第１の高導電性バーは、エレクトロクロミック・デバイスを加熱するために、第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて下部電極層に電流を発生させるように構成することができる。より具体的には、２つの第１の高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の２つの縁部に沿って形成することができる。

ステップＳ８３０で、上部基板及び上部電極層を形成することができる。上部基板は、上部電極層に付着させることができる。

ステップＳ８４０で、上部電極層と下部電極層に挟まれるエレクトロクロミック層、電解質層及び電荷蓄積層を形成することができる。

より具体的には、ステップＳ８４０は以下の、下部電極層の内面にエレクトロクロミック層を形成するサブステップと、上部電極層の内面に電荷蓄積層を形成するサブステップと、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層の間に配置され、エレクトロクロミック層と電荷蓄積層に挟まれる電解質層を形成するサブステップとを含むことができる。下部電極層、エレクトロクロミック層、電解質層、電荷蓄積層及び上部電極層は、上部基板と下部基板によって挟むことができる。

下部電極層と上部電極層の間に遷移電圧を印加することができ、その遷移電圧に応じて、エレクトロクロミック・デバイスの光透過率が変化することができる。

いくつかの実施形態では、前述の方法はさらに、上部電極層の上に２つの第２の高導電性バーを形成するステップを含むことができる。すなわち、前述の方法はさらに、２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップを含むことができる。第２の高導電性バーは、エレクトロクロミック・デバイスを加熱するために、第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて上部電極層に電流を発生させるように構成することができる。より具体的には、２つの第２の高導電性バーはそれぞれ、上部電極層の２つの縁部に沿って形成することができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーはそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作ることができる。

いくつかの実施形態では、第１の高導電性バーはそれぞれ、下部電極層の縁部に沿って形成することができ、第２の高導電性バーはそれぞれ、上部電極層の縁部に沿って形成することができる。

いくつかの実施形態では、下部電極層と平行な１つの平面上の第１の高導電性バー及び第２の高導電性バーの各突出部は、互いに分離することができる。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップは、２つの第１の高導電性バーを互いに平行に、下部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップは、２つの第２の高導電性バーを互いに平行に、上部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含むことができる。

別の例では、２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップは、２つの第１の高導電性バーをそれぞれ、下部電極層の隣り合う２つの縁部に沿って形成するステップを含むことができる。２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップは、２つの第２の高導電性バーをそれぞれ、上部電極層の隣り合う２つの縁部に沿って形成するステップを含むことができる。

いくつかの実施形態では、上部電極層及び下部電極層はそれぞれ、正方形の形状を有することができる。上部電極層と下部電極層は、サイズが同じであっても異なっていてもよい。本明細書は、この点について限定されない。

いくつかの実施形態では、２つの第１の高導電性バー間の抵抗は１～１００Ωの範囲とすることができ、２つの第２の高導電性バーの間の抵抗は１～１００Ωの範囲とすることができ、第１の熱電圧及び第２の熱電圧はそれぞれ１～１００Ｖの範囲とすることができる。

いくつかの実施形態では、下部電極層は、下部ヒータ電極層及び下部光電極層を含むことができる。互いに付着された下部基板及び下部電極層を形成するステップは、下部基板の２つの反対面にそれぞれ付着された下部ヒータ電極層及び下部光電極層を形成するステップを含むことができる。１つの例では、下部ヒータ電極層は下部基板の外面に付着させ、下部光電極層は下部基板の内面に付着させることができる。２つの第１の高導電性バーを下部基板から遠い方の下部電極層の表面に形成するステップは、２つの第１の高導電性バーをそれぞれ、下部基板から遠い方の下部ヒータ電極層の表面に、下部ヒータ電極層の２つの縁部に沿って形成するステップを含むことができる。

上部電極層は、上部光電極層及び上部ヒータ電極層を含むことができる。互いに付着された上部基板及び上部電極層を形成するステップは、上部基板の２つの反対面にそれぞれ付着された上部ヒータ電極層及び上部光電極層を形成するステップを含むことができる。１つの例では、上部ヒータ電極層は上部基板の外面に付着させ、上部光電極層は上部基板の内面に付着させることができる。２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップは、２つの第２の高導電性バーをそれぞれ、上部基板から遠い方の上部ヒータ電極層の表面に、上部ヒータ電極層の２つの縁部に沿って形成するステップを含むことができる。遷移電圧は、下部光電極層と上部電極層の間に印加することができる。

いくつかの実施形態では、電解質層は、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー及び１つ又は複数の極性非晶性ポリマーを含む固体ポリマー電解質層とすることができる。極性結晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～６０重量％の範囲内とすることができる。極性非晶性ポリマーの総量は、固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～７０重量％の範囲内とすることができる。

前述の実施形態中の関連部分は、エレクトロクロミック・デバイスについての詳細に関して参照することができ、説明を簡潔にするために本明細書では繰り返して提示しない。

上記の説明で提示されたこれらのステップの順序は、様々な可能な実施態様の１つにすぎず、限定するものではないことを理解されたい。これらのステップのいくつか又はすべては同時に実行されてもよく、また、１つ又は複数のステップは、上記の説明で指定された順序よりも前に実行されても後に実行されてもよい。本明細書は、この点について限定されない。

本明細書に開示された製造方法では、上部電極層及び／又は下部電極層の２つの縁部に沿って２つの高導電性バーを形成することができる。熱電圧が高導電性バーに印加されると、電極層は、エレクトロクロミック・デバイスを加熱するための発熱要素として機能することができる。環境温度が最適作動温度よりも低いときには、電極層で発生した熱によって作動温度が上昇し、それによって、エレクトロクロミック・デバイスのスイッチング速度及び動作を改善することができる。

図９は、本明細書の１つ又は複数の実施形態によるエレクトロクロミック・デバイスの経時的なデバイス温度の変化を示す図である。図９の例では、エレクトロクロミック・デバイスは、－１０℃の環境温度に置かれている。電極層の抵抗値Ｒは約８Ωである。１５Ｖの熱電圧が電極層の上の高導電性バーに印加されたとき、電極層で測定される電流は１．８８Ａになる。図９に示されるように、デバイス温度は数分で０度よりも上へ上昇しており、エレクトロクロミック・デバイスが作動温度を効果的に上昇させることができることを示している。

本明細書では、開示された原理の例及び特徴が説明されているが、開示された実施形態の趣旨及び範囲から逸脱することなく、修正、適合及び他の実施態様が可能である。さらに、単語の「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、ならびに他の同様の形は、意味が同等であるものとされており、これらの単語のいずれか１つに続く項目がそのような項目を網羅的に列挙したものではない又は列挙された項目のみに限定されるものではない、という点で制限がない。本明細書及び添付の特許請求の範囲では、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、それ以外の明確な指示がない限り複数形を含むことにも留意されたい。

本明細書に示されている実施形態は、開示された教示を当業者が実践できるようにするのに十分なだけ詳細に説明されている。他の実施形態を、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更を行えるように使用すること及び本明細書の実施形態から得ることができる。したがって、発明を実施するための形態は、限定的な意味で解釈されるべきではなく、様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲によって、このような特許請求の範囲の権利の対象となる等価物の全範囲と共に画定される。

Claims (20)

1. エレクトロクロミック・デバイスであって、
   互いに付着された下部基板及び下部電極層と、
   互いに付着された上部基板及び上部電極層と、
   前記下部電極層の内面に配置されたエレクトロクロミック層と、
   前記上部電極層の内面に配置された電荷蓄積層と、
   前記エレクトロクロミック層と前記電荷蓄積層の間に配置され、前記エレクトロクロミック層と前記電荷蓄積層に挟まれた電解質層であって、前記下部電極層、前記エレクトロクロミック層、前記電解質層、前記電荷蓄積層及び前記上部電極層が、前記下部基板と前記上部基板に挟まれ、前記下部電極層及び前記上部電極層が、前記エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成されている、電解質層と、
   前記下部基板から遠い方の前記下部電極層の表面に設置された２つの第１の高導電性バーであって、前記第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて前記下部電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成される２つの第１の高導電性バーと、
   を備えるエレクトロクロミック・デバイス。
2. 前記上部基板から遠い方の前記上部電極層の表面に設置された２つの第２の高導電性バーをさらに含み、前記２つの第２の高導電性バーが、前記第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて前記上部電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成される、請求項１に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
3. 前記第１の高導電性バー及び前記第２の高導電性バーがそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作られる、請求項２に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
4. 前記第１の高導電性バーがそれぞれ、前記下部電極層の縁部に沿って設置され、前記第２の高導電性バーがそれぞれ、前記上部電極層の縁部に沿って設置される、請求項２に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
5. 前記下部電極層と平行な１つの平面上の前記第１の高導電性バー及び前記第２の高導電性バーの各突出部が互いに分離されている、請求項２に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
6. 前記２つの第１の高導電性バーが互いに平行であり、前記下部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ設置され、前記２つの第２の高導電性バーが互いに平行であり、前記上部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ設置される、請求項５に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
7. 前記２つの第１の高導電性バーが、前記下部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ設置され、前記２つの第２の高導電性バーが、前記上部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ設置される、請求項５に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
8. 前記電解質層が、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー及び１つ又は複数の極性非晶性ポリマーを含む固体ポリマー電解質層であり、極性結晶性ポリマーの総量が、前記固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～６０重量％の範囲内にあり、極性非晶性ポリマーの総量が、前記固体ポリマー電解質層の前記総重量の０重量％～７０重量％の範囲内にある、請求項１に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
9. エレクトロクロミック・デバイスであって、
   下部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された下部ヒータ電極層及び下部光電極層と、
   上部基板の外面及び内面にそれぞれ付着された上部ヒータ電極層及び上部光電極層と、
   前記下部光電極層の内面に配置されたエレクトロクロミック層と、
   前記上部光電極層の内面に配置された電荷蓄積層と、
   前記エレクトロクロミック層と前記電荷蓄積層の間に配置され、前記エレクトロクロミック層と前記電荷蓄積層に挟まれた電解質層であって、前記下部光電極層、前記エレクトロクロミック層、前記電解質層、前記電荷蓄積層及び前記上部光電極層が、前記下部基板と前記上部基板に挟まれ、前記下部光電極層及び前記上部光電極層が、前記エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成されている、電解質層と、
   前記下部基板から遠い方の前記下部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第１の高導電性バーであって、前記第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて前記下部ヒータ電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成される２つの第１の高導電性バーと、
   を備える、エレクトロクロミック・デバイス。
10. 前記上部基板から遠い方の前記上部ヒータ電極層の表面に設置された２つの第２の高導電性バーをさらに含み、前記２つの第２の高導電性バーが、前記第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて前記上部ヒータ電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成される、請求項９に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
11. 前記第１の高導電性バー及び前記第２の高導電性バーがそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作られる、請求項１０に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
12. 前記第１の高導電性バーがそれぞれ、前記下部ヒータ電極層の縁部に沿って設置され、前記第２の高導電性バーがそれぞれ、前記上部ヒータ電極層の縁部に沿って設置される、請求項１０に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
13. 前記電解質層が、１つ又は複数の極性結晶性ポリマー及び１つ又は複数の極性非晶性ポリマーを含む固体ポリマー電解質層であり、極性結晶性ポリマーの総量が、前記固体ポリマー電解質層の総重量の０重量％～６０重量％の範囲内にあり、極性非晶性ポリマーの総量が、前記固体ポリマー電解質層の前記総重量の０重量％～７０重量％の範囲内にある、請求項９に記載のエレクトロクロミック・デバイス。
14. 互いに付着された下部基板及び下部電極層を形成するステップと、
    ２つの第１の高導電性バーを前記下部基板から遠い方の前記下部電極層の表面に形成するステップと、
    互いに付着された上部基板及び上部電極層を形成するステップと、
    前記下部電極層と前記上部電極層に挟まれたエレクトロクロミック層、電解質層及び電荷蓄積層を形成するステップと、
    を含む、エレクトロクロミック・デバイス製造方法であって、前記電解質層が前記エレクトロクロミック層と前記電荷蓄積層に挟まれ、前記下部電極層、前記エレクトロクロミック層、前記電解質層、前記電荷蓄積層及び前記上部電極層が、前記下部基板と前記上部基板に挟まれ、
    前記２つの第１の高導電性バーが、前記第１の高導電性バーに印加される第１の熱電圧に応じて前記下部電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成され、前記下部電極層及び前記上部電極層が、前記エレクトロクロミック・デバイスの光透過率の変化を生じさせる遷移電圧を受け取るように構成されている、エレクトロクロミック・デバイス製造方法。
15. ２つの第２の高導電性バーを上部基板から遠い方の上部電極層の表面に形成するステップをさらに含み、前記２つの第２の高導電性バーが、前記第２の高導電性バーに印加される第２の熱電圧に応じて前記上部電極層に電流を発生させて前記エレクトロクロミック・デバイスの温度を変化させるように構成される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記第１の高導電性バー及び前記第２の高導電性バーがそれぞれ、導電性ペースト、導電性テープ又は埋め込み金属ワイヤで作られる、請求項１５に記載の方法。
17. 前記第１の高導電性バーがそれぞれ、前記下部電極層の縁部に沿って形成され、前記第２の高導電性バーがそれぞれ、前記上部電極層の縁部に沿って形成される、請求項１５に記載の方法。
18. 前記下部電極層と平行な１つの平面上の前記第１の高導電性バー及び前記第２の高導電性バーの各突出部が互いに分離されている、請求項１５に記載の方法。
19. ２つの第１の高導電性バーを前記下部基板から遠い方の前記下部電極層の表面に形成する前記ステップが、
    前記２つの第１の高導電性バーを互いに平行に、前記下部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含み、
    ２つの第２の高導電性バーを前記上部基板から遠い方の前記上部電極層の表面に形成する前記ステップが、
    前記２つの第２の高導電性バーを互いに平行に、前記上部電極層の対向する２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
20. ２つの第１の高導電性バーを前記下部基板から遠い方の前記下部電極層の表面に形成する前記ステップが、
    前記２つの第１の高導電性バーを前記下部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含み、
    ２つの第２の高導電性バーを前記上部基板から遠い方の前記上部電極層の表面に形成する前記ステップが、
    前記２つの第２の高導電性バーを前記上部電極層の隣り合う２つの縁部に沿ってそれぞれ形成するステップを含む、請求項１８に記載の方法。

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