JP6995897B2 - エレクトロクロミックデバイスの被制御スイッチング - Google Patents
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Description
トロクロミック材料は電位を印加すると着色などの光学的性質が変化し、それによりエレ
クトロクロミックデバイスの透明性や反射性が増減することが知られている。典型的なエ
レクトロクロミック(「EC」)デバイスはそれぞれ電極層(「CE層」)と、その電極
層に対して実質的に平行にして配置されたエレクトロクロミック材料層(「EC層」)と
、そのエレクトロクロミック層と電極層を隔てるイオン伝導層(「IC層」)とを備える
。さらに、2つの透明伝導層(「TC層」)がそれぞれCE層及びEC層に対して実質的
に平行で、かつCE層及びEC層に接触して存在している。EC層、IC層及びCE層は
集合体として、ECスタック、EC薄膜スタックなどと呼ばれ得る。
出願第2008/0169185号に記載されていて、望ましくは実質的に透明な酸化物
または窒化物である。上記の特許出願は参照により本明細書に援用される。各TC層を低
電圧電源に接続するなどして、エレクトロクロミックデバイスの積層構造の両端に電位を
印加すると、イオンがCE層からIC層を通ってEC層へと流れる。このイオンには、C
E層中に貯蔵されているLi+イオンが含まれ得る。さらに、CE層及びEC層中の電荷
的中性を保つために、電子がCE層からEC層へと定電圧電源を含む外部回路を回って流
れる。イオン及び電子がEC層へと移動するとEC層の光学特性が変化し、また任意に相
補的ECデバイスのCE層の光学特性が変化し、それによりエレクトロクロミックデバイ
スの着色が変化し、したがって透明性が変化する。
は、1つ以上の層、スタック、デバイスなどが含まれ得る。透過とは、これ以後で使用す
る場合、媒体を通る電磁(EM)放射線の通過の許容を指し、また媒体の「透過レベル」
は、媒体の透過率を指すことができる。上記の電磁(EM)放射線には可視光が含まれ得
る。媒体の透過レベルが変化すると、その媒体は、透明の透過状態(「完全透過レベル」
)から、媒体を通る入射EM放射線の透過の比率が減少した透過レベルへと変化してもよ
い。このような透過レベルの変化により、媒体の着色が変化したり、透明性が変化したり
などしてもよい。例えば、完全透過レベルから低透過レベルに変化する媒体は、より不透
明になったり、着色がより暗色になったりなどと観測されてもよい。
Cデバイスを別個の透過レベル間で切り替えることができる。このような印加には、EC
デバイスの1つ以上の別個の層に1つ以上の別個の電圧を印加することが含まれ得る。こ
のような印加により、EC層、CE層などを備えるECスタックの1つ以上の層の着色、
透明度が変化し得る。いくつかの事例では、ECスタックの異なる領域で透過レベルが異
なって変化し、ECスタックへの電位の印加によって、ECスタックの別個の領域が、2
つ以上の異なる透過レベルのうちあるレベルから別のレベルへと変化することが望ましく
てもよい。
できる。例えば、エレクトロクロミックデバイスは、周囲環境が周囲空気と水蒸気の混合
物である周囲環境に曝露されてもよい。周囲環境からの水分は、ECスタックを含めたE
Cデバイスの様々な層に浸透し得る。ECスタックが水分に敏感である場合、ECスタッ
クへ水分が浸透することにより、ECスタックの性能が低下し得る。この性能の低下には
、電位の印加に少なくとも部分的に基づいた、着色を変化させるECスタックの能力の低
下が含まれる。
る。図面には特定の実施形態を例として示しており、本明細書において詳細に説明する。
しかしながら、図面及び図面に対する詳細な説明は、開示している特定の形態に本開示を
限定することを意図するものではなく、逆に、添付の特許請求の精神及び範囲内にある全
ての変更形態、同等物及び代替物を網羅するよう意図していることを理解すべきである。
本明細書において使用する見出しは単に構成目的のものであり、本明細書の範囲または特
許請求の範囲の限定に使用することを意図していない。「may」という語は、本出願全
体にわたり使用する場合、必須の観念(すなわち、しなければならないことを意味する)
ではなく、許可の観念(すなわち、可能性を有していることを意味する)で使用する。同
様に、「include」、「including」及び「includes」という語
は、含むが限定しないことを意味する。
デバイスを形成する方法を開示する。ECデバイスは、ECデバイスの異なる領域で、異
なる透過レベル間で選択的に切り替わるよう構造化することができる。ECデバイスを形
成する方法は、ECデバイスの異なる領域で、異なる透過レベル間で選択的に切り替わる
ようECデバイスを形成する方法を含むことができる。ECデバイスは、デバイスのEC
スタックと外部環境との間への水分の浸透を制限するよう構造化することができる。EC
デバイスを形成する方法は、デバイスのECスタックと外部環境との間への水分の浸透を
制限するようECデバイスを構造化する方法を含むことができる。
化すること」と互換に言うことができる。また、何かをするよう「形成された」ECデバ
イスは、何かをするよう「構造化された」ECデバイス、何かをするよう「構造形成され
た」ECデバイスなどと互換に言うことができる。
いくつかの実施形態においては、エレクトロクロミック(EC)デバイスは、独立して
制御可能な複数の領域(「EC領域」)を備えており、2つ以上の別個の領域を、2つ以
上の異なる透過レベルのうち別のレベルへ選択的に切り替え、また可逆的に切り替えるな
どすることができる。いくつかの実施形態においては、2つ以上の別個のEC領域を、1
つ以上の透過率分布パターンを含む1つ以上の別個の透過パターンへ切り替えることがで
きる。いくつかの実施形態においては、ECデバイスの各EC領域は、同じかまたは異な
るサイズ、体積及び/または表面積を有してもよい。他の実施形態においては、各EC領
域は、同じかまたは異なる形状(湾曲形状または弓形状を含める)を有してもよい。
C領域を備えたECデバイス100の平面図及び断面図を示している。示された実施形態
においては、ECデバイス100は、ECスタック102と、ECスタックの両側に2つ
以上の別個の伝導層104A~104Bとを備える。ECスタック102は、1つ以上の
EC層、IC層及びCE層を備えることができる。伝導層104A~104Bは、1つ以
上の透明伝導(TC)層を含むことができる。
ション142A~142Bによって、別個のセグメント106A~106B、108A~
108Bへとそれぞれセグメント化されている。伝導層は、様々な周知の切断プロセス、
アブレーションプロセスなどによってセグメント化することができる。いくつかの実施形
態においては、伝導層104A~104B中の1つ以上のセグメンテーション142A~
142Bは、少なくとも部分的に層を貫通して延びる切れ目である。いくつかの実施形態
においては、1つ以上のセグメンテーション142A~142Bは、アブレーション線で
ある。レーザーを使用して1つ以上のセグメンテーション142A~142Bを作製する
ことができる。セグメンテーションの作製に好適なレーザーには、波長1064nmのN
d:YAGを含めた1種以上の固体レーザー、ならびにそれぞれ248nm及び193n
mで発生するArF及びKrFエキシマレーザーを含めた1種以上のエキシマレーザーが
含まれ得る。他の固体レーザー及びエキシマレーザーも好適である。
C領域110、120、130を備えることができる。これらのEC領域では、EC領域
の1つ以上の境界は、1つ以上の伝導層104A~104Bの1つ以上のセグメンテーシ
ョン142A~142Bによって画定されている。例えば、図1A~1Bに示されている
ように、EC領域120は、伝導層104A~104Bのセグメンテーション142A~
142Bによって画定される境界を有する。
的な電気接続から分離されている1つ以上のEC領域を含むことができる。本明細書で言
及する場合、EC領域と電極との間の直接的な電気接続とは、各EC領域内にあるECデ
バイスの一部分に物理的に結合している電極を指すことができる。例えば、図示した実施
形態において、EC領域110は、電極152、156の両方との直接的な電気接続を含
み、EC領域130は、電極154、158の両方との直接的な電気接続を含む。逆に、
ECデバイス100と結合している電極152~158のうち、領域120でECデバイ
ス100と物理的に結合しているものはない。結果として、領域120は、いずれの電極
152~158との直接的な電気接続からも分離されていると理解してもよい。さらに、
EC領域120は、EC領域110、130によって少なくとも2つの側面で境界を作ら
れているため、EC領域120は「内部」EC領域として理解してもよく、領域110、
130は「外部」EC領域として理解してもよい。電極152~158は1つ以上のバス
バーを備えることができ、このバスバーは、1つ以上の様々な周知のプロセスによってE
Cデバイスの1つ以上の部分に取り付けられる。
「分離」EC領域は、1つ以上の「介在」EC領域を介して1つ以上の電極との非直接的
な電気接続を有することができる。この介在EC領域は、分離EC領域と1つ以上の電極
との間の非直接的な電気接続に介在する。例えば、電極が1つの領域で伝導層セグメント
と結合しており、このセグメントが、その1つの領域と、電極が物理的に結合していない
別の領域(すなわち、分離EC領域)との両方にわたって広がっている場合、そのセグメ
ントは、少なくとも電極が物理的に結合したEC領域と分離領域とにわたって広がるセグ
メントの部分を介して、電極と分離領域との間に「非直接的な」電気接続を成立させるこ
とができる。結果として、電極が物理的に結合したEC領域を含めた、電極と分離EC領
域との間で伝導層セグメントが広がる1つ以上のEC領域は、分離EC領域と電極との間
の非直接的な電気接続に介在する「介在」EC領域として理解される。
110に結合しているいずれの電極152~158との直接的な電気接続からも分離され
ている「分離」領域であり、EC領域110、130は、電極152、158のうちの異
なる1つとEC領域との間の別個の非直接的な電気接続にそれぞれ介在する「介在」領域
である。例えば、伝導層セグメント106Aは、EC領域110と120の両方にわたっ
て広がっており、電極152はセグメント106Aと物理的に結合している。結果として
、伝導層セグメント106Aは、電極152とEC領域120との間に電気的な接続を成
立させており、領域120におけるECスタック102両端の電位差は、電極152への
印加電圧に少なくとも部分的に基づいて生じ得る。電極152は領域120でセグメント
106Aと物理的に結合しておらず、領域110でセグメント106Aと物理的に結合し
ているので、EC領域120と電極152との間の電気接続は「非直接的」であると理解
されるべきであり、それに対してEC領域110と電極152との間の電気接続は「直接
的」であると理解されるべきである。
ectrical potential difference)(「電位差(pote
ntial difference)」とも呼ばれる)が、所定のEC領域のECスタッ
クの、ECスタックのCE層からECスタックのEC層までの各部分を通る電流の最大速
度を決定し、それにより所定領域のECデバイスの透過レベルが変化する。この透過レベ
ルの変化には、着色状態への変化が含まれ得るので、その結果、ECデバイスが着色する
。電荷がリチウムイオン及び電子の形態で素早く供給されて要求を満たすならば、電流は
デバイスの層両端の電位差に比例した速度で流れることができる。
含む伝導層セグメントへセグメント化された伝導層を備えることができる。主伝導層セグ
メントの各々は、1つ以上の外部EC領域と、一部分以上の内部EC領域とにわたって広
がるよう構造化されている。例えば、図1A~1Cに図示した実施形態において、伝導層
104Aは、主伝導層セグメント106Aと副伝導層セグメント106Bとを含む伝導層
セグメントへセグメント化されている。セグメント106Aは、外部領域110にわたっ
て、かつ内部領域120全体にわたって広がっている。セグメント106Bは、外部領域
130にわたって広がっている。同様に、伝導層104Bは、主伝導層セグメント108
Aと副伝導層セグメント108Bとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。
セグメント108Aは、外部領域130にわたって、かつ内部領域120全体にわたって
広がっている。セグメント108Bは、外部領域110にわたって広がっている。図示し
た実施形態において、外部領域110及び130は、領域120と1つ以上の電極152
~158との間の1つ以上の非直接的な電気接続に介在する介在EC領域であり、主セグ
メント106A、108Bの各々は、別個の介在領域にわたって広がり、かついずれの電
極152~158との直接的な電気接続からも分離されているEC領域120へと広がっ
ていると理解される。
120にわたって広がっているので、主セグメント106A、108Aは、EC領域12
0においてECスタック102の両側で「重なり合っている」と理解される。結果として
、セグメント106A及び108Aは、EC領域120中で、電極152、158の間に
電気経路を成立させている。したがって、領域120におけるECスタック102両端の
電位差(electrical potential difference)(本明細
書においては「電位差(potential difference)」とも呼ばれる)
は、電極152への印加電圧と電極158への印加電圧との差を含むことができる。さら
に、主伝導層セグメント106A~106Bの各々の一部分以上が、任意の電極との直接
的な電気接続から分離された「内部」EC領域と理解され得るEC領域120にわたって
広がっているので、図示した実施形態の伝導層セグメントは、回転対称配置で配置されて
いると理解してもよい。
ト106Bは、ECスタック102の反対側で領域130にわたって広がる主伝導層セグ
メント108Aの一部分と「重なり合っている」と理解され得る。結果として、セグメン
ト106B及び108Aは、EC領域130中で、電極154、158の間に電気経路を
成立させている。したがって、領域130におけるECスタック102両端の電位差は、
電極154への印加電圧と電極158への印加電圧との差を含むことができる。副伝導層
セグメント108BはEC領域110にわたって広がっているので、セグメント108B
は、ECスタック102の反対側で領域110にわたって広がる主伝導層セグメント10
6Aの一部分と「重なり合っている」と理解され得る。結果として、セグメント108B
及び106Aは、EC領域110中で、電極152、156の間に電気経路を成立させて
いる。したがって、領域110におけるECスタック102両端の電位差は、電極152
への印加電圧と電極156への印加電圧との差を含むことができる。
の異なる経路である。結果として、異なる電極への異なる印加電圧に少なくとも部分的に
基づき、ECデバイスの別の領域の両端では、異なる電位差が生じ得る(「誘起され得る
」)。別の電極に別の電圧を印加し、その結果異なるEC領域では異なる電位差が誘起さ
れることにより、別個のEC領域にあるECスタックの別個の領域では透過レベルが異な
って変化し得る。例えば、別の電極に別の電圧を印加することにより、別個のEC領域で
、共通の透過レベルから、2つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと切り
替えることができる。この共通の透過レベルには、透明または「完全」透過状態が含まれ
得る。
印加することにより、2つ以上の分かれたEC領域セットで別の電位差が生じ、それによ
り、ECスタックは分かれたEC領域セットにおいて異なる透過レベルへと変化する。示
されるように、EC領域110中で、電極152、156の間に電気経路が成立しており
、EC領域130中で、電極154、158の間に別の電気経路が成立しているので、図
示されている電極152への2ボルト印加、電極156への0ボルト印加、電極154へ
の3ボルトの印加、及び電極158への1ボルト印加の結果、別個のEC領域110、1
30にあるECスタックの別個の領域で2ボルトの電位差となる。ECスタックの透過レ
ベルはECスタック両端の電位差と逆相関を有し得るので、別個のEC領域110、13
0の各々においてECスタック両端に2ボルトの電圧差が誘起されると、別個のEC領域
110、130にあるECスタックの部分は、示されているように透過レベルが変化する
。
域120にあるECスタック102の領域の両端では1ボルトの電位差が生じる。EC領
域120での電位差はEC領域110、130での電位差とは異なるので、EC領域12
0は、EC領域110、130で切り替わる透過レベルとは異なる透過レベルに切り替わ
り得る。示されているように、EC領域120での電位差はEC領域110、130での
電位差よりも小さいので、EC領域120の透過レベルは、EC領域110、130の透
過レベルよりも大きくなり得る。
極152~158に特定の電圧を印加することによって独立して制御することができる。
別個のEC領域の電位差によってEC領域の透過レベルが切り替わるので、別個のEC領
域において独立して電位差を制御することにより、別個のEC領域での透過レベルを独立
して制御することが可能となる。一例においては、図1A~1Cに図示した実施形態にお
いて示されるように、ECデバイスは、別個のEC領域の各々が、共通の透過レベルから
、2つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替わるよう構造
化する。このような透過レベルのスイッチングは可逆的であることができる。
立して制御され、その結果ECデバイスは1つ以上の特定の透過パターン間で切り替わる
。例えば、ECデバイスは、ECデバイスの別個の電極に選択的に電圧を印加した場合に
、別個のEC領域が共通の透過レベルから別の透過レベルへと切り替わるよう構造化して
もよく、その結果、ECデバイスは、異なる透過レベルを有するECデバイスの異なる領
域によって作られる特定の透過パターンを有する。このように、透過レベルのスイッチン
グを異なるEC領域によって独立して制御することで、ECデバイスの様々なEC領域の
着色レベルを独立して制御することが可能となる。いくつかの実施形態においては、領域
は、特定パターンの一部または全てを形成するよう形状化することができ、その結果、E
Cデバイスは、異なる透過レベルへ切り替わるECデバイスの異なる領域に少なくとも部
分的に基づいて、パターンが現れるよう構造化される。上記の特定パターンには、1つ以
上のロゴ、名前、絵などが含まれ得る。図2Aは、いくつかの実施形態に従って、別個の
EC領域202、204を有するECデバイス210を含む多層面である窓表面200を
示している。ECデバイス210は、1つ以上の分離EC領域を含む、図1A~1Cに示
したECデバイス100の一部または全てを備えることができる。例えば、領域204は
、ECデバイス210の任意の他のEC領域に結合した任意のバスバーを含む任意の電極
との直接的な電気接続から分離されたEC領域であることができる。領域202は、領域
204と1つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に介在する介在EC領域であっても
よい。
上の様々な構造化によって設定される。このような構造化には、上記で論じたような、E
Cデバイス210の1つ以上のTC層を含む1つ以上の伝導層のセグメント化が含まれ得
る。このような構造化には、以下でさらに論じるような1種以上の様々な他の構造化が含
まれ得る。他の構造化には、ECデバイス210の1つ以上の層のシート抵抗を調節する
こと、ECデバイス210のECスタックの異なる領域において異なる輸送速度の荷電電
解質種を導入することなどが含まれる。ECデバイス210は、以下でさらに論じるよう
に、ECデバイス210のECスタックと外部環境との間への水分の浸透を阻止するよう
構造化してもよい。領域204は、特定の7頂点の星型パターンに適合するよう形状化さ
れている。いくつかの実施形態においては、領域204は、1つ以上のEC領域202に
よって取り囲まれる1つ以上のEC領域を含み、その結果、EC領域204は、ECデバ
イス210の外側縁部を境界としない。
個の領域202、204は、異なる透過レベルへ切り替わる。結果として、示されている
ような7頂点の星形パターンが観測可能となる。領域202、204の両方で電位差が誘
起されない場合、またはEC領域202、204の両方での電位差が同じである場合、上
記のパターンは観測可能でなくてもよい。結果として、表面200は、表面200に結合
した1つ以上の電極に1つ以上の特定電圧を印加することに少なくとも部分的に基づき、
EC領域202、204が共通の透過レベルでありかつ星形パターンが観測可能でない特
定の透過状態と、EC領域202、204が異なる透過レベルでありかつ星形パターンが
目に見える別の透過状態との間で選択的に切り替えることができる。
御することができる複数のEC領域を備えるエレクトロクロミックデバイスが、カメラデ
バイスのカメラアパーチャーフィルターに備えられている。このカメラデバイスでは、E
CデバイスのEC領域を別の透過レベル間で選択的に切り替えて、カメラによって記録さ
れる像の回折を制御することができる。
バイス250の平面図を示している。図示した実施形態においては、ECデバイス250
は、ECスタック270と、ECスタック270の両側に2つ以上の別個の伝導層260
、280とを備える。ECスタック270は、1つ以上のEC層、IC層及びCE層を備
えることができる。伝導層260、280は、1つ以上の透明伝導(TC)層を含むこと
ができる。
る別個のセグメンテーション267、287によって、それぞれ別個のセグメント262
A~262B、282A~282Bへとセグメント化されている。伝導層は、様々な周知
の切断プロセス、アブレーションプロセスなどによってセグメント化することができる。
いくつかの実施形態においては、伝導層にある1つ以上のセグメンテーション267、2
87は、少なくとも部分的に層を貫通して延びる切り口である。いくつかの実施形態にお
いては、1つ以上のセグメンテーション267、287は、アブレーション線である。レ
ーザーを使用して1つ以上のセグメンテーション267、287を作製することができる
。セグメンテーションの作製に好適なレーザーには、波長1064nmのNd:YAGを
含めた1種以上の固体レーザー、ならびにそれぞれ248nm及び193nmで発生する
ArF及びKrFエキシマレーザーを含めた1種以上のエキシマレーザーが含まれ得る。
他の固体レーザー及びエキシマレーザーも好適である。
のEC領域292A~292B及び290を備えることができる。これらのEC領域では
、EC領域の1つ以上の境界は、1つ以上の伝導層260、280の1つ以上のセグメン
テーション267、287によって画定されている。例えば、図2B~2Dに示されてい
るように、EC領域290は、伝導層260、280のセグメンテーション267、28
7によって画定される境界を有する。図2B~2Dに示されているように、領域290の
サイズ及び形状は、セグメンテーション267、287に基づいて調節することができる
。
的な電気接続から分離されている1つ以上のEC領域を含むことができる。本明細書で言
及する場合、EC領域と電極との間の直接的な電気接続とは、各EC領域内にあるECデ
バイスの一部分に物理的に結合している電極を指すことができる。
A、286Aの両方との直接的な電気接続を含み、EC領域292Bは、電極266B、
286Bの両方との直接的な電気接続を含む。逆に、ECデバイス250と結合している
電極266、286のうち、領域290でECデバイス250と物理的に結合しているも
のはない。結果として、領域290は、いずれの電極266、286との直接的な電気接
続からも分離されていると理解してもよい。さらに、EC領域290は、EC領域292
A~292Bによって少なくとも2つの側面で境界を作られているため、EC領域290
は「内部」EC領域として理解してもよく、領域292A~292Bは「外部」EC領域
として理解してもよい。電極266、286は1つ以上のバスバーを備えることができ、
このバスバーは、1つ以上の様々な周知のプロセスによってECデバイスの1つ以上の部
分に取り付けられる。
「分離」EC領域は、1つ以上の「介在」EC領域を介して1つ以上の電極との非直接的
な電気接続を有することができる。この介在EC領域は、分離EC領域と1つ以上の電極
との間の非直接的な電気接続に介在する。例えば、電極が1つの領域で伝導層セグメント
と結合しており、このセグメントが、その1つの領域と、電極が物理的に結合していない
別の領域(すなわち、分離EC領域)との両方にわたって広がっている場合、そのセグメ
ントは、少なくとも電極が物理的に結合したEC領域と分離領域とにわたって広がるセグ
メントの部分を介して、電極と分離領域との間に「非直接的な」電気接続を成立させるこ
とができる。結果として、電極が物理的に結合したEC領域を含めた、電極と分離EC領
域との間で伝導層セグメントが広がる1つ以上のEC領域は、分離EC領域と電極との間
の非直接的な電気接続に介在する「介在」EC領域として理解される。
250に結合しているいずれの電極266、286との直接的な電気接続からも分離され
ている「分離」領域であり、EC領域292A~292Bは、電極266、286のうち
の異なる1つとEC領域との間の別個の非直接的な電気接続にそれぞれ介在する「介在」
領域である。例えば、伝導層セグメント262Bは、EC領域292A~292Bの両方
にわたって広がっており、電極266Bはセグメント262Bと物理的に結合している。
結果として、伝導層セグメント262Bは、電極266BとEC領域292Aとの間に電
気的な接続を成立させており、領域290におけるECスタック270両端の電位差は、
電極266Bへの印加電圧に少なくとも部分的に基づいて生じ得る。電極266Bは領域
290でセグメント262Bと物理的に結合しておらず、領域292Bでセグメント26
2Bと物理的に結合しているので、EC領域290と電極266Bとの間の電気接続は「
非直接的」であると理解されるべきであり、それに対してEC領域292Bと電極266
Bとの間の電気接続は「直接的」であると理解されるべきである。
含む伝導層セグメントへセグメント化された伝導層を備えることができる。主伝導層セグ
メントの各々は、1つ以上の外部EC領域と、一部分以上の内部EC領域とにわたって広
がるよう構造化されている。
ント282Aと副伝導層セグメント282Bとを含む伝導層セグメントへセグメント化さ
れている。セグメント282Aは、外部領域292Aにわたって、かつ内部領域290全
体にわたって広がっている。セグメント282Bは、外部領域292Bにわたって広がっ
ている。同様に、伝導層260は、主伝導層セグメント262Bと副伝導層セグメント2
62Aとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。セグメント262Bは、外
部領域292Bにわたって、かつ内部領域290全体にわたって広がっている。セグメン
ト262Aは、外部領域292Aにわたって広がっている。図示した実施形態において、
外部領域292A~292Bは、領域290と1つ以上の電極266、286との間の1
つ以上の非直接的な電気接続に介在する介在EC領域であり、主セグメント262B、2
82Aの各々は、別個の介在領域にわたって広がり、かついずれの電極266、286と
の直接的な電気接続からも分離されているEC領域292へと広がっていると理解される
。
290にわたって広がっているので、主セグメント262B、282Aは、EC領域29
0においてECスタック270の両側で「重なり合っている」と理解される。結果として
、セグメント262B及び282Aは、EC領域290中で、電極266B、286Aの
間に電気経路を成立させている。したがって、領域290におけるECスタック270両
端の電位差(electrical potential difference)(本
明細書においては「電位差(potential difference)」とも呼ばれ
る)は、電極266Bへの印加電圧と電極286Aへの印加電圧との差を含むことができ
る。
カメラデバイス300は、アパーチャー312と、レンズ315と、光センサー316と
が設置された筐体310を備える。カメラ300の外にある被写体302からの光は、フ
ィルターのアパーチャー313を通過し、レンズ315を通過し、光センサー316に届
く。図3A~3Bに示されるように、フィルター314を調節することに少なくとも部分
的に基づいてアパーチャー313のサイズを調節し、レンズ315及び光センサー316
に届く光量を制御することができる。このようなアパーチャー313のサイズ調節は、ア
パーチャーフィルター312の様々な部分の透過レベルを選択的に調節してアパーチャー
313のサイズを調節することを含むことができる。この透過レベルを選択的に調節する
ことには、フィルター312の環状領域を選択的に暗くすることが含まれる。このような
アパーチャー313のサイズ調節は、光センサー316で記録される被写体302の像の
被写界深度318を調節することができる。例えば、図3Aにおいて、アパーチャーが「
広げられ」、比較的多い光量が被写体302からセンサー316に届く場合、被写界深度
318は狭くなり得、その結果、被写体302の像は被写体で焦点が合ってもよいが、被
写体と比較して背景及び前景の像は、被写体302と比較してぼけていてもよい。図3B
において、アパーチャー313がフィルター314によって「絞られ」、比較的少ない光
量が被写体302からセンサー316に届く場合、結果として被写界深度318は図3A
と比較して広がり得、記録される像において焦点がしっかり合う域は、被写体302の前
及び後ろに広がる。
このような回折パターンには、周知のエアリー回折パターン(「エアリーディスク」とも
呼ばれる)が含まれ得る。周知のように、エアリーディスクを含めた、アパーチャー31
3を通って撮像された点光源の回折パターンは、明るい同心円環に囲まれた明るい中心領
域となり得る(「エアリーパターン」)。回折パターンは、アパーチャーを通る光の波長
及びアパーチャー313のサイズのうちの1つ以上によって特徴付けられ得る。いくつか
の実施形態においては、被写体302からの光が同心円パターンを伴う中心スポットを有
するエアリーパターン(エアリーディスクを含める)を形成し、カメラデバイス300が
有する被写体302での細部の解像能は回折によって制限され得る。2つ以上の被写体3
02がカメラ300によって記録される像に含まれ、また2つ以上の被写体302が、セ
ンサー316において各被写体302周囲のエアリーパターンが重なり合うのに十分な程
度に小さい角度で離れている場合、2つ以上の被写体302は、記録された像ではっきり
解像されなくてもよい。
レンズ315の中心を通過する光の量とほぼ等しい。結果として、記録された像の前景及
び背景にある要素は、被写体302と比較してぼけていてもよいが、記録された像におい
てはっきりとした対象物として存在してもよい。これにより、被写体302は、ぼけた前
景対象物及び背景対象物と比較して、記録された像において鮮明さが減少し得る。いくつ
かの実施形態においては、カメラデバイスは、カメラを通過する光をアポダイズして、レ
ンズの中心と比較してレンズの外縁部を通過する光が減るよう形成される。アポダイゼー
ションには、アパーチャー313をアポダイズすることが含まれ得る。このようなアポダ
イゼーションの結果、センサー316で被写体302の像に記録される、焦点の合ってい
ない要素の縁部でぼかしが生じる。このようなぼかしの結果、焦点の合っていない要素が
滑らかになり、焦点の合っていない要素に対して被写体302をより鮮明に際立たせるこ
とができる。
り、センサー316における被写体302の像周囲の回折パターンが減少してもよいため
、カメラ300による像の解像度を増加させることができる。例えば、アポダイズしたア
パーチャー313は、レンズ315の外縁部を通過する光量を減らすので、全てを除去し
ないならば、被写体302の像は、被写体の像周囲のエアリーパターンの強度が減少した
像となり得る。さらに、レンズ315の収差に対する光センサー316の感度が軽減され
てもよい。
12などを備えるカメラ300の1つ以上の部分が、別個の領域を異なる透過レベルの間
で選択的に切り替えるよう構造化されたECデバイスを含み、その結果、ECデバイスが
アパーチャー313、レンズ315などのうちの1つ以上を選択的にアポダイズすること
ができる。
たカメラデバイスに備えられ得る装置を示しており、この装置は、別個のEC領域を異な
る透過レベル間で選択的に切り替えて、被撮像体からカメラの光センサーへと光が通過す
る窓を選択的にアポダイズするよう構造化された1つ以上のエレクトロクロミックデバイ
スを備えることができる。装置400は、窓410がアパーチャー313、レンズ315
になるようにして、カメラアパーチャーフィルター312に備えられることができ、また
各々別個であるなどできる。
様々な材料を含むことができる。いくつかの実施形態においては、基材は1種以上の透明
材料または反射材料を含むことができる。反射材料には、電磁スペクトルの1つ以上の波
長を反射することができる材料が含まれる。基材は1種以上の様々な透明材料を含むこと
ができる。透明材料には、1種以上のガラス、結晶性材料、高分子材料などが含まれる。
結晶性材料には、サファイア、ゲルマニウム、ケイ素などが含まれ得る。高分子材料には
、PC、PMMA、PETなどが含まれ得る。基材は1つ以上の様々な厚さを有すること
ができる。例えば、基材は、1ミクロン以上100ミクロン以下の1つ以上の厚さを有す
ることができる。基材は、1種以上の熱的に強化された材料、化学的に強化された材料な
どを含むことができる。例えば、基材はGORILLA GLASS(商標)を含むこと
ができる。基材は、1つ以上の様々な熱膨張係数を有する材料を含むことができる。基材
は、IGU、TGU、積層体、単結晶基材などのうちの1つ以上を含むことができる。基
材404は、装置400が備えられたカメラデバイスの外側に向くことができ、被撮像体
の方向に向くことができる。いくつかの実施形態においては、ECデバイス402が備え
られている面とは反対の基材404の面は、カメラデバイス外部の周囲環境に曝されてい
る。ECデバイスは、本開示の別の箇所で論じられるように、1つ以上の伝導層、ECス
タック層などを含めた様々な層を備えることができる。いくつかの実施形態においては、
ECデバイスは1つ以上の封入層を備えており、デバイス402のECスタックと、周囲
環境を含めた装置400の外部環境との間への水分の浸透の制限、軽減、阻止などを行う
よう構造化されている。支持構造体406は、構造体406を通して電力を分布させるこ
とができる1つ以上の電気経路を備えることができる。支持構造体406は、ECデバイ
ス402及び基材404を支持する「可撓」構造体408と、接続素子407とを備える
。この接続素子407は、構造体406をECデバイス402に結合させ、かつECデバ
イスの1つ以上の電極(「端子」)と電気的に結合して、構造体406の1つ以上の電気
経路を経由したECデバイス402と1つ以上の電源との間の電気接続を成立させる。
領域を、別々の異なる透過レベルに選択的に切り替えるよう構造化されている。このよう
な選択的スイッチングにより、窓410において1つ以上の様々な透過パターンが生じ得
る。いくつかの実施形態においては、以下でさらに論じるように、ECデバイス402は
複数の同心円環状EC領域を備え、その1つ以上の環状EC領域を1つ以上の別の透過レ
ベルへと切り替えて、窓410を選択的にアポダイズすることができる。例えば、ECデ
バイス402は、複数の同心円環状領域を共通の透過レベルから、異なる透過レベルのう
ちの別々の透過レベルへと切り替えてもよく、ここで1つ以上の環状EC領域は、窓41
0の中心からさらに離れた別の環状領域よりも高い透過レベルを有する。このような選択
的アポダイゼーションは、図4Cに示されるようなECデバイス402の1つ以上の特定
の電極412A~412Bに印加される1つ以上の特定電圧に少なくとも部分的に基づく
ことができる。
おり、円形ECデバイス500は、少なくとも図4A~4Cに示されている、選択的にア
ポダイズされる1つ以上のECデバイスに備えられ得る。デバイス500は、光の透過を
制限する外側部分510と、内側部分520とを備える。内側部分520は独立して制御
可能なEC領域を含み、EC領域の各々は、共通の透過レベルから、2つ以上の異なる透
過レベルのうちの別の透過レベルへと別個に切り替えられ得る。図示した実施形態におい
ては、部分520は、部分520の全てのEC領域が共通の透過レベルである透過状態で
示されている。この共通の透過レベルは完全透過レベルであることができ、したがって図
5Aにおいて部分520は透明の透過状態である。図5Bにおいては、デバイス500は
、部分520の複数の領域が別々の透過レベルへと選択的に切り替えられて示されており
、部分520は透明な透過状態から特定の透過パターンへと切り替えられている。図示し
た実施形態においては、部分520の様々なEC領域には、部分520の中心530から
部分510に向かって外側に広がる同心円環状EC領域が含まれる。いくつかの実施形態
においては、1つ以上のEC領域の1つ以上の透過パターンには、1つ以上の様々な連続
的透過率分布パターンが含まれ得る。例えば、図5Bに図示した実施形態では、ECデバ
イス500は、中心530を中心とする透過率分布パターンへと切り替わる。このパター
ンでは、部分520で最も高い透過レベルであるのは中心530の位置であり、中心53
0からECデバイス500の1つ以上の縁部に向かって外側に延びる距離に応じて透過レ
ベルが連続的に減少する。いくつかの実施形態においては、透過率分布パターンは、ガウ
スパターン(本明細書においては「ガウス型」とも呼ばれる)にほぼ等しい。
部分の透過率分布パターンを、中心530からの距離に対する透過率の関数として示して
いる。この図で、分布パターン580は、ガウス型590にほぼ等しい。本明細書におい
て使用する場合、ガウス型にほぼ等しい分布には、透過率が複数桁にわたってガウス型に
適合する分布パターンが含まれ得る。例えば、図5Cにおいて、部分520における透過
率分布パターン580は透過率が6桁減少するまでガウス型590と適合するので、パタ
ーン580はガウス型590とほぼ等しい。いくつかの実施形態においては、ECデバイ
スが切り替わり得る透過パターンは、ガウス型の近似とは異なる。
数のEC領域や、透過率分布パターンに関連するECデバイス中の1つ以上の分布などに
少なくとも部分的に基づいて作られる。このような分布については、以下でさらに論じる
。
切り替わることができる。ECデバイスは、不連続かつ異なる透過レベルに切り替わるよ
う制御され得る複数の領域を備えてもよく、その結果、「段階的な」透過パターンとなる
。図6は、いくつかの実施形態に従って、ECデバイス600を示しており、ECデバイ
ス600は、少なくとも図4A~4Cに示されている1つ以上のECデバイスに備えられ
得る。ECデバイス600は、円形EC領域620と、この円形EC領域620を取り囲
む環状EC領域610とを備える。いくつかの実施形態においては、ECデバイスは、1
つ以上の領域610~620両端の電位差を独立して制御して、2つ以上の透過状態の間
で選択的に切り替わる。この2つ以上の透過状態では、1つ以上の透過状態は、EC領域
610~620の両方が透明の透過状態を含めた共通の透過レベルを有する透過状態であ
り得る。別の透過状態は、別個のEC領域610、620が共通の透過レベルから2つ以
上の別の透過レベルへと切り替えられた状態であり得る。いくつかの実施形態においては
、EC領域620は、いずれの電気接続からも分離されており、透過レベル制御は環状E
C領域610に制限されている。EC領域610を別の透過レベル間で切り替わるよう制
御して、ECデバイス600をアポダイズすることができる。
ら外側に広がる2つ以上の同心円環状EC領域710、720とを含むECデバイス70
0を示している。ECデバイス700は、少なくとも図4A~4Cに示されている1つ以
上のECデバイスに備えられ得る。円形領域730は、ECデバイスに結合したいずれか
の電極とのいずれの電気接続(直接、非直接またはその他方法)からも分離されていても
よく、内部環状EC領域720は、いずれの直接的な電気接続から分離されていてもよく
、また外部環状EC領域710は、EC領域720と1つ以上の電極との間の非直接的な
電気接続に介在してもよい。領域710に結合した1つ以上の電極に1つ以上の電圧を印
加すると、別個の環状EC領域710、720は、共通の透過レベルと、2つの透過レベ
ルのうちの別々の透過レベルとの間で切り替わってもよいが、領域730は、電位差がす
ぐには誘起されないので、初期の段階では透過レベル間で切り替わらない。しかしながら
、いくつかの実施形態においては、領域730への漏電電流により、時間の経過と共に領
域730で透過レベルが変化する。領域710、720を別々の透過レベルへと選択的に
変化させることで、ECデバイス700を選択的にアポダイズすることができる。
02、850、804を備えるECデバイス800を示している。ECデバイス800は
、ECスタック850と、ECスタック850の両側に2つ以上の別個の伝導層802、
804とを備えることができる。伝導層802、804は、別個の伝導層セグメントへと
セグメント化され、デバイス800において別個のEC領域を設定する。デバイス800
においては、別個のEC領域には、円形EC領域と、円形EC領域から外側に広がる2つ
の同心円環状EC領域とが含まれる。ECデバイス800は、少なくとも図4A~4Cに
示されている1つ以上のECデバイスに備えられ得る。
れて、ECデバイスの複数の別個のEC領域を設定する。このように伝導層をセグメント
化することによって別個のEC領域を設定することは、図1A~1Cに関して上記で論じ
たセグメント化と同様に行われてもよい。
04上に配置されたECスタックと、ECスタック上に配置された上部伝導層802とを
備える。各伝導層は透明伝導(TC)層を含むことができ、また各伝導層は、別個の伝導
層セグメントへとセグメント化818、838されて、セグメント化に少なくとも部分的
に基づいて別個のEC領域を設定する。
ト820とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された外部環状EC領域に
わたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極815、825を
有する。主セグメントは、ECデバイス800の外部環状EC領域にわたって広がる外側
部分816と、ECデバイス800の内部環状EC領域全体にわたって広がる内側部分8
14とを備えるよう構造化されている。さらに、主セグメント810の円形部分812は
、セグメント810からセグメント化されて、同心円環状EC領域によって取り囲まれた
円形EC領域を設定している。主セグメント810の外側部分816及び副セグメント8
20の全体部分822は、デバイス800の外部環状EC領域にわたって集合体として広
がる上部伝導層802の部分を含む。
ト840とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された外部環状EC領域に
わたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に、物理的な結合、電気的な結合などをし
ている電極835、845を有する。主セグメント830は、ECデバイス800の外部
環状EC領域にわたって広がる外側部分836と、ECデバイス800の内部環状EC領
域全体にわたって広がる内側部分834とを備えるよう構造化されている。さらに、主セ
グメント830の円形部分832は、セグメント830からセグメント化されて、同心円
環状EC領域によって取り囲まれた円形EC領域を設定している。主セグメント830の
外側部分836及び副セグメント840の全体部分842は、デバイス800の外部環状
EC領域にわたって集合体として広がる下部伝導層804の部分を含む。
Cデバイス100と同様に、主セグメント810、830が部分814、834で重なり
合って内部環状EC領域を設定し、内部環状領域は、電極815、825、835、84
5のいずれかとの直接的な電気接続から分離されており、主セグメント810、830の
部分816、836は内部環状EC領域と電極815、835との電気接続を成立させて
おり、したがって部分816、836が広がる外部環状EC領域は介在EC領域であるこ
とが図示されている。
ス800の様々な層を配置するプロセス中に行われる。例えば、下部伝導層804のセグ
メンテーション838は、基材上に下部伝導層804を配置した後、かつ下部伝導層80
4上にECスタック850を配置する前に作製してもよい。同様に、上部伝導層802の
セグメンテーション818は、ECスタック850上に上部伝導層802を配置した後に
作製してもよい。いくつかの実施形態においては、1つ以上のセグメンテーション818
、838は、セグメント810、830、820、840が互いにセグメント化されたセ
グメントとして配置されるようにして、マスクした部分に各伝導層802、804を配置
することに少なくとも部分的に基づいて作製する。
ており、そしてECデバイスのECスタック両側の2つ以上の別個の伝導層は別個の伝導
層セグメントにセグメント化されて別個のEC領域を設定する。ここで別個のEC領域に
は「分離」円形領域と、その分離円形領域と1つ以上の電極との間の非直接的な電気接続
に「介在する」ことができる1つ以上の環状EC領域とが含まれる。図8D~8Eは、円
形「分離」EC領域と、環状「介在」EC領域とを備えるECデバイスの一実施形態の別
個の伝導層を示している。
ト820とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された環状EC領域にわた
って広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極815、825を有す
る。主セグメントは、ECデバイス800の環状EC領域にわたって広がる外側部分81
6と、ECデバイス800の円形EC領域全体にわたって広がる内側部分814とを備え
るよう構造化されている。主セグメント810の外側部分816及び副セグメント820
の全体部分822は、デバイス800の環状EC領域にわたって集合体として広がる上部
伝導層802の部分を含む。
ト840とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された環状EC領域にわた
って広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極835、845を有す
る。主セグメント830は、ECデバイス800の環状EC領域にわたって広がる外側部
分836と、ECデバイス800の円形EC領域にわたって広がる内側部分834とを備
えるよう構造化されている。主セグメント830の外側部分836及び副セグメント84
0の全体部分842は、デバイス800の環状EC領域にわたって集合体として広がる下
部伝導層804の部分を含む。
、この操作は図8A~8Cに示されているECデバイス800の別個の伝導層で行って伝
導層をセグメント化し、別個のEC領域を設定する操作である。
804で行われる操作である。1つ以上のこの操作を、基材上に下部伝導層804を配置
した後、かつ下部伝導層804上にECスタックを配置する前に行うことができる。セグ
メント化操作910を行って、上記のように、下部伝導層804を主伝導層セグメント8
30と副伝導層セグメント840とにセグメント化することができる。図9に示す各セグ
メント化操作には、1種以上の切断操作、アブレーション操作などが含まれ得る。例えば
、操作910は切断操作であることができ、この操作は図9に示されるように伝導層80
4をセグメント830と840とに選択的に切断する。
802で行われる操作である。1つ以上のこの操作を、ECスタック上に上部伝導層80
2を配置した後に行うことができる。ECスタック自体は下部伝導層804上に配置され
ている。セグメント化操作930を行って、上記のように、上部伝導層802を主伝導層
セグメント810と副伝導層セグメント820とにセグメント化することができる。
、主セグメント810、830それぞれの円形部分812、832をセグメント化するこ
とができる。いくつかの実施形態においては、セグメント化操作940A~940Bは、
配置された上部伝導層804と下部伝導層802とを同時にセグメント化する1つのセグ
メント化操作を含むことができ、この場合、セグメント化操作部分940Aは、配置され
たECスタックを通して行う。いくつかの実施形態においては、セグメント化操作940
A~940Bのうちの1つは行わず、したがって円形EC領域は、主セグメント810、
830のうちの1つをセグメント化して部分812、832のうちの1つを設定すること
に少なくとも部分的に基づいて設定される。いくつかの実施形態においては、セグメント
化操作940A~940Bをいずれも行わず、したがって円形EC領域は、円形EC領域
の外側境界と、環状EC領域の内側境界とを設定する操作910及び930に少なくとも
部分的に基づいて設定される。
にセグメント化されて、中心円形EC領域の周囲に3つ以上の別個の同心円環状EC領域
を設定する。複数の電極を別個のセグメントに結合させて、少なくともいくつかの別個の
EC領域を異なる透過レベルの間で選択的に切り替えるようECデバイスを構造化させて
もよい。
結合したECデバイス1000の上面図を示している。ECデバイス1000は、少なく
とも図4A~4Cに示されている1つ以上のECデバイスに備えられ得る。デバイス10
00は、中心円形EC領域1002を備え、このEC領域1002は、いずれの電極との
電気接続からも分離されている。円形EC領域1002は、セグメント化操作に少なくと
も部分的に基づいて設定される。このセグメント化操作には、1種以上の切断操作、アブ
レーション操作、及びエレクトロクロミックデバイスの伝導層をセグメント化する当業者
に公知の様々なセグメント化プロセスが含まれ得る。
は、ECデバイス1000の1つ以上の伝導層で行われる様々なセグメント化操作に少な
くとも部分的に基づいて設定される。EC領域1004は、領域1004全体にわたって
広がって領域1002を取り囲む各伝導層の一部分によって設定される。EC領域100
4は、電極1010A~1010Hのいずれかとのいずれの直接的な電気接続からも分離
されており、セグメント部分1008A、1006A、1008B及び1006Bが広が
る介在EC領域1008及び1006の部分を介して、電極1010D及び1010Eと
非直接的に電気接続している。同様に、EC領域1006は、別個の伝導層セグメントの
部分1006A~1006Bによって設定されており、電極1010A~1010Hのい
ずれかとのいずれの直接的な電気接続からも分離されており、セグメント部分1008A
~1008Dが広がる介在EC領域1008の部分を介して、電極1010D、1010
A及び1010E、1010Hと非直接的に電気接続している。
EC領域は、「P1」、「P3」、「P4」で表示される3つ以上の別個のセグメント化
操作に少なくとも部分的に基づいて設定される。セグメント化操作P1及びP3は、EC
デバイス1000のECスタック両側の別個の伝導層で行い、セグメント化操作P4は、
別個の伝導層両方で行うことができる。
グメントへとセグメント化し、ECデバイス1000の別個の部分に結合した別個の電極
1010A~1010Hに印加される特定の電圧に少なくとも部分的に基づいて別の電位
差が誘起され得る別個のEC領域1004、1006、1008を設定する。示されるよ
うに、別個の電極に電圧を印加することにより、別個の各EC領域にある別個の各部分で
、ECスタックの両側に異なる電圧を生じさせることができる。別個の電極にかける電圧
は、所定のEC領域の別個の部分が共通の電位差を有するよう選択することができる。例
えば、環状EC領域1008の別個の部分1008A~1008Dの各々は、別個の電極
1010A~1010Hの各々に印加する電圧に少なくとも部分的に基づいて、共通の電
位差を有することができる。同様に、環状EC領域1006の別個の部分1006A~1
006Bの両方は、電極1010D、1010A及び1010E、1010Hに印加する
別々の電圧に少なくとも部分的に基づいて、共通の電位差を有することができ、この共通
の電位差は、EC領域1008の別個の部分1008A~1008B中の電位差とは異な
る。同様に、EC環状領域1004は、電極1010D~1010Eに印加する別々の電
圧に少なくとも部分的に基づいて、特定の電位差を有することができ、この電位差は、領
域1006及び1008の別個の部分中の電位差とは異なる。異なる電極1010A~1
010Hにかける別個の電圧を変化させて、ECデバイス1000で様々な透過パターン
を作ることができる。いくつかの実施形態においては、EC領域は、共通の透過レベルか
ら、各EC領域で異なる透過レベルへと選択的に切り替えられる。この異なる透過レベル
では、領域1006及び1004の透過レベルはEC領域1008の透過レベルよりも大
きく、領域1004の透過レベルはEC領域1006及び1008の透過レベルよりも大
きい。このような選択的スイッチングには、ECデバイスを透明な透過状態からアポダイ
ズされた透過状態へと選択的に切り替えることが含まれ得る。
いくつかの実施形態においては、ECデバイスは、別個のEC領域において異なる透過
レベル間で選択的に切り替わるよう構造化されており、したがって、ECデバイスは、E
CデバイスのEC領域を、共通の透過レベルから、2つ以上の異なる透過レベルのうちの
別の透過レベルへと選択的に切り替えることができる。
、対応する伝導層領域のそれぞれの異なるシート抵抗に少なくとも部分的に基づいて、異
なる領域で異なる透過レベルに選択的に切り替わるよう構造化されている。上記の対応す
る伝導層領域は、それぞれのEC領域にわたって広がっている。対応するEC領域にある
、1つ以上の伝導層の別個の伝導層領域のシート抵抗を調節して、別個のEC領域を異な
る透過レベルへ選択的に切り替えるECデバイスを構造化することができる。
そのECスタックの両側に別個の伝導層1104A~1104Bとを備えるECデバイス
1100を示している。ECデバイス1100は3つの別個のEC領域1110、112
0、1130を備えており、上部伝導層1104Aの別個の伝導層領域においてシート抵
抗が異なることによって、EC領域1110、1120、1130の内部境界1142A
~1142Bが設定されている。伝導層1104A~1104B両方の別個の伝導層領域
におけるシート抵抗が、ECデバイス1100において別個の領域を設定し得ることが理
解されよう。いくつかの実施形態においては、下部伝導層1104Bの別個の伝導層領域
でシート抵抗が異なることにより、ECデバイス1100において1つ以上のEC領域の
境界が設定されている。ECデバイス1100は、図2AのECデバイス200、図4A
~4CのECデバイス400などを含めた、本開示中の様々な他の図に関連して示され論
じられている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。
は、別個のEC領域1110、1120、1130の境界を少なくとも部分的に設定する
別個の伝導層領域1106A~1106Cを含んでいる。図示されている実施形態におい
ては、別個の伝導層領域1106A、1106Cは、伝導層領域1106Bとは異なるシ
ート抵抗を有する。結果として、ECデバイス1100は、1つ以上の伝導層1104A
~1104Bへの電圧印加に少なくとも部分的に基づいて、別個のEC領域1110、1
120、1130を共通の透過レベルから、2つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透
過レベルへと選択的に切り替えるよう構造化されている。上記の共通の透過レベルには、
完全透過レベルが含まれ得る。言い換えると、図11Cに示されるように、ECデバイス
1100は、別個のECスタック領域1107A~1107Cを共通の透過レベルから、
2つ以上の異なる透過レベルへと切り替えるよう構造化されており、ECスタック領域1
107A、1107Cは、ECスタック領域1107Bが切り替えられる異なる透過レベ
ルよりも低い透過レベルに切り替えられる。所定のEC領域にある所定のECスタック領
域が切り替えられ得る透過レベルは、所定のECスタック領域の1つ以上の側面にある伝
導層の伝導層領域のシート抵抗に少なくとも部分的に基づく。
1つ以上のEC領域にあるECスタック領域両端の電位差に影響を及ぼすことができる。
いくつかの実施形態においては、所定のEC領域でのECスタック両端の電位差(ele
ctrical potential difference)(「電位差(poten
tial difference)」とも呼ばれる)が、所定のEC領域のECスタック
の、ECスタックのCE層からECスタックのEC層までの各部分を通る電流の最大速度
を決定し、それにより所定領域のECデバイスの透過レベルが変化する。この透過レベル
の変化には、着色状態への変化が含まれ得るので、その結果、ECデバイスが着色する。
電荷がリチウムイオン及び電子の形態で素早く供給されて要求を満たすならば、電流はデ
バイスの層両端の電位差に比例した速度で流れることができる。
を調節することにより、同じEC領域に広がるECスタックの領域の両端の電位差を調節
することができる。結果として、1つ以上の伝導層の1つ以上の領域のシート抵抗を調節
することにより、1つ以上の伝導層に電圧を印加した際に、1つ以上の対応するECスタ
ック領域が異なる透過レベルに切り替わり得る。以下でさらに詳細に論じるように、シー
ト抵抗の調節は、様々なプロセスによって行うことができる。
の電極1152~1158に電圧を印加すると、別個のEC領域にある伝導層領域の異な
るシート電圧に少なくとも部分的に基づいて、別個のEC領域のいくつかにおいて異なる
電位差が誘起される。特に、伝導層領域1106A、1106Cは、図11Bにも示され
るように、伝導層領域1106Bよりも大きいシート抵抗を有している。結果として、1
つ以上の電極1152~1158に1つ以上の電圧を印加した場合、EC領域1120と
EC領域1110、1130とにおいて異なる電位差が誘起される。伝導層領域1106
Bよりも大きい、伝導層領域1106A、1106Cのシート抵抗に少なくとも部分的に
基づいて、領域1110、1130における電位差は、EC領域1120における電位差
よりも大きい。結果として、電圧を印加するとECスタック領域1107A~1107C
は共通の透過レベルから切り替わるが、ECスタック領域1107Bは、ECスタック領
域1107A、1107Cの両方が切り替わる透過レベルとは異なりかつその透過レベル
よりも大きい透過レベルへと切り替わる。したがって、所定のEC領域でECスタックの
特定の領域が切り替わる透過レベルは、所定のEC領域にある1つ以上の伝導層の1つ以
上の伝導層領域のシート抵抗に少なくとも部分的に基づき得る。
過レベルから、2つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替
えるよう構造化されており、したがってECデバイスを構造化することは、様々な調節プ
ロセスに少なくとも部分的に基づき、ECデバイスの1つ以上の伝導層の1つ以上の伝導
層領域のシート抵抗を調節することを含む。
抵抗分布パターンなどを有するよう、別個の伝導層領域のシート抵抗を調節することは、
別個の伝導層領域にある伝導層の1つ以上の様々な特性を調節することを含む。このよう
な特性には、それぞれのTC層領域の特定のシート抵抗に関連する特定の結晶構造、特定
の結晶化度レベル、特定の化学組成、特定の化学分布、特定の厚さなどのうちの1つ以上
が含まれ得る。例えば、特定の伝導層領域にある伝導層の結晶構造や格子構造などを変化
させることにより、その特定の領域にある伝導層のシート抵抗が変化し得る。別の例にお
いては、所定の伝導層領域にある伝導層の化学組成や化学分布などを変化させることによ
り、その所定の伝導層領域のシート抵抗が変化し得る。1つの伝導層領域においてシート
抵抗を調節することは、隣接伝導層領域を含めた他の伝導層領域から独立していることが
できる。
の別個の伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。このようなEC
デバイスは、図2のECデバイス200、図4A~4CのECデバイス400などを含め
た、本開示の1つ以上の様々な他の図に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備
えられ得る。図12Aは、特定の伝導層の別個の伝導層領域のシート抵抗を変化させるこ
とを示しており、1種以上の化学種を別個の伝導層領域に導入して、特定の選択されたシ
ート抵抗分布に関連する1種以上の特定の化学種の分布を、別個の伝導層領域で作製する
ことによって行う。このような化学種の導入は、伝導層領域における電荷担体密度や電荷
担体分布などを調節して、その伝導層領域でのシート抵抗分布を調節することを含むこと
ができる。このような導入は、1つ以上の伝導層領域において1種以上の酸化種を導入す
ることを含むことができる。酸化種は、伝導層領域の酸化レベルを増加させ、伝導層領域
のシート抵抗を調節する。その後、導電材料中の導入化学種を活性化する様々なプロセス
に従って、伝導層領域を加熱して、層領域に導入された1種以上の化学種を活性化するこ
とができる。上記の様々なプロセスには、1つ以上のイオン注入プロセスによって材料中
に導入された異なる化学種を活性化する1つ以上の異なるプロセスが含まれる。いくつか
の実施形態においては、このような伝導層領域の加熱(「焼成」とも呼ばれる)は、少な
くとも伝導層領域を、ピーク温度まで加熱することを含む。伝導層の少なくとも一部分を
「焼成」するいくつかの実施形態は、少なくとも伝導層の材料に関連する特定の温度まで
、約370セ氏度、380セ氏度などまで伝導層部分を加熱することを含むことができる
。導入され得る酸化種の非限定的な例には、酸素、窒素などが含まれ得る。別の例におい
ては、1種以上の様々な金属種を導入して、伝導層領域における電荷担体密度や電荷担体
分布などを変化させることができる。このような金属種の非限定的な例には、インジウム
、スズ、それらのいくつかの組合せなどが含まれ得る。要約すると、1種以上の化学種を
伝導層領域に導入することにより、その伝導層領域のシート抵抗を調節することができる
。この化学種は、伝導層領域における電荷担体密度や電荷担体分布などを変化させること
ができる。このような導入は、1種以上の化学種の1回以上の注入を含むことができ、こ
の注入は周知のイオン注入プロセスによって行うことができる。
えるECデバイス1200を示している。ECデバイス1200は、本開示の様々な他の
図に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。化学種導入システム1
210を使用して、1種以上の化学種1208を、1つ以上の伝導層1202、1206
の別個の伝導層領域1212に導入する。化学種導入システム1210には、イオン注入
システム、マスクイオンビーム、集束イオンビームなどが含まれ得る。別個の領域121
2全域にわたって化学種の分布を調節して変化させ、別個の伝導層領域でシート抵抗が異
なるように調節することができる。例えば、イオン注入システム1210を使用して別個
の領域1212に別個のイオンを注入する場合、各領域1212でイオン注入量、イオン
エネルギーレベル、イオン注入プロセスの数などのうちの1つ以上を調節して、別個の領
域1212において異なる化学種分布、電荷担体分布、電荷担体密度などを生じさせるこ
とができ、よって別個の領域1212で異なるシート抵抗を設定することができる。いく
つかの実施形態においては、イオン注入、マスクイオンビーム、集束イオンビーム(FI
B)などのうちの1つ以上を使用して、1つ以上の伝導層領域に、特定のシート抵抗パタ
ーン「描く」ことができる。いくつかの実施形態においては、化学種の「分布」には、1
つ以上の伝導層の領域全体にわたっての、化学種の密度、濃度、伝導層の厚みへの導入深
さなどでの1つ以上の変化が含まれてもよい。例えば、伝導層において化学種が導入され
る深さは伝導層全体にわたって変化してもよく、その伝導層のシート抵抗は、化学種の深
さの変化に従って変化する。別の例においては、導入された化学種の濃度や密度などは伝
導層全体にわたって変化してもよく、その伝導層のシート抵抗は、化学種の濃度や密度な
どの変化に従って変化する。
を空気中または酸素含有ガス中で高温に加熱することに少なくとも部分的に基づいて調節
することができる。このようなプロセスは、加熱中に別個の伝導層領域を大気へ選択的に
曝すことや、レーザーまたはキセノン閃光ランプなどの方法を使用して伝導層を特定のパ
ターンで加熱することなどを含むことができる。伝導層領域を高温に加熱することにより
、伝導層領域を酸化する1種以上の化学反応を起こさせることや誘発することなどが可能
である。いくつかの実施形態においては、パターンを描くようにして加熱を行い、他の伝
導層領域とは独立して特定の伝導層領域を酸化する。この他の伝導層領域は、異なるよう
に加熱すること、全く加熱しないことなどが可能である。結果として、1つ以上の別個の
酸化パターンを作ることができ、よって伝導層において1つ以上のシート抵抗パターンが
作製され、その結果、シート抵抗パターンに対応した透過パターンへ選択的に切り替わる
ECデバイスが構造化される。いくつかの実施形態においては、伝導層のさらなる酸化に
より、シート抵抗はより高くなる。いくつかの実施形態においては、レーザーアニーリン
グを使用して特定の伝導層領域を加熱し、1つ以上の特定の「パターン」でシート抵抗を
変化させることができる。いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域のシート抵
抗は、別個の伝導層領域を1種以上の別の雰囲気中で高温に加熱することに少なくとも部
分的に基づいて調節することができる。この1種以上の別の雰囲気には、1つ以上の大気
圧での1種以上の別のガスの1種以上の混合物が含まれる。いくつかの実施形態において
は、別個の伝導層領域のシート抵抗は、別個の伝導層領域を真空中で高温に加熱すること
に少なくとも部分的に基づいて調節することができる。
えるECデバイス1220を示している。ECデバイス1200は、本開示の様々な他の
図に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。熱源1230を使用し
て、1つ以上の伝導層1222、1226の1つ以上の別個の伝導層領域1232に熱1
228を印加する。熱源1230には、閃光ランプやレーザーなどが含まれ得る。別個の
領域1232全域にわたって熱1228の印加を調節して変化させ、別個の伝導層領域で
シート抵抗が異なるように調節することができる。例えば、アニーリングレーザー123
0を使用して別個の領域1232で酸化化学反応を生じさせる場合、各領域1232でレ
ーザーエネルギーや印加時間などのうちの1つ以上を調節して所定の領域1232におけ
る酸化の量を調節することができ、よって別個の領域1232において異なるシート抵抗
が設定される。いくつかの実施形態においては、アニーリングレーザー1230を使用し
て、1つ以上の伝導層領域において特定のシート抵抗パターンを「描く」ことができる。
領域のそれぞれの厚さの調節に少なくとも部分的に基づいて調節することができる。例え
ば、別個の伝導層領域にさらなる量の伝導層材料を配置して、別個の伝導層領域のシート
抵抗を調節することができる。別の例においては、1つ以上の除去プロセスを行って特定
の伝導層領域にある伝導層の厚さの少なくとも一部分を選択的に除去し、別個の伝導層領
域のシート抵抗を調節することができる。除去プロセスには、レーザーアブレーションプ
ロセス、レーザー切断プロセス、エッチングプロセスなどのうちの1つ以上が含まれ得る
。所定の伝導層領域の厚さを追加または除去することは、特定のパターンに従って伝導層
領域の伝導層材料を追加または除去することを含むことができ、その結果、伝導層領域に
おけるシート抵抗分布がパターンで描画される。このようなパターニングにより、対応す
る透過パターンへ選択的に切り替わるECデバイスを構造化することができる。
、さらなる緩衝材料を追加して、伝導層材料と緩衝材料とを含む伝導層を均一な合計厚さ
にすることを含むことができる。
えるECデバイス1240を示している。ECデバイス1240は、本開示の様々な他の
図に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。示されるように、上部
伝導層の別個の領域は、異なる厚さの伝導層材料1248と緩衝材料1250とを含む。
緩衝材料は、1種以上の様々な非導電材料を含むことができる。異なる伝導層領域におい
て伝導層材料1248の厚さが異なることにより、異なる領域が異なるシート抵抗を有す
ることができる。
つ以上の伝導層において1つ以上の別個のシート抵抗パターンを作製することができる。
図12Dは、上部伝導層1262と、ECスタック1264と、下部伝導層1266とを
備えるECデバイス1260を示しており、上部伝導層は別個の伝導層領域1268、1
269を含み、伝導層領域1268、1269はそれぞれ、異なるドット部分1270の
パターンを備え、シート抵抗が調節されている。このようなパターンは、伝導層の一部分
を選択的に曝すことによって作製することができる。この選択的に曝すことは、1つ以上
の伝導層領域の1つ以上の部分を、1種以上の化学種導入、レーザーアニーリング、レー
ザーアブレーションなどを含めた1つ以上の上記のシート抵抗調節プロセスに選択的に曝
すことを含む。いくつかの実施形態においては、連続的にマスキングに傾斜をつけること
や段階的にマスキングに傾斜をつけることなどが可能であり、その結果、伝導層の別個の
部分の曝露は、マスキングにおける1種以上のマスキング傾斜に基づいて選択的に変化し
てもよい。この場合、伝導層の曝露はマスキング傾斜に少なくとも部分的に基づいて変化
するので、異なるレベルの化学種がマスキングを通ることができ、その結果、1種以上の
マスキングの傾斜に少なくとも部分的に基づいて、伝導層全体にわたる1つ以上の別個の
化学種分布が生じる。例えば、特定の化学種分布などに従ってマスキングの厚さや浸透性
などが連続的に変化してもよく、その結果、マスキングの厚さや浸透性などの変化に少な
くとも部分的に基づいて、マスキングを通って導入される化学種の量や密度などが面積や
体積などにわたって連続的に変化する。
の伝導層領域のシート抵抗を調節することができる。例えば、欠陥のある格子構造により
伝導層の伝導性が減少することが当技術分野において公知であるので、格子構造を損なわ
せる様々な重い化学種を注入することによって、1つ以上の伝導層領域の伝導性を阻害す
ることができる。
できる。このような調節は、ECデバイスの層を用意するプロセスの様々な段階で行うこ
とができる。例えば、ECデバイスが、基材上に順次配置された下部伝導層と、ECスタ
ックと、上部伝導層とを備える場合、1つ以上のシート抵抗調節プロセスは、基材上に下
部伝導層を配置した後、かつその下部伝導層上にECスタックを配置する前に、下部伝導
層の別個の伝導層領域で行うことができる。別の例においては、1つ以上のシート抵抗調
節プロセスは、ECスタック上に上部伝導層を配置した後に、上部伝導層の別個の伝導層
領域で行うことができる。いくつかの実施形態においては、上記の2つのプロセスの組合
せを行うことができる。
、特定の透過パターンへと選択的に切り替わるECデバイスを構造化させることを図示し
ている。別個の伝導層領域でシート抵抗を調節して、図2のECデバイス200、図4A
~4CのECデバイス400などを含めた、本開示中の様々な図に示されている1つ以上
の様々なECデバイスに備えられ得るECデバイスを構造化することができる。
対応するECスタック領域が構造化されて切り替わることが所望される特定の透過レベル
が決定される。この対応するECスタック領域は、選択された伝導層領域と共通のEC領
域にわたって広がるECスタック領域であってもよい。ガウス型透過パターンの近似を含
めた、特定の全体の透過パターンへと選択的に切り替わるよう、ECデバイス全体を構造
化することが望ましくてもよい。結果として、別個のEC領域は、特定の全体の透過パタ
ーンのうちの別個の一部分を含む、別個の特定の透過パターンに切り替わるよう構造化さ
れることが望ましくてもよい。1306では、決定された対応するECスタックの透過レ
ベルに関連する、選択された伝導層領域の特定のシート抵抗パターンや分布などが決定さ
れる。いくつかの実施形態においては、選択された伝導層領域における決定されたシート
抵抗分布は、その伝導層領域の現在のシート抵抗パターンとは異なり、選択された伝導層
領域でのシート抵抗分布の調節が必要とされる。1308では、選択された伝導層領域に
おけるシート抵抗分布を調節するよう実行される1つ以上の別個の調節プロセスが決定さ
れる。このようなプロセスは、1種以上の様々な化学種の導入、イオン注入、レーザーア
ニーリング、様々なパターンの厚さの伝導層材料の配置または除去などを含むことができ
る。1310では、調節プロセスを実行して、選択された伝導層領域で、決定された特定
のシート抵抗分布を作製することができるよう、決定された調節プロセスの1つ以上の様
々なパラメータが決定される。一例においては、選択された伝導層領域への化学種の導入
に対しては、上記のパラメータは、決定されたシート抵抗分布に関連する決定された化学
種分布を含むことができる。別の例においては、イオン注入プロセスに対しては、上記の
パラメータは電荷担体密度、電荷担体分布、イオン注入量、イオンエネルギーレベル、伝
導層材料でのイオン注入の深さなどを含むことができる。1312では、決定されたパラ
メータに従って、選択された伝導層領域で1つ以上の調節プロセスが実行される。いくつ
かの実施形態においては、選択された伝導層領域に対して調節プロセスを実行することは
、伝導層の残りの伝導層領域から独立している。1314では、さらなる伝導層領域を選
択してシート抵抗調整を行うかどうかに関する決定がなされる。もし行うならば、131
6で次の伝導層領域が選択される。
と、別個のEC領域にある伝導層領域の異なるシート抵抗に少なくとも部分的に基づいて
、別個のEC領域の透過レベルは異なる速度で変化する。別個のECスタック領域の透過
レベルは時間をかけて変化してもよく、特定の透過レベルで固定されたままではない可能
性がある。いくつかの実施形態においては、伝導層領域のシート抵抗は、対応するECス
タック領域の透過レベルスイッチングを妨げるのに十分大きい。
このようなECデバイスは、ECデバイスの別個のEC領域を、別々の異なる透過レベル
へと切り替えるよう構造化され得、このECデバイスでは、別個のEC領域が異なる透過
レベルで固定されたままであることができる。
のショート1410を備えるECデバイス1400の斜視図及び断面図を示している。E
Cデバイス1400は、本開示中の様々な図に示されている1つ以上のECデバイスに備
えられ得る。ECデバイス1400にある1つ以上の伝導層1404A~1404Bに、
1つ以上の結合した電極1452~1458を介して電圧を印加すると、ECスタック1
402は、ショート1410から離れるように広がる異なる領域において、共通の透過レ
ベルから、複数の異なる透過レベルへと切り替わり得る。図14Bに示すように、異なる
EC領域は十分に小さく、かつ十分に数多くあることができるので、ECスタック140
2は、別個のEC領域が共通の透過レベルにある1つの透過状態から、ECスタック14
02での透過レベルが連続的な分布パターンである特定の透過パターンへと切り替わると
理解される。この連続的な分布パターンでは、ECスタックの所定の部分は、電位差とシ
ョートからの距離との間の特定の関係に従って、ショート1410からの距離に基づいて
変化する。いくつかの実施形態においては、電圧が印加され続け、かつ漏電が無視できる
ほどわずかであるならば、ECスタック1402は、無期限に、特定の平衡透過パターン
に切り替わったままであることができる。
域のシート抵抗を調節して、ショートしているECスタックが切り替わり得る透過パター
ンを調節することが望ましい。いくつかの実施形態においては、1つ以上の伝導層領域に
おいて少なくとも1つの伝導層のシート抵抗を、ECデバイスのショートから離れて広が
る特定の分布パターンに従うECスタック両端での電位差を構成する分布に従うよう調節
することができ、その結果、電位差が誘起するとECデバイスが切り替わる透過パターン
は、特定の分布パターンに従う。いくつかの実施形態においては、1つ以上の伝導層のシ
ート抵抗を、伝導層におけるシート抵抗の特定の分布に従って調節して、ECスタックを
ガウスパターンにほぼ等しい透過率パターンへと選択的に切り替えるECデバイスを構造
化する。
えるECデバイスを示しており、この伝導層では別個の伝導層領域のシート抵抗を変化さ
せて、1つの透過状態から特定の透過パターンへとECスタックを選択的に切り替えるよ
うECデバイスを構造化している。特定の透過パターンは、ガウス型にほぼ等しいことが
できる。ECデバイス1600は、少なくとも図4A~4Cに示される、1つ以上のEC
デバイスに備えられ得、下部伝導層1620と、ECスタック1630と、上部伝導層1
640と、ECスタック1630のショート1610とを備える。さらに、上部伝導層1
640は別個の伝導層領域1642A~1642Fを含み、別個の伝導層領域1642A
~1642Fのシート抵抗は異なるシート抵抗に調節されているので、ECデバイス16
00は、透明な透過状態を含めた1つの透過状態から、上部伝導層1640の別個の領域
1642A~1642F全体にわたるシート抵抗の分布パターンに関連する特定の透過パ
ターンへと、選択的に切り替わるよう構造化されている。ECスタックは、ECスタック
領域1632A~1632Fを含んでおり、このECスタック領域1632A~1632
Fは、対応する別個の伝導層領域1642A~1642Fの別個のシート抵抗、シート抵
抗の分布などに少なくとも部分的に基づいて、異なる透過レベルや透過パターンなどへと
選択的に切り替わる。いくつかの実施形態においては、別個の領域1642A~1642
Fにおけるシート抵抗分布は、ECデバイス1600が、ECスタック1630をガウス
型にほぼ等しい透過パターンへと選択的に切り替えるよう構造化されるような分布である
。いくつかの実施形態においては、1つ以上の伝導層領域におけるシート抵抗分布は、1
つ以上の伝導層領域における伝導層の深さによるシート抵抗の変化を含む。
上の外部EC領域によって囲まれた1つ以上の特定のEC領域を備えており、この特定の
EC領域は、1つ以上の外部EC領域にある伝導層領域のシート抵抗よりも大きいシート
抵抗を有する伝導層領域を含む。いくつかの実施形態においては、この特定の領域は、1
つ以上の内部EC領域を取り囲むことができ、この1つ以上の内部EC領域は、上記の特
定のEC領域にある伝導層領域と比較して小さいシート抵抗を有する1つ以上の伝導層領
域を含む。いくつかの実施形態においては、この特定のEC領域にある伝導層領域のシー
ト抵抗は、このシート抵抗分布がECデバイスにある1つ以上の他の伝導層領域よりも大
きくなるよう調節された特定の伝導層領域であることができる。
とができ、この場合、上記の特定のEC領域は、少なくとも1つの外部領域によって取り
囲まれた環状EC領域である。この特定の環状EC領域は、1つ以上の内部領域を取り囲
むことができる。いくつかの実施形態においては、この特定の環状EC領域、外部環状E
C領域及び内部環状EC領域は、ECスタックのショートから外側に広がっている。図1
7は、いくつかの実施形態に従って、ECデバイス1700に備えられているECスタッ
クの中心ショート1709から外側に延びる複数の同心円環状EC領域1702、170
4、1706、1708を備えるECデバイス1700を示している。環状EC領域17
02~1708は、ECデバイスにある1つ以上の伝導層の別個の同心円環状伝導層領域
に少なくとも部分的に基づいて設定されてもよく、その別個の同心円環状伝導層領域はそ
れぞれ、別個のシート抵抗分布を有する。ECデバイス1700は、本開示の様々な他の
図に示されている1つ以上のECデバイスに備えられ得る。別個の電極1710A~17
10Dは、外部環状EC領域1708に含まれている1つ以上の伝導層領域に結合してい
る。
きいシート抵抗を有する伝導層領域を有する特定のEC領域を備えるよう構造化されてい
るECデバイス1700は、少なくとも特定のEC領域全体にわたって電流分布の均一性
が向上するよう構造化されている。さらなる内部EC領域が上記の特定のEC領域によっ
て囲まれており、その内部EC領域が、その特定領域のシート抵抗よりも小さいシート抵
抗を有する伝導層領域を含む場合、この特定のEC領域は、1つ以上の内部EC領域への
電流分布及び1つ以上の内部EC領域全体にわたる電流分布の均一性を向上させることが
できる。結果として、ECデバイスに結合する電極は、より小さく作製することができ、
かつさらに間隔を空けて配置することができる。これは、均一な電流分布を作製する電極
のサイズを特に変更したりその電極を間隔を空けて配置する必要性が、外部EC領域から
1つ以上のEC領域全体にわたる電流分布の均一性を向上させる特定のEC領域によって
少なくとも部分的に軽減されるためである。
領域のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する伝導層領域を含む特定の環状EC領域
である。さらに、内部環状EC領域1702~1706は、EC領域1706のシート抵
抗よりも小さいシート抵抗を有する伝導層領域を含むことができる。結果として、また電
極1710A~1710CがEC領域1708にある伝導層部分に結合していることに少
なくとも部分的に起因して、電流は、領域1708と比較して領域1706にある伝導層
のシート抵抗が大きいことに少なくとも部分的に基づいて、EC領域1706全体にわた
って分布する前に領域1708全体にわたって分布することができる。結果として、領域
1708から領域1706へ、及び領域1706から内部領域1702~1706の1つ
以上への電流分布は、仮に領域1706が領域1708のシート抵抗よりも小さいシート
抵抗を有する伝導層領域を含んでいた場合と比較して、均一性が向上する。
伝導層領域を含み、領域1708は約50オーム/平方mmのシート抵抗を有する伝導層
領域を含む。領域1706の外側境界の周りでシート抵抗が低いことにより、低シート抵
抗領域1708で電極1710からの電流をより均一に分布させることが可能であり、こ
れは高抵抗領域1706がECデバイスに電流制限をもたらすからである。結果として、
1つ以上のバスバーを含むことができる電極1710は、切り替え速度や均一性に影響を
及ぼすことなく、領域1706からさらに離して配置することができる。さらに、ECデ
バイス1700における電位差は、高シート抵抗環状領域1706両端であるので、ショ
ートまでの電圧プロファイルの幅は、環状領域1706の寸法を変えることによって調節
することができる。
いくつかの実施形態においては、ECデバイスは、別個のEC領域において異なる透過
レベル間で選択的に切り替わるよう構造化されており、したがって、ECデバイスは、E
CデバイスのEC領域を、共通の透過レベルから、2つ以上の異なる透過レベルのうちの
別の透過レベルへと選択的に切り替えることができる。
なくとも部分的に基づいて透過率を変化させることができるECスタックを備えることが
できる。このECスタックは、アノードを含めた1つの層から、カソードを含めた別の層
へと電荷を移動させる。ECスタックに含まれている材料は、もしより吸収性になるなら
ば、アノードが酸化された際に、またカソードが還元された際に、より吸収性になるよう
に選択することができる。電荷は、1つ以上の様々な化学種の形態であることができ、プ
ロトン、リチウムイオン、リチウムよりも重いイオンなどが挙げられる。いくつかの実施
形態においては、荷電電解質種は、異なる層間での荷電電解質種の移動性に関連した特定
の輸送速度を有するので、より低い輸送速度を有する荷電電解質種は層間をより遅く移動
し、その結果、電位差を誘起させた際のECスタックの透過レベルの変化速度が遅くなる
。
導入して、ECスタックの異なるEC領域で、異なる速度で透過レベルを変化させること
や、異なる透過レベルへ変化することなどを行うよう、ECスタックを構造化することが
できる。上記の様々な荷電電解質種は、様々な異なる輸送速度を有する。
の幾分かを、可動性が低いかまたは可動性のない他の電荷で置き換えることを含むことが
できる。上記の可動電荷は、比較的高い輸送速度を有する荷電電解質種によって代表され
、上記の可動性が低いかまたは可動性のない他の電荷は、比較的低い輸送速度を有する他
の荷電電解質種によって代表される。このような導入は様々な方法を使用して行うことが
でき、この方法としては、化学浴拡散、マスクを通した異なる種のスパッタリング、マス
クを通したイオン注入、集束イオンビーム(FIB)などが挙げられる。
と、その2つの間にあるイオン伝導(IC)層とを備えることができる。いくつかの実施
形態においては、CE層またはEC層のうちの1つは、H+、Li+、D+、Na+、K
+のうちの1つ以上を含めたカチオン、または1つ以上のOH-を含めたアニオンなどの
、特にアノードの(またはそれぞれカソードの)エレクトロクロミック材料からできたイ
オンを可逆的に挿入するよう構造化されており;CE層またはEC層のうちの他方は、特
にカソードの(またはそれぞれアノードの)エレクトロクロミック材料からできた上記の
イオンを可逆的に挿入するよう構造化されている。いくつかの実施形態においては、IC
層は、電解質層を含むよう構造化されている。ECスタックは、CE層またはEC層のう
ちの1つ以上が、アノードまたはカソードのエレクトロクロミック材料でできた層を含め
た上記のイオンを可逆的に挿入するよう構造化されていてもよいこと、上記の活性層を電
気化学的に機能不全にせずに全てのイオンを挿入させるのに十分な厚さを有すること、電
解質の機能を有するIC層が、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化
アンチモン、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化コバルト、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニッ
ケル、任意にアルミニウムと合金化された酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウ
ム、任意にアルミニウムと合金化された酸化ケイ素、任意にアルミニウムまたはホウ素と
合金化された窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、任意にアルミニウムと合金化
された酸化バナジウム、及び酸化亜鉛(これらの酸化物のうちの1つ以上は任意に水素化
または窒化されている)から選択される材料を主材料とする1つ以上の層を含むこと、C
E層またはEC層のうちの1つ以上が、以下の化合物:タングステンW、ニオブNb、ス
ズSn、ビスマスBi、バナジウムV、ニッケルNi、イリジウムIr、アンチモンSb
及びタンタルTaの酸化物(単体または混合物として;また任意にチタン、レニウムまた
はコバルトなどのさらなる金属を含む)の1つ以上を含むこと、ならびに、CE層または
EC層のうちの1つ以上の厚さが70~250um、150~220umなどであること
を特徴としてもよい。
以上のタングステン‐ニッケル酸化物を含めた様々な材料を含むことができる。IC層は
、1種以上の酸化ケイ素を含めた様々な材料を含むことができる。電荷には、リチウムイ
オンを含めた様々な荷電電解質種が含まれる。IC層は一層領域、多層領域、界面領域、
それらのいくつかの組合せなどを含むことができる。界面領域を含むIC層は、EC層ま
たはCE層のうちの1つ以上の成分材料を1種以上含むことができる。
的に挿入することができ、これらの挿入/取り出しの結果、酸化度が変化し、光特性及び
/または熱特性が変化する。特に、可視及び/または赤外にある波長での吸収及び/また
は反射を調節することが可能である。ECスタックは、電解質がポリマーまたはゲルの形
態であるECデバイスに備えられ得る。例えば、プロトン伝導性ポリマー、またはリチウ
ムイオンが伝導する伝導性ポリマーであり、システムの他の層は一般に無機物性である。
別の例においては、ECスタックは、電解質及びECスタックの他の層が無機物性である
ECデバイスに備えられ得、このデバイスは、「全固体」システムという用語で呼ばれて
もよい。別の例においては、ECスタックは、全ての層がポリマーを主材料とするECデ
バイスに備えられ得、このデバイスは、「全ポリマー」システムという用語で表されても
よい。
状態であると見なされ、電荷はCE層に存在して、CE層を還元して極めて透明にする。
ECデバイスにあるECスタック両側の伝導層の両端に電位差を印加することによってデ
バイスのスイッチを入れると、リチウムイオンを含めた電荷はCE層からEC層へと移動
し、ECスタックの透過レベルが変化する。いくつかの実施形態においては、幾分かのリ
チウムイオンを、CE層を還元するがリチウムイオンに比べて比較的小さい輸送速度を有
する(より大きいこと、またはCE層の分子の格子構造内により強く結合していることの
いずれかに起因している)別の荷電電解質種で置き換える。結果として、CE層の1つ以
上の領域による透過レベルスイッチングの速度及び量が調節され得る。CE層領域による
透過レベルスイッチングの速度及び量の調節は、対応するEC層による透過レベルスイッ
チングの速度及び量を調節することを含む。
。これらはリチウムよりも重いか、またはより堅く結合する種であり、例えばナトリウム
、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウム及びラジウムなどが挙げられる。
ことができ、この伝導層は、ITOを含めた透明伝導層を含むことができ、様々な異なる
荷電電解質種を別個のCE層領域へ導入、注入などすることができる。例えば、マグネシ
ウムイオンを1つ以上のCE層領域に注入し、ナトリウムイオンを1つ以上の他のCE層
領域へ注入することができる。本開示全体にわたり論じられるときは、イオン注入のパタ
ーン、深さ及び注入量は制御することができることを理解する必要がある。例えば、アル
ミホイルマスキングを利用して、1種以上の特定の荷電電解質種の注入に、あるパターン
のCE層領域を選択的に曝露することができる。
ロセスにより、1種以上の荷電電解質種をCE層領域に導入することができ、化学拡散や
化学浴拡散などを含めた1つ以上の他の注入プロセスによって、1種以上の他の荷電電解
質種を1つ以上のCE層領域に導入することができる。例えば、イオン注入プロセスによ
ってマグネシウムイオンを1つ以上のCE層領域に注入した後、電気化学リチオ化プロセ
スによってリチウムイオンを1つ以上のCE層領域に導入することができる。その後、導
入化学種を活性化する様々なプロセスに従って、CE層領域を加熱して、層領域に導入さ
れた1種以上の化学種を活性化することができる。上記の様々なプロセスには、1つ以上
のイオン注入プロセスによって材料中に導入された異なる化学種を活性化する1つ以上の
異なるプロセスが含まれる。いくつかの実施形態においては、このようなCE層領域の加
熱(「焼成」とも呼ばれる)は、少なくともCE層領域を、ピーク温度まで加熱すること
を含む。CE層の少なくとも一部分を「焼成」するいくつかの実施形態は、少なくともC
E層の材料に関連する特定の温度まで、約370セ氏度、380セ氏度などまでCE層部
分を加熱することを含むことができる。マグネシウムイオンとリチウムイオンは異なる輸
送速度を有し、マグネシウムの輸送速度はリチウムの輸送速度よりも小さいので、CE層
領域を含むECスタック両端に電位差を誘起すると、マグネシウムイオンを含むCE層領
域は、リチウムイオンを含むCE層領域よりも小さい速度で透過レベルを切り替えるとい
う結果になり得る。
種の分布は、CE層において特定の荷電電解質種分布パターンを作るよう制御され、した
がって、ECスタック両端で電位差を誘起させると、CE層は、異なる領域における透過
率を異なる速度で変化させ、その結果、ECデバイスは、異なるCE層領域での異なる透
過率変化速度に基づいて、「休止」または「透明」透過状態から特定の透過パターンへと
選択的に切り替わるよう構造化される。
を1つ以上のCE層領域に注入して、ECスタック両端に電圧を印加した際に、透過レベ
ルを切り替えないようCE層領域を構造化する。いくつかの実施形態においては、CE層
を備えるECデバイスは、CE層が備えられるECスタック両端での電位差の誘起に少な
くとも部分的に基づいて、「休止」または「透明」透過状態から特定の透過パターンへと
選択的に切り替わるよう構造化されており、別個のCE層領域は、別の可動性や輸送速度
などを有する別個の荷電電解質種の別個の分布を含む。
させて、ECデバイスを、特定の透過率分布パターンを含む特定の透過パターンへと切り
替わるよう構造化することができる。このようなパターンは、ガウス型にほぼ等しいこと
が可能である。結果として、ECデバイスは、ほぼガウス型の透過率パターンへと選択的
に切り替わるよう構造化され得る。ECデバイスがカメラデバイスに備えられる場合、E
Cデバイスは、アパーチャーをほぼガウス型の透過率パターンへと選択的にアポダイズす
るよう構造化され得る。いくつかの実施形態においては、様々な分布パターンは、別個の
CE層領域の各々にある荷電電解質種の異なる輸送速度によって設定される複数の同心円
環状CE層領域を含むことができる。結果として、複数の段階的領域を有するアパーチャ
ーは、伝導層領域をセグメント化せずに作製することができる。別の例においては、分布
パターンは、像や透かし模様などとほぼ等しいことが可能である。
の1つ以上の層に注入することにより、ECデバイスが、1つの透過状態と、1つ以上の
層における荷電電解質種の分布に関連する特定の透過パターンとの間で切り替わるよう構
造化される。電荷は、1つの電荷位置から別の位置へと動くことによって、CE層、IC
層及びEC層を含めたECスタック層の間で動くので、ECスタックの1つ以上の層に導
入された他の荷電電解質種と比べて輸送速度の小さい荷電電解質種を有するECスタック
層の領域に電荷位置を注入することにより、注入された荷電電解質種は、少なくともその
領域を通る他の荷電電解質種の輸送を少なくとも部分的に阻止することを可能にし得る。
結果として、特定のEC領域における透過レベルスイッチングの速度、または透過スイッ
チングが一体起こり得るのかどうかについては、1つ以上のECスタック層の別個の領域
で、異なる輸送速度を有する荷電電解質種を注入することによって調節することができる
。
輸送速度を有する荷電電解質種は、ECスタックを通るより可動性の高い電荷の移動を少
なくとも部分的に阻害することができ、これによりECスタックの1つ以上のEC領域に
おいて透過レベル変化の速度を変化させたり、ECスタックが切り替わり得る透過パター
ンを変化させるなどする。荷電電解質種がEC層に導入される場合、導入された荷電電解
質種が分布することにより、CE層の1つ以上の領域が、1つ以上の領域における導入さ
れた種の分布に関連する特定の透過パターンへと切り変わってもよく、また1つ以上の領
域を完全透過レベルに切り替えることが少なくとも部分的に妨げられてもよい。
る1つ以上のECスタック層を備えるECデバイス1800を示している。ECデバイス
1800は、本開示の様々な他の図に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備え
られ得る。ECデバイス1800は、基材上に配置され得る複数の層を備えている。EC
デバイス1800は、封入層1802と、上部伝導層1804と、ECスタック1805
と、下部伝導層1812とを備えている。ECスタックは、CE層1806と、IC層1
808と、EC層1810とを備えている。CE層は、複数のCE層領域1807A~1
807Cを含んでおり、CE層領域1807A~1807Cの各々は、1種以上の荷電電
解質種の分布を含んでいる。CE層領域1807A~1807Bはそれぞれ、1種の荷電
電解質種の分布を含んでおり、領域1807Cは、別の異なる荷電電解質種の別の分布1
809を含んでいる。いくつかの実施形態においては、領域1807A~1807Bにお
ける種は、領域1807Cにおける種よりも低い輸送速度を含んでいる。示されるように
、領域1807Cにおける荷電電解質種の分布1809は、CE層中の深さにおいて変化
する。CE層領域での荷電電解質種の分布は、深さや濃度などにおいて変化し得る。この
分布は、特定の選択された透過パターンに関連することができ、そしてCE層領域中の荷
電電解質種の分布は、特定の選択された透過パターンへと選択的に切り替わるようECデ
バイス1800を構造化する。図18Bは、ECスタック1805の両端で電位差が誘起
されているECデバイス1800を示している。示されるように、領域1807A~18
07Bに導入された種が領域1807Cに分布1809Aした種よりも大きい輸送速度を
有する場合、ECスタック1805の両端で電位差を誘起させると、領域1807Cと比
較して、また少なくとも領域1807Cにおける種の分布1809Aに従って、領域18
07A~1807Bからのより多くの電荷がCE層とEC層との間で移動する結果となり
得る。結果として、ECスタックのCE領域及びCE領域において、透過パターン182
0が作製され、この透過パターン1820は、別個のCE層領域1807A~1807C
における異なる輸送速度の2つの種の異なる分布に関連している。示されるように、分布
1809A中の種は、少なくとも領域1807A~1807Bにある種と比較して小さい
輸送速度を有するので、領域1807Cに対応するECスタックの領域での透過レベルは
、領域1807A~1807Bに対応する領域よりも大きく、領域1807Cにおける輸
送速度の小さい種の分布に少なくとも部分的に基づいて変化する。
そのCE層領域は、2種以上の別の荷電電解質種の少なくとも2つの別個の分布を含む。
例えば、図示した実施形態において、領域1807Cは、1つの輸送速度を有する荷電電
解質種の分布1809Aと、より大きい輸送速度を有する別の荷電電解質種の別の分布1
809Bとを含んでもよい。1種の荷電電解質種が、CE層領域の一部分にわたって特定
の分布で導入される場合、別の荷電電解質種は、そのCE層領域にある残りの電荷位置に
導入することができる。例えば、分布1809Aは、領域1807Cにある様々な電荷位
置に種を注入するイオン注入プロセスによって作製されてもよく、分布1809Bは、イ
オン注入プロセス後に化学拡散浴によって作製されて、別の種が、領域1807Cの残り
の電荷位置に導入されてもよい。
いくつかの実施形態においては、上記で図示され論じられている1つ以上の様々なEC
デバイスを含めたECデバイスは、ECデバイスのECスタックと外部環境との間への水
分浸透を制限するよう構造化されている。
に、複数層のECデバイスまたは層のスタックのECデバイスが用意される。単一基材を
使用して、ECデバイス全体の厚さを制限してもよい。複数層は、ECスタックと外部環
境との間への水分の浸透を制限するよう構造化されていてもよい。このようなECデバイ
スの構造化は、デバイスを「不動態化すること」と見なされてもよく、またECスタック
と外部環境との間への水分の浸透を制限するECデバイス構造体は、「不動態化」ECデ
バイスと呼ばれてもよい。
封入層を用意することを含むことができる。封入層は水分の浸透に対して抵抗性であり、
1つ以上の封入層は、ECデバイスにある様々な層上で広がって、縁部を含めた様々な層
の様々な部分を外部環境への曝露から保護することができる。いくつかの実施形態におい
ては、封入層は、1つ以上の反射防止(AR)層、赤外線カットフィルター(IRカット
)層のうちの1つ以上を含み、その結果、封入層は、水分の阻止と、ECデバイスの1つ
以上の様々な機能の実行とを同時に行うよう構造化されている。この様々な機能には、層
がAR層を含む場合の反射の軽減が含まれる。いくつかの実施形態においては、ECデバ
イスはプロトンデバイスを備えており、このデバイスはイオンを層間で移動させるのに使
用する水を含む。封入層は、プロトンデバイス中の水がデバイスから離れて外部環境に入
ることを少なくとも部分的に制限することができる。
イス300に備えられたECデバイスを含めた、カメラデバイスに備えられ得る。不動態
化ECデバイスは、カメラデバイスでアパーチャーフィルターや絞りなどとして使用され
てもよく、かなり上で論じたように、選択的にアポダイズするよう構造化されていてもよ
い。いくつかの実施形態においては、不動態化ECデバイスは、さらなる加工がなされる
まえに長距離にわたって輸送され得る設計「マザーボード」に備えられる。マザーボード
を不動態化することにより、湿気による損害から保護することができる。結果として、E
Cデバイスを不動態化することにより、露出したデバイスへの湿気による損害の危険性に
さらされることなく、完成したマザーボードを遠方のIGUアセンブリ操作へと輸送する
ことが可能となり得る。いくつかの実施形態においては、不動態化ECデバイスは、輸送
用途及び重量が重要である他の用途で、1枚以上の一重ガラス窓に備えられ得る。いくつ
かの実施形態においては、単一基材を備える不動態化ECデバイスは、携帯用デバイスや
コンピュータなどのディスプレイ上で情報を隠したりまたは表示させることに使用するこ
ともできる。いくつかの実施形態においては、不動態化ECデバイスは、ダイナミック・
アイウェア(dynamic eyewear)で使用される。
と外部環境との間への水分の浸透を集合体として制限する1つ以上の伝導層とを備える。
ECスタック層の縁部は水分を運ぶことができるので、ECデバイスの複数層上のみに封
入層を用意することは、ECスタックと外部環境との間への水分の浸透を防ぐのに不十分
であってもよい。伝導層の露出縁部が水分の浸透を阻止する場合、複数層における層の露
出縁部のみが1つ以上の封入層と1つ以上の伝導層とを含むようECデバイスを構造化す
ると、不動態化ECデバイスとなり得る。いくつかの実施形態においては、伝導層は、透
明導電性酸化物(TCO)とも呼ばれる1つ以上の透明伝導層を含み、この透明伝導層が
水分の浸透を阻止する。結果として、伝導層は縁部まで広がることができ、かつ1つ以上
の縁部で外部環境に曝されることが可能であり、そしてECスタックは外部環境から保護
されたままである。
湿性外側部分と、その外側部分によって外部環境への曝露から保護された、水分を輸送す
る内側部分とが含まれる。例えば、伝導層は、水分を輸送する内側透明導電性酸化物部分
と、水分の浸透を阻止する1つ以上の外側不透明導電性部分とを含んでもよい。外側部分
は外部環境に曝されてもよく、透明導電性酸化物を水分の浸透から保護する。
備えており、このバスバーは、ECデバイスが、均一かつ対称的な放射状光学濃度分布を
有する別個の透過状態間で切り替わるよう構造化されている。各セットのバスバーは、E
Cデバイスの第1側面でECデバイスの伝導層の1つに結合したバスバーと、そのデバイ
スの反対の側面で伝導層の別の1つに結合した別のバスバーとを含むことができる。セッ
ト中の別個のバスバーは、互いに均一な間隔で広がるよう構造化されてもよい。ECデバ
イスが円形である場合、セット中のバスバーは、互いに固定の距離で広がるよう曲げられ
ていてもよい。
置された上部封入層と、ECスタックと基材との間に配置された下部封入層とを含めた、
2つの別個の封入層を備える。下部封入層は、単一基材が水分を輸送する場合に存在して
もよい。単一基材が水分の浸透を阻止するよう構造化されている場合、下部封入層はEC
デバイスに存在しなくてもよい。基材は、サファイア、化学的に強化されたガラス、GO
RILLA GLASS(商標)を含めた化学的に焼入れをしたガラス、化学的に焼入れ
をしたホウケイ酸ガラスなどのうちの1つ以上を含むことができる
置されたオブスキュレーション層を備える。ECデバイスが下部封入層を備える場合、オ
ブスキュレーション層は、下部封入層と単一基材との間に配置されてもよい。いくつかの
実施形態においては、オブスキュレーション層は、基材上に配置された1番目の層であり
、ECデバイスの層が配置されている側面とは反対側の単一基材側面からECデバイスを
観測する観測者から、他の全ての膜の層を不明瞭にする。オブスキュレーション層は、≧
3の光学濃度を有する黒色材料からなり得る。黒色材料は誘電体スタックを含むことがで
き、この誘電体スタックは、基材の観測側からは暗い黒色に見えるが、基材のデバイス側
での選択的なレーザーアブレーションに使用される重要なレーザー加工波長(例えば、緑
色及び近IR)は反射するよう構造化されている。オブスキュレーション層は、バスバー
や様々な層の縁部などを不明瞭にしてもよく、その結果、観察者が基材を通して見た際に
、伝導バスバーまたはいずれかのレーザー加工跡が見えることを防ぐ。
ン層との間に配置された緩衝層を備える。緩衝層は、ECデバイス製作中の様々な他の層
のレーザーアブレーションに起因する損傷を含めた、複数層の1つ以上の部分を除去する
間の損傷から、オブスキュレーション層を少なくとも部分的に隔離することができる。緩
衝層は、ECデバイスの光特性に影響を及ぼさない材料の厚い層を含み得る。例えば、緩
衝層が含むことのできる材料は、Al2O3もしくはSiOx、または同様の材料であっ
てもよい。いくつかの実施形態においては、レーザーによるオブスキュレーション層の損
傷を防ぐのに十分なほど下部封入層が厚い場合は、下部封入層が緩衝層としての役割を果
たすことができる。緩衝層は、ECスタックとオブスキュレーション層との間の誘電干渉
を防ぐことができ、したがってオブスキュレーション層の光特性により、オブスキュレー
ション層の黒色材料はレーザーエネルギーを吸収して劣化するのではなく、レーザーエネ
ルギーを反射する。緩衝層の厚さにより、選択されたアブレーションプロセスがECデバ
イス層で可能となり、またそのプロセスを強めることができる。
セスを示している。いくつかの実施形態においては、このプロセスは、不動態化ECデバ
イスの少なくとも一部が作製されるチャンバーを予め加熱し、それにより吸着水を除去す
ることを含む。図19Aに示されるように、単一基材1902から開始して、オブスキュ
レーション層1904を基材上に配置する。いくつかの実施形態においては、不動態化E
Cデバイスを作成するプロセスは、基材を予め加熱すること含み、この加熱により少なく
とも幾分かの吸着水を除去する。いくつかの実施形態においては、基材は1つ以上の層の
配置中に加熱する。このような加熱は、基材を80セ氏度~150セ氏度で加熱すること
を含むことができる。いくつかの実施形態においては、このような加熱は、基材を90セ
氏度~120セ氏度で加熱することを含む。
したがって配置されたオブスキュレーション層1904は、基材1902の露出部分を取
り囲んでいる。下部封入層1906は、基材の露出部分上及びオブスキュレーション層上
に配置することができる。いくつかの実施形態においては、オブスキュレーション層は水
分を輸送することができるが、オブスキュレーション層とECスタックとの間への水分の
浸透は、1つ以上の耐湿性層によって制限される。この耐湿性層には、伝導層や封入層な
どが含まれ得る。図19Aでさらに示されるように、下部伝導層1908及び下部ECス
タック層1910は、下部封入層1906上に配置することができる。かなり上で論じた
ように、ECスタック層は1つ以上のCE層、IC層、EC層などを含むことができる。
図示される実施形態においては、層1910は、CE層またはEC層のうちの1つである
ことができる。
側部分は、除去操作1911により、ECデバイス1900の第1側面近傍で選択的に除
去され、下部ECスタック層及び下部伝導層の縁部1912が露出され得る。除去操作は
レーザーアブレーション操作を含むことができ、除去操作によって、デバイスの第1側面
において、少なくとも下部ECスタックの縁部1912をECデバイス1900の縁部か
ら減縮させることができる。さらに、示されるように、除去操作1911により、ECデ
バイス1900の第1側面において、下部封入層の外側部分が露出され得る。
ECデバイス1900の第1側面における下部封入層の露出した部分との上に配置される
。配置された上部ECスタック層は、下部ECスタック層1910及び下部伝導層190
8の縁部1912を覆う。
30により、ECデバイス1900の第1側面近傍で選択的に除去1930され、第1側
面近傍の下部封入層1906の外側部分が露出され得る。除去操作1930はレーザーア
ブレーション操作を含むことができ、除去操作1930は、上部EC層1920の縁部1
932を残すことができる。縁部1932は、下部EC層1910及び下部伝導層の縁部
1912を、外部環境への曝露から保護する。
ECデバイス1900の第1側面における下部封入層1906の露出した外側部分との上
に配置される。配置された上部伝導層1940は、上部ECスタック層1920の縁部1
932を覆う。示されるように、上部ECスタック層1920の縁部1932は、上部及
び下部伝導層1940、1908を互いから隔離し、上部伝導層1940は、上部ECス
タック層の縁部1932を外部環境から隔離する。
部ECスタック層1910の外側部分は、除去操作1950により、ECデバイス190
0の第2側面近傍で選択的に除去され得る。除去操作1950はレーザーアブレーション
操作を含むことができ、除去操作1950によって、デバイスの第2側面において、少な
くとも上部伝導層1940、上部ECスタック層1920及び下部ECスタック層191
0の縁部1952をECデバイス1900の縁部から減縮させることができる。結果とし
て、ECスタック層1910、1920の区域は、ECデバイス1920の全域にわたっ
て広がることを制限される。さらに、示されるように、除去操作1950により、ECデ
バイス1900の第2側面において、下部伝導層の外側部分が露出され得る。
の第1側面近傍で選択的に除去1960され得る。除去操作1960はレーザーアブレー
ション操作を含むことができ、除去操作1960によって、デバイスの第1側面において
、上部伝導層1940をECデバイス1900の縁部から減縮させることができる。結果
として、バスバーを下部封入層1906に結合する経路が作られる。
スの様々な層は、レーザーアブレーション、連続精密シャドウマスク及び/または光リソ
グラフィーを用いてパターン形成され得る。いくつかの実施形態においては、様々な層は
、1つ以上のマスキングを用いることによって、いずれの除去操作も用いずに図19Gに
示されるような形態で配置される。このマスキングはECデバイスの一部分を選択的に露
出させるので、層をその部分に配置すると、配置された層は特定の形状及びサイズを有す
る。
また1セット以上のバスバーをECデバイス1900に結合することができる。バスバー
は、1セットあたり2つのバスバーを2セット以上の含むことができ、したがって4つ以
上のバスバーがデバイス1900に備えられる。いくつかの実施形態においては、デバイ
ス1900の接触とバスバーとを構造化することによって対称的なアパーチャー形状が得
られ、環状に対称的なアパーチャーは、デバイス1900の両側での2つのバスバーより
も、4つ以上のバスバーセグメントによってより良好に近づけられる。
0を配置し、ECデバイスに1セット以上のバスバー1980、1982を結合した後の
ECデバイス1900を示しており、1セットのバスバー1980は少なくとも下部伝導
層1908の外側部分1984に結合し、もう一方のセットのバスバー1982は上部伝
導層1940の外側部分に結合している。
スの一部分の上に配置されており、上部封入層は、ECスタック層1910、1920の
1つ以上の露出した縁部1952を覆っており、これにより、外部環境からのECスタッ
ク層1910、1920の縁部の隔離が完全になる。
層1908、1940の残部とは異なる材料である。例えば、外部環境に曝されている外
側部分1984、1986は、水分の浸透を阻止する不透明導電性材料含んでもよいが、
層1908、1940の残部は、水分を輸送する、TCOを含めた透明導電性材料を含む
。結果として、伝導層の外側部分1984、1986は、封入層1970、1906と共
に集合体として、外部環境とECスタック層1910、1920との間への水分の浸透を
防ぐ。図示されている上部封入層は、ECスタック層1910、1920の隔離を完全に
するのに対し最小限で十分となっており、別個の封入層1906、1970及び伝導層1
908、1940は集合体としてECスタック層1910、1920を隔離しており、し
たがってECスタック層と外部環境との間への水分の浸透が制限される。
’」を示しており、断面A及びA’は互いに直交する。結果として、ECデバイス190
0の第1側面は、ECデバイス1900の第2側面と90度の角度をなしている。
とができる。いくつかの実施形態においては、封入層1970は、高屈折率材料と低屈折
率材料とが交互になった密な多層構造(例えば100層以下)を含むことができる。交互
になった層の各々は、5ミクロン厚以下であってもよい。いくつかの実施形態においては
、上部封入層1970は、ECスタック層、伝導層及びバスバーを覆う。封入が厚い多層
構造であることに起因して、封入層は水分の浸透を減少させてもよく、その結果、ECデ
バイスは十分に保護され、水分の浸透を制限する上部基材を必要としない。
4/SiO2などの高/低反射率材料が交互になったこのような多層構造は、例えばメタ
モードプロセス(スパッタリング)によって塗布され得る。これは、膜全体にわたる水分
の経路に寄与し得る粒子を最小限に有する非常にきれいな表面を必要とする。スタックが
デバイス表面への良好な付着力を有すること、及びスタック中の圧縮応力を<600MP
aまで最小化することが重要である。密な非結晶性の交互積層した無機物スタックは、P
ECVD法によって塗布され得る。非結晶性で適合性の膜特性に起因して、これらの膜は
、欠陥が少なく高付着性であり得る。密で欠陥の少ない多層コーティングは、原子層堆積
(ALD)技術によっても塗布され得る。使用することができるALD技術としては、熱
ALD技術、プラズマALD技術などが挙げられるがこれらに限定されない。
、5ナノメートル厚以上の酸化アルミニウム(Al2O3)層、5ナノメートル厚以上の
酸化チタン(TiOx)層を含む多層スタックが含まれ、この多層スタックは、50ナノ
メートル以上200ナノメートル以下の合計厚さを含む。いくつかの実施形態においては
、多層スタックは、100ナノメートル以上150ナノメートル以下の合計した層の厚さ
を含む。
ックを含み、この有機/無機ユニットは、アクリレート類を含めた有機モノマーと、Si
O2またはAl2O3などの無機層とを含む。バリアースタックは、後から配置した2個
対を複数含んで、小さい水分浸透速度を得ることができる。このようなスタックは粒子混
入要件を軽減し、また完成したスタック中でのクラック型経路の発生機会を減少させる。
プロセスの全体を真空中で行う。モノマーは液体として塗布され得、急速に硬化され得る
。次の付着物は無機層などを含むことができる。有機層は欠陥を適合的にコーティングす
ることができ、スタック中で欠陥が直ちに広がることを阻止することができる。スタック
を通って入る水の経路は非常に曲がりくねっており、浸透速度は減少し得る。
層スタックを含むことができる。例えば、封入層は、1つ以上のバリアー層を含むことが
でき、このバリアー層は、基材上に形成される多層スタックを含むことができ、また基材
はECスタック上に積層され得る。基材は、薄いガラス基材やポリマー基材などを含むこ
とができ、それらは基材を通る水分の浸透に対して抵抗性である。多層スタックは、1つ
以上のAR層やIRカットフィルター層などを含むことができる。いくつかの実施形態に
おいては、多層スタックは少なくとも部分的に水分を透過することができ、また多層スタ
ックが形成される基材は水分の浸透に対し抵抗性であるので、基材と多層スタックとを含
む封入層は水分の対し浸透に抵抗性である。基材は、1種以上の様々な接着剤や1種以上
のインデックス調節層などにより、ECスタックに積層することができる。
薄いポリマー基材上で形成される。ポリマー基材にはPETが含まれ得る。次に、1種以
上の様々な接着剤を使用して、このバリアースタックをECデバイスに積層することがで
きる。この接着剤には、シリコーン接着剤、SENTRYGLAS(商標)などの他の「
ドライ」接着剤が含まれる。
デバイス2100を示している。図21AはECデバイス2100を示しており、このE
Cデバイス2100は、本開示の様々な他の図面に示されている1つ以上の様々なECデ
バイスに備えられ得る。ECデバイス2100は、オブスキュレーション層2104、下
部封入層2105、下部伝導層2106、ECスタック2107、上部伝導層2108及
びインデックス調節層2110を含む、単一基材上に配置された様々な層2104~21
10と、単一基材2102とを含む。インデックス調節層は、ECデバイス2100への
積層封入層2120の結合を可能にし得る。示されるように、図21Aの封入層2120
は、多層スタックを含むことができるバリアー膜スタック2116を含み、バリアー膜ス
タック2116は基材2114上に形成されている。封入層2120はECデバイス上に
積層されていて、光学接着剤2112及びインデックス調節層2110などに少なくとも
部分的に基づいて、デバイス2100に結合している。いくつかの実施形態においては、
図示されている層の1つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層2104
及び下部封入層2105のうちの1つ以上は、ECデバイス2100になくてもよい。基
材2102は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層2105は余分となっ
ていてもよい。
の様々な他の図面に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。このE
Cデバイス2100では、図21Aに示されているECデバイス2100と比べて、基材
とバリアー膜スタックの配置が変更されていて、バリアー膜スタックは、基材とECスタ
ックとの間にある。図21Bに示されるECデバイス2100は、オブスキュレーション
層2104、下部封入層2105、下部伝導層2106、ECスタック2107、上部伝
導層2108及びインデックス調節層2110を含む、単一基材上に配置された様々な層
2104~2110と、単一基材2102とを含む。インデックス調節層は、ECデバイ
ス2100への積層封入層2120の結合を可能にし得る。示されるように、図21Bの
封入層2120は、多層スタックを含むことができるバリアー膜スタック2116を含み
、バリアー膜スタック2116は基材2114上に形成されている。封入層2120はE
Cデバイス上に積層されていて、光学接着剤2112及びインデックス調節層2110な
どに少なくとも部分的に基づいて、デバイス2100に結合しており、バリアー膜スタッ
ク2116は基材とECスタック2107との間にある。いくつかの実施形態においては
、図示されている層の1つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層210
4及び下部封入層2105のうちの1つ以上は、ECデバイス2100になくてもよい。
基材2102は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層2105は余分とな
っていてもよい。
の様々な他の図面に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。このE
Cデバイス2100では、1つ以上のバリアー膜スタックが、基材の複数の側面上で封入
層中に含まれている。図21Cに示されるECデバイス2100は、オブスキュレーショ
ン層2104、下部封入層2105、下部伝導層2106、ECスタック2107、上部
伝導層2108及びインデックス調節層2110を含む、単一基材上に配置された様々な
層2104~2110と、単一基材2102とを含む。インデックス調節層は、ECデバ
イス2100への積層封入層2120の結合を可能にし得る。示されるように、図21C
の封入層2120は、2つの別のバリアー膜スタック2116及び2118を含み、これ
らのうちの1つ以上が多層スタックを含むことができる。バリアー膜スタックは基材21
14の両側で形成されている。封入層2120はECデバイス上に積層されていて、光学
接着剤2112及びインデックス調節層2110などに少なくとも部分的に基づいて、デ
バイス2100に結合しており、バリアー膜スタック2116は基材とECスタック21
07との間にある。いくつかの実施形態においては、図示されている層の1つ以上がなく
てもよい。例えば、オブスキュレーション層2104及び下部封入層2105のうちの1
つ以上は、ECデバイス2100になくてもよい。基材2102は水分の浸透を阻止して
もよく、結果として下部封入層2105は余分となっていてもよい。
の様々な他の図面に示されている1つ以上の様々なECデバイスに備えられ得る。このE
Cデバイス2100では、基材から離れたバリアー膜スタックが、封入層に存在していな
い。このような封入層は、水分の浸透を阻止するよう構造化された基材を含んでもよい。
図21Dに示されるECデバイス2100は、オブスキュレーション層2104、下部封
入層2105、下部伝導層2106、ECスタック2107、上部伝導層2108及びイ
ンデックス調節層2110を含む、単一基材上に配置された様々な層2104~2110
と、単一基材2102とを含む。インデックス調節層は、ECデバイス2100への積層
封入層2120の結合を可能にし得る。示されるように、図21Dの封入層2120は基
材2114を含み、基材2114は、水分の浸透を阻止するよう構造化された基材である
ことができる。封入層2120はECデバイス上に積層されていて、光学接着剤2112
及びインデックス調節層2110などに少なくとも部分的に基づいて、デバイス2100
に結合しており、バリアー膜スタック2116は基材とECスタック2107との間にあ
る。いくつかの実施形態においては、図示されている層の1つ以上がなくてもよい。例え
ば、オブスキュレーション層2104及び下部封入層2105のうちの1つ以上は、EC
デバイス2100になくてもよい。基材2102は水分の浸透を阻止してもよく、結果と
して下部封入層2105は余分となっていてもよい。
ラス積層体を含む。薄いガラス積層体は、厚さが約25マイクロメートルのガラスホイル
を含むことができる。いくつかの実施形態においては、薄いガラス積層体は、1つ以上の
様々な厚さを含むことができる。例えば、薄いガラス積層体は、厚さ約50マイクロメー
トルであることができる。
材料の代わりに、または追加して、フォトクロミック材料またはサーモクロミック材料を
使用してもよい。例えば、デバイスのいくつかの領域は、ECスタックを含めたエレクト
ロクロミック材料を含んでもよいが、他の領域は、エレクトロクロミック材料、フォトク
ロミック材料またはサーモクロミック材料のうちの1つ以上を含んでもよい。好適なフォ
トクロミック材料としては、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロ
ン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロオキサジン及びキノンが挙げられる
が、これらに限定されない。好適なサーモクロミック材料としては液晶及びロイコ染料が
挙げられるが、これらに限定されない。フォトクロミック材料及びサーモクロミック材料
は両方ともに、周知の手段で基材上に形成することができる。フォトクロミックまたはサ
ーモクロミック動的領域に対してはバスバーや電極などが必要とされず、これはそれぞれ
光及び熱が材料の特性を変調するからである。フォトクロミック及び/またはサーモクロ
ミック動的領域用いた例示的一実施形態は、1つ以上のエレクトロクロミック動的領域と
、1つ以上のフォトクロミック動的領域と、1つ以上の第2エレクトロクロミック領域と
を有する窓であり得る。上記の1つ以上のエレクトロクロミック動的領域は窓の上部用で
あり、昼光照明のために、1つ以上の特定の透過パターンなどの間で選択的に切り替わる
よう活発に制御される。上記のフォトクロミック動的領域は窓の下部用であり、直射日光
の下では自己を暗色化する。上記の第2エレクトロクロミック領域は、デバイスの別の部
分に配置される。
チャーフィルターや絞りなどとして使用することができ、かなり上で論じたように、選択
的にアポダイズするよう構造化されていてもよい。いくつかの実施形態においては、1つ
以上のECデバイスは、さらなる加工がなされるまえに長距離にわたって輸送され得る設
計「マザーボード」に備えることができる。いくつかの実施形態においては、1つ以上の
ECデバイスは、輸送用途及び重量が重要である他の用途で、1枚以上の一重ガラス窓に
備えることができる。いくつかの実施形態においては、単一基材を含む1つ以上のECデ
バイスを含めた、1つ以上のECデバイスは、携帯用デバイスやコンピュータなどのディ
スプレイ上で情報を隠したりまたは表示させることに使用することができる。いくつかの
実施形態においては、1つ以上のECデバイスは、ダイナミック・アイウェア(dyna
mic eyewear)で使用することができる。
動的領域を備える窓ガラスまたはライト(lite)を有する建築窓を含めた窓を含むこ
とを理解する必要がある。本明細書において開示される主題の別の実施形態は、1枚の窓
ガラス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を備え、かつ他の窓ガラス上に透明ガラス
を備える絶縁グレージングユニット(「IGU」)を含む。本明細書において開示される
主題のさらに別の実施形態は、1枚の窓ガラス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を
備え、かつ他の窓ガラス上に低Eガラス、着色ガラスまたは反射ガラスを備えるIGUを
含む。本明細書において開示される主題のさらに別の実施形態は、IGUの1枚の窓ガラ
ス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を備え、かつ他の窓ガラス上にパターン形成ガ
ラスまたは特殊ガラスを備えるIGUを含み、そのパターニングまたは特徴は第1の窓ガ
ラス上の動的領域の区域と適合し、その区域を補完し、かつ/またはその領域と対照をな
してもよい。上述の実施形態は、複数の動的領域を備えるライト(lite)が透明なラ
イト、低Eライト、反射性ライト及び/または部分的に反射性のライトであるよう、形成
や構造化などすることができることを理解する必要がある。
す。この方法は、ソフトウェア、ハードウェアまたはそれらの組合せで行ってもよい。方
法の順序は変更されてもよく、様々な要素の追加、並び替え、組合せ、省略、変更などを
行ってもよい。
多数の変形形態及び変更形態が当業者に明らかとなるであろう。以下の特許請求の範囲は
、これらの変形形態及び変更形態の全てを包含すると解釈されることが意図される。
Claims (12)
- 装置であって、
エレクトロクロミック(EC)デバイスであって、
ECスタックの両側にある少なくとも2つの別個の伝導層であって、第1のEC領域及び第2のEC領域を含む少なくとも2つのEC領域を成立させるようにセグメント化されている少なくとも2つの別個の伝導層と、
前記ECスタックのショートと、
を含んだECデバイスを備え、
前記エレクトロクロミックデバイスは、前記少なくとも2つの別個の伝導層のうちの少なくとも1つに印加される電圧に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のEC領域と前記第2のEC領域とが同じ透過レベルにある第1の透過レベルから、前記第1のEC領域と前記第2のEC領域とが異なる透過レベルにある特定の透過パターンへと選択的に切り替わるように構造化され、前記特定の透過パターンは、前記ECスタックの前記ショートからの距離に少なくとも部分的に基づいて変化する、
装置。 - 請求項1に記載の装置であって、前記ECスタックを横断する電位差は、前記特定の透過パターンが対数正規分布にほぼ等しくなるように、前記ショートからの距離に基づいて変化する、
装置。 - 請求項2に記載の装置であって、
前記特定の透過パターンは更に、前記少なくとも2つの別個の伝導層のうちの少なくとも1つの対応する少なくとも2つの別個の伝導層領域における異なる各々のシート抵抗に少なくとも部分的に基づく、
装置。 - 請求項2に記載の装置であって、
前記ECスタックにおける前記透過パターンは、前記ECスタックの所与の部分の透過レベルが前記ECスタックの前記ショートからの距離に基づいて変化する連続的分布パターンである、
装置。 - 請求項1に記載の装置であって、前記ショートは、前記ECデバイスの中心又は中心付近に位置する、
装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記ECデバイスは、前記ECデバイスの前記透過レベルを前記特定の透過パターンへと選択的に変更するように、前記別個の伝導層に印加される電圧を選択的に変化させることに少なくとも部分的に基づいて、アポダイズした透過状態へと切り替わるように構成されたカメラアパーチャーフィルターの一部であり、前記特定の透過パターンは、ガウスパターンにほぼ等しい、
装置。 - 請求項1に記載の装置であって、
前記少なくとも2つの別個の伝導層は、少なくとも1つの外部領域と、前記少なくとも1つの外部領域によって取り囲まれた特定の領域とを含み、
前記特定の領域のシート抵抗は、前記少なくとも1つの外部領域のシート抵抗よりも大きい、
装置。 - 方法であって、
ECスタックを形成するように少なくとも2つの伝導層の間に配置されるEC層を含んだエレクトロクロミック(EC)デバイスを構造化することであって、前記少なくとも2つの伝導層は、第1のEC領域及び第2のEC領域を含む少なくとも2つのEC領域を成立させるようにセグメント化されている、ことを備え、
前記構造化することは、
前記ECスタックのショートを形成することを含み、
前記構造化されたECデバイスは、前記少なくとも2つの伝導層のうちの1以上に印加される電圧に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のEC領域と前記第2のEC領域とが同じ透過レベルにある第1の透過レベルから、前記第1のEC領域と前記第2のEC領域とが異なる透過レベルにある特定の透過パターンへと選択的に切り替わるように構成され、前記特定の透過パターンは、前記ショートからの距離に基づいて変化する、
方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記ECスタックは、前記ショートを取り囲む少なくとも1つの環状領域を含み、
前記ショートは、前記ECデバイスの中心又は中心付近に位置する、
方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
前記特定の透過パターンは、前記少なくとも2つの伝導層のうちの少なくとも1つの対応する少なくとも2つの伝導層領域における異なる各々のシート抵抗に少なくとも部分的に基づく、
方法。 - 請求項8に記載の方法であって、更に、
少なくとも1つの選択された伝導層領域の化学種分布を調整するように前記少なくとも1つの選択された伝導層領域に少なくとも1つの化学種を注入することを備える、
方法。 - 請求項8に記載の方法であって、更に、
少なくとも2つの異なる伝導層領域の各々に関連付けられた、注入パラメータの別個のセットに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも2つの異なる伝導層領域において異なる化学種分布を確立するように、前記少なくとも2つの異なる伝導層領域に1つ以上の化学種を注入することを備える、
方法。
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