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

エレクトロクロミックデバイスの被制御スイッチング Download PDF

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Description

エレクトロクロミックデバイスはエレクトロクロミック材料を備えており、このエレク
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。
ＣＥ層、ＥＣ層、ＩＣ層及びＴＣ層の作製に用いる材料は公知であり、例えば米国特許
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。
媒体の着色の変化は、媒体の「透過」の変化として説明することができる。この媒体に
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。
いくつかの事例では、ＥＣデバイスへの電位の印加に少なくとも部分的に基づいて、Ｅ
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。
いくつかの事例では、エレクトロクロミックデバイスは、水分を含む環境に置くことが
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。
図１Ａは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。 図１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。 図１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。 図２Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域を有するＥＣデバイスを備える多層面である窓表面を示している。 図２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。 図２Ｃは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。 図２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。 図３Ａは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。 図３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。 図４Ａは、いくつかの実施形態に従って、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を示している。 図４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、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を示している。 図４Ｃは、いくつかの実施形態に従って、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を示している。 図５Ａは、いくつかの実施形態に従って、選択的にアポダイズした円形ＥＣデバイスを示している。 図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、選択的にアポダイズした円形ＥＣデバイスを示している。 図５Ｃは、いくつかの実施形態に従って、アポダイズしたＥＣデバイス部分の透過率分布パターンを、ＥＣデバイスの中心からの距離に対する強度の関数として示している。 図６は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域と、その円形ＥＣ領域を取り囲む環状ＥＣ領域とを備えるＥＣデバイスを示している。 図７は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域と、その円形領域から外側に広がる少なくとも２つ以上の同心円環状ＥＣ領域とを備えるＥＣデバイスを示している。 図８Ａは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。 図８Ｂは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。 図８Ｃは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。 図８Ｄは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。 図８Ｅは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。 図９Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス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。 図９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス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。 図１０は、いくつかの実施形態に従って、８つの別個の電極が結合し、かつ少なくとも３つ以上の同心円環状ＥＣ領域を備える円形ＥＣデバイスの上面図を示している。 図１１Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。 図１１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。 図１１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。 図１２Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な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。 １２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な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。 １２Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な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。 １２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な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。 図１３は、いくつかの実施形態に従って、伝導層の別個の領域でシート抵抗を調節して、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。 図１４Ａはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートを備えるＥＣデバイスの斜視図及び断面図を示している。 図１４Ｂはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートを備えるＥＣデバイスの斜視図及び断面図を示している。 図１５は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層へ特定の電圧を印加した際の、ＥＣデバイスのＥＣスタックの電位差と透過レベルの関係を表したグラフを示している。 図１６Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートと、伝導層とを備える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。 図１６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの異なる透過パターンを表したグラフを示しており、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターンと、１つ以上の伝導層領域中の１種以上のシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過パターンとを表したグラフを示している。 図１７は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスに備えられているＥＣスタックの中心ショートから外側に延びる複数の同心円環状ＥＣ領域を備えるＥＣデバイスを示している。 図１８Ａは、異なる輸送速度を有する様々な荷電電解質種の様々な分布を有する１つ以上のＥＣスタック層を備えるＥＣデバイスを示している。 図１８Ｂは、異なる輸送速度を有する様々な荷電電解質種の様々な分布を有する１つ以上のＥＣスタック層を備えるＥＣデバイスを示している。 図１９Ａは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｃは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｄは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｅは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｆは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図１９Ｇは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。 図２０Ａは、いくつかの実施形態に従って、最上部封入層をＥＣデバイスに配置し、１セット以上のバスバーをＥＣデバイスに接続した後のＥＣデバイスを示している。 図２０Ｂは、いくつかの実施形態に従って、最上部封入層をＥＣデバイスに配置し、１セット以上のバスバーをＥＣデバイスに接続した後のＥＣデバイスを示している。 図２１Ａは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。 図２１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。 図２１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。 図２１Ｄは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。
本明細書において記載する様々な実施形態は、様々な変更形態及び代替形態が可能であ
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。
エレクトロクロミック（ＥＣ）デバイスの様々な実施形態、及びエレクトロクロミック
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。
これ以後で使用する場合、ＥＣデバイスを「形成すること」は、ＥＣデバイスを「構造
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。
Ｉ．分離エレクトロクロミック領域での被制御エレクトロクロミックスイッチング
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。
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥ
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。
各伝導層１０４Ａ～１０４Ｂは、別個の層１０４Ａ～１０４Ｂ中の別個のセグメンテー
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。
図１Ａ～１Ｃに図示した実施形態で示されるように、ＥＣデバイス１００は、複数のＥ
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスのＥＣ領域は、１つ以上の電極との直接
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。
いくつかの実施形態においては、任意の電極との直接的な電気接続から分離されている
「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。
例えば、図１Ａ～１Ｃに図示した実施形態において、ＥＣ領域１２０は、ＥＣデバイス
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。
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（ｅｌ
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。
ＥＣデバイスのいくつかの実施形態は、主伝導層セグメントと副伝導層セグメントとを
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。
主セグメント１０６Ａ、１０８Ａは両方ともに、ＥＣスタック１０２の両側でＥＣ領域
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。
副伝導層セグメント１０６ＢはＥＣ領域１３０にわたって広がっているので、セグメン
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。
いくつかの実施形態においては、別のＥＣ領域中での電気経路は、異なる電極セット間
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。
図１Ｃに図示した実施形態においては、別個の電極１５２～１５８の各々に別の電圧を
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
。
「分離」ＥＣ領域１２０中での電気経路は電極１５２と１５８の間であるので、ＥＣ領
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。
示されているように、別個のＥＣ領域１１０、１２０、１３０での電位差は、別個の電
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域は、異なる透過レベル間で切り替わるよう独
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。
いくつかの実施形態においては、領域２０２、２０４は、ＥＣデバイス２１０の１種以
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。
別個の領域２０２、２０４で異なるＥＣデバイス両端の電位を誘起することにより、別
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。
いくつかの実施形態においては、別の透過レベルへ選択的に切り替わるよう独立して制
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。
図２Ｂ～２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデ
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。
図２Ｂ～２Ｃに示すように、各伝導層２６０、２８０は、別個の層２６０、２８０にあ
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。
図２Ｂ～２Ｄに図示した実施形態で示されているように、ＥＣデバイス２５０は、複数
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
。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスのＥＣ領域は、１つ以上の電極との直接
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２Ｂ～２Ｄで図示した実施形態において、ＥＣ領域２９２Ａは、電極２６６
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。
いくつかの実施形態においては、任意の電極との直接的な電気接続から分離されている
「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。
例えば、図２Ｂ～２Ｄに図示した実施形態において、ＥＣ領域２９０は、ＥＣデバイス
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。
ＥＣデバイスのいくつかの実施形態は、主伝導層セグメントと副伝導層セグメントとを
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２Ｂ～２Ｄに図示した実施形態において、伝導層２８０は、主伝導層セグメ
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
。
主セグメント２６２Ｂ、２８２Ａは両方ともに、ＥＣスタック２７０の両側でＥＣ領域
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。
図３Ａ～３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。
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。
いくつかの実施形態においては、アパーチャー３１３を通る光は回折パターンを示す。
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。
いくつかの実施形態においては、レンズの外縁部を通過する被写体３０２からの光は、
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。
いくつかの実施形態においては、カメラアパーチャー３１３をアポダイズすることによ
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。
いくつかの実施形態においては、１つ以上のレンズ３１５、アパーチャーフィルター３
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。
図４Ａ、図４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図３に示されるカメラ３００を含め
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。
装置４００は、基材４０４に結合したＥＣデバイス４０２を備える。基材は１種以上の
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイス４０２は、デバイス４０２の様々なＥＣ
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。
図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣデバイス５００を示して
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。
図５Ｃは、一実施形態に従って、図５Ｂに示されるようなアポダイズしたＥＣデバイス
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスでの連続的分布パターンは、十分に多い
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
。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、非連続的分布パターンへと選択的に
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。
図７は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域７３０と、その円形領域７３０か
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。
図８Ａ～８Ｃは、いくつかの実施形態に従って、基材８６０上に配置された複数の層８
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。
ＥＣデバイス８００は２つの別個の伝導層を備えており、この伝導層はセグメント化さ
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。
ＥＣデバイス８００は、基材８６０上に配置された下部伝導層８０４と、下部伝導層８
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。
図８Ａに示される上部伝導層８０２は、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。
図８Ｂに示される下部伝導層８０４は、主伝導層セグメント８３０と副伝導層セグメン
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。
図８Ｃに示されているデバイス８００の断面図では、図１Ａ～１Ｃに図示されているＥ
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。
いくつかの実施形態においては、伝導層のセグメント化は、基材８６０上にＥＣデバイ
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、基材上に配置された複数の層を備え
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。
図８Ｄに示される上部伝導層８０２は、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。
図８Ｅに示される下部伝導層８０４は、主伝導層セグメント８３０と副伝導層セグメン
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。
図９Ａ～９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており
、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。
図９Ａはセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス８００の下部伝導層
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。
図９Ｂはセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス８００の上部伝導層
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。
図９Ａ～９Ｂに示すように、１つ以上のセグメント化操作９４０Ａ～９４０Ｂを行って
、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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層が別個のセグメント
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。
図１０は、いくつかの実施形態に従って、８つの別個の電極１０１０Ａ～１０１０Ｈが
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。
ＥＣデバイス１０００は３つの同心円ＥＣ領域を備えており、これらの同心円ＥＣ領域
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。
図１０に図示した実施形態で示されているように、円形ＥＣ領域及び３つの同心円環状
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。
図示した実施形態で示されているように、セグメント化操作はＥＣデバイスを別個のセ
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。
ＩＩ．シート抵抗を用いた被制御エレクトロクロミックスイッチング
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の
、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。
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、
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。
図１１ＢはＥＣデバイス１１００の断面図を示しており、ここで上部伝導層１１０４Ａ
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。
ＥＣデバイスの１つ以上のＥＣ領域にある１つ以上の伝導層領域のシート抵抗は、その
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。
いくつかの実施形態においては、所定のＥＣ領域にある１つ以上の伝導層のシート抵抗
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。
図１１Ｃに示されるように、別個の伝導層１１０４Ａ～１１０４Ｂに結合した１つ以上
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、別個のＥＣ領域の各々を、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。
いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域が異なるシート抵抗や異なるシート
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。
図１２Ａ～１２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層
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。
図１２Ａは、上部及び下部伝導層１２０２、１２０６と、ＥＣスタック１２０４とを備
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。
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。
図１２Ｂは、上部及び下部伝導層１２２２、１２２６と、ＥＣスタック１２２４とを備
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。
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、この別個の伝導層
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。
いくつかの実施形態においては、所定の伝導層領域の厚さを追加または除去することは
、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。
図１２Ｃは、上部及び下部伝導層１２４２、１２４６と、ＥＣスタック１２４４とを備
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。
いくつかの実施形態においては、１つ以上のマスキングを使用して、ＥＣデバイスの１
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。
いくつかの実施形態においては、１つ以上の様々な他のプロセスを使用して、１つ以上
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。
いくつかの実施形態においては、シート抵抗の調節は、１つ以上の伝導層で行うことが
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。
図１３は、いくつかの実施形態に従って、伝導層の別個の領域でシート抵抗を調節して
、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。
１３０２では、伝導層の伝導層領域が選択される。１３０４では、上記の伝導層領域に
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスの別個のＥＣ領域で電位差を誘起させる
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックのショートを備える。
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。
図１４Ａ、図１４Ｂはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタック１４０２
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。
図１５は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイス１４００の１つ以上の伝導層１４０４Ａ～１４０４Ｂへ特定の電圧を印加した際の、図１４に示されるＥＣデバイスのＥＣスタック１４０２の電位差と透過レベルの関係を表したグラフを示している。示されるように、電位差１５７０は、ＥＣスタック１４０２の中心にあるショート１４１０からの距離の関数として増加し、ショート１４１０から離れて広がるＥＣスタック１４０２の透過率パターン１５７２は、対数正規分布にほぼ等しい。
いくつかの実施形態においては、１つ以上の伝導層の１つ以上の伝導層領域の別個の領
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。
図１６Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートと、伝導層とを備
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。
図１６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの異なる透過パターンを表したグラフを示しており、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターンと、１つ以上の伝導層領域中の１種以上のシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過パターンとを表したグラフを示している。このグラフでは、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターン１６６０が示されており、表示されている透過パターン１６６０では、ショートからの様々な距離におけるＥＣスタックの透過レベルが、完全透過レベルのパーセントとして示されている。ショートがＥＣデバイスの中心に置かれている場合、パターン１６６０はデバイスの中心からの異なる距離で、異なる透過レベルを示している。いくつかの実施形態においては、透過パターン１６６０は、ＥＣデバイスが共通のシート抵抗を有する１つ以上の伝導層を備える場合、ＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターンである。パターン１６５０は、ＥＣデバイスの１つ以上のショート、ＥＣデバイスの中心などと関連して、１つ以上の伝導層領域のシート抵抗を表したものである。パターン１６７０は、パターン１６５０によって示されるシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過レベルを表したものである。示されるように、ＥＣデバイスのシート抵抗１６５０は、１つ以上のショート、ＥＣデバイスの中心などからの距離が増えると、別個の均一なレベルの間で「階段状に変化して」いる。同様に、パターン１６７０によって示されるように、ＥＣデバイスが１つ以上の伝導層で、示されたシート抵抗分布１６５０を含む場合にＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターンは、ＥＣデバイスが均一な伝導層領域のシート抵抗とショートとを含む場合にＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターン１６６０とは異なることができる。均一な伝導層のシート抵抗とショートとを有するＥＣデバイスは、対数正規分布とほぼ等しい透過パターン１６６０へと切り替わってもよく、また、１つ以上の伝導層での分布１６５０とショートとを有するＥＣデバイスを含めた、１つ以上の伝導層でのシート抵抗分布１６５０を有するＥＣデバイスは、パターン１６６０とは異なる透過パターン１６７０へと切り替わってもよい。いくつかの実施形態においては、パターン１６６７０はガウスパターンとほぼ等しい。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、１つ以上の外側境界において１つ以
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは複数の同心円環状ＥＣ領域を備えるこ
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。
いくつかの実施形態においては、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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域１７０６は、ＥＣ領域１７１２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。
一例においては、ＥＣ領域１７０６は約５００オーム／平方ｍｍのシート抵抗を有する
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。
ＩＩＩ．注入種輸送速度を用いたエレクトロクロミックスイッチングの制御
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。
上記及び下記で説明されるＥＣデバイスは、ＥＣスタック両端に誘起された電位差に少
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
。
いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックの１つ以上の層に様々な荷電電解質種を
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。
いくつかの実施形態においては、様々な輸送速度を有する様々な種の導入は、可動電荷
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。
上述及び後述のＥＣスタックは、電極（ＣＥ）層と、エレクトロクロミック（ＥＣ）層
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。
ＥＣ層は、酸化タングステンを含めた様々な材料を含むことができる。ＣＥ層は、１種
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックの層の各々は、カチオン及び電子を可逆
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。
ＥＣスタックが「休止」状態の場合、ＥＣスタックを備えるＥＣデバイスは、完全透過
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。
異なる輸送速度を有する荷電電解質種には、希土類金属及びアルカリ金属が含まれ得る
。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。
例えば、いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックのＣＥ層は伝導層上に配置する
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。
いくつかの実施形態においては、イオン注入プロセスを含めた１つ以上の特定の注入プ
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。
いくつかの実施形態においては、１つ以上のＣＥ層領域における１種以上の荷電電解質
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。
いくつかの実施形態においては、輸送速度が十分に小さく不可動性である荷電電解質種
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。
いくつかの実施形態においては、異なるＣＥ層領域全域にわたって分布パターンを変化
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。
いくつかの実施形態においては、様々な輸送速度を有する荷電電解質種をＥＣスタック
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
。
例えば、ＥＣスタックのＩＣ層またはＥＣ層の特定の領域に注入された、比較的小さい
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。
図１８Ａ～１８Ｂは、異なる輸送速度を有する異なる荷電電解質種の異なる分布を有す
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。
いくつかの実施形態においては、複数の別の種を共通ＣＥ層領域に導入し、その結果、
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。
ＩＶ．耐湿性エレクトロクロミックデバイス
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。
いくつかの実施形態においては、耐湿性ＥＣデバイスは、単一基材を備え、その基材上
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。
このような構造化または「不動態化」は、ＥＣデバイスの複数層において、１つ以上の
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。
いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、図３に示されるカメラデバ
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、１つ以上の封入層と、ＥＣスタック
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。
いくつかの実施形態においては、伝導層は複数の要素を含んでおり、この要素には、耐
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。
いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、１セット以上のバスバーを
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックと外部領域との間に配
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
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックと単一基材との間に配
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。
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックとオブスキュレーショ
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。
図１９Ａ～１９Ｇは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロ
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。
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１９０４は環状形状であり、
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。
図１９Ｂに示されるように、下部ＥＣスタック層１９１０及び下部伝導層１９０８の外
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。
図１９Ｃに示されるように、上部ＥＣスタック層１９２０は、下部ＥＣスタック層と、
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。
図１９Ｄに示されるように、上部ＥＣスタック層１９２０の外側部分は、除去操作１９
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。
図１９Ｅに示されるように、上部伝導層１９４０は、上部ＥＣスタック層１９２０と、
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。
図１９Ｆに示されるように、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。
図１９Ｇに示されるように、上部伝導層１９４０の外側部分は、ＥＣデバイス１９００
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。
いくつかの実施形態においては、除去操作は「パターニング」と呼ばれる。ＥＣデバイ
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。
除去操作１９６０の後、上部伝導層１９４０の上に上部封入層を配置することができ、
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。
図２０Ａ～２０Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスに上部封入層１９７
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。
示されるように、いくつかの実施形態においては、上部封入層１９７０は、ＥＣデバイ
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。
いくつかの実施形態においては、伝導層の外側部分１９８４、１９８６は、それぞれの
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。
示されるように、図２０ＢはＥＣデバイス１９００の２つの異なる断面「Ａ」及び「Ａ
’」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。
上述のように、上部封入層１９７０は、１つ以上のＡＲ層やＩＲカット層などを含むこ
とができる。いくつかの実施形態においては、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。
いくつかの実施形態においては、封入層は無機物多層スタックを含む。例えばＳｉ３Ｎ
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。
いくつかの実施形態においては、ＡＬＤ技術によって塗布される多層コーティングには
、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。
いくつかの実施形態においては、封入層は、交互の有機／無機ユニットを含む多層スタ
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。
いくつかの実施形態においては、封入層は、ＥＣスタックの上部に積層されるバリアー
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。
いくつかの実施形態においては、ＶＩＴＥＸ（商標）を含めたバリアー膜スタックは、
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。
図２１Ａ～２１Ｄは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層２１２０を備えるＥＣ
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。
図２１ＢはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣ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。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。
図２１ＣはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣ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。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。
図２１ＤはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣ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。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。
いくつかの実施形態においては、基材は、ガラスホイル紙及び接着剤層を含む、薄いガ
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。
いくつかの実施形態においては、本明細書で開示されるエレクトロクロミック（ＥＣ）
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。
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、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。
さらに、本明細書において開示される主題の一実施形態は、独立して制御される複数の
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。
図に示し、かつ本明細書において説明した様々な方法は、方法の例示的な実施形態を表
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。
上記の実施形態はかなり詳細に説明されてきたが、上記の開示が完全に理解されれば、
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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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