(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって測定されるような少なくとも２．５Åの面間距離（ｄ間隔）を示す、多層エレクトロクロミック構造物。
【請求項２】
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも０．０５ｗｔ．％の炭素を含む、多層エレクトロクロミック構造物。
【請求項３】
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも１９ｃｍ２／Ｃの着色効率絶対値を有する、多層エレクトロクロミック構造物。
【請求項４】
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも２．５Åのｄ間隔によって特徴づけられる、請求項２または３に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
【請求項５】
前記アノードエレクトロクロミック層が、銅のＫα線により測定されるとき、２６度（２θ）未満でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示す、請求項１、２または３のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルから選択される第５族金属とを含むアノードエレクトロクロミック材料、ならびに、１つの実施形態において、切り換え可能なエレクトロクロミック多層デバイスのための、ニオブおよび／またはタンタルを含むリチウムニッケル酸化物薄膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
民生用の様々な切り換え可能な透明板ガラスデバイス（これらはまた、スマートウィンドウおよびエレクトロクロミック・ウィンドウ・デバイスとして一般に知られている）が、自動車輌におけるミラー、航空機の窓組み立て品、サンルーフ、天窓および建築用窓として使用するために広く知られている。そのようなデバイスは、例えば、能動的な無機エレクトロクロミック層、有機エレクトロクロミック層、無機イオン伝導性層、有機イオン伝導性層、および、２つの伝導性層の間に挟まれるこれらの混成物を含む場合がある。電圧がこれらの伝導性層の両端に加えられるとき、間にある層の光学的性質が変化する。そのような光学的性質の変化として、典型的には、電磁スペクトルの可視部分または太陽光部分の透過率の変調が挙げられる。便宜上、２つの光学的状態が下記の議論では消色状態（ｂｌｅａｃｈｅｄ  ｓｔａｔｅ）および着色状態（ｄａｒｋｅｎｅｄ  ｓｔａｔｅ）として示されるが、これらは単に例にすぎず、相対的な用語であること（すなわち、これら２つの状態のうちの第１の一方の状態が他方の状態よりもより透過性であるか、または「より消色している」こと、また、これら２つの状態のうちの他方の状態が第１の状態よりもより透過性でないか、または「より着色している」こと）、また、一組の消色状態および着色状態が、具体的なエレクトロクロミックデバイスについて達成可能である最大透過性状態と最小透過性状態との間に存在し得る場合があること、すなわち、この場合には、例えば、そのような一組の状態における中間の消色状態および着色状態の間で切り換えることが実行可能であることが理解されなければならない。
【０００３】
建築産業および自動車産業におけるエレクトロクロミック・ウィンドウ・デバイスの幅広い採用では、低コストの容易な供給、美的にアピールすること、大面積形式での耐久性製造物が要求されるであろう。金属酸化物に基づく様々なエレクトロクロミック・ウィンドウ・デバイスが、これらの要求のための最も有望な技術を代表している。典型的には、そのようなデバイスは、イオン伝導性薄膜によって隔てられ、かつ、２つの透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）層の間に挟まれる２つのエレクトロクロミック材料（カソード（陰極）およびアノード（陽極））を含む。操作において、電流が外部回路に流れること、電極材料の酸化および還元、ならびに、電荷バランスを維持するために、可動性カチオンが電極に入ること、または、電極から離れることを生じさせる電圧が、デバイスの両端に加えられる。この容易な電気化学的プロセスにより、ウィンドウは、より消色した状態（例えば、比較的より大きい光学的透過率）から、より着色した状態（例えば、比較的より小さい光学的透過率）に可逆的に変化することが引き起こされる。
【０００４】
エレクトロクロミックウィンドウにおいて典型的に使用されるＴＣＯ材料、例えば、ＦＴＯおよびＩＴＯなどは、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して約１Ｖ低い電圧でリチウムと反応し、これにより、それらの電気的性能を低下させ、かつ、当該材料を着色する。イオン導体に典型的に組み込まれる電解質、あるいは、水またはプロトン性不純物の存在により、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して約１Ｖ〜約４．５Ｖの間での電圧安定性域がもたらされる。したがって、レドックス事象をこれらの制限の範囲内で受ける電極材料を使用することが有益である。例えば、酸化タングステン（ＷＯ３）は、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して約３．２Ｖで消色し、かつ、典型的にはＬｉ／Ｌｉ＋に対して約２．３Ｖに還元されたときには着色する広く知られたカソードエレクトロクロミック材料である。その結果として、酸化タングステンのカソードを含むエレクトロクロミックデバイスが一般的である。
【０００５】
酸化ニッケルおよび水酸化ニッケルに基づくある種の材料はアノードでは着色して、リチウム化ＷＯ３に対して相補的である着色状態透過スペクトルをもたらしており、そのことが、ＷＯ３をエレクトロクロミックウィンドウにおいて連携するための一般的な目標である。リチウムニッケル酸化物薄膜（ＬｉＮｉＯｘ）を調製するためのある種の方法が文献において報告されている。これらには、スパッター法（例えば、非特許文献１を参照のこと）および溶液法（例えば、非特許文献２を参照のこと）が含まれる。両方の場合において、薄膜は、（２０ｍＣ／ｃｍ２を超える）大きい面積電荷容量（ａｒｅａ  ｃｈａｒｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ）を示し、消色状態電圧が約１．５Ｖである。この消色状態電圧は、典型的なＴＣＯ材料とのリチウムの反応電位、一般的な電解質の下限電圧、および、リチウム化ニッケル酸化物をニッケル金属に過還元するために要求される反応電位、すなわち、カソードエレクトロクロミック反応に比較的近い。消色状態電圧がそのような分解機構に近いことは、デバイス制御の重大な問題点となり、そのため、様々な方法が、アノードを、例えば、局所的な電極不均一性などの様々な問題点を受け入れる有害な電圧状況に至らせることなく、デバイスを消色状態に一貫して至らせるために要求されるであろう。さらに、消色状態のリチウム化された酸化ニッケルは典型的には、材料性能の劣化を伴うことなく空気中で取り扱うことができない。ドープ処理されていないリチウムニッケル酸化物薄膜の消色状態の空気安定性の欠如が、様々なリチウムニッケル酸化物薄膜が、薄膜をそれらの着色状態で熱加工処理後に製造するためにリチウム塩およびニッケル塩の液状混合物を使用して調製された本発明の実施例の節において明らかにされる。不活性雰囲気におけるそれらのリチウム化形態への電気化学的還元または化学的還元が行われたとき、消色状態の薄膜が製造されたが、この消色状態において空気にさらされたときには、消色状態の薄膜はその可逆的なエレクトロクロミック性質を急速に失っている。
【０００６】
第２の金属を含有するスパッター被覆されたリチウム化ニッケル酸化物の様々な例が報告されている。例えば、特許文献１は、ＴａおよびＷをかなりの量で含有する混合型酸化ニッケル薄膜のリチウム化（および消色化）を記載する。この材料は、２工程のプロセスによって、すなわち、混合型Ｔａ／Ｎｉ酸化物薄膜を製造するための真空同時スパッタリングプロセスである第１の工程と、材料をその消色状態で製造するための第２の電気化学的リチウム化工程とによって調製された。様々なＴａ含有酸化物薄膜が広範囲にわたって特徴づけられ、これらのＴａ含有酸化物薄膜は、ＸＲＤによる結晶性の証拠の長距離秩序が何らなく、また、水および酸素に対するそれらの曝露を排除するための制御された雰囲気における取り扱いを要求している。
【０００７】
広範囲の様々な構造が、最密充填アニオン配列内の八面体位置および四面体位置の金属占有に由来する。そのような配列では、アニオンと等しい数の八面体位置と、アニオンの２倍の四面体位置とが存在する。用語「岩塩」は本明細書中で使用される場合、金属カチオン（「Ｍ」）が最密充填アニオン配列内の八面体位置のすべてを占め、それにより、ＭＯの化学量論をもたらす立方晶構造を表す。さらには、金属が同じ元素であるか、または、異なる元素のランダムな分布であるかどうかにかかわらず、これらの金属は互いに区別することができない。例えば、ＮｉＯの具体的な場合、立方晶の岩塩単位格子は約４．２Åを有し、最大ｄ間隔が約２．４Åである。２つ以上のタイプの金属が存在する場合、種々の構造が、金属がどのように八面体空孔および四面体空孔に配列するかに依存して、また、金属が八面体空孔および四面体空孔に配列するかどうかに依存してもたらされる。ＬｉｘＮｉ１−ｘＯの場合が説明上有益である：ｘのすべての値について、酸素アニオンが最密充填され、金属が八面体位置に配置される。約０．３未満のｘの値については、リチウムカチオンおよびニッケルカチオンがランダムに配置される；０．３を超えるｘの値については、これらの金属は分離して、ニッケルに富む層と、リチウムに富む層とをもたらし、これにより、六方晶系の対称性を有する層状構造をもたらす。端成分のＬｉ１／２Ｎｉ１／２Ｏ（ＬｉＮｉＯ２と同等）が、六方晶系の単位格子（ａ＝２．９Å、ｃ＝１４．２Å）および約４．７Åの最大ｄ間隔を有する−Ｎｉ−Ｏ−Ｌｉ−Ｏ−の交互層から形成される。リチウム挿入事象に伴う電圧が、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して３Ｖ高い。
【０００８】
ＬｉＮｉＯ２における八面体位置のすべてが満たされているとしても、さらなるリチウムが材料内に挿入されることが可能であり、これにより、Ｌｉ１＋ｘＮｉＯ２が形成される。このさらなるリチウムは必ず、アニオン配列からの遮蔽をそれほど伴うことなく、他のカチオンのごく近傍の位置を占める。したがって、このさらなるリチウムの挿入が、より低い電圧で、すなわち、バルク相材料についてはＬｉ／Ｌｉ＋に対して２Ｖ未満で生じる。
【０００９】
最密充填酸素配列内の位置の金属占有から可能である他の相として、ＮｂまたはＴａが一組の八面体位置に分離し、かつ、ＮｉおよびＬｉが残りの位置で混在する斜方晶系相のＬｉ１／２Ｎｉ１／３Ｔａ１／６ＯおよびＬｉ１／２Ｎｉ１／３Ｎｂ１／６Ｏが挙げられる。さらなる例として、ＭｎおよびＮｉが八面体位置を占め、かつ、Ｌｉが四面体位置の１／４を占めるＬｉ１／４Ｍｎ３／８Ｎｉ１／８Ｏを始めとするスピネル相がある。
【００１０】
上記で記載される相のすべての総体的特徴が最密充填層である。岩塩構造において、これらの層により、約２．４Åにおけるただ１つの回折反射（これは（１１１）反射と呼ばれる）が生じる。これは、岩塩構造における最大の、対称性の許容されたｄ間隔である。岩塩構造において許容される２番目に大きいｄ間隔が、そのｄ間隔が約２．１Åである（２００）ピークである。対称性がより低い構造の場合、例えば、Ｌｉ１／２Ｎｉ１／２ＯおよびＬｉ１／２Ｎｉ１／３Ｔａ１／６Ｏなどでは、岩塩の（１１１）反射および（２００）反射と等価な反射が、ほぼ同じｄ間隔で認められ、しかし、これらは異なる反射で呼ばれ、多数のピークに分裂する場合がある。例えば、六方晶系の層状材料では、岩塩の（１１１）反射が、ともに約２．４Åで生じる２つの反射に、すなわち、（００６）ピークおよび（１０２）ピークに分裂し、また、岩塩の（２００）ピークが（１０４）ピークになり、そのｄ間隔がまた２．１Åである。整列した金属部分格子が材料内に存在し、それにより、Ｌｉ１／２Ｎｉ１／２Ｏ、Ｌｉ１／２Ｎｉ１／３Ｎｂ１／６ＯおよびＬｉ１／４Ｍｎ３／８Ｎｉ１／８Ｏなどの構造を生じさせる明確な特徴が、２．４Åを超えるｄ間隔を有する反射の存在である（表１）。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
ある範囲のエレクトロクロミックアノード材料が今までに提案されているが、改善された熱安定性、その堆積時状態における大きい光学的透明性を有するＥＣアノードを製造するための簡便な一工程堆積プロセスによって調製することができ、かつ、広範囲の様々な面積電荷容量および光学的切り換え特性を取り入れるために組成および薄膜厚さにより調節することができるアノード薄膜が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第６，８５９，２９７号（Ｂ２）明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｒｕｂｉｎ他、Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｎｄ  Ｓｏｌａｒ  Ｃｅｌｌｓ、５４；９９８  ５９〜６６
【非特許文献２】Ｓｖｅｇｌ他、Ｓｏｌａｒ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｖ．６８、６、５２３〜５４０、２０００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の様々な局面には、新規なアノードエレクトロクロミック薄膜を提供すること、および、そのような組成物を含む物品を提供することが含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、簡単に記載すると、本発明の１つの局面が、アノードエレクトロクロミック層を基板の上に含み、アノードエレクトロクロミック層がリチウムニッケル酸化物組成物を含む多層エレクトロクロミック構造物である。アノードエレクトロクロミック層は、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含む。
【００１７】
本発明のさらなる局面が、リチウムニッケル酸化物組成物のアノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含む多層エレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が、少なくとも２．５Åの最大面間距離（ｄ間隔）によって特徴づけられ、かつ、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含む多層エレクトロクロミック構造物である。
【００１８】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含む多層エレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が長距離秩序をＸ線回折分析によって示し、かつ、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物である。
【００１９】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含む多層エレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が、０度（２θ）〜８０度（２θ）の間でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示し、かつ、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物である。
【００２０】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含む多層エレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が、２６度（２θ）未満でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示し、かつ、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物である。
【００２１】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含み、アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含有する多層エレクトロクロミック構造物であって、（ｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、（ｉｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ、（ｉｉｉ）アノードエレクトロクロミック層が、ＸＲＤによって測定されるような少なくとも２．５Åの面間距離（ｄ間隔）を示す、多層エレクトロクロミック構造物である。
【００２２】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含み、アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含有する多層エレクトロクロミック構造物であって、（ｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、（ｉｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ、（ｉｉｉ）アノードエレクトロクロミック層が少なくとも０．０５ｗｔ．％の炭素を含む、多層エレクトロクロミック構造物である。
【００２３】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含み、アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含有する多層エレクトロクロミック構造物であって、（ｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、（ｉｉ）アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ、（ｉｉｉ）アノードエレクトロクロミック層が少なくとも１９ｃｍ２／Ｃの着色効率絶対値を有する、多層エレクトロクロミック構造物である。
【００２４】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含むエレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含み、かつ、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、リチウムニッケル酸化物組成物がその完全な消色状態にあるときには１．７５：１よりも小さい、エレクトロクロミック構造物である。
【００２５】
本発明のさらなる局面が、第１の基板および第２の基板、第１および第２の電気伝導性層、カソード層、アノードエレクトロクロミック層、ならびに、イオン伝導層を含むエレクトロクロミック構造物であって、第１の電気伝導性層が第１の基板とアノードエレクトロクロミック層との間にあり、アノードエレクトロクロミック層が第１の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、第２の電気伝導性層がカソード層と第２の基板との間にあり、カソード層が第２の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、かつ、イオン伝導層がカソード層とアノードエレクトロクロミック層との間にある、エレクトロクロミック構造物である。リチウムニッケル酸化物組成物は、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含み、ただし、この場合、リチウムニッケル酸化物組成物におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、リチウムニッケル酸化物組成物がその完全な消色状態にあるときには１．７５：１よりも小さい。
【００２６】
本発明のさらなる局面が、第１の基板および第２の基板、第１および第２の電気伝導性層、カソード層、アノードエレクトロクロミック層、ならびに、イオン伝導層を含むエレクトロクロミック構造物であって、第１の電気伝導性層が第１の基板とアノードエレクトロクロミック層との間にあり、アノードエレクトロクロミック層が第１の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、第２の電気伝導性層がカソード層と第２の基板との間にあり、カソード層が第２の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、かつ、イオン伝導層がカソード層とアノードエレクトロクロミック層との間にある、エレクトロクロミック構造物である。アノードエレクトロクロミック層は、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含み、リチウムニッケル酸化物組成物は、少なくとも２．５Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。
【００２７】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含むエレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が長距離秩序をＸ線回折分析によって示し、かつ、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む、エレクトロクロミック構造物である。
【００２８】
本発明のさらなる局面が、アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含むエレクトロクロミック構造物であって、アノードエレクトロクロミック層が、リチウム、ニッケルおよびニオブを含む、エレクトロクロミック構造物である。
【００２９】
本発明のさらなる局面が、第１の基板および第２の基板、第１および第２の電気伝導性層、カソード層、アノードエレクトロクロミック層、ならびに、イオン伝導層を含むエレクトロクロミック構造物であって、第１の電気伝導性層が第１の基板とアノードエレクトロクロミック層との間にあり、アノードエレクトロクロミック層が第１の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、第２の電気伝導性層がカソード層と第２の基板との間にあり、カソード層が第２の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、かつ、イオン伝導層がカソード層とアノードエレクトロクロミック層との間にある、エレクトロクロミック構造物である。アノードエレクトロクロミック層は、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含み、（ｉ）第５族金属はニオブであり、または、（ｉｉ）アノードエレクトロクロミック層は長距離秩序をＸ線回折分析によって示す。
【００３０】
本発明のさらなる局面が、多層エレクトロクロミック構造物を形成するためのプロセスである。このプロセスは、液状混合物の薄膜を基板の表面に堆積させること、および、堆積させた薄膜を処理して、アノードエレクトロクロミック層を基板の表面に形成させることを含み、液状混合物は、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属を含む。
【００３１】
本発明のさらなる局面が、第１の基板および第２の基板、第１および第２の電気伝導性層、カソード層、アノードエレクトロクロミック層、ならびに、イオン伝導層を含み、第１の電気伝導性層が第１の基板とアノードエレクトロクロミック層との間にあり、アノードエレクトロクロミック層が第１の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、第２の電気伝導性層がカソード層と第２の基板との間にあり、カソード層が第２の電気伝導性層とイオン伝導層との間にあり、かつ、イオン伝導層がカソード層とアノードエレクトロクロミック層との間にあるエレクトロクロミック構造物を調製するためのプロセスである。このプロセスは、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルからなる群から選択される少なくとも１つの第５族金属とを含む液状混合物を表面に堆積させて、堆積させた薄膜を形成すること、ならびに、堆積させた薄膜を処理して、リチウムニッケル酸化物を含むアノードエレクトロクロミック層を形成させることを含む。
【００３２】
他の目的および特徴が本明細書中下記において一部が明らかであろうし、また、一部が指摘されるであろう。
（項目１）
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって測定されるような少なくとも２．５Åの面間距離（ｄ間隔）を示す、多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２）
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも０．０５ｗｔ．％の炭素を含む、多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３）
第１の基板と、リチウムニッケル酸化物組成物を第１の基板の上に含むアノードエレクトロクロミック層とを含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウムと、ニッケルと、ニオブおよびタンタルのうちの少なくとも１つとを含む多層エレクトロクロミック構造物であって、
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、
（ｉｉ）前記エレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．０２５：１であり、かつ
（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも約１９ｃｍ２／Ｃの着色効率絶対値を有する、多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも２．５Åのｄ間隔によって特徴づけられる、項目２または３に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５）
前記アノードエレクトロクロミック層が、銅のＫα線により測定されるとき、２６度（２θ）未満でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示す、項目１、２または３のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６）
前記アノードエレクトロクロミック層がタンタルを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目７）
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、かつ、（ｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの量の、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０２５：１から約０．８：１までである、項目６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目８）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である、項目６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目９）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である、項目６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１０）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にある、項目６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１１）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にある、項目６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１２）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．７：１よりも小さい、項目６〜１１のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１３）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．５：１よりも小さい、項目６〜１１のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１４）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１よりも大きい、項目６〜１１のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１５）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．２５：１よりも大きい、項目６〜１１のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１６）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１と約０．６：１との範囲にある、項目６〜１１のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１７）
前記アノードエレクトロクロミック層がニオブを含む、項目１〜５のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１８）
アノードエレクトロクロミック層を第１の基板の上に含み、前記アノードエレクトロクロミック層が、リチウム、ニッケルおよびニオブを含む多層エレクトロクロミック構造物。
（項目１９）
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、かつ、（ｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの量の、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０２５：１から約０．８：１までである、項目１７または１８に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２０）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である、項目１７または１８に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２１）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である、項目１７または１８に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２２）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にある、項目１７または１８に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２３）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にある、項目１７または１８に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２４）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．７：１よりも小さい、項目１７〜２３のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２５）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．５：１よりも小さい、項目１７〜２４のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２６）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１よりも大きい、項目１７〜２４のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２７）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．２５：１よりも大きい、項目１７〜２４のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２８）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１と約０．６：１との範囲にある、項目１５〜２２のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目２９）
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、かつ、（ｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０２５：１から約０．８：１までである、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３０）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３１）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３２）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にある、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３３）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にある、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３４）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．７：１よりも小さい、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３５）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、０．５：１よりも小さい、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３６）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１よりも大きい、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３７）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．２５：１よりも大きい、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３８）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１と約０．６：１との範囲にある、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目３９）
（ｉ）前記アノードエレクトロクロミック層が、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂからなる群から選択される少なくとも１つの消色状態安定化元素を含み、（ｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも０．４：１であり、かつ、（ｉｉｉ）前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０２５：１から約０．８：１までである、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４０）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である、項目３９に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４１）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である、項目３９または４０に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４２）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である、項目３９に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４３）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である、項目３９または４２に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４４）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にある、項目３９に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４５）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にある、項目３９または４４に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４６）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にある、項目３９に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４７）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．１：１から約２．５：１までの範囲にある、項目３９または４６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４８）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、０．７：１よりも小さい、項目３９〜４７のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目４９）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、０．５：１よりも小さい、項目３９〜４７のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５０）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１よりも大きい、項目３９〜４７のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５１）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．２５：１よりも大きい、項目３９〜４７のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５２）
前記アノードエレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび前記消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび前記少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１と約０．６：１との範囲にある、項目３９〜４７のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５３）
前記アノードエレクトロクロミック層が２５ｎｍ〜２，０００ｎｍの間での平均厚さを有する、項目１〜５２のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５４）
前記アノードエレクトロクロミック層が約１００ｎｍ〜約７００ｎｍの平均厚さを有する、項目１〜５２のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５５）
前記第１の基板が、ガラス、プラスチック、金属、または、金属被覆されたガラス若しくはプラスチックを含む、項目１〜５２のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５６）
第１の電気伝導性層をさらに含み、前記第１の電気伝導性層が前記アノードエレクトロクロミック層と前記第１の基板との間にある、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５７）
前記第１の電気伝導性層が透明な導電性酸化物層である、項目５６に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５８）
第２の基板、第２の電気伝導性層、カソード層およびイオン伝導層をさらに含み、前記第１の電気伝導性層が前記第１の基板と前記アノードエレクトロクロミック層との間にあり、前記アノードエレクトロクロミック層が前記第１の電気伝導性層と前記イオン伝導層との間にあり、前記第２の電気伝導性層が前記カソード層と前記第２の基板との間にあり、前記カソード層が前記第２の電気伝導性層と前記イオン伝導層との間にあり、かつ、前記イオン伝導層が前記カソード層とアノードエレクトロクロミック層との間にある、項目５６または５７に記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目５９）
前記アノードエレクトロクロミック層がＴｉを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６０）
前記アノードエレクトロクロミック層がＺｒを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６１）
前記アノードエレクトロクロミック層がＨｆを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６２）
前記アノードエレクトロクロミック層がＶを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６３）
前記アノードエレクトロクロミック層がＷを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６４）
前記アノードエレクトロクロミック層がＡｌを含む、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６５）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも０．０５ｗｔ．％の炭素を含む、項目１〜６４のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６６）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも０．５ｗｔ．％の炭素を含む、項目１〜６４のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６７）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも約１９ｃｍ２／Ｃの着色効率絶対値を有する、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６８）
前記アノードエレクトロクロミック層が約−１９ｃｍ２／Ｃ〜約−６０ｃｍ２／Ｃの範囲の着色効率を有する、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目６９）
前記アノードエレクトロクロミック層が約−２４ｃｍ２／Ｃ〜約−３２ｃｍ２／Ｃの範囲の着色効率を有する、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目７０）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも２Ｖの消色状態電圧を有する、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
（項目７１）
前記アノードエレクトロクロミック層が少なくとも３Ｖの消色状態電圧を有する、先行する項目のいずれかに記載の多層エレクトロクロミック構造物。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のアノードエレクトロクロミック層を含む多層エレクトロクロミック構造物の概略的断面図である。
【００３４】
【図２】本発明のアノードエレクトロクロミック層を含む多層エレクトロクロミック構造物の代替実施形態の概略的断面図である。
【００３５】
【図３】より詳しくは実施例２において記載されるようにＣｕＫα＝１．５４０６９５Åの波長により測定される、ＦＴＯ基板にコーティングされたアノードエレクトロクロミック薄膜の薄膜ＸＲＤパターンである。
【００３６】
【図４】より詳しくは実施例２において記載されるように１０ｍＶ／ｓの走査速度を使用する、炭酸プロピレン中１ＭのＬｉＣｌＯ４の電解質における、ＦＴＯ基板にコーティングされたアノードエレクトロクロミック薄膜のサイクロボルタンメトリー軌跡のプロットである。
【００３７】
【図５】より詳しくは実施例３において記載されるように炭酸プロピレン中１ＭのＬｉＣｌＯ４の電解質において測定される、ＦＴＯ基板にコーティングされたリチウムニッケル酸化物薄膜（ＬｉＮｉＯ２と表示される）およびその化学的に還元された薄膜（Ｌｉ２ＮｉＯ２と表示される）のサイクロボルタンメトリー軌跡のプロット（緑色および赤色の線でそれぞれ表される）である。
【００３８】
【図６】より詳しくは実施例３３において記載されるようにＣｕＫα＝１．５４０６９５Åの波長により測定される、ＦＴＯ基板にコーティングされたＬｉ１．１Ｔａ０．３３Ｎｉ０．６７Ｏ２の薄膜ＸＲＤパターンである。
【００３９】
対応する参照文字により、対応する部分が図面全体を通して示される。加えて、種々の図における層の相対的厚さは大きさにおける真の関係を表していない。例えば、基板は典型的には、それ以外の層よりもはるかに厚い。図は、接続原理を例示する目的のためだけであり、何らかの寸法情報を与える目的で描かれたものではない。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
略号および定義
下記の定義および方法は、本発明をより良く規定するために、また、本発明の実施において当業者に指針を与えるために提供される。別途記される場合を除き、用語は、関連分野の当業者による従来の用法に従って理解されるものとする。
【００４１】
別途示される場合を除き、本明細書中に記載されるアルキル基は好ましくは、１個〜８個の炭素原子を主鎖に含有し、最大でも２０個の炭素原子を含有する低級アルキルである。そのようなアルキル基は直鎖または分岐鎖あるいは環状である場合があり、これらには、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ヘキシルおよびシクロヘキシルなどが含まれる。
【００４２】
用語「アミン（ａｍｉｎｅ）」または用語「アミノ（ａｍｉｎｏ）」は、本明細書中において単独で使用される場合または別の基の一部として使用される場合、式−Ｎ（Ｒ８）（Ｒ９）の基を表し、ただし、式中、Ｒ８およびＲ９は独立して、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、シリルであるか、あるいは、Ｒ８およびＲ９は一緒になって、置換または非置換の環式成分または多環式成分を形成し、それぞれが、そのような用語に関連して定義される場合、典型的には３個〜８個の原子を環に有する。例えば、「置換（された）アミン（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ａｍｉｎｅ）」は、Ｒ８およびＲ９のうちの少なくとも１つが水素以外である式−Ｎ（Ｒ８）（Ｒ９）の基を示す。例えば、「非置換（の）アミン」は、Ｒ８およびＲ９がともに水素である式−Ｎ（Ｒ８）（Ｒ９）の基を示す。
【００４３】
用語「アルコキシド（ａｌｋｏｘｉｄｅ）」は、本明細書中で使用される場合、脱プロトン化されたアルコールを示し、典型的には、Ｍ１が金属であるＭ１−ＯＲの形態の金属錯体を記載するために使用される。
【００４４】
用語「アミド（ａｍｉｄｅ）」は、金属錯体に関連して本明細書中で使用される場合、Ｍ１が金属であるＭ１−Ｎ（Ｒ８）（Ｒ９）の形態の金属錯体を示す。
【００４５】
用語「アリール（ａｒｙｌ）」は、本明細書中において単独で使用される場合または別の基の一部として使用される場合、必要に応じて置換された同素環式芳香族基、好ましくは、６個〜１２個の炭素を環部分に含有する単環式基または二環式基、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、置換フェニル、置換ビフェニルまたは置換ナフチルなどを示す。フェニルおよび置換フェニルが、より好ましいアリールである。
【００４６】
用語「アノードエレクトロクロミック層（ａｎｏｄｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ）」および用語「アノードエレクトロクロミック材料（ａｎｏｄｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、イオンおよび電子が除かれたとき、電磁放射線に対する透過性がより小さくなる電極層または電極材料をそれぞれ示す。
【００４７】
用語「消色（ｂｌｅａｃｈ）」は、第１の光学的状態から第２の光学的状態へのエレクトロクロミック材料の移行で、第１の光学的状態が第２の光学的状態よりも透過性でない場合における移行を示す。
【００４８】
用語「消色状態安定化元素（ｂｌｅａｃｈｅｄ  ｓｔａｔｅ  ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、本明細書中で使用される場合、リチウムニッケル酸化物の消色状態電圧を、例えば、完全な消色状態の透過率を低下させることによるか、または、完全な消色状態の色座標における変化を生じさせること（例えば、前記完全な消色状態に対する黄色または褐色の色相をもたらすことなど）によるその完全な消色状態の透過率への悪影響をもたらすことなく増大させるように作用する元素を意味する。一般に、消色状態安定化元素は、無色であるか、または軽く着色した酸化物固体としてその最高酸化状態（すなわち、形式的にはｄ０）において容易に生じ、かつ、最高酸化状態が３＋以上であるそのような元素である。
【００４９】
用語「消色状態電圧（ｂｌｅａｃｈｅｄ  ｓｔａｔｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）」は、１Ｍの過塩素酸リチウムを含有する炭酸プロピレン溶液における電気化学的セルでのＬｉ／Ｌｉ＋に対するアノードエレクトロクロミック層の開路電圧（ＶＯＣ）を示す（ただし、このとき、前記層の透過率はその「完全な消色状態」の透過率の９５％である）。
【００５０】
用語「カソードエレクトロクロミック層（ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ）」および用語「カソードエレクトロクロミック材料（ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、イオンおよび電子が挿入されたとき、電磁放射線に対する透過性がより小さくなる電極層または電極材料をそれぞれ示す。
【００５１】
用語「着色効率（ｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）」または用語「ＣＥ」は、層の光学密度がその電荷状態の関数としてどのように変化するかを定量化するエレクトロクロミック層の特性を示す。ＣＥは、構造、材料相および／または組成における違いにより層の調製に大きく依存して変化し得る。これらの違いが、色として明らかとなる電子遷移の確率に影響を与える。そのようなものとして、ＣＥは、様々なレドックス中心の正体、それらの局所的環境およびそれらの相対的比率の集合を包含するエレクトロクロミック層の高感度かつ定量的な記述子である。ＣＥは、通過した電荷密度の量に対する光学的吸光度における変化の比率から計算される。反射率における著しい変化がない場合、この波長依存的性質を、下記の式を使用して目的とする遷移にわたって見積もることができる：
0005946977.tif 000003
式中、ＱＡは通過面積あたりの電荷であり、Ｔｉｎｉは初期透過度であり、Ｔｆｉｎａｌは最終透過度である。アノード着色層については、この値は負であり、絶対値（非負の値）で述べられる場合もある。透過度および電荷を同時に測定する簡便な電気光学的機構を、ＣＥを計算するために使用することができる。代替では、最後の透過状態を電気的切り換えの前後でエクスシチュー法で測定することができる。ＣＥはときには代わりに、自然対数に基づいて報告されることがあり、そのような場合には、報告された値はおよそ２．３倍大きい。
【００５２】
用語「着色する（ｄａｒｋｅｎ）」は、第１の光学的状態から第２の光学的状態へのエレクトロクロミック材料の移行で、第１の光学的状態が第２の光学的状態よりも透過性である場合における移行を示す。
【００５３】
用語「エレクトロクロミック材料（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、イオンおよび電子の挿入または取り出しの結果として電磁放射線に対する透過率において可逆的に変化する材料を示す。例えば、エレクトロクロミック材料は、着色した半透明な状態と、透明な状態との間で変化する場合がある。
【００５４】
用語「エレクトロクロミック層（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｒｏｍｉｃ  ｌａｙｅｒ）」は、エレクトロクロミック材料を含む層を示す。
【００５５】
用語「電極層（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｌａｙｅｒ）」は、イオンおよび電子を伝えることができる層を示す。電極層は、イオンが当該材料に挿入されるときには還元され得る化学種を含有し、また、イオンが当該層から取り出されるときには酸化され得る化学種を含有する。電極層における化学種の酸化状態のこの変化がデバイスにおける光学的性質の変化を担っている。
【００５６】
用語「電気的電位（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）」または単に用語「電位（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）」は、電極／イオン導体／電極の組立て品を含むデバイスの両端に存在する電圧を示す。
【００５７】
用語「電気化学的かつ光学的に一致した（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ａｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｍａｔｃｈｅｄ）」（ＥＯＭ）は、類似する電荷容量を有する一組のカソードエレクトロクロミック薄膜およびアノードエレクトロクロミック薄膜であって、好適なイオン伝導性層および電気絶縁層によって接続されたとき、可逆的な切り換え挙動および大きい切り換え電流を示す機能的なエレクトロクロミックデバイスが形成されるようにそれらの相補的な光学的状態にある（例えば、ともにそれらの消色状態にある、または、ともにそれらの着色状態にある、または、ともに着色の中間状態にある）ものを示す。
【００５８】
用語「完全な消色状態（ｆｕｌｌｙ  ｂｌｅａｃｈｅｄ  ｓｔａｔｅ）」は、アノードエレクトロクロミック材料に関連して使用される場合、（無水条件下およびＡｒ雰囲気で）１Ｍの過塩素酸リチウムを含有する炭酸プロピレン溶液において２５℃でＬｉ／Ｌｉ＋に対して１．５Ｖ以上である電気化学的セルにおけるアノードエレクトロクロミック層の最大透過率の状態を示す。
【００５９】
用語「ハライド（ｈａｌｉｄｅ）」、用語「ハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）」または用語「ハロ（ｈａｌｏ）」は、本明細書中において単独で使用される場合または別の基の一部として使用される場合、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素を示す。
【００６０】
用語「ヘテロ原子（ｈｅｔｅｒｏａｔｏｍ）」は、炭素および水素を除く原子を意味するものとする。
【００６１】
用語「炭化水素（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ）」および用語「ヒドロカルビル（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）」は、本明細書中で使用される場合、炭素および水素の元素からもっぱらなる有機化合物または有機基を表す。これらの成分には、アルキル成分、アルケニル成分、アルキニル成分およびアリール成分が含まれる。これらの成分にはまた、他の脂肪族炭化水素基または環式炭化水素基により置換されるアルキル成分、アルケニル成分、アルキニル成分およびアリール成分、例えば、アルカリール、アルケンアリールおよびアルキンアリールなどが含まれる。別途示される場合を除き、これらの成分は好ましくは、１個〜２０個の炭素原子を含む。
【００６２】
用語「岩塩（ｒｏｃｋ  ｓａｌｔ）」は、本明細書中で使用される場合、金属カチオン（「Ｍ」）が立方晶構造の八面体位置のすべてを占め、それにより、ＭＯの化学量論をもたらす立方晶構造を表す。さらには、金属が同じ元素であるか、または、異なる元素のランダムな分布であるかどうかにかかわらず、これらの金属は互いに区別することができない。
【００６３】
用語「シリル（ｓｉｌｙｌ）」は、本明細書中で使用される場合、一般式−Ｓｉ（Ｘ８）（Ｘ９）（Ｘ１０）（式中、Ｘ８、Ｘ９およびＸ１０は独立して、ヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルである）の置換基を表す。
【００６４】
本明細書中に記載される「置換（された）ヒドロカルビル（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  ｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）」成分は、炭素鎖原子がヘテロ原子（例えば、窒素、酸素、ケイ素、リン、ホウ素、イオウまたはハロゲン原子など）により置換される成分を含めて、炭素以外の少なくとも１つの原子により置換されるヒドロカルビル成分である。これらの置換基には、ハロゲン、ヘテロシクロ、アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、アリールオキシ、ヒドロキシ、保護されたヒドロキシ、ケト、アシル、アシルオキシ、ニトロ、アミノ、アミド、ニトロ、シアノ、チオール、ケタール、アセタール、エステル、エーテルおよびチオエーテルが含まれる。
【００６５】
用語「透過率（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｉｔｙ）」は、エレクトロクロミック薄膜を通って伝えられる光の割合を示す。別途述べられる場合を除き、エレクトロクロミック薄膜の透過率は、数字のＴｖｉｓによって表される。Ｔｖｉｓは、透過スペクトルを、分光的明所視効率（ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｐｈｏｔｏｐｉｃ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）Ｉ＿ｐ（ラムダ）（ＣＩＥ、１９２４）を重みづけ因子として使用して４００ｎｍ〜７３０ｎｍの波長範囲で積分することによって計算される／得られる（参考文献：ＡＳＴＭ  Ｅ１４２３）。
【００６６】
用語「透明な（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）」は、電磁放射線が材料を通過して実質的に伝わり、これにより、例えば、材料の彼方または背後に位置する物体が、適切な画像検知技術を使用して明瞭に視認または画像化され得るようになることを示すために使用される。
【００６７】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の１つの局面によれば、リチウムニッケル酸化物と、ニオブ、タンタルまたはそれらの組合せとを含み、様々な望ましい性質および特徴を有するアノードエレクトロクロミック層が調製され得る。例えば、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、２．０Ｖを著しく超える消色状態電圧値を有する場合がある。別の実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、エレクトロクロミックデバイスでの使用のためにその完全な消色状態でカソードエレクトロクロミック材料に対して電気化学的かつ光学的に一致した（ＥＯＭ）状態で提供される。別の実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は比較的安定であり、例えば、リチウムニッケル酸化物材料は周囲空気の存在下における高い温度でその完全な消色状態から着色しないか、または、失活すること（例えば、透明なままであるが、エレクトロクロミック性のアノード材料またはアノード薄膜としてもはや機能しなくなること）がない。
【００６８】
好都合には、ニオブおよびタンタルにより、有利な消色状態特徴を有するエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料の形成が促進される。別の実施形態において、エレクトロクロミック性酸化ニッケル材料はニオブを含む。別の実施形態において、エレクトロクロミック性酸化ニッケル材料はタンタルを含む。別の実施形態において、エレクトロクロミック性酸化ニッケル材料はニオブおよびタンタルを含む。別の実施形態において、エレクトロクロミック性酸化ニッケル材料はニオブを含み、しかし、タンタルを含まない。別の実施形態において、エレクトロクロミック性酸化ニッケル材料はタンタルを含み、しかし、ニオブを含まない。
【００６９】
ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、回折技術（例えば、電子線回折（「ＥＤ」）分析およびＸ線回折（「ＸＲＤ」）分析など）による少なくとも２．５Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。例えば、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも２．７５Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも３Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも３．５Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも４Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも４．５Åの最大ｄ間隔によって特徴づけられる。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、銅のＫα線により測定されるとき、０度（２θ）〜８０度（２θ）の間でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示す。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、銅のＫα線により測定されるとき、２６度（２θ）未満でのＸＲＤパターンにおける少なくとも１つの反射ピークの存在によって測定されるような長距離秩序を示す。前記例のそれぞれにおいて、アノードエレクトロクロミック材料は、ニオブ、タンタルまたはそれらの組合せを含んでもよい。１つのそのような実施形態において、リチウムニッケル酸化物組成物はニオブを含む。別のそのような実施形態において、リチウムニッケル酸化物組成物はタンタルを含む。
【００７０】
ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック材料は、少なくとも１９ｃｍ２／Ｃの着色効率絶対値（非負値）によって特徴づけられる（あるいは、−１９ｃｍ２／Ｃ、−２０ｃｍ２／Ｃ、−２１ｃｍ２／Ｃなどの負の値として表される）。さらなる例として、アノードエレクトロクロミック材料は着色効率を約−１９ｃｍ２／Ｃ〜約−６０ｃｍ２／Ｃの範囲に有する。さらなる例として、アノードエレクトロクロミック層は着色効率を約−２４ｃｍ２／Ｃ〜約−３２ｃｍ２／Ｃの範囲に有する。
【００７１】
本発明の１つの局面によれば、エレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）が一般には少なくとも約０．４：１であるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケルおよびタンタルの相対量が制御される。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．９：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．２５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２．５：１である。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約４：１を超えないであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．１：１から約１．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．５：１から約２：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約２．１：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。
【００７２】
本発明の１つの局面によれば、アノードエレクトロクロミック層がその完全な消色状態にあるとき、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）が一般には１．７５：１よりも小さくなるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケルおよびタンタルの相対量が制御される。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層がその完全な消色状態にあるとき、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．０５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．４：１から１．５：１までの範囲にある。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．５：１から１．４：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．６：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．８：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から１．３５：１までの範囲にある。
【００７３】
本発明の１つの局面によれば、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）が一般には少なくとも約０．４：１であるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケルおよびニオブの相対量が制御される。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．９：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．２５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２．５：１である。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約４：１を超えないであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．１：１から約１．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．５：１から約２：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約２：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。
【００７４】
本発明の１つの局面によれば、アノードエレクトロクロミック層がその完全な消色状態にあるとき、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）が一般には約１．７５：１よりも小さくなるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケルおよびニオブの相対量が制御される。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．０５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．４：１から１．５：１までの範囲にある。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．５：１から１．４：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．６：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．８：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から１．３５：１までの範囲にある。
【００７５】
本発明の１つの局面によれば、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）が一般には少なくとも約０．４：１となるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケル、ニオブおよびタンタルの相対量が制御される。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．９：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．２５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２．５：１である。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約４：１を超えないであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．１：１から約１．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．５：１から約２：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約２：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。
【００７６】
本発明の１つの局面によれば、アノードエレクトロクロミック層がその完全な消色状態にあるとき、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）が一般には１．７５：１よりも小さくなるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケル、ニオブおよびタンタルの相対量が制御される。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．０５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．４：１から１．５：１までの範囲にある。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．５：１から１．４：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．６：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．８：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から１．３５：１までの範囲にある。
【００７７】
一般に、ニオブおよび／またはタンタルの量をアノードエレクトロクロミック層においてニッケルの量に対して増大させると、材料の消色状態の安定性および消色状態電圧が増大するが、それはまた、その体積電荷容量を低下させる傾向がある。ニッケルに対して多量のニオブおよび／またはタンタルを有するアノードエレクトロクロミック層、例えば、ニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）がそれぞれ、約０．８：１よりも大きいアノードエレクトロクロミック層などは、安定した完全な消色状態を有する傾向があるが、最適とはいえない電荷容量および着色状態透過度を有する傾向がある。したがって、ある特定の実施形態においては、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比は約０．８：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）よりも小さいことが好ましい。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．７：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．６：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料における、ニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．４：１よりも小さい。
【００７８】
逆に、ニッケルに対して少量のニオブおよび／またはタンタルを有するアノードエレクトロクロミック層、例えば、ニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）がそれぞれ、約０．０２５：１よりも小さいアノードエレクトロクロミック層などは、比較的大きい電荷容量を有する傾向があるが、それほど安定でない完全な消色状態を有する傾向がある。したがって、ある特定の実施形態においては、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する比率（原子比）は約０．０３：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）よりも大きいことが好ましい。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．０４：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．０５：１よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．０７５：１よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が約０．１：１よりも大きい。この段落で示される前記の例および実施形態のそれぞれにおいて、リチウムニッケル酸化物組成物はニオブを含むが、タンタルを含まない場合があり、あるいは、タンタルを含むが、ニオブを含まない場合があり、あるいは、ニオブおよびタンタルを含む場合がある。
【００７９】
ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する比率（原子比）が、約０．０２５：１から約０．８：１までの範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．０５：１と約０．７：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．０７５：１と約０．６：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．１：１と約０．５５：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．１５：１と約０．５：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．１７５：１と約０．４５：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブの、ニッケルおよびニオブの合計量に対する原子比が、約０．２：１と約０．４：１との範囲にあるであろう（Ｎｂ：［Ｎｉ＋Ｎｂ］）。
【００８０】
ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する比率（原子比）が、約０．０２５：１から約０．８：１までの範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．０５：１と約０．７：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．０７５：１と約０．６：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１：１と約０．５５：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１５：１と約０．５：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１７５：１と約０．４５：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるタンタルの、ニッケルおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．２：１と約０．４：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｔａ］）。
【００８１】
一般に、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する比率（原子比）が典型的には、約０．０２５：１から約０．８：１までの範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が典型的には、約０．０５：１と約０．７：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が典型的には、約０．０７５：１と約０．６：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１：１と約０．５５：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１５：１と約０．５：１との範囲にあるであろう（Ｔａ：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．１７５：１と約０．４５：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブおよびタンタルの合計量に対する原子比が、約０．２：１と約０．４：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ］）。
【００８２】
１つの実施形態において、エレクトロクロミック材料は、ニオブおよびタンタルに加えて、第３族元素、第４族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素（ＩＵＰＡＣ分類）ならびにそれらの組合せからなる群から選択される１つまたは複数の消色状態安定化元素を含む。そのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、一般には少なくとも約０．４：１であるよう、アノードエレクトロクロミック層におけるリチウム、ニッケル、ニオブ、タンタルおよびそのような少なくとも１つの消色状態安定化元素の相対量が制御され、少なくとも１つの消色状態安定化元素は、第３族元素、第４族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素ならびにそれらの組合せからなる群から選択される。例えば、１つの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルならびにすべての第５族金属および消色状態安定化元素の合計量に対する原子比、すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］がそれぞれ、少なくとも約０．４：１であり、ただし、式において、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂおよびそれらの組合せからなる群から選択される消色状態安定化元素である；別の言い方をすれば、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの量の、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する比率がそれぞれ、少なくとも０．４：１（原子比）である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．７５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約０．９：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．２５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約１．５：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２：１である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、リチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、少なくとも約２．５：１である。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約４：１を超えないであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７５：１から約３：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約１：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．１：１から約１．５：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約１．５：１から約２：１までの範囲にあるであろう。したがって、いくつかの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍ（例えば、この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する原子比がそれぞれ、約２：１から約２．５：１までの範囲にあるであろう。
【００８３】
１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック層は、ニッケル、ニオブ、タンタルに加えて、第３族元素、第４族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素（ＩＵＰＡＣ分類）ならびにそれらの組合せからなる群から選択される１つまたは複数の消色状態安定化元素を含む。そのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、一般には約１．７５：１よりも小さいよう、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウム、ニッケル、ニオブ、タンタルおよびそのような少なくとも１つの消色状態安定化元素の相対量が制御され、少なくとも１つの消色状態安定化元素は、第３族元素、第４族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素ならびにそれらの組合せからなる群から選択され、かつ、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料はその完全な消色状態にある。例えば、１つの実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、ニッケルならびにすべての第５族金属および消色状態安定化元素の合計量に対する原子比、すなわち、Ｌｉ：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］がそれぞれ、約１．７５：１よりも小さく、ただし、式において、Ｍは、Ｙ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂおよびそれらの組合せからなる群から選択される消色状態安定化元素であり、かつ、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料はその完全な消色状態にある；別の言い方をすれば、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの量の、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する比率がそれぞれ、１．７５：１（原子比）よりも小さい。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．４：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．３：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．２：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１．０５：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、１：１よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．４：１から１．５：１までの範囲にある。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．５：１から１．４：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．６：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．８：１から１．３５：１までの範囲にある。ある特定の実施形態において、エレクトロクロミック層がその完全な消色状態にあるとき、エレクトロクロミック層におけるリチウムの、Ｎｉ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、ＰおよびＳｂの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．９：１から１．３５：１までの範囲にある。
【００８４】
アノードエレクトロクロミック層が、ニオブおよび／またはタンタルに加えて、第３族元素、第４族元素、第５族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素ならびにそれらの組合せからなる群から選択される１つまたは複数の消色状態安定化元素を含むそれらの実施形態において、少なくとも１つの第５族金属および少なくとも１つの消色状態安定化元素の量をエレクトロクロミック層においてニッケルの量に対して増大させると、材料の安定性および消色状態電圧が増大するが、それはまた、その体積電荷容量を低下させる傾向がある。ニッケルに対して多量のニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素を有するアノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料、例えば、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）がそれぞれ、約０．８：１よりも大きいアノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料などは、安定した完全な消色状態を有する傾向があるが、最適とはいえない電荷容量および着色状態透過度を有する傾向がある。したがって、ある特定の実施形態においては、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．８：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも小さいことが好ましい。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．７：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．６：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．５：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも小さい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．４：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも小さい。
【００８５】
逆に、ニッケルに対して少量のニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍを有するアノードエレクトロクロミック層、例えば、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍ（この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）がそれぞれ、約０．０２５：１よりも小さいアノードエレクトロクロミック層などは、比較的大きい電荷容量を有する傾向があるが、それほど安定でない完全な消色状態を有する傾向がある。したがって、ある特定の実施形態においては、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０３：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも大きいことが好ましい。例えば、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０４：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０５：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．０７５：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも大きい。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、エレクトロクロミック層におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比がそれぞれ、約０．１：１（すなわち、［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）よりも大きい。
【００８６】
アノードエレクトロクロミック層が、ニオブおよび／またはタンタルに加えて、第３族元素、第４族元素、第５族元素、第６族元素、第１３族元素、第１４族元素および第１５族元素ならびにそれらの組合せからなる群から選択される１つまたは複数の消色状態安定化元素を含むそれらの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素の合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍ（この場合、Ｍは、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ、Ｓｂまたはそれらの組合せである）の合計量に対する比率（原子比）が典型的にはそれぞれ、約０．０２５：１から約０．８：１までの範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物材料におけるニオブ、タンタルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素Ｍの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比が典型的にはそれぞれ、約０．０５：１と約０．７：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック層におけるニオブおよびタンタルの合計量の、ニッケル、ニオブ、タンタルおよび消色状態安定化元素Ｍの合計量に対する原子比が典型的にはそれぞれ、約０．０７５：１と約０．６：１との範囲にあるであろう（［Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］：［Ｎｉ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｍ］）。
【００８７】
１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック層は、少なくとも２Ｖである消色状態電圧を有する。例えば、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化リチウム材料は、少なくとも２．５Ｖの消色状態電圧を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化リチウム材料は、少なくとも３Ｖの消色状態電圧を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化リチウム材料は、少なくとも３．５Ｖの消色状態電圧を有する。
【００８８】
エレクトロクロミック積層体およびエレクトロクロミックデバイス
図１は、リチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素を本発明の１つの実施形態に従って含むアノードエレクトロクロミック層を有するエレクトロクロミック構造物１の断面構造略図を示す。中心から外側に向かって、エレクトロクロミック構造物１はイオン伝導層１０を含む。アノード層２０（リチウムと、ニッケルと、ニオブおよび／またはタンタルと、必要な場合には本明細書中のどこか他のところでより詳しく記載されるような１つまたは複数の消色状態安定化元素とを含むアノードエレクトロクロミック層）がイオン伝導層１０の一方の側にあり、かつ、その第１の表面と接触している。カソード層２１が、イオン伝導層１０の他方の側にあり、かつ、その第２の表面と接触している。この中心構造物（すなわち、層２０、層１０、層２１）が第１の電気伝導性層２２と第２の電気伝導性層２３との間に位置し、これらの電気伝導性層はさらには外側基板２４、２５に対して配置される。要素２２、要素２０、要素１０、要素２１および要素２３はまとめて、エレクトロクロミック積層体２８として示される。
【００８９】
イオン伝導層１０は、エレクトロクロミックデバイスが消色状態と着色状態との間で変わるとき、リチウムイオンが（電解質の様式で）通り抜けて輸送される媒体として役立つ。イオン伝導層１０はイオン導体材料を含み、用途に応じて透明または非透明で、かつ、着色または非着色である場合がある。好ましくは、イオン伝導層１０はリチウムイオンに対して非常に伝導性であり、かつ、無視できるほどの電子移動が通常の操作の期間中に生じる十分に低い電子伝導率を有する。
【００９０】
電解質タイプのいくつかの非網羅的な例には、下記のものが挙げられる：固体高分子電解質（ＳＰＥ）、例えば、溶解されたリチウム塩を伴うポリ（エチレンオキシド）など；ゲル高分子電解質（ＧＰＥ）、例えば、リチウム塩を伴うポリ（メタクリル酸メチル）および炭酸プロピレンの混合物など；複合ゲル高分子電解質（ＣＧＰＥ）、これは、ＧＰＥと類似しているが、第２のポリマー（例えば、ポリ（エチレンオキシド）など）および液体電解質（ＬＥ）（例えば、リチウム塩を伴う炭酸エチレン／炭酸ジエチルの溶媒混合物など）の添加を伴う；ならびに、複合有機・無機電解質（ＣＥ）、これは、チタニア、シリカまたは他の酸化物の添加とともにＬＥを含む。使用されるリチウム塩のいくつかの非網羅的な例として、ＬｉＴＦＳＩ（リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド）、ＬｉＢＦ４（テトラフルオロホウ酸リチウム）、ＬｉＰＦ６（ヘキサフルオロリン酸リチウム）、ＬｉＡｓＦ６（ヘキサフルオロヒ酸リチウム）、ＬｉＣＦ３ＳＯ３（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム）、ＬｉＢ（Ｃ６Ｆ５）４（リチウムペルフルオロテトラフェニルボロン）およびＬｉＣｌＯ４（過塩素酸リチウム）が挙げられる。好適なイオン伝導層のさらなる例には、ケイ酸塩、タングステン酸化物、タンタル酸化物、ニオブ酸化物およびホウ酸塩が含まれる。ケイ素酸化物には、ケイ素アルミニウム酸化物が含まれる。これらの材料には、リチウムを含めて種々のドーパントがドープされる場合がある。リチウムがドープされたケイ素酸化物には、リチウム・ケイ素アルミニウム酸化物が含まれる。いくつかの実施形態において、イオン伝導層はケイ酸塩型構造を含む。他の実施形態において、リチウムイオン輸送のために特に適合化される好適なイオン伝導層には、ケイ酸リチウム、ケイ酸アルミニウムリチウム、ホウ酸アルミニウムリチウム、フッ化アルミニウムリチウム、ホウ酸リチウム、窒化リチウム、ケイ酸ジルコニウムリチウム、ニオブ酸リチウム、ホウケイ酸リチウム、リンケイ酸リチウム、および、他のそのようなリチウム系セラミック材料、シリカまたはケイ素酸化物（リチウム・ケイ素酸化物を含む）が含まれるが、これに限定されない。
【００９１】
イオン伝導層１０の厚さは、材料に依存して変化するであろう。無機のイオン導体を使用するいくつかの実施形態において、イオン伝導層１０は約２５０ｎｍ〜１ｎｍの厚さであり、好ましくは約５０ｎｍ〜５ｎｍの厚さである。有機のイオン導体を使用するいくつかの実施形態において、イオン伝導層は約１００００００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さであるか、または、約２５００００ｎｍ〜１００００ｎｍの厚さである。イオン伝導層の厚さはまた、実質的に均一である。１つの実施形態において、実質的に均一なイオン伝導層は上記の厚さ範囲のそれぞれにおいて約＋／−１０％を超えて変化しない。別の実施形態において、実質的に均一なイオン伝導層は上記の厚さ範囲のそれぞれにおいて約＋／−５％を超えて変化しない。別の実施形態において、実質的に均一なイオン伝導層は上記の厚さ範囲のそれぞれにおいて約＋／−３％を超えて変化しない。
【００９２】
アノード層２０は、リチウムと、ニッケルと、本明細書中のどこか他のところでより詳しく記載されるように、ニオブおよびタンタルから選択される少なくとも１つの第５族金属とを含むアノードエレクトロクロミック層である。１つの実施形態において、カソード層２１はエレクトロクロミック層である。例えば、カソード２１は、タングステン、モリブデン、ニオブ、チタンおよび／またはビスマスに基づくエレクトロクロミック性酸化物を含む場合がある。代替実施形態において、カソード層２１は、アノード層２０のための非エレクトロクロミック性の対向電極であり、例えば、酸化セリウムなどである。
【００９３】
アノード層２０およびカソード層２１の厚さは、エレクトロクロミック層および用途のために選択されるエレクトロクロミック材料に依存するであろう。いくつかの実施形態において、アノード層２０は厚さが約２５ｎｍ〜約２０００ｎｍの範囲にあるであろう。例えば、１つの実施形態において、アノード層２０は厚さが約５０ｎｍ〜約２０００ｎｍである。さらなる例として、１つの実施形態において、アノード層２０は厚さが約２５ｎｍ〜約１０００ｎｍである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノード層２０は平均厚さが約１００ｎｍ〜約７００ｎｍの間である。いくつかの実施形態において、アノード層２０は厚さが約２５０ｎｍ〜約５００ｎｍである。カソード層２１は典型的には、アノード層２０について述べられる厚さと同じ範囲における厚さを有するであろう。
【００９４】
１つの実施形態において、アノード層２０およびカソード層２１は、電気化学的かつ光学的に一致した（ＥＯＭ）状態にある。例えば、カソードが、約４００ｎｍの厚さおよび２７ｍＣ／ｃｍ２の面積電荷容量を有するＷ酸化物薄膜であるとき、約２５０ｎｍの厚さおよび約１．７Ｖのセル電圧での２７ｍＣ／ｃｍ２の電荷容量を有するリチウムタングステンニッケル酸化物薄膜（この場合、０Ｖは、アノードおよびカソードの両方の完全な消色状態である）。
【００９５】
電気伝導性層２２が、バスバー２６を介して電源（示されず）の一方の端子と電気的に接触しており、かつ、電気伝導性層２３が、バスバー２７を介して電源（示されず）の他方の端子と電気的に接触しており、したがって、エレクトロクロミックデバイス１０の透過率が、電圧パルスを電気伝導性層２２および２３に加えることによって変化させられる場合がある。パルスは、電子およびイオンがアノード層２０とカソード層２１との間で移動することを生じさせ、その結果として、アノード層２０および場合によりカソード層２１が光学的状態を変化させ、それにより、エレクトロクロミック構造物１をより透過性の状態からそれほど透過性でない状態に切り換えるか、または、それほど透過性でない状態からより透過性の状態に切り換える。１つの実施形態において、エレクトロクロミック構造物１は電圧パルスの前において透明であり、電圧パルスの後においてそれほど透過性でなく（例えば、より反射性であるか、またはより着色しており）、あるいは、逆に、電圧パルスの前においてそれほど透過性でなく（例えば、より反射性であるか、またはより着色しており）、電圧パルスの後において透明である。
【００９６】
再び図１を参照して、バスバー２６、２７に接続される電源（示されず）は典型的には、必要に応じて用いられる電流制限または電流抑制特徴を有する電圧源であり、また、局所的な熱センサー、光電性センサーまたは他の環境センサーと併せて作動するように構成される場合がある。電圧源はまた、エネルギー管理システム、例えば、エレクトロクロミックデバイスを様々な要因（例えば、時期、時刻および測定された環境条件など）に従って制御するコンピュータシステムなどとインターフェース接続するために構成される場合がある。そのようなエネルギー管理システムは、面積が大きいエレクトロクロミックデバイス（例えば、エレクトロクロミック性の建築用窓）と併用された場合、建物のエネルギー消費を劇的に下げることができる。
【００９７】
基板２４、２５のうちの少なくとも１つが、積層体２８のエレクトロクロミック性質を周囲に対して明らかにするために好ましくは透明である。好適な光学的性質、電気的性質、熱的性質および機械的性質を有する材料はどれも、第１の基板２４または第２の基板２５として使用される場合がある。そのような基板には、例えば、ガラス、プラスチック、金属、および、金属被覆されたガラスまたはプラスチックが含まれる。可能なプラスチック基板の非網羅的な例として、ポリカーボネート、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン、ウレタンカーボナネートコポリマー、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアルケン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリビニルアセテートおよびセルロース系ポリマーが挙げられる。プラスチック基板が使用されるならば、プラスチック基板は、例えば、プラスチック窓ガラス分野では広く知られているように、例えば、ダイヤモンドライクの保護被膜またはシリカ／シリコーンの摩耗防止用被膜などの硬い被覆を使用してバリア保護および摩耗保護される場合がある。好適なガラス基板には、透明であるか、または着色しているかのどちらかでのソーダ石灰ガラス、化学的強化ソーダ石灰ガラス、熱強化ソーダ石灰ガラス、強化ガラスまたはホウケイ酸ガラスが含まれる。ガラス（例えば、ソーダ石灰ガラス）が第１の基板２４および／または第２の基板２５として使用されるエレクトロクロミック構造物１のいくつかの実施形態において、ナトリウム拡散バリア層（示されず）が、ガラスから第１の電気伝導性層および／または第２の電気伝導性層２３へのナトリウムイオンの拡散を防止するために、第１の基板２４と第１の電気伝導性層２２との間に、かつ／または、第２の基板２５と第２の電気伝導性層２３との間に存在する。いくつかの実施形態では、第２の基板２５が省略される。
【００９８】
本発明の１つの好ましい実施形態において、第１の基板２４および第２の基板２５がそれぞれ、フロートガラスである。建築用途のためのある特定の実施形態において、このガラスは少なくとも０．５メートル×０．５メートルであり、また、はるかにより大きいことが可能であり、例えば、約３メートル×４メートルもの大きさであることが可能である。そのような用途において、このガラスは典型的には少なくとも約２ｍｍの厚さであり、より一般的には４ｍｍ〜６ｍｍの厚さである。
【００９９】
用途に関係なく、本発明のエレクトロクロミックデバイスは広範囲の様々なサイズを有する場合がある。一般に、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも０．００１メートル２である表面を有する基板を含むことが好ましい。例えば、ある特定の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも０．０１メートル２である表面を有する基板を含む。さらなる例として、ある特定の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも０．１メートル２である表面を有する基板を含む。さらなる例として、ある特定の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも１メートル２である表面を有する基板を含む。さらなる例として、ある特定の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも５メートル２である表面を有する基板を含む。さらなる例として、ある特定の実施形態において、エレクトロクロミックデバイスは、表面積が少なくとも１０メートル２である表面を有する基板を含む。
【０１００】
２つの電気伝導性層２２、２３のうちの少なくとも１つはまた、積層体２８のエレクトロクロミック性質を周囲に対して明らかにするために好ましくは透明である。１つの実施形態において、電気伝導性層２３が透明である。別の実施形態において、電気伝導性層２２が透明である。別の実施形態において、電気伝導性層２２、電気伝導性層２３がそれぞれ、透明である。ある特定の実施形態において、これらの電気伝導性層２２、２３の一方または両方が無機および／または固体である。電気伝導性層２２および電気伝導性層２３は、透明な導電性酸化物、薄い金属被膜、導電性ナノ粒子のネットワーク（例えば、ロッド、チューブ、ドット）、導電性金属窒化物および複合導体などの多数の異なる透明な材料から作製される場合がある。透明な導電性酸化物には、金属酸化物、および、１つまたは複数の金属がドープされた金属酸化物が含まれる。そのような金属酸化物およびドープされた金属酸化物の例には、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、ドープされた酸化インジウム、酸化スズ、ドープされた酸化スズ、酸化亜鉛、アルミニウム亜鉛酸化物、ドープされた酸化亜鉛、酸化ルテニウム、および、ドープされた酸化ルテニウムなどが含まれる。透明な導電性酸化物はときには、（ＴＣＯ）層として示される。実質的に透明である薄い金属被膜もまた使用される場合がある。そのような薄い金属被膜のために使用される金属の例には、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、および、これらの合金が含まれる。透明な導電性窒化物の例には、チタン窒化物、タンタル窒化物、チタンオキシ窒化物およびタンタルオキシ窒化物が含まれる。電気伝導性層２２および電気伝導性層２３はまた、透明な複合導体である場合がある。そのような複合導体が、高導電性セラミックおよび金属ワイヤまたは導電性層パターン物を基板の面の１つに置き、その後、透明な導電性材料（例えば、ドープされたスズ酸化物またはインジウムスズ酸化物など）を上塗りすることによって製造される場合がある。理想的には、そのようなワイヤは、肉眼に見えないように十分に薄くなければならない（例えば、約１００μｍ以下でなければならない）。可視光に対して透明である電子導体２２および２３の非網羅的な例として、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、ｎ型ドープまたはｐ型ドープの酸化亜鉛、および、亜鉛オキシフルオリドの薄い膜が挙げられる。金属に基づく層（例えば、ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳなど）および炭素ナノチューブ層が近年では、同様に詳しく検討されている。特定の用途に依存して、一方または両方の電気伝導性層２２および２３が金属グリッドから作製される場合があり、または、金属グリッドを含む場合がある。
【０１０１】
電気伝導性層の厚さは、層内に含まれる材料の組成およびその透明特性によって影響されることがある。いくつかの実施形態において、電気伝導性層２２および電気伝導性層２３は透明であり、かつ、それぞれが、約１０００ｎｍ〜約５０ｎｍの間である厚さを有する。いくつかの実施形態において、電気伝導性層２２および電気伝導性層２３の厚さが約５００ｎｍ〜約１００ｎｍの間である。他の実施形態において、電気伝導性層２２および電気伝導性層２３はそれぞれ、約４００ｎｍ〜約２００ｎｍの間である厚さを有する。一般には、必要な電気的性質（例えば、電気伝導率）および光学的性質（例えば、透過率）が提供される限り、より厚い層またはより薄い層が用いられる場合がある。ある特定の用途のためには、電気伝導性層２２および電気伝導性層２３は、透明性を増大させるために、かつ、費用を低下させるためにできる限り薄いことが一般に好ましいであろう。
【０１０２】
再び図１を参照して、電気伝導性層の機能は、エレクトロクロミック積層体２８の表面全体にわたって電源によって提供される電位を積層体の内側領域に加えることである。電位が、導電性層に対する電気的接続を介して導電性層に伝えられる。いくつかの実施形態において、バスバー（１つが第１の電気伝導性層２２と接触しており、１つが第２の電気伝導性層２３と接触している）により、電気的接続が、電圧源と電気伝導性層２２および電気伝導性層２３との間に提供される。
【０１０３】
１つの実施形態において、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３のシート抵抗Ｒｓが約５００Ω／□〜１Ω／□である。いくつかの実施形態において、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３のシート抵抗が約１００Ω／□〜５Ω／□である。一般には、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３のそれぞれのシート抵抗はほぼ同じであることが望ましい。１つの実施形態において、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３はそれぞれ、シート抵抗が約２０Ω／□〜約８Ω／□である。
【０１０４】
比較的より大きい透過率の状態から比較的より小さい透過率の状態への、または、逆に、比較的より小さい透過率の状態から比較的より大きい透過率の状態へのエレクトロクロミックデバイス１のより迅速な切り換えを容易にするために、電気伝導性層２２、２３のうちの少なくとも１つは、不均一である層を通過する電子の流れに対するシート抵抗Ｒｓを有する場合がある。例えば、１つの実施形態において、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３のうちの一方のみが、当該層を通過する電子の流れに対する不均一なシート抵抗を有する。代替では、第１の電気伝導性層２２および第２の電気伝導性層２３がそれぞれ、それぞれの層を通過する電子の流れに対する不均一なシート抵抗を有する場合がある。特定の理論によって何らとらわれないが、電気伝導性層２２のシート抵抗を空間的に変えること、電気伝導性層２３のシート抵抗を空間的に変えること、または、電気伝導性層２２および電気伝導性層２３のシート抵抗を空間的に変えることは、導電性層における電圧低下を抑制して、均一な電位低下または所望される不均一な電位低下をデバイスの両端において、すなわち、国際公開ＷＯ２０１２／１０９４９４においてより詳しく記載されるようにデバイスの区域にわたって提供することによって、デバイスの切り換え性能を改善すると現時点では考えられている。
【０１０５】
図２は、本発明の代替実施形態によるエレクトロクロミックデバイス１の断面構造略図を示す。中心から外側に向かって、エレクトロクロミック構造物１はイオン伝導層１０を含む。アノード層２０（リチウム、ニッケル、および、本明細書中のどこか他のところでより詳しく記載されるような少なくとも１つの第５族金属を含むアノードエレクトロクロミック層）がイオン伝導層１０の一方の側にあり、かつ、その第１の表面と接触しており、また、カソード層２１がイオン伝導層１０の他方の側にあり、かつ、その第２の表面と接触している。第１および第２の電流調節構造物３０および３１がさらには、外側基板２４、２５に対してそれぞれ配置される第１および第２の電気伝導性層２２および２３にそれぞれ隣接している。
【０１０６】
比較的より大きい透過率の状態から比較的より小さい透過率の状態への、または、逆に、比較的より小さい透過率の状態から比較的より大きい透過率の状態へのエレクトロクロミック構造物１のより迅速な切り換えを容易にするために、第１の電流調節構造物３０、第２の電流調節構造物３１、または、第１の電流調節構造物３０および第２の電流調節構造物３１の両方が、抵抗材料（例えば、抵抗率が少なくとも１０４Ωｃｍである材料）を含む。１つの実施形態において、第１の電流調節構造物３０および第２の電流調節構造物３１のうちの少なくとも一方が、当該構造物を通過する電子の流れに対する不均一な断面層（ｃｒｏｓｓ−ｌａｙｅｒ）抵抗ＲＣを有する。１つのそのような実施形態において、第１の電流調節構造物３０および第２の電流調節構造物３１のうちの一方のみが、当該層を通過する電子の流れに対する不均一な断面層抵抗ＲＣを有する。代替において、また、より典型的には、第１の電流調節構造物３０および第２の電流調節構造物３１がそれぞれ、それぞれの当該層を通過する電子の流れに対する不均一な断面層抵抗ＲＣを有する。特定の理論によって何らとらわれないが、第１の電流調節構造物３０および第２の電流調節構造物３１の断面層抵抗ＲＣを空間的に変化させること、第１の電流調節構造物３０の断面層抵抗ＲＣを空間的に変化させること、または、第２の電流調節構造物３１の断面層抵抗ＲＣを空間的に変化させることは、より均一な電位低下または所望される不均一な電位降下をデバイスの両端において、すなわち、デバイスの区域にわたって提供することによって、デバイスの切り換え性能を改善すると現時点では考えられている。
【０１０７】
１つの例示的な実施形態において、電流調節構造物３０および／または電流調節構造物３１は、異なる電気伝導率を有する少なくとも２つの材料を含む複合物である。例えば、１つの実施形態において、第１の材料は、抵抗率が約１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲にある抵抗材料であり、第２の材料は絶縁体である。さらなる例として、１つの実施形態において、第１の材料は、抵抗率が少なくとも１０４Ωｃｍである抵抗材料であり、第２の材料は、第１の材料の抵抗率を少なくとも１０２倍超える抵抗率を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、第１の材料は、抵抗率が少なくとも１０４Ωｃｍである抵抗材料であり、第２の材料は、第１の材料の抵抗率を少なくとも１０３倍超える抵抗率を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、第１の材料は、抵抗率が少なくとも１０４Ωｃｍである抵抗材料であり、第２の材料は、第１の材料の抵抗率を少なくとも１０４倍超える抵抗率を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、第１の材料は、抵抗率が少なくとも１０４Ωｃｍである抵抗材料であり、第２の材料は、第１の材料の抵抗率を少なくとも１０５倍超える抵抗率を有する。さらなる例として、１つの実施形態において、電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方が、抵抗率を１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲に有する第１の材料と、絶縁体であるか、または、抵抗率を１０１０Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍの範囲に有する第２の材料とを含む。さらなる例として、１つの実施形態において、電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方が、抵抗率を１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲に有する第１の材料と、抵抗率を１０１０Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍの範囲に有する第２の材料とを含み、ただし、この場合、第１の材料および第２の材料の前記抵抗率は少なくとも１０３倍異なる。さらなる例として、１つの実施形態において、電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方が、抵抗率を１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲に有する第１の材料と、抵抗率を１０１０Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍの範囲に有する第２の材料とを含み、ただし、この場合、第１の材料および第２の材料の前記抵抗率は少なくとも１０４倍異なる。さらなる例として、１つの実施形態において、電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方が、抵抗率を１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲に有する第１の材料と、抵抗率を１０１０Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍの範囲に有する第２の材料とを含み、ただし、この場合、第１の材料および第２の材料の前記抵抗率は少なくとも１０５倍異なる。前記例示的な実施形態のそれぞれにおいて、電流調節構造物３０、３１のそれぞれが、抵抗率を１０４Ωｃｍ〜１０１０Ωｃｍの範囲に有する第１の材料と、絶縁性である第２の材料とを含む場合がある。
【０１０８】
用途に依存して、電流調節構造物３０および／または電流調節構造物３１における第１の材料および第２の材料の相対的割合が実質的に変化する場合ある。しかしながら、一般には、第２の材料（すなわち、絶縁性材料、または、抵抗率が少なくとも１０１０Ωｃｍである材料）が、電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方の少なくとも約５ｖｏｌ％を構成する。例えば、１つの実施形態において、第２の材料が電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方の少なくとも約１０ｖｏｌ％を構成する。さらなる例として、１つの実施形態において、第２の材料が電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方の少なくとも約２０ｖｏｌ％を構成する。さらなる例として、１つの実施形態において、第２の材料が電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方の少なくとも約３０ｖｏｌ％を構成する。さらなる例として、１つの実施形態において、第２の材料が電流調節構造物３０、３１のうちの少なくとも一方の少なくとも約４０ｖｏｌ％を構成する。しかしながら、一般には、第２の材料は典型的には、電流調節構造物３０、３１のどちらかの約７０ｖｏｌ％超を構成しないであろう。前記実施形態のそれぞれにおいて、また、以前に議論されたように、第２の材料は抵抗率を１０１０Ωｃｍ〜１０１４Ωｃｍの範囲に有する場合があり、また、（電流調節構造物３０、３１のどちらかまたは両方における）第１の材料および第２の材料の抵抗率が少なくとも１０３倍異なる場合がある。
【０１０９】
一般に、第１の電流調節構造物３０、第２の電流調節構造物３１は、意図された適用のための十分な抵抗率、光学的透明性および化学的安定性を示すどのような材料をも含む場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、電流調節構造物３０、３１は、大きい化学的安定性を有する抵抗材料または絶縁性材料を含む場合がある。例示的な絶縁体材料には、アルミナ、シリカ、多孔性シリカ、フッ素ドープされたシリカ、炭素ドープされたシリカ、窒化ケイ素、ケイ素オキシ窒化物、ハフニア、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、ポリイミド、ポリマー誘電体（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびシリコーンなど）が含まれる。例示的な抵抗材料には、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化チタン、ならびに、酸化ガリウム（ＩＩＩ）、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化第二スズおよび酸化ゲルマニウムが含まれる。１つの実施形態において、第１および第２の電流調節構造物３０、３１のうちの一方または両方がそのような抵抗材料の１つまたは複数を含む。別の実施形態において、第１および第２の電流調節構造物３０、３１のうちの一方または両方がそのような絶縁性材料の１つまたは複数を含む。別の実施形態において、第１および第２の電流調節構造物３０、３１のうちの一方または両方が、そのような抵抗材料の１つまたは複数と、そのような絶縁性材料の１つまたは複数とを含む。
【０１１０】
電流調節構造物３０、３１の厚さが、当該構造物によって含まれる材料の組成ならびにその抵抗率および透過率により影響を受ける場合がある。いくつかの実施形態において、電流調節構造物３０および電流調節構造物３１は透明であり、かつ、それぞれが、約５０ｎｍ〜約１マイクロメートルの間である厚さを有する。いくつかの実施形態において、電流調節構造物３０および電流調節構造物３１の厚さが約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの間である。一般には、必要な電気的性質（例えば、電気伝導率）および光学的性質（例えば、透過率）が提供される限り、より厚い層またはより薄い層が用いられる場合がある。ある特定の用途のためには、電流調節構造物３０および電流調節構造物３１は、透明性を増大させるために、かつ、費用を低下させるためにできる限り薄いことが一般に好ましいであろう。
【０１１１】
リチウムニッケル酸化物層の調製
１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物組成物が、リチウム、ニッケル、少なくとも１つの第５族金属、および、必要な場合には、以前に記載されたような１つまたは複数の消色状態安定化元素を含有する液状混合物から調製される場合がある。例えば、１つの実施形態において、液状混合物が、リチウム、ニッケル、少なくとも１つの第５族金属、および、必要な場合には少なくとも１つの消色状態安定化元素を含む薄膜を形成するために基板の表面に堆積され、その後、堆積された薄膜が、リチウム、ニッケル、少なくとも１つの第５族金属（および、必要な場合には１つまたは複数の消色状態安定化元素）を含有するアノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層を形成するために処理される。そのような実施形態において、液状混合物におけるリチウム、ニッケル、ニオブおよびタンタルならびに少なくとも１つの消色状態安定化元素の相対量が制御されて、堆積された層におけるリチウムの、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属ならびに少なくとも１つの消色状態安定化元素の合計量に対する原子比がそれぞれ、以前に記載されたように、一般には少なくとも約０．４：１であることを満たすようにされる。
【０１１２】
液状混合物は、溶媒系において、リチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属の供給源を一緒にすることによって調製される場合がある。一般には、液状混合物によって含まれるリチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属のそれぞれのための供給源材料（出発材料）は液状混合物溶媒系において溶解可能または分散可能であり、リチウムニッケル酸化物薄膜のための金属または金属酸化物の供給源を提供する。１つの実施形態において、液状混合物は、コーティング工程の前に０．２ミクロン（０．２マイクロメートル）のフィルターに通される。
【０１１３】
液状混合物のリチウム成分は、化学分解または熱分解してリチウムの供給源をもたらす様々な溶解可能または分散可能なリチウム含有供給源材料（出発材料）に由来する場合がある。例えば、液状混合物のためのリチウムの供給源は、有機化合物のリチウム誘導体（例えば、有機リチウム化合物）または無機アニオンのリチウム塩（例えば、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、過酸化物および重炭酸塩など）を含む場合がある。
【０１１４】
有機化合物の広範囲の様々なリチウム誘導体が文献に記載されており、本発明の液状混合物のためのリチウム供給源として有用である。それらには、アルカンのリチウム誘導体（アルキルリチウム化合物）、芳香族化合物のリチウム誘導体（アリールリチウム化合物）、オレフィンのリチウム誘導体（ビニルリチウム化合物またはアリルリチウム化合物）、アセチレン系化合物のリチウム誘導体（リチウムアセチリド化合物）、アルコールのリチウム誘導体（リチウムアルコキシド化合物）、アミンのリチウム誘導体（リチウムアミド化合物）、チオールのリチウム誘導体（リチウムチオラート化合物）、カルボン酸のリチウム誘導体（リチウムカルボン酸塩化合物）、および、β−ジケトンのリチウム誘導体（β−ジケトナート化合物）が含まれる。リチウム化合物の役割は、リチウムニッケル酸化物層におけるリチウムイオンの可溶性供給源を提供することであるので、有機リチウム化合物の有機部分が加工処理中に除かれる。そのため、単純で、低コストで、かつ、容易に入手できる有機リチウム化合物を利用することが好ましい。有機リチウム化合物は、空気にさらされたときに発火性でないものであることがさらに好ましい。この性質は、アルキル、アリール、ビニル、アリル、アセチリドの有機リチウム試薬を本発明の液状混合物におけるリチウム供給源として使用することを制限しており、しかし、この性質により、そのような有機リチウム試薬を本発明の液状混合物におけるリチウム供給源として使用することは排除されない。１つの実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、式ＬｉＮＲ１Ｒ２（式中、Ｒ１およびＲ２は、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたはシリルであり、また、場合により、Ｒ１およびＲ２ならびにそれらが結合する窒素原子は複素環を形成する場合がある）に対応するリチウムアミド化合物である。
【０１１５】
代替実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、式ＬｉＯＲ（式中、Ｒは、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは場合により置換されたシリルである）に対応するリチウムアルコキシドである。１つのそのような実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、式ＬｉＯＲ（式中、Ｒは、場合により置換されたアルキルまたはアリールである）に対応するリチウムアルコキシドである。例えば、１つのそのような実施形態において、Ｒは、直鎖アルキル、分岐アルキルまたは環状アルキルである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒは２−ジメチルアミノエチルである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒは２−メトキシエチルである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒは、場合により置換されたアリールである。別の実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、式ＬｉＯＣ（Ｏ）Ｒ１（式中、Ｒ１は、水素、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロシクロまたは場合により置換されたシリルである）に対応するリチウムカルボン酸塩である。例えば、１つのそのような実施形態において、Ｒ１はメチル（酢酸リチウム）である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒ１は直鎖アルキルまたは分岐アルキルである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒ１は環式または多環式である。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒ１は、場合により置換されたアリールである。別の実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、下記の式に対応するリチウムβ−ジケトナートである：
【化１】
0005946977.tif 000004
式中、Ｒ１０およびＲ１１は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビルまたは場合により置換されたシリルである。例えば、１つのそのような実施形態において、Ｒ１０およびＲ１１は独立して、直鎖アルキルまたは分岐アルキルである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、Ｒ１０およびＲ１１は独立して、環式または多環式である。
【０１１６】
１つの実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、ニッケルまたは消色状態安定化元素を含有するアニオンのリチウム塩を含む。例えば、１つのそのような実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、ポリオキソメタレートのリチウム塩またはケギンアニオンのリチウム塩（例えば、ヘテロポリタングステン酸塩またはヘテロポリモリブデン酸塩）を含む。代替において、１つのそのような実施形態において、液状混合物のリチウム成分のための供給源材料（出発材料）は、リチウム塩、あるいは、リチウム塩の付加物（例えば、リチウム塩のエーテラートなど）、ニッケルおよび／または消色状態安定化元素のアニオン性配位錯体のリチウム塩を含む。例えば、１つのそのような実施形態において、リチウム塩は、［Ｍ４（ＯＲ２）４］−、［Ｍ５（ＯＲ２）５］−、［Ｍ６（ＯＲ２）６］−または［ＬｎＮｉＸ１Ｘ２Ｘ３］−の式に対応する配位錯体のリチウム塩であり、ただし、これらの式において、
Ｌは中性の単座または多座のルイス塩基配位子であり、
Ｍ４は、Ｂ、Ａｌ、ＧａまたはＹであり、
Ｍ５は、Ｔｉ、ＺｒまたはＨｆであり、
Ｍ６は、ＮｂまたはＴａであり、
ｎは、Ｎｉ中心に配位する中性配位子（Ｌ）の数であり、かつ、
それぞれのＲ２は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、あるいは、置換または非置換のヒドロカルビルシリルであり、
Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は独立して、アニオン性の有機配位子または無機配位子である。
１つのそのような実施形態において、Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は独立して、ハライド、アルコキシド、ジケトナート、アミドであり、また、いずれか２つのＬ配位子またはＸ配位子は、キレート化配位子を形成するために架橋成分を介して連結させることができる。
【０１１７】
液状混合物のニッケル成分は、化学分解または熱分解してニッケルの供給源をもたらす様々な溶解可能または分散可能なニッケル含有供給源材料（出発材料）に由来する場合がある。例えば、液状混合物のためのニッケルの供給源は、有機化合物のニッケル誘導体（例えば、有機ニッケル化合物）または無機アニオンのニッケル塩（例えば、水酸化物、炭酸塩、ヒドロキシ炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩など）、あるいは、有機配位子および無機配位子の両方を含む混成物を含む場合がある。
【０１１８】
広範囲の様々な有機ニッケル化合物が文献に記載されており、本発明の液状混合物のためのニッケル供給源として有用である。好ましい実施形態において、供給源材料が、０．２ミクロン（０．２マイクロメートル）のフィルターでろ過可能である均一な溶液を形成するために液体混合物に溶解される。例えば、１つの実施形態において、ニッケル供給源はゼロ価有機ニッケル化合物である。好適なゼロ価有機ニッケル化合物には、ビス（シクロオクタジエン）Ｎｉが含まれる。
【０１１９】
より一般には、ニッケル中心が２＋の形式的な酸化状態（Ｎｉ（ＩＩ））にある有機ニッケル化合物が、本発明の液状混合物におけるニッケルの供給源として使用される。例示的なＮｉ（ＩＩ）錯体としてはさらに、式ＬｎＮｉＸ４Ｘ５（式中、Ｌは中性のルイス塩基配位子であり、ｎは、Ｎｉ中心に配位する中性のルイス配位子の数であり、かつ、Ｘ４およびＸ５は独立して、有機または無機のアニオン性配位子である）に対応する有機配位子安定化Ｎｉ（ＩＩ）錯体が挙げられる。例えば、１つのそのような実施形態において、ニッケル供給源は、式ＬｎＮｉＸ４Ｘ５（式中、それぞれのＬが独立して、ルイス塩基配位子（例えば、アミン、ピリジン、水、ＴＨＦまたはホスフィンなど）であり、かつ、Ｘ４およびＸ５が独立して、ヒドリド配位子、アルキル配位子、アルコキシド配位子、アリル配位子、ジケトナート配位子、アミド配位子またはカルボキシラート配位子であり、また、いずれか２つのＬ配位子またはＸ配位子は、キレート化配位子を形成するために架橋成分を介して連結させることができる）に対応する。例示的なＮｉ（ＩＩ）錯体には、ビス（シクロペンタジエニル）Ｎｉ（ＩＩ）型錯体、Ｎｉ（ＩＩ）アリル型錯体（混合型のシクロペンタジエニルＮＩ（ＩＩ）アリル型錯体を含む）、ビス（アリール）Ｎ（ＩＩ）型錯体（例えば、ビス（メシチル）Ｎｉ（ＩＩ）など）、ビス（アセテート）Ｎｉ（ＩＩ）、ビス（２−エチルヘキサノアート）Ｎｉ（ＩＩ）、ビス（２，４−ペンタンジオナト）Ｎｉ（ＩＩ）およびそれらの中性のルイス塩基付加物などのＮｉ（ＩＩ）錯体が含まれる。
【０１２０】
１つの実施形態において、液状混合物のニッケル成分のための供給源材料（出発材料）は、加水分解可能なニッケル組成物を含む。加水分解可能なニッケル前駆体は、一般的な有機溶媒を含めて様々な溶媒に易溶性であり、水分と反応して、Ｎｉ（ＯＨ）２を形成し、かつ、アニオン性配位子をそのプロトン化形態（例えば、Ｘ−Ｈ）で遊離させる。この配位子は、有機溶媒（例えば、脂肪族および芳香族の炭化水素、エーテルおよびアルコールなど）における溶解性を与え、かつ、一般には、当該ニッケル錯体の反応性に影響を与える。加水分解可能なニッケル前駆体の重要な機能的特徴が、低い温度（例えば、１５０℃未満）で水蒸気にさらされたときに水酸化ニッケルまたは酸化ニッケルに変換することである。好ましい加水分解可能なニッケル前駆体が、下記の一般式のアルコールに由来する置換アルコキシド配位子によって安定化されるＮｉ錯体を使用して調製される：
ＨＯＣ（Ｒ３）（Ｒ４）Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）（Ｒ７）
式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は独立して、置換または非置換のヒドロカルビル基であり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７の少なくとも１つが電気陰性ヘテロ原子を含み、かつ、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７のどれもが、環を形成するために一緒に連結されることが可能である。好ましい電気陰性ヘテロ原子は酸素または窒素である。好ましいアルコキシド配位子［ＯＣ（Ｒ３）（Ｒ４）Ｃ（Ｒ５）（Ｒ６）（Ｒ７）］が、１つまたは複数のＲ５、Ｒ６およびＲ７がエーテル官能基またはアミン官能基であるアルコールに由来する。例示的なアルコキシド配位子が、１−ジメチルアミノ−２−プロパノール（ＤＭＡＰ）、すなわち、ＨＯＣＨ（Ｍｅ）ＣＨ２ＮＭｅ２に由来するものである。さらなる例として、１つの実施形態において、ニッケル組成物は、下記の式に対応する加水分解可能なニッケル組成物である：
【化２】
0005946977.tif 000005
【０１２１】
１つの実施形態において、液状混物のニッケル成分のための供給源材料（出発材料）は液状混合物に溶解可能または分散可能であり、また、化学分解または熱分解して、ニッケルに加えて、少なくとも１つの第５族金属および／または少なくとも１つの消色状態安定化元素の供給源を提供する。例えば、１つのそのような実施形態において、液状混合物のニッケル成分のための供給源材料は、少なくとも１つのそのような第５族金属および／または少なくとも１つのそのような消色状態安定化元素を含有する有機配位子安定化金属錯体または無機塩である。例えば、塩は、ハロゲン化物塩、硝酸塩、水酸化物塩、炭酸塩または硫酸塩あるいはそれらの付加物（例えば、酸付加物、エーテル付加物、アミン付加物または水付加物）である場合がある。１つの好ましい実施形態において、少なくとも１つの第５族金属および少なくとも１つの消色状態安定化元素は、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂおよびそれらの組合せの有機誘導体からなる群から選択される。前述の通り、これらの元素の広範囲の様々な有機配位子安定化誘導体が文献に知られており、本発明の液状混合物の成分として有用である。これらには好ましくは、安定化有機配位子が、アルコキシド、カルボキシラート、ジケトナート、アミドである錯体が含まれる。より大きい酸化状態を有する金属（例えば、第ＶＩ族金属など）については、アニオン性有機配位子（例えば、アルコキシドなど）を含むオキソ誘導体が好ましく、これらには、（ＲＯ）４ＭＯおよび（ＲＯ）２ＭＯ２（式中、Ｍは、ＭｏまたはＷであり、Ｏは酸素であり、かつ、Ｒは、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、あるいは、ヒドロカルビルシリル基または置換ヒドロカルビルシリル基である）が含まれる。
【０１２２】
１つの実施形態において、液状混合物の少なくとも１つの第５族金属のための供給源材料（出発材料）は、液状混合物に溶解可能または分散可能であり、かつ、化学分解または熱分解して、コーティング工程の前に０．２ミクロン（０．２マイクロメートル）のフィルターでろ過可能であるリチウムニッケル酸化物薄膜のための当該少なくとも１つの第５族金属の供給源を提供する第５族金属含有組成物を含む。例えば、１つの実施形態において、第５族金属供給源は有機配位子安定化金属錯体または無機塩である。例えば、塩は、ハロゲン化物塩、硝酸塩、水酸化物塩、炭酸塩または硫酸塩あるいはそれらの付加物（例えば、酸付加物、エーテル付加物、アミン付加物または水付加物）である場合がある。前記の通り、例えば、錯体などはまた、少なくとも１つの第５族金属に加えてニッケルを含有する場合がある。１つの好ましい実施形態において、少なくとも１つの第５族金属は、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａおよびそれらの組合せの有機誘導体からなる群から選択される。前述の通り、これらの元素の広範囲の様々な有機配位子安定化誘導体が文献に知られており、本発明の液状混合物の成分として有用である。これらには好ましくは、安定化有機配位子が、アルコキシド、カルボキシラート、ジケトナート、アミドである錯体が含まれる。
【０１２３】
１つの実施形態において、液状混合物の少なくとも１つの消色状態安定化元素のための供給源材料（出発材料）は、液状混合物に溶解可能または分散可能であり、かつ、化学分解または熱分解して、コーティング工程の前に０．２ミクロン（０．２マイクロメートル）のフィルターでろ過可能であるリチウムニッケル酸化物薄膜のための当該少なくとも１つの消色状態安定化元素の供給源を提供する消色状態安定化元素含有組成物を含む。例えば、１つの実施形態において、消色状態安定化元素供給源は有機配位子安定化金属錯体または無機塩である。例えば、塩は、ハロゲン化物塩、硝酸塩、水酸化物塩、炭酸塩または硫酸塩あるいはそれらの付加物（例えば、酸付加物、エーテル付加物、アミン付加物または水付加物）である場合がある。前記の通り、例えば、錯体などはまた、少なくとも１つの消色状態安定化元素に加えてニッケルを含有する場合がある。１つの好ましい実施形態において、少なくとも１つの消色状態安定化元素は、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂおよびそれらの組合せの有機誘導体からなる群から選択される。前述の通り、これらの元素の広範囲の様々な有機配位子安定化誘導体が文献に知られており、本発明の液状混合物の成分として有用である。これらには好ましくは、安定化有機配位子が、アルコキシド、カルボキシラート、ジケトナート、アミドである錯体が含まれる。より大きい酸化状態を有する金属（例えば、第ＶＩ族金属など）については、アニオン性有機配位子（例えば、アルコキシドなど）を含むオキソ誘導体が好ましく、これらには、（ＲＯ）４ＭＯおよび（ＲＯ）２ＭＯ２（式中、Ｍは、ＭｏまたはＷであり、Ｏは酸素であり、かつ、Ｒは、ヒドロカルビル基、置換ヒドロカルビル基、あるいは、ヒドロカルビルシリル基または置換ヒドロカルビルシリル基である）が含まれる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、液状混合物は、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂおよびそれらの組合せからなる群から選択される少なくとも１つの消色状態安定化元素を少なくとも含む。
【０１２４】
溶媒系は、上記のリチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの消色状態安定化元素が溶解されるか、または分散される単一溶媒または溶媒の混合物を含む場合がある。実施形態において、溶媒系は、水を含むプロトン性溶媒、ならびに、プロトン性有機溶媒、例えば、アルコール、カルボン酸およびそれらの混合物などを含む。例示的なプロトン性有機溶媒には、メタノール、エタノール、２，２，２−トリフルオロエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノールおよび２−エトキシエタノール；ステアリン酸、オレイン酸、オレアミンおよびオクタデシルアミンなど、ならびに、それらの混合物が含まれる。別の実施形態において、溶媒系は、極性または無極性の非プロトン性溶媒を含む。例えば、１つのそのような実施形態において、溶媒系は、アルカン系溶媒、および、オレフィン系溶媒、芳香族溶媒、エステル系溶媒またはエーテル系溶媒、あるいは、それらの組合せを含む場合がある。例示的な無極性の非プロトン性溶媒には、ヘキサン、オクタン、１−オクタデセン、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどが含まれる。例示的な極性の非プロトン性溶媒には、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル、ベンジルエーテル、トリオクチルホンフィン（ｔｒｉｏｃｔｙｌｐｈｏｎｐｈｉｎｅ）およびトリオクチルホスフィンオキシドなど、ならびに、それらの混合物が含まれる。例示的なエーテル系溶媒には、例えば、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフランおよび１，４−ジオキサンなど、ならびに、それらの混合物が含まれる。
【０１２５】
液状混合物が、リチウム供給源材料、ニッケル供給源材料、第５族金属供給源材料および（必要に応じた）消色状態安定化元素供給源材料を典型的には約２５℃〜３５０℃の範囲における温度で溶媒系に導入することによって形成される場合がある。それらの化学的組成および安定性に依存して、リチウム供給源材料、ニッケル供給源材料および第５族金属供給源材料が、不活性雰囲気のもとで溶媒系に溶解または分散させられる場合がある。好ましい場合には、上記のリチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属は、加水分解可能であるアルコキシドであり、好ましい溶媒がアルコールであり、液状混合物が、薄膜堆積プロセスに先立つ加水分解および沈殿物の形成を防止するために不活性雰囲気において調製される。しかしながら、ある特定の他の実施形態では、リチウム供給源材料、ニッケル供給源材料および第５族金属供給源材料が、空気または合成空気（Ｎ２／Ｏ２）の周囲において溶媒系に溶解または分散させられる場合がある。周囲に関係なく、リチウム供給源材料、ニッケル供給源材料および第５族金属供給源材料が、液状混合物を形成するために溶媒系に導入される順序は、厳密には重要でない。したがって、例えば、ある特定の実施形態において、それらは、どのような順序であれ、互いに、または溶媒系と一緒にされる場合がある。さらなる例として、１つの実施形態において、液状混合物のためのリチウム供給源材料、ニッケル供給源材料および第５族金属供給源材料は、３つの別個の化学的に異なる材料である。別の実施形態において、これらの供給原材料（出発材料）の少なくとも１つが、リチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属のうちの下記のような少なくとも２つの組合せの供給源を構成する：例えば、（ｉ）リチウムおよびニッケル、（ｉｉ）リチウムおよび第５族金属、（ｉｉｉ）ニッケルおよび第５族金属、（ｉｖ）少なくとも１つの第５族金属および別の第５族金属または消色状態安定化元素、あるいは、（ｖ）リチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属。
【０１２６】
溶媒系はまた、様々な添加物を含有する場合がある。例えば、液状混合物は、液状混合物を熱および加水分解に対して安定化する溶解性強化剤および錯化剤（例えば、有機酸、有機炭酸塩、ならびに、アミンおよびポリエーテルなど）を含有する場合がある。液状混合物はまた、液状混合物に由来する層の品質を高めるために湿潤化剤（例えば、プロピレングリコールなど）を含有する場合がある。一般に、溶媒系におけるリチウム成分、ニッケル成分および消色状態安定化元素成分の単純な変化により、リチウム、ニッケル、少なくとも１つの第５族金属および必要に応じた消色状態安定化元素の組成物における実質的な質量損失または変化を伴うことなく０．２ミクロン（０．２マイクロメートル）のフィルターでろ過することができる均一な溶液がもたらされるであろう。
【０１２７】
液状混合物の溶媒系が水性であるときには、容易に入手可能な水溶性のリチウム前駆体、消色状態金属前駆体およびニッケル前駆体の使用が好ましい場合がある。この実施形態における例示的なリチウム前駆体およびニッケル前駆体には、単純な無機塩（例えば、硝酸塩、水酸化物および炭酸塩など）、または、有機酸の塩（例えば、酢酸塩など）が含まれる。この実施形態における例示的なリチウム前駆体には、単純な無機塩（例えば、硝酸リチウムおよび水酸化リチウムなど）、または、空気中で安定な有機塩（例えば、酢酸リチウムなど）が含まれる。ある特定のそのような実施形態において、酢酸リチウムがときには好ましい。この実施形態における例示的なニッケル前駆体には、単純な無機塩（例えば、硝酸ニッケル、水酸化ニッケルおよび炭酸ニッケルなど）、または、空気中で安定な有機塩（例えば、酢酸ニッケルまたはジエン酸ニッケル化合物（例えば、ビス（２−エチルヘキサノアート）Ｎｉ（ＩＩ））などが含まれ、酢酸ニッケルが、ある特定の実施形態では好ましい。この実施形態における例示的な消色状態金属前駆体には、単純な無機前駆体、酸化物前駆体（例えば、金属塩化物、金属アルコキシド、金属ペルオキソ、金属オキソなど）、あるいは、有機酸（例えば、酢酸、乳酸、クエン酸またはシュウ酸など）の塩、または、組合せでのこれらの無機配位子および有機配位子の塩が含まれる。例えば、液状混合物がタングステンを含むときには、タングステン（オキソ）テトラ（イソプロポキシド）およびメタタングステン酸アンモニウムを使用することができ、メタタングステン酸アンモニウムが、ある特定の実施形態では好ましい。液状混合物がチタンを含むときには、乳酸チタンアンモニウムが、ある特定の実施形態では好ましい。液状混合物がジルコニウムを含むときには、硝酸ジルコニルおよび酢酸水酸化物ジルコニウムが、ある特定の実施形態において使用される場合があり、硝酸ジルコニルがときには好ましい。液状混合物がニオブを含むときには、ニオブ酸シュウ酸アンモニウムまたはニオブペルオキソ錯体が使用される場合があり、ペルオキソ錯体がときには好ましい。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、リチウム、ニッケルおよび他の金属の安定な溶液の形成が、様々なリチウム前駆体、ニッケル前駆体および金属前駆体が一緒にされるときの沈殿形成を最小限に抑えるために、または、それどころか、そのような沈殿形成を避けるために酸を使用することによって支援される場合がある。一般的な無機酸（例えば、塩酸および硝酸など）および有機酸（例えば、乳酸、クエン酸およびグリオキシル酸など）がこの目的のために使用される場合があり、クエン酸が、ある特定の実施形態では好ましい。当業者は、ある特定の有機酸が液状混合物のｐＨを低下させること、および、沈殿形成を最小限に抑えることの両方をもたらすであろうこと、そして、有機酸の選定および濃度の単純な変化が、許容できる（安定な、沈殿物非存在溶液の）液状混合物をときにはもたらすであろうし、また、許容できない（相当の沈殿形成を伴う）液状混合物をときにはもたらすであろうことを理解するであろう。例えば、グリオキシル酸が、溶液のｐＨを低下させるために使用されるときには、沈殿物が、液状混合物の前駆体のうちの１つまたは複数と組み合わされるときに形成されることが多い。場合により、ｐＨが、塩基（例えば、水酸化アンモニウムなど）の添加によって、混合物におけるすべての金属前駆体の溶解を促進させるために調節される。ｐＨは好ましくは、成分のいずれかが溶液から沈殿するｐＨを超えて調節されない。
【０１２９】
水性の液状混合物が使用されるときには、湿潤化剤添加物の添加が多くの場合、リチウム混合金属ニッケル酸化物材料の薄膜品質を改善するために好まれる。添加物の部類には、ポリマー、例えば、ポリエーテルまたはポリオール（例えば、ポリエチレングリコール）など、アルコール、例えば、エタノールまたはブタノールなど、エステル、例えば、酢酸エチルなど、アミノアルコール、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエタノールなど、混合型アルコールエーテル、例えば、２−エトキシエタノールなど、グリコール、例えば、プロピレングリコールなどが含まれ、プロピレングリコールプロピルエーテルおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが典型的には選択される。
【０１３０】
液状混合物の溶媒系が有機溶媒であるときには、極性有機溶媒（例えば、アルコール溶媒系、エーテル溶媒系など）または無極性有機溶媒（例えば、トルエン、ヘキサンなど）が使用される場合がある。極性溶媒が使用されるときには、リチウム、ニッケルおよび他の金属の前駆体の有機金属錯体の使用が一般に好ましい。リチウム、ニッケルおよび他の金属の例示的な前駆体には、水と容易に反応し、これにより、水酸化物に変わる加水分解可能な錯体（例えば、アルコキシド、アミノアルコキシド、ジオラートまたはアミドなど）が含まれる。例示的なリチウム前駆体およびニッケル前駆体には、それらの（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−イソプロポキシド）錯体が含まれる。第４族、第５族、第６族および他の消色状態元素の例示的な前駆体には、リチウム前駆体およびニッケル前駆体とともに相容的に可溶性であり、かつ、好ましくは沈殿形成を何ら伴わないアルコキシド（例えば、エトキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、オキシアルコキシドまたはクロロアルコキシドなど）が含まれる。液状混合物を極性有機溶媒（例えば、アルコール溶媒など）において形成するための１つの例示的な方法は、リチウム、少なくとも１つの消色状態金属およびニッケルのアルコキシド錯体を不活性雰囲気において２５Ｃ〜８０Ｃの間で一緒にすることを含む。
【０１３１】
加水分解可能な金属錯体前駆体が使用されるときには、コーティング溶液は、空気中の水分に対して容易に反応性であり、その結果、それらの金属水酸化物、金属酸化物または金属炭酸塩の沈殿形成が生じる。したがって、加水分解を抑える極性有機溶媒を添加することが、これらの溶液を安定化させるためのときには好ましい方法である。添加物の部類には、キレート化するアルコールまたはアミノアルコール、例えば、２−メトキシエタノール、ジメチルアミノエタノールまたはプロピルアミノエタノール類など、グリコール、例えば、プロピレングリコールまたはエチレングリコールなど、ｐＫａが低い溶媒、例えば、ヘキサフルオロプロパノールなどが含まれ、プロピレングリコールまたは炭酸プロピレンがときには好ましい。
【０１３２】
本発明の１つの局面によれば、エレクトロクロミックアノード層が、一連の工程で液状混合物から調製される場合がある。一般には、薄膜が液状混合物から基板上に形成され、溶媒が液状混合物から蒸発させられ、前記薄膜が、エレクトロクロミックアノード層を形成するために処理される。１つのそのような実施形態において、薄膜が、エレクトロクロミックアノード層を形成するために熱処理される。
【０１３３】
液状混合物が、好適な光学的性質、電気的性質、熱的性質および機械的性質を有する任意の基板に堆積される場合がある。そのような基板には、例えば、ガラス、プラスチック、金属、および、金属被覆されたガラスまたはプラスチックが含まれる。可能なプラスチック基板の非網羅的な例として、ポリカーボネート、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン、ウレタンカーボネートコポリマー、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアルケン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリビニルアセテートおよびセルロース系ポリマーが挙げられる。プラスチック基板が使用されるならば、プラスチック基板は、例えば、プラスチック窓ガラス分野では広く知られているように、例えば、ダイヤモンド様の保護被膜またはシリカ／シリコーンの摩耗防止用被膜などの硬い被覆を使用してバリア保護または摩耗保護される場合がある。好適なガラス基板には、透明であるか、または着色しているかのどちらかでのソーダ石灰ガラス、化学的強化ソーダ石灰ガラス、熱強化ソーダ石灰ガラス、強化ガラスまたはホウケイ酸ガラスが含まれる。
【０１３４】
１つの実施形態において、基板は、（図１に関連して記載されるような）透明な導電性酸化物層を、ガラス、プラスチック、金属、および、金属被覆されたガラスまたはプラスチックの上に含む。この実施形態において、液状混合物が、透明な導電性層の表面に直接に堆積される場合がある。
【０１３５】
別の実施形態において、基板は、（図２に関連して記載されるような）電流調節層を、ガラス、プラスチック、金属、および、金属被覆されたガラスまたはプラスチックの上に含む。この実施形態において、液状混合物が、電流調節層の表面に直接に堆積される場合がある。
【０１３６】
別の実施形態において、基板は、（図１に関連して記載されるような）イオン伝導層を、ガラス、プラスチック、金属、および、金属被覆されたガラスまたはプラスチックの上に含む。この実施形態において、液状混合物が、イオン伝導層の表面に直接に堆積される場合がある。
【０１３７】
様々な技術が、液状混合物に由来する層を基板上に形成するために使用される場合がある。１つの例示的な実施形態において、液状混合物の連続した液状層が、メニスカスコーティング、ロールコーティング、浸漬コーティング、スピンコーティング、スクリーン印刷、スプレーコーティング、インクジェットコーティング、ロール式ナイフ塗布（ギャップコーティング）、メータリングロッドコーティング、カーテンコーティング、エアナイフコーティングおよび部分的浸漬コーティングなどによって基板に塗布され、その後、溶媒が除かれる。代替において、層が、液状混合物の液滴をスプレーコーティングまたはインクジェットコーティングにより基板に向けること、および、溶媒を除くことによって形成される場合がある。技術にかかわらず、層が、リチウム、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属をエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層に関連して本明細書中において先に記載される比率で含有する基板の上に形成される。すなわち、層におけるリチウム、ニッケル、ニオブおよびタンタルの相対量が制御され、その結果、リチウムの、ニッケルおよび少なくとも１つの第５族金属の合計量に対する原子比、ならびに、すべての第５族金属の合計量のニッケルに対する原子比が前記の通りであるようにされる。
【０１３８】
リチウム組成物、ニッケル組成物および／または第５族金属（および必要に応じた消色状態安定化元素）の組成物が加水分解可能であるそのような実施形態では、層を制御された雰囲気で基板上に形成することが望ましい場合がある。例えば、１つの実施形態において、液状混合物の堆積が、相対湿度（ＲＨ）が５５％ＲＨ未満である雰囲気で行われる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、液状混合物の堆積が、４０％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気で行われる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、液状混合物の堆積が、３０％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気で行われる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、液状混合物の堆積が、２０％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気で行われる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、液状混合物の堆積が、１０％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気、または、それどころか、５％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気で行われる。いくつかの実施形態において、雰囲気は一層より乾燥している場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、堆積が、５％ＲＨ未満のＲＨ、１％ＲＨ未満のＲＨ、または、それどころか、１０ｐｐｍ未満の水分のＲＨによって定義される乾燥雰囲気で行われる場合がある。
【０１３９】
基板上への液状混合物の堆積は様々な雰囲気で行われる場合がある。１つの実施形態において、液状混合物が、不活性雰囲気（例えば、窒素またはアルゴン）の雰囲気で堆積される。代替実施形態において、液状混合物が、酸素含有雰囲気で、例えば、圧縮乾燥空気または合成空気（これは、およそ２０：８０（ｖ／ｖ比率）での酸素および窒素の混合物からなる）において堆積される。ある特定の実施形態において、例えば、液状混合物が、リチウム、ニッケルおよび／または少なくとも１つの第５族金属のための加水分解可能な前駆体を含むときには、性能が、ＣＯ２に対する液状混合物および堆積された薄膜の曝露を最小限に抑えることによって改善される場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、周囲は、５０ｐｐｍ未満、５ｐｐｍ未満、または、それどころか、１ｐｐｍ未満のＣＯ２濃度を有する場合がある。
【０１４０】
液状混合物が基板に堆積される温度は、室温近くから高温にまで及ぶ場合がある。例えば、スプレーコーティングについては、最高温度が、層のための基板安定性（例えば、ガラスについては５５０℃〜７００℃、ほとんどのプラスチックなどについては２５０℃未満）および所望されるアニーリング温度によって制限されるであろう。例えば、連続した液状薄膜が基板に塗布されるコーティング技術については、コーティング温度が典型的には、２５℃の室温から約８０℃までの範囲にあるであろう。
【０１４１】
基板が液状混合物によりコーティングされた後、得られた薄膜は、残存溶媒を除くために、空気流のもと、真空下に置かれる場合があり、または、さらなる乾燥を達成するために加熱される場合がある。この工程のための周囲雰囲気の組成は、コーティング工程に関連して先に記載されるように制御される場合がある。例えば、雰囲気は相対湿度が１％未満から５５％ＲＨである場合があり、雰囲気は不活性雰囲気（窒素またはアルゴン）である場合があり、または、雰囲気は酸素を含有する場合がある。
【０１４２】
液状混合物が、リチウム、ニッケルまたは第５族金属のための加水分解可能な前駆体を含有するそのような実施形態において、コーティングされた基板はその後、金属錯体を加水分解して、プロトン化配位子の副産物と、リチウムニッケルポリヒドロキシド薄膜を形成するために、湿った雰囲気（例えば、少なくとも３０％ＲＨのＲＨ）にさらされる場合がある。そのような曝露が、例えば、約４０℃〜約２００℃の範囲における温度で約５分〜約４時間の期間にわたって行われる場合がある。いくつかの実施形態では、実質的により低いレベルの水酸化物含有量を有する酸化物薄膜を形成するための、２００℃を超える温度における、好ましくは２５０℃を超える温度における第２の熱加工処理工程。
【０１４３】
１つの実施形態において、コーティングされた基板は、エレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層を形成するために熱処理（アニーリング）される。液状混合物の組成および基板の安定性に依存して、コーティングされた基板は、少なくとも約２００℃の温度でアニーリングされる。例えば、１つの実施形態において、基板が、この範囲の下端での温度において、例えば、少なくとも約２５０℃で、しかし、約７００℃未満の温度でアニーリングされる場合がある；この範囲に含まれる温度は、より高い温度では寸法安定性を失うことがあるポリマー基板のためには特に好都合であろう。他の実施形態において、コーティングされた基板は約３００℃〜約６５０℃の範囲における温度でアニーリングされる場合がある。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、コーティングされた基板は約３５０℃〜約５００℃の範囲における温度でアニーリングされる場合がある。しかしながら、一般には、アニーリング温度は典型的には、約７５０℃を超えないであろう。アニール時間は数分（例えば、約５分）から数時間にまで及ぶ場合がある。典型的には、アニール時間は約３０分から約２時間にまで及ぶであろう。加えて、アニーリング温度が、１分から約数時間にまで及ぶ期間にわたって達成される場合がある（すなわち、室温からアニーリング温度への上昇速度）。
【０１４４】
いくつかの実施形態において、コーティングされた基板を制御された雰囲気で熱処理することが望ましい場合がある。例えば、１つの実施形態において、コーティングされた基板は、相対湿度（ＲＨ）が約５％ＲＨ〜５５％ＲＨである雰囲気でアニーリングされる。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、コーティングされた基板は、１０％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気、または、それどころか、５％ＲＨを超えていない相対湿度を有する雰囲気でアニーリングされる。いくつかの実施形態において、雰囲気は一層より乾燥している場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、コーティングされた基板は、５％ＲＨ未満のＲＨ、１％ＲＨ未満のＲＨ、または、それどころか、１０ｐｐｍ未満の水分のＲＨによって定義される乾燥雰囲気でアニーリングされる。
【０１４５】
いくつかの実施形態において、熱処理が行われるキャリアガスの組成が、不活性な（窒素またはアルゴン）雰囲気である場合がある。代替において、キャリアガスは、酸素（例えば、圧縮された乾燥空気、または、およそ２０：８０（ｖ／ｖ比率）での酸素および窒素の混合物からなる合成空気）の環境を含有する場合がある。ある特定の実施形態において、性能が、ＣＯ２への曝露を、ＣＯ２濃度が５０ｐｐｍ未満である雰囲気を使用して減らすことによって改善される場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、ＣＯ２濃度が、５ｐｐｍ未満、または、それどころか、１ｐｐｍ未満である場合がある。
【０１４６】
コーティングされた基板は様々な手段によって熱処理（アニーリング）される場合がある。１つの実施形態において、コーティングされた基板は、加熱が層および／または基板による放射エネルギーの吸収を介して主に行われる急速熱アニール装置で熱処理（アニーリング）される。別の実施形態において、コーティングされた基板は、加熱が連続プロセスで１つまたは複数の帯域において行われるベルト炉で熱処理（アニーリング）される。別の実施形態において、コーティングされた基材は、対流オーブンにおいて、また、加熱が放射プロセスおよび伝導プロセスの組合せによって回分プロセスで達成される炉において熱処理（アニーリング）される。別の実施形態において、コーティングされた基板は、加熱が、基板を加熱表面または加熱表面のわずかに上方に置くことによる伝導によって主に行われるホットプレート（ベークプレート）または表面加熱を使用して熱処理（アニーリング）される；例には、サンプルが、空気のクッションを使用してプレートの上方で保持される近接ベーキング、基板が真空または何らかの他の方法により加熱表面の表面に対して保持されるハードコンタクトベーキング、および、基板が重力だけにより加熱表面に置かれるソフトコンタクトベーキングが含まれる。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、得られたアノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層は平均厚さが約２５ｎｍ〜約２，０００ｎｍの間である。例えば、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層は厚さが約５０ｎｍ〜約２，０００ｎｍである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層は厚さが約２５ｎｍ〜約１，０００ｎｍである。さらなる例として、１つのそのような実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層は平均厚さが約１００ｎｍ〜約７００ｎｍの間である。いくつかの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性リチウムニッケル酸化物層は厚さが約２５０ｎｍ〜約５００ｎｍである。
【０１４８】
堆積方法、および、液状混合物によって含まれる溶媒系に依存して、得られたアノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル層は著しい量の炭素を含む場合がある。例えば、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は少なくとも約０．０１ｗｔ％の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は少なくとも約０．０５ｗｔ．％の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は少なくとも約０．１ｗｔ．％の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は少なくとも約０．２５ｗｔ．％の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は少なくとも約０．５ｗｔ．％の炭素を含有する。しかしながら、典型的には、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は一般には、約５ｗｔ％を超える炭素を含有しない。したがって、例えば、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は４ｗｔ％未満の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は３ｗｔ．％未満の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は２ｗｔ．％未満の炭素を含有する。さらなる例として、１つの実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は３ｗｔ．％未満の炭素を含有する。したがって、ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は０．０１ｗｔ．％〜５ｗｔ．％の炭素を含有する場合がある。さらなる例として、ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は０．０５ｗｔ．％〜２．５ｗｔ．％の炭素を含有する場合がある。さらなる例として、ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は０．１ｗｔ．％〜２ｗｔ．％の炭素を含有する場合がある。さらなる例として、ある特定の実施形態において、アノードエレクトロクロミック性酸化ニッケル材料は０．５ｗｔ．％〜１ｗｔ．％の炭素を含有する場合がある。
【０１４９】
＜実施例＞
下記の限定されない実施例は、本発明をさらに例示するために提供される。下記の実施例において開示される技術は、本発明の実施において十分に機能すると本発明者らが見出しているアプローチを表しており、したがって、その実施のための様々な態様例を構成すると見なされ得ることが、当業者によって理解されなければならない。しかしながら、当業者は、多くの変化が、開示される具体的な実施形態において行われ得ること、そして、多くの変化により、同様な結果または類似する結果が依然として、本発明の精神および範囲から逸脱することなく得られ得ることを、本開示を考慮して理解しなければならない。
【０１５０】
実施例１：加水分解可能なＮｉ前駆体の合成
加水分解可能なＮｉ（ＩＩ）前駆体化合物（Ｎｉ（ＤＭＡＰ）２）が、公知の方法（Ｈｕｂｅｒｔ−Ｐｆａｌｚｇｒａｆ他、Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ、１６（１９９７）、４１９７〜４２０３）の改変によって合成されている。事前に乾燥されたＮ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−プロパノール（８．１７ｇ、０．０７８７ｍｏｌ）の無水トルエン溶液（２００ｍＬ）に、ＮａＨ（１．９２ｇ、０．０８００ｍｏｌ）をＮ２パージのグローブボックスにおいて少量ずつ加えた。混合物を、透明になるまで室温で２時間撹拌した。この溶液にＮｉ（ＮＨ３）６Ｃｌ２（９．０ｇ、０．０３９ｍｏｌ）を加え、８０℃で６時間加熱し、これにより、暗緑色の溶液を得た。その後、この溶液を減圧下で蒸発乾固し、得られた固体をＴＨＦ（約３００ｍＬ）に再溶解し、その後、ＴＨＦ溶液を重力式漏斗でろ過した。暗緑色のろ液溶液を最初の体積の１／３に濃縮し、ヘキサン（Ｈｅｘａｎｅｓ）（５０ｍＬ）により希釈し、その後、冷凍庫（−２０℃）で冷却した。緑色の針状微結晶を１日後に得た。針状微結晶をろ過し、冷ヘキサン（Ｈｅｘａｎｅｓ）により洗浄した。収率：８０％。結晶性化合物の微量分析が表１に示される。
【０１５１】
【表２】
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【化３】
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【０１５２】
実施例２：ＬｉＮｉＯ２薄膜の合成
２０ｍＬのシンチレーション用バイアルにおいて、ＮｉＤＭＡＰ（７０ｍｇ）、ＬｉＯＭｅ（１１ｍｇ）および無水ＭｅＯＨ（０．６ｍＬ）を加え、これにより、暗赤色の溶液を得た。その後、電気伝導性ＦＴＯ（フッ素化された酸化スズ、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）が被覆されたガラスをグローブボックス内のスピンコータに載せた。ＦＴＯ基板の上に、０．３ｍＬの前駆体溶液を０．２μｍのフィルターに通して分注し、２５００ｒｐｍで１分間回転させた。空気曝露（ＣＯ２および水分）を避けるために容器に密封された状態で、コーティングされた薄膜をボックスから取り出し、温かい水分（４５℃）のもと、Ｎ２充填のグローブバッグにおいて１時間にわたって加水分解した。その後、薄膜をＯ２パージの管状炉に移し、続いて、Ｏ２下、４００℃で１時間脱水した。冷却後、薄膜の厚さが、プロフィロメトリーによって７０ｎｍであると測定された。コーティングされた薄膜の構造相を薄膜ＸＲＤ測定によって求めた。構造相は、鋭いピークを（００３）反射に対応する２θ＝１８．７９°で示す六方晶系の層状ＬｉＮｉＯ２相として特定された（図３）。その後、薄膜をＡｒ充填のグローブボックスに入れ、そのエレクトロクロミック性質を、光源および分光計の経路に置かれるキュベットにおける三電極セルからなる統合された電気化学的／光学的機構で調べた。データを、炭酸プロピレン中１ＭのＬｉＣｌＯ４の電解質においてＬｉ／Ｌｉ＋に対して１．１Ｖ〜４．０Ｖの間で１０ｍＶ／ｓの走査速度によりサイクロボルタンメトリーによって得た。リチウム金属の別個の試験片を参照電極および対向電極として使用し、光学的データを１ｓ〜５ｓ毎に記録した。被膜は、７２％から１６％までの５５０ｎｍでの光学的透過性における可逆的変化をＬｉ／Ｌｉ＋に対して１．１Ｖ〜４．０Ｖで示し、電荷容量が３０ｍＣ／ｃｍ２であり、かつ、ＣＥ（着色効率）が２２ｃｍ２／Ｃであった（図４）。ＮｉおよびＬｉの前駆体溶液が２倍に濃縮されたときには、より厚い（１００ｎｍ）薄膜が得られており、その可逆的なＣＶ特徴は、大きい電荷容量（４０ｍＣ／ｃｍ２）を与える１００サイクルの電圧掃引にわたって一貫したままであった。２３ｃｍ２／ＣのＣＥを生じさせる固定された電圧のもとにおける７７％〜９％の間での完全な透過性変化を得るには数分を要した。この材料は、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して１．５５Ｖで、その最も透明な状態の９５％以内に消色した。
【０１５３】
実施例３：Ｌｉ２ＮｉＯ２透明薄膜の合成
透明状態のＬｉ２ＮｉＯ２を単離するために、実施例２で記載されたように調製されたＬｉＮｉＯ２薄膜（１００ｎｍ厚）を、Ａｒ雰囲気下での電気化学的セルにおいて１．１Ｖ〜４．０Ｖの間を循環し、１．１Ｖで停止することによって電気化学的に還元した。その後、薄膜をＡｒボックスから取り出し、空気にさらし、その間に、その薄膜ＸＲＤを、Ｂｒｕｋｅｒ  ｄ８  Ａｄｖａｎｃｅによって集めた。その後、薄膜をＡｒグローブボックスの中に戻し、ＥＣ循環を行った。これは、無視できるほどの電流の流れを、５５０ｎｍにおける光学的透過性変化を何ら伴うことなくもたらした。
【０１５４】
その後、別のＬｉＮｉＯ２薄膜を実施例２と同じ方法で調製し、Ａｒ雰囲気下での電気化学的セルにおいて１．１Ｖ〜４．０Ｖの間で５回の循環に供し、これにより、２３ｍＣ／ｃｍ２と推定される電荷容量が得られた。循環を３．６Ｖで停止させ、薄膜を単離し、続いて、空気にさらすことなく、ＴＨＦにおけるリチウムベンゾフェノンの新しく調製された溶液（濃い青色の溶液）に浸した。２日後、薄膜は透明になり、そのサイクリックボルタンモグラムを記録した。これにより、その前回のＬｉＮｉＯ２相と一致している電流の流れがＡｒ雰囲気下での電気化学的セルにおいて１．１Ｖ〜４．０Ｖの間で得られた。電荷容量は２５ｍＣ／ｃｍ２であると推定される（図５を参照のこと）。
【０１５５】
実施例４〜実施例４９：様々な組成を有するＬｉｘＭｙＮｉ１−ｙＯｚアノード薄膜
ＬｉｘＭｙＮｉ１−ｙＯｚのコーティング溶液を、秤り取った量のＬｉＤＭＡＰ、ＮｉＤＭＡＰ、および、消色状態安定化金属（Ｍ）の前駆体化合物を表２に示されるような様々なモル比（ただし、ｚは一般には、１．３〜３．８の範囲にあると考えられる）により１−ＢｕＯＨに溶解することによって調製した。金属イオンの合計された溶液モル濃度［Ｌｉ＋Ｍ＋Ｎｉ］は１．８Ｍ〜２．８Ｍの範囲にあった。溶液を０．２μｍのフィルターでろ過した後、溶液をＮ２雰囲気下においてＦＴＯ基板にスピンコーティングした。得られた被膜を室温において４０％ＲＨのＣＤＡまたはゼロ空気（ｚｅｒｏ−ａｉｒ）のもとで湿らせ、続いて、別途記される場合を除き、４００℃〜５５０℃の温度範囲で、同じ雰囲気のもとで１時間焼成した。
【０１５６】
冷却後、薄膜をＡｒ充填のグローブボックスに入れ、エレクトロクロミック性質を、光源および分光計の経路に置かれるキュベットにおける三電極セルからなる統合された電気化学的／光学的機構で調べた。データを、定電流制御、それに続く定電圧保持（ＣＣ−ＣＶ）のもとでの逐次的な酸化および還元によって得た。電解質は炭酸プロピレン中１ＭのＬｉＣｌＯ４であった。典型的には、Ｌｉ／Ｌｉ＋に対して１．５Ｖ〜４．２Ｖ、２．５Ｖ〜４．２Ｖ、または、２．５Ｖ〜４．０Ｖの電圧範囲を加えた。リチウム金属の別個の試験片を参照電極および対向電極として使用した。光学的データを１ｓ〜５ｓ毎に記録した。着色効率を、（５５０ｎｍでの）透過性データ、および、加えられた電圧範囲にわたる薄膜の２回目の還元事象の期間中に通過した電荷の量から計算した。
【０１５７】
薄膜Ｘ線回折（ＸＲＤ）を、Ｂｒｕｋｅｒ  Ｄ８  Ａｄｖａｎｃｅ回折計によって測定した。入射ビーム角度を、アノード酸化物薄膜の大きいピーク強度を得るために０．０５°〜０．１°に調節した。焼成された薄膜の炭素濃度を、Ｅｖａｎｓ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ＧｒｏｕｐにおいてＳＩＭＳ分析（二次イオン質量分析法）によって測定し、分析した。リチウムニッケル酸化物薄膜の金属濃度を、薄膜を塩酸に温浸し（Ｂａの内部標準）、ＩＣＰ−ＯＥＳ（誘導結合プラズマ発光分析、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｒｉｓ  Ｉｎｔｒｅｐｉｄ  ＩＩ  ＸＰＳ）による分析を行うことによって分析した。
【０１５８】
薄膜の厚さがプロフィロメータによって測定され、表２に示されるすべての薄膜について１０６ｎｍ〜５２９ｎｍの範囲にあった。測定された電荷容量データが、加えられた電圧範囲にわたって３．４ｍＣ／ｃｍ２〜３０ｍＣ／ｃｍ２の範囲にあり、薄膜は、（５５０ｎｍにおいて）５１％から８９％までの範囲における消色状態透過性から、１４％から６３％までの範囲における着色状態透過性に切り替わった。絶対値での着色効率が、表２におけるすべての薄膜について２０ｃｍ２／Ｃ〜４１ｃｍ２／Ｃの範囲にあった。選択された薄膜についての消色状態電圧が表３に示される。選択された薄膜についての薄膜ＸＲＤデータが表４に列挙され、それらの典型的なＸＲＤパターンが図６に示される。ＳＩＭＳ薄膜分析によって測定および分析される焼成された薄膜の炭素濃度が表５に示される。ＩＣＰによって分析された金属組成が表６に示される。
【０１５９】
【表３】
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【０１６０】
【表４】
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【０１６１】
【表５】
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【０１６２】
【表６】
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【０１６３】
【表７】
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【０１６４】
実施例５０〜実施例６５：様々な組成を有するＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｙ’ＭｙＭ’ｙ’Ｏｚアノード薄膜
ＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｙ’ＭｙＭ’ｙ’Ｏｚのコーティング溶液を、秤り取った量のＬｉＤＭＡＰ、ＮｉＤＭＡＰ、Ｍ前駆体化合物およびＭ’前駆体化合物を表７に示されるような金属間の様々なモル比により１−ＢｕＯＨに溶解することによって調製した。これらの溶液を実施例４〜実施例４９の場合と同じ方法でスピンコーティングし、熱加工処理した。冷却後、薄膜をＡｒ充填のグローブボックスの中に入れ、エレクトロクロミック成績を実施例４〜実施例４９に記載されるのと同じ方法で測定した。
【０１６５】
薄膜の厚さがプロフィロメータによって測定され、測定値が、表７に示されるすべての薄膜について１６１ｎｍ〜４１８ｎｍの範囲で得られた。測定された電荷容量データが、与えられた電圧範囲において９ｍＣ／ｃｍ２〜３１ｍＣ／ｃｍ２の範囲にあることが見出され、また、薄膜は、（５５０ｎｍにおいて）６２％から８７％までの範囲における消色状態透過性から、１０％〜４２％までの範囲における着色状態透過性に切り替わった。絶対値での着色効率が、表７におけるすべての薄膜について２６ｃｍ２／Ｃ〜４６ｃｍ２／Ｃの範囲にあった。
【０１６６】
【表８】
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【０１６７】
実施例６６〜実施例７３：様々な組成を有するＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｙ’−ｙ’’ＭｙＭ’ｙ’Ｍ’’ｙ’’Ｏｚアノード薄膜
ＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｙ’−ｙ’’ＭｙＭ’ｙ’Ｍ’’ｙ’’Ｏｚアノード薄膜のための溶液調製法、スピンコーティング法および熱処理加工法は実施例４〜実施例４９と同じであり、それぞれの金属成分のモル比が表８に示される。電気化学的測定および光学的測定もまた、実施例４〜実施例４９に記載されるのと同じ方法で行った。
【０１６８】
薄膜の厚さがプロフィロメータによって測定され、測定値が、表８に示されるＬｉｘＮｉ１−ｙ−ｙ’−ｙ’’ＭｙＭ’ｙ’Ｍ’’ｙ’’Ｏｚの薄膜のすべてについて１９６ｎｍ〜２７９ｎｍの範囲で得られた。測定された電荷容量データが、与えられた電圧範囲において１４ｍＣ／ｃｍ２〜２９ｍＣ／ｃｍ２の範囲にあることが見出され、また、薄膜は、（５５０ｎｍにおいて）７２％から８８％までの範囲における消色状態透過性から、１７％から３８％までの範囲における着色状態透過性に切り替わった。絶対値での着色効率が、表８におけるすべての薄膜について２１ｃｍ２／Ｃ〜３１ｃｍ２／Ｃの範囲にあった。
【０１６９】
【表９】
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【０１７０】
実施例７４〜実施例８８：ＷＯ３カソード薄膜およびＬｉｘＮｉ１−ｙＭｙＯｚアノード薄膜によって組み立てられるデバイス
五層デバイスを、ＦＴＯ基板上の完全に焼成されたアノード薄膜（有効面積、約９０ｍｍ２）と、公知の手順によりＦＴＯ基板上に調製される酸化タングステンに基づくカソード（有効面積、約９０ｍｍ２〜２６０ｍｍ２）とを使用して組み立てた。不活性なグローブボックスにおいて、カソード含有基板を、９０℃に設定される予熱されたホットプレートの上に置き、１７５ｕＬの電解質前駆体溶液を表面に堆積させた。電解質前駆体溶液は、炭酸プロピレン中１Ｍリチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドの１重量部に対して、炭酸ジメチル中２５％ポリ（メタクリル酸メチル）の３重量部からなった。カソード基板上の電解質前駆体溶液を１５分間乾燥させ、その後、基板の端部近くにおいて、厚さが１００ミクロン（１００マイクロメートル）で、幅が約２ｍｍである４つのポリイミド製シムを、基板表面から約２ｍｍ突き出るように置いた。その後、アノード含有基板を、カソード含有基板に対して約２６０ｍｍ２の重なりを伴って電解質の上に置いた。組立て物全体を、真空下、約１ａｔｍの圧力で１０分間、９０℃で積層体化した。積層体化後、シムを除き、接点を、金属クリップを使用してそれぞれの電極基板に加えた。その後、組み立てられたデバイスを封入用治具に移し、接点および光学的窓のみが封入されないままであるようにエポキシ（Ｌｏｃｔｉｔｅ  Ｅ−３０ＣＬ）により封入した。封入剤が硬化した後（約１６時間後）、デバイスを、光学的光源および分光計と組み合わされる二電極電気化学的機構で測定した。データを、電圧を１．７Ｖと−０．９Ｖとの間で循環する定電圧制御のもとでの逐次的な酸化および還元によって得た。このとき、アノードは２５℃で正側リード線に接続された。絶対値での残留電流が５マイクロアンペア未満になったとき、サイクルを切り換えた。光学的データを１ｓ〜５ｓ毎に記録した。デバイスにおけるアノード組成およびカソード組成、ならびに、２５℃での１０サイクルの後におけるエレクトロクロミックデータが表９に示される。
【０１７１】
【表１０】
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【０１７２】
実施例８９：電流調節層を含む基板を使用して製造されるデバイス
エレクトロクロミックデバイスを、ＦＴＯ被覆されたソーダ石灰ガラスをレーザパターン化することによって形成される電流調節層を含む基板を使用して製造した。レーザパターン化ＦＴＯのシート抵抗は２５オーム／ｓｑから２５０オーム／ｓｑまで直線的に変化した。アノード薄膜を、溶液中のＬｉ：Ｎｂ：Ｎｉの比率が１．３：０．３３：０．６７である溶液のスロット・ダイ・コーティングによってレーザーパターン化ＦＴＯの上に調製した。４１４℃への熱処理の後、五層デバイスを、レーザスクライブされたＦＴＯ基板の上に調製された酸化タングステンに基づくカソードを積層することによって製造した。これらの基板の間に積層されるイオン伝導層は、炭酸プロピレンにより可塑化され、かつ、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドを含有するポリビニルブチラールからなった。類似するカソードおよびイオン導体が文献において知られている。完成したデバイスをその後、電流／電圧源を光学的光源および分光計と組み合わせる電気光学的機構を使用して容量および光学的透過性について試験した。データを、アノードとカソードとの間でのデバイスの端部における電圧が、１．７Ｖ（着色時）および−０．９Ｖ（消色時）の値を達成するために駆動され、ただし、この場合、アノードが正側リード線に接続される定電圧制御のもとにおける逐次的な酸化および還元によって得た。光学的データを１ｓ〜５ｓ毎に記録した。デバイスの容量は約１５Ｃ（１９ｍＣ／ｃｍ２）であり、デバイスは、（５５０ｎｍにおいて）７２％前後の消色状態における透過性から、８％前後の着色状態における透過性に切り替わった。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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【図４】
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