(57)【要約】  エレクトロクロミックデバイス３０内の欠陥を検出及び修復するためのシステム１及び方法１００は、エレクトロクロミックデバイス３０が動作状態にあるときに、このデバイスの熱画像を取得することを含むことができる。加えて、これらのシステム及び方法は、熱画像を表す熱撮像データを処理して、熱画像の１つ又は複数のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較することによってエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するとともに、検出された欠陥に対応するエレクトロクロミックデバイスの位置を求めることを含むことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのシステムであって、
エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得する熱撮像ユニットと、
前記熱画像を表す熱撮像データを用いて、前記熱画像の１つ又は複数のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較することにより、前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに、該検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置を求める制御ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項２】
レーザ光を放出して、前記検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置をアブレーションするレーザデバイスユニットを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記熱画像が取得されるときに前記デバイスの温度を制御する冷却機ユニット、を更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記１つ又は複数のピクセルにおいて検出された前記温度振幅が前記所定の値よりも小さくないとき、前記制御ユニットは、前記１つ又は複数のピクセルが前記デバイス上の欠陥の位置に対応すると判断する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御ユニットは、前記熱撮像データを処理して、前記検出された欠陥に対応する前記熱画像の部分に隣接した前記熱画像の部分の温度振幅に対する、前記検出された欠陥に対応する前記熱画像の部分の温度振幅の信号対雑音比を増大させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御ユニットは、前記デバイスが配置されている表面の熱状態を制御することができ、該表面は、前記熱画像が取得される前記デバイスの表面の反対側である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御ユニットは、前記検出された欠陥に対応する前記熱画像の部分に隣接した前記熱画像の部分の温度振幅に対する、前記検出された欠陥に対応する前記熱画像の部分の温度振幅の信号対雑音比を増大させるように、前記表面の熱状態を制御することができる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記所定の値は、前記エレクトロクロミックデバイスの熱画像から求められた温度振幅以外のものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記所定の値は、前記熱撮像データから求められた温度振幅に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記制御ユニットは、前記熱撮像ユニットによって取得された一連の熱画像をそれぞれ表す前記熱撮像データを、ロックインプロセスを用いて処理して、前記検出された欠陥の信号対雑音比を増大させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
電流を前記デバイスに印加して、前記検出された欠陥を修復する修復ユニットを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御ユニットは、前記熱撮像データに基づいて前記修復ユニットを制御する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するための方法であって、
前記エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得するステップと、
前記熱画像を表す熱撮像データを処理するステップであって、前記熱画像の１つ又は複数のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較することにより前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに、該検出された欠陥に対応する前記エレクトロクロミックデバイスの位置を求める、ステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
求められた位置に基づいて、前記エレクトロクロミックデバイス上の前記検出された欠陥の修復を制御するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記修復は、レーザ光を放出して、前記検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置をアブレーションするステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記エレクトロクロミックデバイスが、複数のエレクトロクロミックデバイスの中の前記エレクトロクロミックデバイスを含むパネルから切断される前に、前記修復を実行するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記熱画像が取得されるときに前記エレクトロクロミックデバイスの温度を制御するステップ、を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのシステムであって、
エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得する熱撮像ユニットと、
前記熱画像の熱撮像データを処理して、前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに、該検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置を求める制御ユニットと、
レーザ光を放出して、前記検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置をアブレーションするレーザデバイスユニットと、
前記熱画像が取得されるときに、前記デバイスの温度を制御する冷却機ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、前記熱画像のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較して、前記ピクセルが前記デバイス内の欠陥の位置に対応するか否かを判断する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、「System and Method for Detecting and Repairing Defects in an Electrochromic Device Using Thermal Imaging」と題する、２０１１年３月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／４７０，０８３の出願日の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、その開示内容を参照することによって本明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
本発明は、エレクトロクロミックデバイスに電位を印加することによって電磁放射の透過又は反射率を変更することができるエレクトロクロミックデバイスに関し、より詳細には、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復することに関する。
【背景技術】
【０００３】
エレクトロクロミックデバイスは、例えば、デバイスの透明性若しくは反射性を増減するか、又はデバイスが所望の色合いを有するように、電位の印加に応答してそれらの光学的性質を変化させることが知られているエレクトロクロミック材料を含む。
【０００４】
エレクトロクロミック（ＥＣ）デバイスの製造は、通常、ガラス等の基板上に導電性材料及びエレクトロクロミック材料の複数の層を含むエレクトロクロミック積層膜（film stack）を形成することを含む。これについては、例えば、米国特許第５，３２１，５４４号、同第６，８５６，４４４号、同第７，３７２，６１０号、及び同第７，５９３，１５４号を参照されたい。これらの米国特許の内容は、参照することによって本明細書の一部をなすものとする。製造プロセス中、時に、ＥＣ積層膜の層のうちの１つ又は複数に欠陥が形成される場合があり、これらの欠陥によって、エレクトロクロミックデバイスは、電位を印加することによって当該デバイスを動作させたときに、欠陥の位置において又はその近くにおいて、所望のものとは異なる光学挙動を有する可能性があるか又は所望の光学挙動を失う可能性がある。欠陥は、例えば、外的混入物又は材料の非均一性によってＥＣ積層膜の層のうちの１つ又は複数に引き起こされるＥＣ積層膜の導電層間の短絡である場合がある。これによって、ＥＣデバイスは、動作したときに、欠陥の位置において、所望のものとは異なる光学的性質及び欠陥に隣接した位置に存在するものとは異なる光学的性質を有する。したがって、欠陥によって、ＥＣデバイスは、動作したときに、望ましくない審美的外観を有する場合がある。
【０００５】
エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復する幾つかの現在の技法は、欠陥の光学的検出に依拠している。しかしながら、光学的検出を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥の位置を検出し、次いで、検出した欠陥を修復することは、比較的多くの時間を要するプロセスとなる場合があり、また、ＥＣデバイスが動作したときに非所望の審美的外観を引き起こす欠陥の満足な修復を常にもたらすとは限らない場合もある。
【０００６】
通常、ＥＣデバイスの光学撮像は、ＥＣ積層膜が製造された基板が、ＥＣデバイスの形での絶縁ガラスへの取り付け等の特定の用途のためにより小さなサイズのＥＣ積層膜部分に切断された後であるか、ＥＣ積層膜が基板上に製造された後であるか、又は別のガラスへの基板上のＥＣ積層膜の積層の後に、光学撮像システムを用いて行われる。ＥＣ積層膜又は積層膜部分が、当該ＥＣ積層膜又は積層膜部分の光学的性質がＥＣデバイスの設計に従った動作状態、を達成することができるように、適切な電位が、約１５分〜２０分等の起動時間間隔の間、ＥＣ積層膜又は積層膜部分に印加される。したがって、ＥＣデバイスの製造中にＥＣ積層膜又は積層膜部分の光学撮像を行って、欠陥に対応する位置における光放出の相違に基づき欠陥を検出する時間期間は、通常、起動時間間隔を含む。
【０００７】
加えて、ＥＣ積層膜は、メモリ特性を有する場合があり、このメモリ特性によって、ＥＣ積層膜は、電位がＥＣ積層膜に印加された後に電荷を蓄積し、蓄積された電荷はかなりゆっくりと放散する。結果として、製造中に電位がＥＣ積層膜に印加される初期の検査ステップから残存している場合があるあらゆる収集された電荷がＥＣ積層膜から放散するための２時間まで又はそれ以上の場合がある十分な時間を待つことなく、光学撮像がＥＣデバイスの製造中に行われて、欠陥の位置が検出される場合、欠陥を有するとして識別されたＥＣデバイス上の位置は、不正確なものとなるおそれがある。
【０００８】
さらに、ＥＣデバイス製造中は、電力サイクリングがＥＣデバイスに対して行われる前に、導電層間の短絡等の幾つかの欠陥を修復することが望ましい。電力サイクリングが行われる前に、そのような短絡が修復されない場合、短絡を含むＥＣ積層膜の比較的大きな領域がおそらく動作不能になり得る可能性があり、そのため、ＥＣデバイスの電力サイクリング後は、短絡が検出不能となるおそれがあり、したがって、修復不能となるおそれがある。加えて、短絡の中には、電力サイクリング前に修復されない場合に、電力サイクリングの結果としてＥＣ積層膜に損傷を与えるおそれがあるものがある。
【０００９】
加えて、ＥＣ積層膜内の短絡の中には、ＥＣデバイスが電力サイクリングを受けた後になるまで、光学撮像システムによる欠陥としての検出を可能にする光放出特性を有しないものがあり得ることが確認されている。したがって、ＥＣデバイス製造中に、欠陥を検出及び修復する光学撮像を複数回行うことが必要な場合がある。
【００１０】
加えて、通常、光学撮像システムとともに照明デバイスを用いる必要がある。照明デバイスは、光学撮像されるＥＣ積層膜部分の表面の反対側のＥＣ積層膜部分の表面からＥＣ積層膜部分を照明するように動作する。そのような照明は、光学撮像システムによって得られたＥＣ積層膜部分の光学画像に十分なコントラストが存在することを確保して、欠陥を含むＥＣ積層膜部分の位置における光放出と欠陥を有しない位置における光放出との間の弁別を可能にするために提供される。照明デバイスの使用によって、複雑さ及び追加コストが、光学撮像システムによるＥＣデバイス内の欠陥の検出及び修復に加えられる。
【００１１】
代替的に、ＥＣデバイス内の欠陥は、ＥＣデバイスを製造するための組み立てラインのオペレータ等の人間が視覚的に検出することができる。欠陥のそのような手動検出は、通例、約２０分〜４０分を要する。加えて、人間によるＥＣデバイス上の欠陥の位置の識別は、あまり再現性がなく、後続の修復ステップにおける欠陥の満足な修復が可能ではない。その結果、オペレータによって欠陥を視覚的に検出するステップと、次に、検出された欠陥を修復するステップとは、ＥＣデバイスの製造中に、１回又は複数回繰り返すことが必要な場合がある。
【００１２】
したがって、高い正確度で、高速かつ比較的容易に、更に比較的低コストでエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復することが必要とされている。
【発明の概要】
【００１３】
一実施形態によれば、エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのシステムは、エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得する熱撮像ユニットを備えることができる。加えて、本システムは、前記熱画像を表す熱撮像データを用いて、前記熱画像の１つ又は複数のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較することによって、前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに、該検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置を求める制御ユニットを備えることができる。
【００１４】
別の実施形態によれば、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するための方法は、前記エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得するステップを含むことができる。加えて、本方法は、前記熱画像を表す熱撮像データを処理するステップであって、前記熱画像の１つ又は複数のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較することによって前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに、該検出された欠陥に対応する前記エレクトロクロミックデバイスの位置を求める、処理するステップを含むことができる。
【００１５】
別の実施形態によれば、エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのシステムは、エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、該デバイスの熱画像を取得する熱撮像ユニットを備えることができる。加えて、本システムは、前記熱画像の熱撮像データを処理して、前記エレクトロクロミックデバイス上の欠陥を検出するとともに前記検出された欠陥に対応する前記デバイスの位置を求める制御ユニットを備えることができる。さらに、本システムは、レーザ光を放出して、前記検出された欠陥に対応する前記デバイスの前記位置をアブレーションするレーザデバイスユニットと、前記熱画像が取得されるときに、前記デバイスの温度を制御する冷却機ユニットと、を備えることができる。また、前記制御ユニットは、前記熱画像のピクセルにおいて検出された温度振幅を所定の値と比較して、前記ピクセルが前記デバイス上の欠陥の位置に対応するか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一態様による、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するためのシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一態様による、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するシステムのブロック図である。
【図３】本発明の一態様による、エレクトロクロミックデバイスを製造するための組み立てラインに沿って、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのシステムのブロック図である。
【図４】本発明の一態様による、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するプロセスフローを示す図である。
【図５】本発明の一態様による、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するためのプロセスフローを示す図である。
【図６】本発明の一態様による、熱撮像が、エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出及び修復するのに用いられるエレクトロクロミックデバイスを製造するためのプロセスフローを示す図である。
【図７】動作状態にある例示的なエレクトロクロミックデバイスの光学画像を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一態様に従って得られた図７のエレクトロクロミックデバイスの熱画像を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一態様に従って得られた図７のエレクトロクロミックデバイスの熱画像を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ａの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｂの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図８Ｅ】図８Ａの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図８Ｆ】図８Ｂの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図９Ａ】本発明の一態様に従って得られた図７のエレクトロクロミックデバイスの熱画像を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一態様に従って得られた図７のエレクトロクロミックデバイスの熱画像を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ａの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｂの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図９Ｅ】図９Ａの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【図９Ｆ】図９Ｂの熱画像の３次元プロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（詳細な説明）
本発明の態様によれば、エレクトロクロミックデバイス内の短絡等の欠陥を検出してその位置を特定し、エレクトロクロミックデバイスの検出された欠陥を修復し、その修復を検証するために、熱撮像を用いることができる。
【００１８】
図１は、本発明の一態様による、熱撮像を用いてエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するためのシステム１を示している。図１を参照すると、システム１は、入力デバイス１２と、表示デバイス１４と、電源ユニット１６と、冷却機ユニット１８と、真空ユニット２０と、空気供給ユニット２２と、熱画像プロセッサユニット２４と、に電気的に相互接続された制御ユニット１０を備えることができる。加えて、システム１は、熱画像プロセッサユニット２４と電気的に相互接続された熱カメラユニット２６と、電源ユニット１６と電気的に相互接続されたコンタクタユニット２８Ａ及び２８Ｂと、を備えることができる。
【００１９】
入力デバイス１２は、ユーザが入力情報を制御ユニット１０に供給するように動作させることができるキーパッド、キーボード、マウス、スイッチ等の従来のデバイスである。入力情報は、システム１のプレート３２上に配置されたパネル３１に含まれるエレクトロクロミックデバイスのエレクトロクロミック積層膜内等にある、エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するように、システム１の制御を提供することができる。パネル３１は、ガラス等の基板とすることができる。この基板上には、エレクトロクロミック積層膜と、このエレクトロクロミック積層膜の構成要素と電子的に相互接続された導電性バスバーとが形成されている。これらのＥＣ積層膜及びバスバーはそれぞれ、パネルを１つ又は複数の部分に切断することによって１つ又は複数のエレクトロクロミックデバイスを得ることができるように、パネル３１の基板上に構成することができる。言及を容易にするために、本発明による熱撮像を用いた欠陥の検出及び修復は、以下では、パネル３１の切断から得られるエレクトロクロミックデバイス３０に関して説明する。
【００２０】
表示デバイス１４は、制御ユニット１０によって供給される情報を表示することができるＬＣＤディスプレイ又はＬＥＤディスプレイ等の任意のモニタ又はディスプレイ画面とすることができる。
【００２１】
冷却機ユニット１８は、或る温度及び流量の空気、窒素、アルゴン、若しくはヘリウム等の気体、又は液体を供給して、プレート３２の温度を華氏約６５度（摂氏約１８．３度）等の所定の温度以下に下げて維持するように、制御ユニット１０等によって制御することができる任意のデバイスとすることができる。冷却機ユニットの動作の制御に基づいて、プレート３２上に配置されたＥＣデバイス３０の温度を、華氏約５０度（摂氏約１０度）等の所望の温度に下げて維持することができる。
【００２２】
プレート３２は、パネル３１を保持するのに十分なサイズの実質的に平面の外側表面３６を有するハウジングの形態とすることができる。プレート３２は、外側表面３６に開口した１つ又は複数の孔３８と、孔３８から入力ポート４２まで延在する導管４０とを更に備えることができる。
【００２３】
空気供給ユニット２２は、所望の流量の圧縮空気を供給するように、制御ユニット１０等によって制御することができるデバイスとすることができる。この圧縮空気は、プレート３２の入力ポート４２で終端する導管２１を通して印加することができる。
【００２４】
真空ユニット２０は、真空を生成するように制御ユニット１０等によって制御することができる任意のデバイスとすることができる。この真空は、導管２１を通してプレート３２の入力ポート４２に印加することができる。
【００２５】
熱カメラユニット２６は、レンズ２７を有する赤外線カメラ等の熱撮像カメラを備えることができる。カメラのレンズ２７は、３つの自由度（ｘ，ｙ，ｚ）において移動するように制御可能とすることができ、熱撮像カメラは、熱画像を取得するとともに、取得された熱画像を表す熱撮像データを供給するように制御可能とすることができる。レンズ２７は、例えば、赤外線ｆ／１．４、２５ｍｍ対物レンズ又は赤外線ｆ／３．０Ｍａｃｒｏ１×レンズとすることができる。当業者であれば、後述するように、ＥＣデバイス内の欠陥を検出してその位置を特定するのに用いることができる熱画像を取得するのに適したアパーチャ及び焦点距離を有する赤外線レンズを選択することができることが理解されるべきである。
【００２６】
熱カメラユニット２６のレンズ２７がプレート３２に対して所望の位置に移動されるとともに、プレート３２上のＥＣデバイス３０の熱画像がカメラユニット２６によって取得されるように、熱画像プロセッサユニット２４は、制御ユニットから供給された制御データに基づいて、熱カメラユニット２６の動作を制御することができる。加えて、熱画像プロセッサユニット２４は、カメラユニット２６からの熱撮像データを処理し、処理した熱撮像データと、更にカメラユニットからの熱撮像データとを制御ユニット１０に供給することができる。
【００２７】
コンタクタユニット２８は、３つの自由度（ｘ，ｙ，ｚ）で移動するように制御することができる接触要素２９を備えるデバイスとすることができる。コンタクタユニット２８は、接触要素２９が移動されて、電位を印加してＥＣデバイスを動作状態に切り替えることができるデバイス３０のＥＣ積層膜のバスバー又は同様の接触点等のＥＣデバイス３０の所望の位置と接触することができるようにプレート３２に対して配置されている。電位がＥＣデバイスの負の端子と正の端子との間に印加されると、ＥＣデバイス３０は、非動作状態から動作状態に切り替わることができ、動作状態では、ＥＣ積層膜の光学的特性、ひいてはデバイス３０の光学的特性は、所望の所定の状態、例えば、有色状態又は着色状態を達成することができる。
【００２８】
電源ユニット１６は、位置制御データをコンタクタ２８に供給して接触要素２９を移動させてＥＣデバイス３０の所望の位置と接触させるように制御ユニット１０等によって制御することができるデバイスとすることができる。さらに、電源ユニット１６は、コンタクタ２８Ａ及び２８Ｂの接触要素を用いてＥＣデバイス３０に印加される低電圧電気信号の特性を制御することができる。
【００２９】
制御ユニット１０は、コンピュータ又は同様のデバイス等の、プロセッサ及びメモリを備えるデータ処理デバイスである。メモリは、データと、プロセッサによって実行可能な命令とを記憶するためのものである。制御ユニット１０は、入力デバイス１２によって供給された入力データを処理するとともに、本発明の態様に従って、熱撮像によってエレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出するプロセスを実行するための制御データを冷却機ユニット１８、真空ユニット２０、空気供給ユニット２２、熱画像プロセッサユニット２４、及び電源ユニット１６に供給するように構成されている。１つの実施形態では、制御ユニット１０は、本明細書で説明するように、システム１の他のユニットによって実行される機能のうちの１つ又は複数を実行するように構成することができる。
【００３０】
図４は、本発明の態様による、エレクトロクロミックデバイス内の欠陥を検出する例示的なプロセス１００を示している。例示の目的で、上述したような図１のシステム１の構成要素によって実行される動作と関連させてプロセス１００を説明する。
【００３１】
図４を参照すると、ブロック１０２において、制御ユニット１０は、空気ユニット２２によって導管２１を通して圧縮空気を供給させる制御データを空気ユニット２２に供給することができる。圧縮空気の供給が開始された後、エレクトロクロミックデバイス３０をプレート３２の表面３６上に移動させることができる。このエレクトロクロミックデバイスは、エレクトロクロミック積層膜で被覆されたガラスのシートを備えるとともに、上に形成された導電性バスバーがエレクトロクロミック積層膜と電気的に相互接続されているパネルの一部とすることができる。圧縮空気は、汚れのない乾燥した空気又は窒素とすることができる。
【００３２】
ＥＣデバイスがプレート３２上に配置された後、圧縮空気の供給を停止することができ、制御ユニットは、導管２１内に真空を生成するように真空ユニット２０を制御することができる。この真空は、ＥＣデバイスをプレート３２の表面３６上で実質的に移動不能に維持するように提供される。
【００３３】
１つの実施形態では、プレート３２は、導管４６と連通した入力ポート４４を含むことができる。この導管は、プレート３２の内部に延在し、表面３６に隣接して配置されている。制御ユニットは、プレート３２の温度を下げるために、冷却された空気又は液体等の液体又は気体を導管２３を通して入力ポート４４に供給し、そして導管４６内に供給するように冷却機１８を制御することができる。華氏約６５度（摂氏約１８．３度）の温度等へのプレート３２の冷却は、プレート表面３６と接触して保持されたＥＣデバイス３０を所望の均一な温度に冷却することを更にもたらす。適した電位を印加することによってＥＣデバイスを動作状態に切り替える前にＥＣデバイス３０を冷却することによって、熱撮像を用いたＥＣデバイス３０のＥＣ積層膜内の短絡等の欠陥の検出を向上させることができる。冷却されたＥＣデバイス３０は、安定した均一な温度に維持することができ、そのため、熱撮像の使用によって、短絡等の欠陥を有するＥＣデバイスの領域から発生した熱は、熱を発生させる欠陥を有しない、欠陥の周囲の又は欠陥に隣接したＥＣデバイスの領域と、容易に区別可能である。加えて、プレート３２がＥＣデバイスに対して均一な熱的背景として機能するようにこのプレートを冷却することによって、欠陥を含む部分の周囲の又はこの部分に隣接した、欠陥を有しないＥＣ積層膜の部分について検出された温度振幅に対する、短絡を含むＥＣ積層膜の部分について検出される温度振幅の信号対雑音比を増大させることができる。
【００３４】
ブロック１０４において、制御ユニット１０は、入力デバイス１２において受信された入力情報に基づいて、コンタクタユニット２８Ａ及び２８Ｂにそれらのそれぞれの接触要素２９Ａ及び２９Ｂを移動させて、ＥＣデバイス３０のそれぞれの正のバスバー及び負のバスバー（図示せず）と接触させる制御データを電源ユニット１６に提供することができる。１つの実施形態では、接触要素の位置決めの制御は、ＥＣデバイス３０の寸法と、ＥＣデバイス上のバスバーの位置と、ＥＣデバイスが保持されているプレート３２の表面３６上の位置とを示す、制御ユニットのメモリに記憶されたデータに基づいて自動的に実行することができる。
【００３５】
ブロック１０６において、熱画像プロセッサユニット２４は、レンズ２７と対面しているＥＣデバイス３０の表面の上方の所定の位置にレンズ２７を移動させるように熱カメラユニット２６を制御することができる。
【００３６】
ブロック１０８において、制御ユニット１０は、それぞれの接触要素２９Ａ及び２９Ｂと接触するＥＣデバイス３０のバスバーの両端に矩形波等の所定の電位を印加するように電源ユニット１６を制御することができる。印加される電位のデューティサイクル、持続時間、周波数、及び電力レベルは、制御ユニットからの制御データに基づいて制御することができる。ここで、この制御データは、制御ユニットのメモリに記憶されたデータ又は入力デバイス１２から供給された入力情報から求められる。
【００３７】
さらに、ブロック１０８において、電位がＥＣデバイスに印加されると、熱画像プロセッサユニットは、所定のレートで電位の印加と同期してＥＣデバイスの熱画像を取得するように熱カメラユニットを制御することができる。取得された熱画像を表す熱撮像データは、熱画像プロセッサユニットから制御ユニットに供給することができ、次いで、取得された熱画像を電位が印加されたタイミングと相関させる情報とともに制御ユニットのメモリに記憶することができる。
【００３８】
ブロック１１０において、制御ユニット１０は、熱撮像データを処理して、熱画像内の種々のピクセルにおける検出された温度振幅間の差を求め、ＥＣ積層膜内の欠陥の位置を検出及び識別することができる。欠陥は、例えば、ＥＣ積層膜の２つの導体間の短絡を含むことができる。これらの短絡は、ＥＣデバイスが動作状態にあるときに、当該短絡を有する領域に隣接したＥＣ積層膜の領域よりも多くの電流を引き込むＥＣ積層膜の領域である。ＥＣ積層膜内の短絡における電流の増加によって、熱又は熱放射が発生し、この熱又は熱放射は、熱撮像カメラが検出することができる。１つの実施形態では、熱撮像カメラによって取得されたＥＣデバイスの熱画像の各ピクセルにおいて検出された熱放射の振幅は、熱画像プロセッサユニットが求めることができる。
【００３９】
１つの実施形態では、ＥＣデバイスに印加される電位を所定の周波数において変調することができ、熱撮像データを取得された熱画像から得て、欠陥の位置を高精度で識別することができる。ＥＣ積層膜の短絡を通って流れるより高いレベルの電流から発生する高温度は、熱撮像の使用によるＥＣ積層膜内の短絡の位置の検出を可能にすることができる。１つの実施形態では、連続して取得された熱画像をそれぞれ表す熱撮像データを反復的に解析して、欠陥を熱画像の中心に位置決めされた状態に維持しながら、熱撮像されたＥＣデバイスの領域のサイズを縮小し、それによって、ＥＣデバイスにおける欠陥及びその位置上にロックインし、有利には、欠陥の信号対雑音比を増大させることによって、欠陥を検出し、それらの位置を特定することができる。これについては、例えば、ロックインサーモグラフィ技法を記載しているHuth, S.他「Lock-in Thermography - a novel tool for material and device characterization」（Solid State Phenomena, Vol. 82-84, pp. 741-746 (2002)）を参照されたい。この文献の内容は、参照することによって本明細書の一部をなすものとする。
【００４０】
１つの実施形態では、ブロック１１０において、熱画像のそれぞれのピクセルの温度振幅間の比較を行って、ＥＣ積層膜内の短絡等の欠陥に関連付けることができる温度振幅を有する熱画像のピクセルを識別することができる。識別されたピクセルは、ＥＣデバイスのＥＣ積層膜上の欠陥の位置に対応するものと判断される。
【００４１】
１つの実施形態では、制御ユニット１０は、上述したような欠陥上にロックインする反復的手順の使用等によって、欠陥を含む部分に隣接した、欠陥を有しないＥＣ積層膜の部分について検出された温度振幅に対する、欠陥を含むＥＣ積層膜の部分について検出された温度振幅の信号対雑音比を増大させるように、レンズ２７の位置の位置決めとＥＣデバイスに印加される電位とを制御することができる。
【００４２】
１つの実施形態では、温度振幅を、熱撮像されたＥＣデバイスと対応付けてディスプレイ画面上に２次元的に表示するとともに、インディシア（indicia：しるし）、例えば、色合い、濃淡等を有する温度振幅を表示するように、熱画像用の熱撮像データを処理することができ、そのため、欠陥を有する領域を、欠陥を有しないＥＣデバイスの他の領域とディスプレイ画面上で容易に区別することができる。例えば、温度振幅は、それらの絶対値に比例した明度を有するように表示することができる。
【００４３】
ブロック１１２において、制御ユニット１０は、熱画像ごとに、各ピクセルにおいて検出された温度振幅と、熱画像の各ピクセルに対応するＥＣデバイス上の位置（複数の場合もある）とを記憶することができる。
【００４４】
ブロック１１４において、制御ユニット１０は、記憶された熱撮像データを処理して、フィルタリング機能を提供することができる。このフィルタリング機能では、所定の閾値未満の温度振幅を有するＥＣデバイスの熱画像のピクセルに対応するＥＣデバイス上の位置は、欠陥に対応するものとは識別されない。さらに、ブロック１１４において、制御ユニットは、フィルタリング後に残っている欠陥に対応するＥＣデバイス上の位置を示すデータをそのメモリに記憶して、その後に続く欠陥の修復を可能にすることができる。
【００４５】
ブロック１１６において、制御ユニットは、真空の提供を停止するように真空ユニットを制御することができ、次いで、圧縮空気を供給して、デバイス３０を含むパネル３１をプレート３２から除去することができるように空気ユニットを制御することができる。
【００４６】
本発明の例示的な実施態様では、システム１について上述したものと同じ又は類似の構成要素及び機能を有する例示的なシステムを用いて、それぞれ３５ｍｍ×４１ｍｍの長さ寸法及び幅寸法を有し、２ｍｍの厚さを有するガラス基板上に配置されたＥＣ積層膜を備える例示的なＥＣデバイスの熱撮像を行った。図７は、そのようなＥＣデバイスが動作状態にあるときに得られた光学画像である。図７を参照すると、光学画像から、ＥＣデバイスが、画像の中心の右側において中心に隣接した顕著な短絡を含めて、欠陥として複数の短絡を有することを観察することができる。
【００４７】
ＥＣデバイスの上方に位置決めされて８０μｍ／ピクセルの分解能を提供する２５ｍｍ  ＩＲ対物レンズを有する例示的なシステムの熱カメラユニットと、また、ＥＣ膜デバイスの上方に位置決めされて１０μｍ／ピクセルの分解能を提供するＭａｃｒｏ１×  ＩＲ対物レンズも用いた例示的なシステムの熱カメラユニットとを用いて、例示的なＥＣデバイスの熱画像を得た。図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ２５ｍｍレンズ及びＭａｃｒｏ１×レンズを用いて取得された図７のＥＣデバイス全体の熱画像を示している。
【００４８】
加えて、熱撮像データを処理して、図８Ａ及び図８Ｂに示す熱画像の各ピクセルの温度振幅を３次元で表示して、それぞれ図８Ｃ及び図８Ｅ並びに図８Ｄ及び図８Ｆに示すように、欠陥に対応する熱領域を強調した。２５ｍｍレンズを用いて行われた熱撮像の結果、図８Ｃ及び図８Ｅに示すように、短絡において約３５０ミリケルビン（０．３５℃）のピークが得られるのに対して、Ｍａｃｒｏ１×レンズを用いて行われた熱撮像の結果、図８Ｄ及び図８Ｆに示すように、同じ短絡において約１６，０００ミリケルビン（１６℃）のピークが得られることが分かった。同じ短絡についての２つの異なるレンズのそれぞれのピーク温度振幅（温度）間の差が生じる理由は、各ピクセルが複数の領域からの熱放出を平均化し、短絡を含むＥＣデバイスの領域は、通常、約１０μｍのように小さいからである。その結果、同じ短絡について、或るピクセルがＥＣ積層膜の大きな領域に対応するほど、そのピクセルの熱撮像データは、ＥＣ積層膜の背景（基準）温度と比較して、より小さな温度差を有する。換言すれば、欠陥を有しないＥＣ積層膜の部分の温度振幅に対する、ＥＣ積層膜内の欠陥の温度振幅（温度）の信号対雑音比は、各ピクセルによって表されるＥＣデバイスの領域のサイズの増加に伴って減少する。
【００４９】
システム１の幾つかの実施形態では、ＥＣデバイス製造中に、取得される熱画像のピクセルサイズを変化させて、より大きな視野を提供し、感度が対応して減少するものの、ＥＣデバイスの欠陥を検査している間のスループットを増加させることができ、また、その逆も行うことができる。
【００５０】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ２５ｍｍレンズ及びＭａｃｒｏ１×レンズを用いた熱撮像によって得られた図７の同じＥＣデバイスの熱画像を示している。ここでは、熱画像は、領域の中心に位置が特定されたＥＣ積層膜内の欠陥を含む例示的なＥＣデバイスの４ｍｍ×４ｍｍ領域のものである。図９Ｃ及び図９Ｅ並びに図９Ｄ及び図９Ｆは、それぞれ、図９Ａ及び図９Ｂの熱撮像データの３次元表示を示している。
【００５１】
システム１の動作の１つの実施形態では、電位は、矩形波の形でエレクトロクロミックデバイスに印加することができ、熱画像は、次のように取得することができる。すなわち、（１）電位は、１００秒間は−３ボルトであり、次の１００秒間は０ボルトであり、最後の１００秒間は−３ボルトであり、熱画像は、２．２Ｈｚのレートで取得される。（２）電位は、１００秒間は−２ボルトであり、次の１００秒間は０ボルトであり、最後の１００秒間は−２ボルトであり、熱画像は、２．２Ｈｚのレートで取得される。（３）電位は、１００秒間は３ボルトであり、次の１００秒間は−２ボルトであり、最後の１００秒間は３ボルトであり、熱画像は、２．２Ｈｚのレートで取得される。（４）電位は、１００秒間は−２ボルトであり、次の１００秒間は０ボルトであり、最後の１００秒間は−２ボルトであり、熱画像は、２．２Ｈｚのレートで取得される。（５）電位は、１０秒間は−２ボルトであり、次の１０秒間は０ボルトであり、最後の１０秒間は−２ボルトであり、熱画像は、２２Ｈｚのレートで取得される。（６）電位は、３．３秒間は−２ボルトであり、次の３．３秒間は０ボルトであり、最後の３．３秒間は２ボルトであり、熱画像は、８０Ｈｚのレートで取得される。（７）電位は、３．３秒間は３ボルトであり、次の３．３秒間は０ボルトであり、最後の３．３秒間は３ボルトであり、熱画像は、８０Ｈｚのレートで取得される。（８）電位は、３．３秒間は５ボルトであり、次の３．３秒間は０ボルトであり、最後の３．３秒間は５ボルトであり、熱画像は、８０Ｈｚのレートで取得される。（９）電位は、３．３秒間は７ボルトであり、次の３．３秒間は０ボルトであり、最後の３．３秒間は７ボルトであり、熱画像は、８０Ｈｚのレートで取得される。（１０）電位は、次のような２００秒インパルス、すなわち、最初の５０秒間は３ボルト、次の５０秒間は０ボルト、次の５０秒間は−２ボルト、を２つ連続して用いて４００秒間印加され、熱画像は、２．２Ｈｚのレートで取得される。
【００５２】
別の態様において、図２を参照すると、システム２００が、熱撮像を用いたエレクトロクロミックデバイス内の欠陥の検出及び修復を提供することができる。図２を参照すると、システム２００は、システム１について上述したのと同じ又は類似の構成要素を備えることができ、さらに、制御ユニット１０に電気的に相互接続されたレーザ制御ユニット２１０とレーザデバイス２１２とを備えることができる。
【００５３】
レーザデバイス２１２は、レーザ等の光エネルギー放出デバイスとすることができる。この光エネルギー放出デバイスは、レーザから約２０ｍｍ未満離れた距離に位置決めされた約１５平方ミクロン（約１５平方マイクロメートル）未満の合焦面積をアブレーションするのに十分なエネルギーで光学的光ビームを放出するように制御することができる。加えて、レーザデバイス２１２は、３つの自由度（ｘ，ｙ，ｚ）で移動するように制御することができる。
【００５４】
レーザ制御ユニット２１０は、レーザ光の放出及び放出されるレーザ光の強度を制御するように動作することができるとともに、制御ユニット１０によって供給された制御データに基づいてレーザデバイス２１２の移動も制御するように動作することができる。
【００５５】
１つの実施形態では、レーザデバイス２１２を熱カメラユニット２６に固定することができ、望ましくは、熱カメラユニットと一体にすることができる。
【００５６】
図５は、熱撮像を用いてＥＣデバイス内の欠陥を検出し、検出された欠陥を修復し、次いで、検出された欠陥が十分に修復されたか否かを、熱撮像を用いて検証するために、システム２００に関して実行することができる例示的なプロセス２５０を示している。プロセス２５０は、プロセス１００のブロック１０２、１０４、１０６、１０８、及び１１０について上述したのと同じ機能を含むことができ、これらの機能は、図５には示されていない。
【００５７】
図５を参照すると、ブロック１０２、１０４、１０６、１０８、及び１１０が、上述したように実行された後、ブロック２４０において、レーザデバイス２１２から放出されたレーザ光が、検出された短絡の位置に対応する、所定の閾値を超えた温度振幅を有すると判断されたＥＣデバイスの熱画像の単数又は複数のピクセルに対応するＥＣデバイス上の位置（複数の場合もある）に当たることができるように、制御ユニットは、ＥＣデバイスに対してレーザデバイスを位置決めするようにレーザデバイス２１２の移動を制御することができる。レーザデバイス２１２の位置決めは、制御ユニットのメモリに記憶されたＥＣデバイスのサイズ及びプレート３２上のＥＣデバイスの位置を示すデータを用いることができる。
【００５８】
ブロック２４２において、レーザ制御ユニット２１０は、所定の閾値を超えた温度振幅を有すると判断されたＥＣデバイスの熱画像のピクセル（複数の場合もある）に対応するＥＣデバイスのＥＣ積層膜内の位置（複数の場合もある）をアブレーションするのに適した波長及び十分な強度のレーザ光をレーザデバイスに放出させることができる。例えば、レーザ光の強度は、３００ｍＷ〜５００ｍＷとすることができる。加えて、レーザ光ビームは、直径が５０μｍ〜２５０μｍの幅を有することができ、少なくとも２×１０７Ｗ／ｃｍ２の電力密度を有することができる。代替的な実施形態では、レーザデバイスは、欠陥に外接するＥＣ積層膜の部分をアブレーションすることによってその欠陥を修復するように制御することができる。
【００５９】
ブロック２４４において、欠陥修復がブロック２４２においてレーザアブレーションによって行われた位置（複数の場合もある）に対応するＥＣ積層膜の位置（複数の場合もある）の熱画像を取得することができるＥＣデバイス上の位置にレンズ２７を移動させるように、熱カメラユニット２６を制御することができる。
【００６０】
ブロック２４６において、ブロック１０８について説明したのと同様に、動作状態にあるときのＥＣデバイスの熱画像を取得するように、電源ユニット及び熱カメラユニットを制御ユニットによって制御することができる。
【００６１】
ブロック２４８において、ブロック１１０と同様に、ブロック２４６において取得された熱画像に対応する熱撮像データを処理して、いずれかの欠陥が熱撮像データによって示されているか否かを判断することができる。例えば、取得された熱画像のピクセルの温度振幅が、ブロック２４２において欠陥修復を受けた位置に対応するＥＣ積層膜の位置において所定の閾値を超えている場合、ブロック２４８において、短絡が存在する、換言すれば、短絡が検出されたと判断される。ＥＣ積層膜内の短絡が修復された後、短絡を有すると識別されたＥＣ積層膜の位置は、もはや高レベルの熱を放射するはずがなく、そのため、修復された短絡の位置に対応する熱画像のピクセル（複数の場合もある）の温度振幅は、所定の閾値未満である。欠陥がブロック２４８において検出されない場合、上記で議論したように、ブロック１１６の動作をブロック２４９において実行して、ＥＣデバイスを含むパネルをプレート３２から除去することができる。欠陥がブロック２４８において検出された場合、ブロック２４０、２４２、２４４、２４６、及び２４８の動作を繰り返すことによって、更なる修復手順を実行することができる。
【００６２】
別の実施形態では、欠陥がブロック２４８において検出された場合、制御ユニットは、当該制御ユニットに接続されたスピーカ上での可聴警報のように、表示ユニット又は別の出力デバイス等での警報信号を提供して、エレクトロクロミックデバイスが動作状態にあるときに、ＥＣデバイスが、非所望の審美的効果をもたらすおそれがある欠陥を含むことを、システムのオペレータ等に示すことができる。制御ユニットは、ブロック２４８において判断されたようなＥＣデバイス上の欠陥（複数の場合もある）の位置（複数の場合もある）を示す情報を表示ユニット上に更に提供することができる。
【００６３】
更なる実施形態では、上述したようなシステム１の動作によって欠陥として検出された短絡は、例えば、電源ユニット１６から供給されてコンタクタユニット２８を用いて印加される徐々に増加する電流をＥＣデバイスに印加して、その短絡がＥＣデバイス内において導電層から自己絶縁するまでその短絡を加熱することによって修復することができる。制御ユニットは、修復が実行されている間、連続する熱画像の取得を制御することができ、同様に修復が実行されている間、熱画像を表す熱撮像データを解析して、短絡がいつ修復されたのかを自動的に判断することができる。この時点で、制御ユニットは、電流がＥＣデバイスにそれ以上印加されないように電源ユニットを制御する。
【００６４】
図３は、ＥＣデバイス内の欠陥を検出及び修復するための例示的なシステム３００を示している。この図３において、システム３００は、ＥＣデバイスを製造するための組み立てラインの一部である。図３を参照すると、システム３００は、熱撮像を用いてＥＣデバイス内の欠陥の位置を検出するためのシステム４００を備えることができる。ここで、システム４００は、上述したようなシステム１と同じもの又は類似のものである。システム４００は、組み立てライン４３０に沿ってシステム４２０に先行することができる。システム４２０は、上述したようなシステム２００と同じもの又は類似のものとすることができ、ＥＣデバイスの製造中に後続の段階で、熱撮像を用いて、欠陥の修復及びシステム４００によって検出された欠陥の修復の検証を提供することができる。
【００６５】
１つの実施形態では、顕微鏡ユニット４４０は、システム４００及び４２０のうちのいずれかの制御ユニットによって制御可能とすることができ、この制御ユニットとデータを交換することができ、組み立てライン４３０に沿ってシステム４００と４２０との間に配置することができる。顕微鏡ユニット４４０は、製造されているＥＣデバイス上の選択された位置、特に、システム４００によって欠陥を有するとして識別された位置の高分解能の画像を得るように動作可能とすることができる。
【００６６】
１つの実施形態では、光源等の照明ユニット４５０を、顕微鏡ユニット４４０に対面しているＥＣデバイスの表面と反対側のＥＣデバイスの表面に対面させて配置することができる。照明ユニット４５０は、システム４００又は４２０のうちのいずれかの制御ユニットの制御下で、ＥＣデバイスの選択された領域を照明して、顕微鏡ユニット４４０によって取得された光学画像のコントラストをより大きくするように動作させることができる。
【００６７】
１つの実施形態では、システム４００の熱撮像の熱分解能は、システム４２０の熱撮像の熱分解能よりも低くすることができる。
【００６８】
１つの実施形態では、ＥＣデバイスの熱撮像は、ＥＣ積層膜内の非均一性、又はＥＣ積層膜が付着又は堆積されている基板内の非均一性を識別するように行うことができる。ＥＣ積層膜内の非均一性は、例えば、厚さが異なるＥＣ積層膜の領域が存在することとすることができる。非均一性は、熱撮像によって検出することができる。なぜならば、ＥＣデバイスの表面からＥＣ積層膜内の層に向かって起こる伝熱は、層が強い接合を有しない場合に不均等に起こり得るからである。例えば、熱撮像を用いて、ＥＣ積層膜の層の相互間の剥離又は下にある基板からのＥＣ積層膜の剥離を検出することができる。
【００６９】
別の実施形態では、熱撮像は、ＥＣデバイスのバスバー内の非均一性及び不均等な接着、バスバーとＥＣ積層膜の部分との間の高い接触抵抗、並びにＥＣデバイスの弱い又は失敗したはんだ接合及びワイヤ取り付けを検出するように行うことができる。
【００７０】
１つの実施形態では、黒色の用紙等の不透明な材料シートをプレート３２の表面３６上に配置して、ＥＣデバイスからの熱放射の反射が熱画像内で測定されることを回避することができる。ＥＣデバイスからの熱放射の反射を最小にすることによって、ＥＣデバイスから取得された熱画像において、欠陥を有する領域の熱放射測定と欠陥を有しない領域の熱放射測定との間のコントラストを増大させることができる。
【００７１】
更なる実施形態では、ガラスシート等のフィルタリング要素を、システム１のユニット２６等の熱カメラユニットのレンズ若しくはこのレンズの一部に、又は熱撮像されているＥＣデバイスに隣接して配置することができる。
【００７２】
別の実施形態では、プレート３２は、ＥＣデバイスと熱カメラユニットのレンズとの間のフィルタリング要素の有無にかかわらず、熱カメラユニットによる、ＥＣ積層膜のいずれの側からのＥＣデバイスの熱撮像も可能にするように構成することができる。更なる実施形態では、プレート３２は、フィルタリング要素として機能し、このフィルタリング要素を通してプレート上に維持されているＥＣデバイスの熱画像を熱カメラユニットによって取得することができるように構成することができる。
【００７３】
例示的なＥＣデバイス製造プロセス５００を示す図６を参照すると、本発明による、熱撮像を用いて欠陥を検出するとともに、ＥＣデバイスの製造中に、検出された欠陥の修復を検証することは、ＥＣデバイス製品の製作時間を大幅に増加させることなく、プロセス５００の様々な段階で行うことができる。例えば、欠陥は、（ｉ）ＥＣ積層膜が形成される基板ガラスの表面上の汚染物質、（ｉｉ）基板の被覆中に起こるＥＣ積層膜の層のうちの１つ又は複数における汚染、並びに（ｉｉｉ）ＥＣデバイスが動作状態にあるときに過度の電流を引き込むＥＣ積層膜内の領域を形成し得る、基板上でのＥＣ積層膜の形成中におけるＥＣ積層膜のレーザ及び他の処理、に起因してＥＣデバイスのＥＣ積層膜内に形成される場合がある。
【００７４】
そのような欠陥を検出及び修復する熱撮像は、プロセス５００のブロック５０２の後でありかつブロック５０４の前である製造段階Ａ（図６参照）において行うことができる。ブロック５０２において、ガラス等の基板を導電性のエレクトロクロミック材料の層で被覆してＥＣ積層膜を形成し、このＥＣ積層膜上にレーザスクライブ処理を行い、次いで、パネルをオーブン内で加熱することによって、１つ又は複数のＥＣデバイスを含むパネルを形成することができる。幾つかの現在の製造プロセスでは、ブロック５０２は、検査修復動作を更に含むことができる。この動作は、オーブン内でのパネルの加熱に続いて行われ、上述したの同様に、ＥＣ積層膜に増加電流を印加することによってＥＣデバイス内のハード短絡を修復する。電荷を用いたハード短絡の修復は、通常、不正確であり、ＥＣデバイスを損傷する場合があり、そのため、後述するように、ブロック５１２において行われるような最終検査動作中に損傷を修復する必要がある。ブロック５０４において、パネルは、２０１１年３月４日に出願された米国特許出願第１３／０４０，７８７号及び２０１１年７月７日に出願された米国特許出願第１３／１７８，０６５号等に記載されている、それぞれのＥＣデバイス製品内に実装されることになるＥＣデバイス（複数の場合もある）に対応した所望のサイズ（複数の場合もある）に切断される。これらの出願の開示内容は、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００７５】
ブロック５０４におけるパネルの切断前の段階Ａにおける欠陥の修復によって、パネル上の各ＥＣデバイスの欠陥の早期の検出及び修復が可能になる。欠陥の位置は、段階Ａにおいて比較的高い正確度で検出することができる。なぜならば、ＥＣデバイスの製造のこの段階で得られた熱画像は、欠陥領域と非欠陥領域との間に高いコントラストを有する可能性が高いからである。さらに、この段階で検出された欠陥に関するデータは、ＥＣ積層膜を形成するために実行される導電性のエレクトロクロミック材料の被覆ステップ中に欠陥の原因を取り除くことを助けるのに用いることができる。
【００７６】
１つの実施形態では、段階Ａにおいて、パネルの１つ又は複数のＥＣデバイスのそれぞれは、ＥＣ積層膜に電流を印加し、パネルから取得された熱画像を表す熱撮像データの形のフィードバック情報を用いてあらゆる短絡の修復の成功を検証することによって修復することができる。幾つかの実施形態では、パネルをシステム１の冷却機ユニット１８等によって冷却して、ＥＣ積層膜を損傷から保護することができ、パネルのＥＣデバイスに印加される電流の振幅を比較的遅いレートで増加させて、短絡を含むＥＣ積層膜の領域を焼損等させ、これによって、短絡の領域をＥＣ積層膜の導電層から絶縁すること等によって、短絡の原因を除去することができる。電流の振幅は、パネルの熱画像を、システムの制御ユニットによって自動的にモニタリングしながら、又は熱画像の表示を観察することによってモニタリングしながら増加させることができ、そのため、このモニタリングから、制御ユニットによって自動的に又は表示を観察しているオペレータによって、短絡が取り除かれたと判断されるまで、電流は増加される。更なる実施形態では、段階Ａにおける熱撮像を用いた欠陥の修復は、パネル内に含まれる複数のＥＣデバイスのそれぞれに対して連続して行うことができる。
【００７７】
段階Ａにおいて行われる熱撮像を用いた修復は、ＥＣデバイスの切断後に行われる幾つかの従来技術の欠陥修復技法とは対照的である。これらの従来技術の欠陥修復技法では、切断されたＥＣデバイスは、欠陥を自動的に検出して、検出された短絡に関するデータを記憶するが、検出された短絡を修復しない検査手順の一部として検査される。
【００７８】
代替的な実施形態では、欠陥を検出及び修復する熱撮像は、ＥＣデバイスが付着されることになる絶縁ガラス基板と同じサイズの基板上にＥＣ積層膜を形成することによって得られるＥＣデバイス等の、ＥＣ積層膜を切断することなく形成されるＥＣデバイスに対して行うことができる。
【００７９】
図６を再び参照すると、欠陥を検出及び修復する熱撮像は、ブロック５０４の後でありかつブロック５０６の前である製造段階Ｂにおいて行うことができる。ブロック５０６において、切断されたＥＣデバイスは、２０１１年３月４日に出願された米国特許出願第１３／０４０，７８７号に記載されているような積層を受ける。この米国出願の内容は、参照することにより本明細書の一部をなすものとする。
【００８０】
さらに、欠陥を検出及び修復する熱撮像は、ブロック５０６の後である製造段階Ｃにおいて行うことができる。ブロック５０６において、短絡等の欠陥は、切断されたＥＣデバイスに積層物を付着させるのに用いられるローラ上の汚染物質から生成される可能性がある。段階Ｃにおいて、熱撮像を用いた短絡の修復を、上述したような段階Ａにおいて行われたものと同じ又は類似の方法で行うことができる。
【００８１】
図６を参照すると、プロセス５００は、ブロック５０６の後に、ブロック５０８、ブロック５１０、及びブロック５１２を含むことができる。ブロック５０８では、絶縁ガラスユニット（ＩＧＵ）等のＥＣデバイス製品が、切断されたＥＣデバイスを用いて組み立てられる。ブロック５１０では、電力サイクリングがＥＣデバイス製品に対して行われ、次いで、ブロック５１２では、最終検査及び点検がＥＣデバイス製品に対して行われる。短絡等の欠陥は、ＥＣ製品の電力サイクリングが行われる前に光学撮像又は熱撮像を用いて検出することができない場合があり、ブロック５１２における最終検査及び点検に続く製造段階Ｄにおいて熱撮像を用いて検出及び修復することができる。
【００８２】
有利には、ＥＣデバイスについて熱撮像を用いた欠陥の検出及び修復を行うことができる時間が比較的短く、例えば、約３０秒であることによって、ＥＣデバイス製作のレート及び時間に実質的に影響を与えることなく、製造中の複数の段階において欠陥の検出及び修復が可能になる。さらに、ＥＣデバイス製品を電力サイクリングする時間を最小にすることができる。なぜならば、電力サイクリング前に行われる熱撮像は、電力サイクリングが行われた後になるまで光学的に検出することができない欠陥の検出及び修復を可能にすることができるからである。また、熱撮像を用いて欠陥を検出及び修復することによって、ＥＣデバイス製品の最終検査ステップにおいて欠陥を修復する必要性を回避することができる。この最終検査ステップの間は、修復が複雑化する場合がある。なぜならば、ＥＣデバイス製品を形成するために、不透明な（non-clear）材料層がＥＣデバイスに取り付けられている場合があるからである。加えて、ＥＣデバイスの熱画像が、ＥＣデバイスの製造中の種々の時点において取得される場合、同じ欠陥について求められるＥＣデバイス上の位置は、種々の熱画像について高精度で再現可能である。
【００８３】
更なる態様では、システム１又はシステム２００の構成要素をポータブルユニット内に統合することができる。このポータブルの熱撮像欠陥検出修復ユニットは、ＥＣデバイス製品を構成する建造物の窓等の、ＥＣデバイス製品に対してこのユニットを保持するための固定要素を備えることができる。この固定要素は、ＥＣデバイス製品に固定するための吸着カップを備えることができ、これらの吸着カップは、可動支持部が延在する起点である三脚に取り付けられる。この支持部は、熱撮像カメラユニット及びレーザデバイスに固定接続することができ、ＥＣデバイス製品に対して所望の位置にカメラユニット及びレーザデバイスを位置決めすることを可能にするように移動させることができる。ポータブルユニットに含まれるレーザデバイスは、約７ｎｓｅｃのパルス幅を放出し２０ｋＨｚの繰り返し周波数を有するとともに約１００ｍＷ〜４００ｍＷの電力レベルを提供するように制御可能な５３２ｎｍのＱスイッチレーザとすることができる。
【００８４】
１つの実施形態では、ポータブルユニットは、ＥＣデバイス製品の光学画像を取り込む光学カメラユニットを備えることができ、制御ユニットは、それらの光学画像をポータブルユニットのディスプレイ上に、ＥＣデバイス製品の熱画像とともに又は熱画像とは別個に表示することができる。加えて、ポータブルユニットは、熱撮像データと、ポータブルユニットにおいて処理又は収集された他のデータとを無線通信又は有線通信によって通信する通信ユニットを備えることができる。
【００８５】
加えて、上述したような本発明の特徴による、熱撮像を用いたＥＣデバイス内の欠陥の検出及び修復は、光起電力デバイス、非ソリッドステート集積回路を有するＥＣデバイス、熱変色性デバイス、及び液晶デバイスに含まれる液晶材料層において、熱撮像を用いて欠陥を検出及び修復するのに同様に適用可能であることが理解されるべきである。
【００８６】
本明細書では、特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の原理及び適用の例示にすぎないことが理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、これらの例示の実施形態に対して数多くの変更を行うことができ、他の構成を考案することができることが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ−８Ｂ−８Ｃ−８Ｄ】
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【図８Ｅ−８Ｆ】
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【図９Ａ−９Ｂ】
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【図９Ｃ−９Ｄ−９Ｅ−９Ｆ】
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【国際調査報告】
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