(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一基材；ならびに
前記単一基材上に配置された複数層であって、前記複数層が
エレクトロクロミック（ＥＣ）スタック；
水分の浸透を阻止する１つ以上の伝導層；及び
水分の浸透を阻止する１つ以上の封入層；を含む複数層
を備える装置であって、
前記１つ以上の封止層及び前記１つ以上の伝導層が集合体として、前記ＥＣスタックと周囲環境との間への水分の浸透を阻止し、
前記伝導層及び前記封入層のうちの１つ以上が前記ＥＣスタックの縁部上に広がって、前記ＥＣスタックと前記周囲環境との間への水分の浸透を制限するように、前記ＥＣスタックの１つ以上の外側部分が選択的に除去されて、前記ＥＣスタックの前記縁部が露出し、かつ前記伝導層及び前記封入層のうちの少なくとも１つ以上と比較して、前記ＥＣスタックの面積が減少する装置。
【請求項２】
前記１つ以上の封入層が、複数層構造の交互の高反射率材料層と低反射率材料層とを含む請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記１つ以上の封入層が、複数層構造の交互の有機材料層と無機材料層とを含む請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記１つ以上の封入層が、他の基材上に形成された、水分の浸透に対して抵抗性であるバリアー層スタック含む請求項１記載の装置であって、前記他の基材が前記複数層上に積層されている前記装置。
【請求項５】
前記封入層が１つ以上の
反射防止（ＡＲ）層；または
赤外線カットフィルター層
のうちの１つ以上を含む請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記伝導層が、水分の浸透を阻止する１つ以上の縁部と、水分を浸透させてもよい内側部分とを含み、前記伝導層の前記１つ以上の縁部と、前記１つ以上の封入層部分が、前記ＥＣスタックと前記伝導層の内側部分と前記周囲環境との間への水分の浸透を阻止する請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記単一基材上かつ前記複数層の下に配置されたオブスキュレーション層を含む請求項１記載の装置であって、前記オブスキュレーション層は、
前記複数層が配置された別の表面とは反対側の前記単一基材の表面からの前記複数層の少なくとも一部分を不明瞭にし；かつ
前記単一基材から前記複数層の一部分の除去の実行に使用されるレーザー加工波長を少なくとも部分的に反射するよう構造化された環状構造体である前記装置。
【請求項８】
前記オブスキュレーション層と前記ＥＣスタックとの間に配置された緩衝層を含む請求項７記載の装置であって、前記緩衝層が、前記複数層の１部分以上を除去する間の前記オブスキュレーション層の損傷を防止するよう構造化されている前記装置。
【請求項９】
エレクトロクロミック（ＥＣ）スタック、
前記ＥＣスタック上下の複数の伝導層、及び
１つ以上の封入層
を含む層スタックを単一基材上に用意することを含む方法であって、
前記複数の伝導層及び前記１つ以上の封入層のうちの１つ以上が、前記ＥＣスタックと周囲環境との間への水分の浸透を阻止し、
前記層スタックを用意することが、
前記伝導層及び前記封入層のうちの１つ以上が前記ＥＣスタックの縁部上に広がって、前記ＥＣスタックと前記周囲環境との間への水分の浸透を制限するように、少なくとも前記ＥＣスタックの１つ以上の外側部分を選択的に除去して、前記ＥＣスタックの前記縁部を露出させ、かつ前記単一基材上の前記ＥＣスタックの面積を減縮させることを含む方法。
【請求項１０】
１つ以上の封入層を用意することが、
前記ＥＣスタック上に配置された伝導層上に、封入層を配置すること；または
前記封入層が前記ＥＣスタックと前記単一基材の間にあるようにして、前記単一基材上に前記封入層を配置すること
のうちの１つ以上を含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ＥＣスタック上下の前記複数の伝導層が、前記ＥＣスタック上の上部伝導層と、前記ＥＣスタックの下の下部伝導層とを含み；
前記１つ以上の封入層が、前記下部伝導層の下にある下部封入層を含み；
前記ＥＣスタックが、
ＥＣ膜または対電極膜のうちの１つを含む下部ＥＣスタック層；
前記ＥＣ膜または前記対電極膜のうちの別の１つを含む上部ＥＣスタック層；及び
前記上部ＥＣスタック層と前記下部ＥＣスタック層との間にあるイオン伝導（ＩＣ）層
を含み、かつ
少なくとも前記ＥＣスタックの１つ以上の外側部分を選択的に除去することが
第１の切断を行って前記下部伝導層、前記下部ＥＣスタック層及び前記ＩＣ層の外側部分を除去し、かつ前記単一基材の第１側面近傍の前記下部封入層の外側部分を露出させること；
前記上部ＥＣスタック層が、前記第１側面近傍の前記下部伝導層、前記下部ＥＣスタック層及び前記ＩＣ層のそれぞれの縁部を覆うように、第２の切断を行って、前記第１側面近傍の前記上部ＥＣスタック層の外側部分を除去すること；
第３の切断を行って前記上部伝導層及び前記ＥＣスタックの外側部分を除去し、かつ前記単一基材の第２側面近傍の前記下部伝導層の第１外側部分を露出させること；ならびに
第４の切断を行って前記上部伝導層の別の外側部分を除去し、かつ前記単一基材の第１側面近傍の前記下部封入層の前記外側部分を少なくとも部分的に露出させることを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記封入層が、
反射防止（ＡＲ）層；または
赤外線カットフィルター層
のうちの１つ以上を含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
外部環境とエレクトロクロミック（ＥＣ）スタックとの間への水分の浸透を阻止するよう、エレクトロクロミックデバイスを構造化することであって、前記エレクトロクロミックデバイスが、エレクトロクロミック（ＥＣ）スタックと前記ＥＣスタックの両側の複数の伝導層とを備える構造化すること
を含む方法であって、前記構造化することが、
少なくとも封入層と前記伝導層とが、集合体として、前記ＥＣスタックと前記外部環境との間への水分の浸透を阻止するように、１つ以上の前記封入層を前記エレクトロクロミックデバイスの少なくとも上面で配置することであって、前記封入層が水分の浸透を阻止する配置することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エレクトロクロミックデバイスはエレクトロクロミック材料を備えており、このエレクトロクロミック材料は電位を印加すると着色などの光学的性質が変化し、それによりエレクトロクロミックデバイスの透明性や反射性が増減することが知られている。典型的なエレクトロクロミック（「ＥＣ」）デバイスはそれぞれ電極層（「ＣＥ層」）と、その電極層に対して実質的に平行にして配置されたエレクトロクロミック材料層（「ＥＣ層」）と、そのエレクトロクロミック層と電極層を隔てるイオン伝導層（「ＩＣ層」）とを備える。さらに、２つの透明伝導層（「ＴＣ層」）がそれぞれＣＥ層及びＥＣ層に対して実質的に平行で、かつＣＥ層及びＥＣ層に接触して存在している。ＥＣ層、ＩＣ層及びＣＥ層は集合体として、ＥＣスタック、ＥＣ薄膜スタックなどと呼ばれ得る。
【０００２】
ＣＥ層、ＥＣ層、ＩＣ層及びＴＣ層の作製に用いる材料は公知であり、例えば米国特許出願第２００８／０１６９１８５号に記載されていて、望ましくは実質的に透明な酸化物または窒化物である。上記の特許出願は参照により本明細書に援用される。各ＴＣ層を低電圧電源に接続するなどして、エレクトロクロミックデバイスの積層構造の両端に電位を印加すると、イオンがＣＥ層からＩＣ層を通ってＥＣ層へと流れる。このイオンには、ＣＥ層中に貯蔵されているＬｉ＋イオンが含まれ得る。さらに、ＣＥ層及びＥＣ層中の電荷的中性を保つために、電子がＣＥ層からＥＣ層へと定電圧電源を含む外部回路を回って流れる。イオン及び電子がＥＣ層へと移動するとＥＣ層の光学特性が変化し、また任意に相補的ＥＣデバイスのＣＥ層の光学特性が変化し、それによりエレクトロクロミックデバイスの着色が変化し、したがって透明性が変化する。
【０００３】
媒体の着色の変化は、媒体の「透過」の変化として説明することができる。この媒体には、１つ以上の層、スタック、デバイスなどが含まれ得る。透過とは、これ以後で使用する場合、媒体を通る電磁（ＥＭ）放射線の通過の許容を指し、また媒体の「透過レベル」は、媒体の透過率を指すことができる。上記の電磁（ＥＭ）放射線には可視光が含まれ得る。媒体の透過レベルが変化すると、その媒体は、透明の透過状態（「完全透過レベル」）から、媒体を通る入射ＥＭ放射線の透過の比率が減少した透過レベルへと変化してもよい。このような透過レベルの変化により、媒体の着色が変化したり、透明性が変化したりなどしてもよい。例えば、完全透過レベルから低透過レベルに変化する媒体は、より不透明になったり、着色がより暗色になったりなどと観測されてもよい。
【０００４】
いくつかの事例では、ＥＣデバイスへの電位の印加に少なくとも部分的に基づいて、ＥＣデバイスを別個の透過レベル間で切り替えることができる。このような印加には、ＥＣデバイスの１つ以上の別個の層に１つ以上の別個の電圧を印加することが含まれ得る。このような印加により、ＥＣ層、ＣＥ層などを備えるＥＣスタックの１つ以上の層の着色、透明度が変化し得る。いくつかの事例では、ＥＣスタックの異なる領域で透過レベルが異なって変化し、ＥＣスタックへの電位の印加によって、ＥＣスタックの別個の領域が、２つ以上の異なる透過レベルのうちあるレベルから別のレベルへと変化することが望ましくてもよい。
【０００５】
いくつかの事例では、エレクトロクロミックデバイスは、水分を含む環境に置くことができる。例えば、エレクトロクロミックデバイスは、周囲環境が周囲空気と水蒸気の混合物である周囲環境に曝露されてもよい。周囲環境からの水分は、ＥＣスタックを含めたＥＣデバイスの様々な層に浸透し得る。ＥＣスタックが水分に敏感である場合、ＥＣスタックへ水分が浸透することにより、ＥＣスタックの性能が低下し得る。この性能の低下には、電位の印加に少なくとも部分的に基づいた、着色を変化させるＥＣスタックの能力の低下が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】図１Ａは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。
【図１Ｂ】図１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。
【図１Ｃ】図１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図及び断面図を示している。
【図２Ａ】図２Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域を有するＥＣデバイスを備える多層面である窓表面を示している。
【図２Ｂ】図２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。
【図２Ｃ】図２Ｃは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。
【図２Ｄ】図２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイスの平面図を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。
【図４Ａ】図４Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域を異なる透過レベル間で選択的に切り替えて、被撮像体からカメラの光センサーへと光が通過する窓を選択的にアポダイズするよう構造化された１つ以上のエレクトロクロミックデバイスを備えることができる装置を示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域を異なる透過レベル間で選択的に切り替えて、被撮像体からカメラの光センサーへと光が通過する窓を選択的にアポダイズするよう構造化された１つ以上のエレクトロクロミックデバイスを備えることができる装置を示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域を異なる透過レベル間で選択的に切り替えて、被撮像体からカメラの光センサーへと光が通過する窓を選択的にアポダイズするよう構造化された１つ以上のエレクトロクロミックデバイスを備えることができる装置を示している。
【図５Ａ】図５Ａは、いくつかの実施形態に従って、選択的にアポダイズした円形ＥＣデバイスを示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、選択的にアポダイズした円形ＥＣデバイスを示している。
【図５Ｃ】図５Ｃは、いくつかの実施形態に従って、アポダイズしたＥＣデバイス部分の透過率分布パターンを、ＥＣデバイスの中心からの距離に対する強度の関数として示している。
【図６】図６は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域と、その円形ＥＣ領域を取り囲む環状ＥＣ領域とを備えるＥＣデバイスを示している。
【図７】図７は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域と、その円形領域から外側に広がる２つ以上の同心円環状ＥＣ領域とを備えるＥＣデバイスを示している。
【図８Ａ】図８Ａは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図８Ｂ】図８Ｂは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図８Ｃ】図８Ｃは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図８Ｄ】図８Ｄは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図８Ｅ】図８Ｅは、いくつかの実施形態に従って、基材上に配置された複数の層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図９Ａ】図９Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイスの別個の伝導層で行って伝導層をセグメント化し、別個のＥＣ領域を設定する操作である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイスの別個の伝導層で行って伝導層をセグメント化し、別個のＥＣ領域を設定する操作である。
【図１０】図１０は、いくつかの実施形態に従って、８つの別個の電極が結合し、かつ３つ以上の同心円環状ＥＣ領域を備える円形ＥＣデバイスの上面図を示している。
【図１１Ａ】図１１Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層とを備えるＥＣデバイスを示している。
【図１２Ａ】図１２Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の様々な伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。
【図１３】図１３は、いくつかの実施形態に従って、伝導層の別個の領域でシート抵抗を調節して、特定の透過パターンへと選択的に切り替わるＥＣデバイスを構造化させることを図示している。
【図１４Ａ】図１４Ａはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートを備えるＥＣデバイスの斜視図及び断面図を示している。
【図１４Ｂ】図１４Ｂはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートを備えるＥＣデバイスの斜視図及び断面図を示している。
【図１５】図１５は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層へ特定の電圧を印加した際の、ＥＣデバイスのＥＣスタックの電位差と透過レベルの関係を表したグラフを示している。
【図１６Ａ】図１６Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートと、伝導層とを備えるＥＣデバイスを示しており、この伝導層では別個の伝導層領域のシート抵抗を変化させて、１つの透過状態から特定の透過パターンへとＥＣスタックを選択的に切り替えるようＥＣデバイスを構造化している。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの異なる透過パターンを表したグラフを示しており、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターンと、１つ以上の伝導層領域中の１種以上のシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過パターンとを表したグラフを示している。
【図１７】図１７は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスに備えられているＥＣスタックの中心ショートから外側に延びる複数の同心円環状ＥＣ領域を備えるＥＣデバイスを示している。
【図１８Ａ】図１８Ａは、異なる輸送速度を有する様々な荷電電解質種の様々な分布を有する１つ以上のＥＣスタック層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、異なる輸送速度を有する様々な荷電電解質種の様々な分布を有する１つ以上のＥＣスタック層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図１９Ａ】図１９Ａは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図１９Ｇ】図１９Ｇは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。
【図２０Ａ】図２０Ａは、いくつかの実施形態に従って、最上部封入層をＥＣデバイスに配置し、１セット以上のバスバーをＥＣデバイスに接続した後のＥＣデバイスを示している。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、いくつかの実施形態に従って、最上部封入層をＥＣデバイスに配置し、１セット以上のバスバーをＥＣデバイスに接続した後のＥＣデバイスを示している。
【図２１Ａ】図２１Ａは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層を備えるＥＣデバイスを示している。
【０００７】
本明細書において記載する様々な実施形態は、様々な変更形態及び代替形態が可能である。図面には特定の実施形態を例として示しており、本明細書において詳細に説明する。しかしながら、図面及び図面に対する詳細な説明は、開示している特定の形態に本開示を限定することを意図するものではなく、逆に、添付の特許請求の精神及び範囲内にある全ての変更形態、同等物及び代替物を網羅するよう意図していることを理解すべきである。本明細書において使用する見出しは単に構成目的のものであり、本明細書の範囲または特許請求の範囲の限定に使用することを意図していない。「ｍａｙ」という語は、本出願全体にわたり使用する場合、必須の観念（すなわち、しなければならないことを意味する）ではなく、許可の観念（すなわち、可能性を有していることを意味する）で使用する。同様に、「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」という語は、含むが限定しないことを意味する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
エレクトロクロミック（ＥＣ）デバイスの様々な実施形態、及びエレクトロクロミックデバイスを形成する方法を開示する。ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスの異なる領域で、異なる透過レベル間で選択的に切り替わるよう構造化することができる。ＥＣデバイスを形成する方法は、ＥＣデバイスの異なる領域で、異なる透過レベル間で選択的に切り替わるようＥＣデバイスを形成する方法を含むことができる。ＥＣデバイスは、デバイスのＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を制限するよう構造化することができる。ＥＣデバイスを形成する方法は、デバイスのＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を制限するようＥＣデバイスを構造化する方法を含むことができる。
【０００９】
これ以後で使用する場合、ＥＣデバイスを「形成すること」は、ＥＣデバイスを「構造化すること」と互換に言うことができる。また、何かをするよう「形成された」ＥＣデバイスは、何かをするよう「構造化された」ＥＣデバイス、何かをするよう「構造形成された」ＥＣデバイスなどと互換に言うことができる。
【００１０】
Ｉ．分離エレクトロクロミック領域での被制御エレクトロクロミックスイッチング
いくつかの実施形態においては、エレクトロクロミック（ＥＣ）デバイスは、独立して制御可能な複数の領域（「ＥＣ領域」）を備えており、２つ以上の別個の領域を、２つ以上の異なる透過レベルのうち別のレベルへ選択的に切り替え、また可逆的に切り替えるなどすることができる。いくつかの実施形態においては、２つ以上の別個のＥＣ領域を、１つ以上の透過率分布パターンを含む１つ以上の別個の透過パターンへ切り替えることができる。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスの各ＥＣ領域は、同じかまたは異なるサイズ、体積及び／または表面積を有してもよい。他の実施形態においては、各ＥＣ領域は、同じかまたは異なる形状（湾曲形状または弓形状を含める）を有してもよい。
【００１１】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えたＥＣデバイス１００の平面図及び断面図を示している。示された実施形態においては、ＥＣデバイス１００は、ＥＣスタック１０２と、ＥＣスタックの両側に２つ以上の別個の伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂとを備える。ＥＣスタック１０２は、１つ以上のＥＣ層、ＩＣ層及びＣＥ層を備えることができる。伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂは、１つ以上の透明伝導（ＴＣ）層を含むことができる。
【００１２】
各伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂは、別個の層１０４Ａ〜１０４Ｂ中の別個のセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂによって、別個のセグメント１０６Ａ〜１０６Ｂ、１０８Ａ〜１０８Ｂへとそれぞれセグメント化されている。伝導層は、様々な周知の切断プロセス、アブレーションプロセスなどによってセグメント化することができる。いくつかの実施形態においては、伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂ中の１つ以上のセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂは、少なくとも部分的に層を貫通して延びる切れ目である。いくつかの実施形態においては、１つ以上のセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂは、アブレーション線である。レーザーを使用して１つ以上のセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂを作製することができる。セグメンテーションの作製に好適なレーザーには、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧを含めた１種以上の固体レーザー、ならびにそれぞれ２４８ｎｍ及び１９３ｎｍで発生するＡｒＦ及びＫｒＦエキシマレーザーを含めた１種以上のエキシマレーザーが含まれ得る。他の固体レーザー及びエキシマレーザーも好適である。
【００１３】
図１Ａ〜１Ｃに図示した実施形態で示されるように、ＥＣデバイス１００は、複数のＥＣ領域１１０、１２０、１３０を備えることができる。これらのＥＣ領域では、ＥＣ領域の１つ以上の境界は、１つ以上の伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂの１つ以上のセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂによって画定されている。例えば、図１Ａ〜１Ｂに示されているように、ＥＣ領域１２０は、伝導層１０４Ａ〜１０４Ｂのセグメンテーション１４２Ａ〜１４２Ｂによって画定される境界を有する。
【００１４】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスのＥＣ領域は、１つ以上の電極との直接的な電気接続から分離されている１つ以上のＥＣ領域を含むことができる。本明細書で言及する場合、ＥＣ領域と電極との間の直接的な電気接続とは、各ＥＣ領域内にあるＥＣデバイスの一部分に物理的に結合している電極を指すことができる。例えば、図示した実施形態において、ＥＣ領域１１０は、電極１５２、１５６の両方との直接的な電気接続を含み、ＥＣ領域１３０は、電極１５４、１５８の両方との直接的な電気接続を含む。逆に、ＥＣデバイス１００と結合している電極１５２〜１５８のうち、領域１２０でＥＣデバイス１００と物理的に結合しているものはない。結果として、領域１２０は、いずれの電極１５２〜１５８との直接的な電気接続からも分離されていると理解してもよい。さらに、ＥＣ領域１２０は、ＥＣ領域１１０、１３０によって少なくとも２つの側面で境界を作られているため、ＥＣ領域１２０は「内部」ＥＣ領域として理解してもよく、領域１１０、１３０は「外部」ＥＣ領域として理解してもよい。電極１５２〜１５８は１つ以上のバスバーを備えることができ、このバスバーは、１つ以上の様々な周知のプロセスによってＥＣデバイスの１つ以上の部分に取り付けられる。
【００１５】
いくつかの実施形態においては、任意の電極との直接的な電気接続から分離されている「分離」ＥＣ領域は、１つ以上の「介在」ＥＣ領域を介して１つ以上の電極との非直接的な電気接続を有することができる。この介在ＥＣ領域は、分離ＥＣ領域と１つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に介在する。例えば、電極が１つの領域で伝導層セグメントと結合しており、このセグメントが、その１つの領域と、電極が物理的に結合していない別の領域（すなわち、分離ＥＣ領域）との両方にわたって広がっている場合、そのセグメントは、少なくとも電極が物理的に結合したＥＣ領域と分離領域とにわたって広がるセグメントの部分を介して、電極と分離領域との間に「非直接的な」電気接続を成立させることができる。結果として、電極が物理的に結合したＥＣ領域を含めた、電極と分離ＥＣ領域との間で伝導層セグメントが広がる１つ以上のＥＣ領域は、分離ＥＣ領域と電極との間の非直接的な電気接続に介在する「介在」ＥＣ領域として理解される。
【００１６】
例えば、図１Ａ〜１Ｃに図示した実施形態において、ＥＣ領域１２０は、ＥＣデバイス１１０に結合しているいずれの電極１５２〜１５８との直接的な電気接続からも分離されている「分離」領域であり、ＥＣ領域１１０、１３０は、電極１５２、１５８のうちの異なる１つとＥＣ領域との間の別個の非直接的な電気接続にそれぞれ介在する「介在」領域である。例えば、伝導層セグメント１０６Ａは、ＥＣ領域１１０と１２０の両方にわたって広がっており、電極１５２はセグメント１０６Ａと物理的に結合している。結果として、伝導層セグメント１０６Ａは、電極１５２とＥＣ領域１２０との間に電気的な接続を成立させており、領域１２０におけるＥＣスタック１０２両端の電位差は、電極１５２への印加電圧に少なくとも部分的に基づいて生じ得る。電極１５２は領域１２０でセグメント１０６Ａと物理的に結合しておらず、領域１１０でセグメント１０６Ａと物理的に結合しているので、ＥＣ領域１２０と電極１５２との間の電気接続は「非直接的」であると理解されるべきであり、それに対してＥＣ領域１１０と電極１５２との間の電気接続は「直接的」であると理解されるべきである。
【００１７】
いくつかの実施形態においては、所定のＥＣ領域でのＥＣスタック両端の電位差（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）（「電位差（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」とも呼ばれる）が、所定のＥＣ領域のＥＣスタックの、ＥＣスタックのＣＥ層からＥＣスタックのＥＣ層までの各部分を通る電流の最大速度を決定し、それにより所定領域のＥＣデバイスの透過レベルが変化する。この透過レベルの変化には、着色状態への変化が含まれ得るので、その結果、ＥＣデバイスが着色する。電荷がリチウムイオン及び電子の形態で素早く供給されて要求を満たすならば、電流はデバイスの層両端の電位差に比例した速度で流れることができる。
【００１８】
ＥＣデバイスのいくつかの実施形態は、主伝導層セグメントと副伝導層セグメントとを含む伝導層セグメントへセグメント化された伝導層を備えることができる。主伝導層セグメントの各々は、１つ以上の外部ＥＣ領域と、一部分以上の内部ＥＣ領域とにわたって広がるよう構造化されている。例えば、図１Ａ〜１Ｃに図示した実施形態において、伝導層１０４Ａは、主伝導層セグメント１０６Ａと副伝導層セグメント１０６Ｂとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。セグメント１０６Ａは、外部領域１１０にわたって、かつ内部領域１２０全体にわたって広がっている。セグメント１０６Ｂは、外部領域１３０にわたって広がっている。同様に、伝導層１０４Ｂは、主伝導層セグメント１０８Ａと副伝導層セグメント１０８Ｂとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。セグメント１０８Ａは、外部領域１３０にわたって、かつ内部領域１２０全体にわたって広がっている。セグメント１０８Ｂは、外部領域１１０にわたって広がっている。図示した実施形態において、外部領域１１０及び１３０は、領域１２０と１つ以上の電極１５２〜１５８との間の１つ以上の非直接的な電気接続に介在する介在ＥＣ領域であり、主セグメント１０６Ａ、１０８Ｂの各々は、別個の介在領域にわたって広がり、かついずれの電極１５２〜１５８との直接的な電気接続からも分離されているＥＣ領域１２０へと広がっていると理解される。
【００１９】
主セグメント１０６Ａ、１０８Ａは両方ともに、ＥＣスタック１０２の両側でＥＣ領域１２０にわたって広がっているので、主セグメント１０６Ａ、１０８Ａは、ＥＣ領域１２０においてＥＣスタック１０２の両側で「重なり合っている」と理解される。結果として、セグメント１０６Ａ及び１０８Ａは、ＥＣ領域１２０中で、電極１５２、１５８の間に電気経路を成立させている。したがって、領域１２０におけるＥＣスタック１０２両端の電位差（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）（本明細書においては「電位差（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」とも呼ばれる）は、電極１５２への印加電圧と電極１５８への印加電圧との差を含むことができる。さらに、主伝導層セグメント１０６Ａ〜１０６Ｂの各々の一部分以上が、任意の電極との直接的な電気接続から分離された「内部」ＥＣ領域と理解され得るＥＣ領域１２０にわたって広がっているので、図示した実施形態の伝導層セグメントは、回転対称配置で配置されていると理解してもよい。
【００２０】
副伝導層セグメント１０６ＢはＥＣ領域１３０にわたって広がっているので、セグメント１０６Ｂは、ＥＣスタック１０２の反対側で領域１３０にわたって広がる主伝導層セグメント１０８Ａの一部分と「重なり合っている」と理解され得る。結果として、セグメント１０６Ｂ及び１０８Ａは、ＥＣ領域１３０中で、電極１５４、１５８の間に電気経路を成立させている。したがって、領域１３０におけるＥＣスタック１０２両端の電位差は、電極１５４への印加電圧と電極１５８への印加電圧との差を含むことができる。副伝導層セグメント１０８ＢはＥＣ領域１１０にわたって広がっているので、セグメント１０８Ｂは、ＥＣスタック１０２の反対側で領域１１０にわたって広がる主伝導層セグメント１０６Ａの一部分と「重なり合っている」と理解され得る。結果として、セグメント１０８Ｂ及び１０６Ａは、ＥＣ領域１１０中で、電極１５２、１５６の間に電気経路を成立させている。したがって、領域１１０におけるＥＣスタック１０２両端の電位差は、電極１５２への印加電圧と電極１５６への印加電圧との差を含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施形態においては、別のＥＣ領域中での電気経路は、異なる電極セット間の異なる経路である。結果として、異なる電極への異なる印加電圧に少なくとも部分的に基づき、ＥＣデバイスの別の領域の両端では、異なる電位差が生じ得る（「誘起され得る」）。別の電極に別の電圧を印加し、その結果異なるＥＣ領域では異なる電位差が誘起されることにより、別個のＥＣ領域にあるＥＣスタックの別個の領域では透過レベルが異なって変化し得る。例えば、別の電極に別の電圧を印加することにより、別個のＥＣ領域で、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと切り替えることができる。この共通の透過レベルには、透明または「完全」透過状態が含まれ得る。
【００２２】
図１Ｃに図示した実施形態においては、別個の電極１５２〜１５８の各々に別の電圧を印加することにより、２つ以上の分かれたＥＣ領域セットで別の電位差が生じ、それにより、ＥＣスタックは分かれたＥＣ領域セットにおいて異なる透過レベルへと変化する。示されるように、ＥＣ領域１１０中で、電極１５２、１５６の間に電気経路が成立しており、ＥＣ領域１３０中で、電極１５４、１５８の間に別の電気経路が成立しているので、図示されている電極１５２への２ボルト印加、電極１５６への０ボルト印加、電極１５４への３ボルトの印加、及び電極１５８への１ボルト印加の結果、別個のＥＣ領域１１０、１３０にあるＥＣスタックの別個の領域で２ボルトの電位差となる。ＥＣスタックの透過レベルはＥＣスタック両端の電位差と逆相関を有し得るので、別個のＥＣ領域１１０、１３０の各々においてＥＣスタック両端に２ボルトの電圧差が誘起されると、別個のＥＣ領域１１０、１３０にあるＥＣスタックの部分は、示されているように透過レベルが変化する。
【００２３】
「分離」ＥＣ領域１２０中での電気経路は電極１５２と１５８の間であるので、ＥＣ領域１２０にあるＥＣスタック１０２の領域の両端では１ボルトの電位差が生じる。ＥＣ領域１２０での電位差はＥＣ領域１１０、１３０での電位差とは異なるので、ＥＣ領域１２０は、ＥＣ領域１１０、１３０で切り替わる透過レベルとは異なる透過レベルに切り替わり得る。示されているように、ＥＣ領域１２０での電位差はＥＣ領域１１０、１３０での電位差よりも小さいので、ＥＣ領域１２０の透過レベルは、ＥＣ領域１１０、１３０の透過レベルよりも大きくなり得る。
【００２４】
示されているように、別個のＥＣ領域１１０、１２０、１３０での電位差は、別個の電極１５２〜１５８に特定の電圧を印加することによって独立して制御することができる。別個のＥＣ領域の電位差によってＥＣ領域の透過レベルが切り替わるので、別個のＥＣ領域において独立して電位差を制御することにより、別個のＥＣ領域での透過レベルを独立して制御することが可能となる。一例においては、図１Ａ〜１Ｃに図示した実施形態において示されるように、ＥＣデバイスは、別個のＥＣ領域の各々が、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替わるよう構造化する。このような透過レベルのスイッチングは可逆的であることができる。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域は、異なる透過レベル間で切り替わるよう独立して制御され、その結果ＥＣデバイスは１つ以上の特定の透過パターン間で切り替わる。例えば、ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスの別個の電極に選択的に電圧を印加した場合に、別個のＥＣ領域が共通の透過レベルから別の透過レベルへと切り替わるよう構造化してもよく、その結果、ＥＣデバイスは、異なる透過レベルを有するＥＣデバイスの異なる領域によって作られる特定の透過パターンを有する。このように、透過レベルのスイッチングを異なるＥＣ領域によって独立して制御することで、ＥＣデバイスの様々なＥＣ領域の着色レベルを独立して制御することが可能となる。いくつかの実施形態においては、領域は、特定パターンの一部または全てを形成するよう形状化することができ、その結果、ＥＣデバイスは、異なる透過レベルへ切り替わるＥＣデバイスの異なる領域に少なくとも部分的に基づいて、パターンが現れるよう構造化される。上記の特定パターンには、１つ以上のロゴ、名前、絵などが含まれ得る。図２Ａは、いくつかの実施形態に従って、別個のＥＣ領域２０２、２０４を有するＥＣデバイス２１０を含む多層面である窓表面２００を示している。ＥＣデバイス２１０は、１つ以上の分離ＥＣ領域を含む、図１Ａ〜１Ｃに示したＥＣデバイス１００の一部または全てを備えることができる。例えば、領域２０４は、ＥＣデバイス２１０の任意の他のＥＣ領域に結合した任意のバスバーを含む任意の電極との直接的な電気接続から分離されたＥＣ領域であることができる。領域２０２は、領域２０４と１つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に介在する介在ＥＣ領域であってもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態においては、領域２０２、２０４は、ＥＣデバイス２１０の１種以上の様々な構造化によって設定される。このような構造化には、上記で論じたような、ＥＣデバイス２１０の１つ以上のＴＣ層を含む１つ以上の伝導層のセグメント化が含まれ得る。このような構造化には、以下でさらに論じるような１種以上の様々な他の構造化が含まれ得る。他の構造化には、ＥＣデバイス２１０の１つ以上の層のシート抵抗を調節すること、ＥＣデバイス２１０のＥＣスタックの異なる領域において異なる輸送速度の荷電電解質種を導入することなどが含まれる。ＥＣデバイス２１０は、以下でさらに論じるように、ＥＣデバイス２１０のＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を阻止するよう構造化してもよい。領域２０４は、特定の７頂点の星型パターンに適合するよう形状化されている。いくつかの実施形態においては、領域２０４は、１つ以上のＥＣ領域２０２によって取り囲まれる１つ以上のＥＣ領域を含み、その結果、ＥＣ領域２０４は、ＥＣデバイス２１０の外側縁部を境界としない。
【００２７】
別個の領域２０２、２０４で異なるＥＣデバイス両端の電位を誘起することにより、別個の領域２０２、２０４は、異なる透過レベルへ切り替わる。結果として、示されているような７頂点の星形パターンが観測可能となる。領域２０２、２０４の両方で電位差が誘起されない場合、またはＥＣ領域２０２、２０４の両方での電位差が同じである場合、上記のパターンは観測可能でなくてもよい。結果として、表面２００は、表面２００に結合した１つ以上の電極に１つ以上の特定電圧を印加することに少なくとも部分的に基づき、ＥＣ領域２０２、２０４が共通の透過レベルでありかつ星形パターンが観測可能でない特定の透過状態と、ＥＣ領域２０２、２０４が異なる透過レベルでありかつ星形パターンが目に見える別の透過状態との間で選択的に切り替えることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態においては、別の透過レベルへ選択的に切り替わるよう独立して制御することができる複数のＥＣ領域を備えるエレクトロクロミックデバイスが、カメラデバイスのカメラアパーチャーフィルターに備えられている。このカメラデバイスでは、ＥＣデバイスのＥＣ領域を別の透過レベル間で選択的に切り替えて、カメラによって記録される像の回折を制御することができる。
【００２９】
図２Ｂ〜２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、複数の別個のＥＣ領域を備えるＥＣデバイス２５０の平面図を示している。図示した実施形態においては、ＥＣデバイス２５０は、ＥＣスタック２７０と、ＥＣスタック２７０の両側に２つ以上の別個の伝導層２６０、２８０とを備える。ＥＣスタック２７０は、１つ以上のＥＣ層、ＩＣ層及びＣＥ層を備えることができる。伝導層２６０、２８０は、１つ以上の透明伝導（ＴＣ）層を含むことができる。
【００３０】
図２Ｂ〜２Ｃに示すように、各伝導層２６０、２８０は、別個の層２６０、２８０にある別個のセグメンテーション２６７、２８７によって、それぞれ別個のセグメント２６２Ａ〜２６２Ｂ、２８２Ａ〜２８２Ｂへとセグメント化されている。伝導層は、様々な周知の切断プロセス、アブレーションプロセスなどによってセグメント化することができる。いくつかの実施形態においては、伝導層にある１つ以上のセグメンテーション２６７、２８７は、少なくとも部分的に層を貫通して延びる切り口である。いくつかの実施形態においては、１つ以上のセグメンテーション２６７、２８７は、アブレーション線である。レーザーを使用して１つ以上のセグメンテーション２６７、２８７を作製することができる。セグメンテーションの作製に好適なレーザーには、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧを含めた１種以上の固体レーザー、ならびにそれぞれ２４８ｎｍ及び１９３ｎｍで発生するＡｒＦ及びＫｒＦエキシマレーザーを含めた１種以上のエキシマレーザーが含まれ得る。他の固体レーザー及びエキシマレーザーも好適である。
【００３１】
図２Ｂ〜２Ｄに図示した実施形態で示されているように、ＥＣデバイス２５０は、複数のＥＣ領域２９２Ａ〜２９２Ｂ及び２９０を備えることができる。これらのＥＣ領域では、ＥＣ領域の１つ以上の境界は、１つ以上の伝導層２６０、２８０の１つ以上のセグメンテーション２６７、２８７によって画定されている。例えば、図２Ｂ〜２Ｄに示されているように、ＥＣ領域２９０は、伝導層２６０、２８０のセグメンテーション２６７、２８７によって画定される境界を有する。図２Ｂ〜２Ｄに示されているように、領域２９０のサイズ及び形状は、セグメンテーション２６７、２８７に基づいて調節することができる。
【００３２】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスのＥＣ領域は、１つ以上の電極との直接的な電気接続から分離されている１つ以上のＥＣ領域を含むことができる。本明細書で言及する場合、ＥＣ領域と電極との間の直接的な電気接続とは、各ＥＣ領域内にあるＥＣデバイスの一部分に物理的に結合している電極を指すことができる。
【００３３】
例えば、図２Ｂ〜２Ｄで図示した実施形態において、ＥＣ領域２９２Ａは、電極２６６Ａ、２８６Ａの両方との直接的な電気接続を含み、ＥＣ領域２９２Ｂは、電極２６６Ｂ、２８６Ｂの両方との直接的な電気接続を含む。逆に、ＥＣデバイス２５０と結合している電極２６６、２８６のうち、領域２９０でＥＣデバイス２５０と物理的に結合しているものはない。結果として、領域２９０は、いずれの電極２６６、２８６との直接的な電気接続からも分離されていると理解してもよい。さらに、ＥＣ領域２９０は、ＥＣ領域２９２Ａ〜２９２Ｂによって少なくとも２つの側面で境界を作られているため、ＥＣ領域２９０は「内部」ＥＣ領域として理解してもよく、領域２９２Ａ〜２９２Ｂは「外部」ＥＣ領域として理解してもよい。電極２６６、２８６は１つ以上のバスバーを備えることができ、このバスバーは、１つ以上の様々な周知のプロセスによってＥＣデバイスの１つ以上の部分に取り付けられる。
【００３４】
いくつかの実施形態においては、任意の電極との直接的な電気接続から分離されている「分離」ＥＣ領域は、１つ以上の「介在」ＥＣ領域を介して１つ以上の電極との非直接的な電気接続を有することができる。この介在ＥＣ領域は、分離ＥＣ領域と１つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に介在する。例えば、電極が１つの領域で伝導層セグメントと結合しており、このセグメントが、その１つの領域と、電極が物理的に結合していない別の領域（すなわち、分離ＥＣ領域）との両方にわたって広がっている場合、そのセグメントは、少なくとも電極が物理的に結合したＥＣ領域と分離領域とにわたって広がるセグメントの部分を介して、電極と分離領域との間に「非直接的な」電気接続を成立させることができる。結果として、電極が物理的に結合したＥＣ領域を含めた、電極と分離ＥＣ領域との間で伝導層セグメントが広がる１つ以上のＥＣ領域は、分離ＥＣ領域と電極との間の非直接的な電気接続に介在する「介在」ＥＣ領域として理解される。
【００３５】
例えば、図２Ｂ〜２Ｄに図示した実施形態において、ＥＣ領域２９０は、ＥＣデバイス２５０に結合しているいずれの電極２６６、２８６との直接的な電気接続からも分離されている「分離」領域であり、ＥＣ領域２９２Ａ〜２９２Ｂは、電極２６６、２８６のうちの異なる１つとＥＣ領域との間の別個の非直接的な電気接続にそれぞれ介在する「介在」領域である。例えば、伝導層セグメント２６２Ｂは、ＥＣ領域２９２Ａ〜２９２Ｂの両方にわたって広がっており、電極２６６Ｂはセグメント２６２Ｂと物理的に結合している。結果として、伝導層セグメント２６２Ｂは、電極２６６ＢとＥＣ領域２９２Ａとの間に電気的な接続を成立させており、領域２９０におけるＥＣスタック２７０両端の電位差は、電極２６６Ｂへの印加電圧に少なくとも部分的に基づいて生じ得る。電極２６６Ｂは領域２９０でセグメント２６２Ｂと物理的に結合しておらず、領域２９２Ｂでセグメント２６２Ｂと物理的に結合しているので、ＥＣ領域２９０と電極２６６Ｂとの間の電気接続は「非直接的」であると理解されるべきであり、それに対してＥＣ領域２９２Ｂと電極２６６Ｂとの間の電気接続は「直接的」であると理解されるべきである。
【００３６】
ＥＣデバイスのいくつかの実施形態は、主伝導層セグメントと副伝導層セグメントとを含む伝導層セグメントへセグメント化された伝導層を備えることができる。主伝導層セグメントの各々は、１つ以上の外部ＥＣ領域と、一部分以上の内部ＥＣ領域とにわたって広がるよう構造化されている。
【００３７】
例えば、図２Ｂ〜２Ｄに図示した実施形態において、伝導層２８０は、主伝導層セグメント２８２Ａと副伝導層セグメント２８２Ｂとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。セグメント２８２Ａは、外部領域２９２Ａにわたって、かつ内部領域２９０全体にわたって広がっている。セグメント２８２Ｂは、外部領域２９２Ｂにわたって広がっている。同様に、伝導層２６０は、主伝導層セグメント２６２Ｂと副伝導層セグメント２６２Ａとを含む伝導層セグメントへセグメント化されている。セグメント２６２Ｂは、外部領域２９２Ｂにわたって、かつ内部領域２９０全体にわたって広がっている。セグメント２６２Ａは、外部領域２９２Ａにわたって広がっている。図示した実施形態において、外部領域２９２Ａ〜２９２Ｂは、領域２９０と１つ以上の電極２６６、２８６との間の１つ以上の非直接的な電気接続に介在する介在ＥＣ領域であり、主セグメント２６２Ｂ、２８２Ａの各々は、別個の介在領域にわたって広がり、かついずれの電極２６６、２８６との直接的な電気接続からも分離されているＥＣ領域２９２へと広がっていると理解される。
【００３８】
主セグメント２６２Ｂ、２８２Ａは両方ともに、ＥＣスタック２７０の両側でＥＣ領域２９０にわたって広がっているので、主セグメント２６２Ｂ、２８２Ａは、ＥＣ領域２９０においてＥＣスタック２７０の両側で「重なり合っている」と理解される。結果として、セグメント２６２Ｂ及び２８２Ａは、ＥＣ領域２９０中で、電極２６６Ｂ、２８６Ａの間に電気経路を成立させている。したがって、領域２９０におけるＥＣスタック２７０両端の電位差（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）（本明細書においては「電位差（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」とも呼ばれる）は、電極２６６Ｂへの印加電圧と電極２８６Ａへの印加電圧との差を含むことができる。
【００３９】
図３Ａ〜３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、カメラデバイス３００を示している。カメラデバイス３００は、アパーチャー３１２と、レンズ３１５と、光センサー３１６とが設置された筐体３１０を備える。カメラ３００の外にある被写体３０２からの光は、フィルターのアパーチャー３１３を通過し、レンズ３１５を通過し、光センサー３１６に届く。図３Ａ〜３Ｂに示されるように、フィルター３１４を調節することに少なくとも部分的に基づいてアパーチャー３１３のサイズを調節し、レンズ３１５及び光センサー３１６に届く光量を制御することができる。このようなアパーチャー３１３のサイズ調節は、アパーチャーフィルター３１２の様々な部分の透過レベルを選択的に調節してアパーチャー３１３のサイズを調節することを含むことができる。この透過レベルを選択的に調節することには、フィルター３１２の環状領域を選択的に暗くすることが含まれる。このようなアパーチャー３１３のサイズ調節は、光センサー３１６で記録される被写体３０２の像の被写界深度３１８を調節することができる。例えば、図３Ａにおいて、アパーチャーが「広げられ」、比較的多い光量が被写体３０２からセンサー３１６に届く場合、被写界深度３１８は狭くなり得、その結果、被写体３０２の像は被写体で焦点が合ってもよいが、被写体と比較して背景及び前景の像は、被写体３０２と比較してぼけていてもよい。図３Ｂにおいて、アパーチャー３１３がフィルター３１４によって「絞られ」、比較的少ない光量が被写体３０２からセンサー３１６に届く場合、結果として被写界深度３１８は図３Ａと比較して広がり得、記録される像において焦点がしっかり合う域は、被写体３０２の前及び後ろに広がる。
【００４０】
いくつかの実施形態においては、アパーチャー３１３を通る光は回折パターンを示す。このような回折パターンには、周知のエアリー回折パターン（「エアリーディスク」とも呼ばれる）が含まれ得る。周知のように、エアリーディスクを含めた、アパーチャー３１３を通って撮像された点光源の回折パターンは、明るい同心円環に囲まれた明るい中心領域となり得る（「エアリーパターン」）。回折パターンは、アパーチャーを通る光の波長及びアパーチャー３１３のサイズのうちの１つ以上によって特徴付けられ得る。いくつかの実施形態においては、被写体３０２からの光が同心円パターンを伴う中心スポットを有するエアリーパターン（エアリーディスクを含める）を形成し、カメラデバイス３００が有する被写体３０２での細部の解像能は回折によって制限され得る。２つ以上の被写体３０２がカメラ３００によって記録される像に含まれ、また２つ以上の被写体３０２が、センサー３１６において各被写体３０２周囲のエアリーパターンが重なり合うのに十分な程度に小さい角度で離れている場合、２つ以上の被写体３０２は、記録された像ではっきり解像されなくてもよい。
【００４１】
いくつかの実施形態においては、レンズの外縁部を通過する被写体３０２からの光は、レンズ３１５の中心を通過する光の量とほぼ等しい。結果として、記録された像の前景及び背景にある要素は、被写体３０２と比較してぼけていてもよいが、記録された像においてはっきりとした対象物として存在してもよい。これにより、被写体３０２は、ぼけた前景対象物及び背景対象物と比較して、記録された像において鮮明さが減少し得る。いくつかの実施形態においては、カメラデバイスは、カメラを通過する光をアポダイズして、レンズの中心と比較してレンズの外縁部を通過する光が減るよう形成される。アポダイゼーションには、アパーチャー３１３をアポダイズすることが含まれ得る。このようなアポダイゼーションの結果、センサー３１６で被写体３０２の像に記録される、焦点の合っていない要素の縁部でぼかしが生じる。このようなぼかしの結果、焦点の合っていない要素が滑らかになり、焦点の合っていない要素に対して被写体３０２をより鮮明に際立たせることができる。
【００４２】
いくつかの実施形態においては、カメラアパーチャー３１３をアポダイズすることにより、センサー３１６における被写体３０２の像周囲の回折パターンが減少してもよいため、カメラ３００による像の解像度を増加させることができる。例えば、アポダイズしたアパーチャー３１３は、レンズ３１５の外縁部を通過する光量を減らすので、全てを除去しないならば、被写体３０２の像は、被写体の像周囲のエアリーパターンの強度が減少した像となり得る。さらに、レンズ３１５の収差に対する光センサー３１６の感度が軽減されてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態においては、１つ以上のレンズ３１５、アパーチャーフィルター３１２などを備えるカメラ３００の１つ以上の部分が、別個の領域を異なる透過レベルの間で選択的に切り替えるよう構造化されたＥＣデバイスを含み、その結果、ＥＣデバイスがアパーチャー３１３、レンズ３１５などのうちの１つ以上を選択的にアポダイズすることができる。
【００４４】
図４Ａ、図４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図３に示されるカメラ３００を含めたカメラデバイスに備えられ得る装置を示しており、この装置は、別個のＥＣ領域を異なる透過レベル間で選択的に切り替えて、被撮像体からカメラの光センサーへと光が通過する窓を選択的にアポダイズするよう構造化された１つ以上のエレクトロクロミックデバイスを備えることができる。装置４００は、窓４１０がアパーチャー３１３、レンズ３１５になるようにして、カメラアパーチャーフィルター３１２に備えられることができ、また各々別個であるなどできる。
【００４５】
装置４００は、基材４０４に結合したＥＣデバイス４０２を備える。基材は１種以上の様々な材料を含むことができる。いくつかの実施形態においては、基材は１種以上の透明材料または反射材料を含むことができる。反射材料には、電磁スペクトルの１つ以上の波長を反射することができる材料が含まれる。基材は１種以上の様々な透明材料を含むことができる。透明材料には、１種以上のガラス、結晶性材料、高分子材料などが含まれる。結晶性材料には、サファイア、ゲルマニウム、ケイ素などが含まれ得る。高分子材料には、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴなどが含まれ得る。基材は１つ以上の様々な厚さを有することができる。例えば、基材は、１ミクロン以上１００ミクロン以下の１つ以上の厚さを有することができる。基材は、１種以上の熱的に強化された材料、化学的に強化された材料などを含むことができる。例えば、基材はＧＯＲＩＬＬＡ  ＧＬＡＳＳ（商標）を含むことができる。基材は、１つ以上の様々な熱膨張係数を有する材料を含むことができる。基材は、ＩＧＵ、ＴＧＵ、積層体、単結晶基材などのうちの１つ以上を含むことができる。基材４０４は、装置４００が備えられたカメラデバイスの外側に向くことができ、被撮像体の方向に向くことができる。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイス４０２が備えられている面とは反対の基材４０４の面は、カメラデバイス外部の周囲環境に曝されている。ＥＣデバイスは、本開示の別の箇所で論じられるように、１つ以上の伝導層、ＥＣスタック層などを含めた様々な層を備えることができる。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは１つ以上の封入層を備えており、デバイス４０２のＥＣスタックと、周囲環境を含めた装置４００の外部環境との間への水分の浸透の制限、軽減、阻止などを行うよう構造化されている。支持構造体４０６は、構造体４０６を通して電力を分布させることができる１つ以上の電気経路を備えることができる。支持構造体４０６は、ＥＣデバイス４０２及び基材４０４を支持する「可撓」構造体４０８と、接続素子４０７とを備える。この接続素子４０７は、構造体４０６をＥＣデバイス４０２に結合させ、かつＥＣデバイスの１つ以上の電極（「端子」）と電気的に結合して、構造体４０６の１つ以上の電気経路を経由したＥＣデバイス４０２と１つ以上の電源との間の電気接続を成立させる。
【００４６】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイス４０２は、デバイス４０２の様々なＥＣ領域を、別々の異なる透過レベルに選択的に切り替えるよう構造化されている。このような選択的スイッチングにより、窓４１０において１つ以上の様々な透過パターンが生じ得る。いくつかの実施形態においては、以下でさらに論じるように、ＥＣデバイス４０２は複数の同心円環状ＥＣ領域を備え、その１つ以上の環状ＥＣ領域を１つ以上の別の透過レベルへと切り替えて、窓４１０を選択的にアポダイズすることができる。例えば、ＥＣデバイス４０２は、複数の同心円環状領域を共通の透過レベルから、異なる透過レベルのうちの別々の透過レベルへと切り替えてもよく、ここで１つ以上の環状ＥＣ領域は、窓４１０の中心からさらに離れた別の環状領域よりも高い透過レベルを有する。このような選択的アポダイゼーションは、図４Ｃに示されるようなＥＣデバイス４０２の１つ以上の特定の電極４１２Ａ〜４１２Ｂに印加される１つ以上の特定電圧に少なくとも部分的に基づくことができる。
【００４７】
図５Ａ及び図５Ｂは、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣデバイス５００を示しており、円形ＥＣデバイス５００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示されている、選択的にアポダイズされる１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。デバイス５００は、光の透過を制限する外側部分５１０と、内側部分５２０とを備える。内側部分５２０は独立して制御可能なＥＣ領域を含み、ＥＣ領域の各々は、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと別個に切り替えられ得る。図示した実施形態においては、部分５２０は、部分５２０の全てのＥＣ領域が共通の透過レベルである透過状態で示されている。この共通の透過レベルは完全透過レベルであることができ、したがって図５Ａにおいて部分５２０は透明の透過状態である。図５Ｂにおいては、デバイス５００は、部分５２０の複数の領域が別々の透過レベルへと選択的に切り替えられて示されており、部分５２０は透明な透過状態から特定の透過パターンへと切り替えられている。図示した実施形態においては、部分５２０の様々なＥＣ領域には、部分５２０の中心５３０から部分５１０に向かって外側に広がる同心円環状ＥＣ領域が含まれる。いくつかの実施形態においては、１つ以上のＥＣ領域の１つ以上の透過パターンには、１つ以上の様々な連続的透過率分布パターンが含まれ得る。例えば、図５Ｂに図示した実施形態では、ＥＣデバイス５００は、中心５３０を中心とする透過率分布パターンへと切り替わる。このパターンでは、部分５２０で最も高い透過レベルであるのは中心５３０の位置であり、中心５３０からＥＣデバイス５００の１つ以上の縁部に向かって外側に延びる距離に応じて透過レベルが連続的に減少する。いくつかの実施形態においては、透過率分布パターンは、ガウスパターン（本明細書においては「ガウス型」とも呼ばれる）にほぼ等しい。
【００４８】
図５Ｃは、一実施形態に従って、図５Ｂに示されるようなアポダイズしたＥＣデバイス部分の透過率分布パターンを、中心５３０からの距離に対する透過率の関数として示している。この図で、分布パターン５８０は、ガウス型５９０にほぼ等しい。本明細書において使用する場合、ガウス型にほぼ等しい分布には、透過率が複数桁にわたってガウス型に適合する分布パターンが含まれ得る。例えば、図５Ｃにおいて、部分５２０における透過率分布パターン５８０は透過率が６桁減少するまでガウス型５９０と適合するので、パターン５８０はガウス型５９０とほぼ等しい。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターンは、ガウス型の近似とは異なる。
【００４９】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスでの連続的分布パターンは、十分に多い数のＥＣ領域や、透過率分布パターンに関連するＥＣデバイス中の１つ以上の分布などに少なくとも部分的に基づいて作られる。このような分布については、以下でさらに論じる。
【００５０】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、非連続的分布パターンへと選択的に切り替わることができる。ＥＣデバイスは、不連続かつ異なる透過レベルに切り替わるよう制御され得る複数の領域を備えてもよく、その結果、「段階的な」透過パターンとなる。図６は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイス６００を示しており、ＥＣデバイス６００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。ＥＣデバイス６００は、円形ＥＣ領域６２０と、この円形ＥＣ領域６２０を取り囲む環状ＥＣ領域６１０とを備える。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、１つ以上の領域６１０〜６２０両端の電位差を独立して制御して、２つ以上の透過状態の間で選択的に切り替わる。この２つ以上の透過状態では、１つ以上の透過状態は、ＥＣ領域６１０〜６２０の両方が透明の透過状態を含めた共通の透過レベルを有する透過状態であり得る。別の透過状態は、別個のＥＣ領域６１０、６２０が共通の透過レベルから２つ以上の別の透過レベルへと切り替えられた状態であり得る。いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域６２０は、いずれの電気接続からも分離されており、透過レベル制御は環状ＥＣ領域６１０に制限されている。ＥＣ領域６１０を別の透過レベル間で切り替わるよう制御して、ＥＣデバイス６００をアポダイズすることができる。
【００５１】
図７は、いくつかの実施形態に従って、円形ＥＣ領域７３０と、その円形領域７３０から外側に広がる２つ以上の同心円環状ＥＣ領域７１０、７２０とを含むＥＣデバイス７００を示している。ＥＣデバイス７００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。円形領域７３０は、ＥＣデバイスに結合したいずれかの電極とのいずれの電気接続（直接、非直接またはその他方法）からも分離されていてもよく、内部環状ＥＣ領域７２０は、いずれの直接的な電気接続から分離されていてもよく、また外部環状ＥＣ領域７１０は、ＥＣ領域７２０と１つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に介在してもよい。領域７１０に結合した１つ以上の電極に１つ以上の電圧を印加すると、別個の環状ＥＣ領域７１０、７２０は、共通の透過レベルと、２つの透過レベルのうちの別々の透過レベルとの間で切り替わってもよいが、領域７３０は、電位差がすぐには誘起されないので、初期の段階では透過レベル間で切り替わらない。しかしながら、いくつかの実施形態においては、領域７３０への漏電電流により、時間の経過と共に領域７３０で透過レベルが変化する。領域７１０、７２０を別々の透過レベルへと選択的に変化させることで、ＥＣデバイス７００を選択的にアポダイズすることができる。
【００５２】
図８Ａ〜８Ｃは、いくつかの実施形態に従って、基材８６０上に配置された複数の層８０２、８５０、８０４を備えるＥＣデバイス８００を示している。ＥＣデバイス８００は、ＥＣスタック８５０と、ＥＣスタック８５０の両側に２つ以上の別個の伝導層８０２、８０４とを備えることができる。伝導層８０２、８０４は、別個の伝導層セグメントへとセグメント化され、デバイス８００において別個のＥＣ領域を設定する。デバイス８００においては、別個のＥＣ領域には、円形ＥＣ領域と、円形ＥＣ領域から外側に広がる２つの同心円環状ＥＣ領域とが含まれる。ＥＣデバイス８００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。
【００５３】
ＥＣデバイス８００は２つの別個の伝導層を備えており、この伝導層はセグメント化されて、ＥＣデバイスの複数の別個のＥＣ領域を設定する。このように伝導層をセグメント化することによって別個のＥＣ領域を設定することは、図１Ａ〜１Ｃに関して上記で論じたセグメント化と同様に行われてもよい。
【００５４】
ＥＣデバイス８００は、基材８６０上に配置された下部伝導層８０４と、下部伝導層８０４上に配置されたＥＣスタックと、ＥＣスタック上に配置された上部伝導層８０２とを備える。各伝導層は透明伝導（ＴＣ）層を含むことができ、また各伝導層は、別個の伝導層セグメントへとセグメント化８１８、８３８されて、セグメント化に少なくとも部分的に基づいて別個のＥＣ領域を設定する。
【００５５】
図８Ａに示される上部伝導層８０２は、主伝導層セグメント８１０と副伝導層セグメント８２０とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された外部環状ＥＣ領域にわたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極８１５、８２５を有する。主セグメントは、ＥＣデバイス８００の外部環状ＥＣ領域にわたって広がる外側部分８１６と、ＥＣデバイス８００の内部環状ＥＣ領域全体にわたって広がる内側部分８１４とを備えるよう構造化されている。さらに、主セグメント８１０の円形部分８１２は、セグメント８１０からセグメント化されて、同心円環状ＥＣ領域によって取り囲まれた円形ＥＣ領域を設定している。主セグメント８１０の外側部分８１６及び副セグメント８２０の全体部分８２２は、デバイス８００の外部環状ＥＣ領域にわたって集合体として広がる上部伝導層８０２の部分を含む。
【００５６】
図８Ｂに示される下部伝導層８０４は、主伝導層セグメント８３０と副伝導層セグメント８４０とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された外部環状ＥＣ領域にわたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に、物理的な結合、電気的な結合などをしている電極８３５、８４５を有する。主セグメント８３０は、ＥＣデバイス８００の外部環状ＥＣ領域にわたって広がる外側部分８３６と、ＥＣデバイス８００の内部環状ＥＣ領域全体にわたって広がる内側部分８３４とを備えるよう構造化されている。さらに、主セグメント８３０の円形部分８３２は、セグメント８３０からセグメント化されて、同心円環状ＥＣ領域によって取り囲まれた円形ＥＣ領域を設定している。主セグメント８３０の外側部分８３６及び副セグメント８４０の全体部分８４２は、デバイス８００の外部環状ＥＣ領域にわたって集合体として広がる下部伝導層８０４の部分を含む。
【００５７】
図８Ｃに示されているデバイス８００の断面図では、図１Ａ〜１Ｃに図示されているＥＣデバイス１００と同様に、主セグメント８１０、８３０が部分８１４、８３４で重なり合って内部環状ＥＣ領域を設定し、内部環状領域は、電極８１５、８２５、８３５、８４５のいずれかとの直接的な電気接続から分離されており、主セグメント８１０、８３０の部分８１６、８３６は内部環状ＥＣ領域と電極８１５、８３５との電気接続を成立させており、したがって部分８１６、８３６が広がる外部環状ＥＣ領域は介在ＥＣ領域であることが図示されている。
【００５８】
いくつかの実施形態においては、伝導層のセグメント化は、基材８６０上にＥＣデバイス８００の様々な層を配置するプロセス中に行われる。例えば、下部伝導層８０４のセグメンテーション８３８は、基材上に下部伝導層８０４を配置した後、かつ下部伝導層８０４上にＥＣスタック８５０を配置する前に作製してもよい。同様に、上部伝導層８０２のセグメンテーション８１８は、ＥＣスタック８５０上に上部伝導層８０２を配置した後に作製してもよい。いくつかの実施形態においては、１つ以上のセグメンテーション８１８、８３８は、セグメント８１０、８３０、８２０、８４０が互いにセグメント化されたセグメントとして配置されるようにして、マスクした部分に各伝導層８０２、８０４を配置することに少なくとも部分的に基づいて作製する。
【００５９】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、基材上に配置された複数の層を備えており、そしてＥＣデバイスのＥＣスタック両側の２つ以上の別個の伝導層は別個の伝導層セグメントにセグメント化されて別個のＥＣ領域を設定する。ここで別個のＥＣ領域には「分離」円形領域と、その分離円形領域と１つ以上の電極との間の非直接的な電気接続に「介在する」ことができる１つ以上の環状ＥＣ領域とが含まれる。図８Ｄ〜８Ｅは、円形「分離」ＥＣ領域と、環状「介在」ＥＣ領域とを備えるＥＣデバイスの一実施形態の別個の伝導層を示している。
【００６０】
図８Ｄに示される上部伝導層８０２は、主伝導層セグメント８１０と副伝導層セグメント８２０とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された環状ＥＣ領域にわたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極８１５、８２５を有する。主セグメントは、ＥＣデバイス８００の環状ＥＣ領域にわたって広がる外側部分８１６と、ＥＣデバイス８００の円形ＥＣ領域全体にわたって広がる内側部分８１４とを備えるよう構造化されている。主セグメント８１０の外側部分８１６及び副セグメント８２０の全体部分８２２は、デバイス８００の環状ＥＣ領域にわたって集合体として広がる上部伝導層８０２の部分を含む。
【００６１】
図８Ｅに示される下部伝導層８０４は、主伝導層セグメント８３０と副伝導層セグメント８４０とにセグメント化されている。各セグメントは、設定された環状ＥＣ領域にわたって広がるそれぞれのセグメントの一部分に物理的に結合した電極８３５、８４５を有する。主セグメント８３０は、ＥＣデバイス８００の環状ＥＣ領域にわたって広がる外側部分８３６と、ＥＣデバイス８００の円形ＥＣ領域にわたって広がる内側部分８３４とを備えるよう構造化されている。主セグメント８３０の外側部分８３６及び副セグメント８４０の全体部分８４２は、デバイス８００の環状ＥＣ領域にわたって集合体として広がる下部伝導層８０４の部分を含む。
【００６２】
図９Ａ〜９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、別個のセグメント化操作を示しており、この操作は図８Ａ〜８Ｃに示されているＥＣデバイス８００の別個の伝導層で行って伝導層をセグメント化し、別個のＥＣ領域を設定する操作である。
【００６３】
図９Ａはセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス８００の下部伝導層８０４で行われる操作である。１つ以上のこの操作を、基材上に下部伝導層８０４を配置した後、かつ下部伝導層８０４上にＥＣスタックを配置する前に行うことができる。セグメント化操作９１０を行って、上記のように、下部伝導層８０４を主伝導層セグメント８３０と副伝導層セグメント８４０とにセグメント化することができる。図９に示す各セグメント化操作には、１種以上の切断操作、アブレーション操作などが含まれ得る。例えば、操作９１０は切断操作であることができ、この操作は図９に示されるように伝導層８０４をセグメント８３０と８４０とに選択的に切断する。
【００６４】
図９Ｂはセグメント化操作を示しており、この操作はＥＣデバイス８００の上部伝導層８０２で行われる操作である。１つ以上のこの操作を、ＥＣスタック上に上部伝導層８０２を配置した後に行うことができる。ＥＣスタック自体は下部伝導層８０４上に配置されている。セグメント化操作９３０を行って、上記のように、上部伝導層８０２を主伝導層セグメント８１０と副伝導層セグメント８２０とにセグメント化することができる。
【００６５】
図９Ａ〜９Ｂに示すように、１つ以上のセグメント化操作９４０Ａ〜９４０Ｂを行って、主セグメント８１０、８３０それぞれの円形部分８１２、８３２をセグメント化することができる。いくつかの実施形態においては、セグメント化操作９４０Ａ〜９４０Ｂは、配置された上部伝導層８０４と下部伝導層８０２とを同時にセグメント化する１つのセグメント化操作を含むことができ、この場合、セグメント化操作部分９４０Ａは、配置されたＥＣスタックを通して行う。いくつかの実施形態においては、セグメント化操作９４０Ａ〜９４０Ｂのうちの１つは行わず、したがって円形ＥＣ領域は、主セグメント８１０、８３０のうちの１つをセグメント化して部分８１２、８３２のうちの１つを設定することに少なくとも部分的に基づいて設定される。いくつかの実施形態においては、セグメント化操作９４０Ａ〜９４０Ｂをいずれも行わず、したがって円形ＥＣ領域は、円形ＥＣ領域の外側境界と、環状ＥＣ領域の内側境界とを設定する操作９１０及び９３０に少なくとも部分的に基づいて設定される。
【００６６】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層が別個のセグメントにセグメント化されて、中心円形ＥＣ領域の周囲に３つ以上の別個の同心円環状ＥＣ領域を設定する。複数の電極を別個のセグメントに結合させて、少なくともいくつかの別個のＥＣ領域を異なる透過レベルの間で選択的に切り替えるようＥＣデバイスを構造化させてもよい。
【００６７】
図１０は、いくつかの実施形態に従って、８つの別個の電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈが結合したＥＣデバイス１０００の上面図を示している。ＥＣデバイス１０００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。デバイス１０００は、中心円形ＥＣ領域１００２を備え、このＥＣ領域１００２は、いずれの電極との電気接続からも分離されている。円形ＥＣ領域１００２は、セグメント化操作に少なくとも部分的に基づいて設定される。このセグメント化操作には、１種以上の切断操作、アブレーション操作、及びエレクトロクロミックデバイスの伝導層をセグメント化する当業者に公知の様々なセグメント化プロセスが含まれ得る。
【００６８】
ＥＣデバイス１０００は３つの同心円ＥＣ領域を備えており、これらの同心円ＥＣ領域は、ＥＣデバイス１０００の１つ以上の伝導層で行われる様々なセグメント化操作に少なくとも部分的に基づいて設定される。ＥＣ領域１００４は、領域１００４全体にわたって広がって領域１００２を取り囲む各伝導層の一部分によって設定される。ＥＣ領域１００４は、電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈのいずれかとのいずれの直接的な電気接続からも分離されており、セグメント部分１００８Ａ、１００６Ａ、１００８Ｂ及び１００６Ｂが広がる介在ＥＣ領域１００８及び１００６の部分を介して、電極１０１０Ｄ及び１０１０Ｅと非直接的に電気接続している。同様に、ＥＣ領域１００６は、別個の伝導層セグメントの部分１００６Ａ〜１００６Ｂによって設定されており、電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈのいずれかとのいずれの直接的な電気接続からも分離されており、セグメント部分１００８Ａ〜１００８Ｄが広がる介在ＥＣ領域１００８の部分を介して、電極１０１０Ｄ、１０１０Ａ及び１０１０Ｅ、１０１０Ｈと非直接的に電気接続している。
【００６９】
図１０に図示した実施形態で示されているように、円形ＥＣ領域及び３つの同心円環状ＥＣ領域は、「Ｐ１」、「Ｐ３」、「Ｐ４」で表示される３つ以上の別個のセグメント化操作に少なくとも部分的に基づいて設定される。セグメント化操作Ｐ１及びＰ３は、ＥＣデバイス１０００のＥＣスタック両側の別個の伝導層で行い、セグメント化操作Ｐ４は、別個の伝導層両方で行うことができる。
【００７０】
図示した実施形態で示されているように、セグメント化操作はＥＣデバイスを別個のセグメントへとセグメント化し、ＥＣデバイス１０００の別個の部分に結合した別個の電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈに印加される特定の電圧に少なくとも部分的に基づいて別の電位差が誘起され得る別個のＥＣ領域１００４、１００６、１００８を設定する。示されるように、別個の電極に電圧を印加することにより、別個の各ＥＣ領域にある別個の各部分で、ＥＣスタックの両側に異なる電圧を生じさせることができる。別個の電極にかける電圧は、所定のＥＣ領域の別個の部分が共通の電位差を有するよう選択することができる。例えば、環状ＥＣ領域１００８の別個の部分１００８Ａ〜１００８Ｄの各々は、別個の電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈの各々に印加する電圧に少なくとも部分的に基づいて、共通の電位差を有することができる。同様に、環状ＥＣ領域１００６の別個の部分１００６Ａ〜１００６Ｂの両方は、電極１０１０Ｄ、１０１０Ａ及び１０１０Ｅ、１０１０Ｈに印加する別々の電圧に少なくとも部分的に基づいて、共通の電位差を有することができ、この共通の電位差は、ＥＣ領域１００８の別個の部分１００８Ａ〜１００８Ｂ中の電位差とは異なる。同様に、ＥＣ環状領域１００４は、電極１０１０Ｄ〜１０１０Ｅに印加する別々の電圧に少なくとも部分的に基づいて、特定の電位差を有することができ、この電位差は、領域１００６及び１００８の別個の部分中の電位差とは異なる。異なる電極１０１０Ａ〜１０１０Ｈにかける別個の電圧を変化させて、ＥＣデバイス１０００で様々な透過パターンを作ることができる。いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域は、共通の透過レベルから、各ＥＣ領域で異なる透過レベルへと選択的に切り替えられる。この異なる透過レベルでは、領域１００６及び１００４の透過レベルはＥＣ領域１００８の透過レベルよりも大きく、領域１００４の透過レベルはＥＣ領域１００６及び１００８の透過レベルよりも大きい。このような選択的スイッチングには、ＥＣデバイスを透明な透過状態からアポダイズされた透過状態へと選択的に切り替えることが含まれ得る。
【００７１】
ＩＩ．シート抵抗を用いた被制御エレクトロクロミックスイッチング
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、別個のＥＣ領域において異なる透過レベル間で選択的に切り替わるよう構造化されており、したがって、ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスのＥＣ領域を、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替えることができる。
【００７２】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の、対応する伝導層領域のそれぞれの異なるシート抵抗に少なくとも部分的に基づいて、異なる領域で異なる透過レベルに選択的に切り替わるよう構造化されている。上記の対応する伝導層領域は、それぞれのＥＣ領域にわたって広がっている。対応するＥＣ領域にある、１つ以上の伝導層の別個の伝導層領域のシート抵抗を調節して、別個のＥＣ領域を異なる透過レベルへ選択的に切り替えるＥＣデバイスを構造化することができる。
【００７３】
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックと、そのＥＣスタックの両側に別個の伝導層１１０４Ａ〜１１０４Ｂとを備えるＥＣデバイス１１００を示している。ＥＣデバイス１１００は３つの別個のＥＣ領域１１１０、１１２０、１１３０を備えており、上部伝導層１１０４Ａの別個の伝導層領域においてシート抵抗が異なることによって、ＥＣ領域１１１０、１１２０、１１３０の内部境界１１４２Ａ〜１１４２Ｂが設定されている。伝導層１１０４Ａ〜１１０４Ｂ両方の別個の伝導層領域におけるシート抵抗が、ＥＣデバイス１１００において別個の領域を設定し得ることが理解されよう。いくつかの実施形態においては、下部伝導層１１０４Ｂの別個の伝導層領域でシート抵抗が異なることにより、ＥＣデバイス１１００において１つ以上のＥＣ領域の境界が設定されている。ＥＣデバイス１１００は、図２ＡのＥＣデバイス２００、図４Ａ〜４ＣのＥＣデバイス４００などを含めた、本開示中の様々な他の図に関連して示され論じられている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。
【００７４】
図１１ＢはＥＣデバイス１１００の断面図を示しており、ここで上部伝導層１１０４Ａは、別個のＥＣ領域１１１０、１１２０、１１３０の境界を少なくとも部分的に設定する別個の伝導層領域１１０６Ａ〜１１０６Ｃを含んでいる。図示されている実施形態においては、別個の伝導層領域１１０６Ａ、１１０６Ｃは、伝導層領域１１０６Ｂとは異なるシート抵抗を有する。結果として、ＥＣデバイス１１００は、１つ以上の伝導層１１０４Ａ〜１１０４Ｂへの電圧印加に少なくとも部分的に基づいて、別個のＥＣ領域１１１０、１１２０、１１３０を共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替えるよう構造化されている。上記の共通の透過レベルには、完全透過レベルが含まれ得る。言い換えると、図１１Ｃに示されるように、ＥＣデバイス１１００は、別個のＥＣスタック領域１１０７Ａ〜１１０７Ｃを共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルへと切り替えるよう構造化されており、ＥＣスタック領域１１０７Ａ、１１０７Ｃは、ＥＣスタック領域１１０７Ｂが切り替えられる異なる透過レベルよりも低い透過レベルに切り替えられる。所定のＥＣ領域にある所定のＥＣスタック領域が切り替えられ得る透過レベルは、所定のＥＣスタック領域の１つ以上の側面にある伝導層の伝導層領域のシート抵抗に少なくとも部分的に基づく。
【００７５】
ＥＣデバイスの１つ以上のＥＣ領域にある１つ以上の伝導層領域のシート抵抗は、その１つ以上のＥＣ領域にあるＥＣスタック領域両端の電位差に影響を及ぼすことができる。いくつかの実施形態においては、所定のＥＣ領域でのＥＣスタック両端の電位差（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）（「電位差（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」とも呼ばれる）が、所定のＥＣ領域のＥＣスタックの、ＥＣスタックのＣＥ層からＥＣスタックのＥＣ層までの各部分を通る電流の最大速度を決定し、それにより所定領域のＥＣデバイスの透過レベルが変化する。この透過レベルの変化には、着色状態への変化が含まれ得るので、その結果、ＥＣデバイスが着色する。電荷がリチウムイオン及び電子の形態で素早く供給されて要求を満たすならば、電流はデバイスの層両端の電位差に比例した速度で流れることができる。
【００７６】
いくつかの実施形態においては、所定のＥＣ領域にある１つ以上の伝導層のシート抵抗を調節することにより、同じＥＣ領域に広がるＥＣスタックの領域の両端の電位差を調節することができる。結果として、１つ以上の伝導層の１つ以上の領域のシート抵抗を調節することにより、１つ以上の伝導層に電圧を印加した際に、１つ以上の対応するＥＣスタック領域が異なる透過レベルに切り替わり得る。以下でさらに詳細に論じるように、シート抵抗の調節は、様々なプロセスによって行うことができる。
【００７７】
図１１Ｃに示されるように、別個の伝導層１１０４Ａ〜１１０４Ｂに結合した１つ以上の電極１１５２〜１１５８に電圧を印加すると、別個のＥＣ領域にある伝導層領域の異なるシート電圧に少なくとも部分的に基づいて、別個のＥＣ領域のいくつかにおいて異なる電位差が誘起される。特に、伝導層領域１１０６Ａ、１１０６Ｃは、図１１Ｂにも示されるように、伝導層領域１１０６Ｂよりも大きいシート抵抗を有している。結果として、１つ以上の電極１１５２〜１１５８に１つ以上の電圧を印加した場合、ＥＣ領域１１２０とＥＣ領域１１１０、１１３０とにおいて異なる電位差が誘起される。伝導層領域１１０６Ｂよりも大きい、伝導層領域１１０６Ａ、１１０６Ｃのシート抵抗に少なくとも部分的に基づいて、領域１１１０、１１３０における電位差は、ＥＣ領域１１２０における電位差よりも大きい。結果として、電圧を印加するとＥＣスタック領域１１０７Ａ〜１１０７Ｃは共通の透過レベルから切り替わるが、ＥＣスタック領域１１０７Ｂは、ＥＣスタック領域１１０７Ａ、１１０７Ｃの両方が切り替わる透過レベルとは異なりかつその透過レベルよりも大きい透過レベルへと切り替わる。したがって、所定のＥＣ領域でＥＣスタックの特定の領域が切り替わる透過レベルは、所定のＥＣ領域にある１つ以上の伝導層の１つ以上の伝導層領域のシート抵抗に少なくとも部分的に基づき得る。
【００７８】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、別個のＥＣ領域の各々を、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替えるよう構造化されており、したがってＥＣデバイスを構造化することは、様々な調節プロセスに少なくとも部分的に基づき、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の１つ以上の伝導層領域のシート抵抗を調節することを含む。
【００７９】
いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域が異なるシート抵抗や異なるシート抵抗分布パターンなどを有するよう、別個の伝導層領域のシート抵抗を調節することは、別個の伝導層領域にある伝導層の１つ以上の様々な特性を調節することを含む。このような特性には、それぞれのＴＣ層領域の特定のシート抵抗に関連する特定の結晶構造、特定の結晶化度レベル、特定の化学組成、特定の化学分布、特定の厚さなどのうちの１つ以上が含まれ得る。例えば、特定の伝導層領域にある伝導層の結晶構造や格子構造などを変化させることにより、その特定の領域にある伝導層のシート抵抗が変化し得る。別の例においては、所定の伝導層領域にある伝導層の化学組成や化学分布などを変化させることにより、その所定の伝導層領域のシート抵抗が変化し得る。１つの伝導層領域においてシート抵抗を調節することは、隣接伝導層領域を含めた他の伝導層領域から独立していることができる。
【００８０】
図１２Ａ〜１２Ｄは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層の別個の伝導層領域でシート抵抗を変化させる様々な方法を示している。このようなＥＣデバイスは、図２のＥＣデバイス２００、図４Ａ〜４ＣのＥＣデバイス４００などを含めた、本開示の１つ以上の様々な他の図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。図１２Ａは、特定の伝導層の別個の伝導層領域のシート抵抗を変化させることを示しており、１種以上の化学種を別個の伝導層領域に導入して、特定の選択されたシート抵抗分布に関連する１種以上の特定の化学種の分布を、別個の伝導層領域で作製することによって行う。このような化学種の導入は、伝導層領域における電荷担体密度や電荷担体分布などを調節して、その伝導層領域でのシート抵抗分布を調節することを含むことができる。このような導入は、１つ以上の伝導層領域において１種以上の酸化種を導入することを含むことができる。酸化種は、伝導層領域の酸化レベルを増加させ、伝導層領域のシート抵抗を調節する。その後、導電材料中の導入化学種を活性化する様々なプロセスに従って、伝導層領域を加熱して、層領域に導入された１種以上の化学種を活性化することができる。上記の様々なプロセスには、１つ以上のイオン注入プロセスによって材料中に導入された異なる化学種を活性化する１つ以上の異なるプロセスが含まれる。いくつかの実施形態においては、このような伝導層領域の加熱（「焼成」とも呼ばれる）は、少なくとも伝導層領域を、ピーク温度まで加熱することを含む。伝導層の少なくとも一部分を「焼成」するいくつかの実施形態は、少なくとも伝導層の材料に関連する特定の温度まで、約３７０セ氏度、３８０セ氏度などまで伝導層部分を加熱することを含むことができる。導入され得る酸化種の非限定的な例には、酸素、窒素などが含まれ得る。別の例においては、１種以上の様々な金属種を導入して、伝導層領域における電荷担体密度や電荷担体分布などを変化させることができる。このような金属種の非限定的な例には、インジウム、スズ、それらのいくつかの組合せなどが含まれ得る。要約すると、１種以上の化学種を伝導層領域に導入することにより、その伝導層領域のシート抵抗を調節することができる。この化学種は、伝導層領域における電荷担体密度や電荷担体分布などを変化させることができる。このような導入は、１種以上の化学種の１回以上の注入を含むことができ、この注入は周知のイオン注入プロセスによって行うことができる。
【００８１】
図１２Ａは、上部及び下部伝導層１２０２、１２０６と、ＥＣスタック１２０４とを備えるＥＣデバイス１２００を示している。ＥＣデバイス１２００は、本開示の様々な他の図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。化学種導入システム１２１０を使用して、１種以上の化学種１２０８を、１つ以上の伝導層１２０２、１２０６の別個の伝導層領域１２１２に導入する。化学種導入システム１２１０には、イオン注入システム、マスクイオンビーム、集束イオンビームなどが含まれ得る。別個の領域１２１２全域にわたって化学種の分布を調節して変化させ、別個の伝導層領域でシート抵抗が異なるように調節することができる。例えば、イオン注入システム１２１０を使用して別個の領域１２１２に別個のイオンを注入する場合、各領域１２１２でイオン注入量、イオンエネルギーレベル、イオン注入プロセスの数などのうちの１つ以上を調節して、別個の領域１２１２において異なる化学種分布、電荷担体分布、電荷担体密度などを生じさせることができ、よって別個の領域１２１２で異なるシート抵抗を設定することができる。いくつかの実施形態においては、イオン注入、マスクイオンビーム、集束イオンビーム（ＦＩＢ）などのうちの１つ以上を使用して、１つ以上の伝導層領域に、特定のシート抵抗パターン「描く」ことができる。いくつかの実施形態においては、化学種の「分布」には、１つ以上の伝導層の領域全体にわたっての、化学種の密度、濃度、伝導層の厚みへの導入深さなどでの１つ以上の変化が含まれてもよい。例えば、伝導層において化学種が導入される深さは伝導層全体にわたって変化してもよく、その伝導層のシート抵抗は、化学種の深さの変化に従って変化する。別の例においては、導入された化学種の濃度や密度などは伝導層全体にわたって変化してもよく、その伝導層のシート抵抗は、化学種の濃度や密度などの変化に従って変化する。
【００８２】
いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域のシート抵抗は、別個の伝導層領域を空気中または酸素含有ガス中で高温に加熱することに少なくとも部分的に基づいて調節することができる。このようなプロセスは、加熱中に別個の伝導層領域を大気へ選択的に曝すことや、レーザーまたはキセノン閃光ランプなどの方法を使用して伝導層を特定のパターンで加熱することなどを含むことができる。伝導層領域を高温に加熱することにより、伝導層領域を酸化する１種以上の化学反応を起こさせることや誘発することなどが可能である。いくつかの実施形態においては、パターンを描くようにして加熱を行い、他の伝導層領域とは独立して特定の伝導層領域を酸化する。この他の伝導層領域は、異なるように加熱すること、全く加熱しないことなどが可能である。結果として、１つ以上の別個の酸化パターンを作ることができ、よって伝導層において１つ以上のシート抵抗パターンが作製され、その結果、シート抵抗パターンに対応した透過パターンへ選択的に切り替わるＥＣデバイスが構造化される。いくつかの実施形態においては、伝導層のさらなる酸化により、シート抵抗はより高くなる。いくつかの実施形態においては、レーザーアニーリングを使用して特定の伝導層領域を加熱し、１つ以上の特定の「パターン」でシート抵抗を変化させることができる。いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域のシート抵抗は、別個の伝導層領域を１種以上の別の雰囲気中で高温に加熱することに少なくとも部分的に基づいて調節することができる。この１種以上の別の雰囲気には、１つ以上の大気圧での１種以上の別のガスの１種以上の混合物が含まれる。いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域のシート抵抗は、別個の伝導層領域を真空中で高温に加熱することに少なくとも部分的に基づいて調節することができる。
【００８３】
図１２Ｂは、上部及び下部伝導層１２２２、１２２６と、ＥＣスタック１２２４とを備えるＥＣデバイス１２２０を示している。ＥＣデバイス１２００は、本開示の様々な他の図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。熱源１２３０を使用して、１つ以上の伝導層１２２２、１２２６の１つ以上の別個の伝導層領域１２３２に熱１２２８を印加する。熱源１２３０には、閃光ランプやレーザーなどが含まれ得る。別個の領域１２３２全域にわたって熱１２２８の印加を調節して変化させ、別個の伝導層領域でシート抵抗が異なるように調節することができる。例えば、アニーリングレーザー１２３０を使用して別個の領域１２３２で酸化化学反応を生じさせる場合、各領域１２３２でレーザーエネルギーや印加時間などのうちの１つ以上を調節して所定の領域１２３２における酸化の量を調節することができ、よって別個の領域１２３２において異なるシート抵抗が設定される。いくつかの実施形態においては、アニーリングレーザー１２３０を使用して、１つ以上の伝導層領域において特定のシート抵抗パターンを「描く」ことができる。
【００８４】
いくつかの実施形態においては、別個の伝導層領域のシート抵抗は、この別個の伝導層領域のそれぞれの厚さの調節に少なくとも部分的に基づいて調節することができる。例えば、別個の伝導層領域にさらなる量の伝導層材料を配置して、別個の伝導層領域のシート抵抗を調節することができる。別の例においては、１つ以上の除去プロセスを行って特定の伝導層領域にある伝導層の厚さの少なくとも一部分を選択的に除去し、別個の伝導層領域のシート抵抗を調節することができる。除去プロセスには、レーザーアブレーションプロセス、レーザー切断プロセス、エッチングプロセスなどのうちの１つ以上が含まれ得る。所定の伝導層領域の厚さを追加または除去することは、特定のパターンに従って伝導層領域の伝導層材料を追加または除去することを含むことができ、その結果、伝導層領域におけるシート抵抗分布がパターンで描画される。このようなパターニングにより、対応する透過パターンへ選択的に切り替わるＥＣデバイスを構造化することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態においては、所定の伝導層領域の厚さを追加または除去することは、さらなる緩衝材料を追加して、伝導層材料と緩衝材料とを含む伝導層を均一な合計厚さにすることを含むことができる。
【００８６】
図１２Ｃは、上部及び下部伝導層１２４２、１２４６と、ＥＣスタック１２４４とを備えるＥＣデバイス１２４０を示している。ＥＣデバイス１２４０は、本開示の様々な他の図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。示されるように、上部伝導層の別個の領域は、異なる厚さの伝導層材料１２４８と緩衝材料１２５０とを含む。緩衝材料は、１種以上の様々な非導電材料を含むことができる。異なる伝導層領域において伝導層材料１２４８の厚さが異なることにより、異なる領域が異なるシート抵抗を有することができる。
【００８７】
いくつかの実施形態においては、１つ以上のマスキングを使用して、ＥＣデバイスの１つ以上の伝導層において１つ以上の別個のシート抵抗パターンを作製することができる。図１２Ｄは、上部伝導層１２６２と、ＥＣスタック１２６４と、下部伝導層１２６６とを備えるＥＣデバイス１２６０を示しており、上部伝導層は別個の伝導層領域１２６８、１２６９を含み、伝導層領域１２６８、１２６９はそれぞれ、異なるドット部分１２７０のパターンを備え、シート抵抗が調節されている。このようなパターンは、伝導層の一部分を選択的に曝すことによって作製することができる。この選択的に曝すことは、１つ以上の伝導層領域の１つ以上の部分を、１種以上の化学種導入、レーザーアニーリング、レーザーアブレーションなどを含めた１つ以上の上記のシート抵抗調節プロセスに選択的に曝すことを含む。いくつかの実施形態においては、連続的にマスキングに傾斜をつけることや段階的にマスキングに傾斜をつけることなどが可能であり、その結果、伝導層の別個の部分の曝露は、マスキングにおける１種以上のマスキング傾斜に基づいて選択的に変化してもよい。この場合、伝導層の曝露はマスキング傾斜に少なくとも部分的に基づいて変化するので、異なるレベルの化学種がマスキングを通ることができ、その結果、１種以上のマスキングの傾斜に少なくとも部分的に基づいて、伝導層全体にわたる１つ以上の別個の化学種分布が生じる。例えば、特定の化学種分布などに従ってマスキングの厚さや浸透性などが連続的に変化してもよく、その結果、マスキングの厚さや浸透性などの変化に少なくとも部分的に基づいて、マスキングを通って導入される化学種の量や密度などが面積や体積などにわたって連続的に変化する。
【００８８】
いくつかの実施形態においては、１つ以上の様々な他のプロセスを使用して、１つ以上の伝導層領域のシート抵抗を調節することができる。例えば、欠陥のある格子構造により伝導層の伝導性が減少することが当技術分野において公知であるので、格子構造を損なわせる様々な重い化学種を注入することによって、１つ以上の伝導層領域の伝導性を阻害することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態においては、シート抵抗の調節は、１つ以上の伝導層で行うことができる。このような調節は、ＥＣデバイスの層を用意するプロセスの様々な段階で行うことができる。例えば、ＥＣデバイスが、基材上に順次配置された下部伝導層と、ＥＣスタックと、上部伝導層とを備える場合、１つ以上のシート抵抗調節プロセスは、基材上に下部伝導層を配置した後、かつその下部伝導層上にＥＣスタックを配置する前に、下部伝導層の別個の伝導層領域で行うことができる。別の例においては、１つ以上のシート抵抗調節プロセスは、ＥＣスタック上に上部伝導層を配置した後に、上部伝導層の別個の伝導層領域で行うことができる。いくつかの実施形態においては、上記の２つのプロセスの組合せを行うことができる。
【００９０】
図１３は、いくつかの実施形態に従って、伝導層の別個の領域でシート抵抗を調節して、特定の透過パターンへと選択的に切り替わるＥＣデバイスを構造化させることを図示している。別個の伝導層領域でシート抵抗を調節して、図２のＥＣデバイス２００、図４Ａ〜４ＣのＥＣデバイス４００などを含めた、本開示中の様々な図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得るＥＣデバイスを構造化することができる。
【００９１】
１３０２では、伝導層の伝導層領域が選択される。１３０４では、上記の伝導層領域に対応するＥＣスタック領域が構造化されて切り替わることが所望される特定の透過レベルが決定される。この対応するＥＣスタック領域は、選択された伝導層領域と共通のＥＣ領域にわたって広がるＥＣスタック領域であってもよい。ガウス型透過パターンの近似を含めた、特定の全体の透過パターンへと選択的に切り替わるよう、ＥＣデバイス全体を構造化することが望ましくてもよい。結果として、別個のＥＣ領域は、特定の全体の透過パターンのうちの別個の一部分を含む、別個の特定の透過パターンに切り替わるよう構造化されることが望ましくてもよい。１３０６では、決定された対応するＥＣスタックの透過レベルに関連する、選択された伝導層領域の特定のシート抵抗パターンや分布などが決定される。いくつかの実施形態においては、選択された伝導層領域における決定されたシート抵抗分布は、その伝導層領域の現在のシート抵抗パターンとは異なり、選択された伝導層領域でのシート抵抗分布の調節が必要とされる。１３０８では、選択された伝導層領域におけるシート抵抗分布を調節するよう実行される１つ以上の別個の調節プロセスが決定される。このようなプロセスは、１種以上の様々な化学種の導入、イオン注入、レーザーアニーリング、様々なパターンの厚さの伝導層材料の配置または除去などを含むことができる。１３１０では、調節プロセスを実行して、選択された伝導層領域で、決定された特定のシート抵抗分布を作製することができるよう、決定された調節プロセスの１つ以上の様々なパラメータが決定される。一例においては、選択された伝導層領域への化学種の導入に対しては、上記のパラメータは、決定されたシート抵抗分布に関連する決定された化学種分布を含むことができる。別の例においては、イオン注入プロセスに対しては、上記のパラメータは電荷担体密度、電荷担体分布、イオン注入量、イオンエネルギーレベル、伝導層材料でのイオン注入の深さなどを含むことができる。１３１２では、決定されたパラメータに従って、選択された伝導層領域で１つ以上の調節プロセスが実行される。いくつかの実施形態においては、選択された伝導層領域に対して調節プロセスを実行することは、伝導層の残りの伝導層領域から独立している。１３１４では、さらなる伝導層領域を選択してシート抵抗調整を行うかどうかに関する決定がなされる。もし行うならば、１３１６で次の伝導層領域が選択される。
【００９２】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスの別個のＥＣ領域で電位差を誘起させると、別個のＥＣ領域にある伝導層領域の異なるシート抵抗に少なくとも部分的に基づいて、別個のＥＣ領域の透過レベルは異なる速度で変化する。別個のＥＣスタック領域の透過レベルは時間をかけて変化してもよく、特定の透過レベルで固定されたままではない可能性がある。いくつかの実施形態においては、伝導層領域のシート抵抗は、対応するＥＣスタック領域の透過レベルスイッチングを妨げるのに十分大きい。
【００９３】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックのショートを備える。このようなＥＣデバイスは、ＥＣデバイスの別個のＥＣ領域を、別々の異なる透過レベルへと切り替えるよう構造化され得、このＥＣデバイスでは、別個のＥＣ領域が異なる透過レベルで固定されたままであることができる。
【００９４】
図１４Ａ、図１４Ｂはそれぞれ、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタック１４０２のショート１４１０を備えるＥＣデバイス１４００の斜視図及び断面図を示している。ＥＣデバイス１４００は、本開示中の様々な図に示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。ＥＣデバイス１４００にある１つ以上の伝導層１４０４Ａ〜１４０４Ｂに、１つ以上の結合した電極１４５２〜１４５８を介して電圧を印加すると、ＥＣスタック１４０２は、ショート１４１０から離れるように広がる異なる領域において、共通の透過レベルから、複数の異なる透過レベルへと切り替わり得る。図１４Ｂに示すように、異なるＥＣ領域は十分に小さく、かつ十分に数多くあることができるので、ＥＣスタック１４０２は、別個のＥＣ領域が共通の透過レベルにある１つの透過状態から、ＥＣスタック１４０２での透過レベルが連続的な分布パターンである特定の透過パターンへと切り替わると理解される。この連続的な分布パターンでは、ＥＣスタックの所定の部分は、電位差とショートからの距離との間の特定の関係に従って、ショート１４１０からの距離に基づいて変化する。いくつかの実施形態においては、電圧が印加され続け、かつ漏電が無視できるほどわずかであるならば、ＥＣスタック１４０２は、無期限に、特定の平衡透過パターンに切り替わったままであることができる。
【００９５】
図１５は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイス１４００の１つ以上の伝導層１４０４Ａ〜１４０４Ｂへ特定の電圧を印加した際の、図１４に示されるＥＣデバイスのＥＣスタック１４０２の電位差と透過レベルの関係を表したグラフを示している。示されるように、電位差１５７０は、ＥＣスタック１４０２の中心にあるショート１４１０からの距離の関数として増加し、ショート１４１０から離れて広がるＥＣスタック１４０２の透過率パターン１５７２は、対数分布にほぼ等しい。
【００９６】
いくつかの実施形態においては、１つ以上の伝導層の１つ以上の伝導層領域の別個の領域のシート抵抗を調節して、ショートしているＥＣスタックが切り替わり得る透過パターンを調節することが望ましい。いくつかの実施形態においては、１つ以上の伝導層領域において１つ以上の伝導層のシート抵抗を、ＥＣデバイスのショートから離れて広がる特定の分布パターンに従うＥＣスタック両端での電位差を構成する分布に従うよう調節することができ、その結果、電位差が誘起するとＥＣデバイスが切り替わる透過パターンは、特定の分布パターンに従う。いくつかの実施形態においては、１つ以上の伝導層のシート抵抗を、伝導層におけるシート抵抗の特定の分布に従って調節して、ＥＣスタックをガウスパターンにほぼ等しい透過率パターンへと選択的に切り替えるＥＣデバイスを構造化する。
【００９７】
図１６Ａは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣスタックのショートと、伝導層とを備えるＥＣデバイスを示しており、この伝導層では別個の伝導層領域のシート抵抗を変化させて、１つの透過状態から特定の透過パターンへとＥＣスタックを選択的に切り替えるようＥＣデバイスを構造化している。特定の透過パターンは、ガウス型にほぼ等しいことができる。ＥＣデバイス１６００は、少なくとも図４Ａ〜４Ｃに示される、１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得、下部伝導層１６２０と、ＥＣスタック１６３０と、上部伝導層１６４０と、ＥＣスタック１６３０のショート１６１０とを備える。さらに、上部伝導層１６４０は別個の伝導層領域１６４２Ａ〜１６４２Ｆを含み、別個の伝導層領域１６４２Ａ〜１６４２Ｆのシート抵抗は異なるシート抵抗に調節されているので、ＥＣデバイス１６００は、透明な透過状態を含めた１つの透過状態から、上部伝導層１６４０の別個の領域１６４２Ａ〜１６４２Ｆ全体にわたるシート抵抗の分布パターンに関連する特定の透過パターンへと、選択的に切り替わるよう構造化されている。ＥＣスタックは、ＥＣスタック領域１６３２Ａ〜１６３２Ｆを含んでおり、このＥＣスタック領域１６３２Ａ〜１６３２Ｆは、対応する別個の伝導層領域１６４２Ａ〜１６４２Ｆの別個のシート抵抗、シート抵抗の分布などに少なくとも部分的に基づいて、異なる透過レベルや透過パターンなどへと選択的に切り替わる。いくつかの実施形態においては、別個の領域１６４２Ａ〜１６４２Ｆにおけるシート抵抗分布は、ＥＣデバイス１６００が、ＥＣスタック１６３０をガウス型にほぼ等しい透過パターンへと選択的に切り替えるよう構造化されるような分布である。いくつかの実施形態においては、１つ以上の伝導層領域におけるシート抵抗分布は、１つ以上の伝導層領域における伝導層の深さによるシート抵抗の変化を含む。
【００９８】
図１６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスの異なる透過パターンを表したグラフを示しており、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターンと、１つ以上の伝導層領域中の１種以上のシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過パターンとを表したグラフを示している。このグラフでは、ショートを備えるＥＣデバイスの透過パターン１６６０が示されており、表示されている透過パターン１６６０では、ショートからの様々な距離におけるＥＣスタックの透過レベルが、完全透過レベルのパーセントとして示されている。ショートがＥＣデバイスの中心に置かれている場合、パターン１６６０はデバイスの中心からの異なる距離で、異なる透過レベルを示している。いくつかの実施形態においては、透過パターン１６６０は、ＥＣデバイスが共通のシート抵抗を有する１つ以上の伝導層を備える場合、ＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターンである。パターン１６５０は、ＥＣデバイスの１つ以上のショート、ＥＣデバイスの中心などと関連して、１つ以上の伝導層領域のシート抵抗を表したものである。パターン１６７０は、パターン１６５０によって示されるシート抵抗分布を含むＥＣデバイスの透過レベルを表したものである。示されるように、ＥＣデバイスのシート抵抗１６５０は、１つ以上のショート、ＥＣデバイスの中心などからの距離が増えると、別個の均一なレベルの間で「階段状に変化して」いる。同様に、パターン１６７０によって示されるように、ＥＣデバイスが１つ以上の伝導層で、示されたシート抵抗分布１６５０を含む場合にＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターンは、ＥＣデバイスが均一な伝導層領域のシート抵抗とショートとを含む場合にＥＣデバイスが切り替わり得る透過パターン１６６０とは異なることができる。均一な伝導層のシート抵抗とショートとを有するＥＣデバイスは、対数分布とほぼ等しい透過パターン１６６０へと切り替わってもよく、また、１つ以上の伝導層での分布１６５０とショートとを有するＥＣデバイスを含めた、１つ以上の伝導層でのシート抵抗分布１６５０を有するＥＣデバイスは、パターン１６６０とは異なる透過パターン１６７０へと切り替わってもよい。いくつかの実施形態においては、パターン１６６７０はガウスパターンとほぼ等しい。
【００９９】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、１つ以上の外側境界において１つ以上の外部ＥＣ領域によって囲まれた１つ以上の特定のＥＣ領域を備えており、この特定のＥＣ領域は、１つ以上の外部ＥＣ領域にある伝導層領域のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する伝導層領域を含む。いくつかの実施形態においては、この特定の領域は、１つ以上の内部ＥＣ領域を取り囲むことができ、この１つ以上の内部ＥＣ領域は、上記の特定のＥＣ領域にある伝導層領域と比較して小さいシート抵抗を有する１つ以上の伝導層領域を含む。いくつかの実施形態においては、この特定のＥＣ領域にある伝導層領域のシート抵抗は、このシート抵抗分布がＥＣデバイスにある１つ以上の他の伝導層領域よりも大きくなるよう調節された特定の伝導層領域であることができる。
【０１００】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは複数の同心円環状ＥＣ領域を備えることができ、この場合、上記の特定のＥＣ領域は、１つ以上の外部領域によって取り囲まれた環状ＥＣ領域である。この特定の環状ＥＣ領域は、１つ以上の内部領域を取り囲むことができる。いくつかの実施形態においては、この特定の環状ＥＣ領域、外部環状ＥＣ領域及び内部環状ＥＣ領域は、ＥＣスタックのショートから外側に広がっている。図１７は、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイス１７００に備えられているＥＣスタックの中心ショート１７０９から外側に延びる複数の同心円環状ＥＣ領域１７０２、１７０４、１７０６、１７０８を備えるＥＣデバイス１７００を示している。環状ＥＣ領域１７０２〜１７０８は、ＥＣデバイスにある１つ以上の伝導層の別個の同心円環状伝導層領域に少なくとも部分的に基づいて設定されてもよく、その別個の同心円環状伝導層領域はそれぞれ、別個のシート抵抗分布を有する。ＥＣデバイス１７００は、本開示の様々な他の図に示されている１つ以上のＥＣデバイスに備えられ得る。別個の電極１７１０Ａ〜１７１０Ｄは、外部環状ＥＣ領域１７０８に含まれている１つ以上の伝導層領域に結合している。
【０１０１】
いくつかの実施形態においては、外部ＥＣ領域にある伝導層領域のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する伝導層領域を有する特定のＥＣ領域を備えるよう構造化されているＥＣデバイス１７００は、少なくとも特定のＥＣ領域全体にわたって電流分布の均一性が向上するよう構造化されている。さらなる内部ＥＣ領域が上記の特定のＥＣ領域によって囲まれており、その内部ＥＣ領域が、その特定領域のシート抵抗よりも小さいシート抵抗を有する伝導層領域を含む場合、この特定のＥＣ領域は、１つ以上の内部ＥＣ領域への電流分布及び１つ以上の内部ＥＣ領域全体にわたる電流分布の均一性を向上させることができる。結果として、ＥＣデバイスに結合する電極は、より小さく作製することができ、かつさらに間隔を空けて配置することができる。これは、均一な電流分布を作製する電極のサイズを特に変更したりその電極を間隔を空けて配置する必要性が、外部ＥＣ領域から１つ以上のＥＣ領域全体にわたる電流分布の均一性を向上させる特定のＥＣ領域によって少なくとも部分的に軽減されるためである。
【０１０２】
いくつかの実施形態においては、ＥＣ領域１７０６は、ＥＣ領域１７１２にある伝導層領域のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する伝導層領域を含む特定の環状ＥＣ領域である。さらに、内部環状ＥＣ領域１７０２〜１７０６は、ＥＣ領域１７０６のシート抵抗よりも小さいシート抵抗を有する伝導層領域を含むことができる。結果として、また電極１７１０Ａ〜１７１０ＣがＥＣ領域１７０８にある伝導層部分に結合していることに少なくとも部分的に起因して、電流は、領域１７０８と比較して領域１７０６にある伝導層のシート抵抗が大きいことに少なくとも部分的に基づいて、ＥＣ領域１７０６全体にわたって分布する前に領域１７０８全体にわたって分布することができる。結果として、領域１７０８から領域１７０６へ、及び領域１７０６から内部領域１７０２〜１７０６の１つ以上への電流分布は、仮に領域１７０６が領域１７０８のシート抵抗よりも小さいシート抵抗を有する伝導層領域を含んでいた場合と比較して、均一性が向上する。
【０１０３】
一例においては、ＥＣ領域１７０６は約５００オーム／平方ｍｍのシート抵抗を有する伝導層領域を含み、領域１７０８は約５０オーム／平方ｍｍのシート抵抗を有する伝導層領域を含む。領域１７０６の外側境界の周りでシート抵抗が低いことにより、低シート抵抗領域１７０８で電極１７１０からの電流をより均一に分布させることが可能であり、これは高抵抗領域１７０６がＥＣデバイスに電流制限をもたらすからである。結果として、１つ以上のバスバーを含むことができる電極１７１０は、切り替え速度や均一性に影響を及ぼすことなく、領域１７０６からさらに離して配置することができる。さらに、ＥＣデバイス１７００における電位差は、高シート抵抗環状領域１７０６両端であるので、ショートまでの電圧プロファイルの幅は、環状領域１７０６の寸法を変えることによって調節することができる。
【０１０４】
ＩＩＩ．注入種輸送速度を用いたエレクトロクロミックスイッチングの制御
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、別個のＥＣ領域において異なる透過レベル間で選択的に切り替わるよう構造化されており、したがって、ＥＣデバイスは、ＥＣデバイスのＥＣ領域を、共通の透過レベルから、２つ以上の異なる透過レベルのうちの別の透過レベルへと選択的に切り替えることができる。
【０１０５】
上記及び下記で説明されるＥＣデバイスは、ＥＣスタック両端に誘起された電位差に少なくとも部分的に基づいて透過率を変化させることができるＥＣスタックを備えることができる。このＥＣスタックは、アノードを含めた１つの層から、カソードを含めた別の層へと電荷を移動させる。ＥＣスタックに含まれている材料は、もしより吸収性になるならば、アノードが酸化された際に、またカソードが還元された際に、より吸収性になるように選択することができる。電荷は、１つ以上の様々な化学種の形態であることができ、プロトン、リチウムイオン、リチウムよりも重いイオンなどが挙げられる。いくつかの実施形態においては、荷電電解質種は、異なる層間での荷電電解質種の移動性に関連した特定の輸送速度を有するので、より低い輸送速度を有する荷電電解質種は層間をより遅く移動し、その結果、電位差を誘起させた際のＥＣスタックの透過レベルの変化速度が遅くなる。
【０１０６】
いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックの１つ以上の層に様々な荷電電解質種を導入して、ＥＣスタックの異なるＥＣ領域で、異なる速度で透過レベルを変化させることや、異なる透過レベルへ変化することなどを行うよう、ＥＣスタックを構造化することができる。上記の様々な荷電電解質種は、様々な異なる輸送速度を有する。
【０１０７】
いくつかの実施形態においては、様々な輸送速度を有する様々な種の導入は、可動電荷の幾分かを、可動性が低いかまたは可動性のない他の電荷で置き換えることを含むことができる。上記の可動電荷は、比較的高い輸送速度を有する荷電電解質種によって代表され、上記の可動性が低いかまたは可動性のない他の電荷は、比較的低い輸送速度を有する他の荷電電解質種によって代表される。このような導入は様々な方法を使用して行うことができ、この方法としては、化学浴拡散、マスクを通した異なる種のスパッタリング、マスクを通したイオン注入、集束イオンビーム（ＦＩＢ）などが挙げられる。
【０１０８】
上述及び後述のＥＣスタックは、電極（ＣＥ）層と、エレクトロクロミック（ＥＣ）層と、その２つの間にあるイオン伝導（ＩＣ）層とを備えることができる。いくつかの実施形態においては、ＣＥ層またはＥＣ層のうちの１つは、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｄ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のうちの１つ以上を含めたカチオン、または１つ以上のＯＨ−を含めたアニオンなどの、特にアノードの（またはそれぞれカソードの）エレクトロクロミック材料からできたイオンを可逆的に挿入するよう構造化されており；ＣＥ層またはＥＣ層のうちの他方は、特にカソードの（またはそれぞれアノードの）エレクトロクロミック材料からできた上記のイオンを可逆的に挿入するよう構造化されている。いくつかの実施形態においては、ＩＣ層は、電解質層を含むよう構造化されている。ＥＣスタックは、ＣＥ層またはＥＣ層のうちの１つ以上が、アノードまたはカソードのエレクトロクロミック材料でできた層を含めた上記のイオンを可逆的に挿入するよう構造化されていてもよいこと、上記の活性層を電気化学的に機能不全にせずに全てのイオンを挿入させるのに十分な厚さを有すること、電解質の機能を有するＩＣ層が、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化クロム、酸化コバルト、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニッケル、任意にアルミニウムと合金化された酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、任意にアルミニウムと合金化された酸化ケイ素、任意にアルミニウムまたはホウ素と合金化された窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、任意にアルミニウムと合金化された酸化バナジウム、及び酸化亜鉛（これらの酸化物のうちの１つ以上は任意に水素化または窒化されている）から選択される材料を主材料とする１つ以上の層を含むこと、ＣＥ層またはＥＣ層のうちの１つ以上が、以下の化合物：タングステンＷ、ニオブＮｂ、スズＳｎ、ビスマスＢｉ、バナジウムＶ、ニッケルＮｉ、イリジウムＩｒ、アンチモンＳｂ及びタンタルＴａの酸化物（単体または混合物として；また任意にチタン、レニウムまたはコバルトなどのさらなる金属を含む）の１つ以上を含むこと、ならびに、ＣＥ層またはＥＣ層のうちの１つ以上の厚さが７０〜２５０ｕｍ、１５０〜２２０ｕｍなどであることを特徴としてもよい。
【０１０９】
ＥＣ層は、酸化タングステンを含めた様々な材料を含むことができる。ＣＥ層は、１種以上のタングステン‐ニッケル酸化物を含めた様々な材料を含むことができる。ＩＣ層は、１種以上の酸化ケイ素を含めた様々な材料を含むことができる。電荷には、リチウムイオンを含めた様々な荷電電解質種が含まれる。ＩＣ層は一層領域、多層領域、界面領域、それらのいくつかの組合せなどを含むことができる。界面領域を含むＩＣ層は、ＥＣ層またはＣＥ層のうちの１つ以上の成分材料を１種以上含むことができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックの層の各々は、カチオン及び電子を可逆的に挿入することができ、これらの挿入／取り出しの結果、酸化度が変化し、光特性及び／または熱特性が変化する。特に、可視及び／または赤外にある波長での吸収及び／または反射を調節することが可能である。ＥＣスタックは、電解質がポリマーまたはゲルの形態であるＥＣデバイスに備えられ得る。例えば、プロトン伝導性ポリマー、またはリチウムイオンが伝導する伝導性ポリマーであり、システムの他の層は一般に無機物性である。別の例においては、ＥＣスタックは、電解質及びＥＣスタックの他の層が無機物性であるＥＣデバイスに備えられ得、このデバイスは、「全固体」システムという用語で呼ばれてもよい。別の例においては、ＥＣスタックは、全ての層がポリマーを主材料とするＥＣデバイスに備えられ得、このデバイスは、「全ポリマー」システムという用語で表されてもよい。
【０１１１】
ＥＣスタックが「休止」状態の場合、ＥＣスタックを備えるＥＣデバイスは、完全透過状態であると見なされ、電荷はＣＥ層に存在して、ＣＥ層を還元して極めて透明にする。ＥＣデバイスにあるＥＣスタック両側の伝導層の両端に電位差を印加することによってデバイスのスイッチを入れると、リチウムイオンを含めた電荷はＣＥ層からＥＣ層へと移動し、ＥＣスタックの透過レベルが変化する。いくつかの実施形態においては、幾分かのリチウムイオンを、ＣＥ層を還元するがリチウムイオンに比べて比較的小さい輸送速度を有する（より大きいこと、またはＣＥ層の分子の格子構造内により強く結合していることのいずれかに起因している）別の荷電電解質種で置き換える。結果として、ＣＥ層の１つ以上の領域による透過レベルスイッチングの速度及び量が調節され得る。ＣＥ層領域による透過レベルスイッチングの速度及び量の調節は、対応するＥＣ層による透過レベルスイッチングの速度及び量を調節することを含む。
【０１１２】
異なる輸送速度を有する荷電電解質種には、希土類金属及びアルカリ金属が含まれ得る。これらはリチウムよりも重いか、またはより堅く結合する種であり、例えばナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム及びラジウムなどが挙げられる。
【０１１３】
例えば、いくつかの実施形態においては、ＥＣスタックのＣＥ層は伝導層上に配置することができ、この伝導層は、ＩＴＯを含めた透明伝導層を含むことができ、様々な異なる荷電電解質種を別個のＣＥ層領域へ導入、注入などすることができる。例えば、マグネシウムイオンを１つ以上のＣＥ層領域に注入し、ナトリウムイオンを１つ以上の他のＣＥ層領域へ注入することができる。本開示全体にわたり論じられるときは、イオン注入のパターン、深さ及び注入量は制御することができることを理解する必要がある。例えば、アルミホイルマスキングを利用して、１種以上の特定の荷電電解質種の注入に、あるパターンのＣＥ層領域を選択的に曝露することができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態においては、イオン注入プロセスを含めた１つ以上の特定の注入プロセスにより、１種以上の荷電電解質種をＣＥ層領域に導入することができ、化学拡散や化学浴拡散などを含めた１つ以上の他の注入プロセスによって、１種以上の他の荷電電解質種を１つ以上のＣＥ層領域に導入することができる。例えば、イオン注入プロセスによってマグネシウムイオンを１つ以上のＣＥ層領域に注入した後、電気化学リチオ化プロセスによってリチウムイオンを１つ以上のＣＥ層領域に導入することができる。その後、導入化学種を活性化する様々なプロセスに従って、ＣＥ層領域を加熱して、層領域に導入された１種以上の化学種を活性化することができる。上記の様々なプロセスには、１つ以上のイオン注入プロセスによって材料中に導入された異なる化学種を活性化する１つ以上の異なるプロセスが含まれる。いくつかの実施形態においては、このようなＣＥ層領域の加熱（「焼成」とも呼ばれる）は、少なくともＣＥ層領域を、ピーク温度まで加熱することを含む。ＣＥ層の少なくとも一部分を「焼成」するいくつかの実施形態は、少なくともＣＥ層の材料に関連する特定の温度まで、約３７０セ氏度、３８０セ氏度などまでＣＥ層部分を加熱することを含むことができる。マグネシウムイオンとリチウムイオンは異なる輸送速度を有し、マグネシウムの輸送速度はリチウムの輸送速度よりも小さいので、ＣＥ層領域を含むＥＣスタック両端に電位差を誘起すると、マグネシウムイオンを含むＣＥ層領域は、リチウムイオンを含むＣＥ層領域よりも小さい速度で透過レベルを切り替えるという結果になり得る。
【０１１５】
いくつかの実施形態においては、１つ以上のＣＥ層領域における１種以上の荷電電解質種の分布は、ＣＥ層において特定の荷電電解質種分布パターンを作るよう制御され、したがって、ＥＣスタック両端で電位差を誘起させると、ＣＥ層は、異なる領域における透過率を異なる速度で変化させ、その結果、ＥＣデバイスは、異なるＣＥ層領域での異なる透過率変化速度に基づいて、「休止」または「透明」透過状態から特定の透過パターンへと選択的に切り替わるよう構造化される。
【０１１６】
いくつかの実施形態においては、輸送速度が十分に小さく不可動性である荷電電解質種を１つ以上のＣＥ層領域に注入して、ＥＣスタック両端に電圧を印加した際に、透過レベルを切り替えないようＣＥ層領域を構造化する。いくつかの実施形態においては、ＣＥ層を備えるＥＣデバイスは、ＣＥ層が備えられるＥＣスタック両端での電位差の誘起に少なくとも部分的に基づいて、「休止」または「透明」透過状態から特定の透過パターンへと選択的に切り替わるよう構造化されており、別個のＣＥ層領域は、別の可動性や輸送速度などを有する別個の荷電電解質種の別個の分布を含む。
【０１１７】
いくつかの実施形態においては、異なるＣＥ層領域全域にわたって分布パターンを変化させて、ＥＣデバイスを、特定の透過率分布パターンを含む特定の透過パターンへと切り替わるよう構造化することができる。このようなパターンは、ガウス型にほぼ等しいことが可能である。結果として、ＥＣデバイスは、ほぼガウス型の透過率パターンへと選択的に切り替わるよう構造化され得る。ＥＣデバイスがカメラデバイスに備えられる場合、ＥＣデバイスは、アパーチャーをほぼガウス型の透過率パターンへと選択的にアポダイズするよう構造化され得る。いくつかの実施形態においては、様々な分布パターンは、別個のＣＥ層領域の各々にある荷電電解質種の異なる輸送速度によって設定される複数の同心円環状ＣＥ層領域を含むことができる。結果として、複数の段階的領域を有するアパーチャーは、伝導層領域をセグメント化せずに作製することができる。別の例においては、分布パターンは、像や透かし模様などとほぼ等しいことが可能である。
【０１１８】
いくつかの実施形態においては、様々な輸送速度を有する荷電電解質種をＥＣスタックの１つ以上の層に注入することにより、ＥＣデバイスが、１つの透過状態と、１つ以上の層における荷電電解質種の分布に関連する特定の透過パターンとの間で切り替わるよう構造化される。電荷は、１つの電荷位置から別の位置へと動くことによって、ＣＥ層、ＩＣ層及びＥＣ層を含めたＥＣスタック層の間で動くので、ＥＣスタックの１つ以上の層に導入された他の荷電電解質種と比べて輸送速度の小さい荷電電解質種を有するＥＣスタック層の領域に電荷位置を注入することにより、注入された荷電電解質種は、少なくともその領域を通る他の荷電電解質種の輸送を少なくとも部分的に阻止することを可能にし得る。結果として、特定のＥＣ領域における透過レベルスイッチングの速度、または透過スイッチングが一体起こり得るのかどうかについては、１つ以上のＥＣスタック層の別個の領域で、異なる輸送速度を有する荷電電解質種を注入することによって調節することができる。
【０１１９】
例えば、ＥＣスタックのＩＣ層またはＥＣ層の特定の領域に注入された、比較的小さい輸送速度を有する荷電電解質種は、ＥＣスタックを通るより可動性の高い電荷の移動を少なくとも部分的に阻害することができ、これによりＥＣスタックの１つ以上のＥＣ領域において透過レベル変化の速度を変化させたり、ＥＣスタックが切り替わり得る透過パターンを変化させるなどする。荷電電解質種がＥＣ層に導入される場合、導入された荷電電解質種が分布することにより、ＣＥ層の１つ以上の領域が、１つ以上の領域における導入された種の分布に関連する特定の透過パターンへと切り変わってもよく、また１つ以上の領域を完全透過レベルに切り替えることが少なくとも部分的に妨げられてもよい。
【０１２０】
図１８Ａ〜１８Ｂは、異なる輸送速度を有する異なる荷電電解質種の異なる分布を有する１つ以上のＥＣスタック層を備えるＥＣデバイス１８００を示している。ＥＣデバイス１８００は、本開示の様々な他の図に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。ＥＣデバイス１８００は、基材上に配置され得る複数の層を備えている。ＥＣデバイス１８００は、封入層１８０２と、上部伝導層１８０４と、ＥＣスタック１８０５と、下部伝導層１８１２とを備えている。ＥＣスタックは、ＣＥ層１８０６と、ＩＣ層１８０８と、ＥＣ層１８１０とを備えている。ＣＥ層は、複数のＣＥ層領域１８０７Ａ〜１８０７Ｃを含んでおり、ＣＥ層領域１８０７Ａ〜１８０７Ｃの各々は、１種以上の荷電電解質種の分布を含んでいる。ＣＥ層領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂはそれぞれ、１種の荷電電解質種の分布を含んでおり、領域１８０７Ｃは、別の異なる荷電電解質種の別の分布１８０９を含んでいる。いくつかの実施形態においては、領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂにおける種は、領域１８０７Ｃにおける種よりも低い輸送速度を含んでいる。示されるように、領域１８０７Ｃにおける荷電電解質種の分布１８０９は、ＣＥ層中の深さにおいて変化する。ＣＥ層領域での荷電電解質種の分布は、深さや濃度などにおいて変化し得る。この分布は、特定の選択された透過パターンに関連することができ、そしてＣＥ層領域中の荷電電解質種の分布は、特定の選択された透過パターンへと選択的に切り替わるようＥＣデバイス１８００を構造化する。図１８Ｂは、ＥＣスタック１８０５の両端で電位差が誘起されているＥＣデバイス１８００を示している。示されるように、領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂに導入された種が領域１８０７Ｃに分布１８０９Ａした種よりも大きい輸送速度を有する場合、ＥＣスタック１８０５の両端で電位差を誘起させると、領域１８０７Ｃと比較して、また少なくとも領域１８０７Ｃにおける種の分布１８０９Ａに従って、領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂからのより多くの電荷がＣＥ層とＥＣ層との間で移動する結果となり得る。結果として、ＥＣスタックのＣＥ領域及びＣＥ領域において、透過パターン１８２０が作製され、この透過パターン１８２０は、別個のＣＥ層領域１８０７Ａ〜１８０７Ｃにおける異なる輸送速度の２つの種の異なる分布に関連している。示されるように、分布１８０９Ａ中の種は、少なくとも領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂにある種と比較して小さい輸送速度を有するので、領域１８０７Ｃに対応するＥＣスタックの領域での透過レベルは、領域１８０７Ａ〜１８０７Ｂに対応する領域よりも大きく、領域１８０７Ｃにおける輸送速度の小さい種の分布に少なくとも部分的に基づいて変化する。
【０１２１】
いくつかの実施形態においては、複数の別の種を共通ＣＥ層領域に導入し、その結果、そのＣＥ層領域は、２種以上の別の荷電電解質種の２つ以上の別個の分布を含む。例えば、図示した実施形態において、領域１８０７Ｃは、１つの輸送速度を有する荷電電解質種の分布１８０９Ａと、より大きい輸送速度を有する別の荷電電解質種の別の分布１８０９Ｂとを含んでもよい。１種の荷電電解質種が、ＣＥ層領域の一部分にわたって特定の分布で導入される場合、別の荷電電解質種は、そのＣＥ層領域にある残りの電荷位置に導入することができる。例えば、分布１８０９Ａは、領域１８０７Ｃにある様々な電荷位置に種を注入するイオン注入プロセスによって作製されてもよく、分布１８０９Ｂは、イオン注入プロセス後に化学拡散浴によって作製されて、別の種が、領域１８０７Ｃの残りの電荷位置に導入されてもよい。
【０１２２】
ＩＶ．耐湿性エレクトロクロミックデバイス
いくつかの実施形態においては、上記で図示され論じられている１つ以上の様々なＥＣデバイスを含めたＥＣデバイスは、ＥＣデバイスのＥＣスタックと外部環境との間への水分浸透を制限するよう構造化されている。
【０１２３】
いくつかの実施形態においては、耐湿性ＥＣデバイスは、単一基材を備え、その基材上に、複数層のＥＣデバイスまたは層のスタックのＥＣデバイスが用意される。単一基材を使用して、ＥＣデバイス全体の厚さを制限してもよい。複数層は、ＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を制限するよう構造化されていてもよい。このようなＥＣデバイスの構造化は、デバイスを「不動態化すること」と見なされてもよく、またＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を制限するＥＣデバイス構造体は、「不動態化」ＥＣデバイスと呼ばれてもよい。
【０１２４】
このような構造化または「不動態化」は、ＥＣデバイスの複数層において、１つ以上の封入層を用意することを含むことができる。封入層は水分の浸透に対して抵抗性であり、１つ以上の封入層は、ＥＣデバイスにある様々な層上で広がって、縁部を含めた様々な層の様々な部分を外部環境への曝露から保護することができる。いくつかの実施形態においては、封入層は、１つ以上の反射防止（ＡＲ）層、赤外線カットフィルター（ＩＲカット）層のうちの１つ以上を含み、その結果、封入層は、水分の阻止と、ＥＣデバイスの１つ以上の様々な機能の実行とを同時に行うよう構造化されている。この様々な機能には、層がＡＲ層を含む場合の反射の軽減が含まれる。いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスはプロトンデバイスを備えており、このデバイスはイオンを層間で移動させるのに使用する水を含む。封入層は、プロトンデバイス中の水がデバイスから離れて外部環境に入ることを少なくとも部分的に制限することができる。
【０１２５】
いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、図３に示されるカメラデバイス３００に備えられたＥＣデバイスを含めた、カメラデバイスに備えられ得る。不動態化ＥＣデバイスは、カメラデバイスでアパーチャーフィルターや絞りなどとして使用されてもよく、かなり上で論じたように、選択的にアポダイズするよう構造化されていてもよい。いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、さらなる加工がなされるまえに長距離にわたって輸送され得る設計「マザーボード」に備えられる。マザーボードを不動態化することにより、湿気による損害から保護することができる。結果として、ＥＣデバイスを不動態化することにより、露出したデバイスへの湿気による損害の危険性にさらされることなく、完成したマザーボードを遠方のＩＧＵアセンブリ操作へと輸送することが可能となり得る。いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、輸送用途及び重量が重要である他の用途で、１枚以上の一重ガラス窓に備えられ得る。いくつかの実施形態においては、単一基材を備える不動態化ＥＣデバイスは、携帯用デバイスやコンピュータなどのディスプレイ上で情報を隠したりまたは表示させることに使用することもできる。いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、ダイナミック・アイウェア（ｄｙｎａｍｉｃ  ｅｙｅｗｅａｒ）で使用される。
【０１２６】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、１つ以上の封入層と、ＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を集合体として制限する１つ以上の伝導層とを備える。ＥＣスタック層の縁部は水分を運ぶことができるので、ＥＣデバイスの複数層上のみに封入層を用意することは、ＥＣスタックと外部環境との間への水分の浸透を防ぐのに不十分であってもよい。伝導層の露出縁部が水分の浸透を阻止する場合、複数層における層の露出縁部のみが１つ以上の封入層と１つ以上の伝導層とを含むようＥＣデバイスを構造化すると、不動態化ＥＣデバイスとなり得る。いくつかの実施形態においては、伝導層は、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）とも呼ばれる１つ以上の透明伝導層を含み、この透明伝導層が水分の浸透を阻止する。結果として、伝導層は縁部まで広がることができ、かつ１つ以上の縁部で外部環境に曝されることが可能であり、そしてＥＣスタックは外部環境から保護されたままである。
【０１２７】
いくつかの実施形態においては、伝導層は複数の要素を含んでおり、この要素には、耐湿性外側部分と、その外側部分によって外部環境への曝露から保護された、水分を輸送する内側部分とが含まれる。例えば、伝導層は、水分を輸送する内側透明導電性酸化物部分と、水分の浸透を阻止する１つ以上の外側不透明導電性部分とを含んでもよい。外側部分は外部環境に曝されてもよく、透明導電性酸化物を水分の浸透から保護する。
【０１２８】
いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスは、１セット以上のバスバーを備えており、このバスバーは、ＥＣデバイスが、均一かつ対称的な放射状光学濃度分布を有する別個の透過状態間で切り替わるよう構造化されている。各セットのバスバーは、ＥＣデバイスの第１側面でＥＣデバイスの伝導層の１つに結合したバスバーと、そのデバイスの反対の側面で伝導層の別の１つに結合した別のバスバーとを含むことができる。セット中の別個のバスバーは、互いに均一な間隔で広がるよう構造化されてもよい。ＥＣデバイスが円形である場合、セット中のバスバーは、互いに固定の距離で広がるよう曲げられていてもよい。
【０１２９】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックと外部領域との間に配置された上部封入層と、ＥＣスタックと基材との間に配置された下部封入層とを含めた、２つの別個の封入層を備える。下部封入層は、単一基材が水分を輸送する場合に存在してもよい。単一基材が水分の浸透を阻止するよう構造化されている場合、下部封入層はＥＣデバイスに存在しなくてもよい。基材は、サファイア、化学的に強化されたガラス、ＧＯＲＩＬＬＡ  ＧＬＡＳＳ（商標）を含めた化学的に焼入れをしたガラス、化学的に焼入れをしたホウケイ酸ガラスなどのうちの１つ以上を含むことができる
【０１３０】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックと単一基材との間に配置されたオブスキュレーション層を備える。ＥＣデバイスが下部封入層を備える場合、オブスキュレーション層は、下部封入層と単一基材との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態においては、オブスキュレーション層は、基材上に配置された１番目の層であり、ＥＣデバイスの層が配置されている側面とは反対側の単一基材側面からＥＣデバイスを観測する観測者から、他の全ての膜の層を不明瞭にする。オブスキュレーション層は、≧３の光学濃度を有する黒色材料からなり得る。黒色材料は誘電体スタックを含むことができ、この誘電体スタックは、基材の観測側からは暗い黒色に見えるが、基材のデバイス側での選択的なレーザーアブレーションに使用される重要なレーザー加工波長（例えば、緑色及び近ＩＲ）は反射するよう構造化されている。オブスキュレーション層は、バスバーや様々な層の縁部などを不明瞭にしてもよく、その結果、観察者が基材を通して見た際に、伝導バスバーまたはいずれかのレーザー加工跡が見えることを防ぐ。
【０１３１】
いくつかの実施形態においては、ＥＣデバイスは、ＥＣスタックとオブスキュレーション層との間に配置された緩衝層を備える。緩衝層は、ＥＣデバイス製作中の様々な他の層のレーザーアブレーションに起因する損傷を含めた、複数層の１つ以上の部分を除去する間の損傷から、オブスキュレーション層を少なくとも部分的に隔離することができる。緩衝層は、ＥＣデバイスの光特性に影響を及ぼさない材料の厚い層を含み得る。例えば、緩衝層が含むことのできる材料は、Ａｌ２Ｏ３もしくはＳｉＯｘ、または同様の材料であってもよい。いくつかの実施形態においては、レーザーによるオブスキュレーション層の損傷を防ぐのに十分なほど下部封入層が厚い場合は、下部封入層が緩衝層としての役割を果たすことができる。緩衝層は、ＥＣスタックとオブスキュレーション層との間の誘電干渉を防ぐことができ、したがってオブスキュレーション層の光特性により、オブスキュレーション層の黒色材料はレーザーエネルギーを吸収して劣化するのではなく、レーザーエネルギーを反射する。緩衝層の厚さにより、選択されたアブレーションプロセスがＥＣデバイス層で可能となり、またそのプロセスを強めることができる。
【０１３２】
図１９Ａ〜１９Ｇは、いくつかの実施形態に従って、不動態化ＥＣデバイスの作製プロセスを示している。いくつかの実施形態においては、このプロセスは、不動態化ＥＣデバイスの少なくとも一部が作製されるチャンバーを予め加熱し、それにより吸着水を除去することを含む。図１９Ａに示されるように、単一基材１９０２から開始して、オブスキュレーション層１９０４を基材上に配置する。いくつかの実施形態においては、不動態化ＥＣデバイスを作成するプロセスは、基材を予め加熱すること含み、この加熱により少なくとも幾分かの吸着水を除去する。いくつかの実施形態においては、基材は１つ以上の層の配置中に加熱する。このような加熱は、基材を８０セ氏度〜１５０セ氏度で加熱することを含むことができる。いくつかの実施形態においては、このような加熱は、基材を９０セ氏度〜１２０セ氏度で加熱することを含む。
【０１３３】
いくつかの実施形態においては、オブスキュレーション層１９０４は環状形状であり、したがって配置されたオブスキュレーション層１９０４は、基材１９０２の露出部分を取り囲んでいる。下部封入層１９０６は、基材の露出部分上及びオブスキュレーション層上に配置することができる。いくつかの実施形態においては、オブスキュレーション層は水分を輸送することができるが、オブスキュレーション層とＥＣスタックとの間への水分の浸透は、１つ以上の耐湿性層によって制限される。この耐湿性層には、伝導層や封入層などが含まれ得る。図１９Ａでさらに示されるように、下部伝導層１９０８及び下部ＥＣスタック層１９１０は、下部封入層１９０６上に配置することができる。かなり上で論じたように、ＥＣスタック層は１つ以上のＣＥ層、ＩＣ層、ＥＣ層などを含むことができる。図示される実施形態においては、層１９１０は、ＣＥ層またはＥＣ層のうちの１つであることができる。
【０１３４】
図１９Ｂに示されるように、下部ＥＣスタック層１９１０及び下部伝導層１９０８の外側部分は、除去操作１９１１により、ＥＣデバイス１９００の第１側面近傍で選択的に除去され、下部ＥＣスタック層及び下部伝導層の縁部１９１２が露出され得る。除去操作はレーザーアブレーション操作を含むことができ、除去操作によって、デバイスの第１側面において、少なくとも下部ＥＣスタックの縁部１９１２をＥＣデバイス１９００の縁部から減縮させることができる。さらに、示されるように、除去操作１９１１により、ＥＣデバイス１９００の第１側面において、下部封入層の外側部分が露出され得る。
【０１３５】
図１９Ｃに示されるように、上部ＥＣスタック層１９２０は、下部ＥＣスタック層と、ＥＣデバイス１９００の第１側面における下部封入層の露出した部分との上に配置される。配置された上部ＥＣスタック層は、下部ＥＣスタック層１９１０及び下部伝導層１９０８の縁部１９１２を覆う。
【０１３６】
図１９Ｄに示されるように、上部ＥＣスタック層１９２０の外側部分は、除去操作１９３０により、ＥＣデバイス１９００の第１側面近傍で選択的に除去１９３０され、第１側面近傍の下部封入層１９０６の外側部分が露出され得る。除去操作１９３０はレーザーアブレーション操作を含むことができ、除去操作１９３０は、上部ＥＣ層１９２０の縁部１９３２を残すことができる。縁部１９３２は、下部ＥＣ層１９１０及び下部伝導層の縁部１９１２を、外部環境への曝露から保護する。
【０１３７】
図１９Ｅに示されるように、上部伝導層１９４０は、上部ＥＣスタック層１９２０と、ＥＣデバイス１９００の第１側面における下部封入層１９０６の露出した外側部分との上に配置される。配置された上部伝導層１９４０は、上部ＥＣスタック層１９２０の縁部１９３２を覆う。示されるように、上部ＥＣスタック層１９２０の縁部１９３２は、上部及び下部伝導層１９４０、１９０８を互いから隔離し、上部伝導層１９４０は、上部ＥＣスタック層の縁部１９３２を外部環境から隔離する。
【０１３８】
図１９Ｆに示されるように、上部伝導層１９４０、上部ＥＣスタック層１９２０及び下部ＥＣスタック層１９１０の外側部分は、除去操作１９５０により、ＥＣデバイス１９００の第２側面近傍で選択的に除去され得る。除去操作１９５０はレーザーアブレーション操作を含むことができ、除去操作１９５０によって、デバイスの第２側面において、少なくとも上部伝導層１９４０、上部ＥＣスタック層１９２０及び下部ＥＣスタック層１９１０の縁部１９５２をＥＣデバイス１９００の縁部から減縮させることができる。結果として、ＥＣスタック層１９１０、１９２０の区域は、ＥＣデバイス１９２０の全域にわたって広がることを制限される。さらに、示されるように、除去操作１９５０により、ＥＣデバイス１９００の第２側面において、下部伝導層の外側部分が露出され得る。
【０１３９】
図１９Ｇに示されるように、上部伝導層１９４０の外側部分は、ＥＣデバイス１９００の第１側面近傍で選択的に除去１９６０され得る。除去操作１９６０はレーザーアブレーション操作を含むことができ、除去操作１９６０によって、デバイスの第１側面において、上部伝導層１９４０をＥＣデバイス１９００の縁部から減縮させることができる。結果として、バスバーを下部封入層１９０６に結合する経路が作られる。
【０１４０】
いくつかの実施形態においては、除去操作は「パターニング」と呼ばれる。ＥＣデバイスの様々な層は、レーザーアブレーション、連続精密シャドウマスク及び／または光リソグラフィーを用いてパターン形成され得る。いくつかの実施形態においては、様々な層は、１つ以上のマスキングを用いることによって、いずれの除去操作も用いずに図１９Ｇに示されるような形態で配置される。このマスキングはＥＣデバイスの一部分を選択的に露出させるので、層をその部分に配置すると、配置された層は特定の形状及びサイズを有する。
【０１４１】
除去操作１９６０の後、上部伝導層１９４０の上に上部封入層を配置することができ、また１セット以上のバスバーをＥＣデバイス１９００に結合することができる。バスバーは、１セットあたり２つのバスバーを２セット以上の含むことができ、したがって４つ以上のバスバーがデバイス１９００に備えられる。いくつかの実施形態においては、デバイス１９００の接触とバスバーとを構造化することによって対称的なアパーチャー形状が得られ、環状に対称的なアパーチャーは、デバイス１９００の両側での２つのバスバーよりも、４つ以上のバスバーセグメントによってより良好に近づけられる。
【０１４２】
図２０Ａ〜２０Ｂは、いくつかの実施形態に従って、ＥＣデバイスに上部封入層１９７０を配置し、ＥＣデバイスに１セット以上のバスバー１９８０、１９８２を結合した後のＥＣデバイス１９００を示しており、１セットのバスバー１９８０は少なくとも下部伝導層１９０８の外側部分１９８４に結合し、もう一方のセットのバスバー１９８２は上部伝導層１９４０の外側部分に結合している。
【０１４３】
示されるように、いくつかの実施形態においては、上部封入層１９７０は、ＥＣデバイスの一部分の上に配置されており、上部封入層は、ＥＣスタック層１９１０、１９２０の１つ以上の露出した縁部１９５２を覆っており、これにより、外部環境からのＥＣスタック層１９１０、１９２０の縁部の隔離が完全になる。
【０１４４】
いくつかの実施形態においては、伝導層の外側部分１９８４、１９８６は、それぞれの層１９０８、１９４０の残部とは異なる材料である。例えば、外部環境に曝されている外側部分１９８４、１９８６は、水分の浸透を阻止する不透明導電性材料含んでもよいが、層１９０８、１９４０の残部は、水分を輸送する、ＴＣＯを含めた透明導電性材料を含む。結果として、伝導層の外側部分１９８４、１９８６は、封入層１９７０、１９０６と共に集合体として、外部環境とＥＣスタック層１９１０、１９２０との間への水分の浸透を防ぐ。図示されている上部封入層は、ＥＣスタック層１９１０、１９２０の隔離を完全にするのに対し最小限で十分となっており、別個の封入層１９０６、１９７０及び伝導層１９０８、１９４０は集合体としてＥＣスタック層１９１０、１９２０を隔離しており、したがってＥＣスタック層と外部環境との間への水分の浸透が制限される。
【０１４５】
示されるように、図２０ＢはＥＣデバイス１９００の２つの異なる断面「Ａ」及び「Ａ’」を示しており、断面Ａ及びＡ’は互いに直交する。結果として、ＥＣデバイス１９００の第１側面は、ＥＣデバイス１９００の第２側面と９０度の角度をなしている。
【０１４６】
上述のように、上部封入層１９７０は、１つ以上のＡＲ層やＩＲカット層などを含むことができる。いくつかの実施形態においては、封入層１９７０は、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互になった密な多層構造（例えば１００層以下）を含むことができる。交互になった層の各々は、５ミクロン厚以下であってもよい。いくつかの実施形態においては、上部封入層１９７０は、ＥＣスタック層、伝導層及びバスバーを覆う。封入が厚い多層構造であることに起因して、封入層は水分の浸透を減少させてもよく、その結果、ＥＣデバイスは十分に保護され、水分の浸透を制限する上部基材を必要としない。
【０１４７】
いくつかの実施形態においては、封入層は無機物多層スタックを含む。例えばＳｉ３Ｎ４／ＳｉＯ２などの高／低反射率材料が交互になったこのような多層構造は、例えばメタモードプロセス（スパッタリング）によって塗布され得る。これは、膜全体にわたる水分の経路に寄与し得る粒子を最小限に有する非常にきれいな表面を必要とする。スタックがデバイス表面への良好な付着力を有すること、及びスタック中の圧縮応力を＜６００ＭＰａまで最小化することが重要である。密な非結晶性の交互積層した無機物スタックは、ＰＥＣＶＤ法によって塗布され得る。非結晶性で適合性の膜特性に起因して、これらの膜は、欠陥が少なく高付着性であり得る。密で欠陥の少ない多層コーティングは、原子層堆積（ＡＬＤ）技術によっても塗布され得る。使用することができるＡＬＤ技術としては、熱ＡＬＤ技術、プラズマＡＬＤ技術などが挙げられるがこれらに限定されない。
【０１４８】
いくつかの実施形態においては、ＡＬＤ技術によって塗布される多層コーティングには、５ナノメートル厚以上の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）層、５ナノメートル厚以上の酸化チタン（ＴｉＯｘ）層を含む多層スタックが含まれ、この多層スタックは、５０ナノメートル以上２００ナノメートル以下の合計厚さを含む。いくつかの実施形態においては、多層スタックは、１００ナノメートル以上１５０ナノメートル以下の合計した層の厚さを含む。
【０１４９】
いくつかの実施形態においては、封入層は、交互の有機／無機ユニットを含む多層スタックを含み、この有機／無機ユニットは、アクリレート類を含めた有機モノマーと、ＳｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３などの無機層とを含む。バリアースタックは、後から配置した２個対を複数含んで、小さい水分浸透速度を得ることができる。このようなスタックは粒子混入要件を軽減し、また完成したスタック中でのクラック型経路の発生機会を減少させる。プロセスの全体を真空中で行う。モノマーは液体として塗布され得、急速に硬化され得る。次の付着物は無機層などを含むことができる。有機層は欠陥を適合的にコーティングすることができ、スタック中で欠陥が直ちに広がることを阻止することができる。スタックを通って入る水の経路は非常に曲がりくねっており、浸透速度は減少し得る。
【０１５０】
いくつかの実施形態においては、封入層は、ＥＣスタックの上部に積層されるバリアー層スタックを含むことができる。例えば、封入層は、１つ以上のバリアー層を含むことができ、このバリアー層は、基材上に形成される多層スタックを含むことができ、また基材はＥＣスタック上に積層され得る。基材は、薄いガラス基材やポリマー基材などを含むことができ、それらは基材を通る水分の浸透に対して抵抗性である。多層スタックは、１つ以上のＡＲ層やＩＲカットフィルター層などを含むことができる。いくつかの実施形態においては、多層スタックは少なくとも部分的に水分を透過することができ、また多層スタックが形成される基材は水分の浸透に対し抵抗性であるので、基材と多層スタックとを含む封入層は水分の対し浸透に抵抗性である。基材は、１種以上の様々な接着剤や１種以上のインデックス調節層などにより、ＥＣスタックに積層することができる。
【０１５１】
いくつかの実施形態においては、ＶＩＴＥＸ（商標）を含めたバリアー膜スタックは、薄いポリマー基材上で形成される。ポリマー基材にはＰＥＴが含まれ得る。次に、１種以上の様々な接着剤を使用して、このバリアースタックをＥＣデバイスに積層することができる。この接着剤には、シリコーン接着剤、ＳＥＮＴＲＹＧＬＡＳ（商標）などの他の「ドライ」接着剤が含まれる。
【０１５２】
図２１Ａ〜２１Ｄは、いくつかの実施形態に従って、積層封入層２１２０を備えるＥＣデバイス２１００を示している。図２１ＡはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣデバイス２１００は、本開示の様々な他の図面に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。ＥＣデバイス２１００は、オブスキュレーション層２１０４、下部封入層２１０５、下部伝導層２１０６、ＥＣスタック２１０７、上部伝導層２１０８及びインデックス調節層２１１０を含む、単一基材上に配置された様々な層２１０４〜２１１０と、単一基材２１０２とを含む。インデックス調節層は、ＥＣデバイス２１００への積層封入層２１２０の結合を可能にし得る。示されるように、図２１Ａの封入層２１２０は、多層スタックを含むことができるバリアー膜スタック２１１６を含み、バリアー膜スタック２１１６は基材２１１４上に形成されている。封入層２１２０はＥＣデバイス上に積層されていて、光学接着剤２１１２及びインデックス調節層２１１０などに少なくとも部分的に基づいて、デバイス２１００に結合している。いくつかの実施形態においては、図示されている層の１つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層２１０４及び下部封入層２１０５のうちの１つ以上は、ＥＣデバイス２１００になくてもよい。基材２１０２は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層２１０５は余分となっていてもよい。
【０１５３】
図２１ＢはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣデバイス２１００は、本開示の様々な他の図面に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。このＥＣデバイス２１００では、図２１Ａに示されているＥＣデバイス２１００と比べて、基材とバリアー膜スタックの配置が変更されていて、バリアー膜スタックは、基材とＥＣスタックとの間にある。図２１Ｂに示されるＥＣデバイス２１００は、オブスキュレーション層２１０４、下部封入層２１０５、下部伝導層２１０６、ＥＣスタック２１０７、上部伝導層２１０８及びインデックス調節層２１１０を含む、単一基材上に配置された様々な層２１０４〜２１１０と、単一基材２１０２とを含む。インデックス調節層は、ＥＣデバイス２１００への積層封入層２１２０の結合を可能にし得る。示されるように、図２１Ｂの封入層２１２０は、多層スタックを含むことができるバリアー膜スタック２１１６を含み、バリアー膜スタック２１１６は基材２１１４上に形成されている。封入層２１２０はＥＣデバイス上に積層されていて、光学接着剤２１１２及びインデックス調節層２１１０などに少なくとも部分的に基づいて、デバイス２１００に結合しており、バリアー膜スタック２１１６は基材とＥＣスタック２１０７との間にある。いくつかの実施形態においては、図示されている層の１つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層２１０４及び下部封入層２１０５のうちの１つ以上は、ＥＣデバイス２１００になくてもよい。基材２１０２は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層２１０５は余分となっていてもよい。
【０１５４】
図２１ＣはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣデバイス２１００は、本開示の様々な他の図面に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。このＥＣデバイス２１００では、１つ以上のバリアー膜スタックが、基材の複数の側面上で封入層中に含まれている。図２１Ｃに示されるＥＣデバイス２１００は、オブスキュレーション層２１０４、下部封入層２１０５、下部伝導層２１０６、ＥＣスタック２１０７、上部伝導層２１０８及びインデックス調節層２１１０を含む、単一基材上に配置された様々な層２１０４〜２１１０と、単一基材２１０２とを含む。インデックス調節層は、ＥＣデバイス２１００への積層封入層２１２０の結合を可能にし得る。示されるように、図２１Ｃの封入層２１２０は、２つの別のバリアー膜スタック２１１６及び２１１８を含み、これらのうちの１つ以上が多層スタックを含むことができる。バリアー膜スタックは基材２１１４の両側で形成されている。封入層２１２０はＥＣデバイス上に積層されていて、光学接着剤２１１２及びインデックス調節層２１１０などに少なくとも部分的に基づいて、デバイス２１００に結合しており、バリアー膜スタック２１１６は基材とＥＣスタック２１０７との間にある。いくつかの実施形態においては、図示されている層の１つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層２１０４及び下部封入層２１０５のうちの１つ以上は、ＥＣデバイス２１００になくてもよい。基材２１０２は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層２１０５は余分となっていてもよい。
【０１５５】
図２１ＤはＥＣデバイス２１００を示しており、このＥＣデバイス２１００は、本開示の様々な他の図面に示されている１つ以上の様々なＥＣデバイスに備えられ得る。このＥＣデバイス２１００では、基材から離れたバリアー膜スタックが、封入層に存在していない。このような封入層は、水分の浸透を阻止するよう構造化された基材を含んでもよい。図２１Ｄに示されるＥＣデバイス２１００は、オブスキュレーション層２１０４、下部封入層２１０５、下部伝導層２１０６、ＥＣスタック２１０７、上部伝導層２１０８及びインデックス調節層２１１０を含む、単一基材上に配置された様々な層２１０４〜２１１０と、単一基材２１０２とを含む。インデックス調節層は、ＥＣデバイス２１００への積層封入層２１２０の結合を可能にし得る。示されるように、図２１Ｄの封入層２１２０は基材２１１４を含み、基材２１１４は、水分の浸透を阻止するよう構造化された基材であることができる。封入層２１２０はＥＣデバイス上に積層されていて、光学接着剤２１１２及びインデックス調節層２１１０などに少なくとも部分的に基づいて、デバイス２１００に結合しており、バリアー膜スタック２１１６は基材とＥＣスタック２１０７との間にある。いくつかの実施形態においては、図示されている層の１つ以上がなくてもよい。例えば、オブスキュレーション層２１０４及び下部封入層２１０５のうちの１つ以上は、ＥＣデバイス２１００になくてもよい。基材２１０２は水分の浸透を阻止してもよく、結果として下部封入層２１０５は余分となっていてもよい。
【０１５６】
いくつかの実施形態においては、基材は、ガラスホイル紙及び接着剤層を含む、薄いガラス積層体を含む。薄いガラス積層体は、厚さが約２５マイクロメートルのガラスホイルを含むことができる。いくつかの実施形態においては、薄いガラス積層体は、１つ以上の様々な厚さを含むことができる。例えば、薄いガラス積層体は、厚さ約５０マイクロメートルであることができる。
【０１５７】
いくつかの実施形態においては、本明細書で開示されるエレクトロクロミック（ＥＣ）材料の代わりに、または追加して、フォトクロミック材料またはサーモクロミック材料を使用してもよい。例えば、デバイスのいくつかの領域は、ＥＣスタックを含めたエレクトロクロミック材料を含んでもよいが、他の領域は、エレクトロクロミック材料、フォトクロミック材料またはサーモクロミック材料のうちの１つ以上を含んでもよい。好適なフォトクロミック材料としては、トリアリールメタン、スチルベン、アザスチルベン、ニトロン、フルギド、スピロピラン、ナフトピラン、スピロオキサジン及びキノンが挙げられるが、これらに限定されない。好適なサーモクロミック材料としては液晶及びロイコ染料が挙げられるが、これらに限定されない。フォトクロミック材料及びサーモクロミック材料は両方ともに、周知の手段で基材上に形成することができる。フォトクロミックまたはサーモクロミック動的領域に対してはバスバーや電極などが必要とされず、これはそれぞれ光及び熱が材料の特性を変調するからである。フォトクロミック及び／またはサーモクロミック動的領域用いた例示的一実施形態は、１つ以上のエレクトロクロミック動的領域と、１つ以上のフォトクロミック動的領域と、１つ以上の第２エレクトロクロミック領域とを有する窓であり得る。上記の１つ以上のエレクトロクロミック動的領域は窓の上部用であり、昼光照明のために、１つ以上の特定の透過パターンなどの間で選択的に切り替わるよう活発に制御される。上記のフォトクロミック動的領域は窓の下部用であり、直射日光の下では自己を暗色化する。上記の第２エレクトロクロミック領域は、デバイスの別の部分に配置される。
【０１５８】
いくつかの実施形態においては、１つ以上のＥＣデバイスは、カメラデバイスでアパーチャーフィルターや絞りなどとして使用することができ、かなり上で論じたように、選択的にアポダイズするよう構造化されていてもよい。いくつかの実施形態においては、１つ以上のＥＣデバイスは、さらなる加工がなされるまえに長距離にわたって輸送され得る設計「マザーボード」に備えることができる。いくつかの実施形態においては、１つ以上のＥＣデバイスは、輸送用途及び重量が重要である他の用途で、１枚以上の一重ガラス窓に備えることができる。いくつかの実施形態においては、単一基材を含む１つ以上のＥＣデバイスを含めた、１つ以上のＥＣデバイスは、携帯用デバイスやコンピュータなどのディスプレイ上で情報を隠したりまたは表示させることに使用することができる。いくつかの実施形態においては、１つ以上のＥＣデバイスは、ダイナミック・アイウェア（ｄｙｎａｍｉｃ  ｅｙｅｗｅａｒ）で使用することができる。
【０１５９】
さらに、本明細書において開示される主題の一実施形態は、独立して制御される複数の動的領域を備える窓ガラスまたはライト（ｌｉｔｅ）を有する建築窓を含めた窓を含むことを理解する必要がある。本明細書において開示される主題の別の実施形態は、１枚の窓ガラス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を備え、かつ他の窓ガラス上に透明ガラスを備える絶縁グレージングユニット（「ＩＧＵ」）を含む。本明細書において開示される主題のさらに別の実施形態は、１枚の窓ガラス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を備え、かつ他の窓ガラス上に低Ｅガラス、着色ガラスまたは反射ガラスを備えるＩＧＵを含む。本明細書において開示される主題のさらに別の実施形態は、ＩＧＵの１枚の窓ガラス上に複数領域のエレクトロクロミック窓を備え、かつ他の窓ガラス上にパターン形成ガラスまたは特殊ガラスを備えるＩＧＵを含み、そのパターニングまたは特徴は第１の窓ガラス上の動的領域の区域と適合し、その区域を補完し、かつ／またはその領域と対照をなしてもよい。上述の実施形態は、複数の動的領域を備えるライト（ｌｉｔｅ）が透明なライト、低Ｅライト、反射性ライト及び／または部分的に反射性のライトであるよう、形成や構造化などすることができることを理解する必要がある。
【０１６０】
図に示し、かつ本明細書において説明した様々な方法は、方法の例示的な実施形態を表す。この方法は、ソフトウェア、ハードウェアまたはそれらの組合せで行ってもよい。方法の順序は変更されてもよく、様々な要素の追加、並び替え、組合せ、省略、変更などを行ってもよい。
【０１６１】
上記の実施形態はかなり詳細に説明されてきたが、上記の開示が完全に理解されれば、多数の変形形態及び変更形態が当業者に明らかとなるであろう。以下の特許請求の範囲は、これらの変形形態及び変更形態の全てを包含すると解釈されることが意図される。
【図１Ａ】
0006452734.tif 000002
【図１Ｂ】
0006452734.tif 000003
【図１Ｃ】
0006452734.tif 000004
【図２Ａ】
0006452734.tif 000005
【図２Ｂ】
0006452734.tif 000006
【図２Ｃ】
0006452734.tif 000007
【図２Ｄ】
0006452734.tif 000008
【図３Ａ】
0006452734.tif 000009
【図３Ｂ】
0006452734.tif 000010
【図４Ａ】
0006452734.tif 000011
【図４Ｂ】
0006452734.tif 000012
【図４Ｃ】
0006452734.tif 000013
【図５Ａ】
0006452734.tif 000014
【図５Ｂ】
0006452734.tif 000015
【図５Ｃ】
0006452734.tif 000016
【図６】
0006452734.tif 000017
【図７】
0006452734.tif 000018
【図８Ａ】
0006452734.tif 000019
【図８Ｂ】
0006452734.tif 000020
【図８Ｃ】
0006452734.tif 000021
【図８Ｄ】
0006452734.tif 000022
【図８Ｅ】
0006452734.tif 000023
【図９Ａ】
0006452734.tif 000024
【図９Ｂ】
0006452734.tif 000025
【図１０】
0006452734.tif 000026
【図１１Ａ】
0006452734.tif 000027
【図１１Ｂ】
0006452734.tif 000028
【図１１Ｃ】
0006452734.tif 000029
【図１２Ａ】
0006452734.tif 000030
【図１２Ｂ】
0006452734.tif 000031
【図１２Ｃ】
0006452734.tif 000032
【図１２Ｄ】
0006452734.tif 000033
【図１３】
0006452734.tif 000034
【図１４Ａ】
0006452734.tif 000035
【図１４Ｂ】
0006452734.tif 000036
【図１５】
0006452734.tif 000037
【図１６Ａ】
0006452734.tif 000038
【図１６Ｂ】
0006452734.tif 000039
【図１７】
0006452734.tif 000040
【図１８Ａ】
0006452734.tif 000041
【図１８Ｂ】
0006452734.tif 000042
【図１９Ａ】
0006452734.tif 000043
【図１９Ｂ】
0006452734.tif 000044
【図１９Ｃ】
0006452734.tif 000045
【図１９Ｄ】
0006452734.tif 000046
【図１９Ｅ】
0006452734.tif 000047
【図１９Ｆ】
0006452734.tif 000048
【図１９Ｇ】
0006452734.tif 000049
【図２０Ａ】
0006452734.tif 000050
【図２０Ｂ】
0006452734.tif 000051
【図２１Ａ】
0006452734.tif 000052
【図２１Ｂ】
0006452734.tif 000053
【図２１Ｃ】
0006452734.tif 000054
【図２１Ｄ】
0006452734.tif 000055