(57)【要約】  光学特性を領域的に変化させる装置は、少なくとも第１の電極領域および第２の電極領域への構造化を備えた第１の電極と第２の電極とを含み、第１の電極領域と第２の電極領域との間に中間領域が配置される。この装置は、第１の電極と第２の電極との間に配置され、第１の電極と第２の電極との間の電位差に基づいて光学特性を変化させるように構成された活物質を含む。活物質は、少なくとも第１の電極領域のサブ領域および第２の電極領域のサブ領域を覆い、中間領域に配置された連続層を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学特性（Ｔ）を局所的に変化させる装置（１０；２０；３０；４０；５０；６０；７０）であって、
対向電極（１２）と、
少なくとも第１の電極領域（１４１）および第２の電極領域（１４２）への構造化を備え、中間領域（２２）が前記第１の電極領域（１４１）と前記第２の電極領域（１４２）との間に配置される作用電極（１４）と、
前記対向電極（１２）と前記作用電極（１４）との間に配置され、前記対向電極（１２）と前記作用電極（１４）との間の電位差（Ｕ１、Ｕ２）に基づいて前記光学特性（Ｔ）を変化させるように構成された活物質（１６）と、を備え、
前記活物質（１６）が、少なくとも前記第１の電極領域（１４１）のサブ領域（１８１）および前記第２の電極領域（１４２）のサブ領域（１８２）を覆い、前記中間領域（２２）に配置された連続層を形成する、装置。
【請求項２】
前記電位差（Ｕ１、Ｕ２）に基づいて前記中間領域（２２）の前記光学特性（Ｔ）を変化させるように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記活物質（１６）の前記連続層が、固体層または高粘度層である、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記光学特性が、吸収特性または提供される位相シフトを含む、前記電位差に基づいて可変である前記活物質の屈折率に基づいている、または前記光学特性が発光を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記活物質（１６）が、前記第１の電極領域（１４１）、前記中間領域（２２）、および前記第２の電極領域（１４２）にわたって可変の材料厚さで連続的に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記材料の厚さが、前記中間領域（２２）において、前記第１および第２の電極領域（１４２）よりも厚い材料の厚さを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記活物質（１６）がナノ粒子および前記ナノ粒子に付着する多数のエレクトロクロミック分子を含み、および／または前記活物質がエレクトロクロミックナノ粒子および／またはエレクトロクロミックナノ粒子およびそれに付着するエレクトロクロミック分子の組み合わせを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記活物質（１６）と前記対向電極（１２）との間に配置された電解質を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記活物質（１６）が導電性であり、前記第１の電極領域（１４１）と前記対向電極（１２）との間の第１の電位差（Ｕ１）と前記１つの第２の電極領域（１４２）と前記対向電極（１２）との間の第２の電位差（Ｕ２）により、前記光学特性（Ｔ）が第１の光学状態から第２の光学状態に切り替わる遷移領域（４４）を構成するように構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記電解質が少なくとも１つの層に配置されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記活物質（１６）が、一方では前記第１の電極領域（１４１）と前記対向電極（１２）との間、および他方では前記１つの第２の電極領域（１４２）と前記対向電極（１２）との間の同一の第１の電位差により、前記第１のサブ領域（１８１）、前記中間領域（２２）、および前記第２のサブ領域（１８２）にわたって均質な第１の光学特性を含むように構成され、
一方では前記第１の電極領域（１４１）と前記対向電極領域（１２）との間、他方では前記第２の電極領域（１４２）と前記対向電極（１２）との間の同一の第２の電位差により、前記第１のサブ領域（１８１）、前記中間領域（２２）、および前記第２のサブ領域（１８２）にわたって均質な第２の光学特性を含むように構成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記対向電極（１２）および／または前記作用電極（１４）が透明に導電性であるように形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記対向電極（１２）が構造化されているまたは構造化されていない、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記対向電極（１４）が、複数の中間領域（２２）によって互いに間隔を置いて配置された多数の電極領域（１４１〜１４２１）を備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
エレクトロクロミック虹彩として形成される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の電極領域（１４２）が前記第１の電極領域（１４１）を取り囲む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記作用電極（１４）が、前記第１の電極領域（１４１）および前記１つの第２の電極領域（１４２）を含む多数の電極領域（１４１〜１４２１）に構造化されており、前記装置が、多数のピクセルを有するピクセル構造として形成され、各ピクセルが、前記多数の電極領域の電極領域（１４１〜１４２１）を含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記作用電極（１４）が、前記第１の電極領域（１４１）および前記１つの第２の電極領域（１４２）を含む多数の電極領域（１４１〜１４２１）に構造化されており、前記装置が、多数のバーを有するバー構造として形成され、各バーが、前記多数の電極領域の電極領域（１４１〜１４２１）を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置が、較正標準の調整可能な較正ターゲットとして駆動可能である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記活物質（１６）が発光を提供するように構成される、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記活物質（１６）が位相シフトを提供するように構成される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の電極および／または前記第２の電極が反射するように形成されている、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
活物質の第１の層（１６１）が前記対向電極（１２）に配置され、活物質の第２の層（１６２）が前記作用電極に配置され、前記活物質の第１の層（１６１）および前記活物質の第２の層（１６２）が、電解質を介して離間されている、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
前記活物質の前記第１の層（１６１）が第１の活物質を含み、前記活物質の前記第２の層（１６２）が第２の活物質を含み、前記第１の活物質および前記第２の活物質が同一であるかまたは異なる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
システム（８０）であって、
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置（１０；２０；３０；４０；５０；６０；７０）と、
参照電位（Φ０）を前記対向電極（１２）に同時に印加し、前記参照電位に関して第１の電位（Φ１）を前記第１の電極領域（１４１）に印加し、前記参照電位に関して第２の電位（Φ２）を前記第２の電極領域（１４２）に印加するように構成された駆動ユニット（４８）と、を備える、システム。
【請求項２６】
前記駆動ユニット（４８）が、前記第１の電極領域（１４１）の領域における第１の光学状態と前記第２の電極領域（１４２）の領域における第２の光学状態との間の遷移が最大５μｍ±５０％の寸法を有する遷移領域（４４）において行われるように、前記第１の電位（Φ１）および前記第２の電位（Φ２）を印加するように構成される、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記駆動ユニット（４８）が、前記活物質の酸化還元電位周りの少なくとも−１５００ｍｖおよび最大＋１５００ｍｖの電位差が得られるように、前記第１の電位（Φ１）および前記第２の電位（Φ２）を印加するように構成される、請求項２５または２６に記載のシステム。
【請求項２８】
アポダイゼーションフィルタとして形成される、請求項２５から２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記駆動ユニットが、前記装置を勾配フィルタとして動作させるように構成される、請求項２５から２７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
光学特性（Ｔ）を局所的に変化させる装置を提供するための方法であって、
活物質（１６）を対向電極（１２）と作用電極（１４）との間に配置することであって、少なくとも第１の電極領域（１４１）および第２の電極領域（１４２）への構造化を含み、その結果、中間領域（２２）が、前記第１電極領域（１４１）と前記第２電極領域（１４２）との間に配置され、前記活物質（１６）が、前記対向電極（１２）と前記作用電極（１４）との間に配置され、前記活物質（１６）が、前記対向電極（１２）と前記作用電極（１４）との間の前記電位差（Ｕ１、Ｕ２）に基づいて前記光学特性（Ｔ）を変化させるように構成されることと、
その結果、前記活物質（１６）が、前記第１の電極領域（１４１）の少なくともサブ領域（１８１）および前記第２の電極領域（１４２）のサブ領域（１８２）を覆い、前記中間領域（２２）に配置される連続層を形成することと、を備える、方法。
【請求項３１】
前記活物質（１６）が、印刷またはドクタリング法を実行することによって配置される、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学特性を局所的に変化させる装置およびそれを提供するための方法に関する。さらに、本発明は、表面全体にわたってセグメントで連続的に切り替え可能であるエレクトロクロミック虹彩に関する。
【背景技術】
【０００２】
虹彩は、被写界深度、視野、および透過強度を制御するために使用できるコンポーネントである。スマートフォン、ラップトップなどの最新のデバイスで現在必要とされているものは、設置量が非常に少なく、さらにアクチュエータシステムに対して低い電気的動作電圧と低い電力消費を有する非機械的マイクロ虹彩である。そのような虹彩は、エレクトロクロミック効果に基づいて実現されることができる［１、２、３、４］。
【０００３】
エレクトロクロミック虹彩は、図９ａの断面図と図９ｂの平面図に示されている電気化学セルである。そのようなセルは、２つの対向する透明導電層１００２および１００４からなる。層１００２および／または１００４は、ＴＣＯ層として形成されることができる（ＴＣＯ＝透明導電性酸化物；透明導電性電極）。ＴＣＯ層の一方または双方にナノ粒子層（ＮＰＬ）１００７があり、材料技術上の理由からＴｉＯ２またはＡＴＯ（アンチモンをドープした酸化スズ）ナノ粒子がよく使用される。エレクトロクロミック分子、例えばビオロゲン誘導体は、ナノ粒子の表面に結合されている。ナノ粒子は、エレクトロクロミック分子を結合するために使用可能な表面を大幅に増やすために使用される。電解質１００６は、電極１００２と１００４との間に配置されている。電位差Ｕが２つの電極１００２と１００４との間に印加されるとすぐに、電位差の大きさ／符号に応じて、エレクトロクロミック分子は、着色または脱色によって反応する。
図９ｂは、別々に制御可能な領域１００２ａおよび１００２ｂを示す透明な状態を示している。
【０００４】
これまで、いくつかの開口絞り、すなわち領域１００２ａおよび１００２ｂを有するエレクトロクロミック虹彩を実現するために、ＴＣＯ層１００２およびナノ粒子層１００７は、外部から個別に駆動可能な同軸リング形状電極が形成されるように構造化されなければならなかった。図９ｂの領域１００２ａおよび１００２ｂを参照されたい。したがって、各リングは、個別にオンまたはオフに切り替えられることができ、または個別に、すなわちアナログ方式で、その吸収に関して調整されることができる。
【０００５】
しかしながら、虹彩の開口絞りを画定することができるように、数十マイクロメートルのスケールでナノ粒子層を構造化することは困難である。紫外線（ＵＶ）が追加で提供されると、ＴｉＯ２ナノ粒子で触媒効果が発生するため、有機化合物は、ナノ粒子と接触して分解される。したがって、ＵＶ感受性有機フォトレジストで構造化するために広く使用されているＵＶリソグラフィ技術は完全に排除される。したがって、ドクタリングや印刷などの既存の技術では、非常に大きな空間スケールでしか構造を形成することができないため、数マイクロメートルのスケールでの微細構造化は不可能である。アブレーションは、基板の表面を損傷するため、その光学的品質を低下させる可能性があるため、レーザーアブレーションも困難であることが証明されている。
【０００６】
リング状の開口絞りの間に、切り替えられることはできないが常に光学的に透明なギャップ形状の開口部が形成される。これは、領域１００８として図９ｂに示されている。図１０ａから図１０ｄは、先行技術にかかる３絞り虹彩の様々な切り替え状態の写真を示しており、ギャップ１００８が図１０ｃにおいて明確に際立っている。そのようなギャップは、例えば、開口サイズを介して調整可能である必要がある被写界深度を制御する場合、虹彩の光学的効果に有害である。
したがって、高い光学品質の虹彩が望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、高品質の装置を形成することである。
この目的は、独立特許請求項の主題によって解決される。
【０００８】
本発明者らは、構造化電極の構造化サブ領域間の領域に活物質を導入し、動作中にそこで発生する電位降下を介して、個々の部分領域／セグメントを別々に駆動することが可能である旨を実現しているが、光学的に干渉するギャップの形成は、同一の駆動によって回避することができ、したがって、高品質の装置を得ることができる。これにより、個々の領域間のギャップを回避したり、空間的に完全に切り替え可能な装置を提供したりすることができる。
【０００９】
実施形態によれば、光学特性を局所的に変化させる装置は、対向電極および作用電極を含む。作用電極は、少なくとも第１の電極領域および第２の電極領域への構造化を備え、中間領域は、第１の電極領域と第２の電極領域との間に配置される。この装置は、対向電極と作用電極との間に配置され、対向電極と作用電極との間の電位差に基づいて光学特性を変化させるように構成された活物質を含む。活物質は、第１の電極領域のサブ領域と第２の電極領域のサブ領域とを少なくとも覆い、中間領域に配置された連続層を形成する。活物質を中間領域に配置することにより、中間領域においても可変光学特性を取得および／または調整することができ、したがって光学的に干渉するギャップを回避し、したがって高い光学品質を得ることができる。
【００１０】
実施形態によれば、活物質は、第１の電極領域、中間領域、および第２の電極領域にわたって可変の材料厚さで連続的に配置される。これは、単純な活物質の配置を可能にする。
【００１１】
実施形態によれば、活物質は、中間領域において、第１および第２の電極領域よりも厚い材料の厚さを含む。これは、活物質が電極サブ領域間のギャップを埋めることができるように、活物質が得られる可能性のある粘性材料の単純な配置を可能にする。
【００１２】
実施形態によれば、活物質は、ナノ粒子（おそらくエレクトロクロミック特性を有する）およびナノ粒子に付着する多数のエレクトロクロミック分子を含む。これにより、多数のエレクトロクロミック分子がナノ粒子によって構成された表面に付着することができるため、高度な吸収を得ることができる。
【００１３】
実施形態によれば、装置は、作用電極上の活物質と対向電極との間に配置された電解質を含む。電解質は、活物質と接触することができ、電極の少なくとも１つと活物質との間に電気的接触を提供することができる。
【００１４】
実施形態によれば、活物質は導電性である。材料は、作用電極の第１の電極領域と対向電極との間の第１の電位差（電圧）と、作用電極の第２の電極領域と対向電極との間の第２の電位差とにより、光学特性が第１の光学状態、例えば第１の吸収状態から第２の光学状態、例えば第２の吸収状態に切り替わる遷移領域を構成するように構成される。すなわち、状態の変化、吸収／透明または透明／吸収、および／または相変化または発光に関して、活物質内で起こる。これは、第１の電極領域から第２の電極領域までの距離にわたる光学状態間の連続的な遷移を可能にする。
【００１５】
実施形態によれば、活物質は、一方では第１の電極領域と対向電極との間、他方では第２の電極領域と対向電極との間の同一の第１の電位差により、第１のサブ領域、中間領域、および第２のサブ領域にわたる均一な第１の光学特性を備えるように構成される。一方では第１の電極領域と対向電極の間、他方では第２の電極領域と対向電極の間の同一の第２の電位差により、活物質は、第１のサブ領域、中間領域、および第２のサブ領域にわたって均一な第２の光学特性を備える。したがって、活物質は、中間領域、第１の電極領域、および第２の電極領域で同時に切り替えられることができ、それにより、光学的に干渉するギャップの発生を回避することができる。
【００１６】
実施形態によれば、作用電極および／または対向電極は、それが透明に導電性であるように形成されるように構成される。これにより、少なくとも光学状態で透明な装置を得ることができる。
【００１７】
実施形態によれば、対向電極は構造化されていない。これにより、対向電極を構築するステップを省略することができるため、装置の単純な構成が可能になる。あるいは、構造化された対向電極は、空間制御の大幅な柔軟性を可能にする。
【００１８】
実施形態によれば、作用電極は、複数の中間領域によって離間された多数のサブ領域を含むように構成される。これにより、切り替え可能な複雑な光学パターンを備えた装置を得ることができる。
【００１９】
実施形態によれば、装置は、エレクトロクロミック虹彩として形成される。これは、例えば、カメラ、特に例えばスマートフォン、ラップトップ、光学測定装置、または内視鏡、顕微鏡、双眼鏡（ここでは切り替え可能な照準器としても）、望遠鏡などの撮像装置に使用されることができる小型カメラなど、用途の広い光学用途での使用を可能にする。例えば、用途は、医療技術（内視鏡検査）やその他のハンドヘルドシステム（スマートグラスなど）にある。
実施形態によれば、第２のサブ領域は、第１のサブ領域を囲む。これにより、可変絞りを得ることができる。
【００２０】
実施形態によれば、作用電極は、第１の電極領域および第２の電極領域を含む多数の電極領域に構造化され、装置は、多数のピクセルを有するピクセル構造として形成され、各ピクセルは、多数の電極領域の電極領域を含む。装置をピクセル構造として構成することにより、例えば、個々のピクセル間のギャップを回避して光学ディスプレイを高品質で実行することができるディスプレイなどの表示装置を得ることが可能になる。
【００２１】
実施形態によれば、作用電極は、第１の電極領域および第２の電極領域を含む多数の電極領域に構造化され、装置は、多数のバーを備えたバー構造として形成される。各バーは、多数の電極領域の電極領域を含む。特に、そのような装置は、空間較正標準のターゲット（参照パターン）として駆動可能とすることができる。これにより、ユニバーサルで同時に高品質の較正ターゲットを得ることができる。
【００２２】
実施形態によれば、装置は、調整可能な較正ターゲットとして形成される。これにより、異なる空間周波数を時間的に交互に、したがってコンパクトに撮像することができる。
実施形態によれば、活物質は、発光を提供するように構成され、したがって、高機能性を可能にする。
実施形態によれば、活物質は、通過する電磁波の位相に影響を与えるように構成され、したがって、高い機能性を可能にする。
実施形態によれば、対向電極および／または作用電極は、反射するように構成される。これにより、反射装置が可能になる。
【００２３】
実施形態によれば、システムは、参照電位（Φ０）を対向電極に同時に印加し、参照電位に対して第１の電位を第１の電極領域に印加し、参照電位に対して第２の電位を第２の電極領域に印加するように構成された本発明の装置および駆動ユニットを含む。これにより、活物質の比較的小さな横方向領域において、第１の電極領域の第１の光学状態と第２の電極領域の第２の光学状態との間の遷移が可能になる。
【００２４】
実施形態によれば、駆動ユニットは、第１の電極領域の領域における第１の光学状態と第２の電極領域の領域における第２の光学状態との間の遷移が最大５μｍ±５０％の寸法の遷移領域で行われるように、第１の電位および第２の電位を印加するように構成される。これにより、人間の目ではまだ鋭いエッジとして知覚されている領域の遷移を得ることができる。２つの状態の間に連続的な遷移があり得るが、これは、依然として観察者によって鋭い遷移として知覚され、これはまた、鋭いエッジを得ることによって影響を受ける撮像品質を有する光学装置での使用に利点を提供する。
【００２５】
実施形態によれば、駆動ユニットは、活物質の酸化還元電位の範囲における電位差が得られるように、第１の電位（Φ１）および第２の電位（Φ２）を印加するように構成される。
【００２６】
実施形態によれば、システムは、アポダイゼーションフィルタとして形成される。したがって、そのような実施形態は、例えば、中心点から開始して、個々のリングまたはリングのグループが切り替えられ、少なくとも個々のリングが切り替えられない場合、複雑な半径方向の吸収コースを有するアポダイゼーションフィルタを可能にする。
実施形態によれば、駆動ユニットは、装置を勾配フィルタとして動作させるように構成され、したがって、高品質の放射フィルタを可能にする。
【００２７】
実施形態は、光学特性を局所的に変化させる装置を提供するための方法を形成する。この方法は、対向電極を配置することと、活物質が対向電極と作用電極との間の電圧に基づいて光学特性を変化させるように構成されるように活物質を配置することとを備える。この方法は、活物質が配置される中間領域が第１の電極領域と第２の電極領域との間に配置されるように、少なくとも第１の電極領域および第２の電極領域への構造化を備える作用電極を配置することを含む。活物質は、第１電極領域のサブ領域と第２電極領域のサブ領域とを少なくとも覆い、中間領域に配置された連続層を形成する。
【００２８】
実施形態によれば、活物質の配置は、印刷方法によって実行される。有利なことは、印刷方法が単純で費用効果の高い配置の可能性であり、例えば、不正確な領域境界に関するそのような方法の欠点が、活物質が連続層またはコヒーレント層として配置されるため、同時に回避されるということである。
続いて、添付の図面を参照して好ましい実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。
【図１ｂ】電極領域を備える、図１ａの構造化電極の概略平面図を示している。
【図２ａ】活物質が可変厚さで電極領域間のギャップに配置されている、実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。
【図２ｂ】活物質は、電極領域の領域内に可変厚さで配置されている、実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。
【図３ａ】電解質が活物質と電極との間に配置されることができる、実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。
【図３ｂ】構造化電極の電極領域を説明するために、図３ａの装置の一部の概略平面図を示している。
【図３ｃ】相互に電気的に絶縁されるように、作用電極のサブ領域へのリードが活物質の下方の平面に埋め込まれている、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図３ｄ】図３ｃの装置の概略側断面図を示している。
【図３ｅ】対向電極が追加的に構造化されている、実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。
【図４ａ】３つ以上の相互に取り囲む電極領域を備えた、実施形態にかかる構造化電極の例示的な代替構成の概略平面図を示している。
【図４ｂ】電極領域が三角形を含む、実施形態にかかる構造化電極のさらなる代替構成の概略平面図を示している。
【図４ｃ】ピクセル素子を形成するサブ領域が配置されている、先行技術にかかる装置の概略平面図を示している。
【図４ｄ】実施形態にしたがって構成された、図４ｃにかかる電極構成を有する装置を示している。
【図４ｅ】実施形態にかかる勾配フィルタとして動作する、図４ｄにかかる電極構成の概略平面図を示している。
【図４ｆ】実施形態にかかる、例えば、それぞれ１２個の円セグメントを例示的に有する２つの同心円に分割される作用電極の構成の概略平面図を示している。
【図５ａ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図５ｂ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図５ｃ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図５ｄ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図５ｅ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図５ｆ】個別に駆動可能であり且つ電極領域の異なる切り替え状態で示される３つの電極領域を有するエレクトロクロミック虹彩として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図６ａ】構造化電極が異なる切り替え状態にある多数のバーを備えたバー構造として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図６ｂ】構造化電極が異なる切り替え状態にある多数のバーを備えたバー構造として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図６ｃ】構造化電極が異なる切り替え状態にある多数のバーを備えたバー構造として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図６ｄ】構造化電極が異なる切り替え状態にある多数のバーを備えたバー構造として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図６ｅ】構造化電極が異なる切り替え状態にある多数のバーを備えたバー構造として形成された、実施形態にかかる装置の概略平面図を示している。
【図７ａ】実施形態にかかる潜在的な進行の概略グラフを示している。
【図７ｂ】実施形態にかかる潜在的な進行の概略グラフを示している。
【図７ｃ】実施形態にかかる潜在的な進行の概略グラフを示している。
【図７ｄ】実施形態にかかる図７ａ〜ｃを説明するために、装置の概略側断面図を示している。
【図７ｅ】実施形態にかかる、印加された電位にわたる光学特性の可能な変化の概略グラフを示している。
【図７ｆ】実施形態にかかる、印加された電位にわたる光学特性の可能な変化の概略グラフを示している。
【図７ｇ】実施形態にかかる、印加された電位にわたる光学特性の可能な変化の概略グラフを示している。
【図８】実施形態にかかるシステムの概略ブロック回路図を示している。
【図９ａ】先行技術にかかる電気化学セルの断面図を示している。
【図９ｂ】図９ａにかかる電気化学セルの平面図を示している。
【図１０ａ】先行技術にかかる３絞り虹彩の異なる切り替え状態の写真を示している。
【図１０ｂ】先行技術にかかる３絞り虹彩の異なる切り替え状態の写真を示している。
【図１０ｃ】先行技術にかかる３絞り虹彩の異なる切り替え状態の写真を示している。
【図１０ｄ】先行技術にかかる３絞り虹彩の異なる切り替え状態の写真を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施形態がその後に図面に基づいて詳細に説明される前に、異なる実施形態に示されるこれらの要素の説明が相互に交換可能であるか、または相互に適用可能であるように、同一のまたは機能的に同一の要素、物体および／または構造または要素、同じ効果を有する物体および／または構造が、同じ参照符号を有する異なる図に提供されることに留意されたい。
【００３１】
以下の議論は、吸収特性を局所的に変化させる装置に言及している。特に、そのような装置は、マイクロ虹彩である。しかしながら、実施形態は、それに限定されないが、同じ程度に、紫外線や赤外線などの非可視波長範囲、勾配フィルタ、個別に切り替え可能なピクセル（撮像素子）を備えたピクセル構造、バー構造、および／または自由に定義された電極も含む、他の吸収構造、放射構造、および／または透過構造、例えば、光学フィルタにも言及する。
【００３２】
活物質は、電界を印加することによって制御可能である。これは、実数部と虚数部で構成され、実施形態に応じて、方向に依存しない、または方向に依存することができる、活物質の複素数値の屈折率を制御するために使用されることができる。方向依存の場合、実数部および虚数部は、テンソルとして表すことができる。これは、吸収および／または実際の屈折率（透過波に対する位相シフトの影響を伴う）および／または言及された全ての量の空間的変化を制御する可能性をもたらす。したがって、本発明の実施形態は、吸収特性の変化に限定されず、活物質が透過光または他の電磁放射において引き起こす局所位相シフトなどの他の光学特性の変化、および／または発光特性にも言及する。光学特性の変化は、例えば、「オン／オフ」の意味でのバイナリ、またはマルチレベルの方法で、連続的または非連続的に行うことができる。
【００３３】
この目的のために、本発明の実施形態は、電極、特に対向電極および作用電極を含む。これらの電極の少なくとも１つは、少なくとも第１の電極領域および第２の電極領域に構造化されている。すなわち、電位は、第１の電極領域および第２の電極領域に独立して印加されることができる。これは、同一の電位（同一の電位値）を印加する可能性を含むが、特に、異なる電極領域に異なる電位を印加することが可能である。好ましくは、電極は、透明な導電性材料、特に透明な導電性酸化物（ＴＣＯ）から形成される。そのようなＴＣＯの例は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素スズ酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウム酸化亜鉛（ＡＺＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ）、および／またはアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）である。例えばグラフェンなど、他の材料および／またはそれらの組み合わせも可能である。別の実施形態では、電極の１つは、反射電極として構成されることができる。
【００３４】
対向電極および作用電極は、対応する電場および／または電荷キャリア電流がそれぞれの電極領域と反対側の電極との間に形成されることができるように、互いに反対側に配置されることができる。必要に応じて、他の電極も構造化を含む。これは、構造化電極の構造化と同一になるように構成されることができる。
【００３５】
実施形態は、活物質の配置にさらに言及する。特に、電圧の印加時に光学特性、または吸収特性、透過特性、および／または発光特性を変化させる光学活性材料に言及する。例えば、光学特性または吸収特性は、着色および／または吸収性と透明性との間、または透明性と吸収性との間の少なくとも部分的な切り替えである。双方とも、本明細書で説明される実施形態の文脈における吸収特性という用語によって要約される。可変の吸収および／または透過は、活物質の着色および／または可変の透明性をもたらすことができる。換言すれば、活物質の着色は、透明と吸収との間のバイナリまたはアナログ／連続的な切り替えであると理解されることができる。活物質は、ビオロゲン誘導体などのエレクトロクロミック分子を含むことができる。さらに、活物質は、エレクトロクロミック分子が結合されているナノ粒子を含むことができる。実施形態では、エレクトロクロミック分子は、ナノ粒子に付着する。代替的または追加的に、ナノ粒子自体がエレクトロクロミック特性を含むことができる。そのようなナノ粒子の例は、ＴｉＯ２ナノ粒子である。代替的または追加的に、活物質はまた、エレクトロクロミックナノ粒子、すなわち、エレクトロクロミック特性を有するナノ粒子、およびそれに付着または結合したエレクトロクロミック分子の組み合わせとすることができる。
【００３６】
図１ａは、実施形態にかかる装置１０の概略側断面図を示している。装置１０は、第１の電極１２と、その反対側に配置された第２の電極１４とを含む。さらなる説明のために、第１の電極１２は、対向電極と呼ばれることができる一方で、第２の電極１４は、例えば、可変電位が印加されることができる作用電極と呼ばれることができるのに対して、対向電極は、必ずしも変化しないままであってもなくてもよい参照電位、または作用電極の対向電位（Φ０）を提供することができる。少なくとも電極１４は、第１の電極領域１４１および第２の電極領域１４２に構造化されている。
【００３７】
電極１２および／または１４の少なくとも１つ、ならびに可能な追加の基板層は、例えばＴＣＯ層を配置することにより、透明であるように形成されることができる。すなわち、電極１２および／または１４は、ＴＣＯ層を含むか、またはそれから構成されることができる。第２の電極も透明である場合、そのコンポーネントは、透過に使用されることができる。あるいは、例えば、さらなる電極は、例えばコンポーネントが反射に使用されることができるように、反射層を配置することによって反射するように形成されることができる。
【００３８】
電極領域１４１および１４２は、異なる電位が電極領域１４１および１４２に印加されることができるように、互いに電気的に分離されることができる。このようにして、電圧Ｕ１は、電極領域１４１と電極１２との間に印加されることができ、電圧Ｕ２は、電極領域１４２と電極１２との間に印加されることができる。電極１２が非構造化電極として示されているが、電極１２は、少なくとも２つの電極領域に構造化されることができる。すなわち、本明細書に記載の実施形態は、非構造化電極１２に限定されない。
【００３９】
電気化学では、参照電極という用語は、作用電極の電位が変化または調整される正確に定義された電位の固定表現として使用され、大抵の場合、参照電極が電流を引き込まないことを前提としている。参照電極の電位を介して、対応する電流が対向電極に向かって生成され、対向電極の電位はそれに適合している。したがって、３電極配置が使用される。換言すれば、電位についての正確な知識が必ずしも必要とされないので、実施形態は、電気化学の意味で参照電極を使用しない。個々のコンポーネントは、参照電極を使用しない場合であっても同様に機能することができる。
【００４０】
活物質１６は、電極１２と電極１４との間に配置されている。活物質１６は、それがさらされる異なる電位に応じて、透明／着色、異なる吸収レベルおよび／または異なる色、すなわち異なる吸収特性などの異なる、または可変の光学特性を含むように構成される。代替的または追加的に、例えば、活物質の実際の屈折率の変化および／または提供される発光によって引き起こされる位相シフトなど、少なくとも１つの他の光学特性を変更することができる。例えば、活物質１６は、ナノ粒子層（ＮＰＬ）および／またはエレクトロクロミック／発光材料を含むことができ、少なくとも１つのエレクトロクロミック／発光分子をナノ材料に結合し、エレクトロクロミック／発光材料を直接配置することが可能である。活物質１６は、表面領域１８１および１８２において、電極領域１４１を少なくとも部分的に覆い、電極領域１４２を少なくとも部分的に覆う。すなわち、表面領域１８ｉは、活物質１６によって覆われる電極領域１４１の表面領域を記述する。実施形態によれば、活物質１６は、電極１４および／または１２を完全に覆うように配置されているが、実施形態はそれに限定されない。すなわち、該活物質１６が省略されているか、または例えば、そこに気密シールを配置するように該活物質１６が配置されていない領域は、電極１２および／または１４のエッジに配置されることができる。さらに、活物質１６は、中間領域２２に配置されている。中間領域２２は、電極領域１４１と１４２との間の中間空間または距離として理解されることができる。例えば、中間領域２２は、電極１４の構造化によって生成されることができる。
【００４１】
活物質は、電圧Ｕ１および／またはＵ２によって影響を受ける可能性があり、その結果、電圧Ｕ１および／またはＵ２の影響下にある活物質のそれぞれの部分またはサブ領域２３１および／または２３２が影響を受けるか、または吸収特性に関して変化する。サブ領域２３１および／または２３２の表面積は、電極領域１４１および１４２の寸法および位置によって影響を受けるが、それらを超える。すなわち、電極領域１４１と第１の電極１２との間の領域から開始して、サブ領域２３１は、中間領域２２、または中間領域２２と第１の電極との間の領域に延びる。電極領域１４２と第１の電極１２との間の領域から開始して、サブ領域２３２はまた、中間領域２２、または中間領域２２と第１の電極との間の領域に延びる。中間領域間に配置された活物質１６は、それぞれ隣接する電極領域１４１または１４２から切り替えられることができ、サブ領域２３１および２３２の間の境界２５は、可変電圧Ｕ１および／またはＵ２に基づいて可変または一定とすることができる。
【００４２】
さらなる光学特性と組み合わせて、装置１０の機能的統合を得ることができる。したがって、実施形態によれば、電極１２および１４は、例えば、可視波長範囲、赤外線波長範囲、紫外線波長範囲、および／または他の波長範囲など、少なくとも用途に依存する連続または分布波長範囲において透明であるように構成される。活物質１６による低吸収または部分吸収の状態では、装置１０は、少なくとも部分的に透明であるように形成されることができる。
【００４３】
実施形態によれば、電極の少なくとも１つは、活物質１６に向かう方向に反射するように構成される。活物質１６による低吸収または部分吸収の状態では、装置１０は、例えば、空間吸収ミラーを実装するために、少なくとも部分的に反射するように形成されることができる。
【００４４】
実施形態によれば、提供されるのは、透過構成と反射構成との組み合わせである。したがって、装置１０は、例えば、電極１２または１４によって形成された反射層を含むことができる。活物質１６は、反射しない、または部分的に反射しない領域を制御するために使用されることができる。この目的のために、他の実施形態と比較して、透明電極の１つは、ミラーとしての金属層、あるいは導電性、おそらくは透明な層でコーティングされた誘電体ミラーによって置き換えられることができる。
【００４５】
電極１２および／または１４の少なくとも１つを、同様に透明状態で制御可能な反射エレクトロクロミック開口として構成することにより、さらなる機能的統合が可能である。したがって、電極１２および／または１４は、能動状態および／または受動状態で反射するように形成されることができる。
【００４６】
吸収特性を電気的に切り替えることにより、吸収の強さをアナログ的に調整することができる。間接的に、これはまた、装置の透過または反射を調整することを可能にする。透過コンポーネントの場合、吸収を調整すると、例えば、切り替えられた状態では部分的にしか透明にならないことを意味することができる。反射コンポーネントの場合、吸収を調整することは、例えば、それらが非切り替え状態の非切り替え領域で光を反射し、光が他の領域で部分的に吸収されることを意味することができる。実施形態によれば、部分的には、吸収が部分的にのみスイッチオンされることができることを意味することができる。
【００４７】
活物質１６は、発光を提供する必要はないが、この目的のために使用される１つまたはいくつかの発光活物質を提供することは実施形態の範囲内である。活物質１６は、発光を提供するように構成されることができる。これは、エレクトロルミネッセンスに基づいて、および／または蛍光に基づいて、電気信号に対する反応として活物質１６を適切に構成することによって行うことができる。
【００４８】
活物質１６の連続層に基づいて、活物質１６が活性化された場合、サブ領域２３１と２３２との間の距離は、サブ領域２３１および２３２の双方において、小さいか、または存在しなくてもよく、または観察者が知覚できないように構成されてもよい。
図１ｂは、電極領域１４１および１４２を備える電極１４の概略平面図を示している。
【００４９】
図２ａは、実施形態にかかる装置２０の概略側断面図を示している。装置１０と比較して、活物質１６は、電極１２に面する電極領域１４１および１４２の主側に配置されるだけでなく、中間領域２２を画定する二次側も覆う。活物質１６は、例えば、電極領域１４１から始まり、中間領域２２を横切って電極領域１４２に向かって延びるｘ方向などの横方向に沿って可変の材料厚さを有することができる。材料の厚さは、横方向ｘに垂直な方向、例えば、ｚ方向などの電極１４から始まって電極１２に向かう方向に沿った活物質１６の層の層厚として理解されることができる。すなわち、電極領域１４１および１４２の材料の厚さが中間領域２２の材料の厚さと比較される場合、活物質１６は、ｘ方向にわたって可変の材料の厚さを有することができる。例えば、中間領域の層の厚さは、電極１４の材料の厚さ、例えば、約１０ｎｍ、５０ｎｍ、または１００ｎｍの範囲だけでなく、他の任意の値だけ大きくすることができる。電極領域１４１および／または１４２において、材料の厚さは、例えば、少なくとも１０００ｎｍまたは少なくとも３０００ｎｍ、約３５００ｎｍ以上、約１０μｍなど、電極の値よりも少なくとも１桁大きい値を有することができる。
【００５０】
活物質１６はまた、それが構造化によって形成されたギャップを埋めるように、中間領域２２に配置されることができる。特に、これは、装置２０の製造中に活物質１６を配置するための印刷方法の使用を可能にする。
【００５１】
装置２０は、好ましくは透明である基板２４を備えることができる。この目的のために、透明なポリマーまたは酸化物を使用することができ、代替的または追加的に、ガラス材料を使用することができる。製造中、基板２４は、さらなるコンポーネントの配置を支持または単純化することができる。基板２４が製造中にのみ使用される場合、それはまた、少なくとも部分的に不透明になるように形成されることができ、例えば、製造後に除去されることができる。
【００５２】
図２ｂは、活物質が、例えば、領域２３１および／または２３２など、電極領域の領域に可変厚さで配置されている、実施形態にかかる装置の概略側断面図を示している。電極１２は、一定の層厚を有することができ、例えば、活物質１６とは反対側に面する側で不均一とすることができるが、あるいは、例えば、層の厚さの変動を少なくとも部分的に補償するように可変の層厚を有することができる。
【００５３】
図３ａは、電解質２６が活物質１６と電極１２との間に配置されることができる、実施形態にかかる装置３０の概略側断面図を示している。１つまたはいくつかの既知の電解質、例えば炭酸プロピレン中のＬｉＣｌＯ４は、電解質として使用されることができる。
【００５４】
シール２８は、電極１２と基板２４との間、あるいは電極１２と活物質１６、すなわち電解質２６の漏出および／または酸素および水の侵入を防止する材料または本体との間に配置されることができる。シール２８は、好ましくは、気密シールとして形成される。あるいは、シールはまた、結合および接着プロセスによって行うことができる。
【００５５】
電解質は、導電率に基づいて、電極１２と活物質１６、または電極１４との間に電気的接続を提供するように、すなわち、電荷交換を可能にするように構成されることができる。しかしながら、電極１２と電極領域１４２との間の電気的短絡は防止される。電解質２６が活物質１６と電極１２との間に配置されるように装置３０が図示されているが、電解質２６はまた、活物質１６と電極１４との間に配置されてもよい。
【００５６】
図３ｂは、電極領域１４１および１４２を説明するために、装置３０の一部の概略平面図を示している。活物質１６は、例示的に、電極領域１４１および１４２に対してオーバーハングまたはオーバーラップを備え、すなわち、活物質は、電極領域１４１および１４２の全面に配置され、外側接触領域３２１および３２２は、おそらくそこから除外される。さらに、活物質１６はまた、電極領域１４１と１４２の間の中間領域２２に配置され、電極領域１４１から始まり、半径方向に電極領域１４２を超えたオーバーハングを備える。
【００５７】
電極領域１４２は、電極領域１４１を取り囲む。したがって、電極領域１４１および１４２の個々の駆動可能性に基づいて、装置３０の異なる切り替え状態を得ることができる。すなわち、
ａ）電極領域１４１および１４２における非活性状態、
ｂ）電極領域１４１における活性状態および電極領域１４２における非活性状態、
ｃ）電極領域１４１における非活性状態および電極領域１４２における活性状態、および
ｄ）電極領域１４１および１４２における活性状態。
電極領域１４１および１４２の形状に基づいて、装置３０はまた、エレクトロクロミック虹彩と呼ばれることができる。
【００５８】
電極領域１４１および１４２をそれぞれ接触領域３２１および３２２に電気的に接続するために使用される開口部または隆起を除いて、電極領域１４２は、電極領域１４１を完全に取り囲むことができる。加えて、追加の電極領域は、例えば、電極領域１４２を取り囲み、および／または電極領域１４１によって取り囲まれるように配置されることができる。それぞれ電極領域間の距離を提供する対応する中間領域は、各電極領域の間に配置されることができる。
【００５９】
中間領域２２は、例えば、ｘ方向、または半径方向などの光学設計規則にしたがうその他の方向に沿った寸法３４を有することができる。寸法は、例えば、最大１０ｍｍ、最大５ｍｍ、最大１ｍｍ、最大１００μｍ、最大８０μｍ、または最大５０μｍの値など、任意の値を有することができる。寸法３４の最大値は、特に、双方の電極領域を活性化するとき、中間領域２２内の活物質の特性が均一に調整されるように、電極領域１４１および／または１４２の周りの領域において、活物質１６の吸収特性が、最大許容または決定された電圧で調整されることができるという事実によって影響を受けることができる。
【００６０】
図３ａおよび図３ｂは、例えば、サブ領域１４２へのリードの実行が可能であるように、サブ領域１４１の不連続による、スタック層の平面（面内）におけるスタックの構造化を示している。図３ｃおよび図３ｂは、サブ領域１４１、１４２、および１４３が、図示のように、２つまたは場合によってはそれ以上の制御電極３８１１および３８１２、３８２１および３８２２、または３８３１および３８３２の少なくとも１つを介して電位を印加されることができる連続リング構造として形成される層スタックを構築する実施形態にかかる代替設計を示している。作用電極は、活物質の下方の平面に埋められることができる。図３ｃは、そのような装置３０’の概略平面図を示し、図３ｄは、装置３０’の概略側断面図を示している。活物質の下方の平面内の作用電極のサブ領域へのリードは、相互に電気的に絶縁され、埋められる。
【００６１】
例えば、制御電極３８１１から３８３２は、透明状態を可能にするために、ＴＣＯ層から形成されることができる。所望の反射状態の場合、制御電極３８１１から３８３２の透明性は、おそらく省略されることができる。
【００６２】
制御電極３８１１から３８３２は、間隔を空けて、および／または絶縁層３９によって部分的に覆われることができる。好ましくは、絶縁層は、透明であるように形成されることができ、そして、例えば、パリレン、窒化ケイ素（ＳｉＮ）および／または特に好ましくは二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含むことができる。制御電極は、例えば、遷移領域４１１１から４１３２において絶縁層３９を開き、そこで連続リングへの電気的接触を生成することによって、それぞれの制御電極３８１１から３８３２の遷移領域４１１１から４１３２において、サブ領域１４１から１４３に接続されることができる。これは、ビアスルーによる接触とも呼ばれることができる。
【００６３】
図３ｅは、実施形態にかかる装置３０’’の概略側断面図を示しており、これに基づいて、個別にまたは任意の組み合わせで、また本明細書で説明される他の実施形態に関連して実装されることができる、さらに有利なさらなる実装が説明される。対向電極１２は、１つまたはいくつかの電極領域１２１および１２２にセグメント化されることができ、セグメント化は、電極１４の場合と同じ方法で行うことができる。好ましくは、電極領域１２ｉおよび１４ｉは、同じ数で実装される。すなわち、電極１２の場合、電極領域の数は、２つに限定されないが、より多くてもよい。実施形態では、相互平面上に投影される場合、電極１２および１４の双方は、例えば、１０％、５％、または２％の許容範囲内で、電極領域の数、電極領域のサイズ、および／または電極の位置に関して、同一または少なくとも幾何学的に類似して構造化される。あるいは、セグメント化はまた、異なっていてもよい。
【００６４】
代替的または追加的に、活物質の２つ（またはそれ以上）の層１６１および１６２が配置されるように、活物質は、双方の電極に配置されることができる。電解質２６の少なくとも１つの層は、シート１６１と１６２との間に配置されることができる。すなわち、電解質は、１つまたはいくつかの層に配置されることができるか、または電解質から構成されるかまたは主にそれを含む層が配置されることができる。したがって、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の液体に適用されるように、電解質は、活物質と混合されない。層１６１および１６２は、同じまたは異なる活物質を含むことができる。例えば、複数の層で同一の材料を使用することにより、光学状態または光学特性の段階的な組み合わせ調整が可能になるが、異なる活物質の組み合わせにより、特性の組み合わせが可能になる場合がある。したがって、例えば、活物質は、着色、フィルタリングされた、または影響を受けた波長などに関して、スペクトル的に異なる特性を含むことができる。例えば、層１６１および１６２の活物質は、同じタイプのものとすることができ、例えば、それらは、双方ともビオロゲンまたはトリアリールアミンのグループに由来することができる。あるいは、異なるグループの組み合わせを使用することができる。本発明にかかる実施形態は、活物質の１つまたはいくつかの層の使用に限定されない。特に透明電極を使用する場合、さらなる層を使用することができる。
【００６５】
図４ａは、３つ以上の相互に取り囲む電極領域１４１から１４３に構造化された、電極１４の例示的な代替構成１４ａの概略平面図を示している。内側電極領域１４１は、平面の楕円形として構成されることができるが、代替的に、サブ電極領域１４２および／または１４３と同じように、楕円形のリング構造として形成されてもよい。中間領域２２１および２２２は、２つの隣接するサブ領域１４１および１４２、ならびに１４２および１４３の間にそれぞれ配置され、これらは、電極１４のサブ領域間の同一または個別の距離を調整する。楕円形の構造により、傾斜したビーム分割素子を使用することができる。例えば、電極１４が例えば４５°だけ二次軸の周りに傾斜している場合、必要に応じて、ビーム方向の主軸の圧縮により、楕円／長円から光学的に有効な円が生じる場合がある。
図４ｂは、電極領域１４１および１４２が三角形の形状を有する、電極１４のさらなる代替構成１４ｂの概略平面図を示している。
【００６６】
しかしながら、本明細書に記載の本発明の実施形態は、円形、楕円形、または三角形の形状に限定されず、電極１４のサブ領域間に存在する均一な形状に依存しない。さらなる実施形態によれば、サブ領域１４ｉの円形、多角形、または自由曲面を選択することができる。サブ領域は、互いに取り囲んでもよいが、あるいは、互いに横方向に隣接するように配置されてもよい。おそらく、サブ領域は、明確に定義された電圧降下がそれらで発生するように設計された小さな接続線によって接続され、その結果、配置全体が１つの電圧のみで制御されることができる。
【００６７】
図４ｃは、ピクセル素子を形成し、番号１から９によって参照され、図９ａに関連して説明される構成にしたがって形成されるサブ領域１００２ａから１００２ｉを配置した、先行技術にかかる装置の概略平面図を示している。すなわち、各ピクセル素子は、個別に駆動可能であり、隣接する素子から電気的に絶縁されている。素子１から５が例示的に駆動される場合、それらは互いに独立して吸収し、光学的活性化なしに、それぞれ中間空間２２１４から２２４５にギャップが生じる。駆動されるサブ領域は、互いに間隔を置いて配置される。
【００６８】
図４ｄは、実施形態によれば、図４ｃにかかる電極構成によって構成された装置４０を示し、本明細書に記載の実施形態に関連する説明にしたがって、活物質が中間空間２２１２から２２８９に配置されている。これにより、サブ領域間の距離の短縮または回避が可能になり、連続吸収領域３６が得られ、吸収領域は、吸収特性が制御される領域であると理解される。これらの議論は、光の吸収に限定されない。
【００６９】
電極領域１４１から１４５を駆動するとき、中間領域を含むそれぞれのピクセル素子、例えば、その間に位置する中間領域２２１２、２２２３、２２１４、２２２５および２２４５は、吸収を実行する、すなわち、連続吸収領域３６を得ることができる。吸収領域３６は、活物質もまたそこに配置された中間領域に配置されており、活物質の電位降下が存在するため、それぞれのサブ領域１４４および／または１４５を超えて、隣接するが非活性化の、またはサブ領域１４６から１４９などの異なる駆動のサブ領域に向かって延びることができる。吸収領域のエッジは、それぞれのサブ領域１４１から１４９に関連付けられた、すなわち、全表面として、図１ａのそれぞれの境界２５の組み合わせから形成されることができる。電極の１つが反射層として実装される場合、そのコンポーネントは、反射に使用されることができる。したがって、部分反射電極の場合、制御可能なビームスプリッタも可能である。
【００７０】
換言すれば、本明細書に記載の技術の応用は、ピクセル指向の反射型および／または透過型ディスプレイ（空間光変調器とも呼ばれる）の分野にある。例えば、ピクセルの３×３マトリックス、または制御電極が示され、ここで、ピクセル１から５が切り替えられる。図４ｃにかかる従来の場合、各ピクセルは、別個の電極および活物質のために、透明な境界によって取り囲まれている。図４ｄによれば、活物質は連続的である。したがって、エレクトロクロミック分子は、中間領域でも切り替えられる。透明ギャップは存在しないが、ディスプレイの領域が電極間で完全に切り替えられることができる。
【００７１】
図４ｄは、サブ領域１４１から１４５が切り替えられ、さらなるサブ領域１４６から１４９が切り替えられないように示されているが、そのようなバイナリ構成とは異なり、図４ｅに基づいてより詳細に説明されるように、吸収特性の連続的な変化もまた設定されることができる。
【００７２】
図４ｅは、例えば勾配フィルタとして動作する、図４ｄにかかる電極構成の概略平面図を示している。例えば、第１の−おそらく最大の−吸収がサブ領域１４１において生成されることができる。第１の−おそらく最大の−電位は、第１の吸収のためにサブ領域１４１に印加されることができる。第２のより低い電位は、サブ領域１４２および１４４においてより低い吸収を得るために、隣接するサブ領域１４２および１４４に印加されることができる。これは、第１のレベルの吸収と第２のレベルの吸収との間の連続的な進行を得ることを可能にすることができる。第３のレベルの吸収は、例えば、これらのサブ領域に第３の電位を印加することによってサブ領域１４３、１４５および１４７で得ることができる。第４の電位、例えば最小電位または吸収特性を非活性化する電位は、サブ領域１４９における透明性または反射につながる可能性がある。サブ領域１４１と１４９の重心の間の直線を考慮すると、吸収特性の連続的な遷移が、２つの隣接する可能性のある不連続な電位の間で起こることができる。これにより、装置を勾配フィルタとして使用することができる。
【００７３】
図４ｆは、例えば、それぞれが１２個の円セグメント１４１から１４１２および１４１３から１４２４を有する２つの同心円に分割され、サブ領域１４１から１４２４が個別に駆動されることができる、電極１４の構成の概略平面図を示している。図４ｆは、最大吸収のサブ領域１４５、１４６および１４７と最小吸収のサブ領域１４１、１４１１および１４１２との間の勾配３７を構成するための電極の例示的な切り替え状態を示しており、勾配３７に沿った吸収特性の勾配進行は、中間サブ領域を適宜駆動することによって得ることができる。さらなる実施形態によれば、サブ領域は、同心とすることができる１つまたは２つのリングパターン（例えば、３、４、５、またはそれ以上）で配置される。高レベルの対称性を得るために、サブ領域は、異なるリングにおいて幾何学的に類似していてもよく、またはリング内に同一の領域を含むことができるが、これは必須ではない。さらなる実施形態によれば、電極１４は、任意のサブ領域に分割される。
【００７４】
換言すれば、図４ｄから図４ｆは、実施形態にかかる勾配フィルタとして動作されることができるピクセルコンポーネントの図を示している。（少なくとも１つのサブ領域によって制御される）個々のピクセルの吸収は、アナログの方法で制御されることができる。例えば、例えば勾配３７に沿って電圧が少なくとも１つの所望の方向においてピクセルからピクセルへと減少する場合、得ることができるものは、２つの隣接するピクセル間の中間空間もまた、空間勾配のために着色されるという本発明の考えを使用した光学勾配フィルタである。２つ以上の所望の方向を設定する場合、複雑な勾配フィールドを設定することができる。矩形のピクセルは既知であり、実装されることができるが、ピクセルは、リング電極などの異なる形状の電極の追加のセグメント化を通じて得ることができる。これにより、虹彩と勾配フィルタの組み合わせが可能になる。図４ｆは、ピクセル領域全体の様々な着色を簡略化して示している。陰影は、サブ領域１４ｉ全体で可変であるように示されているが、各ピクセル／サブ領域にわたって考慮した場合、着色／吸収はほぼ一定とすることができる。
【００７５】
図５ａから図５ｆは、個別に駆動可能な電極１４の３つの電極領域１４１から１４３を備えた電子虹彩として形成された、実施形態にかかる装置５０の概略平面図を示している。これにより、活物質の３つのサブ領域２３１から２３３が得られ、吸収特性は個別に制御可能である。この場合、対応して構成されたサブ領域１４１は、例えば、電極領域１４２およびそれによって制御されるサブ領域２３２によって囲まれた丸い内側サブ領域２３１を形成することができる。例えば、電極領域１４２は、電極領域１４３によって囲まれているため、サブ領域２３３もまた、サブ領域２３２を囲んでいる。例えば、電極領域１４２および１４３は、リング状に形成され、リード３８１および３８２がエッジ領域からそれぞれの電気的に供給される電極領域１４１および１４２に向かって延びる位置において不連続とされる。すなわち、電極領域１４１は、電極領域の一部として理解することができる導電性要素３８１に接続されている。電極領域１４２はまた、リード３８２を介して電気的に接触されることができる。例えば、接触は、例えば図３ｃおよび図３ｄに関連して説明されるように、ビアスルーを介して可能である。
【００７６】
図５ａから図５ｆは、異なる切り替え状態を示しており、図５ａでは、例えば、活物質が光を吸収するように活性化することによって、あるいは活物質の非活性化によって内側サブ領域２３１のみが切り替えられている。
図５ｂは、サブ領域２３２のみが吸収する切り替え状態を示している。
図５ｃは、サブ領域２３３のみが吸収する状態での装置５０の概略平面図を示している。
【００７７】
図５ｄは、サブ領域２３１および２３３が吸収を実行し、中間電極領域１４２が、例えばサブ領域２３２がおそらく透明であるように非活性である、装置５０の概略平面図を示している。
【００７８】
図５ｅは、内側サブ領域２３１が透明であり、サブ領域２３２および２３３が吸収を行っている、装置５０の概略平面図を示している。サブ領域２３１が透明である場合、リード３８１を覆う活物質もまた透明とすることができるため、リード３８１は、透明なストリップとして認識されることができる。例えば、そのような影響は、図３ｃおよび図３ｄによるさらなる実施によって少なくとも部分的に軽減されることができる。
【００７９】
図５ｆは、サブ領域２３１、２３２、および２３３が吸収を実行する切り替え状態の装置５０の概略平面図を示している。図５ｅと同様に、明らかになることは、隣接するサブ領域２３の吸収時に、例えば、中間領域に活物質が配置されていない図１０ｃに見られるように、中間領域における透明線の発生が回避されるということである。これは、活物質が均一に、したがって構造化されていない方法で適用されることができるという事実によって達成される。装置５０に関して、本発明のアイデアは、ＴＣＯ層がリング状の開口絞りを提供するように構造化されるように実装されるが、活物質は、均質な層として構成されている。これにより、活物質の技術的な構造化の問題が回避される。
【００８０】
開口絞りが切り替えられると、活物質の連続層を介した電荷キャリアの拡散により、切り替えられていない隣接する開口の領域でも着色が発生する可能性がある。これを低減または回避するために、これらの層が透明のままであるように、切り替えられていない電極に電位が追加的に印加されることができる。複数の開口が直列に接続されている場合、全ての電極は、等電位領域のように機能し、活物質の層の下方にＴＣＯ層（電極）がなくても、活物質は、ギャップ領域でも切り替えられることができる。
【００８１】
換言すれば、図５ａから図５ｆは、３絞り虹彩における本発明の技術的実装を示している。左側の３つの画像（図５ａから図５ｃ）では、各ケースにおいて１つの虹彩絞りのみが切り替えられ、第４の画像（図５ｄ）では、絞り１および３が切り替えられ、第５の画像（図５ｅ）では、絞り２および３が透明なギャップなしで切り替えられ、最後に第６の画像（図５ｆ）では、３つの絞り全てが透明なギャップなしで切り替えられる。図５ａから図５ｆは、全ての可能な切り替え状態を備えた３絞り虹彩を示している。図５ｅおよび図５ｆの虹彩絞りの間に透明なギャップがないことを強調すべきである。ＴＣＯ層として、活物質は、ＩＴＯ上に配置されたエレクトロクロミックビオロゲン誘導体分子を備えたＴｉＯ２ナノ粒子を含むことができる。代替的または追加的に、例えば、アンチモン酸化スズ（ＡＴＯ）または酸化セリウム（ＣｅＯ）、例えばコーティングされたＡＴＯ粒子などのコーティングされた材料など、さらなる材料を配置することができる。したがって、本発明にかかる実施形態は、活性層の構造化を回避することを可能にする。活性層の微細構造化は必要ないため、開口絞り間のギャップ形状の切り替え不可能な領域を回避することができる。これにより、活性層の複雑な構造化プロセスを回避することができる。
【００８２】
したがって、本発明にかかる実施形態は、既知の概念から明らかに際立っている。特に、電極の２つの領域間で電気的絶縁を達成しなければならない米国特許第９，７５９，９８４号明細書に関して、この場合、電荷キャリアの流れを可能にする導電性活物質が使用される。これは、中間領域の光学特性も変化させることができる可能性の基礎である。すなわち、本明細書に記載の装置は、それに隣接する電位差に基づいて中間領域の光学特性を変化させるように構成されることができる。特に、装置は、中間領域全体、すなわち、全領域、または電極間の距離全体にわたって光学特性を変化させるように構成されることができる。
【００８３】
図６ａから図６ｅは、装置６０または構造化電極が複数のバーを備えたバー構造として形成されている、実施形態にかかる装置６０の概略平面図を示している。例えば、装置６０は、隣接して配置されたバー、すなわち第１の横方向に沿った寸法としてそれぞれ形成される、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の数、例えば２１個の電極領域１４１から１４２１を備え、例えば、ｙは、例えばｘに垂直な横方向に沿った寸法の少なくとも２倍、５倍、または１０倍の大きさである。装置６０は、電極領域１４１から１４２１が単一のラインに配置されるように、すなわち正確に１つのラインを含むように示されているが、例えば、２、３、または数ラインなどのより多くのラインが実装されてもよい。これは、図４ｄのピクセル構造がバー構造によって実装されることができるように理解されることができる。したがって、電極領域１４１から１４２１のそれぞれは、切り替え可能なバーを画定することができる。電極領域および中間領域を横切って延びる活物質は示されていない。
【００８４】
図６ａは、全ての電極領域１４１から１４２１に隣接する活物質が無色である、例えば不活性または非活性である状態の装置６０を示している。例えば、装置６０は、較正標準を実装するために使用されることができ、ＵＳＡＦ５１較正標準に適している。すなわち、装置６０は、調整可能な切り替え可能なＵＳＡＦ５１ターゲットとすることができる。ＵＳＡＦ５１は光透過規格である。それは、異なる幅の黒いバーのグループ、したがって透明なガラスキャリア上の空間周波数を担持する。これらが試験下の対物レンズで撮像される場合、変調伝達関数、したがって対物レンズの撮像品質は、異なる幅の撮像されたバーのコントラスト曲線から判定されることができる。ここで、本実施形態の用途は、同じ幅の多くのバー状電極を並べて配置し（バー状構造化ＴＣＯ層、電極１４の形態で）、次いで全てのバー状電極を連続ナノ粒子層で覆うことから構成される。図６ｂから図６ｅに示されるように、個々のバーを適切な方法で電気的に駆動することによって、隣接するバーもまた切り替えられることができる。この場合、バー間のギャップ、すなわち中間領域も同時に切り替えられるため、１つの電極間で最大ｎ個の電極までの外部から見えるバー幅を能動的に変化させることができ、ここで、ｎは利用可能な電極の最大数であり、例えば、この場合は２１である。同じ幅の切り替えられたバーグループが電極チェーンに沿って周期的に繰り返される場合、ＵＳＡＦ５１標準のターゲットは、異なるバー幅を連続的に切り替えて撮像することにより、小さな領域に縮小された省スペースで実現されることができる。これは、バーが時間的に可変であり、異なる幅のバーグループを能動的に切り替えることができる一方で、ＵＳＡＦ５１標準のターゲットは、全てのバーグループを吸収体として含むため、大きな表面積を必要とすることを意味する。これにより、活性コンポーネントをレンズまたはその他の光学コンポーネントの較正標準として統合し、その場での較正を実行することができる。制御可能な透明性と組み合わせた小さな空間寸法は、装置の統合可能な設計を可能にする。そのようなアプローチは、これまで、様々な空間周波数の全てのバーグループに対応する必要のある大面積の基板を常に必要としていた。実施形態は、ターゲットが対応してスペースを節約する方法で実装されることができるように、表面領域上の空間周波数の時間的に可変な表示を可能にする。
【００８５】
図６ｂから図６ｄは、能動的に切り替えられたバーの周期的な配置を示しているが、非周期的な構造は、図６ｅに示されているように、チェーン／ラインに沿って能動的に設定されることができる。ｘ方向およびｙ方向に沿ったバーの寸法は、電極領域１４１から１４２１について同一であるように示されているが、実施形態によれば、特にｘ方向に沿って、異なる寸法を実装することができる。例えば、電極領域１４１から１４２１の可変のおよび／または対数寸法を選択することができる。バーは、円形または他の任意の形状に配置されることもできる。実施形態は、説明されたバー構造を備え、例えば、空間勾配応答を制御するために使用される勾配フィルタを提供する。
【００８６】
図６ｂは、２：１状態が切り替えられた状態、すなわち、例えば電極領域１４１および１４２などの２つの隣接する電極領域がそれぞれ能動的に切り替えられた一方で、例えば電極領域１４３などの後続の電極領域が切り替えられないままである状態の装置６０を示している。
【００８７】
図６ｃは、２：２構成で切り替えられた、すなわち、１つの中間領域のみが、２つの隣接する同時に能動的に切り替えられた電極領域の間に配置されて連続吸収領域３６を形成する一方で、対応する数の非活性電極領域が例えば吸収領域３６１および３６２などの２つの隣接する吸収領域の間に配置された装置６０の概略平面図を示している。
【００８８】
図６ｄは、吸収領域３６は、それぞれ３つの電極領域を備え、１つの非活性電極領域のみによって互いに離間している、３：１構成の装置６０の概略平面図を示している。図６ｂ、図６ｃ、および図６ｅにも示されているように、利用可能な電極領域の総数に基づいて、そのような構成で起こり得ることは、１つまたはいくつかの吸収領域が異なるサイズを有するということである。
【００８９】
図６ｅは、非周期的に切り替えられたパターン内、すなわち、吸収領域３６１から３６５が任意の数の電極領域を備えることができる装置６０の概略平面図を示している。吸収領域３６内の隣接する電極領域を切り替えるとき、それらの間のギャップも同時に切り替えられるため、説明されるように、電極間の外部から見えるバー幅は、最大ｎ個の電極まで能動的に変化することができる。
【００９０】
図７ａから図７ｃは、実施形態にかかる、概略側断面図において、図７ｄに示される装置７０内の電位進行の概略グラフを示している。簡単にするために、図７ｄにかかる図は、基板２４に配置された電極領域１４１および１４２のみが示されるように電極１２を含まず、これらは活物質１６によって覆われ、活物質１６は、中間領域２２にさらに配置される。電位Φ１は、電極領域１４１に印加されることができる一方で、電位Φ２は、電極領域１４２に印加されることができる。
【００９１】
図７ａによれば、電位Φ１およびΦ２は、活物質が非活性であるように選択される。これは、閾値電圧Ｔｈ未満の電圧が得られるように作用電極と対向電極の電位との間の電位差を設定することによって行うことができ、電位Φ１およびΦ２をこの目的のために活物質に適合させることができる。活物質１６は、横方向の寸法ｘ全体にわたって非活性、例えば無色である。代替的または追加的に、この電位において活性である、すなわち吸収性である材料を使用することができる。
【００９２】
図７ｂによれば、電位Φ１およびΦ２は、同一であり且つそれらが閾値Ｔｈまたは酸化還元電位よりも大きくなるように例示的に選択される。活物質は、例えば、その色および／またはその透明度を変更することによって、閾値電位Ｔｈを超えるその吸収特性を変化させる。明らかになることは、この状態が電極領域１４１および１４２の横方向進行ｘにおいて達成されるということである。２つの電極上と同じ電位、したがって同じ状態が中間領域２２において生じる。
【００９３】
図７ｃの構成によれば、電位Φ１およびΦ２は、電位Φ１が閾値電位よりも上であり、電位Φ２が閾値電位よりも下であるように、双方とも異なるように選択される。したがって、活物質１６は、電極領域１４１の領域に活性構成を含み、電極領域１４２の領域に非活性構成を含む。曲線４２によって概略的に示されるように、中間領域２２に電位降下がある。印加電位または現在の電位が閾値電位Ｔｈを下回ると、活物質１６は、横方向進行ｘにわたってその状態を活性から非活性に変化させる。
【００９４】
図７ｂおよび／または図７ｃにかかる電位Φ１およびΦ２は、材料に依存することができ、例えば、少なくとも−５ボルトおよび最大＋５ボルト、少なくとも−３ボルトおよび最大＋３ボルト、および少なくとも−１ボルトおよび最大＋１ボルト、例えば２ボルトまたは０．１ボルトなどの範囲の値を有することができる。
【００９５】
曲線４２が閾値電位Ｔｈの範囲内で±５％、±１０％、または±２０％の許容範囲内にある位置ｘに隣接して、活物質１６は、空間吸収勾配の形態の光学的ぼけが観察者に認識されることができるように活物質１６が部分的にのみ着色されている遷移領域４４を構成することができる。図１ａの境界２５は、遷移領域４４に配置されることができる。図７ｃを参照すると、電位Φ１とΦ２との間の差が大きいほど、遷移領域４４は小さくなり、これは、観察者によってますます光学的に鋭く知覚されることができる。すなわち、活物質１６の構成された層は、第１の電極領域１４１と電極１２との間の電位差、および電極領域１４２と電極１２との間の第２の電位差において、例えば透明または不透明／着色されている可能な状態の１つから例えば不透明／着色および／または透明である別の可能な吸収状態へと吸収特性が変化する遷移領域４４を構成するように構成されることができる。そのような変更は、オン／オフの意味でバイナリ方式で実行されることができるが、それは、マルチレベルの方法で、および／または制御範囲内で連続的に実行されることができ、その結果、複数（少なくとも２つ）または多数（例えば、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ以上、少なくとも約１０個）の吸収状態を設定することができる。
【００９６】
図７ａにかかる構成および図７ｂにかかる構成では、同一の電位差において、電極領域１４１および１４２の領域および中間領域２２において同一の状態、すなわち、図７ａにかかる非活性状態および図７ｂにかかる活性状態が得られる。双方の場合において、活物質１６は、第１の電極領域、中間領域、および第２の電極領域を横切る横方向進行ｘにわたって均一な吸収特性を含む。
【００９７】
図７ｅは、それぞれのグラフの縦座標において図７ａから７ｃに示されている、位置ｘに印加された電位Φ（ｘ）にわたる吸収特性Ｔの可能な変化の概略グラフを示している。電極１４１および１４２の間の中間領域２２が比較的高抵抗のナノ粒子層１６によって覆われる図７ｃに示される構成は、電気化学的に有効な電位差（電圧）が電極１４１および１４２の間に存在し得るように駆動されることができる。これは、図７ｅに示すように、光吸収の変化につながる。例えば、Ｔは透過率を示し、Ｔｍｉｎは着色状態または吸収状態を示し、Ｔｍａｘは、例えば透明などの相補状態を示す。最大吸収スイングは、使用されるエレクトロクロミック分子（活物質および場合によっては電解質を含む）のために、特定の電気化学ポテンシャル領域４６において発生する可能性があり、これは領域ＩＩとしても示される。図７ｄの位置ｘ１とｘ２との間に僅かな電位差のみが印加された場合、図７ｆに示すように、電極間の吸収の遷移領域が広くなる。領域４４の広い幅が生じる可能性があるため、虹彩セグメント、バー要素などがぼやけて制限されて見える場合がある。しかしながら、図７ｇに示されるように、ｘ１とｘ２との間に最大許容電位差が印加される場合、図７ｅの透過曲線は、最小幅に収縮する可能性がある。切り替えられたセグメントのエッジは十分に鋭く見える。図７ｇによれば、これは、最大許容電圧差での動作が行われることを意味する。この目的のために、酸化還元電位の範囲の電位差を印加することができ、その結果、例えば酸化還元電位の周りで±１５００ｍＶ、±１０００ｍＶ、または±５００ｍＶの範囲など、活物質の酸化還元電位の周りで少なくとも−１５００ｍＶおよび最大で＋１５００ｍＶの電位差が得られる。
【００９８】
２つの電位が同一である場合、電極と遷移領域で同じ着色が発生し、これは、電位に応じてＴｍｉｎとＴｍａｘとの間にある。したがって、ニュートラルフィルタ（全てのセグメントが切り替えられる）またはフーリエフィルタ（特定のセグメントのみが切り替えられる）も実現されることができる。
【００９９】
Φ１とΦ２の間の電位差がますます大きくなると、曲線４２（図７ｃ）の電位降下の進行がますます急になることができ、その結果、活物質が活性状態から非活性状態に変化する中間領域の横方向進行ｘ（図７ｅ）に沿った寸法が小さくなり、これは透過の急な進行に反映される。一方、小さな電位差が設定されている場合、透過のはるかに広い進行が得られる（図７ｆ）。図７ｃを参照すると、換言すれば、電位Φ１とΦ２との間の差が大きいほど、遷移領域４４は小さくなり、これは、観察者によってますます光学的に鋭く知覚されることができる。
【０１００】
第１の光学状態、例えば吸収のレベルと、第２の光学状態、または吸収のレベルとの間の空間的進行は、対応する電位差の空間的進行を介して設定されることができる。他の光学特性も空間的進行によって変化する可能性があることが再度指摘される。例えば、図４ｄにかかる駆動を考慮すると、最大吸収レベルから最小吸収レベルへの遷移は、２つの電極サブ領域間であり得、隣接するサブ領域で、この目的のために使用される最小および最大電位を印加することにより、それに応じて空間的に制限されることができる。あるいは、図４ｅに示されるように、遷移は、サブ領域１４１からサブ領域１４９への複数のサブ領域にまたがって広がることができる。同じことが図６ａ〜図６ｄの隣接するバーにもあてはまる。
【０１０１】
図８は、装置１０を含み、装置１０に電気的に結合され且つ電極１２、１４１および１４２に電位を印加するように構成された駆動ユニット４８をさらに含む、実施形態にかかるシステム８０の概略ブロック回路図を示している。装置１０に代替的または追加的に、本明細書に記載の別の装置、例えば、装置２０、３０、４０、５０、６０、および／または７０を配置することができる。駆動ユニット４８は、例えば０ボルト、接地など、電極１２に対して参照電位（Φ０）を同時に印加するように構成されることができる。例えば、駆動ユニット４８は、図７ｃにかかる構成の電位Φ１およびΦ２を電極１４１および１４２に印加することができる。図７ｃに関連して説明されるように、電位Φ１およびΦ２のそれぞれは、閾値電位よりも上または下とすることができる。
【０１０２】
駆動ユニット４８は、第１の電極領域１４１の領域における第１の光学状態と第２の電極領域１４２の領域における第２の光学状態との間の遷移が遷移領域４４において行われるように、電位Φ１およびΦ２を印加するように構成されることができ、遷移領域は、最大で５μｍ±５０％、好ましくはそれよりも小さい寸法を含む。これは、可能な限り高い電位差Φ１−Φ２を印加することによって達成されることができる。好ましくは、駆動ユニットは、信頼できる連続動作が維持されるような方法で電位を印加する。例えば、これは、±２０％の許容範囲内で活物質１６の最大電位を印加することによって得ることができる。
【０１０３】
駆動ユニットは、例えば、図４ａおよび／または図４ｆの切り替え状態を設定することにより、装置を勾配フィルタとして動作させるように構成されることができる。
【０１０４】
実施形態にかかる装置を提供するための本発明の方法は、第１の電極を配置することと、活物質が第１の電極と第２の電極との間の電位差に基づいて吸収特性を変化させるように構成されるように活物質を配置することとを含む。この方法は、活物質が第１の電極と第２の電極との間に配置されるように第２の電極を配置することを含む。第２の電極は、少なくとも第１の電極領域および第２の電極領域への構造化を含むように配置される。中間領域は、第１の電極領域と第２の電極領域との間に配置され、その結果、活物質は、第１の電極と第２の電極との間に配置され、少なくとも第１の電極領域のサブ領域および第２の電極領域のサブ領域を覆い且つ中間領域に配置された連続層を形成する。
【０１０５】
実施形態によれば、活物質は、印刷方法によって配置される。代替的または追加的に、ドクタリング法も使用されることができる。これは、活物質がＬＣＤにおいて使用される液体とも異なる固体または高粘度とすることができる連続層を形成することを意味する。本明細書に記載の実施形態によれば、電解質および活物質は、共通の境界または接触領域を有する異なる層または別個の層に配置されることができる。
【０１０６】
いくつかの態様が装置の文脈内で説明されてきたとしても、前記態様はまた、対応する方法の説明も表すことが理解され、したがって、装置のブロックまたは構造コンポーネントもまた、対応する方法ステップとしてまたは方法ステップの機能として理解されるべきである。それと同様に、方法ステップの文脈内で、または方法ステップとして説明されてきた態様はまた、対応するブロックまたは対応する装置の詳細もしくは特徴の説明を表す。
【０１０７】
上述した実施形態は、本発明の原理の例示を表すに過ぎない。当業者は、本明細書に記載の配置および詳細の変更および変形を理解するであろうことが理解される。これは、本発明が、実施形態の説明および記載によって本明細書に提示された特定の詳細によってではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される理由である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ−３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ−４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図６ａ−６ｅ】
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【図７ａ−７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図７ｆ】
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【図７ｇ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ−１０ｄ】
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【国際調査報告】
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