(57)【要約】  エレクトロクロミックデバイスの透過率を制御する方法が提供される。制御されるエレクトロクロミックデバイスは、第１および第２の電子伝導層と、第１の電子伝導層を覆う第１のエレクトロクロミック層と、第２の電子伝導層を覆う対向電極層と、第１のエレクトロクロミック層と対向電極層との間に積層される電解質層と、を有する。該方法は、連続した電圧パルスを第１および第２の電子伝導層の間に印加するステップ（２１２）と、印加される電圧パルス同士の間に、第１および第２の電子伝導層の間に開回路を提供するステップと、を含む。該方法は、開回路の期間中に第１および第２の電子伝導層の間の電圧を測定するステップ（２１４）と、測定電圧に依存する電圧パルスのパルスパラメータを制御するステップ（２２０）とによって特徴付けられ、パルスパラメータは、パルス持続時間およびパルス電圧のうちの１つである。
2010529488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子伝導層（１２）および第２の電子伝導層（１４）と、前記第１の電子伝導層（１２）を少なくとも部分的に覆う第１のエレクトロクロミック層（１６）と、前記第２の電子伝導層（１４）を少なくとも部分的に覆う対向電極層（１８）と、前記第１のエレクトロクロミック層（１６）と前記対向電極層（１８）との間に積層され、これらを少なくとも部分的に覆う電解質層（２０）と、を有するエレクトロクロミックデバイス（１０）の透過率を制御する方法であって、
前記方法は、前記第１および第２の電子伝導層の間に連続した電圧パルス（１１０）を印加するステップ（２１２）を含み、
前記印加するステップは、印加電圧期間（１１１）の間に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間に開回路を提供するステップをさらに含み、
さらに、
前記開回路の期間（１１２）中に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間の少なくとも１つの電圧値を測定するステップ（２１４）と、
前記測定された少なくとも１つの電圧値に依存する前記電圧パルス（１１０）のパルスパラメータを制御するステップ（２１５〜２２２）と、を特徴とし、
前記パルスパラメータは、電圧パルス（１１０）の範囲内の印加電圧の持続時間（ｔａｐｐｌ）、および印加パルス電圧（Ｖａｐｐｌ）、またはそれらから直接的に導出可能な量のうちの少なくとも１つである、
方法。
【請求項２】
前記測定するステップ（２１４）は、前記開回路の前記期間（１１２）の最後に、これに続く電圧パルス（１１０）の開始直前に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続した電圧パルスのうちの、ｎが１以上である、最初のｎ個の電圧パルスを含むプロービング段階を定義するステップと、
所定の前記パルスパラメータを有する前記プロービング段階の範囲内の電圧パルスと、
プロービング状態（１１５）中に、前記印加電圧期間（１１１）の間の少なくとも１つの期間（１１２）中に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間の少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）を測定するステップ（２６２）と、
前記少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）に基づいて、前記制御ステップの制御パラメータを決定するステップ（２６４）と、
を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ｎは、１０未満であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記測定するステップ（２６２）は、前記プロービング状態（１１５）の前に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間の基準電圧（１１８、Ｖｒｅｆ）を測定するステップをさらに含み、
前記制御パラメータを決定するステップ（２６４）は、前記基準電圧（１１８、Ｖｒｅｆ）にさらに基づくこと、を特徴とする、
請求項３または４に記載の方法。
【請求項６】
開回路は、前記プロービング状態（１１５）中にも、前記印加電圧期間（１１１）の間に前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間に提供されることを特徴とする、
請求項３〜５のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記決定するステップ（２６４）は、前記少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）から入力として導出される値を使用して、ルックアップテーブル（５４）から前記制御パラメータを読み出すステップを含むことを特徴とする、
請求項３〜６のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）から導出される前記値は、前記少なくとも１つのプロービング電圧の時間平均であることを特徴とする、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記決定するステップ（２６４）は、多数のプロービング電圧（１１７）の多項近似を含むことを特徴とする、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記連続した電圧パルス（１１０）は、前記パルスパラメータを制御するための前記電圧パルスの負荷サイクルを制御する制御パラメータを使用して、パルス幅が変調されることを特徴とする、
請求項１〜９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記連続した電圧パルス（１１０）は、電力コンテントを制御するための前記電圧パルスの振幅を制御する制御パラメータを使用して、振幅が変調されることを特徴とする、
請求項１〜９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
目標透過率を設定するステップであって、それによって、前記制御ステップは、前記目標透過率に到達するために行われることを特徴とする、
請求項１〜１１のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
エレクトロクロミックデバイス（１０）であって、
第１の電子伝導層（１２）と、
第２の電子伝導層（１４）と、
前記第１の電子伝導層（１２）を少なくとも部分的に覆う第１のエレクトロクロミック層（１６）と、
前記第２の電子伝導層（１４）を少なくとも部分的に覆う対向電極層（１８）と、
前記第１のエレクトロクロミック層（１６）と前記対向電極層（１８）との間に積層され、これらを少なくとも部分的に覆う電解質層（２０）と、
透過率制御電子デバイス（４０）と、を備え、
次に、前記透過率制御電子デバイス（４０）は、
前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間に接続され、連続した電圧パルス（１１０）を印加するように配設される電圧源（４４）と、
印加電圧期間（１１１）の間に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間に開回路を提供するための手段４８と、を備え、
前記透過率制御電子デバイス（４０）は、
前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間に接続され、前記開回路の期間（１１２）中に、少なくとも１つの電圧値を測定するように配設される電圧センサ（５０）と、
前記電圧センサ（５０）および前記電圧源（４４）に接続されるコントローラ（４６）と、をさらに備え、
前記コントローラ（４６）は、前記電圧センサ（５０）からの出力に依存する前記電圧パルス（１１０）のパルスパラメータを制御するように配設され、
前記パルスパラメータは、電圧パルス（１１０）の範囲内の印加電圧の持続時間（ｔａｐｐｌ）、および印加パルス電圧（Ｖａｐｐｌ）、またはそれから直接的に導出可能な量のうちの少なくとも１つであること、
を特徴とする、エレクトロクロミックデバイス。
【請求項１４】
前記コントローラは、
前記連続した電圧パルスのうちの、ｎが１以上である、最初のｎ個の電圧パルスを含むプロービング段階（１１５）を定義するための手段（５３）をさらに備え、
前記電圧源（４４）が、所定の前記パルスパラメータを有する前記プロービング段階の範囲内で電圧パルスを提供するように配設されることと、
前記電圧センサ（５０）が、前記プロービング状態（１１５）中に、前記印加電圧期間同士の間の少なくとも１つの期間中に、前記第１および第２の電子伝導層（１２、１４）の間の少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）を測定するように配設されることと、
前記少なくとも１つのプロービング電圧（１１７、Ｖｐｒｏｂｅ）に基づいて、前記コントローラ（４６）の制御パラメータを決定するための手段（５２）によることと、
を特徴とする、請求項１３に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、エレクトロクロミックデバイスおよびそのようなデバイスを作動させるための方法に関し、より具体的には、エレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミックデバイスは、印加された電気信号に依存してその光の透過率を変化させることができるデバイスである。エレクトロクロミックデバイスの用途には、とりわけ、建築用窓、情報ディスプレイ、光フィルタおよび変調器、乗り物のリヤビューミラー、サンルーフ、および窓、眼鏡類、ヘルメットバイザー、スキーゴーグル、可変熱放射率を伴う表面、またはカムフラージュが挙げられる。
【０００３】
異なるタイプのエレクトロクロミックデバイスを利用できる。一部のデバイスは、特定の透過率レベルを維持するために電気電圧またはエネルギーの連続供給が必要であり、一般的に、自己消去型デバイスと称される。他のデバイスは、電気信号によって、ある透過率状態から別の透過率状態へと変化するが、遮断された場合は、基本的に透過率を維持する。
【０００４】
後者のタイプの代表的なエレクトロクロミックデバイスは、１つの基板上に蒸着される、または互いに接合した構成の２つの基板の間に配置される、５つの重畳層を含む。５層エレクトロクロミックスタックの中央部は、イオン伝導体であり、電解質とも称される。イオン伝導体は、イオンを伝導することができるエレクトロクロミック膜と接触している。イオン伝導体の反対側には、イオン貯蔵層として機能する、電子およびイオン伝導対向電極膜がある。中央の３つの層構造体は、電子伝導層の間に配置される。このようなデバイスは、電子伝導層の間のスタックの両側に外部電圧パルスを印加し、電子およびイオンに、エレクトロクロミック層と対向電極層との間を移動させることによって、それぞれ着色および脱色される。その性能には、この電圧パルスをエレクトロクロミックデバイスに印加する方法が重要である。
【０００５】
基本的には、エレクトロクロミックデバイス（ＥＣＤ）を駆動する最も単純な方法は、ある特定の時間的間隔にわたって、着色または脱色パルスを印加することである。使用される代表的なパルスは、電位および時間等のパラメータによって指定される、方形パルスである。着色の場合には、着色性能および着色時間が画定される。ＥＣＤの透過率の変化は、ＥＣＤに供給される、またはそこから抽出される電荷量に関連する。したがって、パルスの持続時間が重要である。このような手法は、特許文献１（米国特許第４，４１２，２１５号公報）に示されており、エレクトロクロミックデバイスを着色するために固定時間を使用する制御方法が開示されている。エレクトロクロミックデバイスを脱色するために、反極性を伴う電圧パルスが印加され、脱色性能および脱色時間が画定される。印加電圧は、使用されるＥＣＤに適合していなければならない。電圧が大きすぎると、少なくとも長時間印加されたときに、ＥＣＤを破壊してしまうことになる。
【０００６】
実際には、所定の時間間隔に基づいてスイッチングする方法は、２つの主な理由から全ての用途に有用ではない。第１に、エレクトロクロミックデバイスのスイッチング速度は、デバイスが作動する温度に強く依存することである。第２に、エレクトロクロミックデバイスのスイッチング速度は、その寿命に応じても変化し得ることである。したがって、古いデバイスは、新しいものとは異なるスイッチング速度を有し得る。これらの態様の意味するところは、着色および脱色された状態で同じ光透過率を達成するために、着色および脱色パルスは、それぞれ、作動条件および／またはデバイスの履歴に応じて、異なる持続時間のものでなければならないということである。換言すれば、同じ持続時間の電圧パルスは、異なる条件下で、異なる程度の着色または脱色をもたらす。
【０００７】
条件の大きな変動に晒されるデバイスの具体的な例には、暑い夏の日に使用されるものと比較して低温環境で使用されるモーターサイクル用ヘルメットバイザーが挙げられ得る。別の例は、一日、季節、または一年を通じて温度変化に晒されるエレクトロクロミック前面窓である。さらに別の例は、自動車内のリヤビューミラーまたはサンルーフである。
【０００８】
大部分の先行技術のエレクトロクロミックデバイスのための制御方法は、デバイスの経時変化を考慮していない。新しい未使用のＥＣＤは、数千サイクルに耐えてきたＥＣＤとは異なる特性を有する。したがって、それらは、最適な性能のためには、同じ設定のパラメータでは制御することができない。
【０００９】
早期からこれらの問題を解決するための試みが成されてきた。適切な着色および脱色時間を達成する安全な方法は、透過率を実際に測定し、必要とされる透過率レベルが達成された時に着色または脱色を中断することである。これは、例えば特許文献２（米国特許第５，８２２，１０７号公報）に開示されており、方法は、時間制御と、グレージングの電圧、電流、または光透過率等の物理的特性の測定とを組み合わせている。しかしながら、これは、光の測定を行うための追加的手段が必要であり、システムをより複雑にする。不透明なディスプレイ等の、透過率の測定が不可能な場合もあり得る。また、光センサが視線内にあり、消費製品内の視界、または計測器内の光線を妨害する場合もあり得る。
【００１０】
異なるタイプの制御方法を提示している多数の先行技術が開示されている。特許文献３（米国特許第６，４０４，５３２号公報）は、エレクトロクロミックデバイスを制御するためのシステムおよび方法を開示している。該システムは、光源と、エレクトロクロミック窓の反対側に配設される、光の減衰を測定するための光検出器と、を備える。パルス幅変調電力信号が、エレクトロクロミック窓への入力として使用される。
【００１１】
特許文献４（米国特許第７，１３３，１８１号公報）は、外部温度監視要素を必要とせずにＥＣＤの温度を推測し、よって、部分的に温度の読み取り値に基づいて、ＥＣＤを制御することができる、ＥＣＤ用の制御システムを開示している。該コントローラは、ＥＣＤの脱色および着色履歴を判断し、ＥＣＤの透過状態を判断し、また、ＥＣＤの透過状態を維持するように保持電圧を印加する方法も提供する。ＥＣＤの着色および脱色の制御は、パルス電圧信号を使用することによって行われる。
【００１２】
先行技術のＥＣＤ制御によるさらなる問題は、高電圧によってＥＣＤを損なう危険性である。高電圧は、短パルスを除いて、一般に、寿命に対する負の効果を有する。これは、特に、温度または経時変化の差が大きい場合がある用途に当てはまる。特許文献５（公開国際特許出願第ＷＯ９７／２８４８４号公報）は、事前設定された定電流の印加、および上回ってはならない電圧制限の指定に基づいた、安全な駆動方法を記載している。該方法は、低電流値が指定された場合に、安全な作動モードを提供するが、低スイッチング速度を代償としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第４，４１２，２１５号公報
【特許文献２】米国特許第５，８２２，１０７号公報
【特許文献３】米国特許第６，４０４，５３２号公報
【特許文献４】米国特許第７，１３３，１８１号公報
【特許文献５】国際特許出願公開第ＷＯ９７／２８４８４号公報
【特許文献６】米国特許第６，０８４，７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献２（米国特許第５，８２２，１０７号公報は、自己消去型エレクトロクロミックデバイス用の電子回路を開示しており、該回路では、特定のレベルの透過率を維持するために、信号を平均化せずに、パルス幅変調信号がエレクトロクロミックデバイスに連結される。このような条件下で、反射率特性の圧縮された作動範囲を補償するために、電子回路は、ＤＣ駆動回路を伴うエレクトロクロミックデバイスの反射率特性に類似する、非圧縮線形作動範囲を伴う反射率応答特性を提供するように、エレクトロクロミックデバイスの能動的負荷、または代替として電圧帰還を利用する。
【００１５】
公開欧州特許出願第ＥＰ０８６９０３２号公報は、自己消去型エレクトロクロミックデバイスを有する、リヤビューミラーシステムを開示している。駆動回路は、パルス駆動信号の負荷サイクルの関数として、部分反射率レベルを制御する。加えて、駆動回路は、パルス中にエレクトロクロミックセル全体に生じる電圧の関数として、パルスの振幅を調節する。
【００１６】
したがって、本発明の主な目的は、非自己消去型エレクトロクロミックデバイスを制御するための、改良された方法およびデバイスを提供することである。本発明の別の主な目的は、着色および脱色状態、およびその逆の、より速い切り替えを提供することである。本発明のさらなる目的は、エレクトロクロミックデバイスの寿命を維持しながら、初期の着色または脱色プロセスの、より速い切り替えを提供することである。
本発明のさらなる目的は、エレクトロクロミックデバイスの状態を検出し、それに応じて着色または脱色プロセスを採用する、手段および方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、制御回路を簡素化することである。本発明のさらなる目的は、任意の透過率レベルで着色プロセスを停止させることができる、制御方法を提供することである。
本発明のさらなる目的は、エレクトロクロミックデバイスのサイズおよび形状に依存しない、制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的は、添付の特許請求の範囲による方法およびデバイスによって達成される。本発明によれば、第１の態様において、エレクトロクロミックデバイスの透過率を制御する方法が提示される。制御されるエレクトロクロミックデバイスは、第１の電子伝導層および第２の電子伝導層と、第１の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う第１のエレクトロクロミック層と、第２の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う対向電極層と、第１のエレクトロクロミック層と対向電極層との間に積層され、これらを少なくとも部分的に覆う電解質層と、を有する。該方法は、第１および第２の電子伝導層の間に連続した電圧パルスを印加するステップと、印加される電圧パルスの間に、第１および第２の電子伝導層の間に開回路を提供するステップと、を含む。該方法は、開回路の期間中に第１および第２の電子伝導層の間の少なくとも１つの電圧値を測定するステップと、測定された電圧値に依存する電圧パルスのパルスパラメータを制御するステップと、を特徴とし、パルスパラメータは、パルス持続時間およびパルス電圧のうちの１つ、またはそれらから直接的に導出される量である。
【００１８】
第２の態様において、エレクトロクロミックデバイスは、第１の電子伝導層と、第２の電子伝導層と、第１の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う第１のエレクトロクロミック層と、第２の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う対向電極層と、第１のエレクトロクロミック層と対向電極層との間に積層され、これらを少なくとも部分的に覆う電解質層と、透過率制御電子デバイスと、を備える。透過率制御電子デバイスは、第１の電子伝導層および第２の電子伝導層の間に接続されて、連続した電圧パルスを印加するように配設される電圧源と、印加される電圧パルスの間に、第１および第２の電子伝導層の間に開回路を提供するための手段と、を備える。エレクトロクロミックデバイスは、透過率制御電子デバイスが、第１および第２の電子伝導層の間に接続され、開回路の期間中に少なくとも１つの電圧値を測定するように配設される電圧センサと、電圧センサおよび電圧源に接続されるコントローラと、をさらに備えることを特徴とする。コントローラは、電圧センサからの出力に依存する電圧パルスのパルスパラメータを制御するように配設され、パルスパラメータは、パルスの持続時間、またはパルス電圧、あるいはそれから直接的に導出可能な量のうちの少なくとも１つである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による１つの利点は、エレクトロクロミックデバイスの迅速な光学的変調が可能になり、経時変化および環境パラメータを自動的に補償することである。多数の他の利点は、好適な実施形態によって提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】エレクトロクロミックデバイスの層スタックの一実施形態の概略図である。
【図２Ａ】定印加電圧を使用したエレクトロクロミックデバイスの充電および放電を示す線図である。
【図２Ｂ】定印加電圧を使用したエレクトロクロミックデバイスの充電および放電を示す線図である。
【図３】電圧パルスを使用したエレクトロクロミックデバイスの充電の一実施形態を特徴付ける線図である。
【図４】着色のために、本発明によるエレクトロクロミックデバイスに印加される連続した電圧パルスの一実施形態を示す線図である。
【図５Ａ】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するための方法の一実施形態のステップの流れ図である。
【図５Ｂ】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するための方法の、別の実施形態のステップの流れ図である。
【図５Ｃ】着色のために、本発明によるエレクトロクロミックデバイスに印加される連続した電圧パルスの、別の実施形態を示す線図である。
【図５Ｄ】着色のために、本発明による試験装置での電圧測定値を示す線図である。
【図５Ｅ】着色のために、本発明による試験装置での電圧測定値を示す線図である。
【図５Ｆ】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するための方法の、さらに別の実施形態のステップの流れ図である。
【図６】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの着色手順の一実施形態を示す線図である。
【図７】脱色のために、本発明によるエレクトロクロミックデバイスに印加される連続した電圧パルスの一実施形態を示す線図である。
【図８】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの一実施形態の部品のブロック図である。
【図９】着色のために、本発明によるエレクトロクロミックデバイスに印加される連続した電圧パルスの、さらに別の実施形態を示す線図である。
【図１０】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの透過率を制御するための方法の、別の実施形態のステップの流れ図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、プローブのために使用される、エレクトロクロミックデバイスに印加される連続した電圧パルスの一実施形態を示す線図である。
【図１２】プローブ測定値の評価を示す線図である。
【図１３】本発明によるエレクトロクロミックデバイスの別の実施形態の部品のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、図面とともに以下の説明を参照することによって、そのさらなる目的および利点とともに最良に理解され得る。
【実施例】
【００２２】
本開示の全体にわたって、異なる図面および実施形態における等しい、または対応する特徴は、同じ参照番号で示される。エレクトロクロミック材料は、本開示において、イオンおよび電子の挿入／抽出の下で、それらの光学的特性を持続的かつ可逆的に変化させることができる材料として定義される。エレクトロクロミック層は、エレクトロクロミック材料を含む層である。
【００２３】
図１は、非自己消去型エレクトロクロミックデバイス１０のエレクトロクロミック層スタック１１の代表的な構成を示している。中央部分には、イオン伝導体、すなわち電解質層２０が提供される。電解質層２０は、片側でエレクトロクロミック層１６と接触し、電子およびイオンを伝導することができる。イオン伝導体２０の反対側は、イオン貯蔵層として機能する、電子およびイオン伝導対向電極層１８である。この対向電極膜１８は、第２のエレクトロクロミック膜によって、完全に、または、部分的に構成されてもよい。中央の３つの層構造体１６、１８、２０は、電子伝導層１２、１４の間に配置される。電子伝導層１２、１４は、それぞれ、第１の基板２２および第２の基板２４に対して配設される。
【００２４】
本開示の異なる図面における層の相対的な厚さは、実際の寸法関係を表していないことに留意されたい。一般的に、基板は他の層よりも非常に厚い。図は、接続原理を例示する目的で描かれたものに過ぎず、いかなる寸法的な情報も提供しない。
【００２５】
このような、エレクトロクロミックデバイス１０は、スタック１１の両側にある電子伝導層１２、１４の間に外部電圧パルスを印加し、電子およびイオンに、エレクトロクロミック層１６と対向電極層１８との間を移動させることによって、着色／脱色される。それによって、エレクトロクロミック層１６は、その色が変化する。エレクトロクロミック層１６の非限定的な例には、タングステン、モリブデン、ニオブ、チタン、鉛、および／またはビスマスに基づいた、酸化物の薄膜を陰極着色するもの、または、ニッケル、イリジウム、鉄、クロミウム、コバルト、および／またはロジウムに基づいた、酸化物、水酸化物、および／または酸素−水素化物の薄膜を陽極着色するものが挙げられる。
【００２６】
基板２２、２４のうちの少なくとも１つは、周囲に対してエレクトロクロミック層１６のエレクトロクロミック特性を表すために、透明でなければならない。今日の代表的な事例では、プラスチック基板が使用される。最も全般的な意味において、プラスチック基板２２、２４は、合成または半合成の重合生成物である。プラスチック基板は、一般に、そのポリマー主鎖によって分類される。可能なプラスチック基板の非限定的な例には、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリウレタン、ウレタンカーボネートコポリマー、ポリスルホン、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアルケン、ポリイミド、ポリスルフィド、ポリビニルアセテート、セルロースに基づくポリマーが挙げられる。
【００２７】
また、少なくとも、２つの電子伝導層１２、１４のうちの１つは、透明でなければならない。可視光に対して透明な電子伝導体１２、１４の非限定的な例には、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）、酸化スズ、酸化亜鉛、ｎまたはｐドープ酸化亜鉛、およびオキシフッ化亜鉛の薄膜が挙げられる。近年、ＺｎＳ／Ａｇ／ＺｎＳおよびカーボンナノチューブ層等の、金属に基づく層も調査されている。特定の用途に応じて、電子伝導層１２、１４の一方または両方は、金属グリッドで作製されてもよい。
【００２８】
上述のように、対向電極層１８は、エレクトロクロミック材料および非エレクトロクロミック材料を含んでもよい。対向電極層１８の非限定的な例には、タングステン、モリブデン、ニオブ、チタン、鉛、および／またはビスマスに基づいた、酸化物のエレクトロクロミック薄膜を陰極着色するもの、ニッケル、イリジウム、鉄、クロミウム、コバルト、および／またはロジウムに基づいた、酸化物、水酸化物、および／または酸素−水素化物のエレクトロクロミック薄膜、または例えばバナジウムおよび／またはセリウム、および活性炭素に基づいた酸化物などの非エレクトロクロミック薄膜を陽極着色するものが挙げられる。また、このような材料の組み合わせを、対向電極層１８として使用することができる。
【００２９】
電解質層２０は、イオン伝導体材料を含む。電解質層２０は、用途に応じて、透明または非透明、着色または非着色であってもよい。電解質タイプのいくつかの非限定的な例には、溶解リチウム塩を伴うポリ（エチレンオキシド）等の固体ポリマー電解質（ｓｏｌｉｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：ＳＰＥ）、ポリ（メタクリル酸メチル）とリチウム塩を伴うプロピレンカーボネートとの混合物等のゲルポリマー電解質（ｇｅｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：ＧＰＥ）、ＧＰＥ類に類似するが、ポリ（エチレンオキシド）等の第２のポリマー、およびリチウム塩を伴うエチレンカーボネート／ジエチルカーボネートの溶媒混合物等の液体電解質（ｌｉｑｕｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：ＬＥ）の添加を伴う、複合ゲルポリマー電解質（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｇｅｌ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：ＣＧＰＥ）、およびＴｉＯ２、シリカ、または他の酸化物の添加を伴うＬＥを含む、複合有機−無機電解質（ｃｏｍｐｏｓｅｉｔｅ  ｏｒｇａｎｉｃ−ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ：ＣＥ）が挙げられる。使用されるリチウム塩のうちのいくつかの非限定的な例には、ＬｉＴＦＳＩ［リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド］、ＬｉＢＦ４［リチウムテトラフルオロホウ酸塩］、ＬｉＡｓＦ６［リチウムヘキサフルオロ砒酸塩］、ＬｉＣＦ３ＳＯ３［リチウムトリフルオロメタンスルホネート］、ＬｉＣｌＯ４［リチウム過塩素酸塩］が挙げられる。
【００３０】
図２Ａは、定電圧入力を使用したＥＣＤの着色プロセスを示している。時間ｔ０で、定電圧Ｖ０がＥＣＤに印加される。本開示において、正電圧は、エレクトロクロミック膜よりも高い電位を対向電極に与えるように定められる。これは、着色が、より高い電圧を印加することによって達成され、脱色が、より低い電圧を印加することによって達成されることを意味する。必要な電圧は、材料の選択に依存する。図１に示されている実施形態による、酸化タングステンのエレクトロクロミック層および酸化ニッケルの対向電極層に基づいたＥＣＤの着色に使用される代表的な電圧は、０．６〜２Ｖの範囲であり、より具体的には約１．６Ｖである。曲線１０１で表されている着色、すなわちＥＣＤの吸収度は、経時的に増加し、最終的には定常色レベルＣ０に到達する。換言すれば、ＥＣＤの透過率は、徐々に減少する。遮断されたＥＣＤのこの定常吸収度レベルは、ＥＣＤにかかる電圧Ｖ０に対応する。重大な問題は、色の濃化が概して遅いことである。より具体的には、着色の初期状態において、ユーザは、しばしば、少なくとも部分的に着色した状態へ素早く切り替わることに興味を持つ。着色の最後の数パーセントは、通常、ユーザには重要なものではなくなる。
【００３１】
図２Ｂは、同様に、定電圧入力を使用した代表的なＥＣＤの脱色プロセスを示している。時間ｔ１で、定電圧Ｖ１がＥＣＤに印加されるが、本実施形態では以前の事例と比較して極性が逆である。図１に示されている実施形態による、タングステン／ニッケルに基づくＥＣＤの脱色に使用される代表的な電圧は、０〜−２Ｖの範囲であり、より具体的には約−１．４Ｖである。本実施形態では、したがって、極性は、着色電圧と比較して逆である。しかしながら、エレクトロクロミック膜および対向電極の材料の他の選択では、電圧レベルが異なり得、脱色は、場合によっては、正電圧によっても得られ得る。ＥＣＤの脱色、すなわち吸収度の減少は、曲線１０２で表されているように起こり、吸収度は、最終的には、最大透過率に対応する状態に近いレベルに到達する。遮断されたＥＣＤのこの吸収度レベルは、ＥＣＤにかかる電圧Ｖ１に対応する。また、脱色プロセスの初期部分は、かなり遅く感じられる。
【００３２】
ＥＣＤは、一般に、対象とする作動範囲外の、より長い電圧期間に比較的に敏感である。最大着色または最大脱色に最適な電圧よりも幾分高い定常電圧は、ＥＣＤの寿命を減少させる。しかしながら、一般的に１秒未満の短い期間の最大作動電圧を超える電圧の印加は、ＥＣＤをそれほど大幅に損なわないことが見出された。
【００３３】
ＥＣＤの充電プロセスは複雑なプロセスであり、異なる動力学的依存性要因を伴う。充電は、従来のコンデンサ充電に対応していない。図３の線図は、ＥＣＤに印加される電圧信号の代表的な影響を示す。線図の上部には、有限の持続期間Δｔ２を伴う印加電圧信号１０３、およびＶａｐｐｌの振幅が示されている。時間ｔ２で電圧信号が終了した後、ＥＣＤは、あらゆる外部電圧から遮断され、例えばＥＣＤの反対側との間に開回路が提供される。下部には、対応する充電電流１０４が示されている。電流１０４が連続的に減少していることに気付くであろう。
【００３４】
図３は、トランジェントレコーダによって高いサンプリング速度（１００ｋＨｚ）で測定した、緩和中のＥＣＤの電圧を示している。印加電圧レベルＶａｐｐｌから初期電圧Ｖｉへの即時的低下は、基本的に直ちに生じる。この即時的低下Ｖｅｘｔは、伝導体およびＥＣＤへの接続部、すなわちＥＣＤに接続される外部構成要素における抵抗損に対応する。時間ｔ２の後の時間的尺度は、対数的尺度で与えられることに留意されたい。この初期電圧Ｖｉから、緩和が起こる。図に示されるように、最初の６０μｓの間に初期電圧降下Ｖｉｎｔがある。
【００３５】
この期間中に、抵抗損は、ＥＣＤの電極／電解質界面の二重層を通して緩和する、すなわち内部抵抗損である。この緩和の後、セル電圧は、ほぼＶｒｅｌのレベルで数ミリ秒間、比較的一定のままであり、その後、再び（対数的な時間尺度で）より急速な緩和が継続する。このＶｒｅｌでの停滞期は、ＥＣＤの各電極の平衡電圧および過電圧の両方を含む、セルの電気化学的電圧を表している。最終的な緩和の後、セルは、平衡電圧Ｖｅｑｕに到達するが、この最終的な緩和は、非常に遅く、一般的に完了までに数時間かかる。
【００３６】
開示されている方法は、デバイスがこの停滞期まで緩和された時の、またはオームの法則に従う緩和状態である時の、セル電圧の値を測定する。この停滞期セル電圧は、アルゴリズムが帰還電圧として採用したものである。これを制御パラメータとして使用することにより、本方法は、ドライバが、より高い有効電圧を印加することによって抵抗損を補償するように作動し、停滞期電圧に閾値電圧を決して上回らせないことを目的とする。停滞期電圧が閾値電圧に到達するにつれて、負荷サイクルまたは印加電圧が減少し、したがって、時間平均の印加電圧が減少する。停滞期電圧が閾値電圧を上回る場合は、デバイスを機能させなくする種々の電気化学的および化学的な副反応により、材料が劣化するという重大な危険性がある。充電または放電シーケンスの終了時点で、負荷サイクル値または印加電圧は小さく、これは、非常に低い電流が流れていることを意味する。これは、測定された停滞期電圧が、実際に、完全に緩和されたセルの平衡電圧に接近することを意味している。
【００３７】
本開示の方法の一実施形態は、各印加電圧パルスの開回路期間の終了時点で、電圧をサンプリングする。一例として、２００Ｈｚのパルス周波数および５０％の負荷サイクル（ＤＣ）を用いた場合、帰還電圧は、開回路での緩和の約２．５ｍｓ後にサンプリングされる。同じ周波数だが、ＤＣがわずか５％である場合、帰還電圧をサンプリングする前の緩和時間は、４．７５ｍｓである。
【００３８】
この挙動は、非自己消去型ＥＣＤに固有である。
当業者は、全てのパラメータを予測し、全ての状況に所定の制御パラメータを提供することは、不可能ではないとしても困難であることを認識されるであろう。しかしながら、当業者はまた、緩和挙動が、例えば温度または経時変換に関連する情報を含むことも認識されるであろう。これは、実際にＥＣＤを制御する際に利用することができる。
【００３９】
本発明の実施形態において、連続した電圧パルスは、ＥＣＤの光学状態を変化させるために、ＥＣＤの電子伝導層の間に印加される。換言すれば、光学モードは、より暗い、またはより透明な状態に変化される。ＥＣＤの光学モードは、充電によって変化する、すなわちより暗い状態に進むか、または放電によって変化する、すなわちより透明な状態に進む。各電圧パルスは、電圧信号と、その後にいかなる電圧も印加されない期間と、を含む。印加電圧信号と印加電圧信号の間の期間中、開回路が、電子伝導層の間に提供される。一実施形態を図４に示す。ここで、電圧パルス１１０は、定振幅Ｖａｐｐｌの電圧パルスである。換言すれば、各電圧パルス１１０は、定電圧の「オン」モード１１１と、これに続く開回路の「オフ」モード１１２と、で構成される。各電圧パルス１１０は、印加電圧Ｖａｐｐｌと、パルス持続時間ｔｐｕｌｓｅと、そのパルス持続時間の間に印加電圧Ｖａｐｐｌが印加されるオンタイムｔａｐｐｌと、によって特徴付けられる。Ｖａｐｐｌは、電源によって提供される。オンタイムはまた、電圧パルスの範囲内の印加電圧の持続時間として表されてもよい。オンタイムｔａｐｐｌは、負荷サイクルの観点から表されてもよい。負荷サイクルは、オンタイムｔａｐｐｌをパルス持続時間ｔｐｕｌｓｅで割ったものとして定義され、概してパーセントで与えられる。オンモード中に印加される印加電圧Ｖａｐｐｌのレベルは、用途ごとに固有の設計パラメータであるが、一般的に１〜５Ｖである。オフモードは、印加電流の使用がゼロ、すなわちＥＣＤは開回路となる。
【００４０】
電子伝導層間の電圧Ｖｍｅａｓは、開回路の期間１１２の間に、少なくとも１回、ｔｍｅａｓで測定される。測定電圧Ｖｍｅａｓは、ＥＣＤの状態に関する有用な情報を含む。最も再現可能な測定は、上述のように、関連する緩和プロセスが減衰した、すなわち緩和が停滞期に到達した、開回路の時間間隔の可能な限り後に達成されると考えられる。したがって、ここでは、開回路の期間１１２の終了時、これに続く電圧パルス１１０の開始直前に行われることが好ましいと考えられる。
【００４１】
測定結果、すなわち測定電圧に依存して、電圧パルスのパルスパラメータ、すなわち本実施形態ではパルス持続時間、を制御することができる。ＥＣＤに印加される実際の電圧を測定する連続した機会を有することによって、パルス持続時間を、例えば安定した電圧レベルの制御を維持しながら、高速な初期充電を与えるように適合させることができる。充電プロセスの最終段階において、パルス持続時間は、代わりに、目標電圧への安全な接近を与えるように適合させることができる。
【００４２】
図４に示されている実施形態において、印加電圧Ｖａｐｐｌは、一般的に、ＥＣＤの最大許容定常電圧Ｖｍａｘよりも大幅に高い。代表的な最大定常電圧限度が０．６〜２Ｖ、一般的には約１．６Ｖ、である場合、パルスの印加電圧は、容易に３〜５Ｖになる可能性がある。ＥＣＤの特定の目標透過率レベルに対応する目標電圧Ｖｓｅｔが設定され、このレベルの透過率までのＥＣＤの急速充電が要求される。４つの電圧パルスＡ〜Ｄが示されている。第１の電圧パルスＡの後、開回路期間の終了時点で、ＥＣＤの残留電圧ＶＡを測定する。この電圧ＶＡは、一時的な閾値電圧Ｖｔｈｒを下回る。必要に応じたいかなる変化も考慮せず、同じ第２の電圧パルスＢを印加する。第２の電圧パルスに続く開回路期間の終了時点において、残留電圧ＶＢを測定する。これで、この電圧が一時的な閾値電圧Ｖｔｈｒを上回ることが分かる。充電速度は、減少すると考えられる。
【００４３】
したがって、第３の電圧パルスＣは、より短い負荷サイクルまたはオンタイム持続時間ｔａｐｐｌを有するように制御されるが、これは、単一の電圧パルスでＥＣＤに送られる充電量が低減したことを意味する。これも、より長く利用できる緩和時間をＥＣＤに与える。一時的な閾値電圧Ｖｔｈｒは、本実施形態によれば、同時に新しい値に調節され得る。手順は継続し、測定残留電圧ＶＣは、新しい一時的な閾値電圧Ｖｔｈｒを上回らないので、第４の電圧パルスＤは、同じオンタイム持続時間ｔａｐｐｌで与えられる。充電は、目標電圧Ｖｓｅｔに到達するまで、ｔａｐｐｌおよびＶｔｈｒを連続的に変化させて継続する。
【００４４】
オンタイム持続時間ｔａｐｐｌの変化量は、設計パラメータである。容易に実施される１つの可能性は、固定量Δｔａｐｐｌだけ持続時間を変化させる、すなわち所定のステップにおいてオンタイム持続時間を減少させることである。別の可能性は、オンタイム持続時間が例えば毎回３０％減少するように、現在のオンタイム持続時間ｔａｐｐｌの一定割合としての変化を有することである。第３のタイプの減少スキームは、絶対的または相対的な手段で、一組の所定のオンタイム持続時間を有し、それによって、持続時間を次々に選択するものである。このような方法で、十分に制御された吸収度の変化挙動を得ることができ、以下の図６を参照されたい。
【００４５】
同様に、閾値電圧Ｖｔｈｒは、異なる原理に従って変化させることができる。また、この場合、更新が必要になるたびに閾値電圧Ｖｔｈｒが増加される、電圧差ΔＶｔｈｒを定義することによって、一定の漸増を使用することができる。別の可能性は、閾値電圧Ｖｔｈｒと目標設定電圧Ｖｓｅｔとの差の一定割合としての変化を有することである。電圧差は、例えば閾値電圧Ｖｔｈｒを変化させるたびに、半分だけ減少させてもよい。また、ここで、他の変化スキームが可能であり、該スキームは、上述の持続時間の変化スキームとともに、要求される充電挙動を与えることができる。
【００４６】
したがって、上述の実施形態は、周波数および／または負荷サイクルに関して適時に変調されるパルス電圧信号を使用して、多数の連続した電圧パルス（「パルストレイン」）を生成する、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）法である。代表的な電圧パルスの周波数は、５０〜１０００Ｈｚ程度、より具体的には、一般的に２００〜５００Ｈｚである。ＰＷＭ手法において、負荷サイクルは、一般的に、例えば充電プロセスの開始時の９０％から、終了時の１％まで、または１％未満にまで変化し得る。パルストレイン中に、本ＰＷＭ法は、以降の電圧パルス、すなわちパルス持続時間（または周波数）および負荷サイクルのパラメータを変化させるように、制御アルゴリズムとともに、信号帰還スキームを使用する。帰還信号は、パルスのオフモード中、すなわち開回路中にサンプリングされる。本実施形態では、パルスの低状態部分の終了時点での電圧レベルが、帰還信号として使用される。制御される以降の電圧パルスは、サンプリング期間に続く第１の電圧パルス、またはそれ以後の電圧パルスとすることができる。したがって、電圧パルスのシーケンスは、電圧パルスの負荷サイクルを制御する制御パラメータを使用して、パルス幅変調される。
【００４７】
パルスパラメータの初期値は、標準的な設定によって、および／またはパラメータの決定またはプロービング段階を行うことによって、各充電／放電作動に先行して決定される。このような実施形態は、下記に詳述する。これは、電圧パルスパラメータが、条件および用途に応じて変動することを意味する。一般的にユーザ関連のアルゴリズムの１つのパラメータには、吸収度レベルに直接的に関連する、目標電圧Ｖｓｅｔがある。これは、ＥＣＤが進むべきであり、先行するパラメータ決定段階で導出され、一般的に、操作者によって、例えばボタンを押す、またはつまみを回転させることによって、あるいはセンサによって制御される、新しい光学モードを決定する。
【００４８】
本開示において、「電圧パルスパラメータ」は、電圧パルスの実際の特性を示すことを意図している。「制御パラメータ」は、電圧パルスの制御に使用されるパラメータである。このような制御パラメータは、例えば、電圧パルスパラメータの初期または要求値を含んでもよく、または、制御プロセスで使用される異なる設定、停止、または閾値を含んでもよい。
【００４９】
制御アルゴリズムは、簡潔に上述したように、パルストレイン中に適用され、次の、またはさらに後のパルストレイン内のパルスを生成するように、帰還信号を使用する。制御アルゴリズムは、停止条件の制御も含む。下記に詳述するように、割込みルーチンが実施されてもよい。このような制御アルゴリズムの実施形態を、図５Ａの流れ図に示す。
【００５０】
ＥＣＤの透過率を制御する手順は、ステップ２００で開始する。ステップ２１０で、電圧パルスパラメータまたは異なる設定パラメータの初期値等の、制御パラメータが提供される。これらの初期値は、記憶装置から読み出される、またはプロービング手順を通じて達成される、標準的な値とすることができ、その一実施形態は、以下に詳述する。特に設定電圧の初期値は、上述のように、操作者から直接的または間接的に提供することができる。図４の実施形態に適用される時には、開始時の代表的な電圧パルスパラメータは、Ｖａｐｐｌ、ｔａｐｐｌ、およびｔｐｕｌｓｅ、またはそれらに関連するパラメータである。本実施形態に使用される代表的な制御パラメータは、ＶｓｅｔおよびＶｔｈｒである。
【００５１】
脱色を行うか、または着色を行うかの情報は、例えば、操作者の入力によって、あらゆる作動前に目標電圧ＶｓｅｔとＥＣＤへの電圧とを比較することによって、または別の論理ユニットからの入力によってなど、異なる手段によって得ることができる。これは、下記に詳述する。
【００５２】
ステップ２１２で、現在の電圧パルスパラメータに従って、電圧パルスがＥＣＤに印加される。ステップ２１４で、開回路期間中に、ＥＣＤにかかる電圧Ｖｍｅａｓが測定される。ステップ２１６で、測定電圧Ｖｍｅａｓが、目標設定電圧Ｖｓｅｔに到達したかどうかが判断される。到達した場合、手順はステップ２９９に進み、そこで終了する。本実施形態では、Ｖｓｅｔの到達が唯一の停止条件である。目標設定電圧Ｖｓｅｔに到達していない場合、手順はステップ２１８に進む。
【００５３】
図４の特定の実施形態に照らして、ステップ２１６では、脱色を行うのか、または着色を行うのか、すなわちステップ２１０で決定されたＥＣＤにかかる電圧を減少させるのか、増加させるのかが確認される。着色を行うべきである場合、設定電圧Ｖｓｅｔは、特定の精度の範囲内でＥＣＤ電圧の上限である。よって、停止基準は、Ｖｍｅａｓの大きさがＶｓｅｔよりも大きいこと、またはＶｓｅｔから妥当な範囲内であること、すなわちＶｍｅａｓ＞Ｖｓｅｔ−δであることであり、δは、目標設定電圧Ｖｓｅｔからの許容可能な偏差である。同様に、脱色を行うべきである場合、設定電圧Ｖｓｅｔは、特定の精度の範囲内でＥＣＤ電圧の下限である。よって、停止基準は、Ｖｍｅａｓの大きさが、Ｖｓｅｔよりも小さいこと、またはＶｓｅｔから妥当な範囲内であること、すなわちＶｍｅａｓ＜Ｖｓｅｔ＋δであることであり、δは、目標設定電圧Ｖｓｅｔからの許容可能な偏差である。
【００５４】
ステップ２１８で、測定電圧Ｖｍｅａｓが、現在の閾値電圧Ｖｔｈｒに到達したかどうかが判断される。到達していなかった場合、手順はステップ２１２に進み、追加電圧パルスが印加される。現在の閾値電圧Ｖｔｈｒに到達した場合、手順はステップ２２０に進む。図４の特定の実施形態に照らして、ステップ２１８で、変化基準が満たされているかどうかが確認される。最初に、ステップ２１６と同様に、ステップ２１０で決定されたように、着色を行うべきか、または脱色を行うべきかが確認される。着色を実行すべきである場合、変化基準は、Ｖｍｅａｓの大きさがＶｓｅｔよりも大きいこと、すなわちＶｍｅａｓ＞Ｖｔｈｒである。脱色を行うべきである場合、変化基準は、Ｖｍｅａｓの大きさがＶｓｅｔよりも小さいこと、すなわちＶｍｅａｓ＜Ｖｔｈｒである。ステップ２２０で、パルスパラメータを変化させる。ＰＷＭの実施形態では、オンタイムｔａｐｐｌまたはそれに関連するパラメータを変化させる。ｔａｐｐｌパラメータは、一般的に、平均充電速度を減少させるように減少される。ステップ２２２で、制御パラメータも更新される。図４の実施形態において、Ｖｔｈｒ値は、Ｖｓｅｔ値に対する差が減少するように、すなわち、｜Ｖｓｅｔ−Ｖｔｈｒ｜が減少するように変化される。手順は、次いでステップ２１２に戻り、変化させたパルスパラメータに応じた電圧パルスが印加される。
【００５５】
このアルゴリズムを使用した結果は、パルスパラメータが充電／放電段階中に変動することである。図６は、２つの透過率制御プロセスを示している線図である。曲線１２０は、目標設定電圧の大きさの定電圧が継続的に印加される、従来の充電を示している。曲線１２１は、本発明の上述の実施形態による充電を示している。この場合、目標設定電圧よりも大きい印加パルス電圧を有するが、短期間しか印加されない、連続した電圧パルスが印加される。連続した電圧パルスのパラメータは、高速であるが、それでも信頼性のあるＥＣＤの充電を与えるように制御される。
【００５６】
別の実施形態では、閾値電圧Ｖｔｈｒの変化を完全に除外することができる。よって、Ｖｔｈｒは、目標設定電圧Ｖｓｅｔに等しく選択される。測定電圧が一定の閾値電圧Ｖｔｈｒに到達した時、オンタイム持続時間ｔａｐｐｌは、上述のように減少される。これは、オンモードによって提供される充電量が減少するのと同時に、緩和のための時間が増加することを暗示しているので、測定電圧は、一般的に低くなり、同じように閾値電圧Ｖｔｈｒよりも小さくなる。その結果、図５Ａのステップ２２２は除外される。その後、プロセスは繰り返される。閾値電圧Ｖｔｈｒは、目標設定電圧Ｖｓｅｔに等しく設定されるので、新しい停止基準を使用しなければならない。１つの可能性は、電圧パルスで利用できる充電が小さくなるまで、すなわちＰＷＭ信号の負荷サイクルが目標負荷サイクルに到達するまで、プロセスを継続することである。
【００５７】
これは、図５Ｂによって示すことができる。ステップ２１０で、制御パラメータは、上述の実施形態でのように提供される。本実施形態において開始される代表的な電圧パルスパラメータは、印加パルス電圧Ｖａｐｐｌ、電圧パルスオンタイムｔａｐｐｌ、負荷サイクルＤＣ、中断時間（下記に詳述する）ｔｐａｕｓｅ、およびパルス時間ｔｐｕｌｓｅ、またはそれに関連するパラメータである。本実施形態において使用される制御パラメータは、目標負荷サイクルＤＣｔａｒｇ、負荷サイクルの変化ΔＤＣ、および一定の閾値電圧Ｖｔｈｒである。ステップ２１２で、現在の電圧パルスパラメータに従って、電圧パルスがＥＣＤに印加される。ステップ２１４で、開回路期間中に、ＥＣＤにかかる電圧Ｖｍｅａｓが測定される。ステップ２１８で、測定電圧Ｖｍｅａｓが、目標とする一定の閾値電圧Ｖｔｈｒに到達したかどうかが判断される。到達していなかった場合、同じように、手順はステップ２１２に進み、追加電圧パルスが印加される。ＶｍｅａｓがＶｔｈｒに到達した場合、手順はステップ２１７に進み、現在の負荷サイクルＤＣが、最終的な目標負荷サイクルＤＣｔａｒｇに等しいのか、それ未満であるのかが判断される。したがって、本実施形態で使用される停止基準は、負荷サイクルまたは「オンモード」の持続時間に関連する。目標負荷サイクルＤＣｔａｒｇに到達した場合、手順はステップ２９９で終了する。換言すれば、負荷サイクルが特定のレベルまで減少した場合は、各パルスで利用できる充電量が非常に小さいので、ＥＣＤの充電条件は、要求されているものに近くなる。そうでない場合、プロセスは、ステップ２２０に進んで、パルスパラメータを変化させる。本実施形態では、ステップ２２０で、現在の負荷サイクルは、ΔＤＣに伴って減少し、プロセスはステップ２２１に進み、ＥＣＤ電圧を緩和させるように中断が導入される。中断時間ｔｐａｕｓｅは、一定のパラメータとすることができ、または、例えば負荷サイクル時間に依存することができる。中断の後、プロセスはステップ２１２に進み、新しい電圧パルスが印加される。
【００５８】
上述の実施形態による制御手順の代表的な挙動を図５Ｃに示す。第１のパルスを印加した後、ＥＣＤにかかる電圧は、一定の閾値電圧Ｖｔｈｒを下回る電圧レベルまで緩和する。パルスパラメータにはいかなる変化も生じず、新しいパルスが印加される。今回、ＥＣＤ電圧は、閾値電圧Ｖｔｈｒを下回って緩和せず、パルスパラメータの変化、この場合は負荷サイクル、の減少が生じる。追加的な中断も、導入される。中断の後、新しいパルスが印加され、これで、新しい負荷サイクルに従う。次いで、ＥＣＤの緩和が電圧閾値Ｖｔｈｒに到達しなくなるまで、パルスの印加を継続する。負荷サイクルが目標負荷サイクルＤＣｔａｒｇに到達するか、またはこれを超えたときに、充電プロセス全体が停止される。
【００５９】
図５Ｄは、試験装置上の実際の測定値を示している。３．６Ｖの電圧パルスが４ｍｓにわたってＥＣＤに印加され、１ｍｓのオフタイム（８０％の負荷サイクル）でＥＣＤをオームの法則に従って緩和する。印加パルスごとに、緩和された終止電圧が連続的に増加することが容易に分かる。図５Ｅでは、同じシーケンスの一部であるが、図表には後の状態が示されており、時間的尺度を減少させ、電圧の尺度を増加させている。電圧曲線の下部だけが示されていることに留意されたい。線図の最初の部分では、８０％の負荷サイクルが使用されている。オフタイム中の終止電圧は、連続的により高くなり、本実施例における１．６Ｖの閾値電圧に到達した時に、負荷サイクルは、６８％まで減少され、次の電圧パルスの前に中断が導入される。これは、その後の測定終止電圧を最初に減少させていることが分かる。しかしながら、終止電圧は、閾値まで再び上昇し始める。
ＥＣＤにかかる目標電圧が得られた時に、ＥＣＤは、電源から遮断され、基本的に一定の透過率が維持される。
【００６０】
透過率を再び元に戻す場合は、同様の手順が行われるが、その時は、元の変化に使用される符号とは反対の符号の電圧パルスを伴う。同様のシナリオが存在することになるが、代わりに負の電圧値を伴う。図５Ａに示されているものと同様の一実施形態が、図７に示されている。この場合、「オンモード」は、負の電圧に対応し、それによって、「オン」という用語は、印加電圧信号の絶対値であるとみなさなければならない。また、制御アルゴリズムの異なるパラメータは、着色および脱色についてそれぞれ異なり得ることにも留意されたい。
【００６１】
本発明の上述の概念によるエレクトロクロミックデバイス１０の実施形態は、ブロックスキームとして図８に示されている。エレクトロクロミックデバイス１０は、例えば図１に示されているものによる、エレクトロクロミック層スタック１１を含む。要約すれば、エレクトロクロミック層スタック１１は、第１の電子伝導層と、第２の電子伝導層と、第１の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う第１のエレクトロクロミック層と、第２の電子伝導層を少なくとも部分的に覆う対向電極層と、第１のエレクトロクロミック層と対向電極層との間に積層され、これらを少なくとも部分的に覆う電解質層と、を備える。
【００６２】
エレクトロクロミックデバイス１０は、エレクトロクロミック層スタック１１の第１および第２の電子伝導層のそれぞれに対する接続部４１、４２によって接続される、透過率制御電子デバイス４０をさらに備える。次に、透過率制御電子デバイス４０は、接続部４１、４２にわたって電圧を印加し、それによって、第１および第２の電子伝導層の間への電圧の印加を可能にするように配設される、電圧源４４を備える。電圧源４４は、入力に対する応答として、コントローラ４６からの制御信号４５の形態で、連続した電圧パルスを印加するように配設される。透過率制御電子デバイス４０は、第１および第２の電子伝導層の間に開回路を提供するための手段４８をさらに備える。この開回路は、印加されるパルス電圧の間に起こる。図８の実施形態では、開回路を提供するための手段４８は、電圧源４４と接続部４１、４２との間の接続のうちの１つに提供されるスイッチ４９である。開回路を提供するための手段４８は、電圧源４４自体の中に統合されてもよい。
【００６３】
透過率制御電子デバイス４０は、第１および第２の電子伝導層の間に接続され、開回路期間中に電圧を測定するように配設される、電圧センサ５０をさらに備える。図８の実施形態において、電圧センサ５０は、スイッチ４９と接続部４１、４２との間に配置される。コントローラ４６は、測定電圧を代表する入力信号を受信するための電圧センサ５０に接続される。コントローラ４６は、電圧センサ５０からの受信信号に依存する電圧パルスのパルスパラメータを制御するように配設される。パルスパラメータは、一般的に、好適な制御信号４５を電圧源４４に提供することによって制御される。上述のように、制御されるパルスパラメータは、印加電圧またはパルス電圧の持続時間であってもよい。代表的な実装では、１つまたは複数のユニット４４、４６、４８、および５０が１つの同じプロセッサ内に統合され、したがって、物理的に分離されているユニットとしては利用できない。
【００６４】
連続した電圧パルスを使用する時には、電圧パルスにおいて利用できる充電を制御するために、異なる手法を使用することができる。上述の実施形態では、ＰＷＭを利用した。しかしながら、別の実施形態では、印加電圧パルスの電圧振幅を制御することも可能である。上述のように、印加電圧の振幅を制御するためのパラメータは、例えば、押しボタンを押す、回転つまみ、または他のユーザインタラクションデバイス等のユーザ入力、または、例えば光センサ等のセンサ入力、およびプロービング段階の結果の組み合わせによって決定される。したがって、制御されるパルスパラメータは、印加パルス電圧である。
【００６５】
本実施形態は、オンおよびオフモードを伴い、パルストレイン作動で動作する、ＰＷＭ法と同様の２段階パルスプロセスも使用する。しかしながら、本実施形態では、パルス幅および／または負荷サイクルを変化させる代わりに、オンモードの電圧レベルＶａｐｐｌをパルス間で変化させる。加えて、オンおよびオフモードの持続時間の比率、すなわちオン／オフ比率は、本実施形態では、一般的に非常に高く、基本的な実施形態では、パルストレイン中に変動しない。オフモードの持続時間、すなわちオフタイムまたは開回路期間は、一般的に、０．１〜１０ｍｓの範囲である。オン／オフ比率は、一般的に１０〜３００の範囲、すなわち負荷サイクルが９０〜９９．７％の範囲である。
オンモードの電圧（Ｖａｐｐｌ）は、オフモード中の測定電圧信号を利用する信号帰還法を通じて、動作中に決定される。
【００６６】
図９は、電圧振幅変動手法を使用した、一連の電圧パルスを示している。パルス毎の間で異なり得る印加電圧Ｖａｐｐｌは、少なくとも充電プロセスの初期段階において、一般的に、ＥＣＤの最大許容定常電圧Ｖｍａｘよりも大幅に高い。負荷サイクルは、一定に保たれる。すなわち、パルスのオンタイム持続時間ｔａｐｐｌは、一定である。図９に示されている負荷サイクルは、図の読み易さを増すために、通常使われているものより幾分低い。ＥＣＤの特定の目標透過率レベルに対応する目標電圧Ｖｓｅｔが設定され、このレベルの透過率までのＥＣＤの急速充電が要求される。４つの電圧パルスＡ〜Ｄが示されている。第１の電圧パルスＡの後、開回路期間の終了時点で、ＥＣＤにかかる残留電圧ＶＡを測定する。この電圧ＶＡは、下限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｌｏｗを上回るが、上限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｕｐを下回る。残留電圧ＶＡが下限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｌｏｗより低かった場合、印加電圧は増加することになる。残留電圧ＶＡが上限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｕｐより高かった場合、印加電圧は代わりに減少することになる。しかしながら、残留電圧ＶＡが閾値電圧の間にある現在の状況では、必要に応じるいかなる変化も考慮せず、同じ第２の電圧パルスＢを印加する。第２の電圧パルスに続く開回路期間の終了時点において、残留電圧ＶＢを測定する。ここで、この電圧が上限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｕｐを上回ることが見出される。したがって、充電速度を減少することが考慮され、すなわちＶａｐｐｌを減少させる。
【００６７】
したがって、第３の電圧パルスＣは、より低い印加電圧Ｖａｐｐｌを有するように制御されるが、これは、単一の電圧パルスでＥＣＤに送られる充電量を意味する。手順は継続し、また、測定残留電圧ＶＣは、上限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｕｐを上回らず、かつ下限閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｌｏｗを下回らないので、第４の電圧パルスＤは、同じ印加電圧Ｖａｐｐｌで与えられる。手順は、印加電圧Ｖａｐｐｌが、設定点電圧Ｖｓｅｔに適度に近いレベルに、すなわちＶｓｅｔ周辺のΔＶの電圧範囲内に減少するまで継続する。
【００６８】
アルゴリズムのいくつかのパラメータは、特に重要である。設定点電圧Ｖｓｅｔは、ＥＣＤが進むべき新しい光学モードを決定する。これは、操作者によって、または先行するパラメータの決定段階において設定することができ、そのような場合は、一般的に、ＥＣＤの光学モードに関して命令される変化ごとに異なる。
【００６９】
各ステップにおける印加電圧Ｖａｐｐｌの変化量は、設計パラメータである。容易に実施される１つの可能性は、固定量ΔＶａｐｐｌだけ電圧を変化させる、すなわち所定のステップだけ電圧を減少させることである。別の可能性は、現在の印加電圧Ｖａｐｐｌと目標設定電圧Ｖｓｅｔとの一定割合の差として、変化を有することである。第３のタイプの減少スキームは、絶対的または相対的な手段により、一組の所定の印加電圧を有し、それによって、電圧を次々と選択するものである。また、閾値電圧Ｖｔｈｒ，ｕｐおよびＶｔｈｒ，ｌｏｗ、およびＶｓｅｔ周辺の許容電圧範囲ΔＶも設計パラメータである。
【００７０】
よって、可変オンモード電圧信号を、例えばＤＣ電流源等の手段によって生成してもよい。別の可能性は、高周波ＰＷＭ電流源を使用することである。この場合、作動周波数は、好ましくは、ＥＣＤの容量効果が信号を平均し、ＰＷＭの負荷サイクルに応じて異なる印加電圧レベルを生じるように、５００Ｈｚよりも高い。
【００７１】
この手順は、例えば図５Ｆに示されている同じ基本概念に従う。本実施形態では、ステップ２１５で、印加電圧Ｖａｐｐｌが設定電圧Ｖｓｅｔに十分に近いかどうかが確認される。近くない場合には、プロセスを継続する。ステップ２１９で、測定電圧が評価される。測定電圧が、電圧閾値Ｖｔｈｒ，ｕｐおよびＶｔｈｒ，ｌｏｗの間に入っていない場合は、調整が必要である。したがって、ステップ２２０で、パルスパラメータを変化させる。本実施形態では、変化させるパルスパラメータは、電圧振幅である。
【００７２】
当業者は、上述した電圧振幅を変動させる原理は、放電手順にも、すなわち負の電圧パルスが印加された時にも使用できることを認識されるであろう。
【００７３】
ＥＣＤの透過率の変化を開始するプロセスは、多数の種々の方法で達成することができる。自動作動させる１つの手法は、ある種のセンサに依存するプロセスを有することである。例えば、光センサがあまりに高い光強度を受ける場合は、透過率を減少させるプロセスを開始するように、信号をＥＣＤの制御手段に与えてもよい。次いで、制御パラメータを、設計の検討によって決定してもよく、または少なくとも一部を測定量に依存してもよい。
【００７４】
他の手法では、操作者のアクションは、透過率変化の自動的な開始と置き換えるか、またはその代替物である。操作者のアクションは、種々の種類とすることができる。非常に単純な構成では、押しボタンが提供されてもよい。第１のボタンの押し下げで、透過率を増加させてもよく、次の第２の押し下げで、透過率の減少を開始してもよい。プロセスは、次いで、標準的なレベルの「明るさ」および「暗さ」に到達するまで、事前設定された制御パラメータに従って実行される。別の実施例では、第１の押し下げが第１の減少させたレベルの透過率を与えるための命令を与え、第２の押し下げが第２のさらに減少させたレベルの透過率を与える、等のような方法で構成されてもよい。次いで、ｎ回目の押しボタンの押し下げを、最大透過率レベルに戻すよう命令を与えるように構成してもよい。
【００７５】
２方向ボタンを使用した場合、より複雑なスキームを達成することができる。よって、ボタンの一方向への回転を、透過率を増加させる命令を意味するように構成することができ、一方で、ボタンのもう一方の方向への回転が、減少させた透過率を与えてもよい。予め定義された個別の位置または連続的な設定を伴う回転つまみを使用することによって、操作者が異なるレベルの透過率を容易に選択することができる。
【００７６】
ＥＣＤの透過率を増加または減少させる上述のプロセスは、これまで、あらゆる停止基準によって停止され、停止基準は、設計パラメータである、または操作者によって設定されるように説明してきた。しかしながら、特定の実施形態では、プロセスは、プロセス内のどこでも中断することができる。このような中断は、操作者またはセンサ出力によって命令されてもよい。センサ手法では、透過率の変化を開始してもよく、適切なレベルに到達した時に、センサは、透過率変化手順を中断させることができる。操作者が制御する場合は、多数の異なるシナリオが可能である。例えば、押しボタン作動と組み合わせることができ、ボタンが押し下げられた時に透過率変化だけが起こる。別の実施例では、第１の押し下げで透過率変化の開始を示し、透過率変化が依然として進行中である場合は、次の押し下げで命令の中断を示してもよい。当業者は、可能なバリエーションが非常に多くあることを認識するであろう。
【００７７】
上述の手順では、特定の制御パラメータが使用される。非限定的な例には、例えば、Ｖｓｅｔ、ΔＶ、初期Ｖｔｈｒ、ΔＶｔｈｒまたはそのような量を導出する方法、Ｖｔｈｒ，ｕｐ、Ｖｔｈｒ，ｌｏｗ、初期Ｖａｐｐｌ、初期ｔａｐｐｌ、ΔＶａｐｐｌ、またはΔｔａｐｐｌ、あるいはそのような量を導出する方法、負荷サイクル、および負荷サイクル変化が挙げられる。このようなパラメータは、上述のように、意図的に設定されてもよく、または操作者によって直接的または間接的に提供されてもよい。例えば温度、経年、設計特性等に応じて、最適な充電／放電を得るために、これらのパラメータのうちの多くは、その点を考慮して適合させなければならない。本発明の好適な実施形態では、実際の充電または放電前に提供されるプロービング手順が起こる。このようなプロービング手順中に、適切な制御パラメータが、ＥＣＤに関連する測定値から推測される。
【００７８】
したがって、該実施形態は、ＥＣＤの光学状態を変化させるための３つの段階を含む方法である。該段階は、プロービング段階、パラメータ決定段階、および最後に、一般的に停止条件を含む、充電または放電段階である。
【００７９】
３つの段階の概念による、エレクトロクロミックデバイスの制御透過率を制御する方法の一実施形態を、図１０に示す。手順は、ステップ２００で開始する。ユーザがＥＣＤの透過率を変化させたい時、または周囲条件がそのように要求する時には、ステップ２６０で、状態変更信号が生成される。この信号は、例えば押しボタンまたは回転つまみを使用してユーザによって、または、センサまたはシステム入力等の他の手段によって提供される。次いで、コントローラは、最初に、ＥＣＤの条件がプロービングされる、プロービング段階２６２を適用する。プロービング段階の後、プロービング段階の結果は、最終的な充電または放電段階のための適切な制御パラメータを決定するように、状態変化信号とともに、パラメータ決定段階２６４で処理される。また、一般的に、停止条件パラメータも決定される。ステップ２６０、２６２、および２６４は、図５に関連して説明したように、より全般的なステップ２１０に含まれる、部分的な段階とみなすことができる。
【００８０】
パラメータ決定段階２６４の後、好ましくは直後には、ＥＣＤの透過率を変化させるステップ２７０が続く。これは、制御回路がパルス充電または放電信号を印加する、充電または放電段階によって行われる。これは、好ましくは、図５Ａ、５Ｂ、または５Ｆのステップ２１２〜２２２によって表される実施形態に従って実行される。手順全体は、ステップ２９９で終了する。
【００８１】
パラメータ決定段階および充電または放電段階の前に必ず行われるプロービング段階の一実施形態では、温度または明るさ、ＥＣＤの現在の透過率レベル、およびＥＣＤの経年変化等の、環境条件が特徴付けられる。また、使用されるＥＣＤのタイプに関する情報を生成してもよく、本実施形態の全体的な方法を、汎用的、かつあらゆるサイズまたはタイプの非自己消去型ＥＣＤに適用できるようにする。
【００８２】
プロービング段階の本実施形態は、上述したＰＷＭの充電または放電方法と同様に、オンおよびオフモードを伴う連続した電圧パルスを、ＥＣＤを特徴付けるために使用する。これは、図１１に概略的に示されている。印加される電圧パルス１１０の数は、条件に応じて変えてもよいが、少なくとも１個、一般的には約５個であり、好ましくは１０個未満である。電圧パルス１１０は、主に、実際の充電ではなくプロービングの目的を意図しているので、ＥＣＤのいかなる大きな変化も与えない程度に短くて少ない。本実施形態では、後続の充電または放電プロセスとは異なり、プロービング段階１１５内の電圧パルス１１０は、所定のパルスパラメータを有する。すなわち複数の電圧パルス１１０は同一である。また、プロービング段階でも、電圧パルス１１０は、ＥＣＤに関して開回路が提供される期間１１２を含む。ＥＣＤの第１および第２の電子伝導層の間の電圧は、このプロービング段階中に、印加電圧１１１同士の間の期間１１２のうちの少なくとも１つの間に、少なくとも１回測定され、多数のプロービング電圧Ｖｐｒｏｂｅを与える。好適な一実施形態では、プロービング状態のパルス前の、第１および第２の電子伝導層の間の基準電圧Ｖｒｅｆも測定される。
【００８３】
プロービング段階は、ＥＣＤを充電または放電することによって作動させることができる。好ましくは、引き続き充電が命令される場合は充電が使用され、引き続き放電が命令される場合には放電が使用される。図１１は、プロービング段階中の充電を示している。放電は、基準電圧よりも低い印加電圧を、代わりに選択することによって達成される。
【００８４】
測定基準電圧Ｖｒｅｆは、現在のＥＣＤの状態に関する情報を与える。測定されたプロービング電圧Ｖｐｒｏｂｅは、温度、経年等のＥＣＤの特性に依存する。したがって、プロービング電圧Ｖｐｒｏｂｅ、具体的にはプロービング電圧と基準電圧との差は、プロービング段階のパルスがＥＣＤに与える影響を反映する。パラメータ決定段階におけるこのような結果を分析することによって、ＥＣＤの特性を結論付けることができ、初期Ｖａｐｐｌ、初期ｔａｐｐｌ、Ｖｔｈｒ、およびＶｓｅｔ等の制御パラメータを好適に決定することができる。したがって、決定は、少なくとも１つ、好ましくは複数のプロービング電圧、および好ましくは基準電圧にも基づいている。これらの制御パラメータは、次いで、プロービング段階１１５の後の、好ましくはその直後の、充電または放電プロセス１１６で使用される。
【００８５】
したがって、パラメータ決定段階は、これに続く充電または放電段階のための制御パラメータを生成するように、プロービング段階からの入力、および状態変化信号を使用する。入力を制御パラメータに変換するのに使用されるアルゴリズムは、変動してもよい。１つの基本的なこのような方法は、予め記憶された好適な制御パラメータを有する「ルックアップテーブル」への入力として、最後のプロービング電圧と基準電圧との差を使用する。各開回路期間内に複数のプロービング電圧が提供される場合、測定ノイズを減少させるように、代わりにプロービング電圧の時間平均化を使用することができる。図１２は、別の実施形態を示している線図であり、図中、基準電圧１１８と、連続した開回路期間からの３つプロービング電圧１１７と、がプロットされている。測定電圧１１７、１１８に対しては、多項近似１１９を行うことができ、代わりに項の係数をルックアップテーブルへの入力として使用することができる。他のタイプの信号調節もプロービング段階のデータに適用することができ、より複雑な論理またはアルゴリズムを使用して、好適な制御パラメータ、例えば測定プロービング電圧に基づいた、関数値の異なる種類のデジタル計算を得ることができる。例えばモード変化信号での、所要の透過率レベルに関する入力要求も存在し得る。次いで、その目標透過率に到達するための透過率制御ステップが実行される。
【００８６】
プロービング段階を提供するエレクトロクロミックデバイスの実施形態を、図１３に示す。図８の実施形態に類似しているため、同じ部品は再び記述していない。本実施形態では、第１および第２の電子伝導層の間に開回路を提供するための手段４８は、電圧源４４と接続部４１、４２との間の接続の各々に提供される、２つのスイッチ４９を備える。さらに、コントローラ４６は、プロービング段階を定義するための手段５３を備える。この手段５３は、代替の実施形態では、コントローラ４６から分離して提供することができる。プロービング段階は、一般的に、連続した電圧パルスのうちの、ｎが１以上である、最初のｎ個の電圧パルスを含む。プロービング段階中に、電圧パルスを提供するように、さらに電圧源４０が配設される。プロービング状態中に、第１および第２の電子伝導層の間の少なくとも１つのプロービング電圧を測定するように、さらに電圧センサ５０が配設される。最後に、コントローラ４６の制御パラメータを決定するための手段５２、本実施形態ではルックアップテーブル５４が、制御器４６の中に、またはこれと接続して提供される。制御パラメータの選択は、プロービング電圧から導出される入力に基づいている。
【００８７】
上述の実施形態では、各開回路期間に１回の測定機会を想定した。しかしながら、プロービング段階および実際の充電または放電プロセスでは、代替スキームが可能である。さらに最適化された充電プロセスを提供するために、電圧緩和プロセスのパラメータを使用したい場合は、各開回路期間に２回以上の測定機会を提供してもよい。対照的に、処理力が限られている場合は、制御のための帰還をより少ない回数にしても十分となり得、これは、測定が、必ずしも各開回路期間毎に行われる必要がないこと意味する。
【００８８】
それは、プロービング段階および充電または放電段階の分析および帰還は、第１の以降の電圧パルスの開始前に終了される場合に好ましい。しかしながら、他の実施形態では、より徹底的な評価を行い、代わりに、あらゆる変化をあらゆる以降の電圧パルスに実施することが可能である。
【００８９】
上述の異なる実施形態では、パルス電圧振幅またはオンタイム持続時間のいずれかが制御の対象である。しかしながら、同時に両方のパラメータを制御することも可能である。さらに、上述したものでは、一定のパルス持続時間を想定した。しかしながら、パルス持続時間または周波数を、電圧振幅またはオンタイム持続時間とともに、パルス制御の対象とすることもできる。
【００９０】
本発明に記述されている、ＥＣＤの光学状態を変化させるのに使用される全体的な方法は、複数の利益を有する。迅速な光学的変調を提供し、また、光学状態をあらゆる任意の透過率レベルに変化させることができるようになる。該方法は、光学モードが切り替えられるたびに、経年変化、および光強度、温度等の環境パラメータを、考慮し得る。さらに、エレクトロクロミックデバイスの劣化をもたらし得る過負荷を防止する。これらは全て、安価な回路内に実装することが可能な方法によって達成され、大量生産にも好適である。制御パラメータの「較正」を伴う制御のための汎用スキームは、該方法を多数の異なるアプリケーションに好適なものにする。これは、ＥＣＤの暗−明の両方、すなわち二元作動で、および可変透過率作動で作動する。最後に、これは、ユーザ制御の入力および他の技術的制御またはセンサシステムからの入力の両方で作動する。
【００９１】
上述の実施形態は、本発明のいくつかの具体例として理解されるであろう。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、種々の修正、組み合わせ、および変更を実施形態に行い得ることを理解するであろう。より具体的には、異なる実施形態における異なる部分的解決策は、技術的に可能な他の構成に組み合わせることができる。しかしながら、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
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【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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