(57)【要約】  本発明の実施形態は、一般に、エレクトロクロミックデバイス、並びにこのようなエレクトロクロミックデバイス及び材料を形成させるための材料及びプロセスを提供する。一実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、基材上に配置された下部透明導電体層を含み、該下部透明導電体層の上部表面は５０ｎｍより大きい表面粗さを有し、平坦化特性を有する第１エレクトロクロミック層は下部透明導電体層上に配置される。該第１エレクトロクロミック層の上部表面は、下部透明導電体層の上部表面の表面粗さよりも小さい、例えば、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有する。エレクトロクロミックデバイスは、該第１エレクトロクロミック層上に配置されたイオン伝導体層と、該イオン伝導体層上に配置された第２エレクトロクロミック層と、該第２エレクトロクロミック層上に配置された上部透明導電体層と、該上部透明導電体層上に配置された反射防止層とをさらに含む。
2017520808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの平坦化層を含む複数の層を備えるエレクトロクロミックデバイスであって、該少なくとも１つの平坦化層は、該少なくとも１つの平坦化層の下面と接触する下地層の上部表面粗さよりも小さい上部表面粗さを有するエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２】
底部から頂部まで
基材；
下部透明導電体層；
第１エレクトロクロミック層；
イオン伝導体層；
第２エレクトロクロミック層；及び
上部透明導電体層
を備え、
（ａ）該第１エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層である、又は（ｂ）該第１エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項３】
少なくとも１つの平坦化層が次の少なくとも１つ又は次のいずれか：
下部透明導電体層；
第１エレクトロクロミック層；
イオン伝導体層；
第２エレクトロクロミック層；及び
上部透明導電体層
である、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のそれぞれの上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス：
前記基材の上部表面かつ前記下部透明導電体層の下；
該下部透明導電体層の上部表面かつ前記第１エレクトロクロミック層の下；
該第１エレクトロクロミック層の上部表面かつ前記イオン伝導体層の下；
該イオン伝導体層の上部表面かつ前記第２エレクトロクロミック層の下；
該第２エレクトロクロミック層の上部表面かつ前記上部透明導電体層の下；及び
該上部透明導電体層の上部表面。
【請求項５】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記イオン伝導体層の上部表面上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項６】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記イオン伝導体層の上部表面及び前記第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記下部透明導電体層の上部表面上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記第１エレクトロクロミック層の上部表面上に配置されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１０】
前記上部表面の粗さが（ａ）ピークから谷までの高さの絶対値の算術平均；（ｂ）ピークから谷までの高さの２乗の平均の平方根；又は（ｃ）最大の山から谷までの高さとして定義される、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１１】
前記上部表面の粗さが１ｎｍ〜３００ｎｍである、請求項１０に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの平坦化層の下部表面と接触する下地層の上部表面粗さが５０ｎｍよりも大きく、該少なくとも１つの平坦化層の上部表面粗さが５０ｎｍ以下である、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの平坦化層は、光散乱、曇り、ピンホール、亀裂及び電気的短絡のうちの少なくとも１つが低減されている、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１４】
前記上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備える、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１５】
前記エレクトロクロミックデバイスの全ての層が平坦化層である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１６】
底部から頂部まで、
基材;
異なる透明導電体層材料の少なくとも１つの副層を含む下部透明導電体層；
異なるエレクトロクロミック材料の少なくとも１つの副層を含む第１エレクトロクロミック層；
異なるイオン伝導体材料の少なくとも１つの副層を含むイオン伝導体層；
異なるエレクトロクロミック材料の少なくとも１つの副層を含む第２エレクトロクロミック層；及び
異なる透明導電体層材料の少なくとも１つの副層を含む上部透明導電体層
を備え、
（ａ）該第１エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層である、又は（ｂ）該第１エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層である、請求項１に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの平坦化層が次の少なくとも１つ又は次のいずれかである、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス：
前記下部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層；
前記第１エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；
前記イオン伝導体層又はその少なくとも１つの副層；
前記第２エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；及び
前記上部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの平坦化層が次の少なくとも１つ又は次のいずれかである、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス：
前記下部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層；
前記第１エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；
前記イオン伝導体層又はその少なくとも１つの副層；
前記第２エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；及び
前記上部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層。
【請求項１９】
前記第２エレクトロクロミック層が異なる材料の２つの副層を含み、前記少なくとも１つの平坦化層が該２つの副層間に配置されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２０】
前記第１エレクトロクロミック層が異なる材料の２つの副層を含み、前記少なくとも１つの平坦化層が該２つの副層間に配置されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２１】
前記イオン伝導体層が異なる材料の２つの副層を備え、前記少なくとも１つの平坦化層が該２つの副層間に配置されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２２】
前記上部透明導電体層が異なる材料の２つの副層を備え、前記少なくとも１つの平坦化層が該２つの副層の間に配置されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２３】
前記下部透明導電体層が異なる材料の２つの副層を備え、前記少なくとも１つの平坦化層が該２つの副層間に配置されている、請求項１６に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２４】
前記上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備え、該反射防止層が少なくとも１つの副層を備える、請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの平坦化層が絶縁材料、イオン伝導材料、電子伝導材料又は半導体材料を含む、請求項１〜２４のいずれかに記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの平坦化層の上部表面の表面粗さが下地層の上部表面の粗さの５０％未満である、請求項１〜２５のいずれかに記載のエレクトロクロミックデバイス。
【請求項２７】
請求項２に記載のエレクトロクロミックデバイスの製造方法であって、
基材上に配置された下部透明導電体層の上部表面上に第１エレクトロクロミック層を形成させ；
該第１エレクトロクロミック層の上部表面上にイオン伝導体層を形成させ；
該イオン伝導体層の上部表面上に第２エレクトロクロミック層を形成させ；及び
該第２エレクトロクロミック層の上部表面上に上部透明導電体層を形成させること
を含み、
該少なくとも１つの平坦化層を浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、ゾルゲル被覆、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、スプレー熱分解、静電塗装、振動メッシュ塗布、メニスカス塗布、カーテン塗装、流し塗り、原子層被覆、スパッタリング、蒸着又は化学蒸着よりなる群から選択される少なくとも１つの技術によって形成させる方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの平坦化層が次の少なくとも１つ又は次のいずれかである、請求項２７に記載の方法：
前記下部透明導電体層；
前記第１エレクトロクロミック層；
前記イオン伝導体層；
前記第２エレクトロクロミック層；及び
前記上部透明導電体層。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの平坦化層が次の少なくとも１つ又は次のそれぞれの上に配置される、請求項２７に記載の方法：
前記基材の上部表面かつ前記下部透明導電体層の下；
該下部透明導電体層の上部表面かつ前記第１エレクトロクロミック層の下；
該第１エレクトロクロミック層の上部表面かつ前記イオン伝導体層の下；
該イオン伝導体層の上部表面かつ前記第２エレクトロクロミック層の下；
該第２エレクトロクロミック層の上部表面かつ前記上部透明導電体層の下；及び
該上部透明導電体層の上部表面。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記イオン伝導体層の上部表面上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記イオン伝導体層の上部表面及び前記第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記下部透明導電体層の上部表面上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの平坦化層が前記第１エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記上部表面の粗さが（ａ）ピークから谷までの高さの絶対値の算術平均；（ｂ）ピークから谷までの高さの２乗の平均の平方根；又は（ｃ）最大の山から谷までの高さとして定義される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
前記上部表面の粗さが１ｎｍ〜３００ｎｍである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの平坦化層の下部表面と接触する下地層の上部表面粗さが５０ｎｍよりも大きく、該少なくとも１つの平坦化層の上部表面粗さが５０ｎｍ以下である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３８】
前記上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記エレクトロクロミックデバイスの全ての層が平坦化層である、請求項２７に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの平坦化層が絶縁材料、イオン伝導材料、電子伝導材料又は半導体材料を含む、請求項２７〜３９のいずれかに記載の方法。
【請求項４１】
前記少なくとも１つの平坦化層の上部表面の表面粗さが下地層の上部表面の粗さの５０％未満である、請求項２７〜３９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明の実施形態は、概して、エレクトロクロミックデバイス並びにこのようなエレクトロクロミックデバイス及び材料を形成させるための材料及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロクロミックとは、電荷を与えると色を変化させる所定の物質の能力をいう。１９３０年代に、バルク酸化タングステンが最初に電気化学的に色を変化させることが示された。１９８０年代に酸化タングステン及びビオロゲンをベースとするエレクトロクロミック切り替え可能バックミラーの開発に成功し、現在自動車で広く使用されている。１９９０年代には、いくつかの企業によって建築用ガラスのエレクトロクロミック薄膜の開発が開始されたが、これらの企業努力は、主に高コスト及び耐久性の問題のため、建築産業全体には実を結んでいない。
【０００３】
異なる用途のために使用される異なる種類のエレクトロクロミック材料及び構造が存在する。多層構造に重ね合わされた無機及び実質的に無機エレクトロクロミック薄膜材料は、典型的には、熱及び紫外線に対する高い耐久性のため、建築用窓用途に使用されている。液体又は高分子エレクトロクロムをベースとする自動車用のエレクトロクロミックバックミラーの市場化に成功しているが、アイウェア、ディスプレイ、建築用窓及び天窓などの用途にエレクトロクロミックデバイスをさらに広範に使用することは、主として高いコスト、低いサイクリング耐久性及び不十分な切換え範囲及び速度のために実現されていない。
【０００４】
今日では、様々な異なる付着技術を使用してＥＣ薄膜が製造されている。最も一般的な技術としては、スパッタリング、熱及び電子ビーム蒸着及び化学蒸着（ＣＶＤ）などの真空蒸着技術がある。これらの蒸着技術には、特に大面積用途について、次の少なくとも１つの問題がある：（ｉ）複雑で高価な真空システム；（ｉｉ）蒸着速度が遅いこと；（ｉｉｉ）原料物質が高価なこと；（ｉｖ）メンテナンスが高価なこと；（ｖ）蒸着したフィルムが不均一であること；（ｖｉ）収率が低いこと。
【０００５】
あるいは、湿式堆積技術も使用されている。ゾル−ゲル技術を使用して、ＥＣデバイス内にいくつかの層が堆積されている。ゾル−ゲルは費用対効果の高い技術であるが、スループットが遅く、かなりの化学溶液が廃棄されるなどの欠点がある。ゾル−ゲルの他に、電着も第１及び第２のＥＣ層の両方を付着させるために使用されている。電着は安価であり得るが、金属酸化物の混合物及び多層を付着させることのみならず大面積デバイスにわたって良好な膜均一性を維持することは困難である。ゾル−ゲル及び電着のほかに、スプレー熱分解（ＳＰ）を使用して、異なる基材温度で単一のＥＣ層が生成されている。ＳＰによって形成されたＥＣ層は、ＳＰプロセスの後に熱処理にさらされる場合があるが、これにより時間及びコストが増加する。ＥＣデバイスを製造するために、通常、単一のＥＣ層を重合イオン伝導体又は有機修飾電解質（又はモリテート）を介して共に積層する。積層は、製造の複雑さ、ひいてはコストを増加させるだけでなく、ガラス基材をＥＣデバイス内で利用する場合には相当なものとなる場合のある追加重量を加える。さらに、有機又はオルモライトイオン伝導体は、熱及び／又は紫外線に暴露されたときに劣化の危険性を増加させる。
【０００６】
エレクトロクロミック多層スタック内の基材又は１以上の層の粗さは、上方に付着される他の層に影響を及ぼす可能性があり、光の散乱及び曇りを増加させるのみならずピンホール及び電気的な短絡を増加させる可能性がある。
【０００７】
したがって、より高い切り替え範囲、速度及びサイクル耐久性などの改善された特性を有し、並びに光散乱、曇り、ピンホール、亀裂及び電気的短絡が最小限に抑えられたエレクトロクロミックデバイス及び材料に対する要望が存在する。また、このようなエレクトロクロミックデバイス及び材料を低い製造コスト及び増加したスループットで形成するプロセスは、特に大面積用途のために従来のプロセスよりも望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明の要約
本発明の実施形態は、一般に、エレクトロクロミックデバイス、並びにこのようなエレクトロクロミックデバイス及び材料を形成させるための材料及びプロセスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、少なくとも１つの平坦化層を含む複数の層を備えるエレクトロクロミックデバイスであって、該少なくとも１つの平坦化層は、該少なくとも１つの平坦化層の下面と接触する下地層の上部表面粗さよりも小さい上部表面粗さを有し、又は下地層の上部表面の粗さの９０％未満若しくは８０％未満若しくは５０％未満若しくは２０％未満である上部表面粗さを有するエレクトロクロミックデバイスを含む。
【００１０】
本発明の第１の態様の特定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、底部から頂部まで
基材；
下部透明導電体層；
第１エレクトロクロミック層；
イオン伝導体層；
第２エレクトロクロミック層；及び
上部透明導電体層
を備え、
（ａ）該第１エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層である、又は（ｂ）該第１エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層である。
【００１１】
本発明の第１の態様の特定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のいずれかである：
下部透明導電体層；
第１エレクトロクロミック層；
イオン伝導体層；
第２エレクトロクロミック層；及び
上部透明導電体層。
【００１２】
本発明の第１の態様の特定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の層の少なくとも１つ又は次の層のそれぞれの上に配置される：
基材の上部表面かつ下部透明導電体層の下；
下部透明導電体層の上部表面かつ第１エレクトロクロミック層の下；
第１エレクトロクロミック層の上部表面かつイオン伝導体層の下；
イオン伝導体層の上部表面かつ第２エレクトロクロミック層の下；
第２エレクトロクロミック層の上部表面かつ上部透明導電体層の下；及び
上部透明導電体層の上部表面。
【００１３】
本発明の第１態様の特定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、イオン伝導体層の上部表面上に配置される。
【００１４】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００１５】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００１６】
本発明の第１の態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、イオン伝導体層の上部表面及び第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００１７】
本発明の第１の態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、下部透明導電体層の上部表面上に配置される。
【００１８】
本発明の第１の態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、第１エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００１９】
本発明の第１の態様の特定の実施形態では、上部表面の粗さは、（ａ）ピークから谷までの高さの絶対値の算術平均；（ｂ）ピークから谷までの高さの２乗の平均の平方根；又は（ｃ）最大の山から谷までの高さとして定義される。
【００２０】
本発明の第１の態様の特定の実施形態では、上部表面の粗さは１ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２１】
本発明の第１の態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層の下部表面と接触する下地層の上部表面粗さは５０ｎｍよりも大きく、少なくとも１つの平坦化層の上部表面粗さは５０ｎｍ以下である。
【００２２】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、光散乱、曇り、ピンホール、亀裂及び電気的短絡のうちの少なくとも１つが低減されている。
【００２３】
本発明の第１態様の所定の実施形態は、上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備える。
【００２４】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスの全ての層が平坦化層である。
【００２５】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、底部から頂部まで、
基材;
異なる透明導電体層材料の少なくとも１つの副層を含む下部透明導電体層；
異なるエレクトロクロミック材料の少なくとも１つの副層を含む第１エレクトロクロミック層；
異なるイオン伝導体材料の少なくとも１つの副層を含むイオン伝導体層；
異なるエレクトロクロミック材料の少なくとも１つの副層を含む第２エレクトロクロミック層；及び
異なる透明導電体層材料の少なくとも１つの副層を含む上部透明導電体層
を備え、
（ａ）該第１エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層である、又は（ｂ）該第１エレクトロクロミック層が副エレクトロクロミック層であり、該第２エレクトロクロミック層が主エレクトロクロミック層である。
【００２６】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のいずれかである：
下部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層；
第１エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；
イオン伝導体層又はその少なくとも１つの副層；
第２エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；及び
上部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層。
【００２７】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のいずれかである：
下部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層；
第１エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；
イオン伝導体層又はその少なくとも１つの副層；
第２エレクトロクロミック層又はその少なくとも１つの副層；及び
上部透明導電体層又はその少なくとも１つの副層。
【００２８】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、第２エレクトロクロミック層は、異なる材料の２つの副層を含み、少なくとも１つの平坦化層は２つの副層間に配置される。
【００２９】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、第１エレクトロクロミック層は異なる材料の２つの副層を含み、少なくとも１つの平坦化層は２つの副層の間に配置される。
【００３０】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、イオン伝導体層は異なる材料の２つの副層を備え、少なくとも１つの平坦化層は該２つの副層間に配置される。
【００３１】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、上部透明導電体層は異なる材料の２つの副層を備え、少なくとも１つの平坦化層は該２つの副層の間に配置される。
【００３２】
本発明の第１様の所定の実施形態では、下部透明導電体層は異なる材料の２つの副層を備え、少なくとも１つの平坦化層は該２つの副層間に配置される。
【００３３】
本発明の第１の態様の特定の実施形態は、上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備え、該反射防止層は少なくとも１つの副層を備える。
【００３４】
本発明の第１態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、絶縁材料、イオン伝導材料、電子伝導材料又は半導体材料を含む。
【００３５】
本発明の第２態様は、本発明のエレクトロクロミックデバイスの製造方法であって、
基材上に配置された下部透明導電体層の上部表面上に第１エレクトロクロミック層を形成させ；
該第１エレクトロクロミック層の上部表面上にイオン伝導体層を形成させ；
該イオン伝導体層の上部表面上に第２エレクトロクロミック層を形成させ；及び
該第２エレクトロクロミック層の上部表面上に上部透明導電体層を形成させること
を含み、
該少なくとも１つの平坦化層を浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、ゾル−ゲル被覆、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、スプレー熱分解、静電塗装、振動メッシュ塗布、メニスカス塗布、カーテン塗装、流し塗り、原子層被覆、スパッタリング、蒸着又は化学蒸着よりなる群から選択される少なくとも１つの技術によって形成させる方法。
【００３６】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のいずれかである：
下部透明導電体層；
第１エレクトロクロミック層；
イオン伝導体層；
第２エレクトロクロミック層；及び
上部透明導電体層。
【００３７】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、次の少なくとも１つ又は次のそれぞれの上に配置される：
基材の上部表面かつ下部透明導電体層の下；
下部透明導電体層の上部表面かつ第１エレクトロクロミック層の下；
第１エレクトロクロミック層の上部表面かつイオン伝導体層の下；
イオン伝導体層の上部表面かつ第２エレクトロクロミック層の下；
第２エレクトロクロミック層の上部表面かつ上部透明導電体層の下；及び
上部透明導電体層の上部表面。
【００３８】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、イオン伝導体層の上部表面上に配置される。
【００３９】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００４０】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、イオン伝導体層の上部表面及び第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００４１】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、下部透明導電体層の上部表面上に配置される。
【００４２】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、第１エレクトロクロミック層の上部表面上に配置される。
【００４３】
本発明の第２の態様の所定の実施形態では、上部表面の粗さは、（ａ）ピークから谷までの高さの絶対値の算術平均；（ｂ）ピークから谷までの高さの２乗の平均の平方根；又は（ｃ）最大の山から谷までの高さとして定義される。
【００４４】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、上部表面の粗さは１ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００４５】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層の下部表面と接触する下地層の上部表面粗さは５０ｎｍよりも大きく、少なくとも１つの平坦化層の上部表面粗さは５０ｎｍ以下である。
【００４６】
本発明の第２態様の所定の実施形態は、上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層をさらに備える。
【００４７】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスの全ての層が平坦化層である。
【００４８】
本発明の第２態様の所定の実施形態では、少なくとも１つの平坦化層は、絶縁材料、イオン伝導材料、電子伝導材料又は半導体材料を含む。
【００４９】
一実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、基材上に配置された下部透明導電体層を含み、該下部透明導電体層の上部表面は５０ｎｍより大きい表面粗さを有し、該下部透明導電体層の上部表面上には平坦化特性を有する第１エレクトロクロミック層が形成されている。第１エレクトロクロミック層の上部表面は、下部透明導電体層の上部表面の表面粗さよりも小さい表面粗さ、例えば約５０ｎｍ以下を有する。エレクトロクロミックデバイスは、該第１エレクトロクロミック層の上部表面上に配置されたイオン伝導体層と、該イオン伝導体層の上部表面上に配置された第２エレクトロクロミック層と、該第２エレクトロクロミック層の上部表面上に配置された上部透明導電体層と、該上部透明導電体層の上部表面上に配置された反射防止層とをさらに含む。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミックデバイスを形成する上記層のそれぞれは、その下に配置された隣接下地層の表面粗さ以下の表面粗さを有することができる。
【００５０】
下部透明導電体層の上部表面は、一般に５０ｎｍより大きい、例えば５０ｎｍより大きく約３００ｎｍまでの範囲内、より狭くは５０ｎｍより大きく約２００ｎｍまでの範囲内、より狭くは５０ｎｍより大きく約１００ｎｍまでの範囲内の表面粗さを有する。多くの例において、下部透明導電体層の上部表面は、約６０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲内、より狭くは約７０ｎｍ〜約８０ｎｍの範囲内、例えば約７５ｎｍの表面粗さを有する。したがって、平坦化特性を有する第１エレクトロクロミック層は、下部透明導電体層の上又はそれにわたって配置される。露出した基材（すなわち、第１エレクトロクロミック層の上部）にわたって新たに形成された領域は、下部透明導電体層の下にある上部表面よりもはるかに滑らかであり又は粗さが小さい。第１エレクトロクロミック層の上部表面は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例において、第１エレクトロクロミック層の上部表面は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。
【００５１】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスを製造する方法は、基材上に下部透明導電体層を形成させ、該下部透明導電体層の上部表面上に第１エレクトロクロミック層を形成させることを含み、該第１エレクトロクロミック層の上部表面は、該下部透明導電体層の上部表面の表面粗さよりも小さい粗さを有する。一般に、第１エレクトロクロミック層の上部表面は約５０ｎｍ以下の表面粗さを有するが、下にある透明導電体層の表面は５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有する。該方法は、第１エレクトロクロミック層の上部表面上にイオン伝導体層を形成させ、該イオン伝導体層の上部表面上に第２エレクトロクロミック層を形成させ、該第２エレクトロクロミック層の上部表面上に上部透明導電体層を形成させ、該上部透明導電体層の上部表面上に反射防止層を形成させることをさらに提供する。
【００５２】
下部透明導電体層は、一般に、酸化スズ、フッ化物ドープ酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛アルミニウム、それらのドープされた変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。下側透明導電体層は、一般に、スプレー熱分解、溶液系被覆、スパッタリング、蒸着、物理蒸着（ＰＶＤ）又はＣＶＤから選択されるプロセスによって付着又はそうでなければ形成される。下部透明導電体層は、一般に、約５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲、より狭くは約１００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲、より狭くは約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００５３】
第１エレクトロクロミック層は、一般に酸化タングステンを含み、かつ、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって下部透明導電体層の上部表面上に形成できる。多くの例において、第１エレクトロクロミック層は、酸化タングステン、そのドーピングされた変種又はその誘導体を含み、かつ、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって形成できる。第１エレクトロクロミック層は、一般に、約２５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内、より狭くは約５０ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００５４】
イオン伝導体層は、一般に、リン酸リチウムチタン、リン酸リチウムランタンチタン、チタン酸リチウムランタン、それらのドープされた変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。イオン伝導体層は、ゾル−ゲル技術又は溶液系技術によって塗布又はそうでなければ形成される。イオン伝導体層は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって第１エレクトロクロミック層の上部表面上に形成される。いくつかの例では、基材は、一般に、付着プロセスの間に約２３℃〜約７００℃の範囲内の温度に維持される。イオン伝導体層の上部表面は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。イオン伝導体層は、一般に、約１ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内、より狭くは約１ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内、より狭くは約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００５５】
第２エレクトロクロミック層は、一般に、酸化ニッケル、酸化リチウムニッケル、酸化ニッケルタングステン、酸化ニッケルタングステンニッケル、それらのドープされた変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。第２エレクトロクロミック層は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによってイオン伝導体層の上部表面上に形成できる。多くの例において、第２エレクトロクロミック層は、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって塗布され又はそうでなければ形成される。第２エレクトロクロミック層の上部表面は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。第２エレクトロクロミック層は、一般に、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲内、より狭くは約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内、より狭くは約３０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００５６】
上部透明導電体層は、一般に、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウムチタン、酸化インジウムジルコニウム、酸化ジルコニウムインジウム、酸化ジルコニウムジルコニウム、酸化ジルコニウムタングステン、酸化水素インジウム、酸化アルミニウムジルコニウム、酸化亜鉛アルミニウム、それらのドープされた変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含有する。上部透明導電体層は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工、及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって第２エレクトロクロミック層の上部表面上に形成できる。多くの例において、上部透明導電体層は、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって塗布され又はさもなければ形成される。上部透明導電体層の上部表面は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。上部透明導電体層は、一般に、約５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の厚さを有する。上部透明導電体層を収容する基材は、硬化プロセス中に、約２００℃〜約７００℃の範囲内の温度、より狭くは約３００℃〜約６００℃の範囲内の温度、より狭くは約５００℃〜約６００℃の範囲内の温度に加熱される。硬化プロセスは、一般に、上部透明導電体層を赤外線硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、熱プラズマ硬化プロセス、非熱プラズマ硬化プロセス、マイクロ波硬化プロセス又はそれらの組み合わせにさらすことを含む。
【００５７】
反射防止層は、光の反射を低減又は排除するのみならずエレクトロクロミックデバイス内の積層を保護するための特性を有する。反射防止層は、他のエレクトロクロミック層に浸透することのある汚染物質や望ましくない物質（例えば、水又は酸素）を妨げ又はその量を大幅に減少させる。反射防止層は、一般に、酸化ケイ素、ケイ酸塩、酸化アルミニウム、アルミン酸塩、それらのドープ変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。反射防止層は、一般に、ゾル−ゲル技術又は溶液系技術によって形成される。いくつかの実施例では、反射防止層は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって上部透明導電体層の上部表面上に形成される。反射防止層の上部表面は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。反射防止層は、一般に、約５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００５８】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、基材上に配置された下部透明導電体層を含み、該下部透明導電体層の上部表面は、一般に５０ｎｍより大きい表面粗さを有し、該下部透明導電体層の上部表面上には酸化タングステンを含む第１エレクトロクロミック層が配置され、該第１エレクトロクロミック層の上部表面は、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有し、該第１エレクトロクロミック層の上部表面上にはイオン伝導体層が配置され、該イオン伝導体層の上部表面上には第２エレクトロクロミック層が配置され、該第２エレクトロクロミック層の上部表面上には上部透明導電体層が配置され、該上部透明導電体層の上部表面上には反射防止層が配置されている。
【００５９】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、基材上に配置された下部透明導電体層を含み、該下部透明導電体層の上部表面は、一般に５０ｎｍより大きい表面粗さを有し、該下部透明導電体層の上部表面上には第２エレクトロクロミック層が配置され、該第２エレクトロクロミック層の上部表面は、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有し、前記第２のエレクトロクロミック層の上部表面上にはイオン伝導体層が配置され、該イオン伝導体層の上部表面上には第１エレクトロクロミック層が配置され、該第１エレクトロクロミック層の上部表面上には上部透明導電体層が配置され、該上部透明導電体層の上部表面上には反射防止層が配置されている。
【００６０】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイス用のリチウムランタンチタネートを含有するイオン伝導体を形成する方法は、少なくとも金属チタンと過酸化水素溶液と水酸化アンモニウム溶液とを混合させることによってペルオキソチタン酸塩錯体溶液を製造し、次いで該ペルオキソチタン酸塩錯体溶液とリチウム源とランタン源とを混合させることによってリチウムランタンチタネート付着溶液を製造することを含む。この方法は、該リチウムランタンチタネート付着溶液を、基材にわたって配置されたエレクトロクロミック層上に適用してリチウムランタンチタネートフィルムを形成させ、次いで硬化プロセス中に該リチウムランタンチタネートフィルムを硬化させてエレクトロクロミック層上にリチウムランタンチタネート材料を含むイオン伝導体層を形成させることをさらに含む。
【００６１】
いくつかの例では、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液は、ペルオキソチタン酸アンモニウム錯体を含有する。他の例では、この方法は、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液を製造しつつ金属チタンと過酸化水素溶液と水酸化アンモニウム溶液と少なくとも１種のキレート剤とを混合させることをさらに含む。一例では、キレート剤はクエン酸であり、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液はシトラテトラオキソチタン酸塩錯体を含有する。いくつかの例では、リチウムランタンチタネート付着溶液は、約１：１：２のＬｉ：Ｌａ：Ｔｉモル比を含む。多くの例において、リチウム源は硝酸リチウムを含み、独立して、ランタン源は硝酸ランタンを含む。リチウムランタンチタネートフィルムは、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによってエレクトロクロミック層上に形成できる。イオン伝導体層の上部表面は、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有することができ、エレクトロクロミック層の上部表面は、一般に、５０ｎｍを超える表面粗さを有する。
【００６２】
上記本発明の特徴を詳細に理解できるように、上で簡単に要約した本発明のさらに詳細な説明を、実施形態を参照することによって行い、そのいくつかを添付図面に示す。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本発明についてその範囲を限定するものとみなすべきではないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】図１Ａは、本明細書の実施形態によって記載されるエレクトロクロミック多層スタックデバイスを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本明細書の実施形態によって記載されるエレクトロクロミック多層スタックデバイスを示す。
【図２】図２は、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミック多層スタックデバイスを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本明細書の他の実施形態によって記載されるエレクトロクロミック多層スタックデバイスを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本明細書の他の実施形態によって記載されるエレクトロクロミック多層スタックデバイスを示す。
【図４Ａ】図４Ａは、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミックデバイスを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミックデバイスを示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミックデバイスを示す。
【図４Ｄ】図４Ｄは、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミックデバイスを示す。
【図４Ｅ】図４Ｅは、本明細書の別の実施形態によって記載されるエレクトロクロミックデバイスを示す。
【図５】図５は、本明細書の実施形態によって記載されるようなエレクトロクロミックデバイスを製造するための装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
詳細な説明
本発明の実施形態は、一般に、エレクトロクロミックデバイス並びに当該エレクトロクロミックデバイス及び材料を形成するための材料及び方法を提供する。実施形態は、１以上又は全ての平坦化層を含むエレクトロクロミック多層構造、及び当該平坦化層を付着させる又はそうでなければ形成させる方法を提供する。
【００６５】
本明細書で使用される平坦化層は、下地の層、膜又は該膜が付着し、適用され、形成され若しくはそうでなければ上に若しくはそれにわたって配置される材料の上部表面の表面粗さよりも小さい表面粗さを有する上部表面を有する層、膜又は材料とすることができる。多くの例において、平坦化層は、下地の層、フィルム又は材料の上部表面の表面粗さよりも小さい表面粗さを有する上部表面を有する層、フィルム又は材料である。所定の実施形態では、平坦化層の上部表面の表面粗さは、下地層の上部表面粗さの９０％未満又は８０％未満又は５０％未満又は２０％未満である。表面粗さは、ピークから谷までの高さの絶対値の算術平均であるＲa及びピークから谷までの高さの２乗の平均の平方根であるＲrmsを含めて、表面粗さについての基準パラメータの１つによって定量化できる。
【００６６】
平坦化層は、ゾル−ゲル又は溶液系前駆体を使用した浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布又はカーテン塗工によって、約２３℃（周囲温度又は室温）〜約７００℃の温度に保持された基材上に付着又は形成できる。次に、付着した湿潤フィルムに硬化及び熱処理を施す。他の非平坦化層は、スプレー熱分解、スパッタリング、蒸着、ＰＶＤ又は化学蒸着（ＣＶＤ）などの堆積技術によって付着できる。
【００６７】
本明細書に記載の一実施形態では、図１Ａは、基材１０２上に配置された下部透明導電体（ＴＣ）層１１０を備えるエレクトロクロミックデバイス１００ａを示し、この下部透明導電体層１１０の上部表面１１２は５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有し、該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２上には平坦化特性を有するＰＥＣ層１２０が配置されている。第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２は、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２の表面粗さよりも小さい表面粗さ、例えば約５０ｎｍ以下の表面粗さを有する。エレクトロクロミックデバイス１００ａは、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２上に配置されたイオン伝導体（ＩＣ）層１３０と、該イオン伝導体層１３０の上部表面１３２上に配置された第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層１４０と、該第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２上に配置された透明導電体（ＴＣ）層１５０と、該上側透明導電体層１５０の上部表面１５２上に配置された反射防止（ＡＲ）層１６０とを備える。
【００６８】
いくつかの実施形態では、第１エレクトロクロミック層１２０、イオン伝導体層１３０、第２エレクトロクロミック層１４０、上部透明導電体層１５０及び／又は反射防止層１６０のそれぞれは、独立して、その下に配置された隣接下層の表面粗さ以下の表面粗さを有することができる。別の実施形態では、第１エレクトロクロミック層１２０、イオン伝導体層１３０、第２エレクトロクロミック層１４０、上部透明導電体層１５０及び反射防止層１６０は平坦化層である。エレクトロクロミックデバイス１００ａ又は１００ｂのスタック内の順次付着した各平坦化層は、各直下の平坦化層の表面粗さよりも有意にかつ漸進的に小さい表面粗さを有する。得られた最終スタックの上部表面（例えば、反射防止層１６０の上部表面１６２）は、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２よりも表面粗さが小さい（又はより滑らかである）。
【００６９】
いくつかの例では、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２の表面粗さは、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２の表面粗さよりも有意に小さい、例えばピークから谷までの平均高さの２倍小さい（例えば、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２のＲaは下部透明導電体層１１０の上部表面１１２のＲaの１／２未満である）。下部透明導電体層１１０の上部表面１１２には、鋭い角度及びギザギザの角度で延びる突起や凹凸がある一方で、第１エレクトロクロミック層１２０（平坦化層）には、上部表面１２２上に拡張した丸い突起や不規則性が少ない。しかし、その後に付着される非平坦化層の上部表面は、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２のＲaと比較して小さい又は僅かに減少した表面粗さを有する。
【００７０】
本明細書に記載される別の実施形態では、図１Ｂは、基材１０２上に配置された下部透明導電体層１１０を備えるエレクトロクロミックデバイス１００ｂを示し、該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２は５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有し、平坦化特性を有する第２エレクトロクロミック層１４０が該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２上に配置されている。第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２は、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２の表面粗さよりも小さい表面粗さ、例えば、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有する。エレクトロクロミックデバイス１００ｂは、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２に配置されたイオン伝導体層１３０と、該イオン伝導体層１３０の上部表面１３２に配置された第１エレクトロクロミック層１２０と、該第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２上に配置された上部透明導電体層１５０と、該上部透明導電体層１５０の上部表面１５２上に配置された反射防止層１６０とを備える。
【００７１】
同様に、いくつかの例では、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２の表面粗さは、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２の表面粗さよりも有意に小さい、例えばピークから谷までの平均高さの２倍を超えて小さい（例えば、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２のＲaは下部透明導電体層１１０の上部表面１１２のＲaの１／２未満である）。下部透明導電体層１１０の上部表面１１２には、鋭いギザギザの角度で延在する突起や凹凸があるのに対し、平坦化層である第２エレクトロクロミック層１４０には、上部表面１４２上に延在する丸い突起や凹凸が少ない。しかしながら、後で付着する非平坦化層の表面は、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２のＲaと比較して同様の又はわずかに減少した表面粗さを有する。
【００７２】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイス１００ａなどのエレクトロクロミックデバイスを製造する方法は、基材１０２上に下部透明導電体層１１０を形成し、該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２上に第１エレクトロクロミック層１２０を形成することを含み、該第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２は、該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２の表面粗さよりも小さい表面粗さを有する。一般に、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２は約５０ｎｍ以下の粗さを有するが、下にある透明導電体層１１０は表面粗さが５０ｎｍよりも大きい上部表面１１２を有する。この方法は、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２上にイオン伝導体層１３０を形成し、該イオン伝導体層１３０の上部表面１３２上に第２エレクトロクロミック層１４０を形成し、該第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２上に上部導電体層１５０を形成し、該上部透明導電体層１５０の上部表面１５２上に反射防止層１６０を形成することをさらに含む。
【００７３】
いくつかの例では、この方法は、基材１０２上に下部透明導電体層１１０を付着させる又は形成させることを含み、該下部透明導電体層１１０の上部表面１１２は、一般に、５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有する。他の例では、この方法は、下部透明導電体層１１０が上に配置される基材１０２、例えば予め形成された基材を準備することを含み、下部透明導電体層の上部表面は一般に５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有する。基材１０２は、一般に、ガラス、石英、結晶質、ケイ素、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、ガリウム砒素、プラスチック、重合体、それらの誘導体、それらのドープ変種又はそれらの組み合わせから選択される少なくとも１種の材料を含む。
【００７４】
下部透明導電体層１１０は、一般に、酸化スズ、フッ化物ドープ酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛アルミニウム、それらのドープ変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。下部透明導電体層１１０は、一般に、スプレー熱分解、溶液系塗布、スパッタリング、蒸着、ＰＶＤ又はＣＶＤから選択されるプロセスによって付着され又は形成される。下部透明導電体層１１０の上部表面１１２は、一般に５０ｎｍよりも大きい、例えば５０ｎｍよりも大きくかつ約３００ｎｍまでの範囲内、より狭くは５０ｎｍよりも大きくかつ約２００ｎｍまでの範囲内、より狭くは５０ｎｍよりも大きくかつ約１００ｎｍまでの範囲内の表面粗さを有する。多くの例では、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２は、約６０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲内、より狭くは約７０ｎｍ〜約８０ｎｍの範囲内、例えば約７５ｎｍの表面粗さを有する。下部透明導電体層１１０は、一般に、約５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲、より狭くは約１００ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内、より狭くは約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００７５】
第１エレクトロクロミック層１２０は、一般に酸化タングステンを含み、かつ、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２上又はイオン導電体層１３０の上部表面１３２上に付着又は形成できる。第１エレクトロクロミック層１２０は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって形成できる。多くの例では、第１エレクトロクロミック層１２０は、酸化タングステン、そのドープ変種、又はその誘導体を含み、ゾル−ゲル技術は溶液系技術によって形成できる。第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２は、一般に、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例では、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。第１エレクトロクロミック層１２０は、一般に、約２５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内、より狭くは約５０ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００７６】
イオン伝導体層１３０は、一般に、リチウムチタンホスフェート、リチウムランタンチタンホスフェート、リチウムランタンチタネート、それらのドープ変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。イオン伝導体層１３０は、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって塗布、付着又は形成される。イオン伝導体層１３０は、第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２上に形成されてもよいし、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２に形成されてもよい。イオン伝導体層１３０は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工、及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって形成される。いくつかの例では、基材は、一般に、付着プロセスの間に、約２３℃〜約７００℃の範囲内の温度に維持される。イオン伝導体層１３０の上部表面１３２は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例において、イオン伝導体層１３０の上部表面１３２は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。イオン伝導体層１３０は、一般に、約１ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内、より狭くは約１ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内、より狭くは約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００７７】
第２エレクトロクロミック層１４０は、一般に、酸化ニッケル、酸化ニッケルリチウム、酸化タングステンニッケル、酸化リチウムタングステンニッケル、それらのドープ変種、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。第２エレクトロクロミック層１４０は、イオン伝導層１３０の上部表面１３２上に形成されてもよいし、下部透明導電体層１１０の上部表面１１２上に形成されてもよい。第２エレクトロクロミック層１４０は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工、及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって形成される。多くの例では、第２エレクトロクロミック層１４０は、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって塗布され又は形成される。第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例では、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。第２エレクトロクロミック層１４０は、一般に、約１０ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内、より狭くは約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内、より狭くは約３０ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００７８】
上部透明導電体層１５０は、一般的に、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウムチタン、酸化インジウムタングステン、酸化インジウムジルコニウム、酸化インジウムジルコニウムスズ、酸化インジウムジルコニウムチタン、酸化インジウムジルコニウムタングステン、酸化インジウム水素、酸化インジウムジルコニウム水素、酸化アルミニウム亜鉛、それらのドープされた変種、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含む。上部透明導電体層１５０は、第２エレクトロクロミック層１４０の上部表面１４２上に付着若しくは形成でき、又は第１エレクトロクロミック層１２０の上部表面１２２上に形成できる。上部透明導電体層１５０は、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工、及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって形成できる。多くの例では、上部透明導電体層１５０は、ゾル−ゲル技術や溶液系技術によって塗布又は形成される。上部透明導電体層１５０の上部表面１５２は、約５０ｎｍ以下、約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例において、上部透明導電体層１５０の上部表面１５２は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。上部透明導電体層１５０は、一般に、約５０ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００７９】
いくつかの例では、エレクトロクロミックデバイス１００ａ又は１００ｂの内部又は上に配置された上部透明導電体層１５０を含む基材１０２は、硬化プロセス中に、約２００℃〜約７００℃の範囲の温度、より狭くは約３００℃〜約６００℃、より狭くは約５００℃〜約６００℃の範囲内の温度に加熱される。硬化プロセスは、一般に、上部透明導電体層１５０を赤外線硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、熱プラズマ硬化プロセス、非熱プラズマ硬化プロセス、マイクロ波硬化プロセス、又はそれらの組み合わせにさらすことを含む。
【００８０】
反射防止層１６０は、エレクトロクロミックデバイス１００ａ若しくは１００ｂ内の光反射を低減若しくは排除する、及び／又は積層を保護するための特性を有する。反射防止層１６０は、他のエレクトロクロミック層に浸透する場合のある汚染物質や望ましくない物質（例えば、水、酸素及び／又は窒素）の量を禁止し、阻害し又は大幅に低減する。反射防止層１６０は、一般に、酸化ケイ素、ケイ酸塩、酸化アルミニウム、アルミン酸塩、それらのドープされた変種、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせから選択される材料を含む。反射防止層１６０は、一般に、ゾル−ゲル技術、溶液系技術又はスプレー熱分解法によって形成される。いくつかの例では、反射防止層１６０は、通常、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによって、上部透明導電体層１５０の上部表面１５２上に形成される。反射防止層１６０の上部表面１６２は、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。多くの例において、反射防止層１６０の上部表面１６２は、約１５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約４５ｎｍの範囲内、例えば約３５ｎｍの表面粗さを有する。反射防止層１６０は、一般に、約５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲、より狭くは約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲内、より狭くは約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００８１】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、基材上に配置された下部透明導電体層を備え、該下部透明導電体層の上部表面は、一般に５０ｎｍよりも大きい表面粗さを有し、該下部透明導電体層の上部表面上には酸化タングステンを含む第１エレクトロクロミック層が配置され、該第１エレクトロクロミック層の上部表面は約５０ｎｍ以下の表面粗さを有することができ、該第１エレクトロクロミック層の上部表面上にはイオン伝導体層が配置され、該イオン伝導体層の上部表面上には第２エレクトロクロミック層が配置され、該第２エレクトロクロミック層の上部表面上には上部透明導電体層が配置され、該上部透明導電体層の上部表面上には反射防止層が配置されている。
【実施例】
【００８２】
例Ａ
エレクトロクロミック多層スタックＴＣ／ＰＥＣ／ＩＣ／ＳＥＣ／ＴＣ／ＡＲ（任意）（又は逆ＴＣ／ＳＥＣ／ＩＣ／ＰＥＣ／ＴＣ／ＡＲ（任意））は、非平坦化技術であるスパッタリング、蒸着、又はＣＶＤなどの技術によって付着できる。いくつかの例では、ガラス上の市販のフッ素ドープ錫オキシド（ＦＴＯ）被覆を底部ＴＣとして使用することができる。このような市販ＦＴＯは、低い抵抗率を得るために、通常は多結晶で粗大で粒度が大きい。約３００ｎｍ〜約４，０００ｎｍの範囲内の厚さの層又はフィルムのピークから谷までの平均高さは、Ｒaが約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲内にあるというものである。
【００８３】
一実施形態では、ＰＥＣ層は平坦化層とすることができるが、他の層のうちの１以上又は全てを平坦化層とすることもできる。具体的には、ＰＥＣ層は、ゾル−ゲル技術によって製造することができる酸化タングステン（例えば、ＷＯ3）を含む又はそれから構成できる。このゾル溶液は、タングステンエトキシド（９９．９９％）をエタノール（９９．５％）に約１ｇのタングステンエトキシド対約５００ｍｌのエタノールの比で溶解することによって形成され、そして約３重量％の酸化タングステンにまで濃縮される。次いで、この溶液を浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布又はカーテン塗工によって基材上に付着させて約５０ｎｍ〜約８００ｎｍの厚さの最終酸化膜を形成させる。被膜を室温で乾燥させた後に、約３００℃で約２時間にわたって熱処理する。得られた酸化タングステンを含むＰＥＣ層の表面粗さは、酸化タングステン材料が谷の方に多く堆積し、ＦＴＯ表面のピークでは堆積が少ないため、下にある粗いＦＴＯ表面の表面粗さよりも有意に少ない（より平滑である）。また、ＦＴＯ表面の鋭い角度も酸化タングステン表面上では丸みを帯びている。酸化タングステンのピークから谷までの平均高さＲaは、約５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内とすることができる。後の非平坦化層は酸化タングステン表面に一致し、得られる積層体は曇りが低く、ピンホール、亀裂及び電気的短絡が少ない。
【００８４】
例Ｂ
エレクトロクロミック多層スタックは、粗い底部ＦＴＯ層を除いて、全ての平坦化層を含む。一例として、各平坦化層は、次のようなゾル−ゲル技術によって製造できる：
【００８５】
ＰＥＣは、例Ａと同じゾル−ゲル技術を用いて付着させることができる酸化タングステンを含むことができる。
【００８６】
ＩＣ層は、本明細書に記載のゾル−ゲル技術を用いて付着させることができる無機リチウムチタンホスフェートを含むことができる。
【００８７】
ＳＥＣ層は、次のように付着させることができる酸化ニッケルを含むことができる：
【００８８】
アルコール性ゾル−ゲル前駆体は、酢酸ニッケル（ＮｉＣ4Ｈ6Ｏ4・４Ｈ2Ｏ、Ａｌｄｒｉｃｈ）及び酢酸リチウム（ＬｉＣ4Ｈ6Ｏ4・４Ｈ2Ｏ、Ａｌｄｒｉｃｈ）前駆体から製造される。酢酸ニッケル及び酢酸リチウムを、Ｈ2Ｏ2（Ｆｌｕｋａ）の水溶液（約３０ｖｏｌ％）をゆっくり添加しながら２、１及び０．５のＮｉ／Ｌｉモル比で混合する。高発熱反応を、混合物を水道水で冷却することによって制御する。反応が完了し、追加のＨ2Ｏ2を添加した後に、得られた溶液を真空中で凍結乾燥する。次いで、凍結乾燥残留物を約１００ｍＬのエタノール（９５％）に溶解する。緑色Ｌｉ／Ｎｉ−ゾルを、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布又はカーテン塗工によって基材上に付着される。その後、平坦化膜を硬化させ、赤外線、紫外線、熱（若しくは非熱）プラズマ又はマイクロ波加熱を用いて約３３０℃〜約４００℃の基材温度で熱処理する。
【００８９】
上部ＴＣ層は、次のように付着させることができるインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を含むことができる：モル比９０％の酢酸インジウムと１０％の塩化錫を２−メトキシエタノールに溶解する。キレート剤としてエチレンジアミンを添加した後、溶液を室温で約２時間撹拌して透明かつ均一にし、続いて０．２２μｍシリンジフィルターでろ過する。溶液を、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布又はカーテン塗工によって基材上に付着させる。その後、平坦化膜を赤外線、紫外線、熱（若しくは非熱）プラズマ又はマイクロ波加熱を用いて約５００℃〜約６００℃の基材温度で硬化及び熱処理する。
【００９０】
場合によっては、平坦化透明ＡＲ層を、反射防止コーティングとしても機能する酸素及び水分に対するバリアとしてスタック上に被覆できる。平坦化透明ＡＲ層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含むことができ、かつ、ゾル−ゲル技術によって付着できる。
【００９１】
いくつかの実施形態では、２つ以上の平坦化層（例えば、第１エレクトロクロミック層１２０、イオン伝導体層１３０、第２エレクトロクロミック層１４０、上部透明導電体層１５０、及び／又は反射防止層１６０）を互いに隣接して付着させ、それぞれのゾル−ゲル前駆体は、前駆体が下の１以上の層を劣化させないように選択される。さらに、次の層の付着前に、各平坦化層に硬化及び熱処理を施して、その耐久性及び後の前駆体に対する抵抗性を増大させる。
【００９２】
エレクトロクロミック多層スタックを形成するためのいくつかの例では、２００℃を超える基材温度が、溶液系又はゾル−ゲル前駆体から付着した平坦化層を熱処理するための熱処理中に得られる。別の実施形態では、プラズマプロセスを利用して平坦化層を処理することができる。大気（又は真空に基づく）冷若しくは熱プラズマ、又は大気（若しくは真空系）ホットプラズマ若しくは熱プラズマは、酸素、水素、アルゴン、水、窒素、ヘリウム又はそれらの混合物などの１種以上のプロセスガスから形成できる。このようなプラズマを低い基材温度での熱処理中に使用して、溶媒及び有機添加剤の除去を助け、焼成及び／又は焼結を助けることができる。
【００９３】
他の実施形態
ここに記載される別の実施形態では、無機固体状態のイオン伝導体材料が提供され、これは、次の望ましい特性：（ｉ）高いイオン伝導性及び低い電子伝導性、（ｉｉ）低いプロセス温度、及び（ｉｉｉ）平坦化材料を有する。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミックデバイス用リチウムランタンチタネート（ＬＬＴＯ）を含有するイオン伝導体を形成する方法は、少なくとも金属チタンと過酸化水素溶液と水酸化アンモニウム溶液を混合させることによってペルオキソチタン酸塩錯体溶液を製造し、次いで該ペルオキソチタン酸塩錯体溶液とリチウム源とランタン源とを混合させることによってチタン酸リチウムランタン付着溶液を製造することを含む。この方法は、基材にわたって配置されたエレクトロクロミック層上にリチウムランタンチタネート付着溶液を塗布してリチウムランタンチタネートフィルムを形成させ、次いで硬化プロセス中に該リチウムランタンチタネートフィルムを硬化させて、エレクトロクロミック層上にリチウムランタンチタネート材料を含むイオン伝導層を形成させることをさらに含む。
【００９４】
本明細書に記載のいくつかの実施形態では、エレクトロクロミックデバイス１００ａ又は１００ｂなどのエレクトロクロミックデバイスは、リチウムランタンチタネート材料を含むイオン伝導層１３０などのイオン伝導層を有するように製造できる。リチウムランタンチタネート材料及びＬＬＴＯ系イオン伝導材料は、低基材温度ゾル−ゲル技術を使用して平坦化フィルム（並びに粉末及びバルク）に製造される。
【００９５】
結晶性ペロブスカイト型チタン酸リチウムランタンＬｉ3ｘＬａ2/3xＴｉＯ3（ＬＬＴＯ、ｘ＝０〜２／３、ｘに関する最大伝導率は約０．１である）のバルク伝導率は、無機固体状態イオン伝導体材料の中で最も高い。本願では、高いイオン伝導率及び低い電子伝導率を有する新規なイオン伝導体材料として、Ａｌ及び／又はＳｉがドープされた非晶質ＬＬＴＯ及びＬＬＴＯを提案する。これらの非晶質イオン伝導体材料は、ゾル−ゲル技術によって４００℃未満の低基材温度で平坦化フィルムとして付着又は形成できる。イオン伝導体材料は、ゾル−ゲル技術によって粉末及びモノリスとして製造することもできる。
【００９６】
いくつかの例では、ペルオキソチタン酸錯体溶液は、ペルオキソチタン酸アンモニウム錯体を含有する。他の例では、この方法は、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液を製造しながら、少なくとも１種のキレート剤と、金属チタン、過酸化水素溶液及び水酸化アンモニウム溶液とを混合させることをさらに含む。一例では、キレート剤はクエン酸であり、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液はシトラトペルオキソチタン酸錯体を含有する。いくつかの実施例では、リチウムランタンチタネート付着溶液は、約１：１：２のおおよそのＬｉ：Ｌａ：Ｔｉモル比を有する。多くの例において、リチウム源は硝酸リチウムを含み、独立して、ランタン源は硝酸ランタンを含む。リチウムランタンチタネートフィルムは、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、カーテン塗工、及び／又はそれらの変形例などの付着プロセスによってエレクトロクロミック層上に形成できる。イオン伝導体層の上部表面は、約５０ｎｍ以下の表面粗さを有していてもよく、エレクトロクロミック層の上部表面は、一般に、５０ｎｍを超える表面粗さを有する。
【００９７】
いくつかの例では、ペルオキソチタン酸塩錯体溶液は、金属チタンと過酸化水素溶液と水酸化アンモニウム溶液とを約９：１：１の容積比で混合することによって製造できる。一般に、過酸化水素溶液は、水中に過酸化水素を約１０％〜約５０％の範囲内、より狭くは約２０％〜約４０％の範囲内、より狭くは約２８％〜約３２％の範囲内の容積で含有し、水酸化アンモニウム溶液は、水中にアンモニアを約１０％〜約５０％の範囲内、より狭くは約２０％〜約４０％の範囲内、より狭くは約２８％〜約３２％の範囲内の容積で含有する。いくつかの例では、過酸化水素溶液は、約３０容積％の過酸化水素水を含有し、水酸化アンモニウム溶液は約３０容積％のアンモニア水を含有する。リチウムランタンチタネート材料を含むイオン伝導体層の上部表面は、一般に、約５０ｎｍ以下、例えば約１ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭く約１０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内、より狭くは約２５ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲内の表面粗さを有する。リチウムランタンチタネート材料を含有するイオン伝導体層は、一般に、約１ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲、より狭くは約１ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内、より狭くは約５ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲内の厚さを有する。
【００９８】
エレクトロクロミック層上に適用されたリチウムランタンチタネートフィルムを含む基材は、約１００℃〜約１，５００℃の範囲内の温度に加熱される。一実施形態では、基材は、硬化プロセスの間、約１００℃〜約５００℃の範囲、より狭くは約２００℃〜約４００℃の範囲内、より狭くは約３００℃〜約３５０℃の範囲内の温度に加熱される。別の実施形態では、基材は、硬化プロセスの間に、約１５０℃〜約１，５００℃の範囲、より狭くは約３００℃〜約１，２００℃の範囲内、より狭くは約５００℃〜約１，０００℃の範囲内の温度に加熱される。硬化プロセスは、一般に、エレクトロクロミック層上に適用されたリチウムランタンチタネートフィルムを赤外線硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、熱プラズマ硬化プロセス、非熱プラズマ硬化プロセス、マイクロ波硬化プロセス、又はそれらの組み合わせにさらすことを含む。
【００９９】
実施例１：ペルオキソチタン酸塩前駆体によるＬＬＴＯの付着
Ｌｉ及びＬａの硝酸塩と混合されたペルオキソチタン酸塩錯体を含有する無機前駆体を次のように製造することができる。一例では、約１Ｍ（Ｔｉ中）のペルオキソチタン酸アンモニウムストックを、必要量のＴｉ粉末を過酸化水素（約３０容積％）及びアンモニア水（約３０容積％）の約９：１：１の混合物に溶解することによって製造する。適切な量の硝酸リチウム（０．０５Ｍまで）及び硝酸ランタン（０．０５Ｍまで）を、約０．１Ｍにまで希釈したシトラトペルオキソチタン酸アンモニウムストックに溶解させて、Ｌｉ：Ｌａ：Ｔｉについてそれぞれ約０．５：０．５：１．０のモル比を得る。この溶液を、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、又はカーテン塗工によって基材上に付着させる。次いで、（平坦化）ＬＬＴＯフィルムを硬化させ、約１００℃〜約３５０℃の基材温度で熱処理する。あるいは、ＬＬＴＯフィルムを、赤外線、紫外線、熱若しくは非熱プラズマ、又はマイクロ波加熱を使用して、約１５０℃〜約１，５００℃の基材温度で熱処理することができる。
【０１００】
実施例２：シトラトペルオキソチタン酸塩前駆体によるＬＬＴＯの付着
約１Ｍ（Ｔｉ中）のペルオキソチタン酸アンモニウムストックを、必要量のＴｉ粉末を過酸化水素（約３０容積％）及びアンモニア水（約３０容積％）の約４：１：１の混合物に溶解することによって製造する。クエン酸（２Ｍまで）を約２のクエン酸／Ｔｉモル比で添加してシトラトペルオキソチタン酸塩錯体を形成させる。適切な量の硝酸リチウム（０．０５Ｍまで）及び硝酸ランタン（０．０５Ｍまで）を、約０．１Ｍにまで希釈したシトラトペルオキソチタン酸アンモニウムストックに溶解させて、Ｌｉ：Ｌａ：Ｔｉについてそれぞれ約０．５：０．５：１．０のモル比を得る。この溶液を、浸漬塗布、回転塗布、電気泳動、インクジェット印刷、ロール塗布、スプレー塗布、メニスカス塗布、又はカーテン塗工によって基材上に付着させる。次いで、（平坦化）ＬＬＴＯフィルムを硬化させ、約１００℃〜約３５０℃、例えば３００℃〜３５０℃の基材温度で熱処理して残留クエン酸塩を燃焼させる。あるいは、ＬＬＴＯフィルムを、赤外線、紫外線、熱若しくは非熱プラズマ、又はマイクロ波加熱を使用して、約１５０℃〜約１，５００℃の基材温度で熱処理することができる。
【０１０１】
実施例３：ジオールシトラトペルオキソチタン酸塩前駆体によるＬＬＴＯの付着
約１Ｍ（Ｔｉ中）のペルオキソチタン酸アンモニウムストックを、必要量のＴｉ粉末を過酸化水素（約３０容積％）及びアンモニア水（約３０容積％）の約４：１の混合物に溶解することによって製造する。クエン酸（２Ｍまで）を約２のクエン酸／Ｔｉモル比で添加してシトラトペルオキソチタン酸塩錯体を形成させる。適切な量の硝酸リチウム（０．０５Ｍまで）及び硝酸ランタン（０．０５Ｍまで）を、約０．１Ｍにまで希釈したシトラトペルオキソチタン酸アンモニウムストックに溶解させて、Ｌｉ：Ｌａ：Ｔｉについてそれぞれ約０．５：０．５：１．０のモル比を得る。エチレングリコール（約１．６Ｍ）をこの溶液に添加して約４のエチレングリコール／クエン酸モル比を得る。次いで、（平坦化）ＬＬＴＯフィルムを硬化させ、約１００℃〜約３５０℃、例えば３００℃〜３５０℃の基材温度で熱処理して残留有機残渣を燃焼させる。あるいは、ＬＬＴＯフィルムを、赤外線、紫外線、熱若しくは非熱プラズマ、又はマイクロ波加熱を使用して、約１５０℃〜約１，５００℃の基材温度で熱処理することができる。
【０１０２】
いくつかの別の実施形態
実施形態Ａ〜Ｄを含めた別の実施形態を以下でさらに開示する。
【０１０３】
別の実施形態Ａ
本明細書で説明する一実施形態では、図２は、基材２０２上に配置される下部透明導電体（ＴＣ）層２１０と、該下部透明導電体層２１０の上部表面上に配置される第１エレクトロクロミック（ＰＥＣ）層２２０とを含むエレクトロクロミック多層スタックなどのエレクトロクロミックデバイス２００を示す。エレクトロクロミックデバイス２００は、第１エレクトロクロミック層２２０の上部表面に配置されたイオン伝導体（ＩＣ）層２３０と、該イオン伝導体層２３０の上部表面に配置された第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層２４０と、該第２エレクトロクロミック層２４０の上部表面上に配置される上部透明導電体（ＴＣ）層２５０と、該上部透明導電体層２５０の上部表面に配置された反射防止（ＡＲ）層２６０とを備える。
【０１０４】
図２に示す一例では、多層エレクトロクロミック構造は、任意の上部反射防止層又は保護層を有する基材上に５つ以上の層が配置されていてよく、又は２つの基材間にラミネート構成で配置されていてもよい。基材は、通常、透明なガラス又はプラスチックである。エレクトロクロミック多層構造の２つの最外層は電気的に透明な導電体であり、これらは窓表面にわたって電子を伝導して内部層を荷電及び放電させる。現在、透明導電性酸化物ＳｎＯ2：Ｆ及びＩＴＯがエレクトロクロミック用途に最も一般的に使用されるＴＣ材料である。
【０１０５】
２つのＴＣ層のいずれかの内側に隣接するのは、その着色／脱色時間が許容されるほど速くなる程度に十分な電子伝導性及びイオン伝導性（例えば、混合伝導体）を有するＰＥＣ層である。他のＴＣ層の内側に隣接するのは、理想的にはＰＥＣ層に相補的なエレクトロクロミック特性を有するイオン貯蔵体として機能するＳＥＣ層である。
【０１０６】
電解質層とも呼ばれるＩＣ層は、カソードＥＣとアノードＥＣ層との間に配置される。このＩＣ層は、無機（例えば、ＺｒＯ2若しくはＬｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎなどの酸化物）又は有機（例えば、接着性重合体）であることができる。理想的には、ＩＣ層は、高いイオン伝導性を有するが、電子伝導性が低いため、イオンを通過させつつカソード層とアノード層とを電気的に絶縁する必要がある。関与するイオンは、プロトン（Ｈ+）又はリチウムイオン（Ｌｉ+）のように、移動度が高くなる程度に小さくなければならない。漏れ電流（固有の又は外因性の欠陥に起因）が高すぎると、特に大面積エレクトロクロミック窓用途では、エレクトロクロミック層を充電／放電させるためにイオンを移動させるのに十分高い局所電場を維持することが困難になる。上記５層エレクトロクロミック構造の動作は、充放電の際に変色させる再充電可能な電池の動作と同様である。
【０１０７】
本明細書に記載の一実施形態では、約０．１重量％〜約３０重量％の少量の水がリチウムイオン系デバイスに含まれ、有意なリチウム−水反応を受けることなくリチウムイオン移動度を高める。結果として、取り入れられる水の量を制御するために、高温（例えば約＞１２０℃）で水を保持する「高温度」吸湿性材料の少ない割合（約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、例えば約１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％、ここで、ｗｔ％は重量％を表す）をＩＣ層内に含めることができる。いくつかの例では、水を保持する吸湿性材料の温度は約１２０℃〜約６００℃の範囲内とすることができる。次いで、デバイス製造方法は、吸湿性材料によって保持されるべき水を導入することを含む。水和された吸湿性高温材料を有するＩＣ層は、イオン伝導度が増加し、より速い切り替え及びより高いサイクル耐久性となるはずである。この解決手段Ａ．１は、プロトン系ＥＣデバイスにも適用できる。
【０１０８】
ＩＣ層は、スプレー熱分解、ゾル−ゲル、スパッタリング、ＣＶＤ、電気めっき、熱若しくは電子ビーム蒸着、又は他のプロセスなどの技術によって付着できる。
【０１０９】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ａ．１）では、ＩＣ層は一般に、酸化タンタル、例えば五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム、例えば二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ホウ素、例えばＢ2Ｏ若しくはＢ2Ｏ3など、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ）、ケイ酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ）、アルミン酸リチウム（Ｌｉ−Ａｌ−Ｏ）、シリアルミン酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ）、それらの合金、それらの水和物、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例では、ＩＣ層は、約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲内の濃度、より狭くは約１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の範囲内の濃度の高温吸湿性材料を有することができる。例示的な高温吸湿性材料としては、酸化ホウ素（約３００℃まで水和した状態を保持できる）及び酸化ジルコニウム（約５５０℃まで水和した状態を保持できる）が挙げられる。動作のためにデバイスを密閉する前に、ＩＣを水和させるための材料処理において工程を含めることができる。ＩＣ材料は、周囲の空気内の水に暴露することによって、及び／又は付着工程の間若しくは後に添加された気体若しくは液体の水で直接、ＩＣ材料又はＩＣ層に水分／水を添加することによって水和できる。
【０１１０】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ａ．２）では、１種以上の吸湿性高温材料を、第１若しくは第２エレクトロクロミック層のいずれか又はその両方に添加して、これらの層のイオン伝導率を高め、より速い切り替え、より高いサイクル耐久性及びより大きなスイッチング範囲をもたらす（イオンが第１及び／又は第２エレクトロクロミック層に深く浸透することができるため）。
【０１１１】
これらの層は、スプレー熱分解、ゾル−ゲル、スパッタリング、ＣＶＤ、電気めっき、熱又は電子ビーム蒸発並びに他の付着プロセスのような技術によって付着できる。
【０１１２】
いくつかの態様では、酸化ホウ素又は酸化ジルコニウムを第１及び／又は第２エレクトロクロミック層にドープして（例えば、約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の範囲内、より狭くは約１ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の範囲内の濃度）少量の水を保持するのを助け、リチウム及び他のイオンがこれらの活性層の内部及び間を移動するのを容易にする。
【０１１３】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ａ．３）では、無機保護層又は疎水性材料を含む重合体保護層を、多層エレクトロクロミックスタックのＴＣにわたって配置して、水がデバイスから逃げるのを防ぐことができる。いくつかの実施例では、無機保護層は、酸化亜鉛（ＺｎＯ2）などの酸化亜鉛、二酸化チタン（ＴｉＯ2）などの酸化チタン、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの酸化ケイ素、それらのドーパント変種、又はそれらの組み合わせから選択される１種以上の疎水性材料を含む。
【０１１４】
いくつかの例では、疎水性層を反射防止層として同時に利用することができると共に、他の実施例では、疎水性層をその上に配置される別の反射防止層と共に利用することができる。疎水性層は、約３０ｎｍ〜約１μｍの範囲内の厚さを有することができる。疎水性層は、スプレー熱分解、ゾル−ゲル、スパッタリング、ＣＶＤ、電気めっき、熱又は電子ビーム蒸発並びに他の堆積プロセスのような技術によって付着できる。実施形態Ａ．３は、リチウムイオン系及び／又はプロトン系装置のために利用できる。
【０１１５】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ａ．４）では、実施形態Ａ．１〜Ａ．３の２つ以上を組み合わせることができる。特に、少量の高温吸湿性物質をイオン伝導層及び／又は第１及び第２エレクトロクロミック層の一方若しくは両方に添加することができる。さらに、１種以上の疎水性材料を含む無機又は重合体保護材料を、多層エレクトロクロミックスタックの中部ＴＣ上に配置すると共に、高温吸湿性材料の少量をイオン伝導体層、第１エレクトロクロミック層、又は第２エレクトロクロミック層の一つ以上に導入することができる。エレクトロクロミックデバイスを伴う用途に加えて、上述の実施形態Ａ．１〜Ａ．３の全てを、リチウムイオン系及びプロトン系電池、特に薄膜電池にも適用することができる。
【０１１６】
別の実施形態Ｂ
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｂ）では、エレクトロクロミック材料構造は、第１カソードエレクトロクロム（例えば、イオンインターカレーション時にさらに透明になる）と脱色状態で同様の屈折率又は発色状態で異なる屈折率の第２カソードエレクトロクロムとの粗大粒子薄膜混合物を有することができる。別の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造は、第１カソードエレクトロクロムと、脱色状態では第１カソードエレクトロクロムの屈折率と同様であるが着色状態では第１カソードエレクトロクロムの屈折率とは異なる屈折率を有するイオン伝導体材料との粗大粒子薄膜混合物を有することができる。なお、イオン伝導体材料は、一般にエレクトロクロムのようにその屈折率を変更又は変化させない。
【０１１７】
あるいは、この新規材料構造は、第１アノードエレクトロクロム（例えば、イオンインターカレーション時により暗くなる）の粗大粒子（約２０ｎｍ〜約４００ｎｍ低度の粒径）薄膜混合物と、脱色状態では同様の屈折率及び着色状態では異なる屈折率の第２アノードエレクトロクロムとを含むことができる。別の実施形態では、イオン伝導体材料は、脱色状態では第１アノードエレクトロクロムの屈折率と同様であるが、着色状態では第１アノードエレクトロクロムの屈折率とは異なる屈折率を有することができる。
【０１１８】
カソードエレクトロクロミック材料は、三酸化タングステン（ＷＯ3）などの酸化タングステン、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）などの酸化モリブデン酸化物、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）などの酸化ニオブ、それらの誘導体又はそれらの混合物を含む。アノードエレクトロクロミック材料は、酸化ニオブ（例えばＮｉＯ）、酸化イリジウム、例えば二酸化イリジウム（ＩｒＯ2）、酸化クロム、例えば三酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせを含む。イオン伝導体は、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの酸化タンタル、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）などの酸化ジルコニウム、Ｂ2Ｏ3若しくはＢ2Ｏ3などの酸化ホウ素、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ）、ケイ酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ）、アルミン酸リチウム（Ｌｉ−Ａｌ−Ｏ）、リチウムシリアルミネート（Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ）、それらの合金、それらの誘導体又はそれらの組み合わせを含有することができる。他の実施形態では、イオン伝導体は重合体、オリゴマーを含むことができる。粗大粒子はスプレー熱分解によって作られ、これが最も適した方法である。脱色状態では、粒子は全て同様の屈折率を有するため、曇りは最小限に抑えられる。着色状態では、異なる材料の粒子は異なる屈折率を有し、プライバシー窓用途に望ましい全曇りを増加させる。
【０１１９】
別の実施形態では、５層エレクトロクロミックデバイスＴＣ／ＰＥＣ／ＩＣ／ＳＥＣ／ＴＣ（図３Ａ）又はＴＣ／ＳＥＣ／ＩＣ／ＰＥＣ／ＴＣ（図３Ｂ）は、約３００ｎｍ〜５００ｎｍのＷＯ３薄膜マトリックスに埋め込まれた約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの酸化バナジウム・酸化タングステン（Ｖ−ＷＯ3）又は二酸化チタン（ＴｉＯ2）粒子の薄膜混合物を有するＰＥＣ層を含む。近似屈折率を次の様に表１に示す。
【０１２０】
【表１】
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【０１２１】
脱色状態では、ＷＯ3に対するＴｉＯ2とＶ−ＷＯ3との間の屈折率の差はそれぞれ約０．０６及び０．０１であり、曇りが比較的低くなる。着色状態では、その差はそれぞれ０．３９及び０．１６であり、曇りが相対的に高くなる。
【０１２２】
本明細書に記載される一実施形態では、図３Ａは、基材３０２上に配置された下部透明導電体（ＴＣ）層３１０と、該下部透明導電体層３１０の上部表面上に配置された第１エレクトロクロミック（ＰＥＣ）層３２０とを含むエレクトロクロミック多層スタックなどのエレクトロクロミックデバイス３００ａを示す。エレクトロクロミックデバイス３００ａは、第１エレクトロクロミック層３２０の上部表面上に配置されたイオン伝導体（ＩＣ）層３３０と、イオン伝導体層３３０の上部表面上に配置された第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層３４０と、該第２エレクトロクロミック層３４０の上部表面上に配置された上部透明導電体（ＴＣ）層３５０と、該上部透明導電層３５０の上部表面上に配置された反射防止層（ＡＲ）３６０とをさらに含む。
【０１２３】
本明細書に記載の別の実施形態では、図３Ｂは、基材３０２上に配置された下部透明導電体層３１０と、下部透明導体層３１０の上部表面上に配置された第２エレクトロクロミック層３４０とを含むエレクトロクロミック多層スタックなどのエレクトロクロミックデバイス３００ｂを示す。エレクトロクロミックデバイス３００ｂは、第２エレクトロクロミック層３４０の上部表面上に配置されたイオン伝導体層３３０と、該イオン伝導体層３３０の上部表面上に配置された第１エレクトロクロミック層３２０と、該第１エレクトロクロミック層３２０の上部表面上に配置された上部透明導電体層３５０と、該上部透明導電層３５０の上部表面上に配置された反射防止層３６０とをさらに含む。
【０１２４】
実施形態Ｂのデバイスの製造方法：
まず、粒子を生成するために使用される場合が多いスプレー熱分解を、スプレー中の溶媒を減少させて使用して、Ｖ−ＷＯ3又はＴｉＯ2の大きな粒子（例えば、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の粒径）をＳｎＯ2：Ｆが被覆されたガラス基材を製造する。次のＷＯ3に対するスプレー熱分解は、粗い粒子に対して噴霧液滴を広げて平坦化して比較的平滑な膜を形成させるために、通常より多くの溶媒を含有すべきである。その後、ＩＣ／ＳＥＣ／ＴＣの次のフィルム層を頂部に付着させる。
【０１２５】
別の実施形態Ｃ
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｃ）では、頂部ＴＣについてのラインのいくつかが底部ＴＣについてのラインのいくつかと重複する２組の分離ラインを利用するが、母線を最小の漏れ電流で上下ＴＣ層に安価に適用することができる。あるいは、重複の可能性を高めるために、頂部分離ラインとの重複領域において、底部分離ラインの数を増やす（例えば、３倍にする）ことができる。
【０１２６】
図３Ａ〜３Ｂは、それぞれ、図４Ａ〜図４Ｅに示される実施形態によるエレクトロクロミック多層スタックとして利用できるエレクトロクロミックデバイス３００ａ及び３００ｂを示す。
【０１２７】
一実施形態では、母線適用は、第１パターニングマスクを介してＴＣ層及びＰＥＣ（又はＳＥＣ）層を付着することを伴う。次に、第１パターニングマスクの開口面積より大きい開口面積を有する第２パターニングマスクを使用してＩＣ層を付着させることができる。最後に、第１パターニングマスクの開口面積よりも小さい開口面積を有する第３パターニングマスクを使用して残りの層を付着させる。これら３つのマスクは、上部ＴＣ層が下部ＴＣ層と短絡するのを防止し、母線が短絡なしで上部及び下部ＴＣ層に適用されるようにするために使用される。このデバイス構造は煩雑であり製造コストが高い。
【０１２８】
別の実施形態では、母線適用は、単一のパターニングマスク及び２組の分離ラインを利用することができる。開始するために、底部分離ラインをＴＣ層がプレコートされた基材にスクライブし、２つの電気的に分離されたゾーンを作成することができる（図４Ａ）。その後、次のＥＣ層ＰＥＣ／ＩＣ／ＳＥＣ／ＴＣを、シャドウマスクを介して底部分離ライン上に付着させることができる（図４Ｂ）。次に、上部ＴＣ層を切断するが下部ＴＣ層を切断しない頂部分離ラインを適用し、上部ＴＣ層のために２つの電気的に分離されたゾーンを作成することができる。最後に、任意の反射防止及び保護層並びに上部及び下部ＴＣ層に接続する母線を適用することができる（図４Ｃ）。分離ラインは、サンドブラスト、研削砥石、レーザアブレーション、又は他の技術を用いて、スクライビング又は形成できる。母線は、シルクスクリーン、電気めっき、超音波はんだ付け、又は他の技術によって適用できる。このデバイス構造を形成するための方法は、図４Ｃに示されているように、上部及び下部分離ライン間の領域内の縁部での漏れ電流を除いて、上記のデバイス構造よりも簡単でコスト効率が良い場合がある。フィルム付着技術、特にスプレー熱分解に関するフィルム付着技術に応じて、縁部で互いに接触する多層フィルムから生じる漏れ電流が顕著な場合がある。
【０１２９】
別の実施形態では、このような縁部漏れ電流を低減するためにデバイス構造を利用することができる。第１構造では、図４Ｄに示すように、頂部分離は２つの短い底部分離ラインに重複する。さらに、２つの短い底部分離ラインを頂部分離ラインよりも広げて重複の機会や可能性を高める。第２構造では、２つの底部分離ラインは、頂部分離ラインと重複する機会を増やすために、図４Ｅに示すように６以上の密接な間隔のライン（可能な限り間隔が近い）まで増加される。
【０１３０】
別の実施形態Ｄ
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｄ．１）では、ＥＣデバイス処理技術は次のものを含む。
【０１３１】
（ａ）スプレー熱分解（ＳＰ）プロセスを使用して、１つの基材上に２、３以上の連続層を付着させ、モノリシック全固体状態エレクトロクロミックデバイスを形成することができる。２つ以上の連続する層のためにＳＰを使用することにより、同じ設定を使用して製造コストをさらに低減することができる。
【０１３２】
（ｂ）連続するＳＰ層は、互いに約１００℃以内などの同様の温度で付着される。同様の動作温度を有する連続するＳＰ付着プロセスを選択することによって、基材温度を一様に変化させる困難で時間のかかる作業が回避される。
【０１３３】
（ｃ）全てのＳＰ層を付着させた後にこれらを一緒に熱処理する。同様の熱処理温度を有する連続的なＳＰ付着プロセスを選択することによって、基材を所定の温度に一様に加熱するという困難かつ時間のかかる作業を一度行うだけで済む。
【０１３４】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｄ．２）では、ＥＣデバイス処理技術は次のものを含む。
【０１３５】
（ａ）ＳＰプロセスを使用して１つの基材上に２、３以上の連続層を付着させ、モノリシック全固体状態エレクトロクロミックデバイスを形成することができる。２つ以上の連続する層のためにＳＰを使用することにより、同じ設定を使用して製造コストをさらに低減することができる。
【０１３６】
（ｂ）連続したＳＰ層を異なる温度で付着及び熱処理する。大きな温度変化（加熱及び冷却）を利用することができるが、各層のために最適なＳＰプロセスを選択する上でさらに柔軟性がある。
【０１３７】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｄ．３）では、ＥＣデバイス処理技術は次のものを含む。
【０１３８】
（ａ）ＳＰプロセスを使用して１つの基材上に２、３以上の連続層を付着させ、モノリシック全固体状態エレクトロクロミックデバイスを形成することができる。２つ以上の連続する層のためにＳＰを使用することにより、同じ設定を使用して製造コストをさらに低減することができる。
【０１３９】
（ｂ）連続するＳＰ層を、互いに約１００℃以内などの同様の温度で付着させる。同様の動作温度を有する連続するＳＰ付着プロセスを選択することによって、基材温度を一様に変化させるという困難で時間のかかる作業が回避される。
【０１４０】
（ｃ）層の各ＳＰ付着後に別々の熱処理を行う。より多くの温度変化を利用することができるが、各層のために最適な熱処理プロセスを選択する上でさらに柔軟性がある。
【０１４１】
本明細書に記載の別の実施形態（実施形態Ｄ．４）では、ＥＣデバイス処理技術は次のものを含む。
【０１４２】
（ａ）ＳＰプロセスを使用して１つの基材上に２、３以上の連続層を付着させ、モノリシック全固体状態エレクトロクロミックデバイスを形成することができる。２つ以上の連続する層のためにＳＰを使用することにより、同じ設定を使用して製造コストをさらに低減することができる。
【０１４３】
（ｂ）連続するＳＰ層を異なる温度で付着させる。より多くの温度サイクルを利用することができるが、各層のために最適なＳＰプロセスを選択する上でさらに柔軟性がある。
【０１４４】
（ｃ）全てのＳＰ層を付着させた後にこれらを一緒に熱処理する。同様の熱処理温度を有する連続的なＳＰ付着プロセスを選択することによって、基材を所定の温度に一様に加熱するという困難かつ時間のかかる作業を一度行うだけで済む。
【０１４５】
実施形態Ｄ．１〜Ｄ．４の変形形態としては、次のものが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４６】
・ＳＰプロセスは、圧力、静電、超音波、又はそれらの組み合わせに基づく典型的な噴霧器を使用することができる。
【０１４７】
・上部ＴＣ層をＳＰ、スパッタリング、又は他の付着技術によって付着させる。
【０１４８】
・任意の頂部保護層及び／又はＡＲ層を、ＳＰ、スパッタリング又は他の付着技術によって付着させる。あるいは、プラスチック又はガラスの透明なシートを多層スタックの上に取り付けることができる。
【０１４９】
・イオンは一般にＬｉ+及び／又はＨ+である。
【０１５０】
・これらのイオンは、ＳＰプロセス中に１つ以上の層に導入される。
【０１５１】
実施形態Ｄ．１：下部ＴＣ層が被覆されたガラス基材上への多層ＰＥＣ／ＩＣ／ＳＥＣ／ＴＣ／任意の反射防止層のＳＰ付着。
【０１５２】
第１層：ガラス製造業者によってガラスが製造されている間に下部ＴＣが熱分解付着される。ガラスを有する市販されている一般的なＴＣ層は、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）である。底部ＴＣは、スパッタリング、熱蒸発、又はＣＶＤを介してガラス基材上に付着できる。
【０１５３】
第２層：ＳＰを介して付着された第１又は第２のＥＣ層。カソードエレクトロクロムはイオン挿入によりさらに暗くなる。第１エレクトロクロム材料のいくつかの例は、三酸化タングステン（ＷＯ3）などの酸化タングステン、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）などの酸化モリブデン、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）などの酸化ニオブ、それらの誘導体又はそれらの組み合わせを含むことができる。一例では、ＷＯ3のＳＰ付着プロセスは、次のようにして実施できる。前駆体を、約０．２Ｍの全溶液濃度で、ＷＯ3粉末を高温アンモニア及び蒸留水に溶解することによって形成できる。この溶液を約９０℃に加熱し、次の反応によりタングステン酸アンモニウムを生成させる：
【０１５４】
ＷＯ3＋２ＮＨ3＋Ｈ2Ｏ−（９０℃）→（ＮＨ4）2ＷＯ4。
【０１５５】
次いで、この溶液を空気又は窒素などのキャリアガスを用いてＴＣ被覆ガラス基材上に熱分解的にスプレーする。スプレープロセスの間に基材温度を約３００℃（±１００℃）に維持しながら、以下の反応により、タングステン酸アンモニウムを熱分解して、厚さ約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの均一でピンホールのない酸化タングステンフィルムを得る。
【０１５６】
（ＮＨ4）2ＷＯ4−（３００℃）→ＷＯ3＋Ｈ2Ｏ（ガス）＋２ＮＨ3（ガス）。
【０１５７】
第３層：ＩＣ層はＳＰプロセスを介して付着され、Ｌｉ+、Ｈ+、又はＮａ+などの陽イオンを含むことができる。いくつかの典型的なイオン伝導体材料としては、シリカ、アルミナ、アルミノシリケート、リチウムシリケート、リチウムアルミノシリケート、三価タンタル又は酸化タンタル、酸化ジルコニウム、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−ＯＮ）、それらの合金、それらの誘導体、それらの酸化物、それらのシリケート又はそれらの組み合わせが挙げられる。ケイ酸リチウムのＳＰ付着プロセスの例は次の通りである。リチウムアルコキシド、エーテル、ケトン、エステル、エチルアルコール又は炭化水素などの有機溶媒、及びテトラメトキシシラン又はテトラエトキシシランを含む前駆体溶液を製造することができる。次いで、この溶液を約３００℃（±１００℃）に加熱した基材上にスプレーすることができる。得られたケイ酸リチウムフィルムは、約５ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の厚さを有することができる。
【０１５８】
塵埃粒子はＩＣ層のピンホールをもたらす可能性があるので、界面活性剤をスプレー溶液に添加することができる。次いで、液滴サイズは、層付着中に基材表面を溶液の液体薄膜で濡らすように増加させることができる（又は基材温度を低下させることができる）。ある種の溶液は毛細管現象によって粉塵粒子の下にとおり、膜の被覆率が向上し、ピンホールサイズとピンホール量が減少する。さらに、ダスト粒子の下の溶液が蒸発して分解すると、発生したガスが粒子を持ち上げて、粉塵粒子の下の溶液の追加侵入を可能にする。蒸発及び分解の後に、最終ＩＣ層の約０．１重量％（重量％）〜約１０重量％が界面活性剤の残留物を含有することができる。
【０１５９】
任意に、第１ＩＣ層をスプレー熱分解によって付着させた後に、アルゴン又はＮ2などの不活性ガスを基材にわたって吹き付けて、塵埃粒子を除去又は移動させることができる。また、第２ＩＣ層は、塵埃粒子の元の位置が変更されているので、第１ＩＣ層内のピンホールを覆うようにスプレー熱分解によって頂部に付着させることもできる。
【０１６０】
第４層：ＳＰにより付着された第２（又は第２）ＥＣ層。アノードエレクトロクロムは、イオン挿入によってさらに透明になる。いくつかの典型的なアノードエレクトロクロムは、酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ又はＮｉ2Ｏ3）、ＩｒＯ2、及びプルシアンブルー（Ｆｅ7（ＣＮ）18・１４Ｈ2Ｏ）である。ＮｉＯのＳＰ付着プロセスの一例として、０．２５ＭのＮｉ（ＮＯ3）2・６Ｈ2Ｏのアルコール溶液を前駆体として製造する。次いで、この溶液を約３００℃（±１００℃）の温度で基材上にスプレーして、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍの範囲内、例えば約１５０ｎｍの厚さを有する被膜を形成させる。
【０１６１】
リチウムイオンＬｉ+を使用する場合には、これらをこの段階で多層フィルムに導入することができる。これを行うための方法の一つは、アノードＥＣ層の前駆体にリチウム化合物を添加することである。別の方法は、アノードＥＣ層を付着させた後に該層にＬｉ+を電気化学的に（例えば、湿式サイクル）インターカレートすることである。Ｌｉ+が他のＥＣ層に移動するのを防止するために、また望ましくない副反応を防止するために、電気化学的プロセス中に電圧を慎重に制御しなければならない。
【０１６２】
第５層：ＴＣ層は、任意にＳＰを介して、又はスパッタリングや蒸発などの他の標準的な技術を介して付着させることができる。この材料は、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、それらの酸化物、それらの誘導体、ドーパント変種、それらの合金又はそれらの組み合わせであることができる。透明導電体層のシート抵抗（Ｒｓ）は、約１Ω／ｓｑ（Ω／平方）〜約５０Ω／ｓｑの範囲内とすることができる。
【０１６３】
第６層（任意）：任意にＳＰを介して又は蒸着、スパッタリング、及びＣＶＤなどの別の薄膜付着技術を介して付着される反射防止（ＡＲ）及び保護層。この材料は、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ2Ｏ3）、アルミン酸ケイ素、それらのケイ酸塩、それらのアルミン酸塩、それらの酸化物、それらの誘導体、それらのドーパント変種、それらの合金又はそれらの組み合わせなどの絶縁及び透明酸化物の一つであることができる。この層の厚さは、特に明所スペクトルにおいて多層膜全体の透過率を高める（ＡＲ効果）ように選択される。この第６層の付着の前後に、多層膜と共に基材を、真空、アルゴンなどの不活性ガス中において約３００℃〜約７００℃の範囲内の温度で又は空気中において約１０分〜約３０分の範囲内の時間にわたって熱処理する。
【０１６４】
別の実施形態では、第６層は、透明接着剤を介してスタックに積層された保護透明プラスチックシート（例えば、約１０μｍ〜約１，０００μｍの範囲内の厚さを有する）とすることができる。第６層が保護透明プラスチックシートである場合には、いくつかの例では、保護透明プラスチックシートの溶融を避けるために、プラスチックシートをスタックに取り付ける前にスタック全体の熱処理を行うことができる。
【０１６５】
実施形態Ｄ．１の製造方法：
本明細書に記載の別の実施形態では、図５は、本明細書の実施形態、例えば実施形態Ｄ．１に記載されるようなエレクトロクロミックデバイスを製造するための装置を示す。
【０１６６】
図５に概略的に示すように、基材を異なるゾーンを通過させる場合に、これを洗浄し、ベルトキャリア上に導入することができる。予熱ゾーンでは、基材を所望の温度（この実施形態では３００℃）にまで均一に加熱し、次の３つのゾーンに移動させ、そこで第１ＥＣ、ＩＣ、及び第２ＥＣを連続的に付着させることができる。その後、基材及び透明な導体及び保護及び／又は反射防止被膜は、時間の節約のためにバッチプロセスにおいて付着後の熱処理を含むさらなる処理（図５には図示せず）の前に冷却ゾーンに入ることができる。任意に、図５のシステムにさらに多くのゾーンを導入して、これらの追加のプロセスを実行することができる。さらに、特に異なる層のために異なる熱分解温度を利用することができる実施形態の場合に、基材温度を維持又は変更するために、付着ゾーン間に加熱ゾーンを任意に追加することができる。
【０１６７】
なお、上記エレクトロクロミックデバイスの製造方法は、建築用窓の大量生産に使用するのに特に適している。一般に、変更可能ではあるが、建築用窓は、比較的大きな寸法、例えば、約０．１メートルより大きくかつ約５メートル又はそれ以上の長さ又は幅を有することができる。限定ではなく一例として、本明細書に記載の種類のエレクトロクロミックデバイスを含む建築用窓の寸法（長さ及び幅）の実用範囲は、約２．５メートル〜約３メートルの間とすることができる。
【０１６８】
解決手段Ｄ．２に相当する実施形態Ｄ．２：
この実施形態Ｄ．２の詳細は、以下を除き、実施形態Ｄ．１と同一である：
【０１６９】
・ＳＰの熱分解温度はもはや互いに類似しておらず、したがって層の各付着の間に基材の加熱又は冷却を利用する。上記の実施形態１．１に記載されたのと同じ化学溶液について、異なる熱分解温度は、第１ＥＣ→約２５０℃、イオン伝導体→約６５０℃、第２ＥＣ→約４００℃とすることができる。
【０１７０】
・約３００℃〜約７００℃の範囲内の温度で行われる最終熱処理は、各層の付着後に任意の個々の熱処理によって置き換えられ、各熱処理温度は実験的に最良のフィルム特性を与えるように選択される。
【０１７１】
解決手段Ｄ．３に相当する実施形態Ｄ．３：
この実施形態Ｄ．３の詳細は、次の点を除き実施形態Ｄ．１と同一である：
【０１７２】
・約３００℃〜約７００℃の範囲内の温度で行われる最終熱処理は、各層の付着後に任意の個々の熱処理によって置き換えられ、各熱処理温度は実験的に最良のフィルム特性を与えるように選択される。
【０１７３】
解決手段Ｄ．４に相当する実施形態Ｄ．４：
この実施形態Ｄ．４の詳細は、次の点を除き実施形態Ｄ．１と同一である：
【０１７４】
・ＳＰの熱分解温度はもはや互いに類似しておらず、したがって層の各付着の間に基材の加熱又は冷却を利用する。上記同じ化学溶液について、異なる熱分解温度は、第１ＥＣ→約２５０℃、イオン伝導体→約６５０℃、第２ＥＣ→約４００℃とすることができる。
【０１７５】
いくつかの他の代替実施形態及び実施例
一実施形態では、第１エレクトロクロミック（ＰＥＣ）層と第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層との間に配置されたＩＣ層を含むエレクトロクロミックデバイスであって、該ＩＣ層が約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の濃度の高温吸湿性材料を含むものを、ＩＣ層、ＰＥＣ層、又はＳＥＣ層の１つ以上に含める。
【０１７６】
一例では、水は、吸湿性材料によって導入され保持される。別の例では、デバイスは、リチウムイオン系エレクトロクロミックデバイスである。別の例では、デバイスはプロトン系エレクトロクロミックデバイスである。別の例では、ＩＣ層は、１種以上のイオン伝導体材料を含み、典型的なイオン伝導体材料は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ）、ケイ酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ）、アルミン酸地理有無（Ｌｉ−Ａｌ−Ｏ）、リチウムシリアルミネート（Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ）、それらの合金、それらの水和物、それらの誘導体又はそれらの組み合わせから選択できる。別の例では、イオン伝導体材料は、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせから選択される。別の例では、ＩＣ層は、約０．５％〜約３０％の範囲内のイオン伝導体材料の重量濃度を含む。別の例では、イオン伝導体材料の濃度は、約１％〜約１０％の範囲内である。別の例では、ＩＣ層は水を含む。別の例では、ＩＣ層は、約０．１％〜約３０％の範囲内の水の重量濃度を含む。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は吸湿性材料を含む。別の例では、吸湿性材料は、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせから選択される。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は、約０．５％〜約３０％の範囲内の吸湿性材料の重量濃度を含む。別の例では、吸湿性材料の濃度は、約１％〜約１０％の範囲内である。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は水を含む。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は、約０．１％〜約３０％の範囲内の水の重量濃度を含む。
【０１７７】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、ＰＥＣ層と第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層との間に配置されたＩＣ層を有するエレクトロクロミックスタック；上部及び下部導体層、ここで、該エレクトロクロミック積層体が該上部導体層と該下部導体層との間に配置され；水が該エレクトロクロミックスタックから逃げないように該上部導体層上に配置された疎水性保護層とを備える。
【０１７８】
一例では、疎水性保護層は、二酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ケイ素、それらの誘導体、それらのドーパント変種、又はそれらの組み合わせから選択される疎水性材料を含む。別の例では、疎水性材料は疎水性重合体を含む。別の例では、上部導体層及び下部導体層は透明である。別の例では、疎水性材料層の厚さは、疎水性材料層が反射防止層として機能するように選択される。別の例では、この方法は、上部導体層上に配置された反射防止層をさらに含む。他の例では、デバイスは電池である。別の例では、電池は、リチウムイオン系電池、プロトン系電池、又は薄膜電池である。
【０１７９】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスの製造方法は、基材上に配置されたＰＥＣ層上にＩＣ層を形成させ、該ＩＣ層上に第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層を形成させることを含み、該ＩＣ層、ＰＥＣ層、又はＳＥＣ層は、独立に、約１重量％〜約３０重量％の範囲内の濃度の高温吸湿性材料を含む。
【０１８０】
別の例では、この方法は、吸湿性材料によって保持されるべき水を導入することをさらに含む。別の例では、ＩＣ層は、スプレー熱分解、ゾル−ゲル堆積、スパッタリング、ＣＶＤ、電気メッキ、熱又は電子ビーム蒸着によって付着される。別の例では、ＩＣ層は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ）、ケイ酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ）、アルミン酸リチウム（Ｌｉ−Ａｌ−Ｏ）、リチウムシリアルミネート（Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ）、それらの合金、それらの水和物、それらの誘導体、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。別の例では、この方法は、動作のためにデバイスを密封する前に吸湿性材料を水和させることをさらに含む。
【０１８１】
別の例では、ＩＣ層は高温吸湿性材料を含む。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は吸湿性材料も含む。別の例では、ＰＥＣ層又はＳＥＣ層は吸湿性材料も含む。
【０１８２】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスの製造方法は、ＰＥＣ層と第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層との間にＩＣ層を有するエレクトロクロミックスタックを形成させ、上部導電体層と下部導体層との間にエレクトロクロミック積層体を配置し、上部及び下部導体層上に疎水性材料を配置して、水がエレクトロクロミックスタックから逃げないようにすることを含む。
【０１８３】
別の例では、疎水性材料は、二酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ケイ素、それらの誘導体、そのドーパント変種、又はそれらの組み合わせから選択される。別の例では、疎水性材料は疎水性重合体を含む。
【０１８４】
別の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造は、イオンインターカレーションでさらに透明になる第１カソードエレクトロクロムと、脱色状態では同様の屈折率及び着色状態では異なる屈折率の第２カソードエレクトロクロムとの粗大粒子薄膜混合物を含む。
【０１８５】
別の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造体は、イオンインターカレーションでさらに透明になる第１カソードエレクトロクロムと、脱色状態では同様の屈折率及び着色状態では異なる屈折率を有するイオン伝導体との粗大粒子薄膜混合物を含む。別の例では、カソードエレクトロクロミック材料としては、ＷＯ3、ＭｏＯ3又はＮｂ2Ｏ5を含む。別の例では、第１カソードエレクトロクロムは、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の粒径を有する粒子を含む。
【０１８６】
別の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造体は、イオンインターカレーションでさらに暗くなる第１アノードエレクトロクロムと、脱色状態では同様の屈折率及び着色状態では異なる屈折率の第２アノードエレクトロクロムとの粗大粒子薄膜混合物を含む。
【０１８７】
別の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造体は、イオンインターカレーションによって暗くなる第１アノードエレクトロクロムと、脱色状態では同様の屈折率及び着色状態では異なる屈折率のイオン伝導体材料との粗大粒子薄膜混合物を含む。
【０１８８】
別の例では、アノードエレクトロクロミック材料としては、ＮｉＯ、ＩｒＯ2、又はＣｒ2Ｏ3が挙げられる。別の例では、アノードエレクトロクロムは、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の粒径を有する粒子を含む。別の例では、イオン伝導体材料は、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、リチウムリンオキシニトリド（Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ）、ケイ酸リチウム（Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ）、アルミン酸リチウム（Ｌｉ−Ａｌ−Ｏ）、リチウムシリアルミネート（Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ）、それらの合金、それらの水和物、それらの誘導体又はそれらの混合物から選択される。
【０１８９】
別の実施形態では、エレクトロクロミック構造の製造方法は、スプレー中の溶媒が減少したスプレー熱分解を使用してＳｎＯ2：Ｆが被覆されたガラス基材上にＶ−ＷＯ3又はＴｉＯ2の大きな粒子を生成し；及びスプレー液滴を広げて粗い粒子にわたって平坦化して比較的滑らかな膜を形成させるために、通常よりも多くの溶媒を含有するＷＯ3を用いたスプレー熱分解を使用することを含む。
【０１９０】
別の例では、この方法は、エレクトロクロミック構造の頂部上にＩＣ、相補型エレクトロクロミック層及びＴＣのフィルム層を付着させることをさらに含む。別の例では、大きな粒子は、約２０ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲内の粒径を有する。
【０１９１】
別の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスは、ＰＥＣ層と、ＰＥＣ層に相補的な第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層との間に配置されたＩＣ層を有するエレクトロクロミックスタックを備え、該エレクトロクロミックスタックは第１及び第２ＴＣ層間に配置され、該第１ＴＣ層は、１以上の分離ラインによって２つの電気的に絶縁されたセクションに分割された基材に隣接して該エレクトロクロミックスタックの底部に存在し、頂部上にある第２ＴＣ層は、１以上の分離ラインによって２つの電気的に絶縁されたセクションに分割され、その際、第１ＴＣについてのラインのいくつかは第２ＴＣについてのラインの一部と重複し；第１ＴＣ層には第１母線が適用され、第２ＴＣ層には第２母線が最小限の縁部漏れ電流で安価に適用される。
【０１９２】
別の例では、底部にある第１ＴＣ層における多数の分離ラインは、頂部にある第２ＴＣ層の分離ラインと重複する１つ以上の領域と共に増加する。別の例では、第２ＴＣ層内の１以上の分離ラインは、第１ＴＣ層の２つの分離ラインに重複する。別の例では、第１ＴＣ層の２つの分離ラインは、第２ＴＣ層の分離線よりも広くして重複の可能性が高められる。別の例では、第１ＴＣ層の１つ以上の底部分離ラインは、頂部分離ラインと重複する機会を高めるために、６つ以上の近接した間隔のラインを含む。
【０１９３】
別の実施形態では、スプレー熱分解を使用したエレクトロクロミックデバイスの製造方法は、第１パターニングマスクを介して第１ＴＣ及びエレクトロクロミック（ＥＣ）層を付着させ；該第１パターニングマスクの開口面積よりも大きい開口面積を有する第２パターニングマスクを介してＥＣ層上にＩＣ層を付着させ；該第１パターニングマスクの開口面積よりも小さい開口面積を有する第３パターニングマスクを介して、該ＥＣ層上に該第１ＥＣ層と相補的な第２ＥＣ層と第２ＴＣ層とを含む１つ以上の追加層を付着させることを含み、これら３つのマスクは、第１ＴＣ層が第２ＴＣ層と短絡するのを防止し、かつ、短絡なしに母線を第１及び第２のＴＣ層に適用することを可能にする。
【０１９４】
別の実施形態では、単一のパターニングマスク及び２組の分離ラインを使用してエレクトロクロミックデバイスを製造する方法であって、該方法は、第１ＴＣ層がプレコートされた基材に底部分離ラインを形成して２つの電気的に絶縁されたセクションを生じさせ；ＰＥＣ層、ＩＣ層、第２エレクトロクロミック（ＳＥＣ）層及び第２ＴＣ層を、シャドウマスクを介して底部分離ライン上に付着させ；第２ＴＣ層を切断するが第１ＴＣ層を切断しない頂部分離ラインを適用し、第２ＴＣ層のための２つの電気的に分離されたセクションを生じさせ；第１母線を第１ＴＣ層に接続し、第２母線を第２ＴＣ層に接続することを含む。
【０１９５】
別の例では、この方法は、第１及び第２のＴＣ層上に反射防止保護層を形成させることをさらに含む。別の例では、分離ラインは、サンドブラスト、研削砥石又はレーザアブレーションを介して第１又は第２のＴＣ層に形成される。別の例では、母線は、シルクスクリーン、電気めっき、又は超音波はんだ付けプロセスを介して適用される。別の例では、層の少なくとも１つがスプレー熱分解を使用して付着されるデバイス及び方法である。
【０１９６】
別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体層を備え、該３層は、全て、同様の基材熱分解温度でスプレー熱分解によって付着され、これら３層の付着後に同じ温度で一緒に熱処理され、イオン伝導度を高めるために多孔質構造を有する。別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備え、該３層は、全てスプレー熱分解によって付着され、高いイオン伝導度を生じさせるために多孔質構造を有する。
【０１９７】
別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備え、該３層は、全て同様の基材熱分解温度でスプレー熱分解によって付着され、より高いイオン伝導度を生じさせるために多孔質構造を有する。別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備え、３つの層は全てスプレー熱分解によって付着され、より高いイオン伝導率を生じさせるために多孔質構造を有する。
【０１９８】
別の例では、イオン伝導体層は、約５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内の厚さを有する。別の例では、イオン伝導体層は、そのイオン伝導性と比較して低い電子伝導性を有する。例として、ここで使用するときに、「低い電子伝導性」とは、イオン伝導率が電子伝導率よりも少なくとも５倍高いことを意味する。別の例では、ＩＣは、リチウムイオン及び／又はプロトンを伝導するように構成される。別の例では、スプレー熱分解プロセスの間に、イオンが１つ以上の層に導入される。別の例では、３つの層の少なくとも１つは、主として無機酸化物材料を含む。別の例では、第１及び第２エレクトロクロミック層の一方又は両方は、リチウムイオン及び／又はプロトンを内部に含む。別の例では、３つの層は、第１及び第２透明導体層間に配置される。別の例では、２つの透明導電体層のうちの少なくとも１つをスプレー熱分解によって付着させて５層スタックを形成する。別の例では、保護層及び／又はＡＲ頂部層が５層スタックの頂部に付着される。別の例では、頂部層はスプレー熱分解によって付着される。別の例では、スプレー熱分解プロセスは、圧力、静電、超音波、又はこれらの組み合わせに基づく噴霧器を使用する。別の例では、３つの層は、全て０．１メートルを超える長さ及び／又は幅を有する基材上の領域を覆う。
【０１９９】
別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスを製造する方法であって、該デバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備える少なくとも３つの層を有し、該方法は、該基材上に第１エレクトロクロミック層を付着させ、該第１エレクトロクロミック層上に該イオン伝導体及び該第２エレクトロクロミック層を付着させ、それによって該第１及び第２エレクトロクロミック層間に該イオン伝導体層が配置され、該第１エレクトロクロミック層、イオン伝導体層及び第２エレクトロクロミック層の２層以上を同様の基材熱分解温度でスプレー熱分解によって付着させ；及び該３層の付着後に共通の温度で該２層以上を一緒に熱処理することを含む。別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスを製造する方法であって、該装置は、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備える少なくとも３層を有し、該方法は、該３層のうち２層以上を互いの頂部にスプレー熱分解により付着させることを含む。別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスを製造する方法であって、該デバイスは、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備える少なくとも３層を有し、該方法は、該３層のうちの２層以上を同様の基材熱分解温度でスプレー熱分解によって付着させることを含む。
【０２００】
別の実施形態では、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスを製造する方法であって、第１エレクトロクロミック層と第２エレクトロクロミック層との間に配置されるイオン伝導体を備える少なくとも３層を有し、該方法は、該３層のうちの２層以上をスプレー熱分解によって付着させ；該３層の付着後に共通の温度で該２層以上を一緒に熱処理することを含む。
【０２０１】
別の例では、イオン伝導体層は、約５ｎｍ〜約１，０００ｎｍの範囲内の厚さを有する。別の例では、イオン伝導体層は、そのイオン伝導性と比較して低い電子伝導性を有する。例として、ここで使用するときに、「低い」とは、イオン伝導率が電子伝導率よりも少なくとも５倍高いことを意味する。別の例では、ＩＣは、リチウムイオン及び／又はプロトンを伝導するように構成される。別の例では、スプレー熱分解プロセス中に、イオンが１つ以上の層に導入される。別の例では、３層の少なくとも１つは、主として無機酸化物材料を含む。別の例では、第１及び第２エレクトロクロミック層の一方又は両方はリチウムイオン及び／又はプロトンを含む。別の例では、スプレー熱分解中にイオンが１つ以上の層に導入される。別の例では、３層は、第１及び第２透明導体層間に配置される。別の例では、２つの透明導電体層の少なくとも１つがスプレー熱分解によって付着されて５層スタックを形成する。別の例では、保護層及び／又はＡＲ頂部層が５層スタックの頂部上に付着される。別の例では、頂部層はスプレー熱分解によって付着される。別の例では、スプレー熱分解プロセスは、圧力、静電、超音波、又はこれらの組み合わせに基づく噴霧器を使用する。別の例では、スプレー熱分解及び熱処理は、高いイオン伝導度を特徴とする多孔質構造を処理加工する。
【０２０２】
別の実施形態では、ＩＣは、ＩＣ材料の層と、該ＩＣ層に取り入れられた界面活性剤材料とを含む。
【０２０３】
別の実施形態では、ＩＣの製造方法は、スプレー熱分解を使用して第１ＩＣ層を付着させ；最終ＩＣ層のピンホールの数及びサイズを減少させるために、界面活性剤をＩＣ層用スプレー熱分解溶液に添加することを含む。別の実施形態では、ＩＣの製造方法は、スプレー熱分解を使用して第１ＩＣ層を付着させ；該第１ＩＣ層にわたって不活性ガスを吹き付けて、該第１ＩＣ層から塵埃を除去又は移動させ；及びスプレー熱分解を使用して該第１ＩＣ層上に第２ＩＣ層を付着させることを含む。
【０２０４】
他の実施形態では、エレクトロクロミック材料構造、エレクトロクロミック材料構造の製造方法、エレクトロクロミックデバイス、単一パターニングマスク及び２組の分離ラインを使用してエレクトロクロミックデバイスを製造する方法、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイス、基材に適用されるエレクトロクロミックデバイスの製造方法及びＩＣの製造法であって、複数の層を共通の基材上にスプレー熱分解によって付着させ、上記の共通の温度で一緒にアニールする。さらに、粗さ、曇り、ピンホール、亀裂及び電気的短絡を低減させるために層の１以上又は全てが平坦化層であるモノリシック全固体状態エレクトロクロミックスタックである。
【０２０５】
上記説明は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の他の及びさらなる実施形態をその基本的な範囲から逸脱することなく考案でき、その範囲は特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【０２０６】
１００ａ  エレクトロクロミックデバイス
１００ｂ  エレクトロクロミックデバイス
１０２  基材
１１０  下部透明導電体層
１１２  上部表面
１２０  第１エレクトロクロミック層
１２２  上部表面
１３０  イオン伝導体層
１３２  上部表面
１４０  第２エレクトロクロミック層
１４２  上部表面
１５０  透明導電体層
１５２  上部表面
１６０  反射防止層
【図１Ａ】
2017520808.tif 000004
【図１Ｂ】
2017520808.tif 000005
【図２】
2017520808.tif 000006
【図３Ａ】
2017520808.tif 000007
【図３Ｂ】
2017520808.tif 000008
【図４Ａ】
2017520808.tif 000009
【図４Ｂ】
2017520808.tif 000010
【図４Ｃ】
2017520808.tif 000011
【図４Ｄ】
2017520808.tif 000012
【図４Ｅ】
2017520808.tif 000013
【図５】
2017520808.tif 000014
【国際調査報告】
2017520808.tif 000015
2017520808.tif 000016
2017520808.tif 000017