特許 6266618 薄膜切換可能光学的デバイスの駆動

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6266618

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】薄膜切換可能光学的デバイスの駆動

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/163 20060101AFI20180115BHJP

   G02F 1/15 20060101ALI20180115BHJP

   G09G 3/38 20060101ALI20180115BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20180115BHJP

   G09G 3/19 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/163

   G02F1/15 502

   G09G3/38

   G09G3/20 621F

   G09G3/20 670J

   G09G3/20 680H

   G09G3/20 624D

   G09G3/19

【請求項の数】24

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2015-526607(P2015-526607)

(86)(22)【出願日】2013年8月5日

(65)【公表番号】特表2015-530613(P2015-530613A)

(43)【公表日】2015年10月15日

(86)【国際出願番号】US2013053625

(87)【国際公開番号】WO2014025690

(87)【国際公開日】20140213

【審査請求日】2016年8月5日

(31)【優先権主張番号】61/680,221

(32)【優先日】2012年8月6日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/682,618

(32)【優先日】2012年11月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】509335373

【氏名又は名称】ビュー， インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】プラダン、アンシュ

(72)【発明者】

【氏名】マハタニ、ディシャ

(72)【発明者】

【氏名】ジャック、ゴードン

【審査官】 磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００６２９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 欧州特許出願公開第００４４５７２０（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開平０３−０５６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２９４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３６２８０６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１５−１／１９

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０９Ｇ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する制御装置であって、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加するための命令を提供する回路と、
処理構成要素であって、以下の操作、
（ｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移するべきであることを決定することと、
（ｉｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移するべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの前記バスバー間に第１の印加電圧を供給することと、を実行するように設計または構成された、処理構成要素と、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記バスバー間における前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの領域の全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの損傷を安全に回避する最大実効電圧と、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動する１ボルトの最小実効電圧との間の実効電圧が得られるような大きさを有し、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大きく、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバーの間は、少なくとも３０インチの距離で隔離された、制御装置。

【請求項2】

前記処理構成要素が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移の過程において前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の印加電圧から下げるように設計または構成される、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記最大実効電圧が２．５ボルト以下である、請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の制御装置と、
前記制御装置に電気的に結合されたバスバーを有する薄膜エレクトロクロミックデバイスと、を備え、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバーの間は、少なくとも３０インチの距離で隔離された、エレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。

【請求項5】

前記バスバーが、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの両側に配置される、請求項４に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。

【請求項6】

前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、建築用ガラス上に配置される、請求項４に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。

【請求項7】

前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、少なくとも４０インチの距離で隔離されたそのバスバーを有する、請求項４に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。

【請求項8】

前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、それぞれシート抵抗Ｒ_Ｓを有する２つの透明導電性層を有し、前記バスバーが距離Ｌで隔離され、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、３ボルトよりも大きなＲ_Ｓ^＊Ｊ^＊Ｌ^２の値を有する、請求項４に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。

【請求項9】

薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する制御装置であって、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加する命令を提供する回路と、
前記回路を制御する命令を記憶する媒体と、を備え、前記命令が、
（ｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移するべきであることを決定するコードと、
（ｉｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの前記バスバー間に第１の印加電圧を供給するコードと、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記バスバー間における前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの領域の全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの損傷を安全に回避する最大実効電圧と、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動する１ボルトの最小実効電圧との間の実効電圧が得られるような大きさを有し、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大きく、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバーの間は、少なくとも３０インチの距離で隔離された、制御装置。

【請求項10】

命令を記憶する前記媒体が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移の過程において前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の印加電圧から下げるためのコードをさらに含む、請求項９に記載の制御装置。

【請求項11】

前記最大実効電圧が２．５ボルト以下である、請求項９に記載の制御装置。

【請求項12】

命令を記憶する前記媒体が、前記第１の印加電圧に達するまで、所定のランプレートで前記バスバーへの印加電圧をランピングするためのコードをさらに含む、請求項９に記載の制御装置。

【請求項13】

前記第１の印加電圧が、２．５ボルト〜５ボルトである、請求項９に記載の制御装置。

【請求項14】

命令を記憶する前記媒体が、所定の期間にわたって、前記バスバーに前記第１の印加電圧を保持するためのコードをさらに含む、請求項９に記載の制御装置。

【請求項15】

命令を記憶する前記媒体が、前記バスバーへの印加電圧を、前記第１の印加電圧から前記第１の印加電圧よりも小さな大きさを有する保持電圧までランピングするためのコードをさらに含む、請求項９に記載の制御装置。

【請求項16】

前記バスバーへの前記印加電圧を前記第１の印加電圧から保持電圧までランピングするためのコードが、所定のランプレートを指定する、請求項１５に記載の制御装置。

【請求項17】

薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する方法であって、
（ａ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであることを決定することと、
（ｂ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスのバスバー間に第１の印加電圧を供給することと、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記バスバー間における前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの領域の全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの損傷を安全に回避する最大実効電圧と、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動する１ボルトの最小実効電圧との間の実効電圧が得られるような大きさを有し、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大きく、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバーの間は、少なくとも３０インチの距離で隔離された、方法。

【請求項18】

前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移中に前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の印加電圧から下げることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記最大実効電圧が２．５ボルト以下である、請求項１７に記載の方法。

【請求項20】

前記第１の印加電圧に達するまで、所定のランプレートで前記バスバーに印加電圧をランピングすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項21】

前記第１の印加電圧が、２．５ボルト〜５ボルトである、請求項１７に記載の方法。

【請求項22】

所定の期間にわたって前記バスバーへの前記第１の印加電圧を保持することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項23】

前記バスバーへの印加電圧を前記第１の印加電圧から前記第１の印加電圧よりも小さい大きさを有する保持電圧までランピングすることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項24】

前記バスバーへの前記印加電圧を前記第１の印加電圧から保持電圧までランピングすることが、所定のランプレートで起こる、請求項２３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０１２年８月６日出願の米国特許仮出願第６１／６８０，２２１号および２０１２年１１月２０日出願の米国特許出願第１３／６８２，６１８号の利益を主張し、参照によりその全体が全ての目的のために本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

エレクトロクロミック（ＥＣ）デバイスは、典型的には（ａ）電位の印加に応じて層を通過して伝送される可視光線などの光学的特性を変える少なくとも１つのエレクトロクロミック材料、（ｂ）電気的短絡に対して絶縁しながら、イオン（例えば、Ｌｉ^＋）を通過させてエレクトロクロミック材料の内外に移動させ、光学特性を変化させるイオン導体（ＩＣ）、および（ｃ）電位が印加される透明導体層（例えば、透明導電性酸化物すなわちＴＣＯ）を含む多層スタックを備える。いくつかの例では、電位は、電子デバイスの両端からデバイスの表示領域を横切って印加される。透明導体層は、比較的高い電気伝導度を有するように設計される。エレクトロクロミックデバイスは、上述の層よりも多くの層、例えば着色または無着色のイオン貯蔵層などを有することができる。

【0003】

デバイス動作の物理的特性によって、エレクトロクロミックデバイスの適切な機能は、材料層を通過するイオンの移動、イオンを移動させるために必要な電位、透明導体層のシート抵抗、および他の因子などの多くの因子に依存する。エレクトロクロミックデバイスのサイズが増加するにつれて、エレクトロクロミック遷移を駆動するための従来の技術は不十分となる。例えば、従来の駆動プロファイルでは、無理にイオンを駆動して通過させることによってデバイスを損傷させないように、デバイスを十分に低い電圧で慎重に駆動すると、切換速度が遅くなる、または切換速度を上げるためにデバイスを高い電圧で動作させると、デバイスの早期劣化という犠牲を生じる。

【0004】

エレクトロクロミックデバイスを駆動するための改善された方法が必要である。

【発明の概要】

【0005】

本開示の態様は、大型のエレクトロクロミックデバイスのバスバーに駆動電圧を印加するための制御装置と制御方法とに関する。このデバイスは、多くの場合、建築用ガラスなどの窓に設けられる。特定の実施形態では、印加される駆動電圧は、エレクトロクロミックデバイスの全面にわたる遷移を駆動するために十分であるが、デバイスを損傷または劣化させない所定の大きさを有する。バスバー間の等距離の領域は最低実効電圧を受け、バスバーに近接する領域は最高実効電圧を受ける。印加される駆動電圧は、囲まれた範囲内にある実効電圧をエレクトロクロミックデバイスの表面の全ての場所に生成する。この範囲の上限は、デバイスが短期間または長期間のうちに性能に影響する損傷または劣化を受けると予想される電圧を安全に下回る。この範囲の下限は、エレクトロクロミックデバイスの光学的状態間の遷移が比較的迅速に起こる実効電圧である。バスバー間に印加される電圧のレベルは、囲まれた範囲内の実効電圧の最大値よりも大幅に大きい。

【0006】

本開示の一態様は、薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する制御装置に関する。この制御装置は、（ａ）薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加する命令を提供するための回路と、（ｂ）処理構成要素と、によって特徴付けられ得る。処理構成要素（ｂ）は、以下の動作、すなわち（ｉ）薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであることを決定することと、（ｉｉ）薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、薄膜エレクトロクロミックデバイスのバスバー間に第１の印加電圧を保持することと、を実行するように設計または構成され得る。第１の印加電圧の大きさは、薄膜エレクトロクロミックデバイスの全ての場所で、薄膜エレクトロクロミックデバイスへの損傷を安全に回避すると特定される最大実効電圧と第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移を駆動するために十分であると特定される最小実効電圧との間の実効電圧を受けることを保証するのに十分である。さらに、第１の印加電圧は、最大実効電圧よりも大幅に大きい。

【0007】

特定の実施形態では、これは、第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移中に薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で実効電圧を維持することによって達成される。このような場合には、これは、第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移の過程でバスバー間の第１の印加電圧の大きさを第１の電圧から下げることによって達成される。

【0008】

特定の実施形態では、制御装置は、約２．５ボルト以下の最大実効電圧および約１．２Ｖ以上の最小実効電圧を有し得る。

【0009】

本発明の別の態様は、制御装置に電気的に結合されたバスバーを有する薄膜エレクトロクロミックデバイスを備えて上述の制御装置によって特徴付けられる、エレクトロクロミックデバイスおよび制御システムに関する。

【0010】

特定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイスおよび制御システムは、薄膜エレクトロクロミックデバイスの両側に配置されたバスバーを有する。他の場合では、バスバーは、少なくとも３０インチの距離で隔離される。さらに他の場合では、バスバーは、少なくとも４０インチの距離によって隔離される。

【0011】

特定の実施形態では、薄膜エレクトロクロミックデバイスは、建築用ガラス上に配置される。他の実施形態では、薄膜エレクトロクロミックデバイスは、少なくとも約３０インチの幅を有する。

【0012】

一実施形態では、薄膜エレクトロクロミックデバイスは、それぞれがシート抵抗Ｒ_Ｓを有する２つの透明導電性層を有し、バスバーは距離Ｌで隔離され、薄膜エレクトロクロミックデバイスは、約３Ｖよりも大きなＲ_Ｓ^＊Ｊ^＊Ｌ^２の値を有する。

【0013】

本発明の別の態様は、薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御するための制御装置に関する。この制御装置は、（ａ）薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加する命令を提供する回路と、（ｂ）その回路を制御するための命令を保存する媒体と、によって特徴付けられ得る。命令を保存する媒体は、（ｉ）薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであることを決定するためのコードと、（ｉｉ）薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、薄膜エレクトロクロミックデバイスのバスバー間に第１の印加電圧を保持するためのコードと、を含む。この第１の印加電圧は、薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で、薄膜エレクトロクロミックデバイスへの損傷を安全に回避すると特定される最大実効電圧と第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移を駆動するために十分であると特定される最小実効電圧との間の実効電圧を受けることを保証するように選択される。さらに、その第１の印加電圧は、最大実効電圧よりも大幅に大きい。

【0014】

特定の実施形態では、命令を保存する媒体は、第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移中に薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で実効電圧を維持するためのコードによって特徴付けられる。この場合、これは、第１の光学的状態から第２の光学的状態への遷移の過程でバスバー間の第１の印加電圧の大きさを第１の電圧から下げるためのコードを有することによって達成される。

【0015】

命令を保存する媒体の別の特徴は、第１の印加電圧に達するまで、所定のランプレートでバスバーへの印加電圧をランピングするためのコードを含む。さらに別の特徴は、所定の期間にわたってバスバーへの第１の印加電圧を保持するためのコードを含む。

【0016】

さらに、命令を記憶する媒体は、第１の印加電圧よりも小さい大きさを有する保持電圧までバスバーへの印加電圧を第１の印加電圧からランピングするためのコードを有する。そのような実装形態では、バスバーへの印加電圧を第１の印加電圧から保持電圧までランピングするためのコードは、所定のランプレートを指定する。

【0017】

特定の実装形態では、制御装置は、約２．５ボルト以下の最大実効電圧および約１．２ボルト以上の最小実効電圧を有し得る。制御装置は、約２．５〜５ボルトの第１の印加電圧を提供することができる。

【0018】

これらおよび他の特徴および利点は、関連する図面を参照して以下でより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1A】平面バスバー配置を概略的に示す。

【図1B】透明導電性層上の位置の関数としての個々の透明導電性層上の局所電圧の単純化プロットを示す。

【図1C】デバイスを横切る位置の関数としてのＶ_ｅｆｆの単純化プロットを示す。

【図2】Ｖ_ａｐｐの固定値と様々なデバイス寸法（バスバー隔離）に関する電圧プロファイルを示す。

【図3】Ｖ_ｅｆｆを適当なレベルに維持するために必要な異なる値で供給されるＶ_ａｐｐと様々なデバイス寸法に関する電圧プロファイルを示す。

【図4】固定および可変Ｖ_ａｐｐを使用する様々なデバイス寸法に関するデバイス着色プロファイル（Ｖ_ｅｆｆ対位置）を示す。４つの曲線の個々のセットにおいて、上側曲線は最小デバイス（１０インチ）に関し、最下位の曲線は最大デバイス（４０インチ）に関する。

【図5】Ｖ_ａｐｐの固定従来値を使用するときの３つの異なるデバイス寸法に関して、デバイス位置の関数としてのＶ_ＴＣＬおよびＶ_ｅｆｆを示す。

【図6】安全なＶ_ｅｆｆを維持しながら遷移を駆動するために最適化されたＶ_ａｐｐの可変値を使用するときの３つの異なるデバイス寸法に関して、デバイス位置の関数としてのＶ_ＴＣＬおよびＶ_ｅｆｆを示す。

【図7】エレクトロクロミックデバイスを消色から着色へ、および着色から消色へ駆動することに関連する電圧および電流プロファイルを描くグラフである。

【図8】エレクトロクロミックデバイスを消色から着色へ駆動することに関連する特定の電圧および電流プロファイルを描くグラフである。

【図9】２つのライトを備える例示的なエレクトロクロミック窓の断面等角透明図である。

【図10】窓制御装置および関連の構成要素の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

典型的なエレクトロクロミックデバイスの色遷移の駆動は、デバイス上の２つの隔離したバスバーに所定の電圧を印加することによって達成される。このようなデバイスでは、矩形の窓（図１Ａ参照）の小さい方の寸法に対して直角にバスバーを配置することが好都合である。これは、透明導電層が関連するシート抵抗を有するが、この配設によって電流がデバイスの領域全体を網羅するように移動しなければならないスパンを最短にすることができるので、導体層がそれぞれの領域全体を完全に充電するために必要な時間を縮小でき、したがってデバイスを遷移させる時間を縮小できるからである。

【0021】

印加電圧Ｖ_ａｐｐがバスバー全体に供給されている間、本質的にデバイスの全領域は、透明導電層のシート抵抗およびデバイス全体の電位の抵抗降下によって局所の実効電圧（Ｖ_ｅｆｆ）は低下する。デバイスの中心（２つのバスバー間の中間の位置）は、多くの場合、最低値のＶ_ｅｆｆを有する。これは、多くの場合、デバイスの中心に許容できないほど小さい光学的切換範囲および／または許容できないほど遅い切換時間をもたらす。これらの問題は、バスバーにより近いデバイスの端部には存在し得ない。これは、図１Ｂおよび図１Ｃを参照して以下で詳細に説明する。

【0022】

本明細書で使用されるように、Ｖ_ａｐｐは、エレクトロクロミックデバイス上の逆極性の２つのバスバーに印加される電位の差を意味する。以下に説明するように、個々のバスバーは、隔離した透明導電性層に電気的に接続される。透明導電性層の間には、エレクトロクロミックデバイス材料が挟まれる。個々の透明導電性層は、接続されたバスバーからの電位降下をバスバーから離れた場所に生じる。一般的に、バスバーからの距離が大きくなるほど、透明導電層内の電位降下が大きくなる。透明導電性層の局所の電位は、本明細書ではしばしばＶ_ＴＣＬとして参照される。示されるように、逆極性のバスバーは、典型的にはエレクトロクロミックデバイスの表面を横切って互いから横方向に隔離される。用語Ｖ_ｅｆｆは、エレクトロクロミックデバイス上の任意の特定の位置（デカルト空間におけるｘ、ｙ座標）にある正の透明導電層と負の透明導電層との間の電位を指す。Ｖ_ｅｆｆが計測される箇所では、それらの２つの透明導電層は、ｚ方向に（ＥＣデバイス材料によって）隔離され、同じｘ、ｙ座標を共有する。

【0023】

本開示の態様は、バスバーに印加される電圧が、エレクトロクロミックデバイスの表面全体の遷移を駆動するとともに、デバイスを損傷または劣化させないレベルにある制御装置および制御方法に関する。この印加電圧は、囲まれた範囲内にある実効電圧をエレクトロクロミックデバイスの表面の全ての場所に生成する。この範囲の上限は、デバイスが短期間または長期間のうちに性能に影響する損傷または劣化を受けるレベルよりも安全に低い電圧に関連付けられ得る。この範囲の下限は、エレクトロクロミックデバイスの光学的状態間の遷移が比較的迅速に起こる実効電圧である。バスバー間に印加される電圧のレベルは、囲まれた範囲内のＶ_ｅｆｆの最大値よりも大幅に大きい。

【0024】

図１Ａは、平面構成を有するバスバーを備えるエレクトロクロミックライト１００の上面図を示す。エレクトロクロミックライト１００は、第１の導電性層１１０上に配置された第１のバスバー１０５と、第２の導電性層１２０上に配置された第２のバスバー１１５とを備える。エレクトロクロミックスタック（図示せず）は、第１の導電性層１１０と第２の導電性層１２０との間に挟まれる。図示のように、第１のバスバー１０５は、第１の導電性層１１０の片側を実質的に横切って延在し得る。第２のバスバー１１５は、第１のバスバー１０５が上に配置されたエレクトロクロミックライト１００の側面と反対側の第２の導電性層１２０の片側を実質的に横切って延在し得る。いくつかのデバイスは、製造を複雑にするが、例えば全ての４つの端部に余分のバスバーを有し得る。平面構成されたバスバーを備えるバスバー構成の詳細な説明は、２０１２年４月２０日に出願された米国特許出願第１３／４５２，０３２号に見出され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0025】

図１Ｂは、例えば消色状態から着色状態にエレクトロクロミックライト１００の遷移を駆動する第１の透明導電性層１１０内の局所の電圧と第２の透明導電性層１２０内の電圧のプロットを示すグラフである。プロット１２５は、第１の透明導電性層１１０内のＶ_ＴＣＬの局所の値を示す。図示のように、電圧は、シート抵抗および第１の導電性層１１０を通る電流によって、第１の導電性層１１０の左手側（例えば、第１のバスバー１０５が第１の導電性層１１０上に配置された場所および電圧が印加される場所）から第１の導電性層１１０の右手側に降下する。プロット１３０は、第２の導電性層１２０内の局所の電圧Ｖ_ＴＣＬも示す。図示のように、電圧は、第２の導電性層１２０のシート抵抗によって、第２の導電性層１２０の右手側（例えば、第２のバスバー１１５が第２の導電性層１２０上に配置された場所および電圧が印加される場所）から第２の導電性層１２０の左手側に増加する。この例のＶ_ａｐｐの値は、電位プロット１３０の右端部と電位プロット１２５の左端部との間の電圧の差である。バスバー間の任意の場所のＶ_ｅｆｆの値は、関心対象の場所に対応するｘ軸上の位置の曲線１３０の値と曲線１２５の値の差である。

【0026】

図１Ｃは、エレクトロクロミックライト１００の第１の導電性層１１０と第２の導電性層１２０との間のエレクトロクロミックデバイスを横切るＶ_ｅｆｆのプロットを示すグラフである。説明したように、実効電圧は、第１の導電性層１１０と第２の導電性層１２０との間の局所の電圧差である。より高い実効電圧を受けるエレクトロクロミックデバイスの領域は、より低い実効電圧を受ける領域よりも高速で光学的状態間を遷移する。図示のように、実効電圧は、エレクトロクロミックライト１００の中心で最低であり、エレクトロクロミックライト１００の両端部で最高である。デバイスを横切る電圧降下は、デバイスを通過する電流（エレクトロクロミックデバイス内の酸化還元反応を受けることができる層間の電流と酸化還元反応に関連するイオン電流の合計となる）による抵抗降下である。大きなエレクトロクロミック窓を横切る電圧降下は、窓の表示領域内に追加のバスバーを構成し、１つの大きな光学的窓を直列または並列で駆動される複数のより小さいエレクトロクロミック窓に事実上分割することにより、緩和することができる。しかしながら、この手法は、表示領域と表示領域内のバスバー（複数可）との間のコントラストに起因して美観上好ましくない。すなわち、表示領域内に邪魔となるバスバーを一切設けずにモノリシックのエレクトロクロミックデバイスを得ることによってはるかに見映えがよくなる。

【0027】

上述のように、窓サイズが増加するにつれて、バスバーに最も近い箇所（以下の説明ではデバイスの端部として参照される）とバスバーから最も離れた箇所（以下の説明ではデバイスの中心として参照される）との間のＴＣＯ層の抵抗が増加する。ＴＣＯを通過する固定電流の場合、ＴＣＯを横切る実効電圧降下が増加し、これによってデバイスの中心の実効電圧が縮小する。この影響は、典型的には窓面積が増加すると、窓の漏れ電流密度が一定に留まるが増加した面積によって全漏れ電流が増加するという事実によって悪化する。したがって、これらの両方の影響によって、エレクトロクロミック窓の中心の実効電圧が実質的に降下し、例えば直径が約３０インチよりも大きいエレクトロクロミック窓に関しては性能の低下が観測され得る。性能の低下の一部は、デバイスの中心が適当な実効電圧に達するようにより高いＶ_ａｐｐを使用することによって緩和されるが、この手法に伴う問題は、中心で適当な電圧に達するために必要となる窓の端部の典型的なより高い電圧が端部領域のエレクトロクロミックデバイスを劣化させる可能性があり、性能の低下につながる可能性があることである。

【0028】

典型的には、固体エレクトロクロミックデバイスに基づく窓に関する安全動作の範囲は、約０．５Ｖ〜４Ｖであり、またはより典型的には約１Ｖ〜約３Ｖ、例えば１．１Ｖ〜１．８Ｖである。これらは、Ｖ_ｅｆｆの局所の値である。一実施形態では、エレクトロクロミックデバイス制御装置または制御アルゴリズムは、Ｖ_ｅｆｆが常に３Ｖ未満である駆動プロファイルを提供し、別の実施形態では、制御装置は、Ｖ_ｅｆｆが常に２．５Ｖ未満であるようにＶ_ｅｆｆを制御し、別の実施形態では、制御装置は、Ｖ_ｅｆｆが常に１．８Ｖ未満であるようにＶ_ｅｆｆを制御する。当業者は、これらの範囲がデバイスの光学的状態間の両方の遷移（例えば、吸収デバイス内で消色（クリア）から彩色へ、および彩色から消色への遷移）に適用可能であることと、特定の遷移に関するＶ_ｅｆｆの値が異なり得ることと、を理解するであろう。記載された電圧値は、時間平均電圧を指す（平均時間は、小さい光学的応答に必要な時間規模であり、例えば数秒から数分である）。当業者は、この説明が固定電圧（固定ＤＣ）、固定極性（時間変化ＤＣ）または逆極性（ＤＣバイアスを備えるＡＣ、ＭＦ、ＲＦパワー等）を含む駆動機構の様々な類型に適用可能であることも理解するであろう。

【0029】

エレクトロクロミック窓のさらなる複雑さは、窓を介して引き出される電流が経時的に固定されないことである。もしくは、一状態から他の状態への初期遷移中に、デバイスを通過する電流は光学的遷移が完了する終了状態よりも実質的に大きい（最大で３０倍大きい）。デバイスの中心の貧弱な着色の問題は、中心のＶ_ｅｆｆが遷移期間の終了時であるものよりもさらに低いので、この初期遷移期間中にさらに悪化する。

【0030】

本明細書に記載のエレクトロクロミックデバイス制御装置および制御アルゴリズムは、上述の問題を克服する。上述のように、囲まれた範囲内にある実効電圧を印加電圧はエレクトロクロミックデバイスの表面の全ての場所に生成し、バスバー間に印加される電圧のレベルは、囲まれた範囲内のＶ_ｅｆｆの最大値よりも大幅に大きい。

【0031】

平面バスバーを備えたエレクトロクロミックデバイスの場合、平面バスバーを備えたデバイスを横切るＶ_ｅｆｆは、一般的に以下によって与えられることが示され、
［式１］
ΔＶ（０）＝Ｖ_ａｐｐ−ＲＪＬ^２／２
ΔＶ（Ｌ）＝Ｖ_ａｐｐ−ＲＪＬ^２／２ 式１
ΔＶ（Ｌ／２）＝Ｖ_ａｐｐ−３ＲＪＬ^２／４
式中、
Ｖ_ａｐｐは、エレクトロクロミック窓を駆動するためにバスバーに印加される電圧差であり、
ΔＶ（０）は、第１の透明導電層（以下の例では、ＴＥＣ型ＴＣＯ）に接続されたバスバーにおけるＶ_ｅｆｆであり、
ΔＶ（Ｌ）は、第２の透明導電層（以下の例では、ＩＴＯ型ＴＣＯ）に接続されたバスバーにおけるＶ_ｅｆｆであり、
ΔＶ（Ｌ／２）は、２つの平面バスバー間の中間であるデバイスの中心におけるＶ_ｅｆｆであり、
Ｒ＝透明導電層シート抵抗、
Ｊ＝瞬時局所電流密度、および
Ｌ＝エレクトロクロミックデバイスのバスバー間の距離である。

【0032】

透明導電層は、同じでなくても、計算のために実質的に同様のシート抵抗を有するとみなされる。しかしながら、当業者は、たとえ透明導電層が同様でないシート抵抗を有していても、抵抗性電圧降下および局所実効電圧の該当する物理学は同様に適用されることを理解するであろう。

【0033】

上述のように、特定の実施形態は、平面バスバーを有するデバイス内の光学的遷移を駆動するための制御装置および制御アルゴリズムに関する。このようなデバイスでは、逆極性の実質的に線形のバスバーが矩形または他の多角形のエレクトロクロミックデバイスの両側に配置される。いくつかの実施形態では、非平面バスバーを備えたデバイスが使用され得る。そのようなデバイスは、例えばデバイスの頂点に配置された角度付けされたバスバーを使用することができる。このようなデバイスでは、バスバー有効隔離距離Ｌは、デバイスおよびバスバーの幾何学的形状に基づいて決定される。バスバーの幾何学的形状および隔離距離の考察は、２０１２年４月２０日に出願された「Ａｎｇｌｅｄ Ｂｕｓ Ｂａｒ」と題する米国特許出願第１３／４５２，０３２号に見出され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0034】

Ｒ、Ｊ、またはＬが増加すると、デバイスを横切るＶ_ｅｆｆが減少し、したがって遷移中の、さらには最終の光学的状態のデバイス着色を遅延または減少させる。図２に示されるように、バスバー距離が１０インチから４０インチに増加すると、ＴＥＣおよびＩＴＯ層（上側プロットの曲線）を横切る電圧降下が増加し、これによってＶ_ｅｆｆ（下側の曲線）がデバイス全体で降下する。

【0035】

したがって、従来の駆動アルゴリズムを使用すると、１０インチおよび２０インチのエレクトロクロミック窓は効果的に切り換えることができるが、３０インチの窓は中心で限界性能を有することになり、４０インチの窓は窓全体で良好な性能を示さないことになる。これは、より大きなサイズの窓へのエレクトロクロミック技術のスケーリングを制限する。

【0036】

再び式１を参照すると、窓を横切るＶ_ｅｆｆはＶ_ａｐｐより少なくともＲＪＬ^２／２だけ低い。抵抗電圧降下が増加すると（窓サイズ、電流引き出し等の増加により）、損失の一部は、デバイスの端部のＶ_ｅｆｆを信頼性の劣化が起こる閾値未満に維持する値に限定してＶ_ａｐｐを増加させることにより、無効にすることができることが見出された。言い換えれば、両方の透明導電層が抵抗降下を受けることと、降下は関連するバスバーからの距離とともに増加し、したがってＶ_ＴＣＬは、両方の透明導電性層に関するバスバーからの距離とともに減少し、結果的にＶ_ｅｆｆがエレクトロクロミック窓全体にわたって減少することと、が認識された。

【0037】

印加電圧が安全なＶ_ｅｆｆの上限超のレベルまで増加するとき、実際のＶ_ｅｆｆは印加電圧のこの高値に実際には決して近づかない。バスバー近くの場所では、バスバーに接触する取り付けられた透明導電性層の電圧は非常に高いが、同じ場所で、逆極性の透明導電性層の電圧は導電性層の表面にわたる抵抗降下によって印加電圧にかなり近くなる。本明細書に記載された駆動アルゴリズムは、これを考慮に入れる。言い換えれば、バスバーに印加される電圧は、従来考えられたよりも高くすることができる。バスバーに提供される高いＶ_ａｐｐは、バスバーの近くに非常に高いＶ_ｅｆｆを提示すると想定され得る。しかしながら、窓のサイズおよび透明導電層内の抵抗降下を考慮するＶ_ａｐｐを使用することにより、安全であるが、適切に高いＶ_ｅｆｆがエレクトロクロミックデバイスの表面全体にわたって生じる。バスバーに印加される適切なＶ_ａｐｐは、小さいデバイスよりも大きいデバイスで大きくなる。これは、図３および関連する説明においてより詳細に示されている。

【0038】

図３を参照すると、エレクトロクロミックデバイスはＶ_ａｐｐを印加する制御機構を使用して駆動され、Ｖ_ｅｆｆは（図２と比較して）１．２Ｖの閾値電圧超に確実に留まる。必要とされるＶ_ａｐｐの増加は、約２．５Ｖから約４Ｖまで増加するＶ_ＴＣＬの最大値で見ることができる。しかしながら、これは、全てのデバイスに関して約２．４Ｖに留まるバスバー近くのＶ_ｅｆｆの増加につながらない。

【0039】

図４は、Ｖ_ａｐｐが異なるサイズのデバイスに対して固定された従来の手法と、Ｖ_ａｐｐが異なるサイズのデバイスに対して変化する新しい手法を比較するプロットを示す。デバイスサイズに対してＶ_ａｐｐを調整することにより、全ての場合においてＶ_ｅｆｆが閾値電圧超ではあるが安全範囲内に維持されるので、デバイス劣化の危険性を増加せずに、大きなエレクトロクロミック窓の性能（切換速度）を改善することができる。窓サイズ、透明導電性層類型、Ｒｓ、デバイスを通る瞬時電流密度などの与えられた窓メトリクスに関して調整された駆動アルゴリズムは、実質的に大きなエレクトロクロミック窓がデバイスを劣化させることなく、他の方法では不可能である適当な切換速度で機能することを可能にする。
Ｖ_ｅｆｆおよびＶ_ａｐｐパラメータ

【0040】

エレクトロクロミックデバイスの表面全体にわたって、Ｖ_ｅｆｆの範囲の上限および下限を制御することについて、さらに説明する。上述のように、Ｖ_ｅｆｆが非常に高いと、高い場所（複数可）のエレクトロクロミックデバイスを損傷または劣化させる。その損傷または劣化は、光学的切換範囲を縮小し得る不可逆的エレクトロクロミック反応、美観の劣化（ピンホールの出現、膜外観の局所的変化）、漏れ電流の増加、膜剥離等として現れ得る。多くのデバイスについて、Ｖ_ｅｆｆの最大値は、約４ボルトまたは約３ボルトまたは約２．５ボルトまたは約１．８ボルトである。いくつかの実施形態では、Ｖ_ｅｆｆの上限は、Ｖ_ｅｆｆの最大値が劣化を生じると予測される実際の値未満となるように緩衝範囲を含むように選択される。実際の値とＶ_ｅｆｆの最大値との間の差は、緩衝の大きさになる。特定の実施形態では、緩衝値は約０．２〜０．６ボルトである。

【0041】

実効電圧の範囲の下限は、エレクトロクロミックデバイスの光学的状態間の許容可能、かつ有効な遷移を提供するように選択されるべきである。この遷移は、電圧を印加後に遷移が起こる速度、ならびにカーテニング（エレクトロクロミックデバイスの表面を横切る不均一な着色）などの遷移に関連する他の効果の点において特徴付けることができる。一例として、Ｖ_ｅｆｆの最小値は、約４５分以下または約１０分以下で、デバイスの表面にわたって完全な光学的遷移（例えば、完全な消色から完全な着色）を達成するように選択され得る。多くのデバイスにおいて、Ｖ_ｅｆｆの最大値は、約０．５ボルトまたは約０．７ボルトまたは約１ボルトまたは約１．２ボルトである。

【0042】

３つ以上の状態を有するデバイスについて、Ｖ_ｅｆｆの目標範囲は、典型的にはマルチステートエレクトロクロミックデバイスの中間状態を達成して維持することに影響しない。中間状態は、端部状態間の電圧で駆動され、したがってＶ_ｅｆｆは常に安全範囲内に維持される。

【0043】

上述のように、大きなエレクトロクロミックデバイスでは、Ｖ_ａｐｐの値はＶ_ｅｆｆの最大許容値よりも大きくなり得る。したがって、いくつかの実施形態では、Ｖ_ａｐｐはＶ_ｅｆｆの最大値よりも（任意の量だけ）大きい。しかしながら、いくつかの実装形態では、Ｖ_ａｐｐとＶ_ｅｆｆの最大値との間の差は少なくとも定められた大きさを有する。例えば、その差は、約０．５ボルトまたは約１ボルト、または約１．５ボルト、または約２ボルトであり得る。Ｖ_ａｐｐの値とＶ_ｅｆｆの最大値との間の差は、デバイスのバスバー間の隔離距離と、デバイスの透明導電性層のシート抵抗および漏れ電流などの可能な他のパラメータと、によって、部分的に決定されることを理解されたい。一例として、デバイスの漏れ電流が非常に低い場合、Ｖ_ｅｆｆとＶ_ａｐｐとの間の差は、そうでない場合にあり得るよりも小さくてもよい。

【0044】

上述のように、開示された制御アルゴリズムは、例えば大きなエレクトロクロミック窓などの大きな寸法を有するデバイスで特に有用である。技術的には、サイズはバスバー間の有効隔離距離Ｌによって決定される。いくつかの実施形態では、デバイスは少なくとも約３０インチ、または少なくとも約４０インチ、または少なくとも約５０インチまたは少なくとも約６０インチのＬの値を有する。隔離距離は、遷移を駆動するためにＶ_ａｐｐの適当に大きな値を使用するために必要性に影響する唯一のパラメータではない。他のパラメータは、透明導電性層のシート抵抗および光学的切換中のデバイスの電流密度を含む。いくつかの実施形態では、これらおよび／または他のパラメータの組合せを使用してＶ_ａｐｐの大きな値を印加する時を決定する。パラメータは相互運用され、大きな印加電圧を必要とする透明導電性層の表面を横切る、十分に大きな抵抗性電圧降下が存在するか否かを集合的に示す。

【0045】

特定の実施形態では、パラメータの組合せ（例えば、無次元数）を使用して適当な動作範囲を決定することができる。例えば、電圧損失パラメータ（Ｖ_ｌｏｓｓ）は、典型的な制御アルゴリズムが機能し得ない、かつ開示された手法が処理に好適であり得る条件を定義するために使用することができる。特定の実施形態では、Ｖ_ｌｏｓｓパラメータは、ＲＪＬ^２（Ｌはバスバー間の隔離距離、Ｒは透明導電性層のシート抵抗）として定義される。いくつかの実装形態では、本明細書で説明された手法は、Ｖ_ｌｏｓｓが約３Ｖよりも大きいとき、または特に約２Ｖよりも大きいとき、または特に約１Ｖよりも大きいときに、最も有用である。
遷移中のＶ_ａｐｐプロファイル。

【0046】

透明導電性層の表面を横切る抵抗性電圧降下に関連する電流は２つの成分を有する。それは、光学的遷移を駆動するために使用されるイオン電流と、電解質またはイオン伝導層を通る寄生電流と、を含む。寄生電流は、印加電圧の与えられた値に対して比較的一定であるべきである。それは、漏れ電流としても参照され得る。イオン電流は、光学的遷移を駆動するためにエレクトロクロミック層と対向電極層との間を移動するリチウムイオンに起因する。与えられた印加電圧について、イオン電流は遷移中に変化を受けることになる。任意のＶ_ａｐｐの印加の前、イオン電流は小さい、または存在しない。Ｖ_ａｐｐを印加すると、イオン電流が成長することができ、印加電圧が一定に保持された後でも成長し続けることができる。しかしながら、最終的に、全ての利用可能なイオンが光学的遷移中に電極間を移動すると、イオン電流はピークに達して降下する。光学的遷移が完了した後、漏れ電流（電解質を通る電流）だけが継続する。漏れ電流の値は、印加電圧の関数である実効電圧の関数である。以下に詳細に説明するように、光学的遷移が完了した後に印加電圧を変調することにより、この制御技術は、漏れ電流の量およびＶ_ｅｆｆの値を縮小する。

【0047】

いくつかの実施形態では、光学的遷移を駆動するための制御技術は、光学的遷移の過程全体の間、最大Ｖ_ｅｆｆを特定のレベル（例えば、２．５Ｖ）未満に維持する可変Ｖ_ａｐｐを使用するように設計される。特定の実施形態では、Ｖ_ａｐｐは、エレクトロクロミックデバイスの一状態から別の状態への遷移中の時間にわたって変化する。Ｖ_ａｐｐの変化は、少なくとも部分的にＶ_ｅｆｆの関数として決定される。特定の実施形態では、Ｖ_ａｐｐは、デバイス機能を劣化させないように、許容可能なＶ_ｅｆｆを維持するように遷移の時間にわたって調整される。

【0048】

光学的遷移中にＶ_ａｐｐを調整しないと、イオン電流が遷移の過程で減衰するにつれて、Ｖ_ｅｆｆは非常に大きく成長し得る。Ｖ_ｅｆｆを安全レベルに維持するために、Ｖ_ａｐｐは、デバイス電流が大きな漏れ電流のときに減少され得る。特定の実施形態では、Ｖ_ａｐｐの調整は、以下で説明するように駆動電圧プロファイルの「ランプ／ホールド」部分によって達成される。

【0049】

特定の実施形態では、Ｖ_ａｐｐは光学的遷移中の瞬時電流引込み（Ｊ）に基づいて選択され、調整される。最初は、その遷移中に、Ｖ_ａｐｐはより大きな電圧引込みを考慮して高くなっている。図５は、従来の駆動アルゴリズムを使用する固定窓サイズ（４０インチ）のためのＶ_ｅｆｆに関する電流引込みの影響を示す。この例では、駆動プロファイルは、電流引込みが実質的に長い切換時間をもたらす電流引込みが高い（４２μＡ／ｃｍ^２）のときの初期切換中に、非常に低いＶ_ｅｆｆをもたらす中間電流引込みシナリオ（２５μＡ／ｃｍ^２）を説明する。さらに、遷移が完了して窓が低電流引込み構成（５μＡ／ｃｍ^２）に達した後に、Ｖ_ｅｆｆは遷移中よりもずっと高くなる（３．６４Ｖ）。これは安全動作の電圧閾値を超えるので、これは長期的信頼性リスクとなり得る。

【0050】

図６は、瞬時電流引込みを考慮する特定の電圧制御技術を図解する。図示の実施形態では、低電流引込みおよび高電流引込み条件は、必要な電圧窓内に確実にある。高電流引込み条件についても、デバイスの大部分は、このデバイスの切換速度を改善する電圧閾値の上にある。駆動プロファイルは、電圧に関するフィードバックループを要求するよりも、瞬時電圧を所望の設定点に近くなることを可能にする電圧ランプレートを選択することにより、単純化され得る。

【0051】

図７は、エレクトロクロミックデバイスの光学的状態遷移サイクル（着色に続く消色）を生じさせる単純な電圧制御アルゴリズムを使用する、エレクトロクロミックデバイスのための完全な電流プロファイル、および電圧プロファイルを示す。グラフでは、全電流密度（Ｉ）は時間の関数として表される。上述のように、全電流密度は、エレクトロクロミック遷移に関連するイオン電流密度、および電気化学的に活性である電極間の漏れ電流の組合せである。多くの異なる類型のエレクトロクロミックデバイスは、示された電流プロファイルを有し得る。一例では、酸化タングステンなどの陰極エレクトロクロミック材料は、対向電極のニッケルタングステン酸化物などの陽極エレクトロクロミック材料と組み合わせて使用される。このようなデバイスでは、負電流はデバイスの着色を示す。一例では、リチウムイオンがニッケルタングステン酸化物陽極着色エレクトロクロミック電極から酸化タングステン陰極着色エレクトロクロミック電極に流れる。それに応じて、電子は正に帯電した流入するリチウムイオンを補償するために、酸化タングステン電極に流入する。したがって、電圧および電流が負の値を有するように示される。

【0052】

示されたプロファイルは、電圧を設定レベルまでランピングアップ後、その電圧を保持して光学的状態を維持することの結果である。電流ピーク７０１は、光学的状態の変化、すなわち着色および消色に関連付けられる。特に、電流ピークは、デバイスを着色または消色するために必要なイオン電荷の供給を表す。数学的には、ピークの下の斜線領域は、デバイスを着色または消色するために必要な全電荷を表す。初期電流スパイク後の曲線の部分（部分７０３）は、デバイスが新しい光学的状態にあるときの漏れ電流を表す。

【0053】

図において、電圧プロファイル７０５は、電流曲線に重ねられる。電圧プロファイルは、負のランプ（７０７）、負のホールド（７０９）、正のランプ（７１１）および正のホールド（７１３）のシーケンスに従う。電圧は、最大の大きさに達した後にデバイスが所定の光学的状態に留まる時間の長さの間、一定に留まることに注意されたい。電圧ランプ７０７はデバイスを新しい着色状態に駆動し、電圧ホールド７０９は、電圧ランプ７１１が着色状態から消色状態へ、遷移を反対方向に駆動するまでデバイスを着色状態に維持する。いくつかの切換アルゴリズムでは、電流キャップが課される。すなわち、電流はデバイスを損傷することを防ぐために所定のレベルを超えることを許可されない。着色速度は、印加電圧だけではなく、温度および電圧ランピングレートの関数でもある。

【0054】

図８は、特定の実施形態による電圧制御プロファイルを説明する。図示の実施形態では、電圧制御プロファイルは、消色状態から着色状態へ（または中間状態へ）の遷移を駆動するために使用される。エレクトロクロミックデバイスを着色状態から消色状態へ（または濃い着色状態から薄い着色状態へ）逆方向に駆動するために、類似しているが反転したプロファイルが使用される。いくつかの実施形態では、着色から消色へ移行する電圧制御プロファイルは、図８に示されたものの鏡像である。

【0055】

図８に示された電圧値は、印加電圧（Ｖ_ａｐｐ）値を表す。印加電圧プロファイルは、点線ラインによって示される。対照的に、デバイスの電流密度は、実線によって示される。示されたプロファイルでは、Ｖ_ａｐｐは、遷移を開始するランプ／駆動成分８０３、継続して遷移を駆動するＶ_{ｄｒｉｖｅ}成分８１３、ランプ／ホールド成分８１５、およびＶ_ｈｏｌｄ成分８１７の４つの成分を含む。ランプ成分は、Ｖ_ａｐｐの変化として実装され、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}成分およびＶ_ｈｏｌｄ成分は、一定のまたは実質的に一定のＶ_ａｐｐ大きさを提供する。

【0056】

ランプ／駆動成分は、ランプレート（増加する大きさ）およびＶ_{ｄｒｉｖｅ}の大きさによって特徴付けられる。印加電圧の大きさがＶ_{ｄｒｉｖｅ}に達すると、ランプ／駆動成分が完了する。Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}成分は、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の値ならびにＶ_{ｄｒｉｖｅ}の期間によって特徴付けられる。上述のように、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の大きさは、エレクトロクロミックデバイスの表面全体にわたって安全であるが有効である範囲でＶ_ｅｆｆを維持するように選択され得る。

【0057】

ランプ／ホールド成分は、電圧ランプレート（減少する大きさ）およびＶ_ｈｏｌｄの値（または任意でＶ_{ｄｒｉｖｅ}とＶ_ｈｏｌｄとの間の差）によって特徴付けられる。Ｖ_ａｐｐは、Ｖ_ｈｏｌｄの値に達するまで、ランプレートに従って降下する。Ｖ_ｈｏｌｄ成分は、Ｖ_ｈｏｌｄの大きさおよびＶ_ｈｏｌｄの期間によって特徴付けられる。実際に、Ｖ_ｈｏｌｄの期間は、典型的にはデバイスが着色状態（または逆に消色状態）に保持される時間の長さによって管理される。ランプ／駆動成分、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}成分およびランプ／ホールド成分と異なり、Ｖ_ｈｏｌｄ成分は、デバイスの光学的遷移の物理学と無関係である任意の長さを有する。

【0058】

エレクトロクロミックデバイスの個々の類型は、光学的遷移を駆動するための電圧プロファイルの独自の特徴的成分を有し得る。例えば、比較的大きなデバイスおよび／またはより抵抗性の導電性層を備えたデバイスは、成分を駆動するためにＶ_{ｄｒｉｖｅ}のより高い値およびランプのより高いランプレートを必要とすることになる。大型のデバイスは、さらにＶ_ｈｏｌｄの高い値を必要とすることもある。２０１２年４月１７日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／４４９，２５１号は、条件の広範囲にわたって光学的遷移を駆動するための制御装置および関連のアルゴリズムを開示している。そこで説明されているように、印加電圧プロファイルの個々の成分（本明細書では、ランプ／駆動、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}、ランプ／ホールド、およびＶ_ｈｏｌｄ）は、現在の温度、透過率の現在のレベルなどの実時間の状態に対処するように独立して制御することができる。いくつかの実施形態では、印加電圧プロファイルの個々の要素の値は、特定のエレクトロクロミックデバイス（独自のバスバー隔離、抵抗率等を有する）のために設定され、現在の状態に基づいて変わる。言い換えれば、そのような実施形態では、電圧プロファイルは、温度、電流密度などのフィードバックを考慮しない。

【0059】

示されるように、図８の電圧遷移プロファイルに示される全ての電圧値は、上述したＶ_ａｐｐＶ_ａｐｐの値に対応する。それらは、上述したＶ_ｅｆｆの値に対応しない。言い換えれば、図８に示された電圧値は、エレクトロクロミックデバイス上の逆極性のバスバー間の電圧差を表す。

【0060】

特定の実施形態では、電圧プロファイルのランプ／駆動成分は、エレクトロクロミックと対向電極との間に流れるイオン電流を安全にかつ迅速に誘導するように選択される。図８に示されるように、デバイス内の電流は、プロファイルのランプ／駆動部分が終了してＶ_{ｄｒｉｖｅ}部分が開始するまで、ランプのプロファイルに従って電圧成分を駆動する。図８の電流成分８０１を参照のこと。電流および電圧の安全レベルは、経験的にまたは他のフィードバックに基づいて決定され得る。２０１１年３月１６日に出願されて２０１２年８月２８日に発行され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，２５４，０１３号は、エレクトロクロミックデバイス遷移中に安全電流レベルを維持するためのアルゴリズムの例を提示する。

【0061】

特定の実施形態では、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の値は、上述した考察に基づいて選択される。特に、選択によって、エレクトロクロミックデバイスの表面全体にわたるＶ_ｅｆｆの値が大きなエレクトロクロミックデバイスを効果的に、かつ安全に遷移させる範囲内に留まる。Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の期間は、様々な考察に基づいて選択され得る。それらのうちの１つは、駆動電位がデバイスの実質的な着色を生じさせるために十分な期間にわたって保持されることを保証する。この目的のために、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の期間は、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}が適所に留まる時間の長さの関数としてデバイスの光学的密度を観察することにより、経験的に決定され得る。いくつかの実施形態では、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の期間は特定の期間に設定される。別の実施形態では、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の期間は、通過するイオン電荷の所望の量に対応して設定される。示されるように、電流はＶ_{ｄｒｉｖｅ}中にランプダウンする。電流セグメント８０７を参照のこと。

【0062】

別の考慮事項は、光学的遷移中に陽極着色電極から陰極着色電極（または対向電極）への移動を完了する利用可能なリチウムイオンの結果として、イオン電流が減衰するようなデバイス内の電流密度の減少である。遷移が完了すると、デバイスを横切って流れる電流のみがイオン伝導層を通過する漏れ電流である。この結果、デバイスの表面を横切る電位の抵抗降下が減少し、Ｖ_ｅｆｆの局所の値が増加する。Ｖ_ｅｆｆの増加した値は、印加電圧を減少させないと、デバイスを損傷または劣化させる可能性がある。したがって、Ｖ_{ｄｒｉｖｅ}の期間の決定における別の考慮事項は、漏れ電流に関連するＶ_ｅｆｆのレベルを減少させることを目標とする。印加電圧をＶ_{ｄｒｉｖｅ}からＶ_ｈｏｌｄに降下させることにより、デバイスの表面でＶ_ｅｆｆが減少するだけでなく、漏れ電流も同様に減少する。図８に示されるように、デバイス電流はランプ／ホールド成分にわたるセグメント８０５で遷移する。電流は、Ｖ_ｈｏｌｄ中に安定した漏れ電流８０９に落ち着く。
エレクトロクロミックデバイスと制御装置

【0063】

図９は、２つの窓ガラスまたはライト２１６を含むＩＧＵ１０２の実施形態の断面等角投影図を示す。様々な実施形態において、ＩＧＵ１０２は、１つ、２つ、またはそれ以上の実質的に透明な（例えば、印加電圧がない）ライト２１６ならびにライト２１６を支持するフレーム２１８を備えることができる。例えば、図９に示されるＩＧＵ１０２は、２重窓として構成される。１つ以上のライト２１６自体は、２層、３層、またはそれ以上の層もしくはライト（例えば、自動車のフロントガラスに類似する飛散防止ガラス）の積層構造であり得る。ＩＧＵ１０２では、少なくとも１つのライト２１６は、例えば外側のライト２１６の内側の表面２２２などの内側の表面２２２または外側の表面２２４の少なくとも１つに配置されたエレクトロクロミックデバイスまたはスタック２２０を備える。

【0064】

多重窓ガラス構成では、ライト２１６の個々の隣接するセットは、それらの間に配置された内側空間２２６を有し得る。全般的に、個々のライト２１６およびＩＧＵ１０２は、全体として矩形であり、直方体を形成する。しかしながら、他の実施形態では、他の形状（例えば、円形、楕円形、三角形、曲線状、凸状、凹状）が望ましい場合もある。いくつかの実施形態では、ライト１１６間の空間２２６は空気が排気される。いくつかの実施形態では、ＩＧＵ１０２は密閉される。さらに、空間２２６は、例えばアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、またはキセノン（Ｘｎ）などの１つ以上のガスで（適当な圧力まで）充填され得る。空間２２６をＡｒ、Ｋｒ、またはＸｎなどのガスで充填することにより、それらのガスが低い熱伝導率を有するのでＩＧＵ１０２を介する伝導性熱伝達を縮小することができる。後者の２つのガスは、重量を増加させるので改善された防音性を付与することができる。

【0065】

いくつかの実施形態では、フレーム２１８は１つ以上の部品から構築される。例えば、フレーム２１８は、ビニル、ＰＶＣ、アルミニウム（Ａｌ）、スチール、またはファイバーグラスなどの１つ以上の材料から構築され得る。フレーム２１８は、ライト２１６を隔離するために、かつライト２１６間の空間２２６を密閉するためにフレーム２１８と併せて機能する１つ以上の発泡体または他の材料部品も備え、または保持し得る。例えば、典型的なＩＧＵ実装形態では、スペーサーが隣接するライト２１６間に位置し、間に堆積させることができる接着剤シーラントと併せて窓ガラスとの気密シールを形成する。これは１次シールと呼ばれ、その周りには典型的には追加の接着剤シーラントからなる２次シールが作成され得る。いくつかの実施形態では、フレーム２１８は、ＩＧＵ構築物を支持する別箇の構造であり得る。

【0066】

個々のライト２１６は、実質的に透明または半透明の基板２２８を含む。一般的に、基板２２８は、第１（例えば、内側）の表面２２２および第１の表面２２２と反対側の第２（例えば、外側）の表面２２４を有する。いくつかの実施形態では、基板２２８はガラス基板であり得る。例えば、基板２２８は、例えば約７５％のシリカ（ＳｉＯ_２）とＮａ_２Ｏ、ＣａＯおよびいくつかの微量な添加物からなるソーダライムガラスまたはフロートガラスなどの従来のシリコン酸化物（ＳＯ_ｘ）に基づくガラス基板であり得る。しかしながら、適当な光学的、電気的、熱的、および機械的特性を有する任意の材料を基板２２８として使用することができる。このような基板は、さらに例えば、他のガラス材料、プラスチックおよび熱可塑性プラスチック（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリカーボネート、アリルジグリコールカーボネート、ＳＡＮ（スチレンアクリロニトリル共重合体）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリエステル、ポリアミド）、またはミラー材料を含むことができる。基板が例えばガラスから作られる場合、基板２２８は、例えば焼き戻し、加熱、または化学的な強化によって強化され得る。他の実装形態では、基板２２８は、さらには強化されず、例えば基板は焼き戻しされない。

【0067】

いくつかの実施形態では、基板２２８は住宅用または商用の窓用途のサイズの窓ガラスである。このような窓ガラスのサイズは、住宅または商業企業の特定の要求に依存して広く変化し得る。いくつかの実施形態では、基板２２８は建築用ガラスから形成することができる。建築用ガラスは、典型的には商用建物で使用され、さらに住宅用建物で使用することもでき、典型的には、必ずしも必要ではないが、室内環境を室外環境から隔離する。特定の実施形態では、適当な建築用ガラス基板は、少なくとも約２０インチ×約２０インチであり、さらに大きくてもよく、例えば約８０インチ×約１２０インチであり、またはさらに大きくてもよい。建築用ガラスは、典型的には少なくとも約２ミリメートル（ｍｍ）厚みであり、６ｍｍ以上の厚みでもよい。もちろん、エレクトロクロミックデバイス２２０は、それぞれの長さ、幅または厚み寸法の何れかまたは全てを含めて、建築用ガラスよりも小さいまたは大きい基板２２８に対して拡大縮小可能であり得る。いくつかの実施形態では、基板２２８は、約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲内の厚みを有する。いくつかの実施形態では、基板２２８は、ＮｅｗＹｏｒｋ、ＣｏｒｎｉｎｇのＣｏｒｎｉｎｇ社からそれぞれ市販されているＧｏｒｉｌｌａ Ｇｌａｓｓ（登録商標）またはＷｉｌｌｏｗ（商標）などの非常に薄くて可撓性を有することができ、これらのガラスは、１ｍｍ厚み未満であり、０．３ｍｍ厚みの薄さであり得る。

【0068】

エレクトロクロミックデバイス２２０は、例えば外側の窓ガラス２１６（外側の環境に隣接する窓ガラス）の基板２２８の内側の表面２２２の上に配置される。ＩＧＵ１０２がより大きな量の直射日光（例えば、エレクトロクロミックデバイス２２０の表面に直角）を受け取る冷涼状態または用途などのいくつかの他の実施形態では、エレクトロクロミックデバイス２２０が例えば内側環境に隣接する内側の窓ガラスの内側の表面（空間２２６に接する表面）の上に配置されることは好都合であり得る。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２２０は、第１の導電層（ＣＬ）２３０（多くの場合、透明）、エレクトロクロミック層（ＥＣ）２３２、イオン伝導層（ＩＣ）２３４、対向電極層（ＣＥ）２３６、および第２の導電層（ＣＬ）２３８（多くの場合、透明）を含む。さらに、層２３０、２３２、２３４、２３６、および２３８は、また集合的にエレクトロクロミックスタック２２０として参照される。

【0069】

電源２４０は、電位（Ｖ_ａｐｐ）をデバイスに印加し、エレクトロクロミックスタック２２０の厚みにわたってＶ_ｅｆｆを生成し、エレクトロクロミックデバイス２２０の、例えば、消色または明状態（例えば、透明、半透光性、または半透明状態）から着色または暗状態（例えば、彩色、低透明、または低半透明状態）への遷移を駆動するように動作可能である。いくつかの他の実施形態では、層２３０、２３２、２３４、２３６、および２３８の順番は、基板２３８に対して逆にでき、またはそれ以外に並べ替え、もしくは再配列することができる。

【0070】

いくつかの実施形態では、第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８の一方または両方は、無機の固体材料から形成される。例えば、第１の導電性層２３０、ならびに第２の導電性層２３８は、適当な材料の中でも導電性酸化物、薄い金属被覆、導電性金属窒化物、および複合導体から形成され得る。いくつかの実施形態では、導電性層２３０と導電性層２３８は、少なくともエレクトロクロミック層２３２によってエレクトロクロミズムが示される波長範囲で実質的に透明である。透明導電性酸化物は、金属酸化物と、１つ以上の金属がドープされた金属酸化物とを含む。例えば、第１の導電性層２３０または第２の導電性層２３８として使用に適する金属酸化物およびドープ金属酸化物は、とりわけ酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ドープインジウム酸化物、酸化錫、ドープ酸化錫、酸化亜鉛、アルミニウム亜鉛酸化物、ドープ酸化亜鉛、酸化ルテニウム、ドープ酸化ルテニウムを含み得る。上述のように、第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８は、時に「透明導電性酸化物」（ＴＣＯ）層として称される。

【0071】

いくつかの実施形態では、ガラス基板などの市販の基板は、購入時に既に透明導電性層コーティングを含む。いくつかの実施形態では、そのような製品は、基板２３８および導電性層２３０の両方に一括して使用され得る。そのようなガラス基板の例は、Ｏｈｉｏ、ＴｏｌｅｄｏのＰｉｌｋｉｎｇｔｏｎによる商標ＴＥＣ Ｇｌａｓｓ（商標）ならびにＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ、ＰｉｔｔｓｂｕｒｇｈのＰＰＧインダストリーズによるＳＵＮＧＡＴＥ（商標）３００およびＳＵＮＧＡＴＥ（商標）５００として販売されている導電性層被覆ガラスを含む。具体的には、例えば、ＴＥＣ Ｇｌａｓｓ（商標）はフッ素化酸化錫導電性層で被覆されたガラスである。

【0072】

いくつかの実施形態では、第１の導電性層２３０または第２の導電性層２３８は、それぞれ例えばスパッタリングを含む物理的気相堆積工程によって堆積され得る。いくつかの実施形態では、第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８は、それぞれ約０．０１μｍ〜約１μｍの範囲の厚みを有し得る。いくつかの実施形態では、一般的に第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８の厚み、ならびに以下に説明する任意のまたは全ての他の層の厚みが、与えられた層に対して個別に均一であるのが望ましい、すなわち、与えられた層の厚みが均一であり、その層の表面は、滑らかであり、実質的に欠陥または他のイオントラップを含まない。

【0073】

第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８の主要な機能は、電圧源または電流源などの電源２４０が提供する電位をエレクトロクロミックスタック２２０の表面全体にわたってスタックの外側表面領域からスタックの内側表面領域へ拡散することである。上述のように、エレクトロクロミックデバイスに印加される電圧は、第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８のシート抵抗の結果として外側領域から内側領域へ多少の抵抗性電位降下を受ける。図示の実施形態では、バスバー２４２、２４４は、導電性層２３０に接触するバスバー２４２および導電性層２３８に接触するバスバー２４４として設けられ、電圧源または電流源２４０と導電性層２３０、２３８との間に電気的接続を提供する。例えば、バスバー２４２は電源２４０の第１の（例えば、正の）端子２４６に電気的に結合でき、バスバー２４４は電源２４０の第２の（例えば、負の）端子２４８に電気的に結合できる。

【0074】

いくつかの実施形態では、ＩＧＵ１０２は、プラグイン構成要素２５０を含む。いくつかの実施形態では、プラグイン構成要素２５０は、例えば１つ以上のワイヤーまたは他の電気的接続、構成要素またはデバイスを介して、電源端子２４６に電気的に結合される第１の電気的入力２５２（例えば、ピン、ソケット、または他の電気的コネクタまたは導体）を含む。同様に、プラグイン構成要素２５０は、例えば１つ以上のワイヤーまたは他の電気的接続、構成要素またはデバイスを介して、電源端子２４８に電気的に結合する第２の電気的入力２５４を含む。いくつかの実施形態では、第１の電気的入力２５２は、バスバー２４２に電気的に結合され、そこから第１の導電性層２３０に結合され得る、一方第２の電気的入力２５４は、バスバー２４４に結合され、そこから第２の導電性層２３８に結合され得る。導電性層２３０，２３８は、他の従来の手段によって、ならびに窓制御装置に関して以下に説明される他の手段によって、電源２４０に接続することもできる。例えば、図１０を参照して後述するように、第１の電気的入力２５２は、第１の電源線に接続でき、一方、第２の電気的入力２５４は、第２の電源線に接続できる。さらに、いくつかの実施形態では、第３の電気的入力２５６は、デバイス、システム、または建物の接地に結合できる。さらに、いくつかの実施形態では、第４および第５の電気的入力／出力２５８、２６０は、それぞれ例えば、窓制御装置またはマイクロコントローラとネットワーク制御装置との間の通信のために使用され得る。

【0075】

いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層２３２は、第１の導電性層２３０上に堆積される、もしくは形成される。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層２３２は、無機の固体材料から形成される。様々な実施形態では、エレクトロクロミック層２３２は、電気化学的陰極材料または電気化学的陽極材料を含む複数のエレクトロクロミック材料を含み得る、または形成され得る。例えば、エレクトロクロミック層２３２として使用に適する金属酸化物は、材料の中でも酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化イリジウム（Ｉｒ_２Ｏ_３）、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（Ｍｎ_２Ｏ_３）、酸化バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）、酸化ニッケル（Ｎｉ_２Ｏ_３）、および酸化コバルト（Ｃｏ_２Ｏ_３）を含み得る。いくつかの実施形態では、エレクトロクロミック層２３２は、約０．０５μｍ〜約１μｍの範囲の厚みを有し得る。

【0076】

動作時、第１の導電性層２３０および第２の導電性層２３８によってエレクトロクロミック層２３２の厚みを横切って発生される電圧に応じて、エレクトロクロミック層２３２は、対向電極層２３６に対してイオンを転送または交換してエレクトロクロミック層２３２内に所望の光学的遷移を生じさせ、いくつかの実施形態では、さらに対向電極層２３６内に光学的遷移を生じさせる。いくつかの実施形態では、適当なエレクトロクロミック材料および対向電極材料の選択は、関連する光学的遷移を決定付ける。

【0077】

いくつかの実施形態では、対向電極層２３６は、無機の固体材料から形成される。対向電極層２３６は、一般的にエレクトロクロミックデバイス２２０が、例えば透明状態にあるときに、イオンの容器として機能できる複数の材料または材料層のうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、対向電極層２３６は、エレクトロクロミック層２３２と逆極性の第２のエレクトロクロミック層である。例えば、エレクトロクロミック層２３２が電気化学的陰極材料から形成されるとき、対向電極層２３６は、電気化学的陽極材料から形成され得る。対向電極層２３６に適する材料の例は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、ニッケルタングステン酸化物（ＮｉＷＯ）、ニッケルバナジウム酸化物、ニッケルクロム酸化物、ニッケルアルミニウム酸化物、ニッケルマンガン酸化物、ニッケルマグネシウム酸化物、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、およびプルシアンブルーを含む。いくつかの実施形態では、対向電極層２３６は、約０．０５μｍ〜約１μｍの範囲の厚みを有し得る。

【0078】

例えば、エレクトロクロミックスタック２２０の厚みを横切る適当な電位の印加によって開始されたエレクトロクロミック遷移の間、対向電極２３６は、保持するイオンの全部または一部をエレクトロクロミック層２３２に転送し、エレクトロクロミック層２３２内に光学的遷移を生じさせる。いくつかの実施形態において、ＮｉＷＯから形成された対向電極層２３６の場合の例では、対向電極層２３６も、同様にエレクトロクロミック層２３２へ転送したイオンの損失によって光学的に遷移する。電荷がＮｉＷＯから作られた対向電極層２３６から除去されると（例えば、イオンは対向電極２３６からエレクトロクロミック層２３２に輸送される）、対向電極層２３６は、逆方向（例えば、透明状態から暗色状態に）に遷移する。

【0079】

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２２０が光学的状態間で遷移するときに、イオン伝導層２３４は、イオンが輸送される（例えば、電解質の方法で）媒体として機能する。いくつかの実施形態では、イオン伝導層２３４は、エレクトロクロミック層２３２および対向電極層２３６の関連するイオンに対して高度に導電性であるが、同時に十分に低い電子伝導性を有しており、通常動作時にごくわずかな電子移動が生じる。高いイオン伝導度を有する薄いイオン伝導層２３４は、高速イオン伝導を可能にするので、高性能エレクトロクロミックデバイス２２０の高速切換を可能にする。漏れ電流は、デバイス動作中に層２３４を通過する。いくつかの実施形態では、イオン伝導層２３４は、約０．０１μｍ〜約１μｍの範囲の厚みを有し得る。

【0080】

いくつかの実施形態では、イオン伝導層２３４は、無機の固体である。例えば、イオン伝導層２３４は、シリケート、酸化ケイ素、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化ニオブ、およびホウ酸塩のうちの１つ以上から形成することができる。酸化シリコンは、シリコンアルミニウム酸化物を含む。これらの物質は、またリチウムを含む様々なドーパントでドープすることができる。リチウムドープ酸化シリコンは、リチウムシリコンアルミニウム酸化物を含む。

【0081】

いくつかの他の実施形態では、エレクトロクロミック層２３２および対向電極層２３６は、イオン伝導層を別々に堆積させることなく、互いに隣接して、時には直接に接触して形成される。例えば、いくつかの実施形態では、異なるイオン伝導層２３４ではなく第１の導電性電極層と第２の導電性電極層との間に界面領域を有するエレクトロクロミックデバイスを利用することができる。そのようなデバイス、およびそれらの製造方法は、それぞれが２０１０年４月３０日に出願された米国特許出願第１２／７７２，０５５号および第１２／７７２，０７５号と、それぞれが２０１０年６月１１日に出願された米国特許出願第１２／８１４，２７７号および第１２／８１４，２７９号と、に記載され、それらの全ての４つがＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ ＤＥＶＩＣＥＳと題され、発明者としての名前がＺｈｏｎｇｃｈｕｎ Ｗａｎｇおよび他である。それらの４つの出願のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0082】

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２２０は、さらに１つ以上の受動層などの１つ以上の追加の層（図示せず）を含むことができる。例えば、特定の光学的特性を改善するために使用される受動層をエレクトロクロミックデバイス２２０内または上に含むことができる。さらに耐湿性または耐擦傷性を提供するための受動層もエレクトロクロミックデバイス２２０内に含むことができる。例えば、導電性層２３０および２３８は、反射防止または保護酸化物もしくは窒化物層で処理することができる。他の受動層は、エレクトロクロミックデバイス２２０を密封するために働くことができる。

【0083】

さらに、いくつかの実施形態では、エレクトロクロミックスタック２２０の１つ以上の層は、若干の有機材料を含むことができる。さらに、または代わりに、いくつかの実施形態では、エレクトロクロミックスタック２２０内の１つ以上の層は、１つ以上の層内に若干の液体を含むことができる。さらに、または代わりに、いくつかの実施形態では、ゾル−ゲル法または化学的気相堆積を使用する特定の工程などの液体成分を使用する工程によって堆積され得る、もしくは形成され得る。

【0084】

さらに、消色または透明状態と着色または不透明状態との間の遷移は、実装され得る光学的またはエレクトロクロミック遷移の多くの例のうちの一例である。本明細書でそれ以外に指定（前述の説明を含めて）されない限り、消色から不透明への遷移（または両者間の中間状態との間の）を参照するときはいつでも、記載された対応するデバイスまたは工程は、他の光学的状態の遷移、例えば部分透過（％Ｔ）から％Ｔへの遷移などの中間状態遷移、非反射性から反射性への遷移（または両者間の中間状態との間の）、消色から着色への遷移（または両者間の中間状態との間の）、および色から色への遷移（または両者間の中間状態との間の）を包含する。さらに、「消色」という用語は、例えば無着色、透明または半透明などの光学的中立状態を指し得る。さらに、本明細書で特に指定しない限り、エレクトロクロミック遷移の「色」は、任意の特定の波長または波長範囲に限定されない。

【0085】

一般的に、エレクトロクロミック層２３２内のエレクトロクロミック材料の着色または他の光学的遷移は、材料内への可逆的イオン挿入（例えば、インターカレーション）および電荷平衡電子の対応する注入によって引き起こされる。典型的には、光学的遷移に寄与するイオンの一部は、エレクトロクロミック材料内に不可逆的に結合する。不可逆的に結合するイオンの一部または全部は、材料内の「ブラインドチャージ」を補償するために使用することができる。いくつかの実施形態では、適当なイオンは、リチウムイオン（Ｌｉ＋）および水素イオン（Ｈ＋）（すなわち、プロトン）を含む。しかしながら、いくつかの他の実施形態では、他のイオンが好適であり得る。例えば、酸化タングステン（ＷＯ_３−ｙ（０＜ｙ≦約０．３））内へのリチウムイオンのインターカレーションは、酸化タングステンを透明（例えば、消色）状態から青色（例えば、着色）状態へ変化させる。

【0086】

本明細書に記載の特定の実施形態では、エレクトロクロミックデバイス２２０は、透明状態と不透明または着色状態との間を逆にサイクルする。いくつかの実施形態では、デバイスが透明状態にあるとき、エレクトロクロミックスタック２２０に電位が印加されていてスタック内の利用可能なイオンが対向電極層２３６内に主に存在する。エレクトロクロミックスタック２２０上の電位の大きさが縮小されると、またはその極性が反転されると、イオンはイオン伝導層２３４を横切ってエレクトロクロミック層２３２に戻され、エレクトロクロミック材料を不透明、着色、または暗状態にする。特定の実施形態では、層２３２および層２３６は相補着色層であり、すなわち、例えば、イオンが対向電極層内に輸送されるとそれは着色されない。同様に、イオンがエレクトロクロミック層の外に転送されると、または転送された後は、それは着色されない。しかし、極性が切り換わると、または電位が縮小すると、しかしながら、イオンが対向電極層からエレクトロクロミック層内に転送され、対向電極およびエレクトロクロミック層の両方が着色する。

【0087】

いくつかの他の実施形態では、デバイスが不透明状態にあるとき、エレクトロクロミックスタック２２０に電位が印加されていてスタック内の利用可能なイオンが主に対向電極層２３６内に存在する。そのような実施形態では、エレクトロクロミックスタック２２０上の電位の大きさが縮小されると、またはその極性が反転されると、イオンはイオン伝導層２３４を横切ってエレクトロクロミック層２３２に戻され、エレクトロクロミック材料を透明または明状態へ遷移させる。これらの層は、相補的着色であってもよい。

【0088】

光学的遷移駆動ロジックは、多くの異なる制御装置構成で実装され、他の制御ロジックに結合され得る。適当な制御装置設計および動作の様々な例は、以下の特許出願で提供され、それぞれが参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、すなわち、２０１１年３月１６日に出願された米国特許出願第１３／０４９，６２３号、２０１１年３月１６日に出願された米国特許出願第１３／０４９，７５６号、２０１１年３月１６日に出願された米国特許第８，２１３，０７４号、２０１２年４月１７日に出願された米国特許出願第１３／４４９，２３５号、２０１２年４月１７日に出願された米国特許出願第１３／４４９，２４８号、２０１２年４月１７日に出願された米国特許出願第１３／４４９，２５１号、および２０１１年１２月１４日に出願された米国特許出願第１３／３２６，１６８号。以下の説明および関連する図面、図９および１０は、本明細書に記載された駆動プロファイルを実装するために適する特定の限定しない制御装置設計オプションを示す。

【0089】

いくつかの実施形態では、電気入力２５２および電気入力２５４は、相補的電力信号を受信、搬送、または送信する。いくつかの実施形態では、電気入力２５２およびその相補的電気入力２５４は、それぞれバスバー２４２および２４４に直接に接続され、他方の側では、可変直流電圧（例えば、符号および大きさ）を提供する外部の電源に接続され得る。外部の電源は、それ自体が窓制御装置（図１０の要素１１４を参照）であることができ、または建物から窓制御装置に送信される、もしくは電気入力２５２および２５４に結合される電源であり得る。このような実施形態では、電気入力／出力２５８および２６０を介して送信される電気信号は、メモリデバイスに直接に接続することができ、窓制御装置とメモリデバイスとの間の通信を可能にする。さらに、このような実施形態では、電気入力２５６へ入力される電気信号は、電気入力２５２または２５４の何れか、またはバスバー２４２または２４４に内部で（ＩＧＵ１０２内で）接続または結合することができ、それらの要素の１つ以上の電位が遠隔で計測（検出）されるのを可能にする。これは、窓制御装置からエレクトロクロミックデバイス２２０への接続配線上の電圧降下を窓制御装置が補償することを可能にすることができる。

【0090】

いくつかの実施形態では、窓制御装置は、近接に（例えば、ユーザーが分離できないようにＩＧＵ１０２の外部に）取り付けることができる、またはＩＧＵ１０２内に一体化される。例えば、Ｂｒｏｗｎらの発明者としての名義で、ＯＮＢＯＡＲＤ ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩＳＴＡＴＥ ＷＩＮＤＯＷＳの名称が付けられ、２０１１年３月１６日に出願されて、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１３／０４９，７５０号（代理人整理番号第ＳＬＤＭＰ００８号）は、「オンボード」制御装置の詳細な様々な実施形態を説明する。このような実施形態では、電気入力２５２は、外部の直流電源の正の出力に接続され得る。同様に、電気入力２５４は、直流電源の負の出力に接続され得る。しかしながら、以下に説明するように、電気入力２５２および２５４は、外部の低電圧交流電源（例えば、ＨＶＡＣ産業に共通する典型的な２４ＶのＡＣ変圧器）の出力に交互に接続され得る。このような実施形態では、電気入力／出力２５８および２６０は、窓制御装置とネットワーク制御装置との間の通信バスに接続され得る。この実施形態では、電気入力／出力２５６は、最終的に（例えば、電源で）、システムの接地（例えば、ヨーロッパでは保護接地、またはＰＥ）端子に接続され得る。

【0091】

図７および８にプロットされた電圧は直流電圧として表現され得るが、いくつかの実施形態では、外部の電源によって供給される電圧は、交流電圧信号である。いくつかの他の実施形態では、供給される電圧信号は、パルス幅変調電圧信号に変換される。しかしながら、バスバー２４２および２４４に実際に表れるまたは印加される電圧は、実効的に直流電圧である。典型的には、端子２４６および２４８に印加される電圧振動は、約１Ｈｚ〜１ＭＨｚの範囲内に、特定の実施形態では、約１００ｋＨｚである。様々な実施形態では、暗色化（例えば、着色）および薄色化（例えば、消色）部分の期間のための非対称滞留時間を有する。例えば、いくつかの実施形態では、第１の低透明状態から第２の高透明状態への遷移は、逆方向の、すなわち第２の高透明状態から第１の低透明状態への遷移よりも多くの時間を必要とする。後述するように、制御装置は、これらの要件を満たす駆動電圧を印加するように設計または構成され得る。

【0092】

振動印加電圧制御は、エレクトロクロミックデバイス２２０を動作させ、エレクトロクロミックデバイススタック２２０または遷移時間に任意の必要な変更をせずに１つ以上の状態間で遷移させることを可能にする。むしろ、窓制御装置は、可能性のある適切または適当な因子の中でも周波数、デュティサイクル、平均電圧、振幅などの因子を考慮して適当な波形の振動駆動電圧を提供するように構成または設計され得る。さらに、このような制御のレベルは、２つの終端状態間の光学的状態の全範囲にわたって任意の状態への遷移を可能にする。例えば、適当に構成された制御装置は、終端状態（例えば、不透明および消色終端状態）間の任意の値に調整可能である透過率（％Ｔ）の連続的な範囲を提供できる。

【0093】

振動駆動電圧を使用して、デバイスを中間状態に駆動するために、制御装置は単に適切な中間電圧を印加することができる。しかしながら、中間の光学的状態に到達するためにより効率的な方法が存在し得る。この一因は、中間状態に到達するために典型的には印加されない高い駆動電圧を終端状態に到達するために印加できるからである。エレクトロクロミックデバイス２２０が所望の中間状態に到達する速度を増加させるための１つの技術は、（終端状態への）完全遷移に適する高い電圧パルスを最初に印加後、振動中間状態（今説明した）の電圧に後退させることである。別様に述べると、遷移を高速化するために目的とする最終状態のために選択された大きさおよび期間を有する初期低周波単一パルス（中間状態を維持するために使用される周波数と比較して低い）を使用することができる。この初期パルスの後に、中間状態を所望の長さにわたって維持するために、より高周波の電圧振動を使用することができる。

【0094】

いくつかの実施形態では、個々のＩＧＵ１０２は、（例えば、メンテナンス、製造、または交換を容易にするために）プラグ可能なまたはＩＧＵ１０２から容易に取り外し可能である構成要素２５０を含む。いくつかの特定の実施形態では、個々のプラグイン構成要素２５０自体は窓制御装置を備える。すなわち、いくつかのそのような実施形態では、個々のエレクトロクロミックデバイス２２０は、プラグイン構成要素２５０内に配置された独自のそれぞれの局所的窓制御装置によって制御される。いくつかの他の実施形態では、窓制御装置は、２次シール領域内または空間２２６内の窓ガラス間でフレーム２１８の別の部分と一体化される。いくつかの他の実施形態では、窓制御装置は、ＩＧＵ１０２の外部に配置することができる。様々な実施形態では、個々の窓制御装置は、１つ以上の有線（例えば、イーサネット（登録商標））ネットワークまたは無線（例えば、ＷｉＦｉ）ネットワーク、例えば有線（例えば、イーサネット（登録商標））インターフェース２６３または無線（ＷｉＦｉ）インターフェース２６５を介して、制御および駆動するＩＧＵ１０２と通信可能であり、ならびに他の窓制御装置、ネットワーク制御装置、ＢＭＳ、または他のサーバー、システム、またはデバイス（例えば、センサ）と通信可能である。図１０を参照。イーサネット（登録商標）またはＷｉＦｉ機能を有する実施形態は、住宅および他の小規模非商業的用途にも適している。さらに、通信は、直接的または、例えばネットワーク制御装置１１２などのマスタ制御装置とＩＧＵ１０２との間の中間ノードを介して間接的であり得る。

【0095】

図１０は、例えば構成要素２５０として配備することができる窓制御装置１１４を示す。いくつかの実施形態では、窓制御装置１１４は、通信バス２６２を介してネットワーク制御装置と通信する。例えば、通信バス２６２は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）車両バス規格に従って設計され得る。このような実施形態では、第１の電気入力２５２は第１の電源線２６４に接続することができ、第２の電気入力２５４は第２の電源線２６６に接続することができる。いくつかの実施形態では、上述のように、電源線２６４および２６６を介して送られる電力信号は相補的であり、すなわち、集合的にそれらは差動信号（例えば、差動電圧信号）を表す。いくつかの実施形態では、ライン２６８は、システムまたは建物の接地（例えば、アース接地）に結合される。このような実施形態では、ＣＡＮバス２６２上の通信（例えば、マイクロコントローラ２７４とネットワーク制御装置１１２との間）は、ＣＡＮｏｐｅｎ通信プロトコルまたは他の適当なオープン、プロプライエタリ、またはオーバーレイ通信プロトコルに従って、電気入力／出力２５８および２６０を介してそれぞれ送信される第１の通信ライン２７０および第２の通信ライン２７２に沿って進むことができる。いくつかの実施形態では、通信ライン２７０および２７２上で送信される通信信号は相補的であり、すなわち、集合的にそれらは差動信号（例えば、差動電圧信号）を表す。

【0096】

いくつかの実施形態では、構成要素２５０は、ＣＡＮ通信バス２６２を窓制御装置１１４に結合し、特定の実施形態では、マイクロコントローラ２７４に結合する。いくつかのそのような実施形態では、マイクロコントローラ２７４はまた、ＣＡＮｏｐｅｎ通信プロトコルを実装するように構成される。マイクロコントローラ２７４はまた、パルス幅変調増幅器またはパルス幅変調器（ＰＷＭ）２７６、スマートロジック２７８、および信号調整器２８０と連動して１つ以上の駆動制御アルゴリズムを実装するように設計または構成（例えば、プログラムされる）される。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ２７４は、例えば電圧信号の形式でコマンド信号Ｖ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を発生するように構成され、それは次にＰＷＭ２７６に送信される。ＰＷＭ２７６は、今度はＶ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}に基づいて、第１（例えば、正の）の成分Ｖ_ＰＷ１および第２（例えば、負の）の成分Ｖ_ＰＷ２を含むパルス幅変調電力信号を発生する。電力信号Ｖ_ＰＷ１およびＶ_ＰＷ２は、次に例えばインターフェース２８８を介して、ＩＧＵ１０２またはより具体的にはバスバー２４２および２４４に送信され、エレクトロクロミックデバイス２２０内に所望の光学的遷移を生じさせる。いくつかの実施形態では、ＰＷＭ２７６は、信号Ｖ_ＰＷ１およびＶ_ＰＷ２内の信号のパルス期間が、例えば第１の６０％デュティサイクルを有するＰＷＭ２７６パルスＶ_ＰＷ１および第２の４０％デュティサイクルのパルスＶ_ＰＷ２に等しくならないようにパルス幅変調信号のデュティサイクルを変調するように構成される。第１のデュティサイクルの期間および第２のデュティサイクルの期間は、集合的に個々の電力サイクルの期間ｔ_ＰＷＭを表す。いくつかの実施形態では、ＰＷＭ２７６は、さらにまたは代わりに、信号パルスＶ_ＰＷ１およびＶ_ＰＷ２の大きさを変調できる。

【0097】

いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ２７４は、例えばＣＡＮバス２６２を介して受け取る任意の信号ならびにそれぞれＰＷＭ２７６が発生する電圧または電流フィードバック信号Ｖ_ＦＢおよびＩ_ＦＢなどの一つ以上の因子または信号に基づいてＶ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ２７４は、フィードバック信号Ｉ_ＦＢまたはＶ_ＦＢにそれぞれ基づいて、エレクトロクロミックデバイス２２０内の電流または電圧信号を決定し、相対的パルス期間（例えば、第１および第２のデュティサイクルの相対的期間）または電力信号Ｖ_ＰＷ１およびＶ_ＰＷ２の振幅に変化を生じさせて前述のように電圧プロファイルを生成するための１つ以上の規則またはアルゴリズムに従ってＶ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を調整する。さらに、または代わりに、マイクロコントローラ２７４はまた、スマートロジック２７８または信号調整器２８０から受け取る信号に応じてＶ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を調整することができる。例えば、調整信号Ｖ_ＣＯＮは、例えば外部光センサまたは光検出器２８２、内部光センサまたは光検出器２８４、熱または温度センサ２８６などの１つ以上のネットワーク化または非ネットワーク化デバイスからのフィードバック、または色合いコマンド信号Ｖ_ＴＣに応じて信号調整器２８０によって発生することができる。例えば、信号調整器２８０の追加の実施形態およびＶ_ＣＯＮはまた、２０１２年４月１７日に出願されて、参照によって先に組み込まれた米国特許出願第１３／４４９，２３５号に記載されている。

【0098】

特定の実施形態では、Ｖ_ＴＣは、Ｖ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を決定するマイクロコントローラ２７４内のロジックに動的ユーザー入力を導入してＩＧＵ１０２の色合いを動的に調整するために（例えば、ユーザーは、室内または区域内でＩＧＵ１０２の色合いを細かく調整または変調するために室内または建物１０４の区域内でサーモスタットと同様な制御を使用することができる）、ユーザー（例えば、居住者または労働者など）によって使用または調整され得る０Ｖ〜１０Ｖの間のアナログ電圧信号であり得る。例えば、０〜２．５Ｖの範囲で設定すると、Ｖ_ＴＣは５％Ｔ状態への遷移を生じさせるために使用することができ、２．５１〜５Ｖの範囲で設定すると、Ｖ_ＴＣは２０％Ｔ状態への遷移を生じさせるために使用することができ、他の範囲および電圧の例の中で、５．１〜７．５Ｖおよび７．５１〜１０Ｖなどの他の範囲についても同様である。いくつかの実施形態では、信号調整器２８０は、通信バスまたはインターフェース２９０を介して前述の信号または他の信号を受け取る。いくつかの実施形態では、ＰＷＭ２７６はまた、スマートロジック２７８から受け取る信号Ｖ_{ＳＭＡＲＴ}に基づいてＶ_{ＣＯＭＭＡＮＤ}を発生する。いくつかの実施形態では、スマートロジック２７８は、例えば集積回路間（Ｉ^２Ｃ）マルチ・マスタ・シリアル・シングルエンドコンピュータバスなどの通信バスを介してＶＳＭＡＲＴを送信する。いくつかの他の実施形態では、スマートロジック２７８は、１−ＷＩＲＥデバイス通信バスシステムプロトコル（Ｔｅｘａｓ、ＤａｌｌａｓのＤａｌｌａｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｃｏｒｐによる）を介してメモリデバイス２９２と通信する。

【0099】

いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ２７４は、１つ以上の制御機能を実行するためのロジックを含むプロセッサ、チップ、カード、またはボード、またはそれらの組合せを含む。マイクロコントローラ２７４の電源および通信機能は、例えばプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）チップまたはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または同様のロジックなどの単一チップ内に組み合わせることができる。このような集積回路は、単一のプログラマブルチップ内にロジック、制御および電源機能を組み合わせることができる。１枚の窓ガラス２１６が２つのエレクトロクロミックデバイス２２０を（例えば、対向面上に）有する、またはＩＧＵ１０２がエレクトロクロミックデバイス２２０をそれぞれ備える２枚以上の窓ガラス２１６を含む一実施形態では、ロジックは２つのエレクトロクロミックデバイス２２０のそれぞれを互いに独立して制御するように構成され得る。しかしながら、一実施形態では、２つのエレクトロクロミックデバイス２２０のそれぞれの機能は、例えば相乗的方式で制御されてそれぞれのデバイスが相互に補完するように制御される。例えば、光透過、断熱効果、または他の特性の所望のレベルは、個別のエレクトロクロミックデバイス２２０のそれぞれに関する状態の組合せを介して制御することができる。例えば、一方のエレクトロクロミックデバイスは着色状態に置くことができ、他方は例えばデバイスの透明電極を介して抵抗加熱のために使用される。別の例では、２つのエレクトロクロミックデバイスの光学的状態は、組み合わせた透過率が所望の結果となるように制御される。

【0100】

一般的に、エレクトロクロミックデバイス遷移を制御するために使用されるロジックは、ハードウエアおよび／またはソフトウエアで設計または構成され得る。言い換えれば、駆動回路を制御するための命令は、ハードコード化され得る、またはソフトウエアとして提供され得る。命令は「プログラミング」によって提供されると言える。このようなプログラミングは、ハードウエアとして実装された特定のアルゴリズムを有するデジタル信号プロセッサおよび他のデバイス内にハードコード化ロジックを含む任意の形式のロジックを含むと理解される。プログラミングはまた、汎用プロセッサ上で実行され得るソフトウエアまたはファームウエア命令を含むと理解される。いくつかの実施形態では、バスバーへの電圧の印加を制御するための命令は、制御装置に関連するメモリデバイスに保存される、またはネットワークを介して提供される。適当なメモリデバイスの例として、半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリ、などが挙げられる。印加電圧を制御するためのコンピュータプログラムコードは、アセンブリ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、パスカル、フォートラン、などの任意の従来のコンピュータ可読プログラミング言語で書くことができる。コンパイルされたオブジェクトコードまたはスクリプトは、プログラム内で特定されたタスクを実行するためにプロセッサによって実行される。

【0101】

上述のように、いくつかの実施形態では、マイクロコントローラ２７４、または窓制御装置１１４はまた、無線制御および電力供給機能などの無線機能を有することができる。例えば、マイクロコントローラ２７４に命令を送信するために、およびマイクロコントローラ２７４がデータを例えば他の窓制御装置、ネットワーク制御装置１１２、またはＢＭＳ１１０に直接に送信するために、例えば無線周波数（ＲＦ）信号または赤外線（ＩＲ）信号などの無線制御信号、ならびにＷｉＦｉ（上述）、ブルートゥース、ジグビー、エンオーシャンなどの無線通信プロトコルを使用することができる。様々な実施形態では、無線通信は、エレクトロクロミックデバイス２２０をプログラミングまたは操作すること、一般的にエレクトロクロミックデバイス２２０またはＩＧＵ１０２からデータを収集するまたは入力を受け取ること、センサからデータを収集するまたは入力を受け取ること、ならびに窓制御装置１１４を他の無線通信のための中継点として使用することのうちの少なくとも１つのために使用され得る。ＩＧＵ１０２から収集されたデータはまた、有用なデータまたは性能メトリクスの中でも、エレクトロクロミックデバイス２２０が作動された（サイクルされた）回数などの計数データ、時間の経過に対するエレクトロクロミックデバイス２２０の効率を含むことができる。

【0102】

窓制御装置１１４はまた、無線電力能力を有することができる。例えば、窓制御装置は、１つ以上の無線電力送信機から伝送を受け取る１つ以上の無線電力受信機、ならびに窓制御装置１１４が電力を無線で受け取って電力をエレクトロクロミックデバイス２２０に無線で分配することを可能する電力伝送を送信する１つ以上の無線電力送信機を有することができる。無線電力伝送は、例えば、誘導、共振誘導、ＲＦ電力転送、マイクロ波電力転送、およびレーザー電力転送を含む。例えば、Ｒｏｚｂｉｃｋｉとの発明者としての名義で、ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＰＯＷＥＲＥＤ ＥＬＥＣＴＲＯＣＨＲＯＭＩＣ ＷＩＮＤＯＷＳの名称が付けられて、２０１０年１２月１７日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第１２／９７１，５７６号（代理人整理第ＳＬＤＭＰ００３号）は、無線電力能力の様々な実施形態を詳細に説明する。

【0103】

所望の光学的遷移を達成するために、パルス幅変調電力信号は、正の成分Ｖ_ＰＷ１が電力サイクルの第１の部分の間に例えばバスバー２４４に供給されて、同時に負の成分Ｖ_ＰＷ２が電力サイクルの第２の部分の間に例えばバスバー２４２に供給されるように発生される。

【0104】

いくつかの場合、パルス幅変調信号の周波数（または継続期間の逆数）に依存して、電力サイクルの全継続期間ｔ_ＰＷＭに対する第１のデュティサイクルの継続期間の比によって与えられるＶ_ＰＷ１の大きさの実質的に一部でバスバー２４４をフローティングさせることができる。同様に、電力サイクルの全継続期間ｔ_ＰＷＭに対する第２のデュティサイクルの継続期間の比によって与えられるＶ_ＰＷ２の大きさの実質的に一部でバスバー２４２をフローティングさせることができる。このように、いくつかの実施形態では、パルス幅変調信号成分Ｖ_ＰＷ１およびＶ_ＰＷ２の大きさの間の差は、端子２４６および２４８にわたる、したがって、エレクトロクロミックデバイス２２０にわたる実効直流電圧の二倍である。換言すれば、いくつかの実施形態では、バスバー２４４に印加されるＶ_ＰＷ１の一部（第１のデュティサイクルの相対的継続期間によって決定される）とバスバー２４２に印加されるＶ_ＰＷ２の一部（第２のデュティサイクルの相対的継続期間によって決定される）との間の差は、エレクトロクロミックデバイス２２０に印加される実効直流電圧Ｖ_ＥＦＦである。負荷のエレクトロクロミックデバイス２２０を通る電流ＩＥＦＦは、実効電圧ＶＥＦＦを実効抵抗（抵抗体３１６によって表される）または負荷のインピーダンスで除算したものにほぼ等しい。
他の実施形態

【0105】

前述の実施形態は、理解を容易にするために幾分詳細に説明したが、説明した実施形態は、例示的であり、制限的ではないことを考慮されたい。特定の変更および改変が添付の特許請求の範囲内で実施可能であることは当業者には明らかである。例えば、平面バスバーを有するエレクトロクロミックデバイスを参照して駆動プロファイルを説明したが、それらは、一方のバスバーから他方にかけて透明導体層内に大きな抵抗性電圧降下を生じさせる十分に大きな距離で反対の極性のバスバーが隔離された任意のバスバー方向に適用される。さらに、駆動プロファイルは、エレクトロクロミックデバイスを参照して説明されたが、それらは、デバイスの両側に反対の極性のバスバーが配置された他のデバイスに適用することができる。本願によれば、以下の構成もまた開示される。
（項目１）
薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する制御装置であって、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加するための命令を提供する回路と、
処理構成要素であって、以下の操作、
（ｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移するべきであることを決定することと、
（ｉｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移するべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの前記バスバー間に第１の印加電圧を保持することと、を実行するように設計または構成された、処理構成要素と、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスへの損傷を安全に回避すると特定される最大実効電圧と前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動するために十分であると特定される最小実効電圧との間の実効電圧が得られることを保証するために十分な大きさを有し、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大幅に大きい、制御装置。
（項目２）
前記処理構成要素が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移中に前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で実効電圧を維持するように設計または構成される、項目１に記載の制御装置。
（項目３）
前記処理要素が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移の過程において前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の電圧から下げるように設計または構成される、項目２に記載の制御装置。
（項目４）
前記最大実効電圧が約２．５ボルト以下であり、前記最小実効電圧が約１．２ボルト以上である、項目１に記載の制御装置。
（項目５）
項目１に記載の制御装置と、
前記制御装置に電気的に結合されたバスバーを有する薄膜エレクトロクロミックデバイスと、を備える、エレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目６）
前記バスバーが、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの両側に配置される、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目７）
前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、建築用ガラス上に配置される、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目８）
前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、少なくとも約３０インチの距離で隔離されたそのバスバーを有する、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目９）
前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、少なくとも約４０インチの距離で隔離されたそのバスバーを有する、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目１０）
前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、少なくとも約３０インチの幅を持つ、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目１１）
前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、それぞれシート抵抗Ｒ_Ｓを有する２つの透明導電性層を有し、前記バスバーが距離Ｌで隔離され、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが、約３Ｖよりも大きなＲ_Ｓ^＊Ｊ^＊Ｌ^２の値を有する、項目５に記載のエレクトロクロミックデバイスおよび制御システム。
（項目１２）
薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する制御装置であって、
前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上のバスバー間に電圧を印加する、または電圧を印加する命令を提供する回路と、
前記回路を制御する命令を記憶する媒体と、を備え、前記命令が、
（ｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移するべきであることを決定するコードと、
（ｉｉ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの前記バスバー間に第１の印加電圧を保持するコードと、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスへの損傷を安全に回避すると特定される最大実効電圧と前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動するために十分であると特定される最小実効電圧との間の実効電圧が得られることを保証するように選択され、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大幅に大きい、制御装置。
（項目１３）
命令を記憶する前記媒体が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移中に前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で実効電圧を維持するためのコードをさらに含む、項目１２に記載の制御装置。
（項目１４）
命令を記憶する前記媒体が、前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移の過程において前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の電圧から下げるためのコードをさらに含む、項目１３に記載の制御装置。
（項目１５）
前記最大実効電圧が約２．５ボルト以下、かつ最小実効電圧が約１．２ボルト以上である、項目１２に記載の制御装置。
（項目１６）
命令を記憶する前記媒体が、前記第１の印加電圧に達するまで、所定のランプレートで前記バスバーへの前記印加電圧をランピングするためのコードをさらに含む、項目１２に記載の制御装置。
（項目１７）
前記第１の印加電圧が、約２．５ボルト〜５ボルトである、項目１２に記載の制御装置。
（項目１８）
命令を記憶する前記媒体が、所定の期間にわたって、前記バスバーに前記第１の印加電圧を保持するためのコードをさらに含む、項目１２に記載の制御装置。
（項目１９）
命令を記憶する前記媒体が、前記バスバーへの前記印加電圧を、前記第１の印加電圧から前記第１の印加電圧よりも小さな大きさを有する保持電圧までランピングするためのコードをさらに含む、項目１２に記載の制御装置。
（項目２０）
前記バスバーへの前記印加電圧を前記第１の印加電圧から保持電圧までランピングするためのコードが、所定のランプレートを指定する、項目１９に記載の制御装置。
（項目２１）
薄膜エレクトロクロミックデバイスの光学的状態を制御する方法であって、
（ａ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが第１の光学的状態から第２の光学的状態に遷移すべきであることを決定することと、
（ｂ）前記薄膜エレクトロクロミックデバイスが前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態に遷移すべきであるという決定に応じて、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの前記バスバー間に第一の印加電圧を保持することと、を含み、
前記第１の印加電圧が、前記薄膜エレクトロクロミックデバイスの全ての場所で前記薄膜エレクトロクロミックデバイスへの損傷を安全に回避すると特定される最大実効電圧と前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移を駆動するために十分であると特定される最小実効電圧との間の実効電圧が得られることを保証するために十分な大きさを有し、
前記第１の印加電圧が前記最大実効電圧よりも大幅に大きい、方法。
（項目２２）
前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移中に、前記薄膜エレクトロクロミックデバイス上の全ての場所で前記実効電圧を維持することをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
前記第１の光学的状態から前記第２の光学的状態への前記遷移中に前記バスバー間の前記第１の印加電圧の前記大きさを前記第１の電圧から下げることをさらに含む、項目２２に記載の方法。
（項目２４）
前記最大実効電圧が約２．５ボルト以下、および前記最小実効電圧が約１．２ボルト以上である、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
前記第１の印加電圧に達するまで、所定のランプレートで前記バスバーに前記印加電圧をランピングすることをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２６）
前記第１の印加電圧が、約２．５ボルト〜５ボルトである、項目２１に記載の方法。
（項目２７）
所定の期間にわたって前記バスバーへの前記第一印加電圧を保持することをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２８）
前記印加電圧を前記第１の印加電圧から前記第１の印加電圧よりも小さい大きさを有する保持電圧までランピングすることをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２９）
前記バスバーへの前記印加電圧を前記第１の印加電圧から保持電圧までランピングすることが、所定のランプレートで起こる、項目２８に記載の方法。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】