具有上转换发光介质的光电子器件制造技术

一种微电子器件，其在操作中产生热或者包括产生热的部件，其中，所述器件包括热转换介质，所述热转换介质将所述热转换为具有比所述热更短的波长的光发射，由此，通过该光发射来冷却所述器件，并且对不需要的热进行散发。热转换介质可以包括上转换发光材料，例如，反斯托克司磷光体或磷光体组分。该热转换介质的提供能够以有效的方式来实现微电子器件，例如，光电子器件的热管理，以延长在它们的操作中产生的过量热劣化性能的诸如ＬＥＤ、激光二极管等的器件的操作服务寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及微电子器件，例如，诸如发光二极管(LED)的光电子器件，以及涉及用 于操作和热管理这样的器件以实现性能改善的布置和方法。 本专利技术的一大方面涉及微电子器件，其在操作中生成热，或者包括生成热的部件， 其中，器件包括热转换介质，其包括发射转换材料，所述材料将热转换为具有比这种热更短 波长的光发射。 在另一大方面中，本专利技术涉及微电子器件，其在操作中生成热，或者包括生成热的 部件，其中，器件包括热转换介质，其将热转换为能有效散热的光发射。 本专利技术的另一方面涉及微电子器件，其在操作中生成热，或者包括生成热的部件， 其中，器件包括上转换材料，其响应于热、外部光源和/或来自微电子器件的有源区的能量 而产生经上转换的光。 本专利技术的又一方面涉及微电子器件，其包括生热结构，所述生热结构在器件操作 中生成热；并且暴露在该热中的上转换发光材料响应地将热转换为光，以由此通过该光将 器件冷却，并且进行散热。 在另一方面，本专利技术涉及微电子器件，所述微电子器件在器件操作中生成热；以及 上转换材料，所述上转换材料被布置以减小器件的热能和/或在上转换材料暴露于该热的 情况下产生可见光谱中的光。 本专利技术的又一方面涉及微电子器件，其包括多个上转换材料，所述多个上转换材 料包括第一上转换材料，其响应于热能以产生经上转换的光；以及第二上转换材料，其响 应于热能、经上转换的光和/或来自微电子器件的有源区的能量来产生经上转换的光。 本专利技术的另一方面涉及微电子器件，其包括上转换材料和下转换(down-convert) 材料，每个均被布置为在器件中进行能量的相互作用。 在又一方面中，本专利技术涉及微电子器件，其包括多个上转换和/或下转换元件，所 述元件响应于微电子器件的任何发光区域所发射的能量，以产生用于微电子器件的预定光 输出光谱。 本专利技术的另一方面涉及复合材料，其包括反斯托克司磷光体(anti-Stokes phosphor)和斯托克司磷光体。 在一个主要的方法方面，本专利技术涉及热管理微电子器件的方法，包括将上转换材 料结合在其中，所述上转换材料响应于热、外部光源和/或来自微电子器件的有源区的能 量而产生经上转换的光。 在又一方面，本专利技术涉及对在操作中生成热的微电子器件进行热管理的方法，包 括利用上转换发光材料来吸收热，所述材料暴露于该热，以响应地将热转换为光输出，以由 此通过该光输出冷却该器件和进行散热。 在该方法的另一方面，本专利技术涉及对在器件操作中生成热的微电子器件进行热管 理的方法，包括通过器件的热能与上转换材料的相互作用来减小器件的热能，和/或在将 上转换材料暴露于由器件产生的热的情况下，产生在可见光谱中的光。 本专利技术的又一方法方面涉及对微电子器件进行热管理的方法，其包括在其中结合 多个上转换材料，所述多个上转换材料包括第一上转换材料，其响应于热能来产生经上转 换的光；以及第二上转换材料，其响应于热能、来自与第一上转换材料的经上转换的光、外 部光源和/或来自与微电子器件的有源区的能量，产生经上转换的光。 本专利技术的又一方面涉及对微电子器件进行热管理的方法，其包括在其中结合上转 换材料，所述上转换材料响应于热能、来自第一上转换材料的经上转换的光、外部光源和/ 或来自微电子器件的有源区的能量，产生经上转换的光。 本专利技术的另一方面涉及对半导体器件进行热管理的方法，其包括在其中结合上转换材料和下转换材料，每个均被布置为用于在器件中进行能量的相互作用。 本专利技术的又一方面涉及生产微电子器件的方法，其包括在所述微电子器件中结合多个上转换和/或下转换元件，所述多个上转换和/或下转换元件响应于微电子器件的任何发光区域所发射出的能量，以产生用于该微电子器件的预定光输出光谱。 另一方面，从以下的公开和所附权利要求，使本专利技术的特征和实施例将变得更加清楚。附图说明 图1是光电子发光组件的局部正视图，所述光电子发光组件包括发光二极管和下转换发光介质，所述下转换发光介质被布置以接收来自发光二极管的初级辐射，其中，所述光电子发光组件包括在发光二极管支撑的侧表面上的反斯托克司磷光体膜。 图2是根据本专利技术另一实施例的光电子发光组件的横截面正视图，其包括第一下转换发光介质、第二下转换发光介质以及反斯托克司磷光体膜。 图3是根据本专利技术的另一实施例的光电子器件的局部正视图。 图4是复合磷光体颗粒的透视图，其包括初始下转换磷光体主体，所述主体具有在其上沉积的反斯托克司磷光体的不连续膜区域。 图5是具有从基板上的反斯托克司磷光体的邻接层向上或向外凸出的、表面安装 的LED的LED模块的示意性图示。 图6是具有部件LED的LED模块的示意性图示，所述部件LED位于在其上具有反 斯托克司磷光体的层的基板上。 图7是LED/反斯托克司磷光体组件，其中，LED和反斯托克司磷光体层被布置在 基板上。具体实施例方式本专利技术涉及微电子器件，例如，包括发光二极管(LED)的光电子器件，并且涉及用 于该器件的热管理以实现性能改善的布置和方法。 参考发光(光发射)材料而在此使用的术语"反斯托克司"是指不遵守斯托克司 第二定律的材料，所述斯托克司第二定律是指材料的光发射的光子能量低于所吸收的入射 光子能量。相反，斯托克司材料遵守该定律，并且当其吸收入射辐射并且响应地以较长波长 发射较低能量的光时，显示出所谓的斯托克司频移。 通过示例，诸如磷光体的反斯托克司材料可以对1500-1610nm的波长范围内的辐 射敏感，并且响应地发射出950-1075nm波长范围的光。已知许多该类的材料，包括由诸如 铒(Er"、镱(Yb3+)或铥(Tm+3)的三价离子化的稀土离子掺杂的材料。 一种该类材料为Tm+3 掺杂的ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF-PbF2材料。其他合适的材料包括，但是不限于Y202S: Yb， Tm ;La202S:Er， Yb ;Y202S:Er， Yb ;YF3:Er， Yb ;Y203_YOF:Er， Yb ;以及YOCl:Er， Yb。 本专利技术的一方面涉及微电子器件，其在操作中产生热或者包括产生热的部件，所 述器件包括热转换介质，其将该热转换为具有比该热的波长更短的波长的光发射。通过这 种布置，相对于没有该热转换介质的相应的微电子器件，可以更大程度地冷却该微电子器 件，其中，通过微电子器件的辐射冷却来散热。 在一个实施例中，本专利技术的目的在于提供一种微电子器件，其包括生热结构，其 在器件的操作中产生热；并且暴露于这种热中的上转换发光材料响应地将热转换为光输 出，以由此通过这样具有更高频率的光来冷却器件和进行散热。 在另一方面，本专利技术目的在于提供一种微电子器件，所述微电子器件在操作中产 生热，或者包括产生热的部件，其中，所述器件包括上转换材料，所述上转换材料响应于热、 外部光源和/或来自微电子器件的有源区的能量来产生经上转换的光。在特定实施例中， 微电子器件是诸如发光二极管或激光二极管的光电子器件，并且上转换材料可以减小热能 和/或产生在可见光谱中的光。 在其他实施例中，微电子器件可以包括多个上转换材料，并且第一上转换材料响 应于热能来产生经上转换的光，并且第二上转换材料响应于热能、来自第一上转换材料的 经上转换的光和/或来自微电子器件的有源区的能量来产生经上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电子器件，包括：生热结构，所述生热结构在所述器件的操作中产生热，以及上转换发光材料，所述上转换发光材料在暴露于所述热的情况下，响应地将所述热转换为光，以由此通过所述光来冷却所述器件并进行散热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治R布兰德斯，
申请(专利权)人：克利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]