(57)【要約】  ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０）は、放熱層（１６）を含み得る。放熱層は、ＷＧＰが高温に耐えることができるようにし得る。放熱層は、ａ）ワイヤ（１２）のアレイの上にかつワイヤのアレイよりも透明基板（１１）から遠くに、またはｂ）ワイヤのアレイと透明基板との間に配置され得る。放熱層は、連続的な層であり得る。放熱層は、高い電気抵抗率および高い熱伝導率を有し得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光を偏光するように構成されたワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
透明基板の面の上のワイヤのアレイであって、隣接するワイヤ間にチャンネルを備え、
前記ワイヤのそれぞれは、反射層および吸収層を含む、ワイヤのアレイと、
前記ワイヤのアレイの上にかつ前記ワイヤのアレイよりも前記透明基板から遠くに配置されているか、または前記ワイヤのアレイと前記透明基板との間に配置されている放熱層であって、
１０６Ω＊ｃｍを上回る電気抵抗率および５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）を上回る熱伝導率を有する連続的な層である放熱層と
を含むワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）。
【請求項２】
前記吸収層は、吸収光から熱を生成することができ、
前記放熱層は、前記吸収層で生成された前記熱を前記反射層から離れて伝導することができる、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項３】
前記チャンネルのそれぞれは、前記透明基板に最も近い前記ワイヤのアレイの近位端部から、前記透明基板から最も遠い前記ワイヤのアレイの遠位端部まで延在する、請求項１または２に記載のＷＧＰ。
【請求項４】
前記ワイヤのそれぞれの側壁は、前記反射層から前記吸収層まで、前記透明基板の前記面に対して平行な平面におけるいずれの連続的な層にも遮られずに延在する、請求項１から３のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項５】
前記放熱層の体積は、前記吸収層の体積よりも少なくとも３倍大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項６】
前記透明基板から最も遠い前記ワイヤのアレイの遠位端部から前記放熱層の最も外側の面までの前記放熱層の厚さは、前記吸収層の厚さよりも少なくとも３倍大きく、両方の厚さは、前記透明基板の前記面に対して垂直に測定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項７】
前記放熱層は、前記透明基板から遠い前記ワイヤのアレイの上に配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項８】
前記放熱層は、少なくとも９０％の酸化アルミニウムを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項９】
前記吸収層は、前記反射層よりも前記放熱層の近くに配置され、
前記ワイヤのそれぞれは、前記反射層と前記吸収層との間に挟まれた熱絶縁層をさらに含み、前記熱絶縁層は、４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）未満の熱伝導率を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項１０】
前記吸収層は、前記反射層と前記放熱層との間に挟まれ、および前記放熱層は、前記チャンネル内にかつ前記吸収層の側面に沿って延在して前記反射層に直接接触する、請求項１から９のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して、ワイヤグリッド偏光子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）は、例えば、コンピュータプロジェクターなどの高温での適用例において使用され得る。顧客の需要に起因して、コンピュータプロジェクターは、サイズが縮小しかつ明るさが増しているため、高温環境に耐え得るＷＧＰへのニーズも高まっている。
【０００３】
選択吸収型ＷＧＰは、入射光の大部分を吸収するため、特に高光強度コンピュータプロジェクターにおいて損傷を受けやすい。そのようなＷＧＰは、一般に、反射部分（例えば、アルミニウム）と吸収部分（例えば、シリコン）とを含むワイヤを有する。吸収部分は、一方の偏光の約８０％および従って光の総量の約４０％を吸収し得る。この吸収光からの熱のほとんどは、ワイヤの反射部分に伝導し、それによりワイヤが溶融することがあるため、ＷＧＰを破壊する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高温に耐え得るワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）を提供することが有利であることが認識されている。本発明は、このニーズを満たすＷＧＰの様々な実施形態に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ＷＧＰは、透明基板の面の上のワイヤのアレイを含み得、隣接するワイヤ間にチャンネルを備える。ワイヤのそれぞれは、反射層および吸収層を含み得る。ＷＧＰは、放熱層をさらに含み得、これは、ワイヤのアレイの上でワイヤのアレイと透明基板との間に配置され得る。放熱層は、連続的な層であり得る。放熱層は、高い電気抵抗率および高い熱伝導率を有し得る。
【０００６】
図面は、縮尺通りでないことがあり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】透明基板１１の面１１ｆの上のワイヤ１２のアレイを含み、隣接するワイヤ１２間にチャンネル１３があり、ワイヤ１２のそれぞれは、反射層１４および吸収層１５を含み、放熱層１６は、ワイヤ１２のアレイの上に配置され、および吸収層１５は、反射層１４と放熱層１６との間に挟まれている、本発明の実施形態によるワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）１０の概略横断面図である。
【図２】ＷＧＰ１０と同様であるが、放熱層１６がチャンネル１３内にかつ吸収層１５の側面に沿って延在して反射層１４に直接接触する、本発明の実施形態によるＷＧＰ２０の概略横断面図である。
【図３】ＷＧＰ１０と同様であるが、反射層１４が吸収層１５と放熱層１６との間に挟まれている、本発明の実施形態によるＷＧＰ３０の概略横断面図である。
【図４】ＷＧＰ１０、２０および３０と同様であるが、放熱層１６がチャンネル１３内に延在しかつそれを満たしている、本発明の実施形態によるＷＧＰ４０の概略横断面図である。
【図５】ワイヤ１２のそれぞれが、反射層１４と吸収層１５との間に挟まれた熱絶縁層１８をさらに含むことを除いて、ＷＧＰ１０と同様の本発明の実施形態によるＷＧＰ５０の概略横断面図である。
【図６】放熱層１６がワイヤ１２のアレイと透明基板１１との間に挟まれ、吸収層１５が反射層１４と放熱層１６との間に挟まれていることを除いて、ＷＧＰ１０と同様の本発明の実施形態によるＷＧＰ６０の概略横断面図である。
【図７】ＷＧＰ６０と同様であるが、反射層１４が吸収層１５と放熱層１６との間に挟まれている、本発明の実施形態によるＷＧＰ７０の概略横断面図である。
【図８】ワイヤ１２のそれぞれが、反射層１４と吸収層１５との間に挟まれた熱絶縁層１８をさらに含むことを除いて、ＷＧＰ６０と同様の本発明の実施形態によるＷＧＰ８０の概略横断面図である。
【図９】ＷＧＰ１０と同様であるが、第２の吸収層１５ｂおよび第２の放熱層１６ｂをさらに含む、本発明の実施形態によるＷＧＰ９０の概略横断面図である。
【図１０】ＷＧＰ９０と同様であるが、放熱層１６がチャンネル１３内にかつ吸収層１５の側面１５Ｓに沿って延在して反射層１４に直接接触する、本発明の実施形態によるＷＧＰ１００の概略横断面図である。
【図１１】ワイヤ１２のそれぞれが、反射層１４と、隣接する各吸収層１５との間に挟まれた熱絶縁層１８をさらに含むことを除いて、ＷＧＰ９０と同様の本発明の実施形態によるＷＧＰ１１０の概略横断面図である。
【図１２】本明細書で説明する他のＷＧＰと同様であるが、ヒートシンク１２１をさらに含む、本発明の実施形態によるＷＧＰ１２０の概略横断面図である。
【図１３】本明細書で説明する他のＷＧＰと同様であるが、放熱層１６上に配置された複数の薄膜層１３２を含む反射防止層１３１をさらに含む、本発明の実施形態によるＷＧＰ１３０の概略横断面図である。
【図１４】本明細書で説明する他のＷＧＰと同様であるが、放熱層１６上に配置された複数の突出部１４２を含む反射防止層１３１をさらに含む、本発明の実施形態によるＷＧＰ１４０の概略横断面図である。
【図１５】本明細書で説明する他のＷＧＰと同様であるが、ワイヤ１２のアレイの構造を明瞭に示すために放熱層１６がない、本発明の実施形態によるＷＧＰ１５０の概略斜視図である。
【図１６】連続的な薄膜層１６１が反射層１４と吸収層１５との間に挟まれ、ワイヤ１２ａおよび１２ｂの２つの別々のおよび個別のアレイを形成する、ＷＧＰ１６０の概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［定義］
本明細書で使用される場合、用語「上」、「〜上に配置された」、「〜に配置された」および「〜の上に配置された」は、上に直接配置されたか、または間に他の何らかの材料があってその上に配置されたことを意味する。用語「〜上に直接配置された」ならびに「隣接する（ａｄｊｏｉｎ）」、「隣接する（ａｄｊｏｉｎｓ）」および「隣接している」は、間に他の固形物がない状態で直接および直に接触していることを意味する。
【０００９】
本明細書で使用される場合、「連続的」は、ピンホールなどのある程度の不連続性を含み得るが、グリッドまたは個別のワイヤにする分割などの大きい不連続性がない層を意味する。
【００１０】
本明細書で使用される場合、用語「長尺状」は、ワイヤ１２の長さＬ（図１〜図１４および図１６の紙面に延在し、かつまた図１５の斜視図に示す長さ）が実質的にワイヤ幅Ｗ１２またはワイヤ厚さＴｈ１２を上回ることを意味する（例えば、Ｌは、ワイヤ幅Ｗ１２および／またはワイヤ厚さＴｈ１２よりも少なくとも１０倍、少なくとも１００倍、少なくとも１０００倍または少なくとも１０，０００倍大きいことができる）。
【００１１】
本明細書で使用される場合、「チャンネルを満たす」におけるような用語「満たす（ｆｉｌｌ）」、「満たす（ｆｉｌｌｓ）」および「満たしている」は、完全に満たすことから外れるいずれの逸脱もデバイスの通常の使用への影響をほとんど有さないように、完全に満たすか、通常の製造公差内で満たすか、またはほぼ完全に満たすことを意味する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、用語「平行」は、厳密に平行であることから外れるいずれの逸脱もデバイスの通常の使用への影響をほとんど得さないように、厳密に平行であるか、通常の製造公差内で平行であるか、またはほぼ平行であることを意味する。
【００１３】
本明細書で使用される場合、用語「熱的接触」は、互いに熱的接触しているデバイスが（ａ）直接触れているか、または（ｂ）直接触れていないが、デバイス間の全ての材料が少なくとも２．０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率を有することを意味する。
【００１４】
本明細書で使用される場合、用語「光学薄膜」は、関心の光スペクトルに依存して１０μｍ未満、１μｍ未満、０．５μｍ未満または０．３μｍ未満の厚さを有する薄層を意味する。
【００１５】
光学構造において使用される材料は、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、およびある程度の光を透過させ得る。以下の定義は、主に吸収性の、主に反射性のまたは主に透明な材料を区別する。各材料は、特定の波長帯（例えば、紫外線、可視または赤外線スペクトル）において吸収性、反射性または透明であるとみなされ得、かつ異なる波長帯において異なる特性を有し得る。そのような材料は、反射率Ｒ、屈折率の実部ｎおよび屈折率の虚部／消光係数ｋに基づいて吸収性、反射性および透明に分割される。式１は、垂直入射での、空気と材料の均一な厚板との間の境界面の反射率Ｒを決定するために使用される。
【数１】
2019536073.tif 000003
本明細書で他に特に明白に規定がなければ、特定の波長帯においてｋ≦０．１の材料は、「透明」な材料であり、特定の波長帯においてｋ＞０．１およびＲ≦０．６の材料は、「吸収性」の材料であり、および特定の波長帯においてｋ＞０．１およびＲ＞０．６の材料は、「反射性」の材料である。
【００１６】
図１〜図１４に示すように、入射する光を偏光するようにそれぞれ構成されているワイヤグリッド偏光子（複数形ではＷＧＰｓまたは単数形ではＷＧＰ）１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０および１４０は、隣接するワイヤ１２間にチャンネル１３がある状態で透明基板１１の面１１ｆの上にワイヤ１２のアレイを含んで示されている。ワイヤ１２のそれぞれは、反射層１４および吸収層１５を含み得る。ワイヤ１２のアレイは、長尺状および平行であり得る。
【００１７】
各ワイヤ１２では、反射層１４および吸収層１５は、透明基板１１の面１１ｆに対して垂直およびワイヤ１２の長さＬに対して平行な平面１７と位置合わせされ得る。そのため、各平面１７は、それぞれのワイヤ１２に関して反射層１４および吸収層１５の両方を通過し得る。各ワイヤ１２の側面１２ｓは、平面１７に対して平行であり得る。
【００１８】
図１〜図１４および図１６に示すように、ＷＧＰは、１つまたは複数の放熱層１６をさらに含み得る。放熱層１６は、光学薄膜および連続的な層であり得る。放熱層１６は、ワイヤ１２のアレイから熱を奪うことができ、およびこの熱を下記で説明するような外部のヒートシンク１２１に伝導し得るか、またはこの熱を対流または放射によってＷＧＰから伝達し得る。例えば、吸収層１５は、吸収光から熱を生成し得、および放熱層１６は、この熱を反射層１４から伝導し得る。
【００１９】
図１〜図５および図１３〜図１４に示すように、放熱層１６は、ワイヤ１２のアレイの上にかつワイヤ１２のアレイよりも透明基板１１から離れて配置され得る。図６〜図８に示すように、放熱層１６は、ワイヤ１２のアレイと透明基板１１との間に配置され得、すなわちそれらの間に挟まれ得る。
【００２０】
図９〜図１０にＷＧＰ９０および１００で示すように、各ワイヤ１２は、第１の吸収層１５ａおよび第２の吸収層１５ｂを含み、それらの間に反射層１４が挟まれ得る。ＷＧＰ９０および１００は、ワイヤ１２のアレイの上にかつ透明基板１１からより離れて配置される第１の放熱層１６ａと、ワイヤ１２のアレイの下側にかつ透明基板１１のより近くに配置される第２の放熱層１６ｂとを含む２つの放熱層１６を含む。ワイヤ１２のアレイは、第１の吸収層１５ａが第１の放熱層１６ａのより近くに配置され、第２の吸収層１５ｂが第２の放熱層１６ｂのより近くに配置された状態で、第１の放熱層１６ａと第２の放熱層１６ｂとの間に挟まれ得る。
【００２１】
放熱層１６を配置する箇所および放熱層１６の数の決定は、入射光の方向、放散される必要のある熱量、製造能力およびＷＧＰの性能要件に基づいて行われ得る。
【００２２】
放熱層１６は、各ワイヤ１２を隣接するワイヤ１２から電気的に絶縁するために高い電気抵抗率を有し得る。例えば、放熱層１６は、＞１０４Ω＊ｃｍ、＞１０５Ω＊ｃｍ、＞１０６Ω＊ｃｍ、＞１０７Ω＊ｃｍ、＞１０８Ω＊ｃｍ、＞１０９Ω＊ｃｍ、または＞１０１０Ω＊ｃｍの電気抵抗率を有し得る。本明細書で特定される全ての電気抵抗率の値は、２０℃で測定される。
【００２３】
放熱層１６は、ワイヤ１２のアレイから熱を効果的に伝導するために高い熱伝導率ｋを有し得る。例えば、放熱層１６は、＞５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＞１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＞１５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＞２０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）または＞２５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の熱伝導率ｋを有し得る。本明細書で特定される全ての熱伝導率ｋの値は、２５℃で測定される。
【００２４】
放熱層１６の上述の要件に適合する材料の一例は、酸化アルミニウムである。例えば、放熱層１６は、≧５０％、≧７５％、≧９０％、≧９５％、または≧９９％の酸化アルミニウムを含み得る。材料の堆積が不完全であることに起因して、酸化アルミニウムは、非化学量論比で堆積され得る。そのため、本明細書で使用される用語酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）は、３つの酸素原子当たり約２つのアルミニウム原子、例えばＡｌｘＯｙなどを意味し、ここで、１．９≦ｘ≦２．１および２．９≦ｙ≦３．１である。
【００２５】
ワイヤ１２のアレイおよび放熱層１６は、一般にワイヤグリッド偏光子のワイヤに使用されるような金属および／または誘電体を含む偏光用材料で作製され得るかまたはそれを含み得る。例えば、米国特許第７，９６１，３９３号明細書および米国特許第８，７５５，１１３号明細書を参照されたい（これらは、参照により本明細書に組み込まれる）。
【００２６】
図１、図３、図５、図９および図１１〜図１２に示すように、放熱層１６は、複数のチャンネル１３にわたり、かつチャンネル１３内に延在しないか、またはチャンネル１３に最小限にのみ延在し得る。チャンネル１３は、空気で満たされ得る。
【００２７】
図２、図１０および図１３〜図１４に示すように、放熱層１６は、チャンネル１３内に部分的に延在し得、およびチャンネル１３は、部分的に空気で満たされ得る。チャンネル１３は、ほとんど放熱層１６で満たされ得るかまたはほとんど空気で満たされ得る。放熱層１６で部分的に満たされるチャンネル１３を有することは、吸収層１５が反射層１４と放熱層１６との間に挟まれ、かつ放熱層１６がチャンネル１３内にかつ吸収層１５の側面に沿って延在して反射層１４と直接接触する場合に特に有益であり得る。各ワイヤ１２上において、連続的な薄膜を形成するように一緒に成長させたマッチ棒の先端形状の放熱層１６を備える図１３〜図１４のＷＧＰ１３０および１４０は、典型的な形状である。この形状は、（ａ）吸収層１５と放熱層１６との間の大きい接触面積、および（ｂ）放熱層１６からの対流および放射での熱伝達のための面積を大きくする（外表面の波形または湾曲形状に起因して）ために有益である。この形状の層の製造は、米国特許出願公開第２０１２／００７５６９９号明細書に説明されており、これは、参照により本明細書に組み込まれる。図４に示すように、放熱層１６は、チャンネル１３内へ延在しかつそれを満たし得る。
【００２８】
図１６のＷＧＰ１６０は、透明基板１１の面１１ｆに対して平行な平面１６２において、反射層１４と吸収層１５との間に挟まれた連続的な層１６１を含む。そのため、図１〜図１４に示すようなワイヤ１２の単一のアレイを有する代わりに、この連続的な層１６１は、ワイヤ１２ａおよび１２ｂの２つの別個のアレイを作り出す。ワイヤ１２ａである上方アレイの側壁１２ａｓは、この連続的な層１６１により、ワイヤ１２ｂである下方アレイの側壁１２ｂｓから遮断されている。この連続的な層１６１は、ＷＧＰの適切な性能に干渉することがあり、かつ製造を難しくすることがある。さらに、ワイヤ１２ａである上方アレイ間のチャンネル１３ａは、ワイヤ１２ｂである下方アレイのチャンネル１３ｂから分離されているため、単一のチャンネルが反射層１４および吸収層１５の両方を横切って延在しない。
【００２９】
対照的に、図１〜図１４のＷＧＰのワイヤ１２のそれぞれの側壁１２ｓは、反射層１４から吸収層１５まで、透明基板１７の面に対して平行な平面１６２におけるいずれの連続的な層にも遮られずに延在する。そのため、各反射層１４は、各ワイヤ１２において吸収層１５と対にされる。また、チャンネル１３のそれぞれは、透明基板１１に最も近いワイヤ１２のアレイの近位端部１２ｐから、透明基板１１から最も遠いワイヤ１２のアレイの遠位端部１２ｄまで延在し得る。
【００３０】
図１〜図２、図５〜図６および図８〜図１４では、吸収層１５は、反射層１４と放熱層１６との間に挟まれている。図３〜図４および図７では、反射層１４は、吸収層１５と放熱層１６との間に挟まれている。図３〜図４、図６および図８では、吸収層１５は、反射層１４よりも透明基板１１の近くに配置されている。これらの設計間の選択は、製造能力、適用例の性能要件および散逸される必要のある光の量に基づいて行われ得る。
【００３１】
放熱層１６に熱を十分に移すことができるようにするために、吸収層１５と放熱層１６との間の熱伝達抵抗が最小であることが有益であり得る。そのため、図１〜図２、図４〜図６、図８〜図１１および図１３〜図１４に示すように、吸収層１５は、放熱層１６に隣接し得る。あるいは、吸収層１５は、例えば、＜１０−６Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−７Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−８Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−９Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−１０Ｋ＊ｍ２／Ｗなど、単位面積の熱伝導に対する熱抵抗（ＲＡ）の小さい材料（例えば、図１２の層１２６）によって放熱層１６から分離され得る。用語単位面積の熱伝導に対する熱抵抗（ＲＡ）は、材料１２６の厚さ（例えば、Ｔｈ１２６）を熱伝導率（ｋ）で割って得られた値を意味する。そのため、ＲＡ＝Ｔｈ／ｋであり、そのため、Ａｌの１００ｎｍ厚さの層ではＲＡ＝１００ｎｍ／［２０５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］＝５×１０−１０Ｋ＊ｍ２／Ｗであり、およびＳｉＯ２の１０ｎｍ厚さの層ではＲＡ＝１０ｎｍ／［０．９６Ｗ／（ｍ＊Ｋ）］＝１０−８Ｋ＊ｍ２／Ｗである。
【００３２】
代わりにまたは加えて、放熱層１６に熱を十分に移すことができるようにするために、反射層１４と放熱層１６との間の熱伝達抵抗が最小であることが有益であり得る。そのため、図２、図４、図７、図１０および図１３〜図１４に示すように、反射層１４は、放熱層１６に隣接し得る。あるいは、反射層１４は、例えば、＜１０−６Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−７Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−８Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−９Ｋ＊ｍ２／Ｗ、＜１０−１０Ｋ＊ｍ２／Ｗなど、単位面積の熱伝導に対する熱抵抗（ＲＡ）が小さい材料（例えば、図３の層３６）によって放熱層１６から分離され得る。
【００３３】
光は、ときにＷＧＰにパルス状で入射し、および単にヒートシンクに蓄積させ、その後、次第に放散するが、吸収された熱が十分であり得る。放熱層１６は、吸収層１５によって熱が吸収されるヒートシンクであり得る。放熱層１６の体積の増加は、この熱の十分な吸収量を可能にするために有益であり得る。そのため、例えば、放熱層１６の体積は、吸収層１５の体積よりも少なくとも２倍大きい、少なくとも３倍大きい、少なくとも５倍大きい、少なくとも８倍大きい、少なくとも１２倍大きい、または少なくとも１８倍大きいことができる。
【００３４】
放熱層１６の追加されたサイズを説明するための別の方法は、吸収層１５の厚さＴｈ１５と比較したその厚さＴｈ１６による。放熱層１６の厚さＴｈ１６は、透明基板１１から最も遠いワイヤ１２のアレイの遠位端部１２ｄから放熱層１６の最も外側の面までの直線距離である。吸収層１５の厚さＴｈ１５および放熱層１６の厚さＴｈ１６の両方は、透明基板１１の面１１ｆに対して垂直に測定される。下記は、これらの相対的な厚さ例示的な関係である：Ｔｈ１６≧２＊Ｔｈ１５、Ｔｈ１６≧３＊Ｔｈ１５、Ｔｈ１６≧５＊Ｔｈ１５またはＴｈ１６≧１０＊Ｔｈ１５。下記は、吸収層１５および放熱層１６の例示的な厚さである：Ｔｈ１５≧５ｎｍまたはＴｈ１５≧２０ｎｍ、Ｔｈ１５≦２００ｎｍまたはＴｈ１５≦１００ｎｍ、Ｔｈ１６≧５０ｎｍ、Ｔｈ１６≧１００ｎｍ、Ｔｈ１６≧２００ｎｍまたはＴｈ１６≧４００ｎｍ、およびＴｈ１６≦２０００ｎｍ、Ｔｈ１６≦１０００ｎｍまたはＴｈ１６≦５００ｎｍ。
【００３５】
いくつかの適用例に関し、放熱層１６からの対流および／または放射での熱伝達は、ＷＧＰを十分に低い温度に保ち得る。他の適用例に関し、熱入力の増加および／または溶融温度の低いＷＧＰの材料に基づいてヒートシンクへの対流性熱伝達が必要であり得る。図１２に示すように、ヒートシンク１２１は、放熱層１６に結合され得、および放熱層１６から、従ってワイヤ１２のアレイから熱を伝導することができる。ヒートシンク１２１は、ワイヤ１２のアレイの外部に配置され得る。
【００３６】
ヒートシンク１２１は、図１２に示すように、例えば少なくとも５個のフィン１２１ｆなど、複数のフィン１２１ｆを含み得る。フィン１２１ｆのそれぞれは、ワイヤ１２の幅Ｗ１２および厚さＴｈ１２よりもはるかに大きく、かつＷＧＰ１２０から周囲の空気へ熱を伝達するのに十分な大きさの幅Ｗｆおよび厚さＴｈｆを有し得る。例えば、フィン１２１ｆのそれぞれは、≧０．０１ｍｍ、≧０．１ｍｍ、≧１ｍｍまたは≧１００＊Ｗ１２の幅Ｗｆおよび≧０．１ｍｍ、≧２ｍｍ、≧６ｍｍまたは≧１００＊Ｔｈ１２の厚さＴｈｆを有し得る。フィン１２１ｆを含むヒートシンク１２１は、例えば、＞１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＞４０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）または＞６０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）（ここで、Ｗ＝ワット、ｍ＝メートルおよびＫ＝ケルビン度である）などの高熱伝導率ｋを有し得る。
【００３７】
放熱層１６からヒートシンク１２１に熱を十分に伝達できるようにするために、ヒートシンク１２１は、放熱層１６に隣接し得る（図１２のヒートシンク１２１ｂを参照されたい）。あるいは、図１２のヒートシンク１２１ａで示すように、ヒートシンク１２１が、放熱層１６から、熱伝導に対する熱抵抗（Ｒ）の小さい材料１２２によって分離される場合、十分な熱がヒートシンク１２１に伝達し得る。例えば、Ｒ＜１Ｋ／Ｗ、Ｒ＜１０Ｋ／Ｗ、Ｒ＜５０Ｋ／Ｗ、Ｒ＜１００Ｋ／Ｗであり、ここで、Ｗ＝ワットであり、Ｋ＝ケルビン度であり、Ｒ＝Ｌ１２２／（ｋ＊Ａ１２２）であり、Ｌ１２２は、放熱層１６とヒートシンク１２１との間の材料１２２の長さであり、Ａ１２２は、熱伝達のための材料（図１２の紙面内に延在する）の面積であり、およびｋは、熱伝導率である。
【００３８】
放熱層１６の追加は、ＷＧＰ性能の低下を生じ得る。このＷＧＰ性能の低下は、反射防止層１３１を放熱層１６よりも基板１１から遠くに放熱層１６の上に配置されるように追加し、放熱層１６を、図１３〜図１４のＷＧＰ１３０および１４０に示すように、反射防止層とワイヤ１２のアレイとの間に挟まれるようにすることによって回避または軽減され得る。放熱層１６は、反射防止層１３１を適用するためのベースまたは土台を提供し得る。
【００３９】
図１３のＷＧＰ１３０に示すように、反射防止層１３１は、放熱層１６上に複数の薄膜層１３２を含み得る。これらの薄膜層１３２は、放熱層１６を横切って連続的に延在し得、および放熱層１６での入射光の反射を減少させ得る。薄膜反射防止層１３１の一例は、少なくとも２つの対１３３の薄膜層１３２であり、各対１３３は、二酸化ケイ素の薄膜層１３２と、９５％のＺｒＯ２および５％のＴｉＯ２の薄膜層１３２とを含む。各層の厚さＴｈ１３２の例は、３０〜３００ナノメートルである。
【００４０】
図１４のＷＧＰ１４０に示すように、反射防止層１３１は、アレイに形成された、放熱層１６上に配置された複数の突出部１４２を含み得る。突出部１４１は、放熱層１６での入射光の反射を減少させるように設計され得る。例えば、各突出部１４１の幅Ｗ１４２および高さＨ１４２は、＜３００ｎｍ、＜７００ｎｍ、または＜１２００ｎｍであり得る。
【００４１】
図１〜図４、図６〜図７、図９〜図１０および図１２〜図１４に示すように、反射層１４は、吸収層１５に隣接し得る。あるいは、図５および図８に示すように、ワイヤ１２のそれぞれは、反射層１４と吸収層１５との間に挟まれた熱絶縁層１８をさらに含み得る。図１１に示すように、ワイヤ１２のそれぞれは、２つの熱絶縁層１８をさらに含み得、一方が反射層１４と第１の吸収層１５ａとの間に挟まれ、および他方が反射層１４と第２の吸収層１５ｂとの間に挟まれる。熱絶縁層１８は、吸収層１５から反射層１４への熱伝達を最小限にし得るため、反射層１４を溶融する機会を最低限にする。熱絶縁層１８は、例えば、＜８Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＜４Ｗ／（ｍ＊Ｋ）、＜２Ｗ／（ｍ＊Ｋ）または＜１．５Ｗ／（ｍ＊Ｋ）などの低熱伝導率を有し得る。
【００４２】
吸収層１５から放熱層１６への熱伝達を高めるために、２つの材料間に大きい接触面積があり得る。例えば、放熱層１６は、吸収層１５の露出面の≧５０％、≧８０％、≧９０％、または≧９５％を被覆し得、吸収層１５の露出面は、透明基板１１またはワイヤ１２のアレイの材料と直接接触していない吸収層１５のいずれかの表面である（例えば、反射層１４または熱絶縁層１８）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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