(57)【要約】  モバイルデバイスなどの装置における熱管理のための能動熱伝達デバイスが提案される。提案された熱伝達デバイスは、熱電（ＴＥ）層と、両方ともがＴＥ層の外側面上にある第１の電極および第２の電極とを含み得る。第１の電極と第２の電極との間に電圧差があるとき、熱源からの熱は、第１の電極から第２の電極にＴＥ層内を横方向に伝達され得る。
2019517128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上の第１の電極であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第１の電極と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上の第２の電極であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第２の電極とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に、熱源によって生成された熱を伝達するように構成される、熱伝達デバイス。
【請求項２】
前記第１の接合部が前記熱源と重複する、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項３】
前記第２の接合部が、前記第１の接合部より大きい面積を有する、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項４】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びる、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項５】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上の第３の電極であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第３の電極と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上の第４の電極であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第４の電極とをさらに備え、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であり、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が電気的に結合され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記熱源によって生成された熱を伝達するように構成される、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項６】
前記第１のＴＥ層内の前記第１の電極から前記第２の電極までの熱経路が、前記第２のＴＥ層内の前記第４の電極から前記第３の電極までの熱経路に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が並んで配置される、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項７】
前記第１の外側面および前記第３の外側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第２の外側面および前記第４の外側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第１の側面および前記第３の側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第２の側面および前記第４の側面が実質的に共面である、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項８】
前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記熱源と重複する、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項９】
前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが、前記第１の接合部と第４の接合部の組合せより大きい面積を有する、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１０】
前記第２の電極および前記第３の電極がそれぞれ、前記第１の外側面および前記第３の外側面上にあるか、またはそれぞれ前記第２の外側面および前記第４の外側面上にある、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１１】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延び、
前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延び、
前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びる、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１２】
単一の電極が、前記第２の電極としておよび前記第３の電極として働く、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１３】
チップと、
前記チップに電力を供給するように構成されたバッテリと、
熱を前記チップから離れて能動的に伝達するように構成された熱伝達デバイスとを備え、前記熱伝達デバイスが、
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上の第１の電極であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第１の電極と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上の第２の電極であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第２の電極とを備え、
前記第１の接合部が前記チップと重複し、
前記熱伝達デバイスが、前記バッテリが前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差を生じるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に、前記チップによって生成された前記熱を伝達するように構成される、装置。
【請求項１４】
前記第２の接合部が、前記第１の接合部より大きい面積を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の電極が、前記チップと前記ＴＥ層との間にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上の第３の電極であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第３の電極と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上の第４の電極であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第４の電極とをさらに備え、
前記第１のＴＥ層内の前記第１の電極から前記第２の電極までの熱経路が、前記第２のＴＥ層内の前記第４の電極から前記第３の電極までの熱経路に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が並んで配置され、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が電気的に結合され、
前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記チップと重複し、
前記熱伝達デバイスが、前記バッテリが前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差を生じるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記チップによって生成された熱を伝達するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが、前記第１の接合部と前記第４の接合部の前記組合せより大きい面積を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延び、
前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延び、
前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びる、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の電極が前記チップと前記第１のＴＥ層との間にあり、前記第４の電極が前記チップと前記第２のＴＥ層との間にある、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
ディスプレイと、
背面カバーと、
前記ディスプレイと前記背面カバーとの間のブラケットとをさらに備え、
前記熱伝達デバイスが、前記チップによって生成された熱を伝達して、前記ブラケットの低温領域、前記バッテリ、前記ディスプレイの低温領域、および前記背面カバーの低温領域のうちの任意の１つまたは複数に前記熱を放散させるように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
熱伝達デバイスを形成する方法であって、
第１の外側面および第２の外側面の各々が第１の側面および第２の側面の各々より長くなるように、前記第１の外側面、前記第２の外側面、前記第１の側面、および前記第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層を形成するステップと、
第１の電極が第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように、前記ＴＥ層の前記第１の外側面上に前記第１の電極を形成するステップと、
第２の電極が第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように、前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上に前記第２の電極を形成するステップとを含み、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差があるとき、熱源によって生成された熱が前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に伝達されるように形成される、方法。
【請求項２３】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記熱源と重複するように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第１の接合部より大きい面積を有するように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２４】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延びるように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びるように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２５】
前記ＴＥ層を形成するステップが第１のＴＥ層を形成するステップを含み、前記方法が、
第３の外側面および第４の外側面の各々が第３の側面および第４の側面の各々より長くなるように、前記第３の外側面、前記第４の外側面、前記第３の側面、および前記第４の側面を有する第２のＴＥ層を形成するステップと、
第３の電極が第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように、前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上に前記第３の電極を形成するステップと、
第４の電極が第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように、前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上に前記第４の電極を形成するステップとをさらに含み、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が形成され、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が互いに電気的に結合されるように形成され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記熱源によって生成された熱が伝達されるように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２６】
前記第１および前記第４の電極が、前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記熱源と重複するように形成され、
前記第２の電極および前記第３の電極が、前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが前記第１の接合部と前記第４の接合部の前記組合せより大きい面積を有するように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２７】
前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が、前記第１の外側面および前記第３の外側面が実質的に共面であり、前記第２の外側面および前記第４の外側面が実質的に共面であり、前記第１の側面および前記第３の側面が実質的に共面であり、かつ前記第２の側面および前記第４の側面が実質的に共面であるように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２８】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延びるように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びるように形成され、
前記第３の電極が、前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延びるように形成され、
前記第４の電極が、前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びるように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２９】
熱伝達デバイスであって、
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上に第１の電圧を印加するための手段であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上に第２の電圧を印加するための手段であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段とを含み、
前記熱伝達デバイスが、前記第１の電圧を印加するための前記手段と前記第２の電圧を印加するための前記手段との間に電圧差があるとき、前記第１の電圧を印加するための前記手段から前記第２の電圧を印加するための前記手段に前記ＴＥ層内を横方向に熱を伝達するように構成される、熱伝達デバイス。
【請求項３０】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上に第３の電圧を印加するための手段であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上に第４の電圧を印加するための手段であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段とをさらに備え、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であり、
一連の電気経路が前記第１の電圧を印加するための前記手段、前記第１のＴＥ層、前記第２の電圧を印加するための前記手段、前記第３の電圧を印加するための前記手段、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電圧を印加するための前記手段の順に形成されるように、前記第３の電圧を印加するための前記手段と前記第２の電圧を印加するための前記手段とが電気的に結合され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電圧を印加するための前記手段と前記第４の電圧を印加するための前記手段との間に電圧差があるとき、前記第１の電圧を印加するための前記手段から前記第２の電圧を印加するための前記手段に第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電圧を印加するための前記手段から前記第３の電圧を印加するための前記手段に前記第２のＴＥ層内を横方向に、生成された熱を伝達するように構成される、請求項２９に記載の熱伝達デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明する様々な態様は、電子機器内の熱管理に関し、より詳細には、面内能動冷却デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱管理は、モバイルデバイスなどのシステムにとって重要であり得る。これは、多くの使用事例において、システム性能が最大許容接合部温度によって熱的に制限され得るからである。高い表面温度は、デバイスの使用を不快にするかまたは局所的皮膚やけどをもたらすことがあるので、表皮温度は、別の重要な設計制約であり得る。たとえば、相手先ブランド製造会社（ＯＥＭ）は、一般的に、プラスチック表面に対する最大許容温度として４５℃を、および金属表面に対して４０℃を要求する。したがって、システム性能は時々、表皮温度によって熱的に制限され得る。
【０００３】
それゆえ、モバイル電子デバイスなどのシステムでは、快適な表面接触温度と、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）などの重要な内部構成要素の最大温度限界との一方または両方に対処すること、などが望ましい。従来では、モバイルデバイスのための冷却対処法は、ソフトウェアベースの熱緩和、および熱／機械ベースの受動的な熱拡散である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明の概要は、いくつかの例示的な態様の特徴を特定するものであり、開示される主題の排他的または包括的な説明ではない。特徴または態様がこの発明の概要に含まれるか、またはこの発明の概要から省略されるかは、そのような特徴の相対的重要性を示すものとして意図されていない。以下の詳細な説明を読み、その一部を形成する図面を見ることによって、さらなる特徴および態様が記載され、当業者に明らかになるであろう。
【０００５】
１つまたは複数の態様は、熱を能動的に伝達させるように構成された熱伝達デバイスを対象とする。熱伝達デバイスは、熱電（ＴＥ）層、第１の電極、および第２の電極を備え得る。ＴＥ層は、第１の外側面（ｌａｔｅｒａｌ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、第２の外側面と、第１の側面（ｓｉｄｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）と、第２の側面とを有し得る。第１の外側面および第２の外側面は、第１の側面および第２の側面より長くてもよい。第１の電極は、ＴＥ層の第１の外側面上にあり得、第１の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。第２の電極は、ＴＥ層の第１の外側面または第２の外側面上にあり得、第２の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。熱伝達デバイスは、第１の電極と第２の電極との間に電圧差があるとき、第１の電極から第２の電極にＴＥ層内を横方向に、熱源によって生成された熱を伝達するように構成され得る。
【０００６】
１つまたは複数の態様は、チップと、チップに電力を供給するように構成されたバッテリと、熱をチップから離れて能動的に伝達するように構成された熱伝達デバイスとを備え得る装置を対象とする。熱伝達デバイスは、熱電（ＴＥ）層と、第１の電極と、第２の電極をと備え得る。ＴＥ層は、第１の外側面と、第２の外側面と、第１の側面と、第２の側面とを有し得る。第１の外側面および第２の外側面は、第１の側面および第２の側面より長くてもよい。第１の電極は、ＴＥ層の第１の外側面上にあり得、チップと重複することがある第１の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。第２の電極は、ＴＥ層の第１の外側面または第２の外側面上にあり得、第２の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。熱伝達デバイスは、バッテリが第１の電極と第２の電極との間に電圧差を生じるとき、第１の電極から第２の電極にＴＥ層内を横方向に、チップによって生成された熱を伝達するように構成され得る。
【０００７】
１つまたは複数の態様は、熱を能動的に伝達させるように熱伝達デバイスを形成する方法を対象とする。方法は、熱電（ＴＥ）層を形成するステップと、第１の電極を形成するステップと、第２の電極を形成するステップとを含み得る。ＴＥ層は、第１の外側面および第２の外側面の各々が第１の側面および第２の側面の各々より長くなるように、第１の外側面と、第２の外側面と、第１の側面と、第２の側面とを用いて形成され得る。第１の電極は、第１の電極が第１の接合部においてＴＥ層とインターフェースするように、ＴＥ層の第１の外側面上に形成され得る。第２の電極は、第２の電極が第２の接合部においてＴＥ層とインターフェースするように、ＴＥ層の第１の外側面上または第２の外側面上に形成され得る。熱伝達デバイスは、第１の電極と第２の電極との間に電圧差があるとき、熱源によって生成された熱が、第１の電極から第２の電極にＴＥ層内を横方向に伝達されるように形成され得る。
【０００８】
１つまたは複数の態様は、熱を能動的に伝達させるように構成された熱伝達デバイスを対象とする。熱伝達デバイスは、熱電（ＴＥ）層と、第１の電圧を印加するための手段と、第２の電圧を印加するための手段とを備え得る。ＴＥ層は、第１の外側面と、第２の外側面と、第１の側面と、第２の側面とを有し得る。第１の外側面および第２の外側面は、第１の側面および第２の側面より長くてもよい。第１の電圧を印加するための手段、たとえば第１の電極は、ＴＥ層の第１の外側面上にあり得、第１の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。第２の電圧を印加するための手段、たとえば第２の電極は、ＴＥ層の第１の外側面上または第２の外側面上にあり得、第２の接合部においてＴＥ層とインターフェースし得る。熱伝達デバイスは、第１の電圧を印加するための手段と第２の電圧を印加するための手段との間に電圧差があるとき、第１の電圧を印加するための手段から第２の電圧を印加するための手段にＴＥ層内を横方向に熱を伝達するように構成され得る。
【０００９】
添付の図面は事例の説明を助けるために提示され、事例の図示のためのみに提供され、事例を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】熱電および動作を説明するための従来の熱電冷却器を示す図である。
【図２】熱電および動作を説明するための従来の熱電冷却器を示す図である。
【図３Ａ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の上面図である。
【図３Ｂ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の側面図である。
【図４Ａ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の上面図である。
【図４Ｂ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の側面図である。
【図５Ａ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の上面図である。
【図５Ｂ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の第１の側面図である。
【図５Ｃ】本開示の非限定的な態様による熱電冷却器の第２の側面図である。
【図６】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを組み込む装置を示す図である。
【図７Ａ】本開示の非限定的な態様による装置内に組み込まれた熱伝達デバイスの例示的な詳細を示す図である。
【図７Ｂ】本開示の非限定的な態様による装置内に組み込まれた熱伝達デバイスの例示的な詳細を示す図である。
【図８】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを組み込む装置の例を示す図である。
【図９】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを組み込む装置の例を示す図である。
【図１０】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを組み込む装置の例を示す図である。
【図１１】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを組み込む装置の例を示す図である。
【図１２Ａ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する方法の段階を示す図である。
【図１２Ｂ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する方法の段階を示す図である。
【図１２Ｃ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する方法の段階を示す図である。
【図１３】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する方法のフローチャートである。
【図１４Ａ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する別の方法の段階を示す図である。
【図１４Ｂ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する別の方法の段階を示す図である。
【図１４Ｃ】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する別の方法の段階を示す図である。
【図１５】本開示の非限定的な態様による熱伝達デバイスを形成する別の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の１つまたは複数の態様の具体的な例に向けられる以下の説明および関連する図面において態様が提供される。検討の範囲から逸脱することなく、代替の例を考案することができる。さらに、関連する詳細を不明瞭にしないように、よく知られている要素は詳細には説明されないか、または省略される。
【００１２】
「例示的」という語は、本明細書では「例、事例、または例示としての働きをすること」を意味するために使用される。本明細書において「例示的」として説明されるどんな例も、他の例に比べて好ましいまたは有利であると必ずしも解釈すべきではない。同様に、「実施形態」という用語は、開示される主題のすべての実施形態が、論じられる特徴、利点、または動作モードを含むことを必要とするわけではない。
【００１３】
本明細書で使用する用語は、特定の例について説明するためのものにすぎず、限定を意図するものではない。本明細書で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明確に示さない限り、複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用するとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことがさらに理解されよう。
【００１４】
さらに、多くの例について、たとえば、コンピューティングデバイスの要素によって実行されるべきアクションのシーケンスの観点から説明する。本明細書で説明する様々なアクションは、特定の回路（たとえば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））によって、１つもしくは複数のプロセッサによって実行されるプログラム命令によって、または両方の組合せによって実行され得ることが認識されよう。さらに、本明細書で説明するこれらのアクションのシーケンスは、実行されると、関連するプロセッサに本明細書で説明する機能を実行させるコンピュータ命令の対応するセットを記憶した、任意の形態のコンピュータ可読記憶媒体内で完全に具現化されるものと見なされ得る。したがって、種々の態様は、すべてが請求される主題の範囲内に入ると考えられるいくつかの異なる形で具現化することができる。加えて、本明細書で説明する例ごとに、任意のそのような例の対応する形態は、本明細書では、たとえば、説明するアクションを実行する「ように構成された論理」として記載される場合がある。
【００１５】
上述のように、モバイルデバイスに対する従来の熱管理は、ソフトウェアベースの熱緩和と、熱／機械ベースの受動熱拡散とを含む。それらの代わりにまたはそれらに加えて、熱を能動的に伝達する熱伝達デバイスを利用する熱管理を提供することが提案されている。提案された熱伝達デバイスは、単独で、あるいはソフトウェアベースの熱緩和および／または受動的熱／機械ベースの受動熱拡散との組合せで使用され得る。
【００１６】
熱電冷却器（ＴＥＣ）は、能動熱伝達デバイスの一例である。ＴＥＣは、能動的冷却を達成するために熱を一方から他方へポンピングする電気−熱エネルギー変換の現象を利用するソリッドステートポンプである。ＴＥＣ動作の原理は、図１に例示されている。図示のように、ＴＥＣ１００は、第１の電極１１０と第２の電極１２０との間に熱電（ＴＥ）材料１５０を含み得る。ＴＥ材料１５０はＮ型またはＰ型の半導体であり得、第１の電極および第２の電極１１０、１２０は金属であり得る。
【００１７】
熱電の物理特性を、簡単に説明する。２つの異なる材料（たとえば、金属と半導体）が接合し、電流が２つの材料の接合部を通って流れるとき、電流の向きおよび半導体の型に応じて異なる材料間の接合部において熱が吸収または放出される。熱が吸収される接合部において、冷却が生じる。反対に、熱が放出される接合部において、加熱が生じる。図１では、破線の楕円によって強調された２つの接合部、すなわち、第１の電極１１０とＴＥ材料１５０との間の第１の接合部１１２およびＴＥ材料１５０と第２の電極１２０との間の第２の接合部１２２とがある。
【００１８】
第１の電極および第２の電極１１０、１２０に電力が印加されると、熱は、一方の接合部において吸収され、他方の接合部において放出される。したがって、熱は一方の電極から他方に流れる。第１の電極１１０に印加された電圧が第２の電極１２０に印加された電圧より高いような電圧差であれば、電流は、（電流の流れは電子の流れと反対であるように見えることを仮定すると）ＴＥ材料１５０内で第１の電極１１０から第２の電極１２０に流れる。ＴＥ材料１５０がＰ型の半導体であれば、熱はポンピングされて、正電圧側から負電圧側へ電流の方向に流れる。言い換えれば、熱は第１の接合部１１２において吸収され、第２の接合部１２２において放出される。ＴＥ材料１５０がＮ型の半導体であれば、熱は電流と異なる反対の方向に、すなわち負電圧側（熱は第２の接合部１２２において吸収される）から正電圧側（第１の接合部１１２において放出される）にポンピングされる。
【００１９】
熱電冷却および加熱電力Ｑは、絶対温度Ｔ、印加電流Ｉ、およびゼーベック係数Ｓに比例し、Ｑ＝ＳＴＩによって与えられ得る。次いで、熱吸収接合部において生じる冷却電力ＱＣは、ＱＣ＝ＳＴＣＩによって表現され得る。同様に、熱放出接合部において生じる加熱電力ＱＨは、ＱＨ＝ＳＴＨＩによって表現され得る。しかしながら、追加の熱もまた、ＴＥ材料１５０を通って流れる電流によって生成される。そのようなジュール加熱ＱＪは、ＱＪ＝Ｉ２Ｒとして定量化され得、ここでＲは電流経路の抵抗である。第１の電極および第２の電極１１０、１２０が金属であると仮定すると、抵抗の大部分はＴＥ材料１５０によることになる。これら３つの熱電力、ＱＣ、ＱＨおよびＱＪは図２に示されており、ＴＥ材料１５０はＰ型の半導体であると仮定している。
【００２０】
熱電冷却効率は、ポンピングされる熱の、電力入力に対する比として定義され得る性能係数（ＣＯＰ）によって特徴づけられ得る。一観点では、ポンピングされる熱は、冷却電力ＱＣと同一視され得る。ＣＯＰは、通常、低温側と高温側との間の温度差に依存する。これは、ＣＯＰは温度差と反比例の関係にあり、たとえば温度差が増加するとＣＯＰは減少することを意味する。
【００２１】
上記のように、ＴＥＣなどの能動熱伝達デバイスを利用する熱管理を提供することが提案されている。しかしながら、従来の交差平面ＴＥＣは、ミリメートルスケールのＴＥＣを収容することを困難にする、モバイルデバイスの小さいフォームファクタのためにモバイルデバイスには不適当であり、熱電の熱ＳＴＩとジュール熱Ｉ２Ｒとを除去するのに十分な能力をもたらさない。従来のＴＥＣの別の限界は、従来のＴＥＣがモバイルデバイス内に一体化されたとき、従来のＴＥＣは、接合部をより低温にするが表皮をより高温にするか、または表皮をより低温にするが接合部をより高温にするかのいずれかである。
【００２２】
従来の熱管理対処法の１つまたは複数の欠点に対処するために、モバイルデバイスの高温領域から低温領域に横方向に熱を伝送し得る面内能動冷却デバイスを一体化することが提案されている。提案の１つまたは複数の態様は、接合部温度と表皮ホットスポット温度の両方を低減することによって、効果的な熱管理を達成し得る。
【００２３】
熱伝達デバイス３００の非限定的な例、たとえば熱電冷却器（ＴＥＣ）が、図３Ａおよび図３Ｂに示されている。熱伝達デバイス３００は、能動熱伝達デバイスである。図３Ａは上面図を示し、図３Ｂは側面図を示す。熱伝達デバイス３００は、熱が横方向にポンピングされることを可能にする面内構成を有し得る。図示のように、熱伝達デバイス３００は、熱電（ＴＥ）層３５０と、第１の電極３１０と、第２の電極３２０とを含み得る。第１の電極３１０は第１の電圧を印加するための手段の一例であり、第２の電極３２０は第２の電圧を印加するための手段の一例であり得る。ＴＥ層３５０はＮ型かまたはＰ型の半導体であり得、第１の外側面および第２の外側面３５２、３５４と第１の側面および第２の側面３５６、３５８とを有し得る（図３Ｂ参照）。一観点から、第１の外側面および第２の外側面３５２、３５４は、それらが第１の側面および第２の側面３５６、３５８より長いという点で、外側面と呼ばれる。便宜上、第１の外側面および第２の外側面３５２、３５４ならびに第１の側面および第２の側面３５６、３５８はまた、上側の面、下側の面、左側の面および右側の面３５２、３５４、３５６、３５８と呼ばれることもある。形容詞である上側の、下側の、左側のおよび右側の、は便宜のためにすぎず、絶対的方位を示すものととられるべきではないことを留意されたい。
【００２４】
第１の電極３１０は、ＴＥ層３５０の外側面のうちの１つの上、すなわち上側の面３５２または下側の面３５４の上にあり得る。第１の電極３１０とＴＥ層３５０とが互いにインターフェースするところは、第１の接合部３１２と呼ばれることがある。この例では、「インターフェース」は「接触している」と同義語であり得る。説明しやすいように、第１の電極３１０は、ＴＥ層３５０の第１の外側面３５２上にあることが仮定されることになる。一観点から、第１の接合部３１２は第１の外側面３５２の一部であると言われることがある。
【００２５】
一態様では、第１の電極３１０は、電気的にも熱的にも高伝導性である。たとえば、第１の電極３１０は金属であり得る。第１の電極３１０は、ＴＥ層３５０の一端においてまたは実質的にその一端において配置され得る。図３Ｂでは、第１の電極３１０は、ＴＥ層３５０の左側の面３５６と同一面または実質的に同一面にあり、右側の面３５８の方に延びているように示されている。第１の電極３１０は第１の接合部３１２においてＴＥ層３５０とインターフェースするので、第１の接合部３１２は、第１の側面３５６においてまたは実質的にその側面において始まり、第２の側面３５８の方に延びることができると言われることがある。
【００２６】
第２の電極３２０はまた、第２の電極３２０とＴＥ層３５０とが第２の接合部３２２において互いにインターフェースするように、ＴＥ層３５０の上側の面３５２上にあり得る。すなわち、第２の接合部３２２はまた、第１の外側面３５２の一部分であり得る。第２の電極３２０は、第１の電極３１０と同様に、金属のように電気的にも熱的にも高伝導性であり得る。第２の電極３２０は、第１の電極３１０を形成するために使用される材料と同じかまたは異なる材料から形成され得る。第２の電極３２０は、ＴＥ層３５０の端部であって、第１の電極３１０が配置される端部と反対側の端部においてまたは実質的にその端部において配置され得る。図３Ｂでは、第２の電極３２０は、ＴＥ層３５０の右側の面３５８と同一面または実質的に同一面にあり、左側の面３５６の方に延びているように示されている。第２の電極３２０は第２の接合部３２２においてＴＥ層３５０とインターフェースするので、第２の接合部３２２は、第２の側面３５８においてまたは実質的にその側面において始まり、第１の側面３５６の方に延びることができると言われることがある。
【００２７】
図３Ａおよび図３Ｂでは、第１の電極３１０と第２の電極３２０との間に電圧差があるとき、熱は、第１の電極３１０から第２の電極３２０に（これらの図面において左から右に）ＴＥ層３５０内を横方向に流れることが仮定され得る。すなわち、第１の電極３１０と第２の電極３２０との間に電力が印加されると、熱は、第１の接合部３１２において吸収され、第２の接合部３２２において放出され得る。ＴＥ層３５０がＰ型半導体であるならば、第１の電極３１０に印加される電圧の電位はより高くなる。ＴＥ層３５０がＮ型半導体であるならば、第２の電極３２０に印加される電位はより高くなる。
【００２８】
熱源３０５を図３Ａおよび図３Ｂに示す。熱源３０５は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＰＭＩＣ、または冷却されるべき任意のデバイスなどのチップであり得る。熱源３０５自体は、必ずしも熱伝達デバイス３００の一部分であるとは限らない。むしろ、一態様では、熱源３０５は、第１の電極３１０が近くに配置されていることを示すように示されている。このようにして、熱源３０５によって生成された熱は、第１の電極３１０を通って第１の接合部３１２において吸収され、ＴＥ層３５０を通って横方向に伝達され、第２の電極３２０を通って第２の接合部３２２において放出され得る。効率を高めるために、熱源３０５から第１の電極３１０への熱の伝導は最大化されるべきである。これを達成するための１つの方法は、熱源３０５と第１の接合部３１２との間に、少なくとも部分的に重複する領域を有するべきである。一態様では、第１の接合部３１２は、図３Ａに示すように熱源３０５と完全に重複し得る。これは、完全な重複が生じるべきであるならば、第１の接合部３１２の面積は、熱源３０５の面積と少なくとも同じ大きさでなければならないことを暗示する。
【００２９】
熱伝達を高めるための別の方法は、放熱面積を増加させることであり、そのことは、熱伝達デバイス３００の熱放散能力を向上させることになる。たとえば、図３Ｂに示すように、第２の接合部３２２は第１の接合部３１２の面積より大きい面積を有し得る。第２の接合部３２２がより大きい面積を有することは必要条件ではなく、そのような構造によって、第１の接合部３１２において吸収される熱は、第２の接合部３２２においてより大きい面積を介して放出され得る。
【００３０】
図３Ｂでは、第１および第２の接合部３１２、３２２はともに、ＴＥ層３５０の同じ外側面上、この例では上側の面（第１の外側面）３５２上にあるように示されている。しかしながら、熱伝達デバイス４００を示す図４Ａおよび図４Ｂに示すように、これは必要条件ではない。「３」の代わりに「４」を前に置かれること以外は、熱伝達デバイス４００の要素は、熱伝達デバイス３００の要素と同様に番号を付けられている。
【００３１】
同じく能動的である熱伝達デバイス４００の構造は、熱伝達デバイス３００の構造と同様であり得る。たとえば、熱伝達デバイス４００は、熱電（ＴＥ）層４５０と、第１の電極４１０と、第２の電極４２０とを含み得る（図４Ｂ参照）。第１の電極４１０は第１の電圧を印加するための手段の別の例であり、第２の電極４２０は第２の電圧を印加するための手段の別の例であり得る。金属から形成され得る第１の電極４１０は、第１の接合部４１２においてＴＥ層４５０とインターフェースし得、同じまたは異なる金属から形成され得る第２の電極４２０は、第２の接合部４２２においてＴＥ層４５０とインターフェースし得る。第１の接合部４１２は、左側の面（第１の側面）４５６においてまたはその面の近くにおいて始まって右側の面（第２の側面）４５８の方に延び、第２の接合部４２２は、右側の面（第２の側面）４５８においてまたはその面の近くにおいて始まって左側の面（第１の側面）４５６の方に延びることができる。第１の電極４１０と第２の電極４２０との間に電圧差があるとき、熱は、第１の電極４１０から第２の電極４２０にＴＥ層４５０内を横方向に流れることが仮定され得る。第１の接合部４１２と熱源４０５との間に部分的または全体的な重複があり得る。さらに、第２の接合部４２２は、第１の接合部４１２より大きい面積を有し得る。
【００３２】
しかしながら、熱伝達デバイス３００とは違って、熱伝達デバイス４００の第１の電極および第２の電極４１０、４２０は、対向する外側面上にあり得る。これは、第１および第２の接合部４１２、４２２もまた、対向する外側面の一部分であり得ることを暗示する。この例では、第１の電極および第２の電極４１０、４２０はそれぞれ、上側の面４５２および下側の面４５４の上にあるように示されている。すなわち、第１の接合部４１２は上側の面（第１の外側面）４５２の一部であり、第２の接合部４２２は下側の面（第２の外側面）４５４の一部であり得る。図示されていないが、第１の電極４１０が下側の面４５４上にあり、第２の電極４２０が上側の面４５２上にそれぞれある構造を有することは、当然可能である。
【００３３】
ＴＥ層３５０、４５０は、Ｐ型半導体かまたはＮ型半導体であり得ることを上記から想起されたい。図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃに示す熱伝達デバイス内にＰ型とＮ型の両方の半導体を有することも可能である。図５Ａは熱伝達デバイス５００の上面図を示し、図５Ｂは一方の側面図を示し、図５Ｃは反対側の側面図を示す。
【００３４】
図示のように、熱伝達デバイス５００は、第１のＴＥ層５５０と、第１の電極５１０と、第２の電極５２０とを含み得る。第１の電極５１０は第１の電圧を印加するための手段のさらなる例であり得、第２の電極５２０は第２の電圧を印加するための手段のさらなる例であり得る。一観点から、第１のＴＥ層５５０、第１の電極５１０、および第２の電極５２０は、熱伝達デバイス３００のＴＥ層３５０、第１の電極３１０、および第２の電極３２０と同様であるものと見なされ得る。すなわち、第１のＴＥ層５５０はＮ型かまたはＰ型の半導体であり得、第１の外側面および第２の外側面５５２、５５４と第１の側面および第２の側面５５６、５５８とを有し得る（図５Ｂ参照）。第１の電極および第２の電極５１０、５２０はそれぞれ、第１のＴＥ層５５０の第１の外側面および第２の外側面５５２、５５４上にあり得る。説明を簡単にするために、第１の電極および第２の電極５１０、５２０はともに第１の外側面５５２上にあることが仮定され得、そのことは、第１の接合部５１２と第２の接合部５２２の両方が第１の外側面５５２の一部であることを暗示する。第１の電極および第２の電極５１０、５２０はともに、（同じかまたは異なる）金属から形成され得る。第１の接合部５１２は、第１の側面５５６においてまたは実質的にその側面において始まって第２の側面５５８の方に延び、第２の接合部５２２は、第２の側面５５８においてまたは実質的にその側面において始まって第１の側面５５６の方に延びることができる。
【００３５】
熱伝達デバイス５００は、第２のＴＥ層５６０と、第３の電極５３０と、第４の電極５４０とをさらに含み得る。第３の電極５３０は第３の電圧を印加するための手段の一例であり得、第４の電極５４０は第４の電圧を印加するための手段の一例であり得る。一観点から、第２のＴＥ層５６０および第３の電極および第４の電極５３０、５４０は、第１のＴＥ層５５０、第１の電極５１０、および第２の電極５２０の鏡像であるものと見なされ得る（図５Ａ参照）。たとえば、第２のＴＥ層５６０は、第１のＴＥ層５５０の型と反対の型の半導体であり得る。第２のＴＥ層５６０は、第３の外側面および第４の外側面５６２、５６４と第３の側面および第４の側面５６６、５６８とを有し得、第３の外側面および第４の外側面５６２、５６４は、第３の側面および第４の側面５６６、５６８より長い（図５Ｃ参照）。
【００３６】
第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０の対応する表面は、実質的に平行平面を画定し得る。すなわち、第３の外側面および第４の外側面５６２、５６４の平面は、第１の外側面および第２の外側面５５２、５５４の平面に実質的に平行であり得る。同様に、第３の側面および第４の側面５６６、５６８の平面は、第１の側面および第２の側面５５６、５５８の平面に実質的に平行であり得る。実際、図５Ａに示すように、第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０の対応する平面は、実質的に共面であり得る。
【００３７】
第３の電極および第４の電極５３０、５４０はそれぞれ、第２のＴＥ層５６０の第３の外側面および第４の外側面５６２、５６４上にあり得る。再び説明を簡単にするために、第３の電極および第４の電極５３０、５４０はともに第３の外側面５６２上にあることが仮定され得、そのことは、第３の接合部５３２と第４の接合部５４２の両方が第３の外側面５６２の一部であることを暗示する。第３の電極および第４の電極５３０、５４０はともに、（同じかまたは異なる）金属から形成され得る。
【００３８】
図５Ａに示すように、第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０は並んで配置され得る。同じく、第３の電極５３０は第２の電極５２０に隣接して配置され、第４の電極５４０は第１の電極５１０に隣接して配置され得る。これは、第３の接合部５３２（第３の電極５３０と第２のＴＥ層５６０との間のインターフェース）は、第４の側面５６８においてまたは実質的にその側面において始まって第３の側面５６６の方に延びることができることを意味する。同じく、第４の接合部５４２（第４の電極５４０と第２のＴＥ層５６０との間のインターフェース）は、第３の側面５６６においてまたは実質的にその側面において始まって第４の側面５６８の方に延びることができる（図５Ｃ参照）。
【００３９】
第２の電極および第３の電極５２０、５３０は、同じ電気の電位にあるように結合され得る。このようにして、一連の電気経路は、第１の電極５１０、第１のＴＥ層５５０、第２の電極５２０、第３の電極５３０、第２のＴＥ層５６０、および第４の電極５４０の順に形成され得る。たとえば、第１の電極５１０における電圧が第４の電極５４０における電圧より高くなるように、電圧が印加されるものと仮定する。すると、電圧降下が第１の電極５１０から第２の電極５２０までに生じ、別の電圧降下が第３の電極５３０から第４の電極５４０までに生じることになる。次いで、図５Ａでは、得られる電流は、第１のＴＥ層５５０内で左から右の方向に流れ、第２のＴＥ層５６０内で右から左の方向に流れることになる。第２の電極５２０と第３の電極５３０との間の任意の電圧降下は、それらの電極が電気的に結合されると無視できることになる。一態様では、単一の電極は、第２の電極および第３の電極５２０、５３０として働き得る。
【００４０】
第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０が図５Ａに示すように並んで配置されて一連の電気経路を形成するとき、この構成は、平行方向に熱を伝達し得る。たとえば、すぐ上で説明したように、電圧が第１の電極および第４の電極５１０、５４０に印加されるものと仮定する。同じく、第１のＴＥ層５５０はＰ型半導体であり、第２のＴＥ層５６０はＮ型半導体であるものと仮定する。図５Ａでは、熱は、第１のＴＥ層５５０と第２のＴＥ層５６０の両方の中を左から右に横方向に伝達されることになる。第１のＴＥ層５５０では、第１のＴＥ層５５０はＰ型であるので、熱は、電流の方向に、第１の電極５１０から第２の電極５２０に伝達されることになる。第２のＴＥ層５６０では、第２のＴＥ層はＮ型であるので、熱は、電流の方向と反対に、第４の電極５４０から第３の電極５３０に伝達されることになる。言い換えれば、第１のＴＥ層５５０内の第１の電極５１０から第２の電極５２０への熱経路は、第２のＴＥ層５６０内の第４の電極５４０から第３の電極５３０への熱経路に実質的に平行であり得る。
【００４１】
第１の電極５１０と第４の電極５４０との間に電圧差があるとき、熱は、第１の電極５１０から第２の電極５２０に第１のＴＥ層５５０内を横方向に流れ、同じく、第４の電極５４０から第３の電極５３０に第２のＴＥ層５６０内を横方向に流れることが仮定され得る。すなわち、第１の電極５１０と第４の電極５４０との間に電力が印加されると、熱は、第１の接合部および第４の接合部５１２、５４２において吸収され得、第２および第３の接合部５２２、５３２において放出され得る。第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０がそれぞれＰ型およびＮ型の半導体であるならば、第１の電極５１０に印加される電位はより高くなる。第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０がそれぞれＮ型およびＰ型の半導体であるならば、第４の電極５４０に印加される電位はより高くなる。
【００４２】
一態様では、第１の接合部および第４の接合部５１２、５４２の結合領域は、熱源５０５と少なくとも部分的に重複し得る。重複が完全になると、熱源５０５からの熱吸収は最大化される。別の態様では、第２および第３の接合部５２２、５３２の結合領域は、熱放出を高めるために、第１の接合部および第４の接合部５１２、５４２の結合領域より大きくてもよい。
【００４３】
図示されていないが、第２および第３の接合部５２２、５３２は、第１の接合部および第４の接合部５１２、５４２と反対側の外側面上にあり得る。それにもかかわらず、一態様では、第２および第３の接合部５２２、５３２は、対応する外側面の一部である。上記を言い換えると、第２の電極５２０が第１の外側面５５２上にあるならば、第３の電極５３０は第３の外側面５６２上にあり得る。反対に、第２の電極５２０が第２の外側面５５４上にあるならば、第３の電極５３０は第４の外側面５６４上にあり得る。
【００４４】
同じく図示されていないが、代替策は、第２の電極および第３の電極５２０、５３０の代わりに第１の電極および第４の電極５１０、５４０を電気的に結合することである。この代替策では、第１のＴＥ層および第２のＴＥ層５５０、５６０がそれぞれＰ型およびＮ型の半導体のままであると仮定すると、一連の電気経路は、第３の電極５３０、第２のＴＥ層５６０、第４の電極５４０、第１の電極５１０、第１のＴＥ層５５０、および第２の電極５２０の順に形成され得る。この代替策では、第３の電極５３０における電圧が第２の電極５２０における電圧より高くなるように電圧が印加されるならば、電圧降下が第３の電極５３０から第４の電極５４０までに生じ、別の電圧降下が第１の電極５１０から第２の電極５２０までに生じることになる。言い換えれば、第１の電極５１０と第２の電極５２０との間、および第３の電極５３０と第４の電極５４０との間の電圧降下は、図５Ａに示す例示的なデバイスと同じ方向にあり、したがって、熱伝達の方向も同じであることになる。
【００４５】
熱伝達デバイス３００、４００、５００およびそれらの変形態のいずれかまたは全部が、モバイルデバイスなどの装置内に組み込まれ得る。そのような装置の一例が、図６に示される。装置６００は、チップ６０５とバッテリ６３５とを含み得る。チップ６０５は熱源の一例であり、バッテリ６３５はチップ６０５を含む装置６００の１つまたは複数の構成要素に電力を供給するように構成された電力源の一例である。装置６００はまた、ディスプレイ６４５（たとえば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））と、装置６００の内部構成要素を収容するための背面カバー６５５とを含み得る。チップ６０５およびバッテリ６３５に加えて、装置６００の他の内部構成要素は、プリント回路板（ＰＣＢ）６０７と、熱界面材料（ＴＩＭ）６０３と、ブラケット６２５（たとえば、Ｍｇ合金ブラケット）とを含み得る。
【００４６】
装置６００は、熱伝達デバイス３００、４００、５００またはそれらの変形態のいずれかであり得る熱伝達デバイス６１５を組み込み得る。図６では、短い破線で丸く囲まれた矩形が、チップ６０５からの熱が吸収され得る熱伝達デバイス６１５の一部を示し、長い破線で丸く囲まれた矩形が、熱が放出されるところを示す。短い破線で丸く囲まれた矩形は熱吸収接合部（たとえば、接合部３１２、４１２、５１２、５４２）に対応し、長い破線で丸く囲まれた矩形は熱放出接合部（たとえば、接合部３２２、４２２、５２２、５３２）に対応し得る。熱伝達デバイス６１５の適切な構成を介して、装置６００内のホットスポットが緩和され得る。
【００４７】
効率的であるために、チップ６０５からの熱を伝導する電極は、実行可能な程度にチップ６０５の近くに配置され得る。これは、熱伝達デバイス６１５の詳細な例を示す図７Ａに示されている。簡単のために、ＰＣＢ６０７およびブラケット６２５など、装置６００の内部構成要素の一部は示されていない。図示のように、第１の電極７１０は、チップ６０５とＴＥ層７５０との間にあり得る。言い換えれば、第１の接合部７１２は、チップ６０５の方に向けられたＴＥ層７５０の第１の外側面７５２の一部であり得る。第１の電極７１０は、第１の電圧を印加するための手段のまた別の例であり得る。第１の接合部７１２は、チップ６０５と重複し得る。同じく、第２の電極７２０とＴＥ層７５０との間にある第２の接合部７２２は、第１の接合部７１２より大きい面積を有し得る。第２の電極７２０は、第２の電圧を印加するための手段のまた別の例であり得る。ＴＥ層７５０はまた、第２の外側面７５４と、第１の側面７５６と、第２の側面７５８とを有し得る。図示の熱伝達デバイス６１５は、図３Ｂの熱伝達デバイス３００を垂直に反転した変形態と同様であり得る。
【００４８】
別の態様では、図７Ａおよび図７Ｂは、熱伝達デバイス６１５の別の詳細な例を示すものと見なされ得る。たとえば、この特定の熱伝達デバイス６１５は、反対の半導体の型である第１のＴＥ層および第２のＴＥ層７５０、７６０を備え得、同じく、第１、第２、第３の電極および第４の電極７１０、７２０、７３０および７４０を備え得る。第２のＴＥ層７６０は、第３の外側面および第４の外側面７６２、７６４と第３の側面および第４の側面７６６、７６８とを有し得る。一観点から、この特定の熱伝達デバイス６１５は、図５Ｂおよび図５Ｃの熱伝達デバイス５００を垂直に反転した変形態と同様であるものと見なされ得る。再び図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、第１の電極７１０はチップ６０５と第１のＴＥ層７５０との間にあり、第４の電極７４０も同様に、チップ６０５と第２のＴＥ層７６０との間にあり得る。上記を言い換えれば、第１の接合部および第４の接合部７１２、７４２は、チップ６０５の方に向けられた第１のＴＥ層および第２のＴＥ層７５０、７６０の第１の外側面および第３の外側面７５２、７６２の一部であり得る。第１の接合部および第４の接合部７１２、７４２の組合せは、チップ６０５と重複し得る。同じく、第２および第３の接合部７２２、７３２を合わせると、第１の接合部および第４の接合部７１２、７４２を合わせたものより大きい面積を有し得る。
【００４９】
図６では、熱伝達デバイス６１５はチップ６０５によって生成された熱を伝達して、ブラケット６２５の低温領域に熱を放散させるように構成され得る。図８、図９、図１０および図１１は、チップ（８０５、９０５、１００５、１１０５）、ＴＩＭ（８０３、９０３、１００３、１１０３）、ＰＣＢ（８０７、９０７、１００７、１１０７）、ブラケット（８２５、９２５、１０２５、１１２５）、バッテリ（８３５、９３５、１０３５、１１３５）、ディスプレイ（８４５、９４５、１０４５、１１４５）、および背面カバー（８５５、９５５、１０５５、１１５５）を含む装置６００の構成要素と同様の構成要素を備え得る装置８００、９００、１０００および１１００の他の例を示す。
【００５０】
装置８００、９００、１０００、１１００は、熱伝達デバイス８１５、９１５、１０１５、１１１５を組み込み得る。図８では、熱伝達デバイス８１５はチップ８０５によって生成された熱を伝達して、ブラケット８２５の低温領域に熱を放散させるように構成され得る。熱伝達デバイス８１５はチップ８０５とブラケット８２５との間にある一方で、図６では、ブラケット６２５はチップ６０５と熱伝達デバイス６１５との間にあることに留意されたい。図９では、熱伝達デバイス９１５は、熱をバッテリ９３５に放散させるように構成され得る。図１０では、熱伝達デバイス１０１５は、熱をディスプレイ１０４５の低温領域に放散させるように構成され得る。図１１では、熱伝達デバイス１１１５は、熱を背面カバー１１５５の低温領域に放散させるように構成され得る。
【００５１】
図６、図８、図９、図１０および図１１に示す熱伝達デバイス６１５、８１５、９１５、１０１５、１１１５は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６、図７Ａおよび図７Ｂならびにそれらの変形態に示す熱伝達デバイス３００、４００、５００、６１５のいずれかであり得る。加えて、モバイルデバイスが具体的に記述されたが、本開示の範囲を限定するものではない。様々な態様が、能動熱伝達能力が望ましい多くのシステムに適用可能であり得る。
【００５２】
図１２Ａ〜図１２Ｃは、熱伝達デバイス３００などの熱伝達デバイスを形成する例示的な方法の様々な段階の図を示す。図１２Ａは、パッシベーション層１２２７がＭｇ合金ブラケットなどのブラケット１２２５上に形成され得る段階を示す。たとえば、ＳｉＮｘまたはＳｉＯｘは、ブラケット１２２５上に堆積され、パターニングされて、パッシベーション層１２２７が形成され得る。パッシベーション層１２２７は、電気的絶縁を提供し得る。
【００５３】
図１２Ｂは、Ｐ型またはＮ型のいずれかの半導体であるＴＥ層１２５０が、パッシベーション層１２２７上に形成され得る段階を示す。たとえば、薄膜半導体が適用されパターニングされて、ＴＥ層１２５０が形成され得る。
【００５４】
図１２Ｃは、第１の電極および第２の電極１２１０、１２２０がＴＥ層１２５０上に形成され得る段階を示す。たとえば、１つまたは複数の金属が堆積されパターニングされて、第１の電極および第２の電極１２１０、１２２０が形成され得る。
【００５５】
図１２Ａに示す段階は必ずしも厳密に必要であるとは限らないことに留意されたい。ＴＥ層１２５０を形成するために、半導体材料を堆積させるためのパッシベーション層１２２７などの支持構造を有することが望ましいことを認識されたい。次いで、とりわけ所望の熱緩和アプリケーション、コスト、製造の容易さなどの検討事項に応じて、様々なタイプの支持構造が利用され得る。
【００５６】
図１３は、熱伝達デバイス３００などの熱伝達デバイスを形成する例示的な方法１３００のフローチャートを示す。方法１３００のブロック１３１０において、パッシベーション層１２２７が形成され得る（たとえば、図１２Ａ参照）。ブロック１３２０において、ＴＥ層１２５０が形成され得る（たとえば、図１２Ｂ参照）。ブロック１３３０において、第１の電極および第２の電極１２１０、１２２０が、ＴＥ層１２５０上に形成され得る（たとえば、図１２Ｃ参照）。方法１３００の得られた熱伝達デバイスは、上記で詳細に説明した熱伝達デバイス３００の特性の一部または全部を含み得、したがって説明を繰り返さない。上記で詳細に説明した熱伝達デバイスならびにそれらの図示されていない変形態の一部または全部の態様に到達するために、方法１３００を変更することは比較的簡単であることに留意されたい。
【００５７】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、熱伝達デバイス５００などの熱伝達デバイスを形成する別の方法の段階の図を示す。図１４Ａは、パッシベーション層１４２７がＭｇ合金ブラケットなどのブラケット１４２５上に形成され得る段階を示す。これは、図１２Ａに示す段階と同様であり、したがって、詳細について繰り返さない。同じく、図１２Ａと同様に、図１４Ａの段階の説明は必要ではない。
【００５８】
図１４Ｂは、各半導体の型の一方である、第１のＴＥ層および第２のＴＥ層１４５０、１４６０が、パッシベーション層１４２７上に形成され得る段階を示す。たとえば、一方の型（たとえば、Ｐ型）の薄膜半導体が適用され、パターニングされて第１のＴＥ層１４５０が形成され得、他方の型（たとえば、Ｎ型）の薄膜半導体が適用され、パターニングされて第２のＴＥ層１４６０が形成され得る。
【００５９】
図１４Ｃは、第１の電極および第２の電極１４１０、１４２０が第１のＴＥ層１４５０上に形成され得、第３の電極および第４の電極１４３０、１４４０が第２のＴＥ層１４６０上に形成され得る段階を示す。たとえば、１つまたは複数の金属が堆積されパターニングされて、第１、第２、第３の電極および第４の電極１４１０、１４２０、１４３０および１４４０が形成され得る。第２の電極および第３の電極１４２０、１４３０は、互いに電気的に結合されるように形成され得る。一態様では、単一の電極は、第２の電極および第３の電極１４２０、１４３０として働くように形成され得ることに留意されたい。図示されていないが、第１の電極および第４の電極１４１０、１４４０は、代替策において、互いに電気的に結合されるように形成され得る。代替態様では、単一の電極は、第１の電極および第４の電極１４１０、１４４０として働くように形成され得る。
【００６０】
図１５は、熱伝達デバイス５００などの熱伝達デバイスを形成する別の例示的な方法１５００のフローチャートを示す。方法１５００のブロック１５１０において、パッシベーション層１４２７が形成され得る（たとえば、図１４Ａ参照）。ブロック１５２０において、第１のＴＥ層１４５０が形成され得、ブロック１５２５において、第２のＴＥ層１４６０が形成され得る（たとえば、図１４Ｂ参照）。ブロック１５３０において、第１の電極および第２の電極１４１０、１４２０が第１のＴＥ層１４５０上に形成され得、ブロック１５３５において、第３の電極および第４の電極１４３０、１４４０が第２のＴＥ層１４６０上に形成され得る（たとえば、図１４Ｃ参照）。
【００６１】
方法１５００の得られた熱伝達デバイスは、上記で詳細に説明した熱伝達デバイス５００の特性の一部または全部を含み得、したがって説明を繰り返さない。そしてここでも、上記で詳細に説明した熱伝達デバイスならびにそれらの図示されていない変形態の一部または全部の例に到達するために、方法１５００を変更することは比較的簡単であることに留意されたい。
【００６２】
当業者は、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表現される場合があることを諒解するであろう。たとえば、上の説明全体にわたって言及される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現される場合がある。
【００６３】
さらに、本明細書で開示した例に関連して記載される、様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両方の組合せとして実装できることが、当業者には諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、概してそれらの機能性に関して上記で説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、ソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途およびシステム全体に課される設計の制約によって決まる。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装し得るが、そのような実装の決定は、本開示の主題の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。
【００６４】
本明細書で開示した例に関して説明した方法、シーケンス、および／またはアルゴリズムは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはその２つの組合せにおいて直接具現化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野において知られている任意の他の形態の記憶媒体内に存在してもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ること、および記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体は、プロセッサと一体化してよい。
【００６５】
したがって、一態様は、能動熱伝達デバイスを形成するための方法を採用するコンピュータ可読媒体を含み得る。したがって、開示される主題の範囲は、示される例に限定されず、本明細書で説明される機能を実施するためのいずれの手段も含まれる。
【００６６】
上記の開示は例示的な事例を示すが、本明細書では、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、開示される主題の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正が行われ得ることに留意されたい。本明細書で説明する例による方法クレームの機能、ステップ、および／または動作は、特定の順序で実行される必要はない。さらに、本例の要素は、単数形で説明または特許請求されることがあるが、単数形に限定することが明示的に述べられていない限り、複数形も企図される。
【符号の説明】
【００６７】
１００  熱電冷却器（ＴＥＣ）
１１０  第１の電極
１１２  第１の接合部
１２０  第２の電極
１２２  第２の接合部
１５０  熱電（ＴＥ）材料
３００  熱伝達デバイス
３０５  熱源
３１０  第１の電極
３１２  第１の接合部
３２０  第２の電極
３２２  第２の接合部
３５０  ＴＥ層
３５２  第１の外側面
３５４  第２の外側面
３５６  第１の側面
３５８  第２の側面
４００  熱伝達デバイス
４０５  熱源
４１０  第１の電極
４１２  第１の接合部
４２０  第２の電極
４２２  第２の接合部
４５０  ＴＥ層
４５２  上側の面（第１の外側面）
４５４  下側の面（第２の外側面）
４５６  左側の面（第１の側面）
４５８  右側の面（第２の側面）
５００  熱伝達デバイス
５０５  熱源
５１０  第１の電極
５１２  第１の接合部
５２０  第２の電極
５２２  第２の接合部
５３０  第３の電極
５３２  第３の接合部
５４０  第４の電極
５４２  第４の接合部
５５０  第１のＴＥ層
５５２  第１の外側面
５５４  第２の外側面
５５６  第１の側面
５５８  第２の側面
５６０  第２のＴＥ層
５６２  第３の外側面
５６４  第４の外側面
５６６  第１の側面
５６８  第２の側面
６００  装置
６０３  熱界面材料（ＴＩＭ）
６０５  チップ
６０７  プリント回路板（ＰＣＢ）
６１５  熱伝達デバイス
６２５  ブラケット
６３５  バッテリ
６４５  ディスプレイ
６５５  背面カバー
７１０  第１の電極
７１２  第１の接合部
７２０  第２の電極
７２２  第２の接合部
７３０  第３の電極
７３２  第３の接合部
７４０  第４の電極
７４２  第４の接合部
７５０  第１のＴＥ層
７５２  第１の外側面
７５４  第２の外側面
７５６  第１の側面
７５８  第２の側面
７６０  第２のＴＥ層
７６２  第３の外側面
７６４  第４の外側面
７６６  第３の側面
７６８  第４の側面
８００  装置
８０３  ＴＩＭ
８０５  チップ
８０７  ＰＣＢ
８１５  熱伝達デバイス
８２５  ブラケット
８３５  バッテリ
８４５  ディスプレイ
８５５  背面カバー
９００  装置
９０３  ＴＩＭ
９０５  チップ
９０７  ＰＣＢ
９１５  熱伝達デバイス
９２５  ブラケット
９３５  バッテリ
９４５  ディスプレイ
９５５  背面カバー
１０００  装置
１００３  ＴＩＭ
１００５  チップ
１００７  ＰＣＢ
１０１５  熱伝達デバイス
１０２５  ブラケット
１０３５  バッテリ
１０４５  ディスプレイ
１０５５  背面カバー
１１００  装置
１１０３  ＴＩＭ
１１０５  チップ
１１０７  ＰＣＢ
１１１５  熱伝達デバイス
１１２５  ブラケット
１１３５  バッテリ
１１４５  ディスプレイ
１１５５  背面カバー
１２１０  第１の電極
１２２０  第２の電極
１２２５  ブラケット
１２２７  パッシベーション層
１２５０  ＴＥ層
１４１０  第１の電極
１４２０  第２の電極
１４２５  ブラケット
１４２７  パッシベーション層
１４３０  第３の電極
１４４０  第４の電極
１４５０  第１のＴＥ層
１４６０  第２のＴＥ層
【図１】
2019517128.tif 000003
【図２】
2019517128.tif 000004
【図３Ａ】
2019517128.tif 000005
【図３Ｂ】
2019517128.tif 000006
【図４Ａ】
2019517128.tif 000007
【図４Ｂ】
2019517128.tif 000008
【図５Ａ】
2019517128.tif 000009
【図５Ｂ】
2019517128.tif 000010
【図５Ｃ】
2019517128.tif 000011
【図６】
2019517128.tif 000012
【図７Ａ】
2019517128.tif 000013
【図７Ｂ】
2019517128.tif 000014
【図８】
2019517128.tif 000015
【図９】
2019517128.tif 000016
【図１０】
2019517128.tif 000017
【図１１】
2019517128.tif 000018
【図１２Ａ】
2019517128.tif 000019
【図１２Ｂ】
2019517128.tif 000020
【図１２Ｃ】
2019517128.tif 000021
【図１３】
2019517128.tif 000022
【図１４Ａ】
2019517128.tif 000023
【図１４Ｂ】
2019517128.tif 000024
【図１４Ｃ】
2019517128.tif 000025
【図１５】
2019517128.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月2日(2018.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上の第１の電極であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第１の電極と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上の第２の電極であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第２の電極とを備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に、熱源によって生成された熱を伝達するように構成され、
前記第１の電極が、前記第１の接合部において前記熱源から前記ＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成される、熱伝達デバイス。
【請求項２】
前記第１の接合部が前記熱源と重複する、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項３】
前記第２の接合部が、前記第１の接合部より大きい面積を有する、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項４】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びる、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項５】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上の第３の電極であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第３の電極と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上の第４の電極であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第４の電極とをさらに備え、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であり、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が電気的に結合され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記熱源によって生成された前記熱を伝達するように構成され、
前記第１の電極が、前記第１の接合部において前記熱源から前記第１のＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成され、前記第４の電極が、前記第４の接合部において前記熱源から前記第２のＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成される、請求項１に記載の熱伝達デバイス。
【請求項６】
前記第１のＴＥ層内の前記第１の電極から前記第２の電極までの熱経路が、前記第２のＴＥ層内の前記第４の電極から前記第３の電極までの熱経路に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が並んで配置される、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項７】
前記第１の外側面および前記第３の外側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第２の外側面および前記第４の外側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第１の側面および前記第３の側面が実質的に共面であり、かつ／または前記第２の側面および前記第４の側面が実質的に共面である、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項８】
前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記熱源と重複する、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項９】
前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが、前記第１の接合部と第４の接合部の組合せより大きい面積を有する、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１０】
前記第２の電極および前記第３の電極がそれぞれ、前記第１の外側面および前記第３の外側面上にあるか、またはそれぞれ前記第２の外側面および前記第４の外側面上にある、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１１】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延び、
前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延び、
前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びる、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１２】
単一の電極が、前記第２の電極としておよび前記第３の電極として働く、請求項５に記載の熱伝達デバイス。
【請求項１３】
チップと、
前記チップに電力を供給するように構成されたバッテリと、
熱を前記チップから離れて能動的に伝達するように構成された熱伝達デバイスとを備え、前記熱伝達デバイスが、
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上の第１の電極であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第１の電極と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上の第２の電極であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように構成された、第２の電極とを備え、
前記第１の接合部が前記チップと重複し、
前記熱伝達デバイスが、前記バッテリが前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差を生じるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に、前記チップによって生成された前記熱を伝達するように構成され、
前記第１の電極が、前記第１の接合部において前記チップから前記ＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成される、装置。
【請求項１４】
前記第２の接合部が、前記第１の接合部より大きい面積を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の電極が、前記チップと前記ＴＥ層との間にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上の第３の電極であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第３の電極と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上の第４の電極であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように構成された、第４の電極とをさらに備え、
前記第１のＴＥ層内の前記第１の電極から前記第２の電極までの熱経路が、前記第２のＴＥ層内の前記第４の電極から前記第３の電極までの熱経路に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が並んで配置され、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が電気的に結合され、
前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記チップと重複し、
前記熱伝達デバイスが、前記バッテリが前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差を生じるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記チップによって生成された前記熱を伝達するように構成され、
前記第１の電極が、前記第１の接合部において前記チップから前記第１のＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成され、前記第４の電極が、前記第４の接合部において熱源から前記第２のＴＥ層に前記熱を熱伝導するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが、前記第１の接合部と前記第４の接合部の前記組合せより大きい面積を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延び、
前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延び、
前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延び、
前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びる、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の電極が前記チップと前記第１のＴＥ層との間にあり、前記第４の電極が前記チップと前記第２のＴＥ層との間にある、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
ディスプレイと、
背面カバーと、
前記ディスプレイと前記背面カバーとの間のブラケットとをさらに備え、
前記熱伝達デバイスが、前記チップによって生成された熱を伝達して、前記ブラケットの低温領域、前記バッテリ、前記ディスプレイの低温領域、および前記背面カバーの低温領域のうちの任意の１つまたは複数に前記熱を放散させるように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
熱伝達デバイスを形成する方法であって、
第１の外側面および第２の外側面の各々が第１の側面および第２の側面の各々より長くなるように、前記第１の外側面、前記第２の外側面、前記第１の側面、および前記第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層を形成するステップと、
第１の電極が第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように、前記ＴＥ層の前記第１の外側面上に前記第１の電極を形成するステップと、
第２の電極が第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースするように、前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上に前記第２の電極を形成するステップとを含み、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差があるとき、熱源によって生成された熱が前記第１の電極から前記第２の電極に前記ＴＥ層内を横方向に伝達されるように形成され、
前記熱伝達デバイスが、前記第１の電極が前記第１の接合部において前記熱源から前記ＴＥ層に前記熱を熱伝導するように形成される、方法。
【請求項２３】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記熱源と重複するように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第１の接合部より大きい面積を有するように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２４】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延びるように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びるように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２５】
前記ＴＥ層を形成するステップが第１のＴＥ層を形成するステップを含み、前記方法が、
第３の外側面および第４の外側面の各々が第３の側面および第４の側面の各々より長くなるように、前記第３の外側面、前記第４の外側面、前記第３の側面、および前記第４の側面を有する第２のＴＥ層を形成するステップと、
第３の電極が第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように、前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上に前記第３の電極を形成するステップと、
第４の電極が第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースするように、前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上に前記第４の電極を形成するステップとをさらに含み、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であるように、前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が形成され、
一連の電気経路が前記第１の電極、前記第１のＴＥ層、前記第２の電極、前記第３の電極、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電極の順に形成されるように、前記第２の電極および前記第３の電極が互いに電気的に結合されるように形成され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電極と前記第４の電極との間に電圧差があるとき、前記第１の電極から前記第２の電極に前記第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電極から前記第３の電極に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記熱源によって生成された前記熱が伝達されるように形成され、
前記熱伝達デバイスが、前記第１の電極が前記第１の接合部において前記熱源から前記第１のＴＥ層に前記熱を熱伝導し、前記第４の電極が前記第４の接合部において前記熱源から前記第２のＴＥ層に前記熱を熱伝導するように形成される、請求項２２に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２６】
前記第１および前記第４の電極が、前記第１の接合部と前記第４の接合部の組合せが前記熱源と重複するように形成され、
前記第２の電極および前記第３の電極が、前記第２の接合部と前記第３の接合部の組合せが前記第１の接合部と前記第４の接合部の前記組合せより大きい面積を有するように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２７】
前記第１のＴＥ層および前記第２のＴＥ層が、前記第１の外側面および前記第３の外側面が実質的に共面であり、前記第２の外側面および前記第４の外側面が実質的に共面であり、前記第１の側面および前記第３の側面が実質的に共面であり、かつ前記第２の側面および前記第４の側面が実質的に共面であるように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２８】
前記第１の電極が、前記第１の接合部が前記第１の側面においてまたは実質的に前記第１の側面において始まって前記第２の側面の方に延びるように形成され、
前記第２の電極が、前記第２の接合部が前記第２の側面においてまたは実質的前記第２の側面において始まって前記第１の側面の方に延びるように形成され、
前記第３の電極が、前記第３の接合部が前記第４の側面においてまたは実質的に前記第４の側面において始まって前記第３の側面の方に延びるように形成され、
前記第４の電極が、前記第４の接合部が前記第３の側面においてまたは実質的に前記第３の側面において始まって前記第４の側面の方に延びるように形成される、請求項２５に記載の熱伝達デバイスを形成する方法。
【請求項２９】
熱伝達デバイスであって、
第１の外側面、第２の外側面、第１の側面、および第２の側面を有する熱電（ＴＥ）層であって、前記第１の外側面および前記第２の外側面の各々が前記第１の側面および前記第２の側面の各々より長い、熱電（ＴＥ）層と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上に第１の電圧を印加するための手段であって、第１の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段と、
前記ＴＥ層の前記第１の外側面上または前記第２の外側面上に第２の電圧を印加するための手段であって、第２の接合部において前記ＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段とを含み、
前記熱伝達デバイスが、前記第１の電圧を印加するための前記手段と前記第２の電圧を印加するための前記手段との間に電圧差があるとき、前記第１の電圧を印加するための前記手段から前記第２の電圧を印加するための前記手段に前記ＴＥ層内を横方向に熱源によって生成された熱を伝達するように構成され、
前記第１の電圧を印加するための前記手段が、前記第１の接合部において前記熱源から前記ＴＥ層に前記熱を熱伝導する、熱伝達デバイス。
【請求項３０】
前記ＴＥ層が第１のＴＥ層であり、前記熱伝達デバイスが、
第３の外側面、第４の外側面、第３の側面、および第４の側面を有する第２のＴＥ層であって、前記第３の外側面および前記第４の外側面の各々が前記第３の側面および前記第４の側面の各々より長い、第２のＴＥ層と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上または前記第４の外側面上に第３の電圧を印加するための手段であって、第３の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段と、
前記第２のＴＥ層の前記第３の外側面上に第４の電圧を印加するための手段であって、第４の接合部において前記第２のＴＥ層とインターフェースする、印加するための手段とをさらに備え、
前記第１の外側面の平面が前記第３の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の外側面の平面が前記第４の外側面の平面に実質的に平行であり、前記第１の側面の平面が前記第３の側面の平面に実質的に平行であり、前記第２の側面の平面が前記第４の側面の平面に実質的に平行であり、
一連の電気経路が前記第１の電圧を印加するための前記手段、前記第１のＴＥ層、前記第２の電圧を印加するための前記手段、前記第３の電圧を印加するための前記手段、前記第２のＴＥ層、および前記第４の電圧を印加するための前記手段の順に形成されるように、前記第３の電圧を印加するための前記手段と前記第２の電圧を印加するための前記手段とが電気的に結合され、
前記熱伝達デバイスは、前記第１の電圧を印加するための前記手段と前記第４の電圧を印加するための前記手段との間に電圧差があるとき、前記第１の電圧を印加するための前記手段から前記第２の電圧を印加するための前記手段に第１のＴＥ層内を横方向に、および前記第４の電圧を印加するための前記手段から前記第３の電圧を印加するための前記手段に前記第２のＴＥ層内を横方向に、前記熱源によって生成された前記熱を伝達するように構成され、
前記第１の電圧を印加するための前記手段が、前記第１の接合部において前記熱源から前記第１のＴＥ層に前記熱を熱伝導し、前記第４の電圧を印加するための前記手段が、前記第４の接合部において前記熱源から前記第２のＴＥ層に前記熱を熱伝導する、請求項２９に記載の熱伝達デバイス。
【国際調査報告】
2019517128.tif 000027
2019517128.tif 000028