(57)【要約】【課題】半導体素子に光が照射されると、特定波長の光が吸収され、当該半導体素子が変色して見えるという事象を利用した塗装材料は存在しておらず、また、従来の半導体粉末を含有する塗装材料では、時間の経過とともに半導体素子中で電子が拡散して安定化する状態に至り、持続的に吸光作用を得ることができない。【解決手段】ｐ型半導体であるｐ層５ａとｎ型半導体であるｎ層５ｂをｐｎ接合して、あるいは、ｐ型半導体であるｐ層１５ａ、ｎ型半導体であるｎ層１５ｂおよびｉ型半導体であるｉ層１５ｃをｐｉｎ接合して形成される各核部５・１５を有する各半導体素子２・１２の集合物たる各半導体粉末３・１３を含有する各塗装材料１・１１であって、各半導体素子２・１２は、各核部５・１５の表面に電極部である各表面電極７・１７を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合して、あるいは、ｐ型半導体、ｎ型半導体およびｉ型半導体をｐｉｎ接合して形成される核部を有する半導体素子の集合物たる半導体粉末を含有する塗装材料であって、
前記半導体素子は、
前記核部の表面に電極部を有する、
ことを特徴とする塗装材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光が照射されると変色して見える塗装材料の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体が特定波長の光を吸収する作用（吸光作用）については、周知となっている。即ち、ある半導体について、当該半導体の連続していない固有状態間のエネルギーギャップと等しい特定波長の光が照射されると、その光のエネルギーを吸収して、半導体中の電子が基底状態から励起される。これにより、当該半導体によって、当該半導体固有の特定波長の光が吸収される。そして、このとき電子が基底状態から励起されることによって、起電力が生じることも周知であり、これを利用したものとしては太陽電池が広く知られている。
【０００３】
また従来、半導体（半導体素子）の集合物である半導体粉末を含有する塗装材料が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され公知となっている。係る半導体粉末を含有する塗装材料は、半導体の吸光作用を利用して、該塗装材料が塗布された塗装面において、特定波長の光のみを吸収し、その他の波長の光は反射することが可能になるという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８０６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等に開示されている従来の半導体粉末を含有する塗装材料は、特定波長の光を吸収することによって、該塗装材料が塗布された部材の周囲の温熱条件を調整し改善する用途で用いられるものであり、半導体素子に光が照射されると、特定波長の光が吸収され、当該半導体素子が変色して見えるという事象を利用した塗装材料は存在していなかった。
【０００６】
また、従来の半導体粉末を含有する塗装材料では、含有する半導体素子の構造上、光が照射されることによって励起した電子の放出先が予定されていない（つまり、電極部を有していない）ため、時間の経過とともに半導体素子中で電子が拡散して安定化する状態に至り、持続的に吸光作用を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、係る現状の課題を鑑みてなされたものであり、光が照射されることによって変色して見える効果を奏するとともに、その変色して見える効果を持続して得ることができる塗装材料を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、ｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合して、あるいは、ｐ型半導体、ｎ型半導体およびｉ型半導体をｐｉｎ接合して形成される核部を有する半導体素子の集合物たる半導体粉末を含有する塗装材料であって、前記半導体素子は、前記核部の表面に電極部を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、光を照射することによって色が変化するように見える塗装材料を提供できる。また、半導体素子による吸光作用を持続的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例に係る塗装材料の第一の態様を示す模式図、（ａ）塗装材料の塗布状況を示す模式図、（ｂ）半導体粉末を成す粒子状の半導体素子（ｐｎ接合の場合）を示す模式図。
【図２】本発明の一実施例に係る塗装材料の第二の態様を示す模式図、（ａ）塗装材料の塗布状況を示す模式図、（ｂ）半導体粉末を成す粒子状の半導体素子（ｐｉｎ接合の場合）を示す模式図。
【図３】半導体粉末を成す半導体素子のその他の態様を示す模式図、（ａ）薄板状の半導体素子（ｐｎ接合の場合）を示す模式図、（ｂ）薄板状の半導体素子（ｐｉｎ接合の場合）を示す模式図。
【図４】本発明の一実施例に係る塗装材料の変色作用を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明の一実施例に係る塗装材料の第一の態様について、図１および図３を用いて説明をする。
図１（ａ）に示す如く、本発明の一実施例に係る塗装材料の第一の態様である塗装材料１は、各半導体素子２・２・・・の集合物である半導体粉末３と、溶媒４等により構成されている。
【００１４】
図１（ｂ）に示す如く、半導体素子２は、微細な粒状の半導体素子であり、球状のｐ型半導体であるｐ層５ａとその周囲を覆うｎ型半導体であるｎ層５ｂをｐｎ接合することによって形成される核部５を有している。そして、該核部５（詳しくは、ｎ層５ｂ）の周囲を表面電極７で被覆することによって、半導体素子２を生成している。尚、表面電極７の態様は、必ずしも核部５の表面を完全に被覆するものである必要はなく、核部５の表面に表面電極７が部分的あるいは局所的に設けられる態様とすることも可能である。
【００１５】
あるいは、図３（ａ）に示す如く、半導体素子２は、微細な薄板状の半導体素子であり、薄板状のｐ型半導体であるｐ層５ａと、同じく薄板状のｎ型半導体であるｎ層５ｂをｐｎ接合することによって核部５を形成し、さらに核部５の表裏面を各表面電極７・７で覆うことによって生成する態様とすることも可能である。
【００１６】
そして、係る各半導体素子２・２・・・の集合物が半導体粉末３となり、係る半導体粉末３を溶媒４と混合することによって、塗装材料１を生成する構成としている。
尚、溶媒４は、一般的に使用される水性および油性の塗料（ペンキ）であり、半導体粉末３の諸機能（特に吸光作用）を害しないものであって、色彩が透明である（あるいは透明に近い）塗料（所謂、クリア塗料等）を選択して採用することができる。あるいは、有色である塗料を溶媒４として採用することももちろん可能である。
【００１７】
次に、本発明の一実施例に係る塗装材料の第二の態様について、図２および図３を用いて説明をする。
図２（ａ）に示す如く、本発明の一実施例に係る塗装材料の第二の態様である塗装材料１１は、各半導体素子１２・１２・・・の集合物である半導体粉末１３と、溶媒４等により構成されている。
【００１８】
また、図２（ｂ）に示す如く、半導体粉末１３を構成する半導体素子１２は、微細な粒状の半導体素子であり、核部１５を有している。核部１５は、球状のｐ型半導体であるｐ層１５ａとその周囲を被覆するｉ型半導体であるｉ層１５ｃを有し、さらにその周囲をｎ型半導体であるｎ層１５ｂで被覆して、各層１５ａ・１５ｃ・１５ｂをｐｉｎ接合することによって形成している。そして、さらに核部１５（詳しくは、ｎ層１５ｂ）の周囲を表面電極１７で覆うことによって、半導体素子１２を生成している。尚、表面電極１７の態様は、必ずしも核部１５の表面を完全に被覆するものである必要はなく、核部１５の表面に表面電極１７が部分的あるいは局所的に設けられる態様とすることも可能である。
【００１９】
さらに、図３（ｂ）に示す如く、半導体素子１２は、微細な薄板状の半導体素子であり、薄板状のｐ型半導体であるｐ層１５ａと、同じく薄板状のｎ型半導体であるｎ層１５ｂおよびｉ型半導体であるｉ層１５ｃをｐｉｎ接合することによって核部１５を形成し、さらに核部１５の表裏面を各表面電極１７・１７で覆うことによって生成する態様とすることも可能である。
【００２０】
ここで、各半導体素子２・１２を構成する素材について説明をする。
本実施例では、各半導体素子２・１２の各核部５・１５の素材としては、アモルファスＳｉ（シリコン）やＳｉ結晶を用いており、各核部５・１５の粒径および大きさを１０μｍ以下程度とする構成としている。尚、本発明の一実施例に係る各塗装材料１・１１における各核部５・１５の素材はこれに限定するものではない。
【００２１】
また、各表面電極７・１７の素材としては、ＺｎＯ（酸化亜鉛）やＭｏＮ（窒化モリブデン）等の導電性の高い素材を採用している。また、各表面電極７・１７の素材としては、色彩が透明であるものが好適である。尚、本発明の一実施例に係る各塗装材料１・１１において採用する各表面電極７・１７の素材はこれに限定するものではない。
【００２２】
次に、本発明の一実施例に係る塗装材料の使用状況について、図１、図２および図４を用いて説明をする。
図１（ａ）および図２（ａ）に示す如く、本発明の一実施例に係る各塗装材料１・１１は、塗装対象物８の塗装面８ａに塗布して使用される。そして、塗布された後に乾燥させることによって、各塗膜９・１９が形成される。尚、以下では、主に塗装材料１の使用状況について説明をするが、塗装材料１１の使用状況もこれと同様である。
【００２３】
そして、塗装材料１の塗膜９に対して光を照射すると、図４に示すように半導体素子２の核部５によって、特定波長の光が吸収される。また、特定波長以外の光は半導体素子２の核部５によっては吸収されず、核部５の表面で反射される。
【００２４】
すると、核部５（即ち、塗膜９）から反射する光を視認する者（視認者）は、吸収された特定波長以外の波長の光（所謂、補色）を視認することとなるため、当該視認者には、塗装材料１の塗膜９が光を照射する前に比して変色したように見える。
【００２５】
そして、例えば、各半導体素子２・２・・・の素材として、前述したアモルファスＳｉを採用すれば、光が照射されたときには、塗装材料１およびその塗膜９が赤色に見え、また、前述したＳｉ結晶を採用すれば、光が照射されたときには、塗装材料１およびその塗膜９が青色に見えるという効果を奏することができる。尚、本実施例では、表面電極７の素材として透明なもの（例えば、ＺｎＯ等）を採用しているため、表面電極７によって、光が核部５の表面に到達することを妨げることはない。また、溶媒４として透明なものを採用することによって、より効果的に半導体素子２による吸光作用を得ることが可能である。
【００２６】
また、塗装材料１の塗膜９に対して光を照射すると、半導体粉末３（即ち、各半導体素子２・２・・・）によって、特定波長の光が吸収されて起電力が生じるが、各半導体素子２・２・・・は各核部５・５・・・の表面に表面電極７を備えているため、励起した電子１０を表面電極７を介して各半導体素子２・２・・・から放出（放電）することができる。これにより、励起した電子１０が半導体素子２中で拡散して安定化してしまうことがなくなり、半導体粉末３による吸光作用を持続して得ることが可能になる。
【００２７】
尚、励起した電子１０が半導体素子２から放電されることによる感電が懸念されるが、半導体粉末３（即ち、各半導体素子２・２・・・）を十分に微粒子化（粉末状や小さい固片化）することによって、吸光作用によって生じる起電力を十分に小さくすることができ、これにより、感電を回避することができる。
【００２８】
即ち、本発明の一実施例に係る各塗装材料１・１１は、ｐ型半導体であるｐ層５ａとｎ型半導体であるｎ層５ｂをｐｎ接合して、あるいは、ｐ型半導体であるｐ層１５ａ、ｎ型半導体であるｎ層１５ｂおよびｉ型半導体であるｉ層１５ｃをｐｉｎ接合して形成される各核部５・１５を有する各半導体素子２・１２の集合物たる各半導体粉末３・１３を含有する各塗装材料１・１１であって、各半導体素子２・１２は、各核部５・１５の表面に電極部である各表面電極７・１７を有するものである。
このような構成により、光を照射することによって色が変化するように見える各塗装材料１・１１を提供することができ、また、各半導体素子２・１２による吸光作用を持続的に得ることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    塗装材料
２    半導体素子
３    半導体粉末
５    核部
５ａ  ｐ層
５ｂ  ｎ層
７    表面電極
１２  半導体素子
１３  半導体粉末
１５  核部
１５ａ  ｐ層
１５ｂ  ｎ層
１５ｃ  ｉ層
１７    表面電極
【図１】
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【図２】
2010235848.tif 000004
【図３】
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【図４】
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