【手続補正書】
【提出日】平成25年12月13日(2013.12.13)
【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】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部よりも、前記光の進行方向の上流側に配設され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、及び、前記キャリア発生部と前記発光部との間に設けられたキャリア選択移動部を有し、
前記キャリア選択移動部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料のバンドギャップ、及び、前記キャリア選択移動部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップを、それぞれＥｇ１、Ｅｇ２、及び、Ｅｇ３とするとき、
Ｅｇ１＜Ｅｇ２≦Ｅｇ３であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項２】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部よりも、前記光の進行方向の下流側に配設され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、前記キャリア発生部と前記発光部との間に設けられたキャリア選択移動部、及び、前記単色光を前記光電変換部側へと反射する光反射部を有し、
前記キャリア選択移動部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料のバンドギャップ、及び、前記キャリア選択移動部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップを、それぞれＥｇ１、Ｅｇ２、及び、Ｅｇ３とするとき、
Ｅｇ１＜Ｅｇ２≦Ｅｇ３であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項３】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部内に配置され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、及び、前記キャリア発生部と前記発光部との間に設けられたキャリア選択移動部を有し、
前記キャリア選択移動部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料のバンドギャップ、及び、前記キャリア選択移動部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップを、それぞれＥｇ１、Ｅｇ２、及び、Ｅｇ３とするとき、
Ｅｇ１＜Ｅｇ２≦Ｅｇ３であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項４】
中心側から外側へ向かって同心円状に、前記キャリア発生部、前記キャリア選択移動部、及び、前記発光部を順に有する波長変換粒子が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記波長変換粒子は、前記波長変換部に含まれる透明材料の中に分散されて保持され、
前記透明材料は、絶縁性材料、及び／又は、前記波長変換粒子の前記キャリア発生部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料であることを特徴とする、請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
中心側から外側へ向かって同心円状に、前記キャリア発生部、前記キャリア選択移動部、及び、前記発光部を順に有する波長変換細線が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記波長変換細線は、前記波長変換部に含まれる透明材料の中に分散されて保持され、
前記透明材料は、絶縁性材料、及び／又は、前記波長変換細線の前記キャリア発生部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料であることを特徴とする、請求項６に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記キャリア選択移動部が前記キャリア発生部及び前記発光部の間に配設されるように積層された、前記キャリア発生部、前記キャリア選択移動部、及び、前記発光部を有する波長変換膜が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項９】
前記ｐｎ接合は、ｐ型材料とｎ型材料とが三次元的に接合した部位を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
前記キャリア発生部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ１、及び、Ｅｖ１とし、
前記発光部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ２、及び、Ｅｖ２とし、
前記キャリア選択移動部を構成する材料の、前記波長変換部に組み込んだ形状における伝導帯における最低離散準位のエネルギー、及び、価電子帯における最低離散準位のエネルギーを、それぞれＥｃ３、及び、Ｅｖ３とするとき、
Ｅｃ１＜Ｅｃ２≦Ｅｃ３、且つ、Ｅｖ３≦Ｅｖ２≦Ｅｖ１であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
前記キャリア発生部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ４、及び、Ｅｖ４とし、
前記発光部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ５、及び、Ｅｖ５とし、
前記キャリア選択移動部を構成する材料の、前記波長変換部に組み込んだ形状における伝導帯における最低離散準位のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ６、及び、Ｅｖ６とするとき、
Ｅｃ４＜Ｅｃ５≦Ｅｃ６、且つ、Ｅｖ４≦Ｅｖ６≦Ｅｖ５であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１２】
前記発光部の表面が、絶縁体又は前記キャリア発生部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料によって被覆されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１３】
前記発光部は、第１半導体によって構成された第１半導体部と、一対の前記第１半導体部の間に配設された、前記第１半導体よりもバンドギャップが小さい第２半導体によって構成された第２半導体部と、を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１４】
前記キャリア選択移動部は、相対的にバンドギャップが大きい半導体によって構成された広幅半導体部と、一対の前記広幅半導体部の間に配設された、前記広幅半導体よりもバンドギャップが小さい狭幅半導体によって構成された狭幅半導体部と、を有することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１５】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部よりも、前記光の進行方向の上流側に配設され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、及び、該発光部よりも外側に配設された、前記発光部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい材料によって構成された外側材料部を有し、
前記発光部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、且つ、前記発光部へと移動させた前記電子及び前記正孔を結合させることにより前記単色光を発生させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップ、及び、前記外側材料部を構成する材料のバンドギャップを、それぞれＥｇ７、Ｅｇ８、及び、Ｅｇ９とするとき、
Ｅｇ７＜Ｅｇ８＜Ｅｇ９であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項１６】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部よりも、前記光の進行方向の下流側に配設され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、該発光部よりも外側に配設された、前記発光部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい材料によって構成された外側材料部、及び、前記単色光を前記光電変換部側へと反射する光反射部を有し、
前記発光部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、且つ、前記発光部へと移動させた前記電子及び前記正孔を結合させることにより前記単色光を発生させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップ、及び、前記外側材料部を構成する材料のバンドギャップを、それぞれＥｇ７、Ｅｇ８、及び、Ｅｇ９とするとき、
Ｅｇ７＜Ｅｇ８＜Ｅｇ９であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項１７】
光を吸収して電子及び正孔を生じさせ、生じた前記電子及び前記正孔を結合させて単色光を発生させる波長変換部と、
前記波長変換部で発生させた前記単色光を吸収させることにより電子及び正孔を生じさせ、前記単色光を吸収させて生じさせた前記電子及び前記正孔を分離して移動させるｐｎ接合又はｐｉｎ接合を有する光電変換部と、を備え、
前記波長変換部は、前記光電変換部内に配置され、
前記波長変換部は、前記電子及び前記正孔を生じさせるキャリア発生部、前記単色光を発生させる発光部、及び、該発光部よりも外側に配設された、前記発光部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい材料によって構成された外側材料部を有し、
前記発光部は、前記キャリア発生部で生じた前記電子及び前記正孔のうち、特定のエネルギー差の前記電子及び前記正孔を前記発光部へと移動させ、且つ、前記発光部へと移動させた前記電子及び前記正孔を結合させることにより前記単色光を発生させ、
前記キャリア発生部を構成する材料のバンドギャップ、前記発光部を構成する材料の前記波長変換部に組み込んだ形状におけるバンドギャップ、及び、前記外側材料部を構成する材料のバンドギャップを、それぞれＥｇ７、Ｅｇ８、及び、Ｅｇ９とするとき、
Ｅｇ７＜Ｅｇ８＜Ｅｇ９であることを特徴とする、光電変換素子。
【請求項１８】
中心側から外側へ向かって同心円状に、前記キャリア発生部、前記発光部、及び、前記外側材料部を順に有する波長変換粒子が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項１９】
前記波長変換粒子は、前記波長変換部に含まれる透明材料の中に分散されて保持され、
前記透明材料は、絶縁性材料、及び／又は、前記波長変換粒子の前記キャリア発生部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料であることを特徴とする、請求項１８に記載の光電変換素子。
【請求項２０】
中心側から外側へ向かって同心円状に、前記キャリア発生部、前記発光部、及び、前記外側材料部を順に有する波長変換細線が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項２１】
前記波長変換細線は、前記波長変換部に含まれる透明材料の中に分散されて保持され、
前記透明材料は、絶縁性材料、及び／又は、前記波長変換細線の前記キャリア発生部を構成する材料よりもバンドギャップが大きい半導体材料であることを特徴とする、請求項２０に記載の光電変換素子。
【請求項２２】
前記発光部が前記キャリア発生部及び前記外側材料部の間に配設されるように積層された、前記キャリア発生部、前記発光部、及び、前記外側材料部を有する波長変換膜が、前記波長変換部に含まれることを特徴とする、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項２３】
前記ｐｎ接合は、ｐ型材料とｎ型材料とが三次元的に接合した部位を有することを特徴とする、請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項２４】
前記キャリア発生部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ７、及び、Ｅｖ７とし、
前記発光部を構成する材料の、前記波長変換部に組み込んだ形状における伝導帯における最低離散準位のエネルギー、及び、価電子帯における最低離散準位のエネルギーを、それぞれＥｃ８、及び、Ｅｖ８とし、
前記外側材料部を構成する材料の、伝導帯下端のエネルギー、及び、価電子帯上端のエネルギーを、それぞれＥｃ９、及び、Ｅｖ９とするとき、
Ｅｃ７＜Ｅｃ８＜Ｅｃ９、且つ、Ｅｖ９＜Ｅｖ８＜Ｅｖ７であることを特徴とする、請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の光電変換素子。
【請求項２５】
前記発光部は、相対的にバンドギャップが大きい半導体によって構成された広幅半導体部と、一対の前記広幅半導体部の間に配設された、前記広幅半導体よりもバンドギャップが小さい狭幅半導体によって構成された狭幅半導体部と、を有することを特徴とする、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の光電変換素子。