Енергонакопичуючий процесор світла

Реферат: Енергонакопичуючий процесор світла в діапазоні довжин хвиль 0,2-12 мкм (енестор), який на єдиній підкладці кремнію містить світлодіодні структури з люмінофором та світлодіодні структури червоного (Red), зеленого (Green) та блакитного (Blue) випромінювання (RGB) в єдиному конструктиві з джерелом енергії, сонячною батареєю, акумулятором енергії, мікрооптикою та транзисторними мікросхемами живлення і керування, в селективних областях єдиної підкладки кремній-транзисторної структури розташовані випромінюючі наноструктури 3 5 2 6 2 4 5 багатокомпонентних сплавів А В (BAlGalnNPAsSb), А В або А В С 2, (Zn, Cd, S, Se, Те), (MgSiGeN2P2As2Sb2) в заданих концентраціях, варізонні перетворювачі енергії зовнішнього простору та мікроакумулятори - накопичувачі сонячної світлової енергії в електричну енергію. Кремній-транзисторна мікросхема живлення і керування містить генератор імпульсів електричного струму з'єднаний з мікропроцесорним контролером керування параметрами струму живлення та схемою зворотного зв'язку з сенсорами світлових потоків світлодіодів та зовнішнього освітлення - енестор. UA 115164 U (12) UA 115164 U UA 115164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до мікро-, нано- та оптоелектронної техніки і може бути використана для загального або локального освітлення та в інформаційних системах нічного інфрачервоного або ультрафіолетового бачення та впливу на живі та неживі тканини. За даними Американського інституту стратегічних досліджень [Strategies Unlimited, Mountain View, CA, Laser Focus World, 2003, Vol39, № 4, pp.13-16] основним фактором, який стримує масовий перехід від лампових до твердотільних джерел білого світла є велика вартість, небезпечність високої яскравості фіолетової складової спектру білих світлодіодів з люмінофором, низька комфортність та недостатня енергетична ефективність з часом. Вважається, що економічно буде вигідно масово застосовувати процесори світла як твердотільні джерела видимого і невидимого світла, коли їх енергетична ефективність буде 150-200 лм/Вт протягом терміну функціонування 50-100 тисяч годин. Ці оцінки виконані відносно лампових джерел загального освітлення, яке завжди є стаціонарним, так як вони є більш інерційними в порівнянні з коливаннями струму живлення та інерційністю зорового аналізатору людини. Відомий RGB процесор світла [патент Японії №9-232627, 09.1997, фірма Nichia Chemical Industry of Japan, тип приладу NLK 2015], в якому кожний піксель складається з двох червоних (red), двох зелених (green) і одного блакитного (blue) світлодіодів, випромінювання яких змішується, що дає біле світло. По-перше, п'ять світлодіодів в одному пікселі коштують занадто багато. По-друге - система управління надзвичайно складна. Потрібно якнайменше чотири різних електричних джерела живлення, щоб змінювати струми в світлодіодах різних кольорів так, щоб регулювати інтенсивність випромінювання кожного світлодіоду таким чином, щоб одержувати біле світло. Якщо інтенсивність випромінювання одного із п'яти світлодіодів деградує, баланс білого світла руйнується. Ніяких можливостей його відновлення не передбачено. Відомий спосіб подання для реєстрації людиною інформації, яка створена процесором білого світла в системах кольорового телебачення та кіно [Ю.И. Омельяненко. Цветное телевидение по системе SECAM, Техника, Киев, 1969]. В цих системах для одержання відчуття оком людини стаціонарного видимого світла багато років успішно використовуються імпульсні світлові сигнали та інерційність зорового аналізатору, тобто його здатність запам'ятовувати інформацію протягом більш ніж 40 мс. Зміна кадрів з частотою більше 25 кадрів за секунду сприймається як постійне освітлення, без мигань. В системі кіноапаратури джерелом білого світла є лампа, яка випромінює стаціонарний потік. Кадри змінюються фотоплівкою з частотою 25 Гц. В системах телебачення зведення RGB кольорів виконує електронна схема, яка працює в імпульсному режимі. Частота кадрів в телебаченні також більше 25 Гц. Але це не перешкоджає людині бачити зображення предметів без мигань. Енергетична ефективність кіноапаратури і систем телебачення дуже низька, а вартість велика. Ці системи недоцільно використовувати для загального освітлення. Таким чином, недоліками відомих твердотільних джерелах білого світла є висока вартість світла, яка обумовлена низькою енергоефективністю перетворення електричної енергії в світло, дискомфортне відчуття та шкідлива дія на зір людини фіолетової складової спектру люмінофорних білих світлодіодів, недостатня інформативність зареєстрованої людиною інформації при її створенні відомими джерелами і поданій для реєстрації людиною відомими способами. Факторами, що ускладнюють реєстрацію зоровим аналізатором людини достатньої інформативності та енергетичної ефективності, яка забезпечує низьку собівартість та безпеку для здоров'я діодного світла, є: - велика собівартість світла і недоцільність використання RGB принципів для загального освітлення; - дискомфортне відчуття та шкідлива дія на зір людини фіолетової складової спектра люмінофорних білих світлодіодів; - деградація балансу білого світла з часом, яка обумовлена нагріванням напівпровідникових та люмінофорних шарів світлодіодів великим постійним струмом, який використовується для одержання відчуття достатньої яскравості; - велика вартість потужних джерел білого світла в порівнянні з лампами обумовлює застосування недостатньої потужності. Найбільш близьким технічним рішенням до того, що пропонується є рішення в патенті США № 6507159, 2003, автор Muthu, "Controlling method and system for RGB based LED luminary". В цьому патенті діодне джерело білого світла містить дискретні червоні, зелені та блакитні (RGB) світлодіоди, джерело живлення з драйверами червоних, зелених та блакитних світлодіодів, фотодіоди з фільтрами для червоного, зеленого та блакитного світла, відповідні підсилювачі 1 UA 115164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сигналів фотодіодів, які з'єднані з контролером. Фотоприймачі, підсилювачі і контролер створюють ланку зворотного зв'язку. Задачами даної корисної моделі є створення джерела діодного світла в діапазоні довжин хвиль 0,2-12 мкм низької собівартості та з поліпшеними характеристиками з огляду на безпеку для здоров'я людини. Дана задача реалізована в енергонакопичуючому процесорі світла в діапазоні довжин хвиль 0,2-12 мкм (енестор), який на єдиній підкладці кремнію містить світлодіодні структури з люмінофором та світлодіодні структури червоного (Red), зеленого (Green) та блакитного (Blue) випромінювання (RGB) в єдиному конструктиві з джерелом енергії, сонячною батареєю, накопичувачем (акумулятором) енергії, мікрооптикою та кремній-транзисторними мікросхемами живлення і керування, де єдина підкладка має кремній-транзисторну структуру, в селективних 3 5 областях якої розташовані випромінюючі наноструктури багатокомпонентних сплавів А В 2 6 2 4 5 (BAIGalnNPAsSb), А В або А В С 2, (Zn, Cd, S, Se, Те), (MgSiGeN2P2As2Sb2) в заданих концентраціях, варізонні перетворювачі та накопичувачі світлової енергії, зокрема сонячної, в електричну енергію, а кремній-транзисторна мікросхема живлення і керування містить генератор імпульсів електричного струму, з'єднаний з мікропроцесорним контролером керування параметрами струму живлення та схемою зворотного зв'язку з сенсорами світлових потоків світлодіодів та зовнішнього освітлення. В іншому варіанті здійснення корисної моделі в енергонакопичуючому процесорі світла додатково інтегровані варізонні випромінюючі, реверсивні світлодіодні, гетеролазерні фотоперетворювачі зовнішнього, сонячного або власного процесорного світла в електричну енергію та її накопичення (акумуляцію) в реверсивному включенні (енергетична пам'ять). В іншому варіанті здійснення корисної моделі світлодіодні структури розташовані на або в селективних областях кремнієвої підкладки (чипа) з сенсорами світлових потоків на основі реверсивних світлодіодів та схемами живлення, контролера та зворотного зв'язку, де в активному шарі реверсивних світлодіодів, поглинаючому світову енергію зовнішнього простору, зокрема сонячне випромінювання, та інжекційних n і р-гетерошарах світлодіодних структур сформовані електричні контакти витока, стока і затвора НЕМТ-транзисторів управління струмом та сенсорами світлових потоків, а мікропроцесорний контролер керування параметрами струму живлення запрограмовано споживачем світла відповідно адаптації зорового аналізатору людини до умов освітлення, з метою тестування сигналів від сенсорів і регулювання параметрами струму через світлодіодні структури. В одному з варіантів здійснення корисної моделі сенсорами світлових потоків є RGBW світлодіоди в реверсивному режимі фотоперетворення та накопичення сонячної енергії. Один або декілька світло діодів можуть бути в реверсивному режимі з'єднані з мікропроцесором та блоком транзисторних ключів включення-виключення освітлення заданої інтенсивності, які містяться в кремній-транзисторних мікросхемах живлення і керування. В іншому варіанті здійснення корисної моделі в підкладці з мікрооптикою розташовані елементи перетворення світлової енергії в електричну таїї накопичення (акумуляції), які виготовлені із сегнетоелектрика, його аналогів або 3N гетероструктур. В одному з варіантів підкладкою з мікрооптикою є наноструктурована плівка з цих матеріалів. Сучасна технологія транзисторних мікросхем на кремнії дозволяє створювати такі елементи при серійному виробництві із такою собівартістю, яка не буде суттєво підвищувати собівартість всього джерела світла із трьох або декількох чипів і мікросхеми управління. Далі суть корисної моделі буде розкрита більш детально з посиланням на додані фігури, які не обмежують об'єм корисної моделі і на яких зображено наступне: Фіг. 1. Одночипова багатошарова структура енергонакопичуючого процесора світла. Фіг. 2. Функціональна схема енергонакопичуючого процесора світла зі зворотним зв'язком, пультом дистанційного управління та елементами перетворення і акумуляції енергії живлення (енестора). Фіг. 3. Фрагменти мікро-наноструктури. Фіг. 4. Електрична (а) та топологічна (б) схема імпульсного управління RGBW діодним джерелом світла (ДДС). Фіг. 5. Топологічна схема імпульсного управління RGBW діодним джерелом світла (ДДС). Фіг. 6. Часові епюри роботи багатокомпонентного процесора видимого світла. Фіг. 7. Багатокомпонентна реалізація білого світла згідно Міжнародної діаграми 1931 р. з оптимізацією хімічного складу випромінюючих шарів для одержання кольорів. На Фіг. 1 представлена одночипова багатошарова структура енергонакопичуючого процесора світла, де на кремнієвій підкладці 1 розміщені сонячні елементи, перший + світлодіодний випромінюючий шар p AIGaN та контактний шар-інжектор дірок p+-AIGalnN 2, на 2 UA 115164 U + 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 якому розміщені нанотемплет АІ2О3 3, контактний шар n GaN 4, акумулятор (накопичувач) сонячної енергії на основі сегнетоелектрика ВаТіО3 або його аналогів або 3N гетероструктур 5, узгоджувальний шар (поглинач сонячної енергії) n1-In GaNP 6, інжектор електронів nAIGalnN 7, +контактний шар-інжектор дірок p AIGalnN-8, другий випромінюючий шар AIGaN 9, в якому розміщені світлодіодні структури (матриці) з люмінофором та світлодіодні структури (матриці) червоного (Red), зеленого (Green) та блакитного (Blue) випромінювання (RGB) 12 (Фіг. 1, 2). На кремнієвій підкладці 1 також розміщені мікропроцесор та кремній-транзисторні інтегральні мікросхеми живлення і керування 10. Основний очікуваний результат одержується за рахунок введення в світлодіодні елементи енергонакопичуючих варізонних та гетерогенних шарів, а також нової конструкції матриці світло діодів (9) на основі NRGBW-шарів вертикальної інтеграції (Фіг. 1) або чипів горизонтальної інтеграції, де N - кількість RGB-шарів або мікроструктур інтегрованих по функціональній схемі (Фіг. 2). Після змішувача кольорів 13 світло поступає на об'єкт, що опромінюється 14. Відбитий промінь поступає в зоровий аналізатор 15 (наприклад - людини), в якому створюються голограми 16, які по нейронам поступають в мозок 17. Паралельно сенсори 18 та мікропроцесор 19 підключені до джерела живлення 20, яке через блок транзисторних ключів 21 змінює живлення світлодіодів в залежності від фону зовнішнього освітлення 22. Можливе також ручне управління енергонакопичуючого процесора світла пультом дистанційного керування 23. Згідно корисної моделі джерело живлення 20 з блоком транзисторних ключів 21, які являють собою оптоелектронну інтегральну схему імпульсного живлення F>25 Гц, скважність Т0,5, з'єднані з мікропроцесором 19, який є мікропроцесорним контролером керування, та схемою зворотного зв'язку з сенсорами світлових потоків 18 та фоном зовнішнього освітлення 22, які складають єдиний конструктив - оптоелектронну інтегральну схему видимого світла, розташованій на єдиній підкладці 1, яка виготовлена на кремнії, сапфірі або карбіді кремнію з варізонним шаром, поглинаючим світлову енергію зовнішнього простору 11, зокрема, випромінювання Сонця, мікропроцесором 19, блоком транзисторних ключів 21 та мікрооптикою, яка складається з тіла шару відбивача світла 25, елементу відбивача світла 26, прозорого шару 27, а сенсори світлових потоків розташовані на підкладці 9 з омічними контактами 24, 30 або суміщені в одному чипі чи одній структурі з мікроджерелами червоного та/чи зеленого світлодіодів, які в реверсивному режимі використовуються для енергонакопичення або/та як сенсори світлових потоків 18 та фон зовнішнього освітлення 22. Першою відмінністю запропонованого рішення від існуючого рівня техніки є те, що енергонакопичуючий процесор світла містить NRGBW світлодіоди з поглинаючими варізонними шарами, інтегровані з гетероструктурами польових транзисторів 28, 29 НЕМТ (High Electron Mobility Transistor) (Фіг. 3), які з'єднані з генератором імпульсів живлення джерела живлення 20 з частотою F>25 Гц, скважністю Т0,5, з'єднаним з мікропроцесором 19 та схемою зворотного зв'язку, яка складається з сенсорів світлових потоків 18, блоку транзисторних ключів 21, та фону зовнішнього освітлення 22. Другою відмінністю є те, що сенсорами світлових потокі 18 в схемі зворотного зв'язку є чипи або наноструктури ІЧ, УФ, червоного та зеленого або білого люмінофорного світлодіодів, або транзисторні структури в реверсивному режимі фоточутливості. Третьою відмінністю є те, що кремнієвою підкладкою є кремній, кремній на сапфірі або карбід кремнію на кремнії з мікросхемами та мікрооптикою (Фіг. 3). Четвертою відмінністю є те, що твердотільне джерело білого світла є однокристальним приладом з селективними мікро-, нанообластями світлодіодів G (32), R (33), B (34), W (35), з'єднаних зі схемою управління імпульсами струму живлення на МОН-транзисторах в кремнієвій підкладці або в відповідних шарах cвітлодіодних структур (Фіг. 1, фіг. 4, фіг. 5) та накопичення (акумуляції) енергії 5. Основними конструктивно-технологічними засадами цієї корисної моделі є мікропроцесорне управління імпульсним живленням (Фіг. 6) RGB світлодіодів за програмою, яка забезпечує таке електромагнітне випромінювання імпульсами 36, 37, 38, яке викликає у зоровому аналізаторі людини комфортне відчуття благополучного видимого світла достатньої яскравості для ідентифікації предметів та їх реальних кольорів (Фіг. 7), а також введені шари поглинання світлової енергії зовнішнього простору в реверсивному включенні. Якість видимого світла повинна відповідати координатам кольоровості (х, у) по діаграмі МКО (СІЕ 1931) (Фіг. 7). Підбором параметрів струму через чипи (амплітуда, частоти, тривалості імпульсів) необхідно програмно забезпечити регулювання потужності та когерентності випромінювання так, щоб одержати одну із температур кольоровості по діаграмі МКО (39) та забезпечити оптимізацію хімічних складів шарів епітаксійного вирощування: AlGaInN, що 3 UA 115164 U визначають зону білого світла (40), ZnCdGeP2, що визначають зелену та червону межі зміни білого світла (41), ZnSiGeN2, що визначають блакитну межа білого світла (42) (фіг. 7). Таблиця Параметри чипів мікро-, наношарів червоного, зеленого і блакитного випромінювання для одержання білого світла, яке відповідає діаграмі МКО Температура кольоровості 2856 4870 6500 5 10 15 20 25 30 35 40 45 X, У 0,452; 0,409 0,350; 0,362 0,3128; 0,3292 λ1, нм λ2, нм λ3, нм Енергетична ефективність, лм/Вт 480 557 630 120 468 540 620 150 463 525 610 130 Як же проходить відчуття білого кольору в нашому зоровому аналізаторі 15 в очах людини? В сітчастій оболонці очей є елементи двох типів - колбочки та палички. Палички реагують на яскравість об'єктів, а колбочки значно менше відчувають червоний (R), зелений (G) і блакитний (В) кольори. В дійсності збуджуюче випромінювання діє на всі три групи нервових кінців одночасно. При цьому світлові хвилі різної довжини збуджують їх в різній мірі, створюючи голограми 16, від яких сигнали передаються в мозок 17. Таким чином пропонується оптимізація середньої потужності живлення (RGB) світлодіодів. Структурна схема енергонакопичуючого процесора білого світла складається з RGBW світлодіодних чипів або шарів при вертикальній інтеграції (Фіг. 1) або чипів при горизонтальній гібридній інтеграції, інтегрованих з польовими транзисторами (НЕМТ), електрично з'єднаних з генератором імпульсів струму, який керується мікропроцесорним контролером за допомогою схеми зворотного зв'язку (Фіг. 2). В якості сенсора світлових потоків зеленого та блакитного світлодіодів використовуються червоні та зелені світлодіодні структури в реверсивному включенні в періоди відсутності прямого імпульсу живлення цих діодів. Таке включення задається програмою транзисторного мікропроцесора 19. Пропонується монолітна інтеграція світлодіодів з польовими транзисторами на основі III N світлодіодних структур, зокрема, НЕМТ 31 (Фіг. 3). В процесорі вбудована схема, "вкл-викл", в залежності від фону зовнішнього освітлення, поріг якого програмується в електронному процесорі або управляється зовнішнім пультом дистанційного керування 23. Виготовлення енергонакопичуючого процесора білого світла (енестора) при монолітній інтеграції на кремнії розпочинається з виготовлення структури транзисторних схем, в окремих областях якої шляхом селективної епітаксії вирощуються світлодіодні структури в матеріалах 3 5 3 6 2 4 5 А В , А В в системах BAlGalnNPAsSb, ZnCd, SeTe, А В С 2 - (Фіг. 6). Для білих свідлодіодів (СД) пропонується в якості базової системи твердих розчинів вибирати шести-, семи- або восьмикомпонентну систему BAlGalnNPAsSb з різними відношеннями компонентів по товщині гетероструктури. У цій мультикомпонентній системі Eg змінюється від 6,2 еВ для АІN до 0,17 еВ для InSn, що перекриває весь видимий діапазон довжин хвиль випромінювання з відходом в ультрасиній і інфрачервоний (ІЧ) діапазони на кінцях. Базовими є бінарні сполуки GaN і GaAs. Наприклад, починаючи епітаксійне нарощування структури темплетного шару AlGalnN на кремнії, переходять до системи AlGalnN, в якій можливе значне розділення фаз при концентраціях In більше 12 %. Неузгодженість решіток InN і GaN дорівнює 11,3 %, решіток AlN і InN ще більше - 13,9 %, а неузгодженість решіток AlN і GAN складає всього 2,3 %. Зважаючи на великі невідповідності в параметрах решіток в системі AlGalnN накопичується енергія внутрішніх напруг навіть при хорошому узгодженні з підкладкою. Перспективною технологією є атомно-шарове осадження, ALD (Atomic Layer Deposition), особливо для початкових стадій зростання. Приклад 1 Виготовлення енергонакопичуючого процесора світла на прозорих підкладках Епітаксійне зростання на прозорих підкладках сапфіру або карбіді кремнію починається з шарів твердих розчинів які мають велику ширину забороненої зони Eg з поступовою зміною атомного складу так, щоб ширина забороненої зони зменшувалася адекватно зниженню енергії квантів 4 UA 115164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 випромінювання від блакитного до червоного для кордонів білого спектра. Послідовно утворюються варізонні шари з легуванням донорними домішками, без легування і з легуванням акцепторними домішками. Як донорні домішок використовуються Si, Mg, Se або Ті, як акцепторні - Zn, Be. Активний випромінюючий шар створюють таким чином, щоб він містив метастабільні фази твердих розчинів, з яких лазерною і іонною дією з подальшим випалюванням формуються квантові ями і квантові точки. Вони з великою щільністю заповнюють активний варізонний шар. Робота енергонакопичуючого процесора білого світла (енестора) проходить таким чином. При подачі на р-n-перехід прямої напруги реалізується інжекція електронів і дірок в область просторового заряду, де розташовані вільні від носіїв струму квантові ями і квантові точки. Потрапивши в область просторового заряду електрони і дірки інжектуються в квантові ями і точки, де відбувається їх рекомбінація з випромінюванням квантів світла з енергією, відповідно енергетичним рівням електронів і дірок. Так як процеси рекомбінації протікають по всій товщі варізонних структур, то випромінюються кванти діапазону енергії забороненої зони варізонної структури. Це забезпечує повне перекриття всього діапазону довжин хвиль білого світла, який виходить зі структури через прозору підкладку або/та через верхній шар. Крім цього в квантових ямах і точках реалізується широкий спектр енергетичних переходів, зумовлений різними геометричними та енергетичними параметрами квантоворозмірних структур, а також варіаціями ширини забороненої зони, обумовленими механічними напруженнями в нанообластях. Частина функцій управління може виконуватись елементами квантових обчислень в квантових точках типу GalnN/AlGaN. Таким чином, широкий білий спектр випромінювання забезпечується одночасно трьома механізмами, які роблять енергетичний спектр переходів фактично безперервним і малозалежним від тимчасових змін, наприклад температури. Це стабілізує широкий спектр видимих суперяскравих СД, вигідно відрізняючи його від відомих технічних рішень. Сучасні методи пленарної технології мікро- і наноструктур великих інтегральних схем (ВІС) дозволяють створювати на одному чипі багато планарних р-n-переходів різної топології, яка забезпечує оптимізацію токопрохождення і виходу випромінювання із структури СД. Зокрема, при формуванні структури СД на непрозорих підкладках, таких як Si, GaAs, на їх поверхні створюються багатошарові або мікро- наноструктуровані 26 дзеркал або фотонні кристали для відбиття світла (Фіг. 3), а вирощування варізонного шару може починатися з напівпровідника з малою шириною забороненої зони. Приклад 2 Виготовлення енергонакопичуючого процесора світла на наноструктурованій підкладці кремнію Підкладка кремнію 1 (Фіг. 1) покривається шаром Аl товщиною 0,5 мкм. Проводиться перетворення шару алюмінію в нанопористий шар Аl2О3 товщиною 0,5 мкм. Діаметр пор 50-60 нм. На аноді при електрохімічному травленні алюмінію створюється упорядкована нанопориста структура Аl12О3 відповідно реакції: + Аl+3Н2О=Аl2Оз+6Н +6е . Упорядкованість викликається механічним напруженням між Аl і Аl2О3. Підбором напруги анодування можливо змінювати проміжки між нанопорами. Тип і концентрацію електроліту необхідно підбирати так, щоб був ріст впорядкованих наноструктур. Травлення Аl в сірчаній кислоті (H2SO4) проводиться при низькій напрузі (~40 В), в щавлевій кислоті (Н2С2О4), (30-120 В), в фосфорній кислоті (Н3РО4) - при високій напрузі (80-200 В). Значення рН в електроліті пов'язано з діаметром пор: при малому рН - малий діаметр пор. Під час анодування температура повинна бути меншою кімнатної 0+2 °C. 3N наноструктуры AIGalnN вирощувались на А12О3-мембранах з використанням In в якості каталізатора. Заростання нанопор проводиться в епітаксійному кварцевому реакторі при температурі 1273 К із металоорганіки Al, In, Ga(CH3bСтруктури кремній-транзисторних підкладок з наноструктурованими вікнами для світлодіодних енесторних структур розміщуються в реакторі МОС-гідридної епітаксії, в якому проводяться процеси селективної епітаксії світлодіодних структур та енергонакопичуючих шарів. Після металізації проводиться збірка чипів енесторів. Ефективність світлодіодів складає 140-160 лм/Вт. Функціональні та технологічні характеристики цифр креслень 1. Кремнієва підкладка з транзисторними інтегральними схемами, сонячними елементами та + першим випромінюючим шаром р -AlGalnN. 2. Контактний шар - p+-AlGaN. 5 UA 115164 U 5 10 15 20 25 30 35 40 3. Нанотемплет - Аl2О3. + 4. Контактний шар - n -GaN. 5. Акумулятор (накопичувач) енергії - шар сегнетоелектрика, його аналогів або 3N гетероструктур. 6. Узгоджувальний шар (поглинач сонячної енергії) – n1-In GaNP. 7. Інжектор електронів - n1-AlGalnN. 8. Інжектор дірок - p-AlGalnN. 9. Другий випромінюючий шар p+-AIGaN. 10. Кремній - транзисторні інтегральні схеми, мікропроцесор. 11. Сонячне випромінювання. 12. Світлодіодне випромінювання. 13. Змішувач кольорів. 14. Об'єкт, що опромінюється. 15. Зоровий аналізатор. 16. Голограма. 17. Мозок. 18. Сенсори. 19. Транзисторний процесор. 20. Джерело живлення світлодіодів. 21. Блок транзисторних ключів. 22. Фон зовнішнього освітлення. 23. Пульт дистанційного керування. 24. Контакт Si-підкладки. 25. Тіло шару відбивача світла. 26. Елемент відбивача світла. 27. Прозорий шар. 28. 29, 31. Шари світлодіодів. 30. Омічний контакт. 32. Зелений світлодіод. 33. Червоний світлодіод. 34. Синій світлодіод. 35. Білий світлодіод. 36. Імпульс струму живлення. 37. Фотострум сенсора. 38. Синусоїда живлення. 39. Діаграма кольоровості 1931 р. 40. Зона білого світла - AlGalnN. 41. Зелена та червона межі зміни білого світла - ZnCdGeP2. 42. Блакитна межа білого світла - ZnSiGeN2. R-red - червоне світло, G-green - зелене світло, В - blue - блакитне синє світло. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 1. Енергонакопичуючий процесор світла в діапазоні довжин хвиль 0,2-12 мкм (енестор), який на єдиній підкладці кремнію містить світлодіодні структури з люмінофором та світлодіодні структури червоного (Red), зеленого (Green) та блакитного (Blue) випромінювання (RGB) в єдиному конструктиві з джерелом енергії, сонячною батареєю, акумулятором енергії, мікрооптикою та транзисторними мікросхемами живлення і керування, в селективних областях єдиної підкладки кремній-транзисторної структури розташовані випромінюючі наноструктури 3 5 2 6 2 4 5 багатокомпонентних сплавів А В (BAlGalnNPAsSb), А В або А В С 2, (Zn, Cd, S, Se, Те), (MgSiGeN2P2As2Sb2) в заданих концентраціях, варізонні перетворювачі енергії зовнішнього простору та мікроакумулятори - накопичувачі сонячної світлової енергії в електричну енергію, а кремній-транзисторна мікросхема живлення і керування містить генератор імпульсів електричного струму, з'єднаний з мікропроцесорним контролером керування параметрами струму живлення та схемою зворотного зв'язку з сенсорами світлових потоків світлодіодів та зовнішнього освітлення - енестор. 2. Енергонакопичуючий процесор світла за п. 1, який відрізняється тим, що в структурі інтегровані варізонні випромінюючі, реверсивні світлодіодні, гетеролазерні фотоперетворювачі зовнішнього, сонячного або власного процесорного (енесторного) світла в електричну енергію та її накопичення (акумуляцію) в реверсивному включенні (енергетична пам'ять). 6 UA 115164 U 5 10 15 20 3. Енергонакопичуючий процесор світла за будь-яким з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що світлодіодні структури розташовані на або в селективних областях кремнієвої підкладки (чипа) з сенсорами світлових потоків на основі реверсивних світлодіодів та схемами живлення, контролера та зворотного зв'язку, де в активному шарі реверсивних світлодіодів, поглинаючому світову енергію зовнішнього простору, зокрема сонячне випромінювання, та інжекційних n і ргетерошарах світлодіодних структур сформовані електричні контакти витоку, стоку і затвору НЕМТ-транзисторів управління струмом та сенсорами світлових потоків, а мікропроцесорний контролер керування параметрами струму живлення запрограмовано споживачем світла відповідно адаптації зорового аналізатору людини до умов освітлення, з метою тестування сигналів від сенсорів і регулювання параметрами струму через світлодіодні структури. 4. Енергонакопичуючий процесор світла за будь-яким з пп. 1, 2, 3, який відрізняється тим, що сенсорами світлових потоків є RGBW світлодіоди в реверсивному режимі фотоперетворення та акумуляції (накопичення) енергії Сонця. 5. Енергонакопичуючий процесор світла за будь-яким з пп. 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що один або декілька світлодіодів в реверсивному режимі з'єднані з мікропроцесором та блоком транзисторних ключів включення-виключення освітлення заданої інтенсивності, які містяться в кремній-транзисторних мікросхемах живлення і керування. 6. Енергонакопичуючий процесор світла за будь-яким з пп. 1, 2, 3, 4, 5, який відрізняється тим, що в підкладці з мікрооптикою розташовані елементи перетворення світлової енергії в електричну та її акумуляції (накопичення), які виготовлені із сегнетоелектрика, його аналогів або 3N гетероструктур. 7. Енергонакопичуючий процесор світла за п. 6, який відрізняється тим, що підкладкою з мікрооптикою є наноструктурована плівка матеріалів за п. 6. 7 UA 115164 U 8 UA 115164 U 9 UA 115164 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10