ITMC20010058A1

ITMC20010058A1 - NEW SYSTEM FOR ELECTROLUNINESCENCE

Info

Publication number: ITMC20010058A1
Application number: IT2001MC000058A
Authority: IT
Inventors: Michel Tramontana
Original assignee: Michel Tramontana
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2001-08-25
Also published as: HUP0201740A2; ZA200204168B; HU0201740D0

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo DESCRIPTION of the industrial invention entitled

Nuovo sistemo per l'electroIuminescenza. New system for electroIuminescence.

TESTO DELLA DESCRIZIONE. TEXT OF THE DESCRIPTION.

Stato attuale della tecnologia. Current state of technology.

Dalla scoperta dell'effetto electroluminescenza = EL o effetto Destriaut , il principio di strato non é mai cambiato. Questo principio può essere descritto come segue ( guadare nella fig. 0 ) Since the discovery of the electroluminescence = EL effect or the Destriaut effect, the layer principle has never changed. This principle can be described as follows (see fig. 0)

Il primo elettrodo è un film trasparente, in questo caso ITO (indium fin oxide) (2), depositato su poliestere (1).I1 secondo strato sul quale si deposita il pigmento che genera la luce, la composizione EL (3). Sopra il pigmento si deposita risolante (4) opaco. Finalmente, il secondo elettrodo (5) é depositato sull'isolante. The first electrode is a transparent film, in this case ITO (indium fin oxide) (2), deposited on polyester (1). The second layer on which the light-generating pigment, the composition EL (3), is deposited. Above the pigment is deposited resoling (4) opaque. Finally, the second electrode (5) is deposited on the insulation.

Con questo sistemo la durata di vita no è alta (2000 ore ) e la luminosità bassa per questo tempo indicato. With this system the lifespan is not high (2000 hours) and the brightness low for this indicated time.

1. Sfondo è descrizione dell'invenzione. 1. Background and description of the invention.

Struttura degli strati per dispositivi EL. Layer structure for EL devices.

a/Quest'invenzione dimostra un nuovo concetto di strato per dispositivi EL . a / This invention demonstrates a new layer concept for EL devices.

. Questo principio può essere descritto come segue ( guadare nella fig. 01) : . This principle can be described as follows (see in Fig. 01):

b / quest'invenzione descrive un sistema a multistrati con più di una combinazione (strato conduttivo, composizione EL, e isolante), che può essere descritto come un circuito di capacità EL connesso in serie(vedere disegni e descrizioni figli, II, III, IV, V,X.). Inoltre, ottimizzando l incontro della frequenza del generatore con la frequenza di risonanza del materiale elettroluminescente si ha un’altissima conversione dell’energia elettrica in luce, dovuta alla risonanza del circuito composto dal generatore e dal foglio EL. Questo sistema è un gran passo nell'avanzata della tecnologia EL inorganica. b / this invention describes a multilayer system with more than one combination (conductive layer, EL composition, and insulator), which can be described as a series connected EL capacitance circuit (see child drawings and descriptions, II, III, IV, V, X.). Furthermore, by optimizing the meeting of the generator frequency with the resonant frequency of the electroluminescent material, there is a very high conversion of electrical energy into light, due to the resonance of the circuit composed of the generator and the EL sheet. This system is a big step in the advancement of inorganic EL technology.

d quest'invenzione descrive un sistema amplificatore di luce serie(vedere disegni e descrizioni fig: VI). d this invention discloses a series light amplifier system (see drawings and descriptions fig: VI).

d/ quest'invenzione descrive un’applicazione di tutti questi novità tecnica, per un display (vedere disegni e descrizioni fig:VII.).. d / this invention describes an application of all these technical innovations, for a display (see drawings and descriptions fig: VII.) ..

e/ Di più quest'invenzione descrive un'applicazione di tutti questi novità tecnica, per un schermo di piccola o di granda dimenziona (descritto in fig:XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII.) and / Furthermore, this invention describes an application of all these technical innovations, for a screen of small or large dimensions (described in fig: XI, XII, XIII, XIV, XV, XVI, XVII.)

Fig 01. Fig 01.

Il primo elettrodo è un film trasparente, in questo caso ITO (indium tin oxide) (2), depositato su poliestere o su altro tipo di substrato trasparente o traslucido (l).Il secondo strato è un isolante (4) Che Può essere trasparente o traslucido. Dopo viene il terso strato sul quale si deposita il pigmento che genera la luce, la composizione EL (3). Sopra il pigmento un'altra volta si deposita risolante (4). Quest'isolante Può essere trasparente traslucido od opaco. Finalmente, il secondo elettrodo (5) é depositato sull'isolante. Quest'elettrodo Può essere usato da riflettore. E una constatazione, le lampade EL sono costituite da up solo isolante. The first electrode is a transparent film, in this case ITO (indium tin oxide) (2), deposited on polyester or other type of transparent or translucent substrate (l). The second layer is an insulator (4) which can be transparent or translucent. Then comes the third layer on which the pigment that generates the light, the composition EL (3), is deposited. On top of the pigment it once again settles resolving (4). This insulator can be transparent translucent or opaque. Finally, the second electrode (5) is deposited on the insulation. This electrode can be used as a reflector. And one finding, EL lamps are made up of insulation only.

Fig. I. Fig. I.

(1) Vetro o substrato di plastico flessibile trasparente/traslucido. (2) strato conduttore, in questo caso é ITO (indium tin oxyde). (3) pigmenti di composizione EL. (4) Isolante trasparente o traslucido. Su l’elettrodo conduttore, un altro strato di composizione EL (3) depositato sopra di quello è applicato l'elettrodo conduttore in questo caso è ITO.. Sopra di quello, un altro substrato,è fissato in questo caso vetro o plastico . (5) è un filtro di colore. Come si vede qua, i filtri di colore possono essere piazzati su il substrato, su il conduttore, su l'isolatore e su la composizione EL o con ogni combinazione possibile. Con questa variante descritta, la luce EL é emessa retto e verso. (1) Glass or transparent / translucent flexible plastic substrate. (2) conductive layer, in this case it is ITO (indium tin oxyde). (3) pigments of composition EL. (4) Transparent or translucent insulation. On the conducting electrode, another layer of composition EL (3) deposited above that is applied the conducting electrode in this case is ITO .. Above that, another substrate, in this case glass or plastic is fixed. (5) is a color filter. As seen here, the color filters can be placed on the substrate, the conductor, the insulator and the EL composition or with any possible combination. With this variant described, the light EL is emitted up and down.

Fig. II. Fig. II.

Questo è una variante con riflettore ‘(6)trail Substrato, ie il cònduttore. Cosi aumentano l'intensità luminosa perché abbiamo una riflessione e una concentrazione de la luce in un lato. Il conduttore può anche avere la funzione di riflettore. This is a variant with reflector '(6) on the Substrate, ie the conductor. Thus they increase the light intensity because we have a reflection and a concentration of the light in one side. The conductor can also have the function of a reflector.

Fig. III. Fig. III.

Questo è una variante con riflettore (6) su i lati esterni del substrato. This is a variant with reflector (6) on the outer sides of the substrate.

Fig. IV. Fig. IV.

Questo è un’altra variante quando il riflettore (6) fa anche funzione di substrato. This is another variant when the reflector (6) also acts as a substrate.

Fig. V. Fig. V.

Qui abbiamo molti strati EL (elettrodo/isolante/composizione EL) impilate (in questo caso quattro).Per la quantità di strali a applicare, é soltanto questione della quantità di luce che vuole generare e quando siamo disposti a spendere. Questo dispositive EL a multi- elementi capacitive electroluminescente produce considerabilmente più luce (> 2 volte) con un consumo molto basso d’energia e di fatto, come funzione con una bassa frequenza per la stessa luminosità si prolunga in maniera esponenziale la durata di vita del dispositive EL. Here we have many EL layers (electrode / insulator / EL composition) stacked (in this case four). For the amount of arrows to apply, it is only a matter of how much light it wants to generate and when we are willing to spend. This electroluminescent capacitive multi-element EL device produces considerably more light (> 2 times) with very low energy consumption and in fact, as a function with a low frequency for the same brightness, the life span of the EL devices.

<• Fig X><• Fig X>

Questa è una variante in cui un isolante trasparente è inserito in maniera che la composizione EL non ha contatto diretto con l'elettrodo trasparente. Questo rende minima la possibilità che si realizzi dei corti circuiti. Ma soprattutto, la composizione EL avente contatto diretto con l'elettrodo ha una degradazione molto più rapida perché il flusso d'elettroni è in contatto diretto con due conduttori differenti. In questo modo grazie a questa variante la composizione EL fimziona in virtù del campo elettrico. Inoltre la sua vita è molto più lunga. This is a variant in which a transparent insulator is inserted so that the composition EL has no direct contact with the transparent electrode. This minimizes the possibility of short circuits occurring. But above all, the composition EL having direct contact with the electrode has a much faster degradation because the electron flow is in direct contact with two different conductors. In this way, thanks to this variant, the composition EL works by virtue of the electric field. Furthermore, his life is much longer.

Sistema amplificatore di luce. Light amplifier system.

L'amplificazione di luce, detto sistema di risonatore ottico basato sul risonatore Fabbry-Perrot con riflettore o riflettore parziale dopato con materiale Erbium può essere integrato in un sistema EL (fig. VI) qua abbiamo un riflettore parziale (B).(C) è un elemento trasparente dopato con Erbium. Quindi a seguire più di un elemento EL, sono depositati altri strati dopati in Erbium (C) e il riflettore. Quando i fotoni sono emessi dalla composizione EL attraversano il materiale trasparente dopato con Erbium. I fotoni sono stimolati e l'amplificazione di luce accade. Questi fotoni sono riflessi dal riflettore (D) e una parte di questi fotoni attraversa il parziale riflettore (B).T fotoni riflessi da (B) attraversano l'elemento trasparente dopato con Erbium (C), molte volte rimangono in questa cavità risonante fino a che sono emessi attraverso (B).Un effetto a valanga di fotoni si produce ogni volta che i fotoni attraversano (C) e sono catturati con il sistema di cavità ottica, cosi la totalità dell'intensità d’emissione luminosa del sistema EL sale esponenzialmente. Fig. VI. The light amplification, called optical resonator system based on the Fabbry-Perrot resonator with reflector or partial reflector doped with Erbium material, can be integrated in an EL system (fig. VI) here we have a partial reflector (B). (C) it is a transparent element doped with Erbium. Then following more than one EL element, other layers doped in Erbium (C) and the reflector are deposited. When photons are emitted from the EL composition they pass through the transparent material doped with Erbium. Photons are stimulated and light amplification occurs. These photons are reflected by the reflector (D) and a part of these photons pass through the partial reflector (B) .T photons reflected by (B) pass through the transparent element doped with Erbium (C), many times they remain in this resonant cavity until a which are emitted through (B) .A photon avalanche effect occurs every time photons pass through (C) and are captured with the optical cavity system, so the totality of the light emission intensity of the EL system rises exponentially. Fig. VI.

Qui abbiamo un sistema d'amplificazione di luce, e così abbiamo un riflettore parziale (B).(C) é elemento trasparente dopato con ERBIUM. Dopo un numero maggiore d'impiliamento EL si stende di nuovo il materiale dopato con l'ERBIUM (C) dopo di che il riflettore è deposto in qualunque maniera. Questo sistema può essere aggiunto con filtri di colore descritto in figura I. Fig VII. Here we have a light amplification system, and so we have a partial reflector (B). (C) is a transparent element doped with ERBIUM. After a greater number of EL stackings the material doped with the ERBIUM (C) is spread again after which the reflector is deposited in any way. This system can be added with color filters described in Figure I. Fig VII.

Qua abbiamo un'applicazione del sistema EL per realizzare un modulo display attivo impresso su un circuito stampato (PCB). Here we have an application of the EL system to make an active display module embossed on a printed circuit board (PCB).

Il lay-out PCB (Y), in questo caso il disegno ha la forma di un display a sette segmenti, che può essere rame o altro materiale, cosi sono composti i primi elettrodi. Dopo di che lo strato riflettore e depositato su il lay-out. Su il riflettore, la composizione EL é depositata (3).Dopo 1'isolante trasparente, su da quello si depone uno strato di conduttore trasparente. Di sopra si ricopra di vetro di plastica o d'altro tipo di materiale (l).Gli elementi di colori possono essere depositati su il riflettore, su 1'isolante, su la composizione EL o altra combinazione di questi. Il display su PCB è piatto, tutta l'elettronica che serve a fare funzionare il display può essere inserito dietro il PCB. The PCB lay-out (Y), in this case the design has the form of a seven-segment display, which can be copper or other material, so the first electrodes are composed. After that the reflector layer is deposited on the lay-out. On the reflector, the composition EL is deposited (3). After the transparent insulator, a layer of transparent conductor is deposited on it. Above it is covered with glass of plastic or other type of material (1). The color elements can be deposited on the reflector, on the insulator, on the composition EL or other combination of these. The PCB display is flat, all the electronics needed to operate the display can be inserted behind the PCB.

Fig <χι>Fig <χι>

Sistema per schermo a colore di ogni dimensione .Specialmente adatto .per i maxi schermi negli stadi maggiore 1m x 1m . Color screen system of any size. Especially suitable. For maxi screens in stadiums greater than 1m x 1m.

Il substrato (2) può essere vetro o ogni tipo di materiale solido o flessibile. Su questo substrato è depositato un riflettore (il substrato può avere anche la funzione di riflettore). Su questo riflettore, si dispongono colonne di elettrodi trasparenti (D) . La larghezza di questi elettrodi dipende dalla dimensione dei pixel desiderati. Su questo elettrodo (D) si deposita la composizione EL (F).Su la composizione EL (F) si deposita risolante trasparente (G). E di nuovo si deposita la composizione EL (F) su questo isolante trasparente (G). Su la composizione EL degli elettrodi trasparenti in colonna si dispongono perpendicolarmente alle prime colonne di elettrodi. Su ogni colonna di elettrodi, sono disposti elementi di filtri di colore diverso per esempio blu, rosso, verde con stessi intervalli . Al di sopra si ricopre con vetro o altri tipi di materiale. The substrate (2) can be glass or any type of solid or flexible material. A reflector is deposited on this substrate (the substrate can also have the function of a reflector). On this reflector, columns of transparent electrodes are arranged (D). The width of these electrodes depends on the size of the desired pixels. On this electrode (D) the composition EL (F) is deposited. On the composition EL (F) the transparent resolant (G) is deposited. And again the composition EL (F) is deposited on this transparent insulator (G). On the EL composition of the transparent electrodes in the column are arranged perpendicularly to the first columns of electrodes. On each column of electrodes, filter elements of different colors are arranged for example blue, red, green with the same intervals. Above it is covered with glass or other types of material.

Fig XII Fig XII

Questa è una variante con tre livelli EL . This is a variant with three EL levels.

Fig XIII Fig XIII

Questa è una variante dove il substrato é PCB e l'elettrodo con layout in rame (o altro tipo di materiale) . This is a variant where the substrate is PCB and the electrode with copper layout (or other type of material).

Fig XIVAltra variante.Fig XVAltra variante.Fig XVlAtra variante Fig XIVA other variant Fig XV Other variant Fig XVl Other variant

Fig XVII Fig XVII

Altra variante dove gli elettrodi intermedi hanno, più o meno, la dimensione dei pixel. Another variant where the intermediate electrodes have, more or less, the size of the pixels.

Fisica dell'electroluniinescenza. Physics of electroluniinescence.

Il campo elettrico alto della fisica EL (electroluminescenza) Può essere diviso in 4 passi come Illustrato nella figura XVIII, nominati. ( 1 ) Emissioni per effetto tunnel di elettroni dallo stato d'interfaccia tra la composizione EL e il dielettrico circostante.( 2) Accelerazione degli elettroni nella composizione EL con alta energia (1.5 - 10 eV), (3) impatto esitazione o impatto ionizzazione dei centri luminescenti, è in (4) emissioni di fotoni attraverso radiazioni dovute al processo di eccitazione e diseccitazione. Benché il principio del meccanismo di questi quattro processi sia semplice, è necessaria una ricerca intensiva continua per maturare un miglioramento del nostro apprendimento su cui si basa la fisica di questi principi. La comprensione di questi principi deve condurre a migliorare il dispositivo EL, per esempio maggiore luminosità, maggiore durata di vita e maggiore efficienza. La figura XVIII mostra una descrizione schematica dei quattro processi necessari per produrre l'effetto EL. Nel processo l,si mostrano elettroni tunnel in interfaccia tra risolante e la composizione EL. Nel processo 2 gli elettroni sono accelerati in energia balistica a causa dell'alta intensità del campo elettrico che è presente nella composizione EL. Nel processo 3 Gli elettroni d'energia urtano i centri luminescenti che inducono una ionizzazione. Nel processo 4, i centri luminescenti ritornano allo stato di equilibro ed emettono fotoni. The high electric field of EL (electroluminescence) physics can be divided into 4 steps as illustrated in figure XVIII, named. (1) Electron tunneling emissions from the interface state between the EL composition and the surrounding dielectric. (2) Acceleration of electrons in the EL composition with high energy (1.5 - 10 eV), (3) hesitation impact or ionization impact of the luminescent centers, is in (4) photon emissions through radiation due to the process of excitation and de-excitation. Although the principle of the mechanism of these four processes is simple, continuous intensive research is needed to mature an improvement in our learning on which the physics of these principles are based. Understanding these principles should lead to improvements in the EL device, for example higher brightness, longer lifespan and higher efficiency. Figure XVIII shows a schematic description of the four processes required to produce the EL effect. In process 1, electron tunnels are shown at the interface between the resolant and the EL composition. In process 2 the electrons are accelerated into ballistic energy due to the high intensity of the electric field that is present in the EL composition. In process 3 The electrons of energy collide with the luminescent centers which induce an ionization. In process 4, the luminescent centers return to the state of equilibrium and emit photons.

Il principio elettrico dei dispositivi EL The electrical principle of EL devices

Il comportamento dei dispositivi EL è molto simile a quello di un condensatore e segue le sue leggi. Due conduttori separati da un isolatore costituiscono un condensatore e la sua capacitanza C è: The behavior of EL devices is very similar to that of a capacitor and follows its laws. Two conductors separated by an insulator constitute a capacitor and its capacitance C is:

C - 8.85 x 10 <12 >— (C in farad) C - 8.85 x 10 <12> - (C in farad)

e And

La quantità di energia che può essere caricata da un condensatore è: The amount of energy that can be charged by a capacitor is:

CE<2>CE <2>

W = ----- (W in Joules) W = ----- (W in Joules)

Possiamo dire che per un condensatore la quantità di energia che può essere caricata dipende più dalla tensione applicata che dalla capacitanza. Questa tensione è limitata dalla natura e dallo spessore del isolatore, ie. e della resistenza del dielettrico. Quando la tensione oltrepassa un certo valore, si ha un guasto del dielettrico (dovuto a un arco elettrico di cortocircuito) che avviene tra i due conduttori. Se connettiamo diversi condensatori in parallelo, il valore totale della capacitanza dipende dalla somma della superficie dell’elettrodo di ogni condensatore, cosicché la capacitanza totale è la somma delle capacitanze di ogni condensatore: We can say that for a capacitor the amount of energy that can be charged depends more on the applied voltage than on the capacitance. This voltage is limited by the nature and thickness of the insulator, ie. and the resistance of the dielectric. When the voltage exceeds a certain value, there is a dielectric failure (due to a short-circuit electric arc) which occurs between the two conductors. If we connect several capacitors in parallel, the total value of the capacitance depends on the sum of the electrode surface of each capacitor, so that the total capacitance is the sum of the capacitances of each capacitor:

G= C/ C2 ...+ C« G = C / C2 ... + C «

D’altra parte, quando si connettono diversi condensatori in serie, la somma dello spessore di ogni isolatore definisce la capacitanza totale dei condensatori in serie. Come risultato, la capacitanza totale è minore del più piccolo condensatore nella catena: On the other hand, when connecting several capacitors in series, the sum of the thickness of each insulator defines the total capacitance of the capacitors in series. As a result, the total capacitance is less than the smallest capacitor in the chain:

1 1 1 1 1 1 1 1

— = - 1 - (- ... H -Ci Cl Cl Cn - = - 1 - (- ... H -Ci Cl Cl Cn

Si abbiamo molto elemento di capacità EL depositato alternativamente in un dispositivo EL di fatto abbiamo in principio molte capacità connesse in serie, da quello risulto una capacità più bassa che si erra costituita da una sola capacità EL, comunque quando si applico un campo elettrico che cambia di polarità perché alimentato in corrente alternativa. Tutti fi strati di composizione EL s'illumina alternativamente con uno spostamento d'ogni fase con il minimo d'energia che richiede la composizione EL per generare la luce. Yes we have a lot of EL capacitance element deposited alternately in an EL device, in fact we have in principle many capacities connected in series, from that result a lower capacitance that is erroneous constituted by a single EL capacitance, however when a changing electric field is applied of polarity because it is powered by alternative current. All the layers of EL composition illuminate alternately with a shift of each phase with the minimum energy that the EL composition requires to generate light.

I problemi di assorbimento del dielettrico e della composizione EL: The problems of absorption of the dielectric and of the EL composition:

Un condensatore con dielettrico solido è caricato con tensione DC e messo in un piccolo circuito per pochi secondi. Dopo l’apertura del circuito, si può osservare che il condensatore ha una nuova carica ai suoi elettrodi. Questo fenomeno deriva da un parziale assorbimento dell’iniziale carica del dielettrico. L’assorbimento e la restituzione fatte dal dielettrico non accadono immediatamente, ma dipendono dalla natura del dielettrico. Il tempo tra l’assorbimento e la restituzione può essere una frazione di secondi fino ad alcune ore. A solid dielectric capacitor is charged with DC voltage and placed in a small circuit for a few seconds. After opening the circuit, it can be observed that the capacitor has a new charge on its electrodes. This phenomenon derives from a partial absorption of the initial charge of the dielectric. The absorption and return made by the dielectric do not occur immediately, but depend on the nature of the dielectric. The time between absorption and return can be a fraction of seconds up to a few hours.

Nel caso del dispositivo EL, l’aggiunta di materiale elettroluminescente amplifica quel fenomeno d'assorbimento, così ciò che ha un accumulo di carica statica ogni fase di carica, nonostante la corrente alternativa, questo fenomeno può essere descritto come una capacità parassita, e pone problemi quando è alimentato in alta frequenza, comunque con capacità connesse in serie la capacità parassita è ridotta al minimo (vedere l'equazione 4) cosi la sua influenza ha un effetto quasi nulla su le performance. In the case of the EL device, the addition of electroluminescent material amplifies that absorption phenomenon, so what has an accumulation of static charge every charge phase, despite the alternating current, this phenomenon can be described as a parasitic capacitance, and poses problems when powered at high frequency, however with capacitances connected in series the parasitic capacitance is minimized (see equation 4) so its influence has almost no effect on performance.

Sfasamento: Phase displacement:

Quando il dispositivo EL è alimentato da corrente alternata abbiamo un processo di carica e scarica nel condensatore EL, in questo caso si ha un permanente flusso di corrente e gli elettroni oscillano nel conduttore (elettrodi). Non è preciso affermare che la corrente alternata scorre attraverso il condensatore EL, perché nessun elettrone può attraversare un perfetto isolatore. In ogni modo, le cariche per essere installate hanno bisogno di un determinato tempo, perché si ha un ritardo tra la tensione ad entrambi gli elettrodi del condensatore EL e l’attuale flusso di corrente. Attraverso la legge di Ohm, quando la tensione varia ad entrambe estremità di una resistenza, la corrente varia immediatamente, comunque, in realtà il flusso di corrente varia prima la tensione ad entrambe le estremità del condensatore. Perciò il condensatore EL ha uno sfasamento. When the EL device is powered by alternating current we have a charging and discharging process in the EL capacitor, in this case there is a permanent flow of current and the electrons oscillate in the conductor (electrodes). It is not accurate to say that alternating current flows through the EL capacitor, because no electron can pass through a perfect insulator. In any case, the charges need a certain time to be installed, because there is a delay between the voltage at both electrodes of the EL capacitor and the current current flow. Through Ohm's law, when the voltage varies at both ends of a resistor, the current changes immediately, however, in reality the current flow first varies the voltage at both ends of the capacitor. Therefore the EL capacitor has a phase shift.

o E = RI o E = RI

Z A = Z A =

Cco Cco

Nella Fig. 2 è stato disegnato un vettore proporzionale alla tensione ad entrambe le estremità del circuito della resistenza: E IR In Fig. 2 a vector proportional to the voltage has been drawn at both ends of the resistor circuit: E IR

Se lo sfasamento è maggiore di 90°, disegniamo il vettore AB proporzionale alla relativa tensione dei condensatore EL: If the phase shift is greater than 90 °, we draw the vector AB proportional to the relative voltage of the capacitor EL:

E = — — , ω = 2If f = frequenza, I precede V. E = - -, ω = 2If f = frequency, I precedes V.

Cd) CD)

Allora colleghiamo O e B e l’angolo AOB e a φ diamo il valore dello sfasamento. Then we connect O and B and the angle AOB and to φ we give the value of the phase shift.

AB 1 1 AB 1 1

tg(p = — = - = -OA CtoIR CcoR tg (p = - = - = -OA CtoIR CcoR

L’impedenza del circuito è: The impedance of the circuit is:

z = 1 z = 1

!R<2 >+ <~ >CEà ω 2 ! R <2> + <~> CEà ω 2

Se R è zero (impossibile) — - in ohm, allora si ha una resistenza capacitiva o capacitanza. If R is zero (impossible) - - in ohms, then you have a capacitive resistance or capacitance.

Cco Cco

La corrente che attraversa il condensatore è: / = ECco The current flowing through the capacitor is: / = ECco

L’energia media del circuito è P = Erms Irms cosq)The average energy of the circuit is P = Erms Irms cosq)

1 1

Cos(p - ~ , sin φ Cos (p - ~, sin φ

ZCfii ZCfii

Se il condensatore EL fosse perfetto, non avrebbe alcuna resistenza, lo sfasamento sarebbe di 90° e non dovrebbe esserci nessuna dispersione di energia (solo emissione di luce), proprio perchè cos 90° = 0. Ma questo è impossibile. In realtà, un condensatore EL ha lo schema seguente: If the EL capacitor were perfect, it would have no resistance, the phase shift would be 90 ° and there should be no energy dispersion (only light emission), just because cos 90 ° = 0. But this is impossible. Actually, an EL capacitor has the following scheme:

Ls Rs C Ls Rs C

ΜΠΠΠΠ· ΛΑΛΛ — II-† — <®>ΜΠΠΠΠ · ΛΑΛΛ - II- † - <®>

RP RP

Fig. 3: schema di un vero condensatore EL Fig. 3: schematic of a real EL capacitor

La resistenza in serie Rs è funzione della resistenza degli elettrodi, in questo caso indium tin oxides, anche la resistenza di contatto è caratteristica del dielettrico e del materiale EL usato. La resistenza in parallelo Rp è la parta della resistenza della corrente che fluisce tra i due elettrodi. L'induttanza LS dipende tecnicamente del generatore usato. In realtà lo sfasamento come si può vedere su la FIG XXX, nel primo canale dell'oscilloscopio abbiamo l'oscillogramma di riferimenti (in rosso).Nel secondo canale abbiamo l'oscillogramma (in blu) osservato in ogni elemento EL, e vediamo un spostamento progressivo della sinusoide (sfasamento) nella parta (B).Se dividiamo la sinusoide completa in 12 sequenza il carico e l'emissione di fotoni in ogni elemento EL hanno le sequenze descritte nella tabella uno che segue. The series resistance Rs is a function of the resistance of the electrodes, in this case indium tin oxides, also the contact resistance is characteristic of the dielectric and of the EL material used. The parallel resistance Rp is the part of the resistance of the current flowing between the two electrodes. The inductance LS technically depends on the generator used. Actually the phase shift as can be seen on FIG XXX, in the first channel of the oscilloscope we have the reference oscillogram (in red). In the second channel we have the oscillogram (in blue) observed in each EL element, and we see a progressive displacement of the sinusoid (phase shift) in part (B). If we divide the complete sinusoid into 12 sequence the load and emission of photons in each EL element have the sequences described in table one below.

EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element EL-Element

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

Step 1 Charge=16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Emission= 0 Em.=33% Em.=66% Em.=90% Em =90% Em.=66% Step 2 Charge =32% Charge =16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge = Step 1 Charge = 16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Emission = 0 Em. = 33% Em. = 66% Em. = 90% Em = 90% Em. = 66% Step 2 Charge = 32% Charge = 16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Charge =

Em = 0 Em.= 0 Ero.=33% Em.=66% Em.=90% Em.=90% Step 3 Charge =48% Charge =32% Charge =16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0 Em = 0 Em. = 0 Ero. = 33% Em. = 66% Em. = 90% Em. = 90% Step 3 Charge = 48% Charge = 32% Charge = 16% Charge = 0 Charge = 0 Charge = 0

Em.= 0 Em.= 0 Em.= 0 Em =33% Em.=66% Em.=90% Step 4 Charge =64% Charge =48% Charge =32% Ch. =16% Ch.= 0 Ch = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em = 33% Em. = 66% Em. = 90% Step 4 Charge = 64% Charge = 48% Charge = 32% Ch. = 16% Ch. = 0 Ch = 0

Em.= 0 Em.= 0 Em = 0 Em .= 0 Em.=33% Em.=66% Step 5 Ch.=80% Ch.=64% Ch.=48% Ch =32% Ch.=16% Ch .= 0 Em. = 0 Em. = 0 Em = 0 Em. = 0 Em. = 33% Em. = 66% Step 5 Ch. = 80% Ch. = 64% Ch. = 48% Ch = 32% Ch. = 16 % Ch. = 0

Em.= 0 Em .= 0 Em .= 0 Em .= 0 Em= 0 Em.=33% Step 6 Ch =96% Ch =80% Ch.=64% Ch =48% Ch.=32% Cah.16% Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em = 0 Em. = 33% Step 6 Ch = 96% Ch = 80% Ch. = 64% Ch = 48% Ch. = 32% Cah. 16%

Em.= 0 Em.= 0 Em.= 0 Em. 0 Em.= 0 Em.= 0 Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em. 0 Em. = 0 Em. = 0

Step 7 Ch = Ch.=96% Ch.=80% Ch.=64% Ch.=48% Ch =32% Step 7 Ch = Ch. = 96% Ch. = 80% Ch. = 64% Ch. = 48% Ch = 32%

Em =33% Em,= 0 Em,= 0 Em,= 0 Em,= 0 Em,= 0 Em = 33% Em, = 0 Em, = 0 Em, = 0 Em, = 0 Em, = 0

Step 8 Ch.= Ch.= Ch =96% Ch.=80% Ch.=64% Ch =48% Step 8 Ch. = Ch. = Ch = 96% Ch. = 80% Ch. = 64% Ch = 48%

Em.=66% Em.=33% Em .= 0 Em.= 0 Em.= 0 Em.= 0 Em. = 66% Em. = 33% Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0 Em. = 0

Step 9 Ch.= Ch.= Ch .= Ch.=%% Ch.=80% Ch.=64% Step 9 Ch. = Ch. = Ch. = Ch. = %% Ch. = 80% Ch. = 64%

Em.=90% Em.=66% Em.=33% Em.= 0 Em= 0 Em.= 0 Em. = 90% Em. = 66% Em. = 33% Em. = 0 Em = 0 Em. = 0

Step 10 Ch.= Ch.= Ch = Ch.= Ch.=96% Ch.=80% Step 10 Ch. = Ch. = Ch = Ch. = Ch. = 96% Ch. = 80%

Em.=90% Em.=90% Em =66% Em.=33% Em.= 0 Em.= 0 Em. = 90% Em. = 90% Em = 66% Em. = 33% Em. = 0 Em. = 0

Step 11 Ch.= Ch.= Ch.= Ch. Ch.= Ch.96% Step 11 Ch. = Ch. = Ch. = Ch. Ch. = Ch.96%

Em.=66% Em.=90% Em =90% Em. 66% Em.=33% Em .= 0 Em. = 66% Em. = 90% Em = 90% Em. 66% Em. = 33% Em. = 0

Step 12 Ch.= Ch = Ch.= Ch.= Ch.= Ch.= Step 12 Ch. = Ch = Ch. = Ch. = Ch. = Ch. =

Em =33% Em = Em.=90% Em =90% Em =66% Em =33% Table 1: Sequences of charging and emissions in each EL element Em = 33% Em = Em. = 90% Em = 90% Em = 66% Em = 33% Table 1: Sequences of charging and emissions in each EL element

Risonanza: Resonance:

Un’altra particolarità del condensatore EL è la risonanza della frequenza dovuta alla serie delle risonanze dei circuiti, mostrati in Fig. 4. Another peculiarity of the EL capacitor is the resonance of the frequency due to the series of resonances of the circuits, shown in Fig. 4.

KC KC

Lei She

IBS IBS

J J

Ψ Ψ

o® o®

Fig. 4 Fig. 4

φ è l’angolo di perdita, δ è l’angolo fase, E = IZ φ is the loss angle, δ is the phase angle, E = IZ

La corrente che attraversa il condensatore EL è il risultato di una corrente di grande potenza in fase (angolo di perdita ) meno la corrente della capacitanza. L’angolo di perdita φ è il complementare dell’angolo di fase. Il più piccolo di questi angoli, è il migliore condensatore EL: tg S=RsCat. Il fattore dell’energia del condensatore EL è il coseno dell’angolo di Élse o il seno dell’angolo di perdita. Se la frequenza f dal generatore è minore della frequenza del circuito di risonanza composta dalla capacitanza EL C, la resistenza Rs e l’induttanza L del generatore elettronico, la corrente tende a fluire indietro al generatore per l’alta impedenza. Se la frequenza è più alta, più corrente attraversa il condensatore che danneggia la composizione EL. In qualunque modo, se la frequenza è la stessa della frequenza del circuito di risonanza, allora L C circuito di risonanza (condensatore EL circuito del generatore) va in risonanza, e necessiterà solo di una minima quantità di energia per un emissione di luce, dovuta da una bassa impedenza causata dal circuito di risonanza.In questo caso si ha un’altissima efficienza superiore all’80% per la conversione di energia elettrica in energia luminosa restituita.Non dobbiamo dimenticare il fattore dell’effetto di assorbimento del condensatore EL descritto prima. Questo può essere in grado di creare risonanza con le armoniche. The current flowing through the EL capacitor is the result of a large power current in phase (loss angle) minus the capacitance current. The loss angle φ is the complementary of the phase angle. The smaller of these angles, the better EL capacitor: tg S = RsCat. The energy factor of the EL capacitor is the cosine of the Else angle or the sine of the loss angle. If the frequency f from the generator is less than the frequency of the resonance circuit composed of the capacitance EL C, the resistance Rs and the inductance L of the electronic generator, the current tends to flow back to the generator due to the high impedance. If the frequency is higher, more current flows through the capacitor which damages the EL composition. However, if the frequency is the same as the frequency of the resonant circuit, then the L C resonant circuit (capacitor EL generator circuit) resonates, and will only need a minimal amount of energy for a light emission, due to a low impedance caused by the resonance circuit. In this case there is a very high efficiency of more than 80% for the conversion of electrical energy into returned light energy. We must not forget the factor of the absorption effect of the EL capacitor described above. This may be able to create resonance with harmonics.

-Vita e intensità dei dispositivi EL in relazione con ia tensione e la frequenza. -Life and intensity of EL devices in relation to voltage and frequency.

100% 100%

90% 90%

80% 80%

70% 70%

60% 60%

50% 50%

40% 40%

30% 30%

20% 20%

10% 10%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Curva d'intensità decrescente con il tempo, a 200Hz/130V. 100% = 600 lux miglia d'ore 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Intensity curve decreasing with time, at 200Hz / 130V. 100% = 600 lux miles of hours

250% 500H 250% 500H

225% 225%

200% 400H 200% 400H

175% 175%

150% 150%

125% 125%

100% OH 100% OH

75% 75%

50% 100H 50% 100H

25% 25%

50V 60V 70V 80V 90V 100V 110V 120V 130V 50V 60V 70V 80V 90V 100V 110V 120V 130V

Intensità luminosa tensione/ frequenza. Light intensity voltage / frequency.

O% OR%

:5% : 5%

10% 10%

5% 5%

;o% ;or%

:5% : 5%

10% 10%

5% 5%

0% 20V 5% 0% 20V 5%

100H 150H 200H 250H 300H 350H 400H 450H 500H 550H 600H 650H 700H 750H 800H 100H 150H 200H 250H 300H 350H 400H 450H 500H 550H 600H 650H 700H 750H 800H

Intensità luminosa in iiinziona della Frequenza. Light intensity in function of the frequency.

Claims

CLAIMS. These various added technique will bring the following benefits: "New system for electroluminescence" characterized by 1 / Low capacitance: Due to the impact of a lot of EL capacitor elements. The electrostatic charge is reduced and therefore, the anti-resonance phenomenon is limited. The applied voltage is slightly higher than when there is only one layer of EL composition. In any case, the effect is that the current is reduced exponentially. It has been noted that the loss of energy due to the absorption phenomena is reduced to a minimum, which is why we have a higher efficiency . "New system for electroluminescence" according to the sub-1 characterized claim of the 2 / Greater efficiency and intensity: by almost simultaneous emission of EL layers placed in series. The conversion of electrical energy into light is very high: higher than 80% Since the resonance phenomenon occurs with the EL composition layer is translucent, P intensity can be less than double because there are multisites of EL composition superimposed which emit the added light simultaneously. With the amplifier system that uses the optical resonator with reflector and partial reflector and with material doped with Erbium we have a very high generation of light. "New system for electroluminescence" according to the sub-1-2-characterized claim of the 3 / Longer lifespan: Due to the high light intensity, the applied frequency can be lowered with savings in EL composition and exponentially prolongs the life span. Furthermore, the loading and unloading process takes place alternately between the nearby EL capacitors, lowering the wave frequency transferred when different EL capacitors are connected in series. For example, this EL device is powered with a frequency of 200Hz, we have the same light intensity as if an EL device with 400Hz made up of a single layer of EL composition is powered. Overall the useful life time of the EL composition is at least four times higher, (see diagram below) "New system for electroluminescence" according to claims 1-2-3 - characterized by the 4 / Possibility of creating screen and display. These technical advantages make it possible to create displays (fig VII) or small or large screens (described in fig: XI, XH, XIII, XIV, XV, XVI, XVII.)