电发光灯(electroluminescent lamp，EL灯)的构造通常包括一层介 于电极之间的磷光体(黄磷)，其中至少有一个电极是导光的。同时， 在两个电极之间至少也存在一种电介质，使EL灯的作用像电容器一 样，当电压施加于电极之间的时候，磷光体被激励并发射光束。
EL灯通常被制造为分离式的电池(在刚性或柔软的底层上)。已 知的一种制造EL灯的方法包括在聚酯薄膜的后表面上涂上一层导光 的材料(如铟锡氧化物)，在导体材料上加上一层磷光体，在磷光体层 至少加上一介电层，并在该介电层施加一个后电极，然后在后电极 上加上一绝缘层。各层次之间可以透过加热或压力的方式制成薄片。 另外，各层次之间也可以网印的方式加工。当电压施加于铟锡氧化 物和后电极的两端时，磷光体将被激励而发射光束，通过聚酯薄膜 而呈现在人们的眼前。
基本上我们不需要整片EL聚酯薄膜发光。例如，如果要用一个 EL灯来显示一个字，通常只需要在EL聚酯薄膜上对应那些字的字 母发光就可以。所以，涂在聚酯薄膜上的铟锡氧化物仅限于需要发 光的部分就可以了。譬如，整片聚酯薄膜可以先涂上一层铟锡氧化 物，然后一部分的铟锡氧化物可以用酸刻蚀的方式把不需要的部分 分离，留下需要发光的部分。别的方法是用不透明的油墨印在聚酯 薄膜的前表面以避免光线从整片薄膜的前表面透射出去。
预先完成的EL灯通常使用在显示牌或手表等产品上，使该类产 品能有发光的显示。例如，EL灯通常使用在发光的显示牌上。具体 地说，对显示牌而言，EL灯是接合在显示牌的前表面，从而使灯里 磷光体涂层所发射的光束能从招牌的正前方看到。
用预先完成的EL灯来制造发光显示牌是个厌烦的作业。特别是 因为每一个EL灯必须要形成一个反面的影像。例如，我们需要用EL 灯显示“THE”字的时候，所显示的字必须正确，即是说，该显示的 字必须能从左读到右(从显示牌的正前方看)。所以到目前为止，施加 于聚酯薄膜上的铟锡氧化物必须要以反面的影像涂上(即以反面的 “THE”字涂上)。同样地，接下来的涂层(磷光体、介质与后电极)被 涂上反面的影像。另外，把EL灯接合到显示牌的时候，也可能会把 它损坏。
所以，最好能有一种制造显示牌(包括EL灯)的方法，但在制造 时又不需要把加工成品的EL灯接合到显示牌上。另外，如果该方法 能适用于EL灯底层的其它层次间，使得各层能以正面的影像施加在 底层上，也是有必要的。
发明概要
以上和其它的目的可以从一个显示牌上得到。在具体化的例子 里，该显示牌包括一个EL灯。具体来说，该EL灯被使用在显示牌 上，并以该显示牌为底层而形成。更具体地用另一个范例来解释， 该显示牌的制作采用以下的步骤：将一个后电极网印(screen printing) 在显示牌的前表面，将至少一个介电层网印在后电极上(在后电极网 印在显示牌以后)，将磷光体层网印在介电层上以确定发光的区域， 将铟锡氧化物的油墨网印在磷光体层上，将背景的油墨涂层网印在 显示牌上使背景涂层实质上包围需要发光的区域，同时在铟锡氧化 物油墨和背景涂层上加上一保护层。更具体地说，上述的制作不需 要把个别的EL灯接合到显示牌上，而是把每个灯的后电极直接用网 板印刷的方式印在显示牌的正表面，而EL灯的其它层是网印在后电 极的上面。
上述的方法可提供具有EL灯的电光显示牌但却不需要把预先完 成的EL灯合并在显示牌上。该方法也可以把EL灯的层次以正面影 像(而不是以反面影像)印在EL底层上。
附图说明
图1是一个已知的EL灯的说明图。
图2是制造图1所述的电光灯的制造过程流程图。
图3是根据本发明的一个具体化范例所制造的EL灯显示牌的制 造过程流程图。
图4是根据图3的制造过程所制造的EL灯显示牌的分解说明 图。
图5是根据图3的制造过程所制造包括有3个EL灯的显示牌的 分解说明图。
图6是一个用以解释制造本发明EL灯显示牌的步骤的流程图。
图7是根据图6的制造过程所制造的包括有1个EL灯的显示牌 的分解说明图。
详细说明
图1是一个已知的EL灯10的说明图。该EL灯包括一个底层12、 一个用导体制造的前电极14、一磷光体层16、一介电层18、一个用 导体制造的后电极20、以及一保护涂层22。底层12和电极14可以 分别是聚酯薄膜(Polyester film)和涂以铟锡氧化物的涂层。磷光体层 16可以用发光磷光体材料(例如涂以铜或锰的硫化锌化合物，然后在 聚合器(polymeric binder)里扩散)而制成)。介电层18可用高介电常数 的材料(例如聚合器里扩散的钛酸钡)。后电极20是以导体(例如银或 碳)制成，经聚合器里扩散以形成一种网印油墨。保护涂层22可采用 紫外线(UV)涂层(如U.V.Clear，可从Polymetric Imaging，Inc.，North Kansas City，Missouri购买)。EL灯10及其组成的各层均为熟悉的材 料。
请参阅图2。EL灯10一般是以前电极14(例如铟锡氧化物)施加 (30)于底层12的后表面而制成。例如，铟锡氧化物可以溅射在聚酯 薄膜上。然后磷光体层16被放置(32)于前电极14的上面，且介电层 18被放置(34)于磷光体层16上。然后后电极20被网印(36)在介电层 18上，且绝缘层22被置(38)于后电极20上保护灯10受到震动或潮 湿。各层次之间可以通过加热或压力方式接合在一起。
如上所述，用已知的方法制造EL灯显示牌，人们必须要先制造 EL灯，然后把该灯接合到显示牌上。特别是已加工完成的灯的绝缘 层22必须要接合到显示牌的前表面，从而使电压施加于前和后电极 之间时，磷光体光层会受到激励而发射光束，光束将透过聚酯薄膜 呈现在眼前。将EL灯偶合到显示牌的过程十分厌烦，并且需要把EL 制成反面影像。
图3是根据本发明的一个具体化范例所制造的EL灯显示牌的制 造过程流程图。该显示示牌可具有金属底层(0.25mm厚度的铝)、塑 料底层(0.15mm热处理稳定的聚合碳酸酯(polycarbonate))或纸板底层 (例如50 pt.板子)。以0.25mm厚度的铝底层为例，一个后电极被置(40) 于显示牌的前表面。后电极是以导体材料(例如银或碳)经聚合器里扩 散以形成一种网印油墨(例如#7145 HDP217，此商品可从DuPont Electronics，Research Triangle Park，North Carlina购买)所制成。另外， 一个介电层在后电极的上面形成42。介电层可用高介电常数的材料(例 如聚合器里扩散的钛酸钡)。该项高介电常数的材料也可从DuPont Electronics，Research Triangle Park，North Carlina购买。接下来，以发 光磷光体材质(例如涂以铜或锰的硫化锌化合物然后在聚合器里扩散) 所制成的磷光体层在介电层上面形成(44)。在磷光体层的上方设有(46) 铟锡氧化物油墨层。然后在铟锡氧化物油墨层的上方加上(48)保护垫 层。
更具体地说明，请参阅图4。一金属显示牌50(即具有金属底层 的显示牌)具有一前表面52以及后表面(未示于图4)。该显示牌首先 被置于一自动平床网印机(未示于图4)。后电极54(可使用可网印的 碳或银)具有发光区域56及后电极导线58然后被网印在显示牌50的 前表面52上。发光区域56构成了光发射的设计或形状(例如在显示 牌50上照明的“L”字形)。后电极导线58从发光区域56至显示牌 前表面52的边缘60。后电极54是以正面的影像(例如：“L”字而 不是反面的“L”字)网印。把后电极54网印在前表面52以后，后电 极54将被处理然后干燥。例如，后电极54和显示牌50可被置于卷 轴烤箱里，以350华氏度以上的温度烤约两分钟。
然后，介电层62被网印在显示牌的表面52，使得介电层62实 质上能覆盖整个发光区域56，而后电极导线58却未被覆盖。具体来 说，介电层62包括有两层(未示于图上)采用高介电常数的材料(例如 聚合器里扩散的钛酸钡)。第一层的钛酸钡被网印在后电极54上，然 后以大约350华氏度的温度烤约两分钟以进行干燥处理。然后第二 层钛酸钡被网印在第一层钛酸钡上，再经过大约2分钟华低350度 的干燥处理以形成介电层62。根据一个具体化的范例来解说，介电 层62实际上形状和发光域56一样，但比发光区域56大约大2％。
把介质层62和后电极54网印在显示牌表面52以后，磷光层64 被网印到显示牌表面52(在介电层62上面)。磷光体层64是以前面或 正面(例如：“L”字而不是反面的“L”字)被网印，其形状和大小大 致上和发光区域56一致。磷光层体64可以用后电极54同样的网板 网印在显示牌50上。然后，磷光层64再经过大约2分钟华氏350 度的加工处理。
铟锡氧化层66然后被网印在磷光层64上。铟锡氧化层66实质 上和发光区域56具有同样的形状和大小，故可用磷光体层64同样 的网板网印。铟锡氧化层66同样也是以正面的成像网印，同时也经 过大约2分钟华氏350度的加工处理。
接下来，银墨制的前电极68(即汇流排)被网印在显示排的表面52 上，并且前电极被配置为具有发送能量到铟锡氧化层66的功能。具 体地说，前电极68被网印在显示排表面52上，从而使前电极68的 第一部分70和铟锡氧化层66的外围接触，所以发光区域56的外围 以及前电极导电线72从发光区域56延伸至显示牌表面52的周围60。 前电极68同样也经过大约2分钟华氏350度的加工处理。后电极54、 介电层62、磷光体层64、铟锡氧化物层66和前电极68形成了从显 示牌50的表面52所延伸的EL灯。
一背景层74然后被网印在显示牌50的前表面52上。背景层74 实质上覆盖了前表面52(除了发光区域56和前表面52上面的端子部 分76以外)。具体来说，背景层74实质上覆盖了前电极68、介电层 62的一部分(不和发光区域56重叠的部分)、以及后电极54。端子部 分76紧邻显示牌周围60，并且它没有被覆盖以方便连接电源78到 前电极导线72和后电极导线58。具体来说，背景层74被网印在前 表面52上，使得实质上从正对前表面52的位置上只能看到背景层74 和铟锡氧化物层66。背景层74可包括传统的UV网印油墨，并可用 已知的网印方法在UV干燥器里加工处理。
然后显示牌50可加以装饰使其前表面52为非平面。具体说， 显示牌50的装饰可使发光区域56向前突出(相对显示牌的周围60而 言)。另外，显示牌50也可以装饰使得发光区域56的一部分(例如“L” 字母短脚的部分)向前突出(相对于显示牌的另一部分，即“L”字母 的长脚部分而言)。例如，显示牌50可以放在金属压床上(压床能提 供每平方英寸5吨的压力)使前表面52能形成一些装饰的图案。
加上后电极54、介电层62、磷光层64、铟锡氧化物层66、前 电极68和背景层74至显示牌50以后，显示牌可以挂在窗户、墙壁 或悬挂在天花板上。电源78被接到前电极导线72和后电极导线58， 然后，电压被施加于后电极54与前电极68以激励磷光体层64。电 流从前电极68经过铟锡氧化层66、后电极54和发光区域56使字母 “L”发光。
根据一个具体化范例，后电极54的厚度约为0.6mm，介电层62 的厚度约为1.2mm，磷光体层64的厚度约为1.6mm，铟锡氧化物 层66的厚度约为1.6mm，前汇流排68的厚度约为0.6mm，以及背 景层74的厚度约为0.6mm。当然，每层的厚度也可以有所变化。
上述的方法可制造一个带EL灯的电光显示牌，但却不需要把预 先完成的EL灯合并到显示牌里。由于该方法采用正面不是反面的成 像，加在EL底层的每层材料，其制造过程更方便。但是以上具体化 的范例是示范性的，并不代表对说明有所限制。例如，把背景层74 网在前表面52以后，可对显示牌50加上紫外线(UV)涂层。具体地 说，所施加的UV涂层可覆盖显示牌50的整个前表面52以保护由后 电极54、介电层62、磷光体层64、铟锡氧化物层66和前电极68所 构成的EL灯。
同理，把后电极54加在前表面52以前显示牌50的前表面52 也可涂以UV涂层。例如，如果显示牌50是个纸板显示牌，则UV 涂层将先被加在前表面52上以确保EL灯各层的完整性。即是说， 这样可避免纸板的底层吸入网印油墨。
根据本发明的另一个具体化范例是包括多个EL灯的显示牌。例 如，图5是根据图3的制造过程所制造包括有3个EL灯(82A、82B、 82C)的金属显示牌80的分解说明图。三个EL灯的形状分别为圆形、 三角形和正方形。显示牌80包括一前表面84和一后表面(未显示于 图5)，它被放置于一个自动化的平床网印机上(未显示于图5)。一具 有三个发光区域88A、88B、88C以及三根后电极导线90A、90B、90C 的后电极86(为可网印的碳或铜)，并且该后电极是网印在显示牌80 的前表面84。发光区域88A为一光发射的设计或形状(譬如像一个圆 圈)，该形状代表由EL灯82A照射在显示牌80的最终成像；发光区 域88B为一光发射的设计或形状(譬如像一个三角形)，该形状代表由 EL灯82B照射在显示牌80的最终成像；发光区域88C为一光发射 的设计或形状(譬如像一个正方形)该形状代表由EL灯82C照射在显 示牌80的最终成像。后电极导线90A延伸至发光区域88A和88B 之间，后电极导线90B延伸至发光区域88B和88C之间，后电极90C 从发光区域88B延伸至显示牌前表面84的周围92。后电极86以前 方或正面的成像网印。把后电极86在前面84以后，后电极86再经 过干燥处理。
一介电层94然后被网印至显示牌表面84，使介电层94本质上 覆盖后电极86而同时使后电极导线90的一部分不被覆盖。具体地 说，介电层94包括具有高电介常数材料的两层(未示于图)(例如聚合 器里扩散的钛酸钡)。第一层的钛酸钡被网印在后电极86上然后以大 约350华氏度的温度烤约两分钟以进行干燥处理。第二层的钛酸钡 然后被网印在第一层的钛酸钡上，并且经过大约350华氏度的温度 烤约两分钟以进行干燥处理，形成介电层94。根据一个具体化的范 例，介电层94具有三个发光部分96A、96B、96C，它们实质上和发 光区域88A、88B、88C具有同样的形状，但大约比后者大2％。另 外，介电层94包括两个导线部分98A和98B，它们的大小可分别覆 盖后电极导线90A和90B。
把介质层94和后电极86网印到显示牌表面84以后，磷光体层 100被网印至显示牌表面84的介电层94上面。磷光体层100包括三 部分。分别为102A、102B、102C，它们实质上分别和发光区88A、 88B和88C具有同样的形状和大小。例如：磷光体层100可以网印 在显示牌80上(用网板印刷后电极86同样的网)。磷光层100然后经 过大约2分钟华氏350度的处理。
接着，铟锡氧化物层104被网印至磷光体层100上。铟锡氧化 物层104包括三部分：106A、106B和106C，它们实质上分别和发 光区88A、88B、88C具有同样的形状和大小。铟锡氧化层104也可 用磷光体层100同样的网来网印。铟锡氧化物层104也以正面的成 像网印，同时也经过大约2分钟华氏350度的处理。
接着，一前电极(或称汇流排)108(由银墨制成)被网印在显示牌 表面84并且被配置具有传输能量至铟锡氧化物层104的功能。具体 地说，前电极108是网印在显示牌的表面84上，使得前电极108的 第一部分110A接触到铟锡氧化物层106A的外围，第二部分110B 接触到铟锡氧化物层106B的外围，并且第三部分110C接触到铟锡 氧化物层106C的外围。第一部分110A包括一前电极导线112A(从88A 延伸至显示牌表面84的周围92)。同理，第二部分110B包括一前电 极导线112B(从88B延伸至显示牌表面84的周围92)。且第三部分 110C包括一前电极导线112C(从88C延伸至显示牌表面84的周围 92)。前电极108然后经过大约2分钟华氏350度的干燥处理。后电 极86、介电层94、磷光体层100、铟锡氧化物层104和前电极108 形成一个从显示牌80延伸至前表面84的EL灯。
背景层114然后被网印到显示牌80的前表面84。背景层114实 质上覆盖84(除了发光区88以及前表面84的端子部分116以外)。具 体来说，背景层114实质上覆盖前电极108、介电层94上面不与发 光区88A、88B、88C对齐的部分以及后电极86。端子部分116紧邻 显示牌的周围92并且没有遮盖以方便把电源118连接到前电极导线 112和后电极导线90。具体地说，背景层114被网印在前表面84， 使处在前表面84的正前方只能看到背景层114和铟锡氧化物层104。 背景层114可包括传统的UV网印油墨并可在UV干燥器内用已知的 显示牌网印技术处理。另外，背景层114可包括多个传统的美国网 印链并被配置为一种设计(例如像背景层120)。
显示牌80然后经过装饰使其前表面84为非平面状态。具体地， 显示牌80可经过装饰使其发光区88A向前突出(相对于发光区88B)。 另外，显示牌80可经过装饰使其发光区88B向前突出(相对于发光 区88A)。
上述的显示牌包括EL灯但不需要将预先完成的EL灯连接到显 示牌。上述显示牌是以正面成像(而不是反面)把EL灯的每一层网印 而制成显示牌。
根据另一个范例，在此以带有多个EL灯的塑胶显示牌说明。请 参阅图6。一个定义发光区(如图4的“L”)的前极被网印(130)至一 透明塑胶显示牌的后表面。网印(130)前电极以后，一铟锡氧化物层 被网印(132)至后表面，并且一磷光体层被网印(134)至铟锡氧化物层。 接着，一介电层被网印(136)至磷光体层。前电极和磷光体层被配置 为一个光发射的设计。一后电极然后被网印(138)至介电层上面以形 成一EL灯。如此，该塑胶显示牌包括了一个EL灯，但却不需要把 预先造好的EL灯接合到显示牌上。
请参阅图7。一个实质上透明、经热处理稳定的聚碳酸酯显示牌 140(例如：一个具有塑胶底层的显示牌)具有一前表面142A及后表面 142B，它首先被放置以一个自动化平的网印压床上(未示于图7)。一 背景层144被网印至后表面142B并覆盖整个后表面142B(该处的发 光区146除外)。发光区146被定形为反面成像(例如：“R”反面的 成像，“R”是一个需要显示的成像)。
电介背景层148然后被网印在显示牌后表面142B及背景底层144 上面。电介背景层148覆盖整个背景底层144并包括一发光部分150， 该发光部分150实质上与发光区146对齐。
一前电极152(由银墨制造)然后被网印在显示牌后表面142B， 使得前电极152接触到发光部分150的外围。另外，前电极152的 导线154从发光部分150的周围延伸至显示牌140的周围156。然后 前电极152经过大约2分钟华氏350度的处理。
接着，一铟锡氧化物层158被网印至显示牌的后表面142B。铟 锡氧化物层158的形状和大小与发光区146一致。它是以反面的成 像被网印(例如“R”的反面成像)至显示牌后表面142B的发光区146。 然后，铟锡氧化物层158经过大约2分钟华氏350度的处理。
把铟锡氧化物层158网印至显示牌表面142B以后，一磷光体 层被网印至铟锡氧化物层158上。磷光体层160是以反面成像网印， 其形状和大小实质上和网印氧化物层158一致。磷光体层160可以 用网印铟锡氧化物层158同样的网网印在显示牌140上。磷光体层160 然后经过大约2分钟华氏350度的处理。
一介电层162然后被网印在前表面142B上，使得介电层162实 际上覆盖了整个磷光体层160和前电极152。具体地，同时如上所述 解释，相对于介电层94和62，介电层162包括两个高介电常数层(例 如，聚合器里扩散的钛酸钡，未示于图)。第一层钛酸钡被网印在磷 光体层160上，并经过大约两分钟华氏350度的处理。第二层的钛 酸钡然后被网印在第一层钛酸钡上并经过大约两分钟华氏350度的 处理，以形成介电层162。根据一个具体化范例，介电层162实际上 和发光区146具有同样的形状，但较发光区146大2％左右，其大小 至少能覆盖前电极导线154的一部分。
一后电极164被网印至后表面142B(在介电层162上)并包括一 发光部分166和一后电极导线168。发光部分166实际上和发光区146 具有同样的形状和大小，并且后电极导线168自发光部分166延伸 至显示牌周围156。后电极164可以从可网印的碳而形成。后电极 164、介电层162、磷光体层160、铟锡氧化物层158和前电极152 形成一个EL灯，该灯自显示牌140的后表面142B延伸。
接着，一UV透明涂层(未示于图7)被网印在后表面142B并覆 盖后电极164、介电层162、磷光体层160、铟锡氧化物层158、前 电极152、电介背景层148和背景层144。具体地，UV透明涂层实 际上覆盖整个后表面142B(除了一个端子部分170以外)，而前电极 导线154的一部分和后电极导线168的部分暴露在端子部分170的 上面以方便连接电源(未示于图7)与导线154及168。然后，显示牌 就可以挂在窗口、墙壁或悬挂在天花板上，使得从显示牌140的前 表面142A旁边的位置观看的时候发光区146是个正面的成像(例如 “R”)。
上述的方法能提供带有EL灯的塑胶发光显示牌，但却不需要把 预先制作好的EL灯接合到显示牌上。另外，平的EL显示牌140可 用真空成型以得到三度空间的形状。例如，显示牌140可放置于车 床心轴的上方以采用真空成型的技术使其成型。
上述的讨论具体地说明带有至少一个EL灯的发光显示牌的制造 方法，但是，人人都了解该方法可用来提供发光显示牌以外的产品， 例如，该方法也可用来制造脚踏车或摩托车安全帽的发光外壳以及 三度空间形状的显示牌。
根据本发明上述的说明，可证明本发明的目的已达到。虽然本 发明已经经过详细的说明和解释，众所周知，本发明所举的具体范 例仅为说明之用，并非对本发明的限制。例如，所述的显示牌虽然 只有一或两个EL灯，但该显示牌也可以有三、四、五或更多的EL 灯。另外，虽然上述方法的陈述是与制造具有EL灯的显示牌有关， 但该类方法同样也可用以制作其它具有EL灯的产品。如此，本发明 的精神和目的仅应受到所附的权利要求部分所限制。