KR20040015188A - 유기 전자 디스플레이 및 장치용 배향된 물질의 열 전송방법 - Google Patents

유기 전자 디스플레이 및 장치용 배향된 물질의 열 전송방법 Download PDF

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KR20040015188A
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마틴비. 올크
영 후
한샌 사호우아니
존에스. 스타랄
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 배향된 물질을 패턴화하여 유기 전자 디스플레이 또는 장치를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 배향된 전자적 활성 또는 방출 물질을 열 전송 도너 시트로부터 리셉터로 선택적으로 열 전송하는 것을 포함한다. 상기 방법은 편광을 방출하는 유기 전기발광 소자 및 디스플레이를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 또한 전하 이동성이 증진된 유기 전자 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 상기 방법에 유용한 도너 시트, 배향된 전자적 활성 유기 물질을 갖는 전송층을 포함하는 도너 시트의 제조 방법을 제공한다.

Description

유기 전자 디스플레이 및 장치용 배향된 물질의 열 전송 방법{Method for Thermally Transferring Oriented Materials for Organic Elctronic Displays and Devices}
도너 시트로부터 리셉터 기판으로의 물질의 패턴식 열 전송이 광범위한 용도에 제안되어왔다. 예를 들면, 물질을 선택적으로 열 전송하여, 전자 디스플레이 및 다른 장치에 유용한 소자를 형성할 수 있다. 구체적으로, 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 스페이서, 편광자, 전도층, 트랜지스터, 인광물질 및 유기 전기발광 물질의 선택적 열 전송 모두가 제안되었다.
본 발명은 유기 전기발광 디스플레이 및 유기 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명은 첨부하는 도면과 함께 본 발명의 다양한 구체적 태양의 상세한 설명을 고려하여 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1(a)는 유기 전기발광 디스플레이 구조물의 측면 개략도임.
도 1(b)는 유기 트랜지스터 구조물의 측면 개략도임.
도 2는 본 발명에 따른 물질을 전송하기 위한 열 전송 도너 소자의 측면 개략도임.
도 3은 본 발명에 따른 유기 전기발광 디스플레이의 측면 개략도임.
도 4는 본 발명에 따른 유기 전기발광 디스플레이의 측면 개략도임.
도 5는 본 발명에 따른 유기 전기발광 디스플레이의 측면 개략도임.
도 6은 본 발명에 따른 유기 전기발광 백라이트의 측면 개략도임.
도 7은 본 발명에 따른 유기 전기발광 소자의 측면 개략도임.
도 8은 본 발명에 따른 유기 전기발광 소자의 측면 개략도임.
본 발명은 다양하게 변경 및 변형될 수 있지만, 그의 구체적 태양을 도면에서 예를 들어 나타내었다. 그러나, 본 발명을 기재된 특정 태양으로 제한하고자 하는 것은 아니다. 오히려, 본 발명은 본 발명의 취지 및 범위에 속하는 모든 변경, 동등물 및 변형을 포함한다.
발명의 요약
유기 전자적 활성 물질을 선택적으로 열 전송할 수 있음으로 인해, 현재로서는 통상의 방법에 의해 제조될 수 없는 광범위한 유기 전자 장치가 제조될 수 있다. 예를 들면, 배향된 유기 전기발광 물질로부터 편광의 방출이 문헌에서 증명된 반면, 유기 편광 방출 소자를 이용해서 장치를 패턴화하거나 디스플레이를 제조할 수 있다는 점은 제시되지 않았다. 본 발명은 배향된 전자적 활성 유기 물질을 패턴화하고, 따라서, 처음으로 패턴화된 유기 전자 디스플레이 및 장치의 제작 및 제조를 가능하게 하는 방법을 제공한다. 상기 장치는 유기 트랜지스터, 및 예를 들어 장치의 전하 이동성을 증진시키기 위해 내부에 배향된 전도성 또는 반도전성 중합체층을 갖는 다른 전자 장치를 포함한다. 상기 다른 장치는 유기 전기발광 소자, 및 예를 들어 선형 또는 원형 편광을 방출하기 위해 배향된 유기 방출 물질을 편입한 픽실레이티드(pixilated) 디스플레이를 포함한다.
한 측면에서, 본 발명은 배향된 유기 방출 물질을 포함하는 전송층을 도너 시트로부터 제1 전극을 갖는 리셉터 기판으로 선택적으로 열 전송하고, 유기 방출 물질이 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되도록 제2 전극을 형성함으로써, 활성화될 경우 편광을 방출할 수 있는 유기 전기발광 소자를 제조하는 방법을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 배향된 전자적 활성 중합체를 포함하는 전송층을 도너 시트로부터 장치 기판으로 열 전송하고, 장치 기판 상의 배향된 전자적 활성 중합체층을 유기 전자 장치의 다른 층과 연결하여 완성된 장치를 형성함으로써 유기 전자 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 유기 전자발광 소자에 적절하게 배치될 경우 편광을 방출할 수 있는 배향된 유기 방출 물질을 포함하는 선택적으로 열 전송가능한 전송층을 포함하는 도너 시트를 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 기판, 정렬층, 입사 이미지화 방사선을 열로 전환하기 위해 기판과 정렬층 사이에 배치된 광-대-열 전환층, 및 도너 시트로부터 인접하여 배치된 리셉터로 선택적으로 열 전송될 수 있는, 정렬층 상에 코팅된 배향된 광 방출 중합체를 포함하는 전송층을 포함하는 도너 시트를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 도너 시트를 제공하고, 배향된 전자적 활성 유기 물질의 배향을 실질적으로 유지하면서 도너 시트로부터 인접하여 배치된 수용체로 선택적으로 열 전송될 수 있는, 배향된 전자적 활성 유기 물질을 포함하는 전송층을 기판에 인접하여 형성함으로써 도너 시트를 제조하는 방법을 제공한다.
상세한 설명
본 발명은 배향된 전자적 활성 유기 물질, 특히 배향된 전도성, 반도전성 또는 광 방출 중합체를 함유하는 유기 전자 장치 및 디스플레이를 의도한다. 본 발명에 따르면, 전자적 활성 중합체 및(또는) 유기 방출 물질은, 예를 들어 도너 시트로부터의 선택적 열 전송에 의해 배향되고 패턴화되어, 유기 전자 장치의 층 또는 요소를 형성할 수 있다. 제조될 수 있는 유기 전자 장치의 예는 유기 트랜지스터, 유기 전기발광 (OEL) 소자 등을 포함한다.
한 태양에서, 본 발명은 편광을 방출하는 OEL 소자 및 디스플레이, 및 편광 방출 OEL 소자 및 디스플레이의 제조 방법을 의도한다. 어떤 유기 광 방출 물질은 적절하게 배향되거나 정렬될 경우 편광을 방출할 수 있는 것으로 제시되었다. 본 발명은 배향된 또는 배향가능한 물질을 패턴화하여 편광 방출 OEL 소자 및 디스플레이를 제조하는 방법을 포함한다. 본 발명은 또한 신규 편광 방출 OEL 소자 및 디스플레이를 포함한다.
OEL 램프 또는 OEL 디스플레이가 편광을 방출할 수 있는 능력은 많은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들면, 배향된 광 방출 물질을 편입한 OEL 디스플레이는 하나 이상의 편광자, 또는 주위 광의 일부를 차단함으로써 눈부심을 줄이고(줄이거나) 디스플레이 콘트라스트를 증가시키면서 소자로부터 방출된 편광의 실질적인 부분이 전달되게 하는 다른 광학 소자와 결합될 수 있다. 예를 들면, 편광을 방출하는 OEL 램프는 액정 디스플레이에서 백라이트(backlight)로 사용될 수 있고, 따라서, 더 낮은 전력 소비로 밝기를 증가시킬 수 있다. 통상의 광원은 비편광을 방출하고, 편광 필터를 사용하면 상당한 광 손실이 있을 수 있다. 직시 정보 디스플레이, 프로젝터 시트템, 백라이트, 단색 디스플레이, 컬러 디스플레이, 순색 디스플레이, 마이크로디스플레이 또는 다른 용도에 사용되든지, 편광 방출 OEL 소자에 의해 다른 이점 및 이익이 또한 제공될 수 있다.
다른 태양에서, 본 발명은 배향된 전도성 또는 반도체성 중합체를 패턴화하여 유기 전자 장치에 전하 전도성 또는 반도체성층을 형성하는 것을 의도한다. 어떤 전자적 활성 중합체는, 전자적 활성 중합체가 배향될 경우 개선된 전하 이동성과 같은 증진된 전자적 성질을 나타내는 것으로 제시되었다. 배향된 전자적 활성 중합체는 또한 선호 전하 이동 경향(예, 전하 이동성이 직각 방향에 비해 배향 방향으로 증진됨)과 같은 독특한 효과를 나타낼 수 있다. 본 발명은 배향된 전자적 활성 중합체를 패턴화하여 개선된(개선되거나) 독특한 기능성을 갖는 유기 장치를 제조할 수 있는 능력을 제공한다. 이렇게 하여, 본 발명에 따라 패턴화된 배향된 전도성 또는 반도체성 중합체를 편입한 독특하거나 개선된 유기 트랜지스터, 전극, 광 방출 장치 등을 제조할 수 있다.
본원에서, 용어 유기 전기발광(OEL) 디스플레이 또는 소자는 유기 방출 물질을 포함하는 전기발광 디스플레이 또는 소자를 광범위하게 지칭하기 위해 사용되고, 상기 방출 물질은 소분자 (SM) 이미터(emitter), 광 방출 중합체(LEP), 도핑된 LEP, 블렌드된 LEP, 호스트 매트릭스에 배치된 LEP 또는 SM 이미터, 또는 OEL 디스플레이 또는 소자에서 기능성 또는 비기능성인 임의의 다른 유기 또는 무기 물질과 혼합되거나 단독으로 제공된 다른 유기 방출 물질을 포함한다.
용어 편광은 실질적으로 편광된, 예를 들어 약 2:1 또는 그 이상의 편광 비를 갖는 광을 지칭하기 위해 사용되고, 여기서 편광 비는 당해 편광 상태를 갖는 광의 강도 대 직각 편광 상태를 갖는 광의 강도의 비이다. 편광은 선형 편광, 원형 편광 또는 타원형 편광일 수 있다.
광은 그의 구성 전기장 벡터가 어떠한 선호 배향도 가지지 않을 경우, 즉, 자기장 벡터가 편광판에 수직인 모든 방향에서 거의 동일한 크기를 가질 경우, 비편광으로 지칭된다. 비편광은 필터의 투과 축에 평행한 전기장 벡터만 투과하도록 하는 편광 필터를 통과하게 함으로써 선형 편광으로 전환될 수 있다. 선형 편광은 1/4 파장판의 사용에 의해 원형 편광(및 그 반대)로 전환될 수 있다.
용어 배향 및 정렬은 그의 구성 분자 유닛이 결정가능한 선호 배향, 방향성 또는 정렬을 갖는 유기 전자적 활성층 또는 그의 부분을 기술하기 위해 교환하여 사용된다. 용어 배향가능한 및 정렬가능한은 배향 또는 정렬될 수 있는 층 또는 물질을 지칭한다. 용어 정렬층은 배향가능한 물질이 정렬층에 적절하게 접촉하거나 정렬층에 의해 적절하게 접촉될 경우, 배향가능한 물질의 배향을 유도할 수 있는 층, 코팅 또는 필름을 지칭한다.
본원에서, 용어 방출 또는 광 방출은 다른 에너지 원과의 상호작용으로 인해 광자를 방출하는 물질을 지칭한다. 물질의 종류, 광 방출을 유발하는 에너지원의 성질, 및 방출된 광의 특성은 개별 등급으로 분류될 수 있고, 그 중 적어도 하나는 특정 장치 구조에 있어서 특정 물질에 대한 광 방출의 지배적인 기작이다.
방출 물질의 한 군은, 물질이 한 주파수의 광자를 흡수하고 다른 주파수에서 광을 재방출하는 광발광(PL) 물질로 지칭된다. PL 물질의 한 종류는, 전형적으로 높은 주파수의 광자를 흡수하고 더 낮은 주파수에서 광을 신속히 재방출하는 형광 물질이다. PL 물질의 다른 종류는, 형광 물질과 유사한 방식으로 상호작용하나, 재방출 속도가 훨씬 더 느리기 쉬워, 여기 광자가 정지한 후 상당한 시간 동안 지속되는 방출을 가져오는 인광 물질이다.
방출 물질의 다른 군은, 전기적 에너지와의 상호작용이 광자의 방출을 가져오는 전기발광(EL) 물질로 지칭된다. EL 물질의 한 유형은, 전자-홀 쌍(electron-hole pair)이 무기 분자에서 엑시톤의 생성을 유도한 다음, 더 낮은 에너지 수준으로 붕괴시 광자를 방출하는 무기 EL 물질이다.
EL 물질의 다른 종류는, 소분자(SM) 또는 중합체(LEP)성일 수 있는 OEL 물질이다. 전형적으로, SM 물질은 공액 시스템을 형성하는 높은 불포화도를 갖는 다-고리 유기 또는 유기-금속 분자이다. 상기 물질의 방출성을 효과적으로 이용하기 위해, SM 물질의 고밀 압축층이 증착 등을 사용하여 전극 상에 침착될 수 있다. LEP 물질은 필름을 형성하기에 충분한 분자량을 갖는 공액 중합체 분자이다. LEP 물질은 전형적으로 LEP 물질의 용매 용액을 기판 상에 캐스팅하고, 상기 용매를 증발시켜 중합체 필름을 남김으로써 이용되나, 어떤 LEP 물질은 압출 코팅되거나 다른 수단에 의해 코팅될 수 있다. 별법으로, 예를 들어 LEP가 용매 코팅되기 어려울 때, 전구체 종의 반응에 의해 기판 상에서 제자리 형성될 수 있다. OEL 물질이 일반적으로 본원에서 SM 또는 LEP로 특징지워지나, 어떤 OEL 물질은 이들이 SM 및 LEP 물질의 특징을 공유한다는 점에서 분류하기 곤란할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 통틀어, 상기 물질은 본원의 목적상 SM 및 LEP 분류 둘 다에 포함된다.
방출 물질의 선호 배향으로의 정렬은 이들 물질의 적절한 여기시 편광의 방출을 가져올 수 있다.
용어 활성 또는 전자적 활성은 유기 전자 장치의 층 또는 물질을 지칭하는데 사용될 경우, 장치의 작동 중에 예를 들어 전하 캐리어(예, 전자 또는 홀)의 생성, 전도성 또는 반도체성, 광 생성, 장치 구조의 전자적 성질 증진 또는 동조(tuning) 등의 기능을 수행하는 층 또는 물질을 지시한다. 용어 비활성 물질은 상술한 바와 같은 기능에 직접 기여하지는 않으나, 유기 전자 장치의 조립 또는 제작 및(또는) 기능성에 어떤 간접적 기여를 할 수 있는 물질을 지칭한다.
도 1(a)는 소자층(110) 및 기판(120)을 포함하는 OEL 디스플레이 또는 소자(100)를 나타낸다. 임의의 다른 적합한 디스플레이 요소가 디스플레이(100)에 포함될 수도 있다. 임의로, 전자 디스플레이, 장치 또는 램프에 사용하기에 적합한 부가의 광학 소자 또는 다른 장치가 광학 소자(130)에 의해 지시된 바와 같이, 디스플레이(100)와 관찰자 위치(140) 사이에 제공될 수 있다. 도시한 것과 같은 어떤 태양에서, 소자층(110)은 광을 기판을 통해 관찰자 위치(140)에 방출하는 하나 이상의 OEL 소자를 포함한다. 관찰자 위치(140)는 일반적으로 이것이 실제 사람 관찰자, 스크린, 광학 요소, 전자 장치 등이건, 방출된 광에 대해 의도된 목적지를 지시하기 위해 사용된다. 다른 태양(도시하지 않음)에서, 소자층(110)은 기판(120)과 관찰자 위치(140) 사이에 배치된다. 도 1(a)에 나타낸 소자 배열(소위 "기부 방출(bottom-emitting)")은 기판(120)이 소자층(110)에 의해 방출된 광에 투과성이고, 투명 전도 전극이 소자의 방출층과 기판 사이에 배치될 경우 사용될 수 있다. 기판(120)이 소자층에 의해 방출된 광을 전송하거나 하지 않고, 기판과 소자의 광 방출층 사이에 배치된 전극이 소자에 의해 방출된 광을 전달하지 않을 경우, 역전된 배열(소위 "상부 방출(top-emitting)")이 사용될 수 있다.
소자층(110)은 임의의 적절한 방식으로 배열된 하나 이상의 OEL 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 램프 적용(예, 액정 디스플레이(LCD) 모듈용 백라이트) 에 있어서, 소자층(110)은 전체 의도된 백라이트 영역을 통과하는 단일 OEL 소자를 포함할 수 있다. 별법으로, 다른 램프 적용에 있어서, 소자층(110)은 동시에 활성화될 수 있는 다수의 밀접하게 이격된 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 비교적 작고 밀접하게 이격된 레드, 그린, 블루 광 이미터들이 공통 전극 사이에서 패턴화되어, 이미터들이 활성화될 경우 소자층(110)이 백색 광을 방출하는 것처럼 보일 수 있다. 백라이트 적용에 있어서 다른 배열도 의도된다. 직시 또는 다른 디스플레이 적용에 있어서, 소자층(110)이 동일하거나 상이한 색을 방출하는 복수의 독립적으로 주소지정가능한(addressable) OEL 소자를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 각 소자는 픽실레이티드 디스플레이(예, 고 해상 디스플레이)의 개별 화소 또는 개별 서브-화소, 구획화 디스플레이(예, 저 정보 함량 디스플레이)의 개별 구획 또는 서브-구획, 또는 개별 아이콘, 아이콘의 부분 또는 아이콘용 램프(예, 지시자 용도)를 나타낼 수 있다. 편광을 방출하는 다양한 신규 OEL 소자 및 디스플레이가 하기 논의에서 더 자세히 기술된다.
적어도 일부 경우에서, OEL 소자는 음극과 양극 사이에 개입된 하나 이상의 적절한 유기 물질의 박층 또는 층들을 포함한다. 활성화될 경우, 전자가 음극으로부터의 유기층(들)에 주입되고, 홀이 양극으로부터의 유기층(들)에 주입된다. 주입된 전하가 반대로 하전된 전극으로 이동하면서, 이들이 재결합하여 전형적으로 엑시톤으로 지칭되는 전극-홀 쌍을 형성할 수 있다. 이들 엑시톤, 또는 여기 상태 종은, 이들이 바닥 상태로 다시 붕괴될 때 에너지를 광 형태로 방출할 수 있다. 홀 수송층, 전자 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층, 홀 차단층, 전자 차단층, 완충층 등과 같은 다른 층들도 OEL 소자에 존재할 수 있다. 게다가, 예를 들어 전기발광 물질에 의해 방출된 광의 색을 다른 색으로 전환하기 위해, 광발광 물질이 OEL 소자의 전기발광 또는 다른 층에 존재할 수 있다. 층을 갖는 OEL 소자의 전자적 성질 및 양상을 변경하거나 동조하기 위해, 예를 들어 목적하는 전류/전압 반응, 목적하는 소자 효율, 목적하는 색, 목적하는 밝기 등을 달성하기 위해, 상기 및 다른 층 및 물질이 사용될 수 있다.
OEL 구조의 예로는 전하 보유 및(또는) 방출 종이 중합체 매트릭스에 분산된 분자적으로 분산된 중합체 소자, 폴리페닐렌 비닐렌, 폴리플루오렌 등과 같은 중합체 층이 방출 종 및(또는) 전하 보유 종으로 작용하는 공액 중합체 소자, 증착 소분자 헤테로구조 소자, 광 방출 전기화학 전지, 및 복수 파장의 광을 방출할 수 있는 수직으로 적층된 유기 광 방출 다이오드가 있다. 다른 OEL 소자는 중합체 매트릭스에 분산된 소분자 광 이미터와 같은 중합체 기재 방출 물질을 포함한다. 예를 들면, 일반적으로 PVK, PVCz 또는 폴리비닐카르바졸로 알려진 폴리(9-비닐카르바졸)이 혼성 OEL 소자용 소분자를 분산하기 위한 중합체 매트릭스로 자주 사용된다. 현재 알려져 있거나 나중에 개발될 다른 소자 구조가 편광 방출 OEL 소자 및 디스플레이를 제조하기 위한 본 발명에서의 사용에 의도된다.
본 발명은 배향되거나 정렬된 방출 물질을 포함함으로써 편광을 방출하는 OEL 소자를 의도한다. 배향된 방출 물질은 상기 소자의 OEL층에 포함될 수 있거나, 또는 예를 들어, 상기 소자의 OEL 물질에 의해 방출된 광자에 의해 여기될 경우 편광을 방출하는 배향된 형광 염료와 같은 배향된 PL 물질일 수 있다. 본 발명에 따르면, 복수의 독립적으로 주소지정가능한 OEL 소자를 포함하고, 각 OEL 소자가 실질적으로 편광을 방출하고, 각 소자로부터 방출된 광에 대한 편광 축이 다른 소자로부터 방출된 광과 동일하거나 상이할 수 있는, OEL 디스플레이 및 램프가 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 편광을 방출하기 위해 미리-배향된 방출 물질을 함유하는 하나 이상의 OEL 소자, 즉, 배향된 방출 물질을 포함하나, 방출층을 배향하거나 정렬하기 위해 사용된 층 또는 물질을 소자의 일부로 포함하지 않는 소자를 포함하는 OEL 디스플레이 및 램프가 제조될 수 있다.
다시 도 1(a)를 살펴보면, 본 발명은 소자층(110)이 배향된 광 방출 물질을 포함하는 것을 의도한다. 본원에서 사용될 때, 배향된 광 방출 물질과 같은 용어는 실질적으로 편광을 방출할 수 있도록 배향되거나 정렬될 수 있는 유기 방출 물질을 지칭한다. 상기 배향가능하거나 정렬가능한 유기 광 이미터의 예로는 배향가능하거나 정렬가능한 LEPs, 배향가능하거나 정렬가능한 SM 이미터, 및 배향 호스트 매트릭스에 배치된 LEPs 또는 SM 이미터가 있다. 배향가능한 유기 방출 물질의 예가 마틴 그렐(Martin Grell) 및 도널 디. 씨. 브래들리(Donal D. C. Bradley)의 문헌["Polarized Luminescence from Oriented Molecular Materials,"Adv. Mater., vol. 11, p. 895 (1999)]에 기재되어 있다. 소자층(110)은 별법으로 또는 추가로 배향된 전도성 또는 반도체성 중합체를 예를 들어 전하 수송 물질 또는 전극 또는 그의 부분으로 함유할 수 있다. 배향가능한 전도성 또는 반도체성 중합체의 예가 에이. 캄빌리(A. Kambili) 및 에이. 비. 워커(A. B. Walker)의 문헌["Transport Properties of Highly Aligned Polymer Light-Emitting Diodes,"Phys. Rev. B, vol. 63, p. 012201-1 (2000)]에 기재되어 있다.
LEP 물질 군의 예로는 폴리(페닐렌비닐렌)s(PPVs), 폴리-파라-페닐렌(PPPs), 폴리플루오렌(PFs), 현재 알려져있거나 나중에 개발될 다른 LEP 물질, 및 이들의 공중합체 및(또는) 블렌드가 있다. 적합한 LEPs는 또한 분자적으로 도핑되거나, 형광 염료 또는 다른 PL 물질과 함께 분산되거나, 활성 또는 비활성 물질과 블렌드되거나, 활성 또는 비활성 물질과 함께 분산될 수 있다. 배향가능하거나 정렬가능한 LEPs는 액정 상을 갖는 표준 LEPs(예, 아키랄 화합물 및 라세믹 혼합물), 키랄 액정 LEPs 및 배향 호스트 매트릭스에 배치된 LEPs를 포함한다.
전도성 또는 반도체성 중합체 및 유기물의 예로는 올리고티오펜, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, LEPs, 이와 같은 다른 물질 및 이들의 블렌드 및 공중합체가 있다. 배향가능하거나 정렬가능한 전도성 또는 반도체성 중합체는 액정 상을 갖는 것, 키랄 액정 전도성 또는 반도체성 중합체, 및 배향 호스트 매트릭스에 배치된 전도성 또는 반도체성 중합체를 포함한다.
SM 물질은 일반적으로 OEL 디스플레이 및 소자에 이미터 물질, 전하 수송 물질로 사용되거나, (예, 방출된 색을 조절하기 위한) 이미터 층 또는 전하 수송층 등에서 도핑제 등으로 사용될 수 있는 비중합체 유기 또는 유기금속 분자 물질이다. 일반적으로 사용되는 SM 물질은 금속 킬레이트 화합물, 예를 들면 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(ALQ), 및 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐벤지딘(TPD)을 포함한다. 배향가능하거나 정렬가능한 SM 물질은 키랄 SM 물질 및 배향 호스트 매트릭스에 배치된 SM 물질을 포함한다. 예를 들어, 일본 공개특허출원 제2000-195673호에 기재된 SM 물질을 참조한다.
편광 방출 OEL 소자는 또한 배향 매트릭스에 배치된 형광 염료와 같은 배향된 PL 물질을 포함할 수 있다. 광 방출의 색을 바꾸거나 동조하기 위해, (배향되거나 그렇지 않은) PL 물질이 OEL 소자 및 디스플레이에 사용될 수 있다. 본 발명에서, PL 물질을 자극하는 전기발광 물질에 의해 생성된 광이 비편광된 경우에서도 편광을 방출하기 위해 배향된 PL 물질을 사용할 수 있다. 유기 PL 물질의 예로는 유럽특허출원 EP 1 074 600 A2에 기재된 것과 같은 형광 염료가 있다. 배향가능하거나 정렬가능한 PL 물질은 마틴 그렐 및 도널 디. 씨. 브래들리의 문헌["Polarized Luminescence from Oriented Molecular Materials,"Adv. Mater.,vol. 11, p. 895 (1999)] 및 크리스토프 베더(Christoph Weder) 등의 문헌["Highly Polarized Luminescence from Oriented Conjugated Polymer/Polyethylene Blend Films,"Adv. Mater., vol. 9, p. 1035 (1997)]에 기재된 것들을 포함한다.
유기 방출 및(또는) 전자적 활성 물질의 정렬 또는 배향은 다양한 방식으로 달성될 수 있고, 일반적으로 정렬될 물질, 목적하는 소자 구조 및 다른 인자에 의존한다.
광 방출 및 다른 전자적 활성 중합체는 배향가능한 활성 중합체를 호스트 매트릭스에 배치하고 전단 코팅하는 것을 포함하는, 용액 코팅 또는 압출 코팅 중에 배향가능한 활성 중합체를 전단-배향하는 것; 활성 LC 중합체를 적절한 정렬층 상에 코팅하는 것; 활성 LC 중합체를 신장되어 비등방성인 구조의 필름(또는 층을 갖는 시트) 상에 코팅하는 것; 활성 중합체를 필름(또는 층을 갖는 시트) 상에 코팅하고, 복합 물품을 신장하는 것; 활성 LC 중합체를 필름(또는 층을 갖는 시트) 상에 코팅한 다음, 중합체 코팅을 브러싱(brushing) 또는 러빙(rubbing)하는 것; 전자적 활성 중합체와 같은 전도성 또는 반도체성 유기층을 형성하고, 상기 층을 러빙 또는 브러싱하여 활성 정렬층을 제조한 다음, 활성 LC 중합체를 활성 정렬층 상에 코팅하는 것을 포함하여, 다양한 방법으로 배향될 수 있다. 용어 활성 LC 중합체는 액정 상을 갖는 전자적 활성 중합체, 중합체 또는 올리고머 전자적 활성 종(예, 발색단)으로 도핑된, 액정 상을 갖는 불활성 또는 반전도 중합체, 및 전자적 활성 SM 물질(예, SM 발색단)으로 도핑된, 액정 상을 갖는 불활성 또는 반전도 중합체를 포함한다. 용어 활성 중합체는 액정 상을 갖는 것 뿐만 아니라 액정 상을가지지 않는 것들도 포함한다. 이들 및 다른 방법 중 일부가 마틴 그렐 및 도널 디. 씨. 브래들리의 문헌["Polarized Luminescence from Oriented Molecular Materials,"Adv. Mater., vol. 11, p. 895 (1999)]; 엠. 잔케(M. Jandke) 등의 문헌["Polarized Electroluminescence from Rubbing-Aligned Poly(p-phenylenevinylene),"Adv. Mater., vol. 11, p. 1158 (1999)]; 엑스. 린다 첸(X. Linda Chen) 등의 문헌["Polarized Electroluminescence from Aligned Chromophores by the Friction Transfer Method,"Adv. Mater., vol. 12, p. 344 (2000)]; 엠. 오다(M. Oda) 등의 문헌["Circularly Polarized Electroluminescence from Liquid-Crystalline Chiral Polyfluorenes,"Adv. Mater., vol. 12, p. 362 (2000)]에 기재되어 있다.
SM 이미터는 배향 호스트 매트릭스에 배향가능한 SM 이미터 물질을 배치하고(이 때, 배향 호스트 매트릭스는 전자적 활성 물질, 전자적 불활성 물질 및(또는) 광 방출 물질을 포함할 수 있음), 전단 코팅하는 것; 키랄 SM 물질을 적절한 기판 상에 증착하는 것; SM 코팅의 배향된 성장을 유도할 수 있는 미등방성 기판 상에 증착시키는 것; 및 임의의 다른 적절한 방법을 포함하는, 많은 방법으로 배향될 수 있다. 이들 및 다른 방법 중 일부가 일본 공개특허출원 제2000-195673호에 기재되어 있다.
배향 호스트 매트릭스에 배향가능한 PL 물질을 배치하고(이 때, 배향 호스트 매트릭스는 전자적 활성 물질, 전자적 불활성 물질 및(또는) 광 방출 물질을 포함할 수 있음) 전단 코팅하는 것을 포함하는 다수의 방법으로 형광 염료와 같은 PL물질이 배향될 수 있다. 예를 들어, 공동-양도된 미국 특허출원 번호 제09/426,288호 및 씨. 코커(C. Kocher) 등의 문헌["Patterning of Oriented Photofunctional Polymer Systems Through Selective Photobleaching,"Adv. Funct. Mater., vol. 11, p. 31 (2001)], 및 마틴 그렐 및 도널 디. 씨. 브래들리의 문헌["Polarized Luminescence from Oriented Molecular Materials,"Adv. Mater., vol. 11, p. 895 (1999)]에 기재된 방법을 참조한다.
도 1(a)를 다시 참고하면, 소자층 (110)은 기판 (120)상에 배치된다. 기판 (120)은 OEL 소자 및 디스플레이 용도에 적합한 임의의 기판일 수 있다. 예를 들면, 기판 (120)은 유리, 투명 플라스틱, 또는 가시광선에 대해 실질적으로 투명한 기타 적합한 물질(들)일 수 있다. 기판 (120)은 또한 가시광선에 대해 불투명할 수 있는데, 예를 들면 스테인리스 강, 결정형 실리콘(silicon), 폴리-실리콘(poly-silicon) 등일 수 있다. OEL 소자 중의 어떤 물질은 산소 및(또는) 물에 노출되는 경우 특히 손상되기 쉽기 때문에, 기판 (120)은 적절한 환경 장벽을 제공하거나, 적절한 환경 장벽을 제공하는 하나 이상의 층, 코팅, 또는 라미네이트가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
기판 (120)은 또한 트랜지스터 어레이 및 기타 전자 장치; 컬러 필터, 편광자, 웨이브 플레이트(wave plates), 확산기, 및 기타 광학 소자; 절연기, 격벽(barrier ribs), 블랙 매트릭스, 마스크 워크(mask work) 및 기타 그러한 요소 등과 같은 OEL 소자 및 디스플레이에 적합한 임의의 수의 소자 또는 요소를 포함할 수 있다. 일반적으로, 소자층 (110)의 OEL 소자 또는 소자들의 나머지 층 또는 층들이 형성되기 전에 하나 이상의 전극이 기판 (120)상에 코팅되거나, 침착되거나, 패턴화되거나, 또는 배치될 것이다. 광투과성 기판 (120)이 사용되고, OEL 소자 또는 소자들이 기부 방출인 경우, 기판 (120) 및 방출 물질(들)사이에 배치된 전극 또는 전극들은 실질적으로 빛에 대하여 투명한 것, 예를 들면 산화 인듐 주석 (ITO) 또는 다수의 기타 투명한 전도성 산화물 중 임의의 것과 같은 투명한 전도성 전극인 것이 바람직하다.
요소 (130)는 OEL 디스플레이 또는 소자 (100)에 사용하기 적합한 임의의 요소 또는 요소들의 조합일 수 있다. 예를 들면, 소자 (100)가 백라이트인 경우 요소 (130)는 LCD 모듈일 수 있다. 하나 이상의 편광자 또는 기타 요소들, 예컨대, 흡수 또는 반사 클린-업(clean-up) 편광자가 LCD 모듈과 백라이트 소자 (100) 사이에 제공될 수 있다. 별법으로, 소자 (100) 그 자체가 정보 디스플레이인 경우, 요소 (130)는 하나 이상의 편광자, 웨이브 플레이트, 터치 패널, 무반사(antireflective) 코팅, 무-스머지(anti-smudge) 코팅, 프로젝션 스크린, 밝기 향상 필름, 또는 기타 광학 구성요소, 코팅, 유저 인터페이스(user interface) 소자 등을 포함할 수 있다.
예시적인 적용에서, 요소 (130)는 소자층 (110)의 하나 이상의 소자로부터의 편광이 투과하도록, 바람직하게는 실질적으로 투과되도록 투과 축이 배치되어 있는 편광자를 포함한다. 디스플레이 (100)의 전방에 편광자를 포함시킴으로써, 주위 광 및 원치 않는 반사광의 상당한 비율이 차단될 수 있고, 이에 따라 눈부심을 감소시키고 콘트라스트(contrast)를 증가시킴과 동시에 편광 방출 소자로부터의 편광이 투과되도록 한다. 예를 들면, 이색성 선형 편광자는 디스플레이의 전방에 위치되고, 그의 투과 축이 방출된 편광의 편광축과 정렬되도록 배치될 수 있다. 본질적으로, 어떤 실시태양에서 편광자는 주위 광의 대략 반 정도를 흡수하면서 모든 방출된 광을 실질적으로 통과시킬 수 있다는 점에서 일방 중성 밀도 필터(one-way neutral density filter)의 역할을 할 수 있다. OEL 램프 또는 디스플레이에 의해 방출된 광의 높은 편광을 달성하는 것이 중요한 경우, 편광자는 원하는 편광 상태를 갖지 않는 빛의 실질적인 부분을 (반사 또는 흡수에 의해) 차단함으로써 편광비를 증가시키는 "클린-업 편광자"로서도 사용될 수 잇다.
도 1(b)은 기판 (160) 상에 위치된 유기 트랜지스터 (150)을 나타낸다. 유기 트랜지스터는 소스 (152a) 및 드래인 (152b), 게이트 전극 (156), 인설팅 (insulting) 유전층 (157), 반도체층 (158), 소스 (152a)를 반도체 (158)에 연결시키는 소스 콘택트 (154a), 및 드래인 (152b)을 반도체 (158)에 연결시키는 드래인 콘택트 (154b)를 포함한다. 트랜지스터 (150)의 임의의 하나 이상의 전도성 또는 반도전성 요소들은 유기 전자적 활성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 임의의 유기 전자적 활성 물질은 배향된 물질을 포함할 수 있으며, 이 배향된 물질은 본 발명의 방법에 따라 패턴화될 수 있다. 트랜지스터 (150)의 특정 구조를 예시를 위한 목적으로 나타내었고, 임의의 적합한 트랜지스터 구조가 사용될 수 있다. 기판 (160)은 유기 전자 장치 기판 또는 디스플레이 기판으로 사용하기에 적합한 임의의 물질일 수 있다.
편광 방출 또는 향상된 전자적 특성을 위하여 배향된 물질을 함유하는 유기전자 장치는 배향된 또는 배향가능한 물질을 열전송 도너 시트로부터 원하는 리셉터 기판으로 선택적으로 열 전송하는 것에 의해 적어도 부분적으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 편광 방출 중합체 디스플레이 및 램프는 도너 시트 상에 LEP를 적절히 배향시킨 후, 상기 배향된 LEP 층을 단독으로 또는 기타 소자층 또는 물질과 함께 디스플레이 기판에 선택적으로 전송시켜 제조될 수 있다. 배향된 물질의 선택적 열전송은 전송 물질의 배향을 실질적으로 유지시키면서 수행될 수 있다. 상기한 임의의 정렬 및 배향 방법은 전송 시트 상에 배향된 방출 층 (또는 기타 배향된 전자적 활성층)을 형성하는데 사용될 수 있다. 별법으로, 도너 시트로부터 배향된 기능적 정렬 층을 열전송시킴으로써 디스플레이 기판상에 미세구조화된 홀 수송층과 같은 배향된 또는 미세구조화된 기능적 정렬층을 형성할 수 있고, 또는 배향가능한 LEP (또는 기타 배향가능한 방출 또는 전자적 활성 물질)을 기능적 정렬층 상에 코팅하거나 선택적으로 열 전송함으로서 이를 형성시킬 수 있다. 기능적 정렬층을 형성함으로써, 방출 물질이 배향된 상태로 전송될 필요가 없고, 보다 통상적인 수단에 의해 코팅될 수 있다. 열전송 작용은 배향가능한 물질을 충분히 가열하여 기능적 정렬층으로 전송될 때 배향가능한 물질이 배향되도록 할 수 있다. 별법으로, 기능적 정렬 층 상에 (선택적 열전송 또는 보다 통상적인 수단으로) 배치된 배향가능한 물질은 어닐링 절차에 의해 후-배향될 수 있다. 다른 실시태양에서는, 배향된 전도성 또는 반도전성 중합체는 도너로부터 선택적 열전송을 통하여 소자 기판 상에 패턴화되어, 유기 트랜지스터의 하나 이상의 층을 형성하거나, OEL 소자용 전극 또는 전하 수송층을 형성하거나 할 수 있다.
배향된 물질이 도너 시트로부터 전송될 때, 만일 정렬층이 바람직하지 않게 소자의 기능을 감소시킨다면, 전송층 물질(들)의 정렬 또는 배향에 사용되었을 수 있는 전송 시트의 층들 자체는 전송되지 않는 것이 바람직할 수 있고, 이들이 소자기능성을 제공하거나 향상시킨다면 이들은 배향된 전송층 물질(들)과 함께 전송될 수도 그렇지 않을 수도 있다. 정렬층을 전송하거나 전송하지 않으면서 도너 시트로부터 배향된 물질(들)을 선택적으로 전송하는 능력은 정렬층 및 배향 방법을 선택하는데 있어서 큰 유연성을 허용한다.
유기 전기 소자용 배향된 또는 배향가능한 활성 물질을 함유하는 층의 선택적 열전송은 열전송 도너를 사용하여 수행될 수 있다. 도 2는 본 발명에 사용하기에 적합한 열전송 도너 (200)의 예를 도시한다. 도너 요소 (200)는 기본 기판 (210), 선택적 하부층 (212), 선택적 광-대-열 전환층 (LTHC 층) (214), 선택적 중간층(216), 및 배향된 또는 배향가능한 방출 물질 또는 기능적 정렬층을 포함하는 전송층 (218)을 포함한다. 이들 각각의 요소들은 하기의 논의에서 보다 상세히 기술된다. 기타 층들도 존재할 수 있다. 예시적인 도너가 미국 특허 제6,194,119호; 제6,114,088호; 제5,998,085호; 제5,725,989호; 제5,710,097호; 제5,695,907호; 및 제5,693,446호, 및 공동-양도된 U.S. 특허 출원 일련번호 제09/662,980호; 제09/563,597호; 제09/474,002호; 제09/473,114호; 및 제09/451,984호에 기재되어 있다.
본 발명의 방법에 있어서, 도너 요소의 전송층을 리셉터에 인접하여 배치하고 도너 요소를 선택적으로 가열함으로써, 배향된 LEP 및 전도성 또는 반도전성 중합체를 비롯한 배향된 (또는 배향가능한) 전자적 활성 및(또는) 방출 유기 물질을 열 질량 전송 도너 요소의 전송층으로부터 리셉터 기판으로 선택적으로 전송할 수 있다. 예시적으로, 도너, 종종 별도의 LTHC 층에 배치된 광-대-열 전환 물질에 의해 흡수되어 열로 전환될 수 있는 이미지화 방사선으로 도너 요소를 조사함으로써 도너 요소를 선택적으로 가열할 수 있다. 이러한 경우에는, 도너는 도너 기판, 리셉터, 또는 양자를 통하여 이미지화 방사선에 노출될 수 있다. 방사선은 예컨대 레이저, 램프 또는 기타 그러한 광원으로부터의 가시광선, 적외선, 또는 자외선을 비룻한 1종 이상의 파장을 포함할 수 있다. 예컨대, 열 프린트 헤드를 사용하거나 열 핫 스탬프(예: 도너를 선택적으로 가열하는데 사용될 수 있는 릴리프 패턴을 갖는 가열된 실리콘 스탬프와 같은 패턴화된 열 핫 스탬프)를 사용하는 기타 선택적 가열 방법도 사용될 수 있다. 열 전송층으로부터의 물질은 리셉터 상에 전송된 물질의 패턴을 이미지 형태로 형성하는 방식으로 리셉터로 선택적으로 전송될 수 있다. 많은 경우에 있어서, 예컨대 램프 또는 레이저로부터의 광을 사용하여 열 전송하여 패턴 방식으로 도너를 노출시키는 것은 종종 정확성 및 정밀성이 달성되므로 유리할 수 있다. 전송된 패턴 (예: 선, 원형, 사각형 또는 기타 형태)의 크기 및 형태는 예를 들면, 광선의 크기, 광선의 노출 패턴, 열 질량 전송 소자와의 유향 비임(directed beam) 접촉 지속시간, 및(또는) 열 질량 전송 소자의 물질을 선택함으로써 조절될 수 있다. 전송된 패턴은 또한 도너 요소를 마스크를 통하여 조사함으로써 조절될 수 있다.
상기한 바와 같이, 도너 요소를 직접 선택적으로 가열함으로써 전송층의 부분을 패턴 방식으로 전송하기 위해 (패턴화되거나 그렇지 않은) 열 프린트 헤드 또는 기타 가열 요소를 사용될 수도 있다. 그러한 경우에는, 도너 시트 중의 광-대-열 전환 물질은 선택적이다. 열 프린트 헤드 또는 기타 가열 요소들은 물질의 보다 낮은 해상도의 패턴을 만들거나, 또는 그 위치가 정밀하게 조절될 필요가 없는 요소를 패턴화하는데 특히 적합할 수 있다.
또한, 전송층은 전송층을 선택적으로 전송하지 않고 도너 시트로부터 전송될 수 있다. 예를 들면, 전형적으로는 열 및(또는) 압력을 가하여 전송층이 리셉터 기판에 접촉된 후에 박리될 수 있는 일시적인 라이너로서 본질적으로 작용하는 도너 기판 상에 전송층이 형성될 수 있다. 라미네이션 전송으로 지칭되는 그러한 방법은 전송층 전체 또는 대부분을 리셉터에 전송하는데 사용될 수 있다.
열 질량 전송의 방식은 사용되는 선택적 가열의 종류, 도너를 노출시키는데 사용되는 경우 광 조사의 유형, 선택적 LTHC 층의 물질의 유형 및 특성, 전송층 중의 물질의 유형, 도너의 전체 구조, 리셉터 기판의 유형 등에 따라 변화될 수 있다. 어떠한 이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 일반적으로 전송은 하나 이상의 기작을 통해 일어나며, 이미지화 조건, 도너 구조 등에 따라서 선택적 전송 중에 기작 중의 하나 이상이 강조되거나 덜 강조될 수 있다. 열 전송의 한 기작은 열 용융-점착 전송을 포함하는데, 이에 의해 열 전송층 및 도너 요소의 나머지 사이의 계면에서의 국소적인 가열이 선택된 위치에서의 도너에 대한 열 전송층의 접착성을 저하시킬 수 있다. 열 전송층의 선택된 부분은 도너 보다 리셉터에 보다 강하게 접착할 수 있어서, 도너 요소가 제거되는 경우 전송층의 선택된 부분이 리셉터 상에 남아있게 된다. 열전송의 다른 기작은 제거 전송을 포함하는데, 이에 의해 국소화된 가열이 도너 요소로 부터 전송층의 일부를 제거함으로써 제거된 물질이 리셉터로 향하게 된다. 열전송의 또다른 기작은 승화를 포함하는데, 이에 의해 전송층에 분산된 물질이 도너 요소에서 생성된 열에 의해 승화될 수 있다. 승화된 물질의 일부가 리셉터 상에 응축될 수 있다. 본 발명은 상기 및 기타 기작의 하나 이상을 포함하는 전송 방식을 의도하며, 상기 기작에 의해 열 질량 전송 도너 요소의 선택적 가열이 물질을 전송층으로부터 리셉터 표면으로 전송하는데 사용될 수 있다.
열 질량 전송 도너 요소들을 가열하는데 다양한 광 방출원이 사용될 수 있다. 아날로그 기법(예: 마스크를 통한 노출)을 위해서는, 고전력 광원 (예: 크세논 플래쉬 램프 및 레이저)이 유용하다. 디지틀 이미지화 기법을 위해서는, 적외선, 가시광선 및 자외선 레이저가 특히 유용하다. 적합한 레이저는 예를 들면, 고전력 (≥100 mW) 단일 모드 레이저 다이오드, 섬유-커플링된 레이저 다이오드, 및 다이오드-펌프된 고체상 레이저(예: Nd:YAG 및 Nd:YLF)를 포함한다. 레이저 노출 지속 시간은 예를 들면, 수 100분의 1 마이크로초 내지 수 10 마이크로초 또는 그 이상으로 크게 변화될 수 있으며, 레이저 플루언스(fluences)는 예를 들면, 약 0.01 내지 약 5 J/cm2또는 그 이상의 범위일 수 있다. 무엇보다 도너 요소 구조, 전송층 물질, 열 질량 전송 방식 등의 인자들에 기초하여, 다른 광원 및 조사 조건이 적합할 수 있다.
큰 기판 면적에 걸쳐서 고 스팟 배치 정확도가 요구되는 경우(예: 고 정보 용량 디스플레이 등의 적용을 위한 요소들을 패턴화하는 경우), 레이저가 광원으로 특히 유용할 수 있다. 또한, 레이저 원은 큰 경성 기판 (예: 1 m x 1 m x 1.1 mm 유리) 및 연속적 또는 시트화된 필름 기판(예: 100 ㎛ 두께의 폴리이미드 시트)에 모두 상용성이다.
이미지화 동안에, 열 질량 전송 소자가 (열 용융-점착 전송 기작에서 전형적인 바와 같이) 리셉터와 밀접하게 접촉할 수도 있고, 또는 열 질량 전송 소자가 (제거 전송 기작 또는 승화 전송 기작에서 전형적인 바와 같이) 리셉터로부터 이격되어 있을 수도 있다. 적어도 어떤 경우에서는, 열 전송 소자가 리셉터와 밀접하게 접촉하도록 압력 또는 진공이 사용될 수 있다. 적어도 어떤 경우에서는, 마스크가 열전송 소자와 리셉터 사이에 배치될 수 있다. 그러한 마스크는 제거가능하거나 전송 후에 리셉터 상에 남아있을 수 있다. 광-대-열 전환 물질이 도너에 존재하면, 광원을 사용하여 LTHC 층 및(또는) 광 흡수 물질을 함유하는 기타 층(들))을 이미지화시키는 방식으로(예: 디지틀 방식으로 또는 마스크를 통하여 아날로그 방식으로) 가열하여 이미지 방식으로 전송하고(하거나), 열전송 소자로부터 리셉터로 전송층을 패턴화할 수 있다.
전형적으로, 선택적 중간층 또는 LTHC 층과 같은, 열 질량 전송 소자의 기타 층의 상당 부분은 전송되지 않으면서 전송층의 선택된 부분이 리셉터로 전송된다. 선택적 중간층이 존재하면 LTHC 층으로부터 리셉터로 물질이 전송되는 것을 제거하거나 감소시키고(시키거나) 전송층의 전송된 부분에서의 변형을 감소시킨다. 바람직하게는 이미지화 조건 하에서, 선택적 중간층의 LTHC 층에 대한 접착력이 중간층의 전송층에 대한 접착력 보다 크다. 중간층은 이미지화 방사선에 대하여 투과성, 반사성, 및(또는) 흡수성일 수 있고, 도너를 통하여 투과되는 이미지화 방사선의 수준을 약화시키거나 조절하고(하거나) 예를 들면 이미지화 동안에 전송층에 대한 열 또는 방사선에 기인한 손상을 감소시키기 위해 도너 중에서 온도를 조절하는 데 사용될 수 있다. 다수의 중간층이 존재할 수 있다.
1 미터 이상의 길이 및 폭 치수를 갖는 열 전송 소자들을 비롯한 대형 열전송 소자들이 사용될 수 있다. 작동시에는, 레이저가 래스터화되거나(rastered), 대형 열 전송 소자를 가로질러 이동할 수 있으며, 이 때 레이저는 선택적으로 작동되어 원하는 패턴에 따라 열전송 소자의 일부를 조사한다. 별법으로, 레이저는 정지상이고, 열전송 소자 및(또는) 리셉터 기판이 레이저 밑에서 이동될 수도 있다.
어떤 경우에는, 2종 이상의 상이한 열 전송 소자들을 순차적으로 사용하여 리셉터 상에 전자 장치를 형성하는 것이 필요하거나, 바람직하고(하거나) 편리할 수 있다. 예를 들면, 다중층 장치는 상이한 열 전송 소자들로부터 별개의 층 또는 별개의 층의 스택(stack)을 전송하여 형성할 수 있다. 다층 스택은 단일 도너 요소로부터 단일 전송 단위로서 전송될 수도 있다. 예를 들면, 홀 수송층 및 배향된 LEP층은 단일 도너로부터 함께 전송될 수 있다. 다른 예로서, 배향된 반도전성 중합체 및 (배향되거나 그렇지 않은) 방출층이 단일 도너로부터 함께 전송될 수 있다. 다중 도너 시트도 리셉터 상의 동일한 층에 별개의 요소를 형성하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 각각 상이한 색상(예를 들면, 적색, 초록 및 청색)을 방출할수 있는 배향된 LEP를 포함하는 전송층을 갖는 3개의 상이한 도너가 전색 편광 방출 전자 디스플레이용 RGB 서브-픽셀(sub-pixel) OEL 소자를 형성하는데 사용될 수 있다. 다른 예로서, 배향된 전도성 또는 반도전성 중합체가 하나의 도너로부터 열전송 후, 하나 이상의 기타 도너로부터의 방출층을 선택적으로 열 전송하여 패턴화되어, 디스플레이 중의 다수의 OEL 소자를 형성할 수 있다. 또 다른 예로서, (배향되거나 그렇지 않은) 전자적 활성 유기 물질의 선택적 열전송 후, 컬러 필터, 방출 층, 활성 정렬 층, 전하 이동층, 전극 층 등과 같은 하나 이상의 픽셀 또는 서브 픽셀 요소들을 선택적으로 열 전송 패턴화하여, 유기 트랜지스터용 층을 패턴화할 수 있다.
별개의 도너 시트로부터의 물질이 리셉터 상의 다른 물질에 인접하여 전송됨으로써 인접 소자, 인접 소자의 일부, 또는 동일한 소자의 상이한 부분을 형성할 수 있다. 별법으로, 별개의 도너 시트(들)로부터의 물질이 열전송 또는 기타 방법 (예: 포토리소그래피, 섀도우 마스크를 통한 침착 등)에 의해 리셉터 상에 이미 패턴화된 다른 층 또는 물질의 바로 위에 또는 일부가 중첩되어 전송될 수 있다. 2종 이상의 열전송 소자들의 다양한 다른 조합이 사용되어 소자를 형성할 수 있으며, 각각의 열전송 소자는 소자의 하나 이상의 부분을 형성한다. 상기 장치의 다른 부분 또는 리셉터 상의 다른 소자는, 통상적으로 사용되거나 새로이 개발된, 포토리소그래픽 공정, 잉크 젯 공정 및 다양한 다른 프린팅 또는 마스크-기초의 공정을 비롯한 임의의 적합한 공정에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있음을 이해하여야 한다.
다시 도 2를 참조하여, 열 질량 전송 도너 요소 (200)의 다양한 층이 이제 기술된다.
도너 기판 (210)은 중합체 필름일 수 있다. 중합체 필름의 한 가지 적합한 유형은 폴리에스테르 필름, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN) 필름이다. 그러나, 특정 용도에 따라, 특정 파장에서의 높은 광 투과도 및(또는) 충분한 기계적 및 열 안정성을 갖는 다른 필름이 사용될 수 있다. 도너 기판은 적어도 어떤 경우에는 평평하여, 그 위에 균일한 코팅이 형성될 수 있다. 또한, 도너 기판은 전형적으로, 도너의 하나 이상의 층을 가열하는 경우에도 안정하게 남아 있는 물질로부터 선택된다. 그러나, 이하에 기술하는 바와 같이, 기판과 LTHC 층 사이에 하부층(undelayer)을 삽입하여 이미지화 동안에 LTHC 층에서 생성된 열로부터 기판을 절연시킬 수 있다. 보다 두껍거나 얇은 기판이 사용될 수도 있지만, 도너 기판의 전형적인 두께는 0.025 내지 0.15 mm, 바람직하게는 0.05 내지 0.1 mm이다.
도너 기판 및 선택적 인접 하부층을 형성하는데 사용되는 물질은 도너 기판과 하부층 사이의 접착력을 개선시키고, 기판과 하부층 사이의 열 수송을 조절하고, LTHC 층으로의 이미지화 방사선 수송을 제어하고, 이미지 결함을 감소시키도록 선택될 수 있다. 기판 상에 후속층을 코팅시키는 동안 균일성을 증가시키고, 도너 기판과 인접층 사이의 결합력을 증가시키기 위해 선택적 프라이밍 층(priming layer)도 사용될 수 있다.
예를 들면 이미지화 동안에 기판과 LTHC 층 사이의 열 흐름을 제어하고(하거나) 저장, 취급, 도너 가공 및(또는) 이미지화를 위한 도너 온도에 기계적 안정성을 제공하기 위해, 선택적 하부층 (212)을 도너 기판 및 LTHC 층 사이에 코팅하거나 배치할 수 있다. 적합한 하부층 및 하부층을 제공하는 방법은 함께-양도된 미국 특허출원 제09/743,114호에 기재되어 있다.
하부층은 도너 요소에 원하는 기계적 및(또는) 열 특능을 부여하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하부층은 도너 기판에 비하여 낮은 비열 x 밀도 및(또는) 낮은 열 전도도를 나타내는 물질을 포함할 수 있다. 그러한 하부층은 전송층으로의 열 흐름을 증가시켜, 예를 들면 도너의 이미지화 민감도를 개선시키는데 사용될 수 있다.
하부층은 기계적 성질 또는 기판과 LTHC 사이의 접착을 위한 물질을 또한 포함할 수 있다. 기판과 LTHC 층 사이의 접착을 개선시키는 하부층을 사용하면, 전송된 이미지에서 변형이 덜 일어나도록 할 수 있다. 일례로, 어떤 경우에는 예를 들어 하부층이 사용되지 않은 경우에 도너 매질의 이미지화 동안에 일어날 수도 있는 LTHC 층의 탈라미네이션 또는 분리를 감소 또는 제거하는 하부층이 사용될 수 있다. 이는 전송층의 전송된 부분에 의해 나타나는 물리적 변형 정도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 다른 경우에는, 이미지화 동안에 층들 사이의 어느 정도의 분리를 증진시키는 하부층을 사용하여, 예를 들면, 이미지화 동안에 층들 사이에 열 절연 기능을 제공할 수 있는 공기 갭을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 이미지화 동안의 분리는 이미지화 동안에 LTHC 층의 가열에 의해 생성되는 가스를 방출하는 통로를 제공할 수도 있다. 그러한 통로를 제공하면 이미지 결함을 줄일 수 있다.
하부층은 이미지화 파장에서 실질적으로 투명할 수 있거나, 또는 이미지화 방사선을 적어도 부분적으로 흡수하거나 반사할 수도 있다. 하부층에 의해 이미지화 방사선을 약화시키고(시키거나) 반사시킴으로써, 이미지화 동안에 열 발생을 제어할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, LTHC 층 (214)은 본 발명의 열 질량 전송 소자들에 포함되어 조사 에너지를 열전송 소자로 커플링시킨다. LTHC 층은 바람직하게는 입사 방사선 (예: 레이저 방사선)을 흡수하고 입사 방사선의 적어도 일부를 열로 전환시켜 전송층을 열 전송 소자로부터 리셉터로 전송할 수 있게 하는 광흡수제를 포함한다.
일반적으로, LTHC 층 중의 방사선 흡수제는 전자기 스펙트럼의 적외선, 가시광선, 및(또는) 자외선 영역의 광을 흡수하고, 흡수된 광을 열로 전환시킨다. 방사선 흡수 물질은 전형적으로 선택된 이미지화 방사선에 대해 매우 흡수성이고, 약 0.2 내지 3 또는 그 이상의 범위의 이미지화 방사선의 파장에서 광학 밀도를 갖는 LTHL 층을 제공한다. 층의 광학 밀도는 층에 입사되는 광의 세기에 대한 층을 투과하는 광의 세기의 비의 로그(기준 10)의 절대 값이다.
방사선 흡수 물질은 LTHC 층 전체에 균일하게 배치될 수도 있거나, 또는 불균일하게 배치될 수 있다. 예를 들면, 공동-양도된 미국 특허 출원 일련번호 제09/474,002호에 기재된 바와 같이, 불균일 LTHC 층은 도너 요소들 중의 온도 프로파일을 제어하는데 사용될 수 있다. 이는 개선된 전송 특성(예: 의도한 전송 패턴과 실제 전송 패턴 사이의 보다 양호한 신뢰성)을 갖는 열 전송 소자를 생성할수 있다.
적합한 방사선 흡수 물질은 예를 들면, 염료 (예: 가시광선 염료, 자외선 염료, 적외선 염료, 형광 염료, 및 방사선-편광 염료), 안료, 금속, 금속 화합물, 금속 필름, 및 기타 적합한 흡수 물질을 포함한다. 적합한 방사선 흡수제의 예는 카본 블랙, 금속 산화물 및 금속 황화물을 포함한다. 적합한 LTHC 층의 일례는 카본 블랙과 같은 안료 및 유기 중합체와 같은 결합제를 포함할 수 있다. 다른 적합한 LTHC 층은 얇은 필름으로 형성된 금속 또는 금속/금속 산화물, 예를 들면, 블랙 알루미늄 (즉, 검은색의 외관을 지닌 부분적으로 산화된 알루미늄)을 포함한다. 금속성 및 금속 화합물 필름은 예를 들면, 스퍼터링 및 증착과 같은 기법에 의해 형성될 수 있다. 결합제 및 임의의 적합한 건식 또는 습식 코팅 기법을 사용하여 입자형 코팅이 형성될 수도 있다. LTHC 층은 유사한 또는 상이한 물질을 함유하는 둘 이상의 LTHC 층을 조합하여 형성될 수도 있다. 예를 들면, LTHC 층은 결합제 중에 배치된 카본 블랙을 함유하는 코팅 위에 블랙 알루미늄의 얇은 층을 증착하여 형성될 수 있다.
LTHC 층에서 방사선 흡수제로서 적합한 염료는 결합제에 용해되거나 결합제에 적어도 부분적으로 분산된 입자 형태로 존재할 수 있다. 분산된 입상 방사선 흡수제가 사용되는 경우, 입자 크기는 적어도 어떤 경우에 있어서는, 약 10 ㎛일 수 있고, 약 1㎛ 이하일 수 있다. 적합한 염료는 스펙트럼의 IR 영역에서 흡수하는 염료를 포함한다. 구체적인 염료는 특정 결합제 및(또는) 코팅 용매 중의 용해도 및 상용성, 및 흡수의 파장 범위와 같은 인자에 기초하여 선택될 수 있다.
안료 물질도 방사선 흡수제로서 LTHC 층에 사용될 수 있다. 적합한 안료의 예들은 카본 블랙 및 그래파이트 뿐만 아니라 프탈로시아닌, 니켈 디티올렌, 및 미국 특허 제5,166,024호 및 제5,351,617호에 기술되어 있는 기타 안료를 포함한다. 추가로, 예를 들면, 피라졸론 옐로우, 디아니시딘 레드 및 니켈 아조 옐로우의 구리 또는 크롬 착체 기재의 블랙 아조 안료가 유용할 수 있다. 알루미늄, 비스무스, 주석, 인듐, 아연, 티타늄, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 백금, 구리, 은, 금, 지르코늄, 철, 납 및 텔루르와 같은 금속의 산화물 및 황화물을 비롯한 유기 안료도 사용될 수 있다. 금속 붕소화물, 탄화물, 질화물, 탄화질화물, 브론즈-구조의 산화물 및 브론즈 족에 구조적으로 관련된 산화물(예: WO2.9)도 또한 사용될 수 있다.
금속 방사선 흡수제가 예를 들면 미국 특허 제4,252,671호에 기술된 바와 같은 입자의 형태, 또는 미국 특허 제5,256,506호에 기술된 바와 같은 필름의 형태로 사용될 수 있다. 적합한 금속은 예를 들면, 알루미늄, 비스무스, 주석, 인듐, 텔루르 및 아연을 포함한다.
LTHC 층에 사용하기에 적합한 결합제는 예를 들면, 페놀계 수지(예: 노볼락 및 레졸 수지), 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴레이트, 셀룰로즈성 에테르 및 에스테르, 니트로셀룰로즈 및 폴리카보네이트과 같은 필름 형성 중합체를 포함한다. 적합한 결합제는 단량체, 올리고머, 또는 중합 또는 가교결합되었거나 될 수 있는 중합체이다.또한, 광개시제와 같은 첨가제가 LTHC 결합제의 가교결합을 촉진시키기 위하여 포함될 수 있다. 어떤 실시태양에서는, 결합제는 가교결합가능한 단량체 및(또는) 올리고머를 선택적 중합체로 코팅하여 주로 형성된다.
열가소성 수지(예: 중합체)를 혼입하는 경우, 적어도 어떤 경우에서는, LTHC 층의 성능 (예: 전송 특성 및(또는) 코팅성)을 개선할 수 있다. 열가소성 수지가 도너 기판에 대한 LTHC 층의 접착을 개선할 수 있는 것으로 생각된다. 한 실시태양에서, 보다 적은 양(예: 1 내지 15 중량%)의 열가소성 수지가 사용될 수도 있지만, 결합제는 25 내지 50 중량% (중량% 계산시 용매는 제외)의 열가소성 수지, 바람직하게는, 30 내지 45 중량%의 열가소성 수지를 포함한다. 열가소성 수지는 전형적으로 결합제의 다른 물질과의 상용성 (즉, 단일상 혼합물을 형성)이도록 선택된다. 적어도 어떤 실시태양에서는, 9 내지 13 (cal/cm3)1/2, 바람직하게는 9.5 내지 12 (cal/cm3)1/2범위의 용해도 파라미터를 갖는 열가소성 수지가 결합제로 선택된다. 적합한 열가소성 수지의 예들은 폴리아크릴, 스티렌-아크릴계 중합체 및 수지, 및 폴리비닐 부티랄을 포함한다.
계면활성제 및 분산제와 같은 통상의 코팅 보조제가 코팅 공정을 촉진시키기 위해 첨가될 수 있다. LTHC 층은 당분야에 공지된 다양한 코팅 방법을 사용하여 도너 기판 상에 코팅될 수 있다. 적어도 어떤 경우에서는, 중합성 또는 유기 LTHC 층은 0.05 ㎛ 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛, 더 바람직하게는 1 ㎛ 내지 7 ㎛의 두께로 코팅될 수 있다. 적어도 어떤 경우에서는, 무기 LTHC 층이0.0005 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.001 내지 1 ㎛의 두께로 코팅될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 선택적 중간층 (216)이 LTHC 층 (214)과 전송층 (218) 사이에 배치될 수 있다. 중간층을 사용하여, 예를 들면, 전송층의 전송된 부분의 손상 및 오염을 최소화하고, 전송층의 전송된 영역 중의 변형을 감소시킬 수 있다. 중간층은 전송층의 열전송 도너 요소의 나머지 부분에 대한 접착에도 영향을 미친다. 전형적으로, 중간층은 높은 열 저항을 갖는다. 바람직하게는, 중간층은 특히 전송된 이미지가 기능적이지 않게 할 정도로 이미지화 조건 하에서 변형되거나 화학적으로 분해되지 않는다. 중간층은 전형적으로 전송 과정 동안에 LTHC 층과 접촉을 유지하며, 전송층과 함께 실질적으로 전송되지 않는다.
적합한 중간층은 예를 들면, 중합체 필름, 금속 층 (예: 증착된 금속 층), 무기 층 (예: 무기 산화물(예: 실리카, 티타니아 및 기타 금속 산화물)의 졸-겔 침착된 층 및 증착된 층), 및 유기/무기 복합층을 포함한다. 중간층 물질로서 적합한 유기 물질은 열경화성 및 열가소성 물질을 모두 포함한다. 적합한 열경화성 물질은 열, 조사 또는 화학처리에 의해 가교결합될 수 있는 수지를 포함하며, 가교결합된 또는 가교결합가능한 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르, 에폭시 및 폴리우레탄을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 열경화 물질은 LTHC 층 상에 예를 들면, 열가소성 전구체로서 코팅된 후, 후속적으로 가교결합되어 가교결합된 중간층을 형성할 수 있다.
적합한 열가소성 물질은 예를 들면, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리술폰, 폴리에스테르, 및 폴리이미드를 포함한다. 상기 열가소성 유기 물질은 통상적인 코팅 기법 (예를 들면, 용매 코팅, 스프레이 코팅, 또는 압출 코팅)을 통하여 도포될 수 있다. 전형적으로, 중간층에 사용하기에 적합한 열가소성 물질의 유리 전이 온도 (Tg)는 25℃ 이상, 바람직하게는 50℃ 이상이다. 어떤 실시태양에서는, 중간층은 이미지화 동안 전송층의 어떠한 온도 보다도 높은 Tg를 갖는 열가소성 물질을 포함한다. 중간층은 이미지화 방사선의 파장에서 투과성, 흡수성, 반사성 또는 이들의 조합일 수 있다.
중간층 물질로 적합한 무기 물질은 예를 들어, 이미지화 광 파장에서 고도로 전도성 또는 반사성인 물질들을 포함하여, 금속, 산화 금속, 황화 금속 및 무기 탄소 코팅을 포함한다. 이들 물질은 통상의 기술 (예를 들어, 진공 스퍼터링, 진공 증착, 또는 플라즈마 제트 침착)에 의해 광-대-열 전환층에 도포될 수 있다.
중간층은 다수의 이점을 제공할 수 있다. 중간층은 광-대-열 전환층으로부터 물질의 이동에 대한 장벽이 될 수 있다. 또한, 열적으로 불안정한 물질이 전달될 수 있도록 전송층에 획득된 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 중간층은 LTHC 층에서 획득된 온도에 대해 중간층과 전송층 사이의 계면에서 온도를 조절하도록 열 확산기로 작용할 수 있다. 이는 전송된 층의 품질 (즉, 표면 거침도, 모서리 거침도 등)을 개선할 수 있다. 또한, 중간층의 존재는 전송된 물질의 플라스틱 메모리의 향상을 가져올 수 있다.
중간층은 예를 들어, 광개시제, 계면활성제, 안료, 가소제, 및 코팅 보조제를 포함하는 첨가제를 포함할 수 있다. 중간층의 두께는 예를 들어, 중간층의 물질, LTHC 층의 물질 및 성질, 전송층의 물질 및 성질, 이미지화 방사선의 파장, 및 열 전송 소자의 이미지화 방사선에 대한 노출 지속과 같은 요소에 따라 달라질 수 있다. 중합체 중간층의 경우, 중간층의 두께는 일반적으로 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위 내이다. 무기 중간층의 경우 (예를 들어, 금속 또는 금속 화합물 중간층), 중간층의 두께는 일반적으로 0.005 ㎛ 내지 10 ㎛이다.
또한, 중간층 (또는 전송층의 배향가능한 물질에 접촉하는 기타 적합한 도너층)은 배향된 물질이 전송될 경우, 전송층 물질을 배향 또는 정렬하기 위한 정렬층으로 작용할 수 있다. 예를 들어, 중간층 또는 LTHC는 기계적으로 변성되어 (예를 들어, 천으로 마찰시킴) 미시적 정렬 구조를 형성할 수 있는 중합체 물질을 포함할 수 있다. 이 방법은 폴리이미드층이 펠트 천으로 마찰되어 LCD 내에 정렬 구조를 제공하는 방식과 유사하다. 폴리이미드는 LCD 내에 정렬층을 생산하는 데 사용되는 예시적인 물질이지만, LCD 내에 폴리이미드를 사용하는 일차적인 이유는 투명한 전도성 코팅을 가공할 때 유용할 수 있는, 통상의 액체 결정질 물질에 대한 폴리이미드의 본질적인 내성 및 폴리이미드의 높은 열안정성을 포함한다. 본원 발명에서, 정렬층 물질은 정렬층으로 작용할 수 있고, 정렬되는 전송층 물질과 상용성인 임의의 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 정렬 중간층은 도너, 예를 들어, LTHC 층 상에 용액 코팅될 수 있거나 또는 존재하는 중간층 상에 코팅으로 존재할 수 있고, 이후 브러시(brush)되어 정렬층 또는 코팅을 형성하는 물질을 포함한다. 예를 들어, 문헌 [M. Nishikawa,Polym. Adv. Technol., vol. 11, p. 404 (2000)]에 기술된 것과 같은용매 가용성 폴리이미드가 코팅되고, 건조되고, 브러시되어 정렬 중간층 또는 존재하는 중간층 상의 정렬 코팅을 형성할 수 있다.
정렬층을 형성하는 다른 방법은 예를 들어, 미세구조화된 도구에 대해 층을 엠보싱함으로써 층에 미세구조를 부여하는 것이다. 이 방법에서, 열가소성 LTHC 또는 중간층은 열 및(또는) 압력 하에서 미세구조화된 도구와 접촉될 수 있으며, 열가소성 물질 및 도구의 분리시, 미세구조가 열가소성 물질에 부여된다. 별법으로, 경화성 정렬층 물질이 미세구조화 도구 및 적절한 도너 시트층 사이에 배치될 수 있고, 이후 경화되어 미세구조화된 중간층 또는 LTHC 층을 형성할 수 있다.
사용될 수 있는 다른 방법은 층 상에 배치된 코팅에 정렬 구조를 부여하는 것이다. 리오트로픽(lyotropic) 물질로 통상적으로 언급될 수 있는 물질군은 전단 하에 자체 정렬하여 정렬층 또는 액정용 매트릭스를 제공할 수 있는 미세구조를 형성하는 성질을 나타낸다. 일부 코팅 물질은 코팅된 액상층 중에 전단장을 생성하는 코팅 방법을 사용하여 배향될 수 있다. 건조되면, 코팅은 적합한 정렬층이 될 수 있다. 다수의 코팅 방법, 에를 들어, 나이프 코팅, 메이어 라드(mayer rod) 코팅, 및 어떤 유형의 롤 또는 그라비아 코팅이 적합한 코팅 물질을 사용하여 정렬층을 생산할 수 있다. 이 방식으로 배향가능한 코팅 물질의 한 일반적인 종류는 리오트로픽 액정 물질, 특히 네마틱 구조를 형성하는 것들이다.
도 2를 다시 참조하면, 열 전송층 (218)은 열 질량 전송 도너 소자 (200) 내에 포함된다. 전송층 (218)은 하나 이상의 층 중에 단독으로 또는 다른 물질들과 조합하여 배치된 임의의 적합한 물질(들)을 포함할 수 있다. 전송층 (218)은 도너소자가 직접 가열 또는 광-대-열 전환기 물질에 흡수되어, 열로 전환될 수 있는 이미지화 방사선에 노출되었을 때 임의의 적합한 전송 기작에 의해 유닛 또는 일부로서 선택적으로 전송될 수 있다.
본 발명은 배향된 또는 배향가능한 전자적 활성 유기 물질, 즉, 배향된 또는 배향가능한 유기 방출 물질 및(또는) 전도성 또는 반도전성 중합체를 포함하는 전송층을 의도한다. 배향된 전송층은 다양한 방식으로 제공될 수 있으며, 이들 중 일부는 특정한 배향가능한 전송층 물질이 어떻게 배향되는지를 예시하는 하기 설명 중에 기술된다.
본 발명은 배향된 LEP를 포함하는 전송층을 의도한다. 배향된 LEP 전송층을 제공하는 한 가지 방법은 배향가능한 LEP를 도너의 정렬층, 예를 들어, 상기에서 기술된 정렬 중간층 또는 LTHC 층 상에 코팅하는 것이다. 이 방법에서, 배향가능한 LEP는 적합한 상용성 용매 첨가에 의해 가용화되고, 스핀 코팅, 그라비아 코팅, 메이어 라드 코팅, 나이프 코팅 등에 의해 정렬층 상에 코팅될 수 있다. 선택된 용매는 바람직하게는, 도너 시트에 이미 존재하는 임의의 층과 바람직하지 않게 상호작용 (예를 들어, 팽윤 또는 용해)하지 않는다. 이후, 코팅은 어닐링되고, 용매는 증발되어 정렬 구조에 의해 배향된 전송층을 남길 수 있다.
배향된 LEP 전송층을 제공하는 다른 방법은 배향가능한 LEP를 역시 전송층의 일부인 능동 정렬층 상에 코팅하는 것이다. 능동 정렬층은 열 전송 과정 중에 배향된 층과 함께 전송될 수 있는 층이며, 완성된 장치의 필수 부분이 된다. 예를 들어, 능동 정렬층은 홀 수송층, 형광 및(또는) 인광 잔기가 내부에 배치된 층, 지연층, 높은 수준의 복굴절성을 가진 층, 편광층, 또는 완성된 장치에 일정한 전자적 또는 광학적 특징을 부여할 수 있는 임의의 다른 층으로 구성될 수 있다. 이 방법에서, 배향가능한 전송층 물질은 적합한 상용성 용매 첨가에 의해 가용화될 수 있고, 스핀-코팅, 그라비아 코팅, 메이어 라드 코팅, 나이프 코팅 등으로 코팅될 수 있다. 선택된 용매는 바람직하게는, 도너 시트에 이미 존재하는 임의의 층과 바람직하지 않게 상호작용 (예를 들어, 팽윤 또는 용해)하지 않는다. 이후, 용매는 코팅으로부터 증발되어, 능동 정렬층에 의해 배향된 유기 방출 또는 전자적 활성 활성 물질 상에 능동 정렬층을 포함하는 다층 전송층을 남긴다.
배향된 LEP 전송층을 제공하는 또 다른 방법은 배향가능한 LEP를 도너 시트 상에 코팅하고, 생성된 전송 시트를 배향 방향으로 연신하는 것이다. 이 방법에서, 배향가능한 LEP는 적합한 상용성 용매를 첨가하여 가용화될 수 있으며, 스핀-코팅, 그라비아 코팅, 메이어 라드 코팅, 나이프 코팅 등에 의해 도너 시트 상에 코팅될 수 있다. 선택된 용매는 바람직하게는, 도너 시트에 이미 존재하는 임의의 층과 바람직하지 않게 상호작용 (예를 들어, 팽윤 또는 용해)하지 않는다. 이후, 용매는 코팅으로부터 증발되어, 완전히 형성된 도너 시트를 제조할 수 있다. 이후, 도너 시트는 선택된 방향으로 연신되거나 또는 텐터 (tenter)되어 전송층의 배향가능한 물질의 분자를 정렬할 수 있다. 이 방법은 특히, 배향가능한 전송층이 도너 기판 상에 코딩되고, 복합품이 배향가능한 전송층을 배향하기 위해 연신되거나 또는 텐터되고, 전송층이 그 배향된 상태로 열 및(또는) 압력을 인가하여 리셉터로 전송되는 적층(lamination) 전송 방법에 적합하다. 이 방식으로, 전체 전송층, 또는 이들의 대다수의 부분이 1회 노출로 전송될 수 있다.
배향된 LEP 전송층을 제공하는 또 다른 방법은 도너 상에 전송층을 형성하고, 이후 천, 펠트 또는 브러시를 사용하여 층에 배향을 부여하는 특정 방향으로 LEP 층을 기계적으로 마찰시키는 것이다. 이 방식으로, 표면 구조가 마찰된 전송층 물질에 직접적으로 부여된다. 편광 방출이 마찰된 LEP 물질에서 나타났다.
배향된 LEP 전송층을 제공하는 또 다른 방법은 배향가능한 LEP 물질을 배향 매트릭스 중에 배치하는 것이다. 예시적인 실시태양에서, 상기에서 기술된 것과 같이 전단 코팅된 리오트로픽 액정 물질이 형광 염료 및 다른 PL 물질, SM 물질, 전도성 및 반도전성 중합체 등과 아울러 LEP 용의 배향 매트릭스로 사용될 수 있다. 배향가능한 물질은 호스트 매트릭스 물질 중의 배향가능한 물질의 액상 용액을 제조하고, 도너 상에 용액을 코팅하고, 용액을 건조시켜 매트릭스 내에 배향된 배향가능한 물질을 포함하는 전송층을 제조하여 배향될 수 있다.
다른 기술은 배향가능한 LEP 전송층을 도너 상에 코팅하고, 이어서 배향가능한 LEP를 능동 정렬층 상에 선택적으로 열 전송하는 것이다. 예를 들어, PEDOT와 같은 전하 수송 물질이 적합한 디스플레이 기판 상에 배치되고, 브러시되거나 또는 마찰되어 정렬층을 형성할 수 있다. 그 다음, 전송 과정 동안 LEP 전송층의 전송된 일부를 이들이 능동 정렬층에 의해 배향될 수 있도록 국부적으로 가열하는 데 충분한 열을 가해 배향가능한 LEP 전송층을 열 전송 도너로부터 패턴화할 수 있다.
다른 기술은 배향가능한 LEP 물질, 및 편광을 사용하여 광경화에 의해 정렬될 수 있는 광중합체, 예를 들어, 문헌 [M. Schadt et al., "Surface-InducedParallel Alignment of Liquid Crystals by Linearly Polymerized Photopolymers,"Jpn. J. Appl. Phys.vol 31, p. 2155 (1992)]에 기술된 광중합체의 혼합물 또는 블렌드를 코팅하는 것일 수 있다. 물질은 도너 시트 상에 층으로 코팅되고, 광중합체를 배향시키고 배향가능한 LEP 용의 배향 매트릭스로 작용하도록 하는 방식으로 광을 사용하여 적절하게 경화될 수 있다.
또한, 본 발명은 배향된 전도성 또는 반도전성 중합체를 포함하는 전송층을 의도한다. 배향된 전자적 활성 중합체는 배향된 LEP를 제공하기 위해 상기에서 기술된 것과 같은 방법들을 포함하여 임의의 적합한 방법으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 배향된 SM 이미터를 포함하는 전송층을 의도한다. SM 이미터의 배향은 키랄 SM 물질을 도너 시트 상에 증착시키고, SM 물질을 포함하는 키랄 혼합물을 도너 시트 상에 코팅하고, 배향가능한 SM 물질을 리오트로픽 또는 기타 배향 매트릭스 중에 배치하고, 도너 시트 상에 전단 코팅하고, 배향가능한 SM 물질의 박층을 비등방성으로 구조화된 도너 시트 층 상에 증착하는 것 등을 포함하는 임의의 적합한 방법으로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 배향된 매트릭스 중에 배치된 형광 염료 또는 기타 PL 물질을 포함하는 전송층을 의도한다. 예를 들어, 배향가능한 형광 염료는 배향된 LEP 층, 배향된 전도성 또는 반도전성 중합체층, 예를 들어, OEL 장치에서 전하 수송층으로 사용하기에 적합한 층, 및 배향 리오트로픽 매트릭스 또는 기타 호스트 매트릭스 등 중에 배치될 수 있다. 배향된 매트릭스 중에 배치된 PL 물질은 전송층 또는 그 일부로서 도너 시트 상에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 전송가능한 기능적 정렬층을 포함하는 전송층을 의도한다. 예를 들어, 홀 수송 또는 전자 수송 물질이 도너 시트 상에 전송층으로 코팅되고, 브러시, 마찰 또는 연신될 수 있다. 또한, 예를 들어, 선택적 열 전송시 전자 수송층이 방출층이 그 위에 형성되고 배열될 수 있는 미세 구조화된 표면을 갖도록, 전하 수송 물질이 도너 시트의 미세 구조화된 중간층 상에 코팅될 수 있다.
이후, 배향된 전송층은 도너 소자로부터 인접하여 위치된 리셉터 기판으로 선택적으로 열 전송될 수 있다. 리셉터 기판은 유리, 투명 필름, 반사 필름, 금속, 반도체, 및 플라스틱을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는 특정 용도에 적합한 임의의 품목일 수 있다. 예를 들어, 리셉터 기판은 디스플레이 용도에 적합한 임의의 유형의 기판 또는 디스플레이 소자일 수 있다. 액정 디스플레이 또는 방출 디스플레이와 같은 디스플레이에서의 사용에 적합한 리셉터 기판은 가시 광선에 대해 실질적으로 투과성인 경질 또는 가요성 기판을 포함한다. 적합한 경질 리셉터의 예는 산화 주석 인듐으로 코팅 또는 패턴화되고(되거나) 저온 폴리-실리콘 (LTPS) 또는 유기 트랜지스터를 포함하는 기타 트랜지스터 구조로 서킷화된 유리 및 경질 플라스틱을 포함한다.
적합한 가요성 기판은 실질적으로 투명하고 투과성인 중합체 필름, 반사 필름, 반투과형(transflective) 필름, 편광 필름, 다층 광학 필름 등을 포함한다. 또한, 가요성 기판은 전극 물질 및(또는) 트랜지스터, 예를 들어, 가요성 기판 상에 직접 형성되거나 또는 임시 캐리어 기판 상에 형성된 후 가요성 기판으로 전송된 트랜지스터 어레이로 코팅되거나 또는 패턴화될 수 있다. 적합한 중합체 기판은 폴리에스테르 염기 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리카보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리비닐 수지 (예를 들어, 염화폴리비닐, 염화 폴리비닐리덴, 폴리비닐 아세탈 등), 셀룰로오스 에스테르 염기 (예를 들어, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트), 및 기타 지지체로 사용되는 통상적인 중합체 필름을 포함한다. 플라스틱 기판 상에 OEL을 제조하기 위해서는, 바람직하지 않은 수준의 물, 산소 등에 대한 노출로부터 유기 광 방출 장치 및 이들의 전극을 보호하기 위해서 플라스틱 기판 상의 한면 또는 양면 상에 장벽 필름 또는 코팅을 포함하는 것이 흔히 바람직하다.
리셉터 기판은 임의의 하나 이상의 전극, 트랜지스터, 커패시터, 절연 리브, 스페이서, 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 및 전자 디스플레이 또는 기타 장치에 유용한 기타 소자를 사용하여 예비 패턴화될 수 있다.
본 발명은 편광 방출 OEL 디스플레이 및 장치를 의도한다. 한 실시태양에서, 편광을 방출하고, 상이한 색 및(또는) 편광 특성을 갖는 광을 방출할 수 있는 인접한 장치를 갖는 OEL 디스플레이가 제조될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 기판 (320) 상에 배치된 다수의 OEL 장치 (310)을 포함하는 OEL 디스플레이 (300)을 보여준다. 인접한 장치 (310)은 동일한 편광을 갖는 상이한 색의 광 (예를 들어, 편광을 방출하는 전색 RGB 디스플레이), 상이한 편광 특성을 갖는 동일한 색의 광 (편광 방출 장치에 인접한 비편광화된 장치와 아울러 상이한 편광 배향을 포함) 또는 이들의 임의의 조합을 방출하도록 제조될 수 있다.
장치 (310) 사이에 도시된 분리는 단지 예시적인 목적이다. 인접한 장치는분리되거나, 접촉하거나, 겹치거나, 또는 디스플레이 기판 상의 한 방향 이상에서 이들의 상이한 조합이 가능하다. 예를 들어, 평행한 줄무늬의 투명한 전도성 양극의 패턴이 기판 상에 형성된 후, 홀 수송 물질의 줄무늬 패턴 및 적색, 녹색 및 청색 편광 방출 LEP 층들의 줄무늬 반복 패턴이 형성된 후, 음극의 줄무늬 패턴이 형성되고, 양극 줄무늬에 수직으로 배향된 음극 줄무늬가 형성될 수 있다. 이같은 구조는 수동형 매트릭스 디스플레이의 형성에 적합할 수 있다. 다른 실시태양에서, 투명 전도성 양극 패드가 기판 상에 이차원 패턴으로 제공되며, 능동 매트릭스 디스플레이의 제조에 적합한 하나 이상의 트랜지스터, 커패시터 등과 같은 어드레싱 일레트로닉스(addressing electronics)와 결합될 수 있다. 이후, 광 방출 층(들)을 포함하여 다른 층들이 단일 층으로 코팅 또는 침착되거나, 또는 양극 및(또는) 전자 장치 상에서 패턴화될 수 있다 (예를 들어, 양극에 적합한 이차원 패턴인 평행 줄무늬 등). 또한, 본 발명은 임의의 기타 적합한 구조를 의도한다.
한 실시태양에서, 디스플레이 (300)은 편광을 방출하는 다색 디스플레이일 수 있다. 이같이, 예를 들어, 디스플레이의 콘트라스트를 증가시키기 위해서, 선택적 편광자 (330)을 광 방출 장치와 관찰자 사이에 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 예시적인 실시태양에서, 각각의 장치 (310)은 동일하거나 또는 거의 동일한 배향을 가진 편광을 방출한다. 이후, 그 투과 축이 장치 (310)에 의해 방출되는 광의 편광 배향에 효과적으로 배열된 편광자 (330)이 배치될 수 있다. 도 3에 예시된 일반적인 구조로 포괄되는 다수의 디스플레이 및 장치 구조가 존재한다. 이들 구조의 일부를 하기에서 설명한다.
도 4는 전색 입체적 디스플레이로서 사용하기에 적합할 수 있는 OEL 디스플레이 (400)을 나타낸다. 디스플레이 (400)은 기판 (410) 및 다수의 픽셀 (420)을 포함한다. 각각의 픽셀은 두 개의 RGB 서브픽셀 (430L) 및 (430R)을 포함한다. 서브픽셀 (430L)은 각각이 페이지의 평면에서 편광된 광을 방출하는 (화살표 (↔)로 표시됨) 적색, 녹색, 및 청색 OEL 장치를 포함한다. 서브픽셀 (430R)은 각각이 페이지의 평편에 대해 수직으로 편광된 광을 방출하는 (점 ()으로 표시됨) 적색, 녹색, 및 청색 OEL 장치를 포함한다. 각각의 서브픽셀 쌍에서 장치를 적절하게 활성화시킴으로써 투영된 이미지는 편광자, 예를 들어, 서브픽셀 (430R)로부터의 광은 투과되도록 하지만, 서브픽셀 (430L) 장치로부터의 광은 차단하는 관찰자의 우측 눈 상의 선형 편광자 및 서브픽셀 (430L)로부터의 광은 투과되도록 하지만, 서브픽셀 (430R) 장치로부터의 광은 차단하는 관찰자의 좌측 눈 상의 직각으로 배향된 선형 현광기를 통해 볼 수 있다. 디스플레이 (400)을 가로질러 서브픽셀을 적절하게 구동하여 관찰자에게 입체적 이미지를 제공할 수 있다. 비록 도 4가 전색 입체적 디스플레이의 일부를 묘사하지만, 본 발명은 또한 전색 및 단색 디스플레이보다 적은 다색 디스플레이를 의도한다. 또한, 서브픽셀은 동일한 색의 정반대로 편광된 광 방출 장치가 인접하도록 배열될 수 있다 (예를 들어, 제시된 R↔G↔B↔RGB 배열보다는 R↔RG↔GB↔B 배열).
도 5는 전색 입체적 디스플레이로 사용하기에 적합할 수 있는 OEL 디스플레이 (500)의 다른 실시예를 나타낸다. 디스플레이 (500)에서, R, G 및 B로 표시된 스택 서브픽셀이 기판 (510) 상에 배치된다. 각 서브픽셀은 각각이 직교하는 편광상태 (적색 (R) 서브픽셀에 대해서 편광 표시 ↔및로 나타냄)에서만 동일한 색의 광을 방출하는 두 개의 장치 (520L) 및 (520R)을 포함하는 적층된 장치 구조를 가진다. 관찰자는 디스플레이 (400)에서 기술된 것과 같이 각각의 눈 위에 정방대 방향으로 배열된 선형 편광자를 갖는 안경을 걸침으로써 입체적 이미지를 볼 수 있다. 적층된 장치는 미국 특허 제5,707,745호에 개시된 것과 같이 구조화될 수 있다. 도 4에 나타낸 디스플레이와 같이, 디스플레이 (500)은 전색, 다색 또는 단색일 수 있다.
도 4 및 5에 나타낸 디스플레이는 관찰자가 입체적 이미지를 보기 위해서 디스플레이와 동조화되어 전자적으로 전환되어야 하는 특별한 안경을 걸칠 필요가 없다는 점에서 통상의 입체적 디스플레이에 비해 이점을 제공한다. 오히려, 관찰자는 반대 방향으로 배향된 선형 편광 렌즈를 갖는 "정적" 안경 (즉, 전자적으로 조절되지 않는 안경)을 걸칠 수 있다. 이는 디스플레이가 시간적으로 조절되기 보다는 공간적으로 조절될 수 있도록 한다. 입체적 디스플레이 및 이들의 용도가 문헌 [T. Bardsley and I. Sexton, "Evaluating Steroscopic Displays for 3D Imaging (Chapter 19),"Displays Systems, L. W. MacDonald and A. C. Lowe (editors), (1997)]에 기술되어 있다.
도 4 및 5에 나타낸 디스플레이가 입체적 디스플레이로서의 용도로 기술되어 있지만, 이들은 상이한 (예를 들어, 직각) 편광 상태를 갖는 단색 또는 다색을 디스플레이하는 것이 바람직한 어떠한 용도에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 유사한 디스플레이가 프로젝터 엔진, 또는 상이한 색들에 대해 상이한 배향을 갖고(갖거나) 동일한 색에 대해 다수의 배향을 갖는 편광을 방출하는 것이 바람직할 수 있는 기타 용도에서 사용될 수 있다.
도 6은 임의로 색 동조 능력을 갖는 편광 방출 램프 또는 백라이트로 사용될 수 있는 OEL 디스플레이 (600)을 나타낸다. 디스플레이 (600)은 기판 (610) 상에 배치된 장치층 (620)을 포함한다. 장치층 (620)은 제1 전극 (630)과 제2 전극 (650) 사이에 배치된, 편광의 상이한 색들을 방출할 수 있는 (예를 들어, 도 6에 나타낸 것과 같은 적색, 녹색 및 청색) 다수의 인접한 광 방출층 (640)을 포함한다. OEL 장치에 적합한 다른 층들도 존재할 수 있다. 전극 (630) 및 (650)은 다수의 장치의 독립적인 활성화가 일어날 수 있도록 패턴화될 수 있거나, 또는 활성화되었을 때 모든 광 방출 층이 광을 방출하도록 전극 (630) 및 (650)은 단일 층들일 수 있다. 전극의 패턴화는, 디스플레이 (600)이 방출된 광이 백색을 포함하여 임의의 목적하는 색으로 용이하게 동조될 수 있는 편광 방출 백라이트로 사용될 수 있도록 한다. 별법으로, 비패턴화된 전극이 사용될 경우, 상이한 광 방출층들의 비례적 커버리지(proportional coverage)를 조절하여 백라이트의 색을 선택할 수 있다.
도 7은 기판 (710), 양극 (720), 내부에 배치된 형광 염료를 포함하는 홀 수송층 (730), 유기 전자발광층 (740), 및 음극 (750)을 포함하는 OEL 장치 또는 디스플레이 (700)의 일부를 나타낸다. 장치 (700)은 예시적인 목적을 위해 하부 방출 장치로 나타내었으며, 임의의 적합한 장치 구조가 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한, 형광 염료가 홀 수송층에 배치된 것으로 기술되었지만, 상부 방출 구조가 사용된다면, 이는 별법으로 또는 추가로 OEL 층 또는 전자 수송층에 배치될 수 있다. 또한, 다른 PL 물질이 형광 염료를 대신하여 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.
장치 (700)은 장치에 의해 생성된 광을 설명하는 화살표의 세 세트에 의해 나타내어진 것과 같이 다양한 방식으로 작동할 수 있다. 예를 들어, OEL 층 (740)은 편광 A1의 한 배향을 방출하는 배향된 방출층일 수 있다. 이같은 실시태양에서, 홀 수송층 (730)은 호스트 내에 배치된 형광 염료가 OEL 층 (740)에 의해 방출된 광에 의해 활성화되었을 때 직교 배향의 편광 A2를 방출하는 배향 호스트일 수 있다. 층 (730) 중에 단선 A2, B2 및 C2로 나타낸 개방 원 ()은 OEL 층 (740)에 의해 방출된 광자에 의한 형광 염료의 활성화를 나타낸다. A2가 나타내는 것과 같이, 형광 염료는 색 전환기에 추가하여 또는 이를 대신하여 편광 전환기로 사용될 수 있다. 다른 실시태양에서, OEL 층 (740)은 배향된 홀 수송층 (730)에서 형광 염료에 의해 편광 B2로 전환될 수 있는 편광되지 않은 광 B1을 방출하도록 비배향된 방출 층일 수 있다. 다른 실시태양에서, OEL 층 (740)은 편광 C1을 방출하는 배향된 방출 층일 수 있다. 홀 수송층 (730)은 그 내부에 배치된 형광 염료가 OEL 층 (740)에 의해 방출된 광을 편광되지 않은 광 C2로 전환시키도록 비배향된 층일 수 있다.
도 8은 기판 (810), 양극 (820), 다수의 패턴화된 홀 수송층 (830), LEP 층 (840) 및 음극 (850)을 포함하는 OEL 디스플레이 (800)의 일부를 나타낸다. 홀 수송층은 예를 들어, 도너로부터 디스플레이 기판 및 양극로의 선택적 열 전송에 의해 패턴화된 다수의 배향된 홀 수송층이다. 홀 수송층은 이들이 상이한 배향을 나타내도록 패턴화될 수 있고(있거나) 내부에 배치된 상이한 PL 물질을 갖도록 패턴화될 수 있다. LEP 층 (840)은 홀 수송층이 다수의 정렬층으로 작용하도록 배향된 홀 수송층 상에 코팅될 수 있다. 이 방식으로, 다수의 OEL 장치가 형성될 수 있으며, 그 각각은 (정렬 홀 수송층의 상이한 배향으로 인하여) 인접한 장치와 상이한 편광 배향을 갖고(갖거나) (인접하여 패턴화된 홀 수송층에 배치된 상이한 PL 물질로 인하여)인접한 장치와 상이한 색 을 갖는 편광을 방출할 수 있다. 도 8에 예시된 개념은 또한 상부 방출 OEL 장치, 상이하게 구조화된 하부 방출 OEL 장치 및 패턴화된 LEP 층을 갖는 OEL 장치에도 적용되는 것을 의도한다.
도 3 내지 8에 예시된 소자, 개념 및 기능은 독특한 외관 및 기능성을 갖는 OEL 디스플레이 및 장치를 형성하도록 혼합되고 조합된다. 예를 들어, 디스플레이 또는 램프가 편광 분석기로 관찰될 때, 배향된 픽셀의 패턴이 나타날 수 있도록, 비배향된 (즉, 편광되지 않은 광을 방출) 또는 무작위로 배향된 (즉, 무작위로 편광된 광을 방출) 픽셀 매트릭스 중에 파묻힌 편광을 방출하는 배향된 픽셀의 패턴을 갖는 OEL 디스플레이 또는 램프가 구조화될 수 있다. 편광 분석기 없이 관찰될 때, 디스플레이 또는 램프는 픽셀 중의 상이점이 없는 것처럼 나타날 수 있다. 이같은 램프 또는 디스플레이는 예를 들어, 보안 용도에 사용될 수 있다.
편광 방출 및(또는) 향상된 전자적 성질을 위해 배향된 활성 유기층 또는 물질을 포함하는 일부 유기 전자 장치는 4가지 일반적인 카테고리 중 하나 이상에 속할 수 있다: OEL 백라이트, 저해상도 OEL 디스플레이, 고해상도 OEL 디스플레이 및유기 트랜지스터.
OEL 백라이트는 배향된 방출 및(또는) 배향된 전도성 또는 반도전성 층을 포함할 수 있다. 구조는 노출된 또는 서킷화된 기판, 양극, 음극, 홀 수송층, 전자 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층, 방출층, 색 변환층, 및 OEL 장치에 적합한 기타 층들 및 물질들을 포함할 수 있다. 또한, 구조는 편광자 (예를 들어, 클린-업, 눈부심 감소용 등), 확산기 (예를 들어, 편광 유지 확산기), 광 가이드, 렌즈, 광 조절 필름, 밝기 증가 필름 등을 포함할 수 있다. 응용은 예를 들어, 배향된 방출 물질이 열 스탬프 전송, 라미네이션 전송, 저항 헤드 열 프린팅 등에 의해 제공되는 백색 또는 단색 광역 단일 픽셀 램프; 레이저 유도된 열 전송에 의해 패턴화된 근접하게 이격된 다수의 방출층을 갖는 백색 또는 단색 광역 단일 전극 쌍 램프; 및 동조성(tunable) 색 다중 전극 광역 램프를 포함한다.
저해상도 OEL 디스플레이는 배향된 방출 및(또는) 배향된 전도성 또는 반도전성 층을 포함할 수 있다. 구조는 노출된 또는 서킷화된 기판, 양극, 음극, 홀 수송층, 전자 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층, 방출층, 색 변환층, 및 OEL 장치에 적합한 기타 층들 및 물질들을 포함할 수 있다. 또한, 구조는 편광자 (예를 들어, 클린-업, 눈부심 감소용 등), 확산기 (예를 들어, 편광 유지 확산기), 광 가이드, 렌즈, 광 조절 필름, 밝기 증가 필름 등을 포함할 수 있다. 응용은 그래픽 지시자 램프 (예를 들어, 아이콘); 구획화된 문자 숫자식 디스플레이 (에를 들어, 적용 시간 지시자); 소형 단색 수동형 또는 능동형 매트릭스 디스플레이; 소형 단색 수동형 또는 능동형 매트릭스 디스플레이와 함께 통합 디스플레이의 일부로서 그래픽지시자 램프 (예를 들어, 휴대폰 디스플레이); 광역 픽셀 디스플레이 타일 (예를 들어, 각각이 비교적 적은 수의 픽셀을 갖는 다수의 모듈, 또는 타일), 야외 디스플레이에서 사용되기에 적합할 수 있는 것들, 및 콘트라스트를 증가시키고 눈부심을 감소시키기 위해서 전면 편광자와 함께 조합될 수 있는 것들; 및 보안 디스플레이 응용을 포함한다.
고해상도 OEL 디스플레이는 배향된 방출 및(또는) 배향된 전도성 또는 반도전성 층을 포함할 수 있다. 구조는 노출된 또는 서킷화된 기판, 양극, 음극, 홀 수송층, 전자 수송층, 홀 주입층, 전자 주입층, 방출층, 색 변환층, 및 OEL 장치에 적합한 기타 층들 및 물질들을 포함할 수 있다. 또한, 구조는 편광자 (예를 들어, 클린-업, 눈부심 감소용 등), 확산기 (예를 들어, 편광 유지 확산기), 광 가이드, 렌즈, 광 조절 필름, 밝기 증가 필름 등을 포함할 수 있다. 응용은 능동형 또는 수동형 매트릭스 다색 또는 전색 디스플레이; 능동형 또는 수동형 매트릭스 다색 또는 전색 디스플레이와 함께 구획화된 또는 그래픽 지시자 램프 (예를 들어, 고해상도 장치 레이저 유도된 전송과 동일 기판 상의 아이콘의 열 핫 램프); 입체적 다색 또는 전색 디스플레이; 및 보안 디스플레이 응용 (예를 들어, 배향된 이미터와 함께 등방성 이미터를 갖는 디스플레이, 상이하게 배향된 이미터를 갖는 디스플레이 등)을 포함한다.
유기 트랜지스터는 배향된 전도성 및(또는) 반도전성 층을 포함할 수 있다. 구조는 노출 또는 서킷화된 기판, 게이트 전극, 게이트 유전체, 유기 반도체, 유기 또는 무기 소스 및 드래인 납(drain leads) 등을 포함할 수 있다. 응용은 RFID 태그, 디스플레이 픽셀 또는 서브픽셀 제어용 트랜지스터, 센서 등을 포함한다.
본 발명은 상기에서 기술된 특정 실시예에 제한되는 것으로 생각되어서는 안되며, 첨부된 청구범위에 명백히 개시된 발명의 모든 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 변형, 동등한 공정과 더불어 다수의 구조가 본 명세서를 검토한 본 발명이 속하는 분야의 당업자들에게 너무나 명백할 것이다.
상기에서 인용된 각각의 특허, 특허 문헌 및 공개문헌들은 그 전체 문헌이 재현되는 것과 같이 본 명세서에 삽입되었다.

Claims (22)

  1. 배향된 유기 방출 물질을 포함하는 전송층을 도너 시트(donor sheet)로부터 제1 전극을 포함하는 리셉터 기판(receptor substrate)으로 선택적으로 열 전송하는 단계; 및
    제2 전극을 형성하여, 배향된 유기 방출 물질이 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되도록 하는 단계
    를 포함하는, 활성화될 경우 편광을 방출할 수 있는 유기 전기발광 소자의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 배향된 방출 물질이 배향된 광 방출 중합체를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 배향된 방출 물질이 배향된 소분자 이미터(emitter)를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 배향된 방출 물질이 배향된 형광 염료를 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 전송층이 배향된 방출 물질을 주성분으로 하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 전송층이 전자적 활성 정렬층 상에 배치된 배향된 방출 물질을 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 전송층이 배향 호스트 매트릭스(host matrix)에 배치된 배향된 물질을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 도너 시트가 기판, 중간층, 이미지화 방사선을 흡수하여 이를 열로 전환하기 위해 기판과 중간층 사이에 배치된 광-대-열 전환층을 포함하고, 전송층이 중간층에 인접하여 배치된 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 전송층의 선택적 열 전송 동안 중간층이 실질적으로 온전한 상태로 남는 것인 방법.
  10. 배향된 전자적 활성 중합체를 도너 시트로부터 장치 기판으로 선택적으로 열 전송하는 단계; 및
    장치 기판 상의 배향된 전자적 활성 중합체층을 유기 전자 장치의 다른 층에 연결하여 완성된 장치를 형성하는 단계
    를 포함하는, 유기 전자 장치의 제조 방법.
  11. 유기 전기발광 소자에 적절히 배치될 경우 편광을 방출할 수 있는 배향된 유기 방출 물질을 포함하는 선택적으로 열 전송가능한 전송층을 포함하는 도너 시트.
  12. 제11항에 있어서, 도너 기판, 및 기판과 전송층 사이에 배치된 광-대-열 전환층을 더 포함하는 도너 시트.
  13. 제12항에 있어서, 광-대-열 전환층과 전송층 사이에 배치된 중간층을 더 포함하는 도너 시트.
  14. 제13항에 있어서, 중간층이 배향된 유기 방출 물질을 정렬하기 위해 사용된 것인 도너 시트.
  15. 제11항에 있어서, 전송층이 유기 전하 수송층을 더 포함하는 것인 도너 시트.
  16. 제15항에 있어서, 전하 수송층이 배향된 유기 방출 물질을 정렬하기 위해 사용된 능동 정렬층인 것인 도너 시트.
  17. 제11항에 있어서, 유기 방출 물질이 광 방출 중합체를 포함하는 것인 도너 시트.
  18. 제11항에 있어서, 유기 방출 물질이 소분자 물질을 포함하는 것인 도너 시트.
  19. 제11항에 있어서, 유기 방출 물질이 형광 염료를 포함하는 것인 도너 시트.
  20. 제11항에 있어서, 배향된 유기 방출 물질이 배향 매트릭스에 배치된 것인 도너 시트.
  21. 기판;
    정렬층;
    입사 이미지화 방사선을 열로 전환하기 위해 기판과 정렬층 사이에 배치된 광-대-열 전환층; 및
    정렬층 상에 코팅된 배향된 광 방출 중합체를 포함하고, 도너 시트로부터 인접하여 배치된 리셉터로 선택적으로 열 전송가능한 전송층
    을 포함하는 도너 시트.
  22. 도너 기판을 제공하는 단계, 및 배향된 전자적 활성 유기 물질의 배향을 실질적으로 유지하면서 도너 시트로부터 인접하여 배치된 리셉터로 선택적으로 열 전송될 수 있는 배향된 전자적 활성 유기 물질을 포함하는 전송층을 기판에 인접하여형성하는 단계를 포함하는, 열 전송 도너 시트의 제조 방법.
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