TWI423494B - 有機發光二極體裝置的圖案化與處理方法 - Google Patents

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Description

有機發光二極體裝置的圖案化與處理方法
本發明係關於用於雷射引起的熱成像(LITI)或等效程序之熱轉移成像元件。特定言之，其係關於具有一輻射吸收/熱轉換層及一可轉移層之可雷射定址的熱轉移元件。
隨著電子成像資訊容量及使用之增加，對能夠藉由各種電子源來定址的成像系統之需要亦增加。此類成像系統之範例包括熱轉移、燒蝕(或透明化)及燒蝕轉移成像。此等成像系統已顯示為可用於各種應用，例如彩色校樣、用於液晶顯示裝置之濾色片陣列、印刷板及再生光罩。
藉由一熱轉移成像媒體記錄電子資訊之傳統方法使用一熱列印頭作為能源。該資訊係作為電能發送至該列印頭而產生對一熱轉移施體薄片之一局部加熱，該薄片接著將對應於該影像資料之材料轉移至一受體薄片。熱轉移施體薄片的兩個主要類型係染料昇華(或染料擴散轉移)與熱質量轉移。美國專利案第4,839,224及4,822,643號中說明此等類型的成像系統之代表性範例。使用熱列印頭作為一能源存在數個缺點，例如該列印頭之尺寸限制、緩慢的影像記錄速度(毫秒)、有限的解析度、有限的可定址性及因媒體與該列印頭的有害接觸而在該影像上產生的人工因素。
由於更高輸出的小型雷射、半導體光源、雷射二極體及在紫外線、可見光而尤其係在電磁頻譜的近紅外線及紅外線區域中發射的其他輻射源之可用性及使用增加，因此允許將此等來源作為熱列印頭之可行替代物來用作一能源。將一輻射源(例如一雷射或雷射二極體)用作該成像源係用以將電子資訊轉移至一影像記錄媒體上的主要與較佳構件之一。藉由使用輻射曝光該媒體而提供與傳統熱列印頭成像系統相比更高的解析度及最終影像格式尺寸之更大的靈活度。此外，諸如雷射及雷射二極體之類輻射源提供消除因該媒體與該熱源的接觸而產生的有害影響之優點。因此，需要有能力藉由此等光源來高效率曝光而且有能力形成具有高解析度及提高的邊緣清晰度之影像之媒體。
此項技術中已熟知，將光吸收層併入熱轉移構造以用作光熱轉換器，從而允許藉由使用諸如雷射及雷射二極體之輻射源作為能源來進行無接觸成像。美國專利案第5,308,737、5,278,023號、5,256,506及5,156,938中說明此等類型元件之代表性範例。該轉移層可以包含光吸收材料以使得該轉移層本身用作該光熱轉換層。或者，該光熱轉換層可以係一單獨層，例如介於該基板與該轉移層之間的一單獨層。
其中該轉移層本身用作該光熱轉換層之構造可能需要添加一添加劑來增加入射輻射之吸收並實現向一受體之轉移。在此等情況下，所轉移影像中吸收體之存在可能對所成像物件之性能產生一有害影響(例如，減小所轉移影像中的色彩光學純度之可見光吸收、減小的所轉移影像之穩定性、該吸收體與存在於該成像層中的其他成分之間的不相容性)。在其他情況下，該轉移層可以包含固有地吸收該入射輻射之至少一成分。
在使用具有一單獨的光熱轉換層之施體構造時，常常觀察到該光熱轉換層本身對所轉移影像之污染。在發生因該光熱轉換層之此類非有意轉移而給所轉移影像造成的污染而且該光熱轉換層擁有乾擾所轉移影像性能之一吸光率或其他特性(例如，一黑體光熱轉換層的一部分至一濾色片陣列或彩色校樣之轉移，一導電的光熱轉換層至一電子組件之轉移等)之情況下，該光熱轉換層至該受體之偶然轉移對所成像物品尤其有害。同樣，該光熱轉換層在成像期間之機械或熱失真或其他損壞可能發生並對所轉移塗層之品質造成負面影像。
美國專利案第5,171,650號揭示用於藉由使用一「燒蝕轉移」技術進行熱成像之方法及材料。該成像程序中使用的施體元件包含一支撐物、一中間動態釋放層及一燒蝕載體頂部塗層。該動態釋放層與該轉移層皆可以包含一紅外線吸收(光熱轉換)染料或色素。藉由將該施體元件放置成與一受體緊密接觸而接著藉由一相乾光源以一成影像的圖案照射該施體來產生一影像。
美國專利案第6,027,849號揭示包含一基板之燒蝕成像元件，該基板在其一部分上塗布有一包含與一輻射吸收體組合之一縮水甘油基疊氮化物聚合物的能量敏感層。所證明的成像源包括紅外線、可見光及紫外線雷射。固態雷射係揭示為曝光源，但未明確提及雷射二極體。此申請案主要係關於藉由燒蝕該能量敏感層來形成凸版印刷板與微影蝕刻板。未明確提及針對熱質量轉移之效用。
美國專利案第5,308,737號揭示在具有氣體產生聚合物層的聚合基板上使用黑色金屬層，該氣體產生聚合物層在受照射時產生相對較高體積的氣體。該黑色金屬(例如，黑鋁)高效率地吸收該輻射並將其轉換為用於氣體產生材料之熱量。在該等範例中觀察到，在某些情況下從該基板消除該黑色金屬，而在該基板上留下一正影像。
美國專利案第5,278,023號揭示用以產生彩色校樣、印刷板、膜、印刷電路板及其他介質的可雷射定址之熱轉移材料。該等材料包含一基板，該基板在其上面塗布有一推進劑層，其中該推進劑層包含能夠在一較佳的係小於約300℃的溫度下產生氮(N2 )之一材料；一輻射吸收體；及一熱質量轉移材料。可以將該熱質量轉移材料併入該推進劑層或者一塗布到該推進劑層上的額外層中。可以在上面揭示的各層之一層中或在一單獨的層中採用該輻射吸收體，以便藉由一電磁能源(例如一雷射)實現局部加熱。該熱質量轉移材料可以包含，例如，色素、調色劑微粒、樹脂、金屬微粒、單體、聚合物、染料或其組合。還揭示一種用以形成一影像之程序以及一由此製成的所成像物品。
雷射引起的質量轉移程序具有加熱時間甚短(一般係奈秒至毫秒)之優點，而傳統的熱質量轉移方法因加熱該列印頭及向該施體轉移熱量所需要的暫停時間較長(一般係毫秒)而相對較緩慢。在雷射引起的燒蝕成像條件下產生的所轉移影像在該成像程序期間常常係片段式(係作為微粒或片斷從該表面推進)及/或失真。在非燒蝕或部分燒蝕成像條件下(例如，在熱熔膠轉移條件下)產生的影像還可以顯示在所轉移材料的表面上之變形。因此，需要一種利用可雷射定址系統的速度及效率而不犧牲影像品質或解析度之熱轉移系統。
與本發明一致用以將一影像轉移至一受體上之一第一程序包括以下步驟：在一基板上提供一光熱轉換層與一塗布於該光熱轉換層上的轉移層；將該轉移層放置成與該受體之一表面接觸；藉由一光源以一成影像的圖案照射該光熱轉換層，以將對應於該成影像的圖案的該轉移層之部分熱轉移至該受體；以及在該照射步驟之前將該受體上的至少一層退火。
與本發明一致用以將一影像轉移至一受體上之一第二程序包括以下步驟：在一基板上提供一光熱轉換層與一塗布於該光熱轉換層上的轉移層；將該轉移層放置成與該受體之一表面接觸；藉由一光源以一成影像的圖案照射該光熱轉換層，以將對應於該成影像的圖案的該轉移層之部分熱轉移至該受體；在該照射步驟之前將該受體上的至少一層退火；以及在轉移至該受體後對該轉移層之部分執行一熱處理。
與本發明一致用以形成一有機發光二極體裝置之一程序包括以下步驟：在一受體上施加一電洞注入層；將該電洞注入層退火；在該受體上施加一電洞傳輸層；將該電洞傳輸層退火；在一基板上提供一光熱轉換層與一塗布於該光熱轉換層上之轉移層；將該轉移層放置成與該受體之一表面接觸；藉由一光源以一成影像的圖案照射該光熱轉換層，以將對應於該成影像的圖案的該轉移層之部分熱轉移至該受體。
本說明書係關於用於在LITI施體膜中使用的LITI轉移層之圖案化方法。該等LITI施體膜可用於藉由使用用以形成裝置或其他物品的熱轉移及熱轉移元件來形成或部分形成該等裝置及其他物件。作為一特定範例，可以形成一熱轉移元件來製造(至少部分地製造)一多層裝置(如一多層主動裝置及被動裝置)，例如多層電子及光學裝置。例如，可以藉由一多組件轉移裝配件從一熱轉移元件向一最終受體之熱轉移來實現此程序。將明白，還可以使用單一層或其他多層轉移來形成裝置及其他物品。
本說明書中之一順序(例如，欲執行的步驟之一順序或在一基板上的各層之一順序)並不意味著排除所指定項目之間的中間項。此外，本文中所使用的：術語"主動裝置"包括能夠執行一動態功能(例如放大、振盪或信號控制)而且可能需要一電源供應來操作之一電子或光學組件。
術語"微電子裝置"包括可以單獨及/或與其他組件一起使用以形成一更大系統(例如一電子電路)之一電子或光學組件。術語"被動裝置"包括在操作中基本上係靜態(即，其一般不能放大或振盪)而且可能不需要任何功率來進行特徵操作之一電子或光學組件。
熱轉移元件
如圖1所示，一範例性的LITI施體膜包括一用於機械支撐之施體基板100、一覆蓋該基板100並用於將成像輻射轉換成熱量之可選的LTHC層102及一轉移層106。其他層可以包括，例如覆蓋該基板之一可選的中間層104及插入該基板100與該LTHC層102之間的一可選的底層108。術語"覆蓋"表示在一第二層之頂部上之一第一層，在該等第一與第二層之間可以具有插入層。將一層施加於一受體或基板上之步驟包括可以施加該層而在該層與該受體或基板之間具有插入層。
基板及可選的底漆層
一般地，該LITI施體熱轉移元件包括一基板。該施體基板可以係，例如玻璃、一透明膜或一聚合物膜。一合適類型之聚合物膜為一聚酯膜，例如聚乙烯對苯二酸鹽(PET)膜或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。但是，其他膜包括在從與該受體相對之側執行該施體的輻射之情況下具有適當光學特性之該些膜，包括處於一特定波長的光之高透射性以及針對特定應用之足夠的機械及熱穩定性。該基板本身可以包含一成像輻射吸收體材料，在此情況下該基板之一部分(例如頂部層)或整個基板(例如，在該吸收體係均質遍佈布整個基板之情況下)可以用作該LTHC層。在該情況下，該基板係可選的，因為該LTHC亦用作一基板。視需要，可以藉由熟習此項技術者習知的表面處理(例如，空氣電暈或氮電暈、電漿等)來修改該基板之表面以在該基板上覆蓋後續層之前控制該基板之表面特性(例如，黏合特性、表面紋理、表面張力等)。
在至少某些情況下，該施體基板實質上係平坦，使得可以形成均勻塗層。該施體基板之典型厚度係在從0.025毫米(mm)至0.15 mm之範圍內，較佳的係在0.05 mm至0.1 mm之範圍內，但可以使用更厚或更薄之施體基板。
一般地，用於形成該施體基板及任何相鄰層之材料可以係選擇成促進該施體基板與該(等)相鄰層之間的黏合，控制該基板與該相鄰層之間的溫度傳輸及控制向該LTHC層之成像輻射傳輸。但是，一可選的底漆層可用於在塗布後續各層至該基板上期間增加均勻性，或增加該施體基板與相鄰層之間的黏接強度。具有底漆層之一合適基板之一範例係產品號M7Q(可從日本大阪的DuPont Teijin Films公司購得)。
可選的底層
一可選的底層可以係塗布或者以其他方式置放於一施體基板與該LTHC層之間以使得(例如)在成像期間對該施體基板造成的損壞最小化。該底層還可以影響該LTHC層與該施體基板元件之黏合。一般地，該底層具有高熱阻(即，低於該基板之一熱傳導率)並用作一熱絕緣器來保護該基板免受產生於該LTHC層中的熱量之影響。或者，具有比該基板更高之一熱傳導率之一底層可用於促進從該LTHC層向該基板之熱傳輸，例如用於減少可能因LTHC層過熱而引起的成像缺陷之發生。
合適的底層包括(例如)聚合物膜、金屬層(例如汽相沈積金屬層)、無機層(例如溶膠－凝膠沈積層與無機氧化物(例如矽、鈦、氧化鋁及其他金屬氧化物)之汽相沈積層)以及有機/無機複合層。適用作下層材料的有機材料包括熱固性及熱塑性材料二者。合適的熱固性材料包括樹脂，其可藉由熱、輻射或化學處理交聯，包括(但不限於)已交聯或可交聯的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、環氧樹脂及聚氨基甲酸乙酯。熱固性材料可塗布至該施體基板或LTHC層上作為(例如)熱塑性先驅物，而隨後交聯以形成一已交聯的下層。
合適的熱塑性材料包括(例如)聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚碸、聚酯及聚醯亞胺。可以經由傳統的塗布技術(例如，溶劑塗布或噴灑塗布)來施加此等熱塑性有機材料。該下層可以對成像輻射之一或多個波長具有透射性、吸收性、反射性或此等性質之一定組合。
適合作為下層材料的無機材料包括(例如)金屬、金屬氧化物、金屬硫化物及無機碳塗層，包括在成像光波長處具有透射性、吸收性或反射性之該些材料。可以經由傳統技術(例如，真空噴濺、真空蒸發或電漿噴射沉積)來塗布或以其他方式施加此等材料。
該底層可以提供許多益處。例如，該底層可用於管理或控制該LTHC層與該施體基板之間的熱傳輸。一底層可用於將基板與產生於該LTHC層中的熱量絕緣或朝該基板將熱量傳輸離開該LTHC層。可以藉由添加層及/或藉由控制諸如熱傳導率(例如，熱傳導率之值或/及方向性之任一者或兩者)、吸收體材料之分佈及/或方向、或者層的形態或層內的微粒(例如晶體生長方向或金屬薄膜層或微粒內的顆粒形成)之類層特性來實現該施體元件中的溫度管理及熱量傳輸。
該下層可含有添加劑，包括(例如)光起始劑、界面活性劑、色素、塑化劑及塗布助劑。該下層之厚度可取決於多個因素，例如下層之材料、該LTHC層之材料及光學特性、該施體基板之材料、該成像輻射之波長、熱轉移元件曝光於成像輻射的持續時間及整體施體元件構造。對於一聚合底層，該底層之厚度一般在0.05微米至10微米，更佳的係從約0.1微米至4微米，更佳的係從約0.5微米至3微米，而更佳的係從約0.8微米至2微米之範圍內。對於無機底層(例如，金屬或金屬化合物底層)，該底層之厚度一般在0.005微米至10微米範圍內，更佳的係從約0.01微米至4微米，而更佳的係從約0.02微米至2微米。
在美國專利案第6,284,425號中對LITI施體底層有一更詳細說明，該案係以引用的方式併入於此。
光熱轉換(LTHC)層
對於輻射引起的熱轉移，可以在該熱轉移施體內併入一可選的單獨LTHC層以將從一發光源輻射的光能量耦合進該熱轉移施體。該LTHC層一般包括一成像輻射吸收體材料，其吸收入射輻射(例如雷射光)，並將該入射輻射之至少一部分轉換為熱量，以實現轉移層從該熱轉移元件向該受體的轉移。在某些情況下，該熱轉移元件可以包含一LTHC層且還包括置放於該熱轉移施體的其他層之一或多層(例如該施體基板、一轉移層或一可選的中間層)中的額外成像輻射吸收體材料。在其他情況下，可能不存在一單獨的LTHC層，而該輻射吸收體可以係置放於該熱轉移施體之其他層之一或多層(例如，該施體基板、一轉移層或一可選的中間層)中。在其他情況下，除在該施體中併入一或多個輻射吸收體外，還可以替代地或額外地將一或多個輻射吸收體置放於該受體中。
一般地，該LTHC層(或其他層)中的成像輻射吸收體材料吸收在該電磁頻譜的紅外線、可見光及/或紫外線區域中或在一特定波長範圍內的光。該成像輻射吸收體材料對選定的成像輻射具有吸收性並且以足以在0.2至3範圍內而較佳的係從0.5至2範圍內的成像輻射波長處提供一吸光率之一位準存在於該熱轉移元件中。典型的輻射吸收材料可以包括，例如，染料(例如，可見光染料、紫外線染料、紅外線染料、螢光染料及輻射極化染料)、色素、有機色素、無機色素、金屬、金屬化合物、金屬膜、一鐵氰化物色素、一肽花青色素、一肽花青染料、一花青色素、一花青染料、一二硫醇金屬色素、一金屬二硫醇染料及其他吸收材料。
典型成像輻射吸收體材料之範例可以包括碳黑、金屬氧化物及金屬硫化物。一典型LTHC層之一範例可以包括一色素，例如碳黑及一黏結劑(例如一有機聚合物)。另一典型LTHC層可以包括形成為一薄膜之金屬或金屬/金屬氧化物，例如黑鋁(即，一部分氧化鋁)。金屬化及金屬化合物膜可以係藉由(例如)噴濺及蒸發沈積技術形成。微粒塗布可以係藉由使用一黏結劑及任何適合之乾式或溼式塗布技術形成。
用作一LTHC層中之成像輻射吸收體材料的典型染料可以微粒形式、溶解在一黏結劑材料中、或至少部分分散在一黏結劑材料中而存在。當使用已分散微粒輻射吸收體材料時，該微粒尺寸可為(至少在某些實例中)約10微米或更小，且可為約1微米或更小。典型的染料包括在光譜的IR區域吸收的該些染料。下面說明此類染料之範例：Matsuoka,M.的"紅色吸收染料"(紐約Plenum出版社，1990年)；Matsuoka,M.的"針對發光二極體雷射的染料之吸收光譜"，東京Bunshin出版公司，1990年；美國專利案第4,722,583、4,833,124、4,912,083、4,942,141、4,948,776、4,948,778、4,950,639、4,940,640、4,952,552、5,023,229、5,024,990、5,156,938、5,286,604、5,340,699、5,351,617、5,360,694及5,401,607號；歐洲專利案第321,923及568,993號；以及Beilo,K.A.等人的J.Chem.Soc.,Chem.Comm.，1993年第452至454頁(1993年)，其皆係以引用的方式併入於此。IR成像輻射吸收體材料包括由H.W.Sands公司(Juniper，FL 33477)售賣之該些材料。可以依據諸如在一特定黏結劑及/或塗布溶劑中的可溶性及與該特定黏結劑/或塗布溶劑的相容性以及吸收波長範圍之類因素來選擇一特定染料。
色素材料也可用在該LTHC層中作為成像輻射吸收體材料。典型色素之範例包括碳黑及石墨，以及肽花青、鎳二硫醇及其他說明於美國專利案第5,166,024及5,351,617號(以引用的方式併入於此)中的色素。此外，可以使用基於(例如)唑酮黃、二甲氧基聯苯胺紅及鎳偶氮黃之銅或鉻複合物之黑偶氮型色素。也可使用無機色素，包括金屬(諸如鑭、鋁、鉍、錫、銦、鋅、鈦、鉻、鉬、鎢、鈷、銥、鎳、鈀、鉑、銅、銀、金、鋯、鐵、鉛及碲)之氧化物及硫化物。金屬硼化物、碳化物、氮化物、碳氮化合物、青銅奈米結構氧化物及結構上與青銅族相關之氧化物(如，WO2 )也可使用。
可以使用金屬成像輻射吸收體材料，其形式為如美國專利案第4,252,671號所說明之微粒，該案係以引用的形式併入於此，或者作為如美國專利案第5,256,506號所揭示之膜，該案係以引用的形式併入於此。典型的金屬包括(例如)鋁、鉍、錫、銦、鍺、碲及鋅。
一微粒成像輻射吸收體材料可以係置放於一黏結劑中。該成像輻射吸收體材料在該塗層中的重量百分比(在計算重量百分比時不包括該溶劑)一般係從1重量百分比至35重量百分比，更佳的係從3重量百分比至30重量百分比，而更佳的係從5重量百分比至25重量百分比，此係取決於該LTHC中使用的特定成像輻射吸收體材料及黏結劑。
此項技術中習知的LTHC層一般包括一UV可固化樹脂系統與作為一小微粒吸收體材料之一碳黑色素分散。碳黑便宜、穩定、易於處理，而且在808奈米(nm)及1064 nm之NIR成像雷射波長時吸收。碳黑之光譜特徵一般產生難以進行UV固化並難以在塗布期間作光學檢查之LTHC層。此外，由於在雷射熱印刷期間發生相同的光熱轉換程序，因此該等塗層在UV固化程序期間容易受熱性損壞之影響。即使一般僅在該UV中將該固化程序敏感化但該UV燈曝光包括整個可見光範圍之功率，在該可見光處吸收並將其轉換為熱量。結果常常係該膜基板之熱損壞及失真。
適當的輻射可固化材料包括輻射可固化單體、低聚物、聚合體及其(聚物)，尤其係丙烯酸酯及甲基(丙烯酸酯)單體、低聚物、聚合物及共(聚物)。用於實施固化之輻射源可以係一雷射或一閃光燈。
為了更好地瞭解一LITI程序之成像輻射吸收體材料之優點，考量三個光譜區域中的光學特性：近紅外線(NIR)、可見光(VIS)及紫外線(UV)。雷射波長一般將在NIR光譜區域(700 nm至1100 nm)中。為了成為針對一給定類型雷射之高效率的成像輻射吸收體材料，該微粒吸收體材料一般必須在該雷射波長處具有一相當大的吸收頻帶。較佳的成像輻射吸收體材料在至少103 mL/g－cm、較佳的係104 mL/g－cm而更佳的係105 mL/g－cm之雷射波長處具有有效消光係數。
因此，適用於一808奈米雷射的成像輻射吸收體材料之範例包括普魯士藍(藍色色素27)、銅肽花青(藍色色素15)及其替代衍生物中的許多衍生物、二硫醇金屬及聚次甲基染料。合適的近紅外線(NIR)成像輻射吸收體還包括可溶於溶劑的花青染料，例如來自FEW化學公司(Wolfen,Germany)的S0402、S0337、S0391、S0094、S0325、S0260、S0712、S0726、S0455及S0728；以及來自Yamamoto化學公司(日本東京)的YKR－2016、YKR－2100、YKR－2012、YKR－2900、D01－014及D03－002；以及可溶解的聚次甲基染料，例如來自Avecia(英國曼徹斯特的Blackley)的Pro－Jet 830 LDI。其他成像輻射吸收體包括可溶於水的花青染料，例如：來自FEW化學公司的S0121、S0270及S0378，以及可溶解與不可溶解的肽花青成像輻射吸收體，例如來自Yamamoto的YKR－1020、YKR－220、YKR－1030、YKR－3020、YKR－3071、YKR－4010、YKR－3030、YKR－3070、YKR－369、D05－003及YKR－5010以及來自Avecia的Pro－Jet 800 NP及Pro－Jet 830 NP。
可見光譜區域(400 nm至700 nm)中增加的透明度對於視覺及/或光學檢查及對齊可能很重要。此外，其可以降低在該UV固化程序期間該LTHC層及基板上的熱負載，從而減小因熱效應產生的基板變形及可能的劣化。
透過該LTHC塗層發送的UV能量(從約200 nm至400 nm波長)之數量與可將該LTHC層可UV固化之容易程度相關，從而最終影響殘餘物位準、固化速度及該LTHC層的熱失真之可能性。
如圖所示，一微粒成像輻射吸收體材料可以係置放於一黏結劑中。該成像輻射吸收體材料在該塗層中的重量百分比(在計算重量百分比時不包括該溶劑)一般係從1重量百分比至35重量百分比，更佳的係從3重量百分比至30重量百分比，而更佳的係從5重量百分比至25重量百分比，此係取決於該LTHC中使用的特定成像輻射吸收體材料及黏結劑。
可以將可選的聚合黏結劑包括於該LTHC層中。用於LTHC層之合適的聚合黏結劑包含膜形成聚合物，例如酚樹脂(例如酚醛、甲酚及可溶酚醛樹脂)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚乙烯醋酸鹽、聚乙烯乙縮醛、聚偏二乙烯氯化物、聚丙烯酸酯、纖維素醚與酯、硝化纖維、聚碳酸酯、聚酯、聚亞安酯及丙烯酸胺基甲酸酯。其他合適的黏結劑可包括已經或可以聚合或交聯之單體、低聚物或聚合物。該黏結劑可能主要係藉由使用可聚合或可交聯的單體及/或具有可選聚合物的低聚物之一塗層來形成。當在該黏結劑中使用一聚合物時，該黏結劑包括1至95重量百分比而較佳的係10至75重量百分比的聚合物(在計算重量百分比時排除該溶劑)。
一旦塗布於該施體基板上，便將該單體、低聚物及聚合物聚合及/或交聯以形成該LTHC層。在某些實例中，若該LTHC層之交聯過低，則該LTHC層可能因熱量而受損及/或允許藉由該轉移層將該LTHC層之一部分轉移至該受體。
包含一熱塑性樹脂(如，聚合物)至少在某些實例中可改進LTHC層之性能(如，轉移特性及/或可塗布性)。一熱塑性樹脂可以促進該LTHC層與該施體基板之黏合。該黏結劑可以包括佔25到95重量百分比(當計算重量百分比時排除溶劑)之熱塑性樹脂，且較佳的係30到45重量百分比之熱塑性樹脂，但是可使用較低數量之熱塑性樹脂(如，1至25重量百分比)。一般將熱塑樹脂選擇為與該黏結劑之其他材料相容(即形成一單相組合)。可以使用一溶解度參數來指示相容性，如J.Brandrup編輯的聚合物手冊第七冊第519至557頁(1989年)中之說明，其係以引用的方式併入於此。在至少一些LTHC層中，針對該黏結劑選擇溶解度參數在9到13(cal/cm3 )1/2 範圍中、較佳的係在9.5到12(cal/cm3 )1/2 範圍中的一熱塑性樹脂。合適的熱塑性樹脂範例包括聚丙烯酸酯、苯乙烯丙烯酸聚合物及樹脂及聚乙烯縮丁醛。
可以添加傳統的塗布助劑(例如介面活性劑及分散劑)來輔助塗布程序。採用各種塗布方法，可以將該LTHC層塗布至該施體基板上。在至少某些實例中，將一聚合或有機LTHC層塗布為在約0.05微米至約20微米、更佳的係約0.5微米至約10微米而更佳的係約1微米至約7微米之一厚度。在至少某些實例中，將一無機LTHC層塗布為在0.001微米至10微米而較佳的係0.002微米至1微米範圍內之一厚度。
輻射吸收體材料可以係均勻地遍置於該LTHC層或可以係非均質地分佈。例如，如美國專利案第6,468,715號(其係以引用的方式併入於此)中所述，非均質LTHC層可用來在施體元件中控制溫度輪廓。此可使熱轉移元件具有改進之轉移特性(如，在預期轉移圖案與實際轉移圖案之間的更好保真性)。
LTHC層可以具有吸收體材料之非均質分佈，例如，用於控制在該施體元件中獲得之一最大溫度及/或用於控制在該轉移層介面處獲得之一溫度。例如，一LTHC層可以具有在較接近該施體基板處不太密集而在較接近該轉移層處較密集之吸收體材料分佈。在許多實例中，與具有相同厚度及光學強度之一均質LTHC層相比，此一設計可以使得吸收更多輻射並將其轉換成更深入該LTHC層之熱量。為簡潔起見，術語"深度"在用於說明該LTHC層中之一位置時表示從該熱質量轉移元件之施體基板側測量在厚度尺寸上深入該LTHC層之距離。在其他實例中，若有一LTHC層具有在較接近該施體基板處較密集而在較接近該轉移層處不太密集的吸收體材料分佈，則可能會有利。
LTHC層也可以係藉由組合含有類似或不同材料的兩個或更多LTHC層形成。
該熱質量轉移施體元件可以包括一非均質的LTHC層。例如，該LTHC層可以具有一隨厚度變化的吸收體材料分佈。特定言之，該LTHC層可以具有一隨厚度增加而增加的吸收體密度。更一般而言，該LTHC層可以係設計成藉由改變同一吸收體材料遍佈該LTHC層之分佈或密度或者藉由在該LTHC層中的不同位置包括不同的吸收體材料或層或者藉由此等二者而具有一變化的吸收係數。基於本揭示內容之目的，術語非均質包括在該LTHC層中至少一方向上的材料之各向異性熱特性或分佈。
一般而言，該吸收係數係與該LTHC層中成像輻射之吸收速率成比例。對於一均質LTHC層，該吸收係數在整個厚度皆不變，而該LTHC層之光學強度約與該LTHC層的總厚度乘以該吸收係數成比例。對於非均質LTHC層，該吸收係數可以改變。範例性的非均質LTHC層可以具有與該LTHC層之厚度成函數關係而改變之一吸收係數，而該光學強度將取決於在整個LTHC厚度範圍所取的吸收係數之積分。
一非均質LTHC層還可以具有在該層平面內變化之一吸收係數。此外，吸收體材料可以係定向或非均質地分散於該LTHC層平面內，以獲得一各向異性熱傳導率(例如，可將針狀磁性微粒用作吸收體微粒並可在存在一磁場之條件下將其定向)。以此方式，可以製造一LTHC層以透過該層之厚度高效率地傳導熱能，從而將熱量傳輸至該傳輸層，而同時在該層平面內具有較低的熱傳導率以使得將較少的熱量耗散進相鄰的較冷區域，例如尚未曝光於成像輻射之該些區域。可能使用此一各向異性熱傳導率來提高使用施體元件的熱圖案化之解析度。
同樣，可以將一熱質量轉移施體元件(例如，基板、底層、中間層及/或傳輸層)之其他層之任何層製造成具有各向異性熱傳導率來控制向其他層或離開其他層之熱量傳輸。製造具有各向異性熱傳導率的層之一方式係在該層中具有一各向異性的材料方向或分佈，該等材料具有不同的熱傳導率。另一方式係將一實體結構賦予一或多層之一表面(例如，用於使得一層在某些點更薄而在其他點更厚)。
藉由將LTHC層設計成具有一隨層厚度變化之吸收係數，可以提高該施體元件之成像性能。例如，可以將該LTHC層設計成使得關於一具有相同厚度及光學強度的均質LTHC介面而降低在該施體元件中獲得之最大溫度及/或升高該轉移溫度(即，在該轉移層/LTHC介面處或轉移層/中間層介面處獲得之溫度)。優點可以包括有能力使用可以產生改進的轉移特性(例如，轉移敏感度)而不會因該施體的過熱而損壞該施體元件或所轉移的圖案之成像條件。
熱質量轉移施體元件可以包括具有一隨厚度變化的吸收係數之一LTHC層。可以藉由任何合適的技術來製造此一LTHC層。例如，可以依序塗布、層壓或以其他方式形成兩個或更多層，該等層中的每一層具有一不同的吸收係數，從而形成一整體非均質的LTHC層。該等層之間的邊界可以係漸變(例如，由於該等層之間的擴散)或突變。還可以藉由將材料擴散成進一先前形成的層以產生隨厚度變化之一吸收係數來製造非均質的LTHC層。範例包括將一吸收體材料擴散進一黏結劑、將氧擴散進一薄鋁層及類似者。
用以製造非均質LTHC層之合適方法包括但不限於：(i)依序塗布具有分散於一交聯材料中的吸收體材料之兩個或更多層，每一層具有一不同的吸收係數，並在每一塗布步驟後交聯或在塗布所有相關層後將多個層交聯在一起；(ii)依序汽相沉積具有不同吸收係數之兩個或更多層；(iii)依序形成具有不同吸收係數之兩個或更多層，該等層中的至少一層包括置放於一黏結劑中的一吸收體材料而該等層中的至少一層係汽相沉積；(iv)依序擠壓一或多層，每一層具有一置放於一黏結劑中的吸收體材料；(v)擠壓至少兩層之一多層堆疊，該等層中的至少兩層具有分散於其中的吸收體材料以具有不同的吸收係數；(vi)依序塗布具有分散於一黏結劑中的吸收體材料之兩個或更多層，每一層具有一不同的吸收係數；(vii)依序塗布具有吸收體材料之兩個或更多層，每一層具有一不同的吸收係數，而該等層中的至少一層包含一可交聯材料，以及在包含該可交聯材料的該(等)對應層之個別塗布步驟之後或接續額外層的塗布之後交聯該(等)對應層；以及(viii)以上步驟之任何合適組合或置換。
可以製造之非均質LTHC層之範例包括以下結構：一兩層結構，其在一較深區域中具有一較高吸收係數；一兩層結構，其在一較深區域中具有一較低吸收係數；一三層結構，其具有一隨深度依序變得更大之吸收係數；一三層結構，其具有一隨深度依序變得更小之吸收係數；一三層結構，其具有一隨深度增加而變得更大及接著變得更小之吸收係數；一三層結構，其具有一隨著深度增加變得更小而接著變得更大之吸收係數；諸如此等，取決於所需的層數目。隨著具有不同吸收係數之區域數目增加及/或隨著變薄的區域及/或隨著區域之間的擴散增加，可以形成接近一連續變化吸收係數之一非均質LTHC層。
可以將該LTHC層用於各種熱轉移元件，包括具有一多組件轉移裝配件的熱轉移元件與用於轉移一裝置之一單一層或其他項目的熱轉移元件。該LTHC層可用於對形成多層裝置有用之熱轉移元件(如上所述)以及對形成其他項目有用之熱轉移元件。範例包括諸如以下項目：濾色片、間隔物層、黑色矩陣層、印刷電路板、顯示器(例如，液晶及發光顯示器)、偏光器、z軸導體及其他可藉由熱轉移形成之項目，例如美國專利案第5,156,938、5,171,650、5,244,770、5,256,506、5,387,496、5,501,938、5,521,035、5,593,808、5,605,780、5,612,165、5,622,795、5,685,939、5,691,114、5,693,446及5,710,097號及PCT專利申請案第98/03346及97/15173號中說明之該些項目。
在美國專利申請案序列號11/246811中提供關於LTHC層之額外說明，其名稱為「輻射可固化熱轉移元件」且係申請於2005年10月7日，其係以引用的方式併入於此。
可選的中間層
一中間層可以係作為一可選元件包括於該熱轉移元件中。該可選中間層可用於將該轉移層之所轉移部分之損壞及污染最小化且還可以減小該轉移層的所轉移部分中之失真。該中間層還可以影響該轉移層與該熱轉移元件之黏合或者以其他方式控制已成像與未成像區域中該轉移層之釋放。一般地，該中間層具有高熱阻，而在成像條件下不會變形或化學分解，尤其不會達到使該已轉移之影像變得失去功能之程度。該中間層實質上不隨該轉移層而轉移。
合適的中間層包含(例如)聚合物膜、金屬層(例如汽相沈積金屬層)、無機層(例如溶膠－凝膠沈積層與無機氧化物(例如矽、鈦及其他金屬氧化物)之汽相沈積層)以及有機/無機複合層。適用作中間層材料的有機材料包括熱固性及熱塑性材料二者。適合之熱固性材料包括樹脂，其可藉由熱、輻射或化學處理交聯，包括(但不限於)已交聯或可交聯的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酯、環氧樹脂及聚氨基甲酸乙酯。可將熱固性材料塗布於LTHC層上作為(例如)熱塑性先驅物，而隨後將其交聯以形成一已交聯中間層。
合適的熱塑性材料包括(例如)聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚碸、聚酯及聚醯亞胺。可以經由傳統的塗布技術(例如，溶劑塗布或噴灑塗布)來施加此等熱塑性有機材料。通常而言，適合用於中間層的熱塑性材料之玻璃轉化溫度(Tg )為25℃或更高。在某些情況下，適合用於中間層的熱塑性材料之玻璃轉化溫度(Tg )為50℃或更高。在其他情況下，適合用於中間層的熱塑性材料之玻璃轉化溫度(Tg )為100℃或更高。在其他情況下，適合用於中間層的熱塑性材料之玻璃轉化溫度(Tg )較佳的係150℃或更高。
該中間層在成像輻射之波長處可具有光學透射性、光學吸收性、光學反射性或其一定組合。視需要，該熱轉移施體元件可以包含若干中間層。在某些情況下，該熱轉移施體可以包含若干中間層(例如，其可以包括以下中間層中的一或多層：一反射性與透射性中間層；多個透射性中間層；多個反射性中間層；一吸收性及一反射性中間層；一吸收與一透射性中間層；或多個吸收性中間層等)，該等中間層具有不同的光學特性，其排序係取決於成像及終端使用應用要求。
適合為中間層材料的無機材料包括(例如)金屬、金屬氧化物、金屬硫化物及無機碳塗層，包括在成像光波長處係高度透射性或反射性之該些材料。在某些情況下，該熱轉移施體元件可以包含若干中間層(例如，其可以包括以下中間層中的一或多層：一無機與有機中間層；多個有機中間層；或多個無機中間層)，該等中間層之排序係取決於成像及終端使用應用要求。
此等材料可經由傳統技術(例如，真空噴濺、真空蒸發，或電漿噴射沉積)應用於該光熱轉換層。該中間層可能提供許多益處。該中間層可以係防止材料從該LTHC層轉移之一阻障。其也可調變在轉移層中獲得的溫度，以便可轉移熱不穩定及/或對溫度敏感的材料。例如，該中間層可用作一熱擴散器，以關於LTHC層中達到之溫度控制在中間層與轉移層間之介面處的溫度。此可改進已轉移層的品質(即表面粗糙度、邊緣粗糙度等)。中間層之存在也可導致改進在已轉移材料中的塑性記憶或減小失真。
該中間層可含有添加劑，包括(例如)光起始劑、介面活性劑、色素、塑化劑及塗布助劑。中間層的厚度可取決於多個因素，例如，中間層的材料、LTHC層的材料、轉移層的材料、成像輻射之波長、及熱轉移元件曝光於成像輻射的持續時間。對於一聚合物中間層，該中間層之厚度一般在0.05微米至約10微米、更佳的係從約0.1微米至約4微米、更佳的係從約0.5微米至約3微米以及更佳的係從約0.8微米至約2微米之範圍內。對於無機中間層(例如，金屬或金屬化合物中間層)，該中間層之厚度一般在約0.005微米至約10微米、更佳的係從約0.01微米至約3微米以及更佳的係從約0.02微米至約1微米之範圍內。
美國專利案第5,725,989號及美國公告申請案第2005/0287315號中說明關於中間層之額外資訊，其皆係以引用的方式併入於此。
轉移層
一轉移層一般係包括於該熱轉移元件中。一轉移層一般係形成為覆蓋該LTHC層，例如藉由蒸發、噴濺或溶劑塗布，藉由塗布為一均勻層，或者藉由使用數位印刷(例如，數位噴墨或數位電子照相印刷)而印刷為一圖案、微影蝕刻印刷或透過一光罩之蒸發或噴濺。如前面所提到，可以在可選的LTHC層與該轉移層之間插入其他可選層，例如一可選的中間層。
一轉移層一般包括用於轉移至一受體之一或多層。可以藉由使用有機、無機、有機金屬及其他材料(例如，包括一電致發光材料或電子活性材料)來形成此等層。儘管該轉移層係說明並繪示為具有離散層，但應明白，至少在某些實例中，可以存在包括每一層的至少一部分之一面間區域。例如，若在轉移該轉移層之前、期間或之後存在該等層之混合或材料擴散，則可能發生此情況。在其他實例中，可以在轉移該轉移層之前、期間或之後完全或部分混合兩層。在某些情況下，該施體與受體之最外層(即接觸層)包含至少一共同材料。在其他情況下，該施體與受體之最外(即接觸)層本質上具有相同成分。
一轉移層之一範例包括用於在一受體上形成一多層裝置(例如一主動或被動裝置)之一多組件轉移裝配件。在某些情況下，該轉移層可以包括該主動或被動裝置所需要的所有層。在其他情況下，可以在該受體上提供該主動或被動裝置之一或多層，其餘層係包括於該轉移層中。或者，可以在已沉積該轉移層後將該主動或被動裝置之一或多層置放到該受體上。在某些情況下，該轉移層係用於形成該主動或被動裝置之僅一單一層或一並非一裝置的項目之一單一或多層。使用一多組件轉移裝配件(尤其係在該等層不混合之情況下)之一優點係可以在製備該熱轉移裝配件時產生該多組件轉移裝配件中的各層之重要的面間特徵而且較佳的係在轉移期間保持此特徵。各層之個別轉移可以在各層之間產生並非最佳的介面。
該熱轉移元件可以包括一熱轉移層，該熱轉移層可用於形成(例如)電子電路、電阻器、電容器、二極體、整流器、電致發光燈、記憶體元件、場效電晶體、雙極電晶體、單接面電晶體、金氧半導體(MOS)電晶體、金屬絕緣體半導體電晶體、電荷耦合裝置、絕緣體金屬絕緣體堆疊、有機導體金屬有機導體堆疊、積體電路、光偵測器、雷射、透鏡、波導、光柵、全像元件、濾波器(例如添加降落濾波器、增益平整濾波器、截止濾波器及類似濾波器)、鏡、分光器、耦合器、組合器、調變器、感測器(例如衰減感測器、相位調變感測器、干涉感測器及類似感測器)、光學空腔、壓電裝置、鐵電裝置、薄膜電池或其組合；例如作為用於光學顯示器之一主動矩陣陣列的場效電晶體與有機電致發光燈之組合。藉由轉移一多組件轉移裝配件及/或一單層，可形成其他項目。
可以從熱質量轉移施體元件選擇性地圖案化之轉移層之範例包括內含以下材料之轉移層：著色劑(例如，分散或溶解於一黏結劑中的色素及/或染料)、偏光器、液晶材料、微粒(例如，用於液晶顯示器之間隔物、磁性微粒、絕緣微粒、導電微粒)、放射材料(例如，無機磷光體及/或有機電致發光材料)、疏水材料(例如，用於噴墨受體之分區庫)、親水材料、多層堆疊(例如，諸如有機電致發光裝置之類的多層裝置構造)、微結構或奈米結構層、光阻、金屬、含聚合物的層、黏合劑、黏結劑、酶或其他生物材料或其他合適的材料或材料組合。以下文獻中揭示轉移層之範例：美國專利案號5,691,098、6,214,520、6,291,126、5,278,023、5,308,737、5,521,035、5,685,939、5,693,446、5,695,907、5,710,097、5,725,989、5,863,860、5,998,085、6,114,088、6,194,119、6,221,543、6,228,543、6,228,555、6,242,152、6,284,425、6,358,664、6,461,775、6,461,787、6,468,715、6,482,564、6,485,884、6,521,324、6,586,153、6,699,597、6,855,384、6,855,636及5,521,035；國際公告案號WO 97/15173、WO 98/03346及WO 99/46961；以及共同讓渡的美國專利申請案序列號09/231,724、09/312,504、09/312,421及09/392,386，其皆係以引用的方式併入於此。
適用性尤佳的轉移層包括在適用於顯示器應用的光學裝置中有用的材料。可以執行熱質量轉移以藉由使用與以微影蝕刻為主的圖案化技術相比更少的處理步驟來對一受體上的一或多個材料進行高準度及精度的圖案化，而因此熱質量轉移在諸如顯示器製造之類應用中尤其有用。例如，可以將轉移層製成為使得在熱轉移至一受體後，所轉移的材料隨即形成濾色片、黑色矩陣、間隔物、阻障、分區、偏光器、延遲層、波板、有機導體或半導體、無機導體或半導體、有機電致發光層(發螢光及/或發磷光)、磷光體層、有機電致發光裝置、有機電晶體及可以用於顯示器(單獨或與其他可能或可能並非以一類似方式圖案化的元件組合)之其他此類元件、裝置或其部分。
可以將該轉移層預圖案化於該施體元件上，並經由輻射引起的成像程序將經預圖案化的轉移層之全部或部分轉移至該受體。可以將各種層(例如一黏附層)塗布至該轉移層上以輔助將該轉移層轉移至該基板。在某些情況下，該轉移層可以包含吸收成像輻射之一或多個材料。當該施體不包含一可選的分離LTHC層時，此點尤其有用。
LITI圖案化
對於使用輻射(例如光)的熱轉移，可以使用各種輻射發射源。對於類比技術(如透過一光罩曝光)，高功率光源(例如氙氣閃光燈與雷射)係可用。對於數位成像技術，紅外線、可見光及紫外線雷射尤其有用。合適的雷射包含(例如)高功率(例如，100 mW)單一模式雷射二極體、光纖耦合雷射二極體以及二極體幫浦固態雷射(例如Nd：YAG與Nd：YLF)。雷射曝光暫停時間可以在從(例如)約0.1微秒至100微秒之範圍內，而雷射影響可以在從(例如)約0.01 J/cm2 至約1 J/cm2 之範圍內。
當在大基板面積上需要較高的點放置精度時(例如，對於高資訊全彩色顯示器應用)，雷射作為該輻射光源尤其有用。雷射源與大的剛性基板(例如1米(m)×1 m×1.1 mm玻璃)及連續或薄片膜基板(例如100微米厚聚醯亞胺薄片)相容。
向一受體之熱轉移
在成像期間，一般令該熱轉移元件接近一受體以將該轉移層之一部分成像並轉移至該受體。在至少某些實例中，壓力或真空可用以保持該熱轉移元件與該受體緊密接觸。接著可以使用一輻射源來以一成影像的方式(例如，以數位方式或藉由透過一光罩之類比曝光)加熱該LTHC層(及/或含有成像輻射吸收體材料的其他層)來依據一圖案執行該轉移層從該熱轉移元件向該受體之成影像的轉移以形成(例如)一有機微電子裝置。
一般地，該轉移層係轉移至該受體而不轉移該熱轉移元件的其他層之任何層，例如可選的中間層及該LTHC層。較佳的係，該等施體及受體塗層中的黏附及黏合力經組態成使得該轉移層係在由輻射曝光的區域中轉移而不在該等非曝光區域中轉移。在某些實例中，可以使用一反射性中間層來衰減透射穿過該中間層的成像輻射之位準並減小對該轉移層的所轉移部分之任何損壞，此損壞可能因所透射的輻射與該轉移層及/或該受體之相互作用而引起。此效果尤其有利於減小熱性損壞，此損壞可能在該轉移層及/或該受體對該成像輻射具有高吸收性之情況下發生。
在雷射曝光期間，可能需要使得因來自所成像材料的多個反射所致乾擾圖案的形成最小化，此可藉由各種方法來實現。最常用的方法係有效糙化關於入射輻射的熱轉移元件表面，如美國專利案第5,089,372號中所說明。此糙化具有破壞該入射輻射的空間相乾性之效果從而使得自我乾擾最小化。一替代方法係在該基板的任一側或兩側上的熱轉移元件內採用一抗反射塗層。抗反射塗層之使用已為人習知而且可以係藉由一塗層(例如氟化鎂)的四分之一波厚度來實施，如美國專利案第5,171,650號中所說明，該案係以引用的方式併入於此。
可使用大型熱轉移元件，包括具有一米或更多之長度及寬度尺寸的熱轉移元件。在操作中，一雷射可以係光柵化或以其他方式橫跨較大熱轉移元件而移動，該雷射可選擇性地操作以依據一所需圖案而照明該熱轉移元件之部分。或者，該雷射可以係固定，而該熱轉移元件係移動於該雷射下方。
在某些實例中，依序使用兩個或更多不同的熱轉移元件來形成一裝置可能係必須、需要及/或方便的。例如，可以使用一熱轉移元件來形成一場效電晶體之一閘電極，而可以使用另一熱轉移元件來形成該閘極絕緣層與半導電層，而可以使用另一轉移層來形成該等源極及汲極接點。可以使用兩個或更多熱轉移元件之各種其他組合形成一裝置，各熱轉移元件形成該裝置之一或多層。此等熱轉移元件中的每一元件可以包括一多組件轉移裝配件或者可僅包括一用於轉移至該受體之單一層。接著依序使用該等兩個或更多熱轉移裝配件來沉積該裝置之一或多層。在某些實例中，該等兩個或更多熱轉移元件中的至少一元件包括一多組件轉移裝配件。
受體
該受體基板可以是適用於一特定應用之任何項目，包括(但不限於)玻璃、透明膜、反射性膜、金屬、半導體、各種紙及塑膠。例如，受體基板可以係適用於顯示器應用之任何類型的基板或顯示元件。適用於顯示器(例如液晶顯示器或發光顯示器)之受體基板，包括對可見光實質上具有透射性的剛性或撓性基板。剛性受體基板之範例包括玻璃、經塗布的玻璃(例如，經氧化銦錫塗布的玻璃)、低溫多晶矽(LTPS)及剛性塑膠。
合適的撓性基板包括實質上透明及透射性的聚合物膜、反射膜、非雙折射膜、半穿透半反射膜、偏光器、多層光學膜及類似者。合適的聚合物基板包含聚合物鹼基(例如聚乙烯對苯二酸鹽、聚萘二甲酸乙二酯)、聚碳酸酯樹脂、聚烯烴樹脂、乙烯聚合物樹脂(例如聚氯乙烯、聚偏二乙烯氯化物、乙烯聚合物乙縮醛等)、纖維酯鹼基(例如纖維三醋酸、纖維醋酸鹽)與在各種成像技術中用作支援物的其他傳統聚合膜。較佳的係2密耳至100密耳(即，0.05 mm至2.54 mm)的透明聚合膜鹼基。
對於玻璃受體基板，典型厚度係0.2 mm至2.0 mm。常常需要使用1.0 mm厚或更薄甚或0.7 mm厚或更薄之玻璃基板。更薄的基板產生更薄而更輕的顯示器。但是，特定的處理、處置及組裝條件可能需要更厚的基板。例如，某些組裝條件可能需要將該顯示器裝配件壓縮成固定置放於該等基板之間的間隔物位置。針對較輕顯示器的薄基板與針對可靠處置及處理的厚基板之具有競爭性的考量可以得到平衡而獲得針對特定顯示器尺寸之一較佳構造。
若該受體基板係一聚合膜，則較佳的可以係該膜係非雙折射以實質上防止乾擾其所整合的顯示器之操作，或者較佳的可以係該膜係雙折射以獲得所需的光學效果。範例性的非雙折射受體基板係溶劑壓鑄的聚酯。此等聚酯之典型範例係由重複的互相聚合單元組成(本質上組成)之聚合物導出之該些聚酯，該等單元係從9,9－雙－(4－羥苯基)－芴及異酞酸、對苯二甲酸或其混合物導出，該聚合物之低聚物(即，分子量約為8000或更小之化學物種)含量低得足以允許形成一均勻膜。美國專利案第5,318,938號中已將此聚合物揭示為在一熱轉移接收元件中之一成分。另一類非雙折射基板係非晶聚烯羥(例如，來自Nippon Zeon有限公司的商標名稱為Zeonex之售賣基板)。範例性的雙折射聚合受體包括多層偏光器或鏡(例如美國專利案第5,882,774及5,828,488號及國際公告案第WO 95/17303號所揭示之受體)。
可以將各種層(例如一黏附層)塗布至該最終受體基板上以輔助將該轉移層轉移至該受體基板。可以將其他層塗布於該最終受體基板上以形成一多層裝置之一部分。例如，可以藉由使用一受體基板來形成一有機發光二極體(OLED)或其他電子裝置，該受體基板具有在從該熱轉移元件轉移該轉移層之前形成於在該受體基板上之一金屬陽極或陰極。可以藉由(例如)將一導電層沉積於該受體基板上或藉由使用(例如)微影蝕刻技術將該層圖案化成一或多個陽極或陰極來形成此金屬陽極或陰極。
一裝置操作所需要之其他層可以係該受體之一部分，例如一電洞注入層及一電洞傳輸層。因此，術語「受體」表示視需要具有額外層(形成一終端裝置的部分)之一基板。在某些情況下，該受體包含一輻射吸收體。
採用LITI施體之微電子裝置製造
可以藉由LITI施體膜來製造各種電子及光學裝置。在某些實例中，可以使用多個熱轉移元件來形成一裝置或其他物件。該等多個熱轉移元件可以包括具有多組件轉移裝配件之熱轉移元件與轉移一單一層之熱轉移元件。例如，可以藉由使用具有多組件轉移裝配件之一或多個熱轉移元件與轉移一單一層之一或多個熱轉移元件來形成一裝置或其他物件。
藉由使用該轉移層之多組件轉移裝配件而形成的多層裝置可以係(例如)一電子或光學裝置。此類裝置之範例包括電子電路、電阻器、電容器、二極體、整流器、電致發光燈、電致發光裝置、記憶體元件、場效電晶體、雙極電晶體、單接面電晶體、MOS電晶體、金屬絕緣體半導體電晶體、電荷耦合裝置、絕緣體金屬絕緣體堆疊、有機導體金屬有機導體堆疊、積體電路、光偵測器、雷射、透鏡、波導、光柵、全像元件、濾波器(例如添加降落濾波器、增益平整濾波器、截止濾波器及類似濾波器)、鏡、分光器、耦合器、組合器、調變器、感測器(例如衰減感測器、相位調變感測器、干涉感測器及類似感測器)、光學空腔、壓電裝置、鐵電裝置、薄膜電池或其組合。其他可以形成的導電裝置包括(例如)電極及導電元件。
一轉移層可以包括用於形成一被動或主動裝置的至少一部分之一多組件轉移裝配件。作為一範例，該轉移層可以包括能夠形成一多層裝置的至少兩層之一多組件轉移裝配件。該多層裝置之此等兩層常常對應於該轉移層之兩層。在此範例中，藉由該多組件轉移裝配件的轉移而形成的各層之一層係一主動層(即，用作該裝置中的一導電、半導體、超導、波導、倍頻、光產生(例如，冷光、發光、發螢光或發磷光)、電子產生或電洞產生層之一層及/或用作在該裝置中產生一光學或電子增益之一層)。
藉由該多組件轉移裝配件的轉移而形成之一第二層係另一主動層或一操作層(即，用作該裝置中的一絕緣、導電、半導體、超導、波導、倍頻、光產生(例如，發螢光或發磷光)、電子產生、電洞產生、光吸收、反射、繞射、相位延遲、散射、分散或擴散層之一層及/或用作在該裝置中產生一光學或電子增益之一層)。該多組件轉移裝配件還可用於形成額外的主動層及/或操作層以及非操作層(即，在該裝置之操作中不執行一功能而係提供用於(例如)輔助將一轉移裝配件轉移至一受體基板及/或將該轉移裝配件黏附於該受體基板之層)。
該轉移層可以包括置放於該轉移層之一外部表面上以輔助與該受體的黏附之一黏附層。例如在該黏附層在該受體與該轉移層的其他層之間導電之情況下，該黏附層可以係一操作層，或者，例如在該黏附層僅將該轉移層黏附於該受體之情況下，係一非操作層。可以藉由使用(例如)熱塑性聚合物(包括導電與非導電聚合物、導電與非導電填充聚合物及/或導電與非導電分散液)來形成該黏附層。合適的聚合物之範例包括丙烯酸酯聚合物、聚苯胺、聚噻吩、聚對苯基乙烯、多炔及其他導電有機材料，例如，導電分子及聚合物手冊(H.S.Nalwa編輯，Chichester市John Wiley and Sons公司出版，第1至4捲(1997年))中所列之該些材料，其係以引用的方式併入於此。合適的導電分散液之範例包括含碳黑、石墨、超精細微粒氧化銦錫、超精細氧化銻錫之墨水及可從Nanophase Technologies公司(伊利諾斯州的Burr Ridge)及Metech(賓州的Elverson)等公司購得之材料。該黏附層可包含一輻射吸收體。
儘管可以藉由離散層形成該轉移層，但該轉移層可以包括在該裝置中具有多個組件及/或多個用途之層。還可以將兩個或更多離散層在轉移期間熔化在一起或者以其他方式加以混合或組合。
OLED製造
轉移一多組件轉移裝配件以形成一OLDE之至少一部分為藉由使用一熱轉移元件來形成一主動裝置提供一解說性、非限制性的範例。美國專利案第6,410,201號中說明一多組件轉移單元之一範例，其係以引用的方式併入於此。在至少某些實例中，一OLED裝置包括夾在一陰極與一陽極之間的合適有機材料之一或多個薄層。電子係從該陰極注入該(等)有機層，而電洞係從該陽極注入該(等)有機層。隨著注入的電荷朝帶有相反電荷的電極遷移，其可以重新組合以形成電子電洞對(一般稱為激子)。此等激子或受激狀態物種可以在其衰減回到一接地狀態時以光的形式發射能量(例如，參見T.Tsutsui的MRS Bulletin 22，第39至45頁(1997年)，其係以引用的方式併入於此)。
解說性的OLDE構造已為熟習此項技術者習知(例如，參見有機電致發光，Zakya Kafafi(編輯)，紐約CRC出版社，2005年)。OLED構造之解說性範例包括：分子分散的聚合物裝置，其中載送及/或發射電荷的物種係分散於一聚合物矩陣中(參見J.Kido的"基於聚合材料之有機電致發光裝置"，聚合物科學趨勢2，第350至355頁(1994年)，其係以引用的方式併入於此)；共軛的聚合物裝置(PLED)，其中聚合物(例如聚伸苯基乙烯化合物)層用作載送及發射電荷的物種(參見J.J.M.Halls等人的薄固態膜第276期第13至20頁(1996年)，其係以引用的方式併入於此)；汽相塗布的小分子(VCSM)異質結構裝置(參見美國專利案第5,061,569號及C.H.Chen等人的"分子有機電致發光材料之最新進展"，巨觀分子論壇第125期第1至48頁(1997年)，其係以引用的方式併入於此)；發光電化學單元(參見Q.Pei等人的J.Amer.Chem.Soc.第118期第3922至3929頁(1996年)，其係以引用的方式併入於此)；以及垂直堆疊的有機發光二極體，其能夠發射多個波長的光(參見美國專利案第5,707,745號及Z.Shen等人的科學第276期第2009至2011頁(第1997年)，其係以引用的方式併入於此)。可以藉由在電子傳輸/射極層206中使用不同的射極及摻雜劑來實現不同色彩的發光(參見C.H.Chen等人的"分子有機電致發光材料的最新進展"，巨觀分子論壇第125期第1至48頁(1997年)，其係以引用的方式併入於此)。
可以藉由使用不同的轉移層來轉移其他OLDE多層裝置構造。可以將該多層裝配件轉移至一受體上以形成OLED。例如，可以將綠色OLED轉移至該受體基板上。隨後，可以轉移藍色OLED而接著轉移紅色OLED。該等綠色、藍色及紅色OLED中的每一者係藉由分別使用綠色、藍色及紅色熱轉移元件來分離地轉移以形成顯示子像素。或者，可以將該等紅色、綠色及藍色熱轉移元件互相疊加地轉移，以產生美國專利案第5,707,745號(其係以引用的方式併入於此)所揭示類型之一多色堆疊OLED裝置。
在形成後，一般將該OLDE耦合至一驅動器並密封以防止損壞。該熱轉移元件可以係塗布有適當轉移層之一較小或相對較大的薄片。使用雷射光或其他類似發光源來轉移此等裝置允許由該熱轉移元件形成窄線及其他形狀。可以使用一雷射或其他光源在該受體(包括長度及寬度可為數米之受體)上產生該轉移層之一圖案。
與OLDE使用壽命相關之處理
本說明書中說明的具體實施例可用於實現更高的LITI裝置效率及更長的操作壽命。LITI技術還十分適用於(例如)圖案化特徵尺寸等於或低於100微米而圖案化精度為±2微米或更小之OLED材料之高解析度圖案化。LITI VCSM OLED尤其有吸引力，因為此類OLDE一直表現出極佳的性能。
兩大類OLED、VCSM OLED及PLED對HIL的構造構成略有不同的要求。由於PLED係藉由傳統的旋塗或浸漬塗布或藉由噴墨而以有機溶液塗布，因此PEDOT型HIL在此類裝置中很常用。另一方面，普遍較佳的係真空塗布的SM OLED僅包括真空塗布層(包括HIL)，其原因在於製造之簡單性及此類裝置之極佳的操作穩定性。儘管已將PEDOT型HIL用於VCSM OLED，但其一般產生具有相對較短使用壽命之裝置。將PEDOT用於高解析度圖案化的OLED之一額外考量因素係特定類型的PEDOT(其在VCSM OLED中表現出相對較長的使用壽命)還擁有相對較高的導電率，從而在高解析度OLED中產生不可接受的串擾。
在特定製程中可能需要經溶液塗布的HIL。在不允許在無短路的條件下製備全真空塗布裝置之基板幾何結構上可能需要經溶液塗布的HIL。例如，在玻璃或撓性基板上的低解析度OLED中可能需要此類基板幾何結構。在藉由LITI製造的高解析度VCSM OLED中，經溶液塗布的HIL亦可能係較佳的。
依據特定具體實施例及如範例所述之修改已顯示對VCSM LITI OLED之以下影響：1.依據特定具體實施例之LITI裝置/程序修改引起LITI光源不均(mura)缺陷種類及數量之減少、在受體層/轉移層介面處形成為瑕疵的LITI裝置暗點之接近消除以及缺陷數目之一定減少。
2.該等修改提高LITI OLED的初始效率並產生較低的裝置操作電壓。兩方面的提高皆允許一較低功率消耗的裝置。
3.該等提高還產生較長的LITI裝置使用壽命。
4.獲得具有經PEDOT及其他有機溶液塗布的HIL之VCSM OLED之提高的操作壽命。
5.上述HIL結構在LITI VCSM OLED中可用作一受體。
6.上述HIL結構可用於粗糙的ITO形態上以防止此類基板上OLED之短路。
儘管上面提到特定的材料範例，但已就若干不同材料的集合組合來證明具體實施例，例如採用一電洞傳輸材料作為HTL1或α NPB(美國佛州Jupiter的HWSands公司)作為HTL2。在一具體實施例中，關鍵在於HTL1係由一有機溶劑溶液處理成之一聚合或低聚電洞傳輸材料。
經證明提高的使用壽命係由於一HIL結構之熱退火所致，該HIL結構包括以下兩層：塗布水分散液的聚噻吩(PEDOT)層及以有機溶劑塗布之一第二層。退火可用於"填充"特定層上的缺陷。退火可以係在轉移之前執行於轉移層上、在轉移之後執行於該轉移層上、在轉移之前執行於該受體上或以其任何組合來執行。具有特別有利優點之一具體實施例涉及在一轉移層轉移之前與之後對該受體進行退火，如範例所解說。
現在將參考以下非限制範例來說明本發明。
範例
範例1(可比)
此範例證明與對應的傳統經真空塗布控制裝置相比在實施上述程序/裝置修改之前的LITI OLED性能。
製備以下經真空塗布控制裝置(CONV裝置)(裝置1.1)：ITO/PEDOT CH8000/1TNATA/sTAD/三重主體：Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag，其係依據表1所述程序。
製備以下LITI OLED(裝置1.2)：ITO/PEDOT CH8000/1TNATA/sTAD/三重主體：Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag，其係依據表2所述程序。
裝置1.1及1.2產生對應於在510 nm處具有λmax 而CIE座標為0.28、0.63的Irppy放射之綠色電致發光。表3中概述裝置1.1及1.2之性能。在此等LITI裝置中觀察到較低的效率、較高的初始操作電壓、甚低於前者的操作壽命及隨時間較陡的電壓爬升。
LITI裝置之較低性能與其電致發光圖案相關，該等圖案在光學顯微鏡中顯示以下類型之多個缺陷：以受體表面上的微粒為中心的周圍電致發光黑點；對應於低劣的受體與轉移層介面之黑點；ITO特徵邊緣之LITI線裂縫；暗色擴散電致發光區域("水印"缺陷)；以及整體顆粒狀電致發光，其具有橫跨線寬度的強度梯度。
範例2
此範例證明在實施上述程序/裝置修改後製造的Irppy綠色與一紅色摻雜劑的紅色LITI裝置之性能(與對應的傳統經真空塗布控制裝置相比)。
製備以下經真空塗布的綠色及紅色控制裝置(CONV裝置)(裝置2.1及2.2)：ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料/sTAD/三重主體：Irppy(三重主體：紅色摻雜劑/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag，其係依據表4所述程序。
製備以下綠色及紅色LITI裝置(LITI裝置)(裝置2.3及2.4)：ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料/sTAD/三重主體：Irppy(三重主體：紅色摻雜劑)/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag，其係依據表5所述程序。
表6概述針對此範例之裝置性能。其證明引入的程序/裝置修改提高初始LITI裝置性能及使用壽命；對於在500 nits初始亮度操作的綠色像素，LITI使用壽命增加至ca.1100 h，而對於在200 nits初始亮度操作的紅色像素，LITI使用壽命增加至ca.5000 h。觀察到的提高與LITI中改進的電致發光圖案相關。例如，因受體與轉移層介面處的瑕疵而產生的電致發光黑點缺陷已在本質上消除，該等ITO特徵邊緣處的LITI線裂縫實質上減少，還觀察到"水印"缺陷之一定減少。
＊ 效率資料中的典型錯誤係±5－10%；＊＊ 電壓資料中的典型錯誤係±5－10%；＊＊＊ 對於綠色處於L0 500 nits而對於紅色處於200 nits，使用壽命資料(△τ1/2與△V)中的典型錯誤係±10至20%；＊＊＊＊ △V值係結合符號使用，因為，與△τ1/2不同，對於△V存在不可靠的加速測試模型。
範例3
此範例證明若在真空層沉積之前對該HLL結構進行退火則包含PEDOT HIL與經有機溶液塗布的HIL(與真空中製備的所有其他層組合)之VCSM OLED顯示明顯提高的操作壽命。其還顯示此類兩層的經溶液塗布之HIL之熱退火明顯減小隨時間的電壓爬升。
製備以下裝置：ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料/sTAD/三重主體：Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag(裝置3.1)；以及ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料＊ /sTAD/三重主體：Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag(裝置3.2)，依據表7所述程序(＊ 退火的PEDOT CH8000/電洞傳輸材料)。
表8顯示針對範例1至3之裝置性能(500 Cd/m2 亮度下之初始效率及電壓，以及指定驅動電流密度時的裝置使用壽命)。
吾等已證明經退火的兩層HIL構造(包括PEDOT與一塗布有機溶液的HIL)呈現提高的使用壽命及隨時間明顯穩定的電壓。頃發現該等兩個HIL的組合以及熱退火處理步驟對於獲得此等結果而言很關鍵而且可允許針對VCSM OLED使用經溶液塗布的HIL。依據特定具體實施例，該等Irppy裝置在500 Cd/m2 之初始亮度時顯示ca.8000 h之使用壽命(外推)。
範例4
對於此範例，製備以下LITI OLED(三重主體：Irppy係一LITI轉移層)：TO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料/sTAD/三重主體：Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag(裝置X.1)；ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料/sTAD/三重主體：Irppy＊ /BAlq/Alq/LiF/Al/Ag(裝置X.2)；以及ITO/PEDOT CH8000/電洞傳輸材料＊ /sTAD/三重主體：Irppy＊ /BAlq/Alq/LiF/Al/Ag(裝置X.3)，此係依據表9所述程序(＊ 退火層)。此範例中實施的施體膜屬於經03091101 YS塗布的捲材。雷射成像條件係在成像平面處1 W的雷射功率時0.8－0.9 J/cm2 之劑量範圍內。
表10概述所製備的LITI裝置之使用壽命性能。在一連續DC驅動模式中針對所有裝置採用一3.5 mA/cm2 之驅動電流來設定使用壽命測試。藉由使用先前在此類結構上得到驗證的以下加速使用壽命關係來獲得500 nits時的使用壽命：J1 時的使用壽命＝J0 ×(J0 /J1 )1.6 時的使用壽命或者L1 時的使用壽命＝L0 ×(L0 /L1 )1.6 時的使用壽命該等結果表示在不對受體或轉移層進行退火之條件下製備的LITI裝置顯示最差的初始效率及使用壽命。例如，類型X.1的裝置之操作壽命在3.5 mA/cm2 之驅動電流時係ca.480小時，而在正規化為500 nits之初始亮度之情況下係440小時。
若實施該LITI層(三重主體：Irppy)之退火(裝置X.2)，則使用壽命在3.5 mA/cm2 之驅動電流及500nits之初始亮度時增加至ca.620小時及730小時。若在sTAD沉積之前對其他受體層進行退火以及在sTAD沉積之後對LITI轉移層三重主體：Irppy層進行退火，則會觀察到LITI裝置使用壽命之甚至更大的提高。因此，裝置X.3分別顯示在3.5 mA/cm2 及500 nits時ca.780小時及940小時之使用壽命。
因此，此範例確認即使在單一的額外熱退火步驟(即，轉移之後對經LITI轉移的結構進行退火)後亦會觀察到LITI OLED使用壽命之提高(提高ca.50至60%)。若還在LITI之前對受體層(在此範例中係CH8000/電洞傳輸材料)進行退火，則進一步提高使用壽命(與不採用退火處理步驟來製造的裝置相比提高超過100%)。
100．．．施體基板
102．．．可選的LTHC層
104．．．可選的中間層
106．．．轉移層
108．．．可選的底層
附圖係併入並組成本說明書之一部分，並與說明內容一起說明本發明之優點及原理。在圖式中圖1係解說LITI施體膜之一範例之一圖式。
100．．．施體基板
102．．．可選的LTHC層
104．．．可選的中間層
106．．．轉移層
108．．．可選的底層

Claims (8)

  1. 一種用以將一影像轉移至一受體上之程序，其包含以下步驟：在一基板上提供一光熱轉換層與塗布於該光熱轉換層上之一轉移層，該轉移層包含一有機材質；將該轉移層放置成與該受體之一表面接觸；藉由一光源以一成影像的圖案照射該光熱轉換層以將對應於該成影像的圖案的該轉移層之部分熱轉移至該受體，在該受體上形成位於該等轉移部分及該受體之間之有機介面；在該照射步驟之前對該受體上的至少一層進行退火；以及在轉移至該受體後對該轉移層之該等部分進行退火，該退火包含於施加額外之層於該等轉移部分前施加一熱處理於該等有機介面，該熱處理係足夠用以減少該等有機介面中之缺陷。
  2. 如請求項1之程序，其進一步包含在一氣體或真空控制的環境中執行該退火。
  3. 如請求項1之程序，其進一步包含在該放置步驟之前將一中間層置放於該光熱轉換層與該轉移層之間。
  4. 如請求項1之程序，其進一步包含在該放置步驟之前將一電洞注入層施加於該受體上。
  5. 如請求項4之程序，其進一步包含在該照射步驟之前對該電洞注入層進行退火。
  6. 如請求項1之程序，其進一步包含在該放置步驟之前將一電洞傳輸層施加於該受體上。
  7. 如請求項6之程序，其進一步包含在該照射步驟之前對該電洞傳輸層進行退火。
  8. 如請求項1之程序，其中該受體包含玻璃、一透明膜或一液晶顯示器基板之一者。
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