KR20090034364A

KR20090034364A - 유기 발광 다이오드 소자의 패턴 형성 및 처리 방법

Info

Publication number: KR20090034364A
Application number: KR1020097001948A
Authority: KR
Inventors: 서게이 에이. 라만스키; 에리카 벨만; 하 티. 티. 레; 존 에스. 스타랠; 존 피. 배츠올드
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-04-07
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: US7670450B2; JP2009545853A; WO2008016763A2; TWI423494B; US20080026306A1; JP2013127971A; JP5558594B2; KR101333137B1; TW200821746A; WO2008016763A3

Abstract

지지체, 광열 변환층, 중간층 및 전사층을 포함할 수 있는 열전사 도너 요소가 제공된다. 도너 요소가 리셉터와 접촉되어 이미지식으로 조사될 때, 광열 변환층에 의한 오염이 없는 이미지가 얻어진다. 전사된 재료의 수명을 향상시키기 위하여, 어닐링과 같은 열처리를 전사 전에 리셉터에, 전사 후에 전사층에, 또는 이들의 조합으로 적용한다. 도너 요소의 구성 및 그에 대한 공정은 컬러 프루프, 컬러 필터 요소 및 유기발광 다이오드 디스플레이 및 소자와 같은 응용을 포함하는 컬러 이미지를 만드는 데 유용하다.

발광 다이오드, 기판, 광열 변환층, 전사층, 리셉터, 패턴, 이미지

Description

유기 발광 다이오드 소자의 패턴 형성 및 처리 방법{PATTERNING AND TREATMENT METHODS FOR ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICES}

본 발명은 레이저 유도 열 이미지 형성(LITI) 또는 등가의 공정에 사용하기 위한 열전사 이미지 형성 요소(thermal transfer imaging element)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방사선-흡수/열변환층 및 전사가능한 층을 갖는 레이저 어드레스가능한 열전사 요소에 관한 것이다.

전자 이미지 형성 정보의 용량과 사용의 증가로, 다양한 전자원에 의해 어드레스가능한 이미지 형성 시스템에 대한 필요성이 또한 증가하고 있다. 그러한 이미지 형성 시스템의 예에는 열전사, 제거(또는 투명화(transparentization)) 및 제거-전사 이미지 형성이 포함된다. 이러한 이미지 형성 시스템은 컬러 프루핑(color proofing), 액정 디스플레이 소자용 컬러 필터 어레이, 인쇄판 및 재생 마스크와 같은 매우 다양한 용도에 유용한 것으로 밝혀졌다.

열전사 이미지 형성 매체를 사용하여 전자 정보를 기록하는 전통적인 방법은 에너지원으로서 열 프린트헤드(thermal printhead)를 사용한다. 정보는 전자 에너지로서 프린트헤드로 전달되어 열전사 도너 시트의 국소적 가열을 야기하고 이후에 이는 이미지 데이터에 상응하는 재료를 리셉터 시트로 전사한다. 2가지의 일차적 인 유형의 열전사 도너 시트로는 염료 승화형(또는 염료 확산 전사형) 및 열 물질 전사형(thermal mass transfer)이 있다. 이러한 유형의 이미지 형성 시스템의 대표적인 예가 미국 특허 제4,839,224호 및 제4,822,643호에 기재되어 있다. 에너지원으로 열 프린트헤드를 사용하는 데에는 프린트헤드 크기의 한계성, 느린 이미지 기록 속도(밀리초), 제한된 해상도, 제한된 어드레스 성능 및 매체와 프린트헤드의 유해한 접촉에 의한 이미지 상의 아티팩트(artifact)와 같은 여러 약점을 겪게 된다.

보다 높은 출력의 콤팩트 레이저, 반도체 광원, 레이저 다이오드 및 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시광선 및 특히 근적외선 및 적외선 영역에서 방출되는 다른 방사선원의 이용가능성과 사용의 증가에 의해 에너지원으로서의 열 프린트헤드의 실행가능한 대안으로서 이러한 에너지원을 사용하는 것이 허용되었다. 이미지 형성원으로서 레이저 또는 레이저 다이오드와 같은 방사선원을 사용하는 것은 이미지 기록 매체 상으로 전자 정보를 전사하는 일차적이고 바람직한 수단 중 하나이다. 매체를 노출시키는 데 방사선을 사용하면 전통적인 열 프린트헤드 이미지 형성 시스템보다 더 높은 해상도 및 최종 이미지의 포맷 크기에 있어서 더 큰 융통성이 제공된다. 또한, 레이저 및 레이저 다이오드와 같은 방사선원은 매체와 열원의 접촉에 의한 유해한 효과를 제거해주는 이점을 제공한다. 결과적으로, 이러한 에너지원에 의해 효율적으로 노출되는 능력을 가지며, 해상도가 높고 에지 선예도(edge sharpness)가 개선된 이미지를 형성하는 능력을 갖는 매체에 대한 필요성이 존재한다.

흡광층을 열전사 구성 내에 포함시켜 광열 변환기(light-to-heat converter)로서 작용하도록 함으로써, 에너지원으로 레이저 및 레이저 다이오드와 같은 방사선원을 사용하여 비-접촉 이미지 형성(non-contact imaging)를 허용하는 것이 당업계에 잘 알려져 있다. 미국 특허 제5,308,737호; 제5,278,023호; 제5,256,506호; 및 제5,156,938호에는 이러한 유형의 요소의 대표적인 예가 기재되어 있다. 전사층은 전사층 그 자체가 광열 변환층으로서 기능하도록 흡광 재료를 포함할 수 있다. 대안적으로, 광열 변환층은 별도의 층, 예를 들어, 기판과 전사층 사이의 별도의 층일 수 있다.

변환층 그 자체가 광열 변환층으로서 기능하는 구성은 입사 방사선의 흡수 및 리셉터로의 효과적인 전사를 증가시키는 첨가제의 첨가를 필요로 할 수 있다. 이러한 경우에, 전사된 이미지 내의 흡수제의 존재는 이미지 형성된 대상의 성능에 유해한 영향 (예를 들어, 전사된 이미지에서 색의 광학 순도를 감소시키는 가시광 흡수, 전사된 이미지 안정성의 감소, 흡수제와 이미지 형성층에 존재하는 다른 성분들 사이의 불상용성 등)을 줄 수 있다. 다른 경우에, 전사층은 입사 방사선을 고유하게 흡수하는 적어도 하나의 성분을 포함할 수 있다.

별도의 광열 변환층을 갖는 도너 구성을 사용할 때 광열 변환층 그 자체에 의한 전사된 이미지의 오염이 흔히 관찰된다. 광열 변환층의 그러한 의도되지 않은 전사에 의한 전사된 이미지의 오염이 발생하고 광열 변환층이 광학 흡수성 또는 전사된 이미지의 성능을 방해하는 다른 특성(예를 들어, 흑체 광열 변환층의 일부분의 컬러 필터 어레이 또는 컬러 프루프(color proof)로의 전사, 전도성 광열 변 환층의 전자 부품으로의 전사 등)을 갖는 경우에, 광열 변환층의 리셉터로의 우발적인 전사는 이미지 형성된 물품의 품질에 특히 유해하다. 이와 유사하게, 이미지 형성 동안 광열 변환층의 기계적 또는 열적 뒤틀림 또는 다른 손상이 발생할 수 있으며 전사된 코팅의 품질에 부정적인 영향을 줄 수 있다.

미국 특허 제5,171,650호는 "제거-전사(ablation-transfer)" 기술을 이용한 열 이미지 형성 방법 및 재료를 개시한다. 이미지 형성 공정에서 사용되는 도너 요소는 지지체, 동적 중간 이형층 및 제거성 캐리어 톱코트(topcoat)를 포함한다. 동적 이형층과 전사층 둘 모두는 적외선-흡수(광열 변환) 염료 또는 안료를 포함할 수 있다. 도너 요소를 리셉터와 밀착 접촉되게 둔 후, 도너를 가간섭성 광원(coherent light source)을 사용하여 이미지식 패턴으로 조사함으로써 이미지가 생성된다.

미국 특허 제6,027,849호는 방사선 흡수제와 조합된 글리시딜 아지드 중합체를 포함하는 에너지 감응층이 일부분에 코팅된 기판을 포함하는 제거 이미지 형성 요소를 개시한다. 입증된 이미지 형성원에는 적외선, 가시광선 및 자외선 레이저가 포함되었다. 노출원으로서 고체 상태 레이저가 개시되었지만, 레이저 다이오드는 구체적으로 언급되지 않았다. 이 출원은 주로 에너지 감응층의 제거에 의한 릴리프 인쇄판(relief printing plate) 및 리소그래피 판의 형성에 관한 것이다. 열 물질 전사의 유용성에 대해서는 구체적으로 언급된 바가 없었다.

미국 특허 제5,308,737호는 조사될 때 상대적으로 다량의 기체를 발생시키는 기체-생성 중합체층을 갖는 중합체 기판 상에 블랙 금속층을 사용하는 것을 개시한 다. 블랙 금속(예를 들어, 블랙 알루미늄)은 방사선을 효율적으로 흡수하고 이를 기체-발생 재료를 위한 열로 변환시킨다. 일부 경우에 있어서 기판으로부터 블랙 금속이 제거되어 기판 상에 포지티브 이미지를 남기는 것이 실시예에서 관찰된다.

미국 특허 제5,278,023호는 컬러 프루프, 인쇄판, 필름, 인쇄된 회로 기판 및 다른 매체를 생성하기 위한 레이저-어드레스가능한 열전사 재료를 개시한다. 이 재료는 추진제층으로 코팅된 기판을 포함하는데, 추진제층은 바람직하게는 약 300℃ 미만의 온도에서 질소(N₂) 기체를 생성할 수 있는 재료; 방사선 흡수제; 및 열 물질 전사 재료를 포함한다. 열 물질 전사 재료는 추진제층 내로 또는 추진제층 상에 코팅된 추가층 내로 혼입될 수 있다. 레이저와 같은 전자기 에너지원에 의한 국소적 가열을 달성하기 위하여 방사선 흡수제를 상기에 개시된 층들 중 하나에 또는 별도의 층에 사용할 수 있다. 열 물질 전사 재료는 예를 들어, 안료, 토너 입자, 수지, 금속 입자, 단량체, 중합체, 염료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이미지를 형성하는 방법뿐만 아니라 이에 의해 제조된 이미지 형성된 물품이 또한 개시된다.

레이저-유도되는 물질 전사 방법은 매우 짧은 가열 시간(전형적으로 나노초 내지 밀리초)의 이점을 가지며, 반면, 통상적인 열 물질 전사 방법은 프린트헤드를 가열하고 열을 도너로 전달하는데 필요한 더 긴 체류 시간(dwell time)(전형적으로 밀리초)으로 인하여 상대적으로 느리다. 레이저-유도 제거형 이미지 형성 조건 하에 생성된 전사된 이미지는 흔히 단편화되고(미립자 또는 단편으로서 표면으로부터 추진됨)/되거나 이미지 형성 공정 동안 뒤틀린다. 비-제거 또는 부분 제거 이미지 형성 조건 하에 (예를 들어, 열 용융 스틱 전사 조건 하에) 생성된 이미지는 또한 전사된 재료의 표면 상에 결함을 나타낼 수 있다. 따라서, 화질이나 해상도는 그대로 유지하면서 레이저 어드레스가능한 시스템의 속도와 효율성을 이용하는 열전사 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

발명의 개요

리셉터 상에 이미지를 전사하는 본 발명에 부합하는 제1 방법은 다음 단계들을 포함한다, 즉 기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계; 전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계; 이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계; 및 조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계.

리셉터 상에 이미지를 전사하는 본 발명에 부합하는 제2 방법은 다음 단계들을 포함한다, 즉 기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계; 전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계; 이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계; 조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계; 및 리셉터로 전사 후 전사층 부분들에 열처리를 행하는 단계.

유기 발광 다이오드 소자를 형성하는 본 발명에 부합하는 방법은 다음 단계 들을 포함한다, 즉 리셉터 상에 홀 주입층을 적용하는 단계; 홀 주입층을 어닐링하는 단계; 리셉터 상에 홀 수송층을 적용하는 단계; 홀 수송층을 어닐링하는 단계; 기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계; 전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계; 이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계.

첨부된 도면은 상세한 설명과 함께 본 명세서 내에 포함되거나 그 일부를 구성하며, 본 발명의 이점 및 원리를 설명한다. 도면에서,

도 1은 LITI 도너 필름의 예를 도시한 도면.

본 발명은 LITI 도너 필름에 사용되는 LITI 전사층의 패턴 형성 방법에 관한 것이다. LITI 도너 필름은 소자 또는 다른 물품을 형성함에 있어서 열전사 및 열전사 요소를 사용하는 소자 및 다른 대상물의 형성 및 부분적인 형성에 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 열전사 요소는, 적어도 부분적으로, 다층 능동 소자 및 수동 소자와 같은 다층 소자, 예를 들어, 다층 전자 및 광학 소자를 제조하기 위해 형성될 수 있다. 이러한 공정은, 예를 들어, 열전사 요소로부터 최종 리셉터로의 다중-성분 전사 어셈블리의 열전사에 의해 성취될 수 있다. 단층 및 다른 다층 전사가 또한 소자 및 다른 물품을 형성하는 데 사용될 수 있음이 인지될 것이다.

본 명세서에서 순서(예를 들어, 수행되는 단계들의 순서 또는 기판 상의 층의 순서)는 명시된 항목들 사이의 중간을 배제하고자 하는 것은 아니다. 더욱이, 본 명세서에 사용되는 바와 같이,

"능동 소자(active device)"라는 용어는 증폭, 진동(oscillation), 또는 신호 제어와 같은 동적인 기능을 할 수 있으며 작동을 위한 전력 공급원을 필요로 할 수 있는 전자 또는 광학 구성요소를 포함한다.

"마이크로 전자 소자" 라는 용어는 단독으로 및/또는 다른 구성요소들과 조합하여 전자 회로와 같은 보다 큰 시스템을 형성하는 데 사용할 수 있는 전자 또는 광학 구성요소를 포함한다. "수동 소자(passive device) "라는 용어는 작동이 근본적으로 정적(static)이며(즉, 이것은 보통 증폭 또는 진동할 수 없음), 특징적인 작동을 위한 전력을 필요로 하지 않을 수도 있는 전자 또는 광학 구성요소를 포함한다.

열전사 요소

도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 LITI 도너 필름은 기계적 지지를 위한 도너 기판(100), 기판(100) 위에 배치되어 이미지 형성 방사선을 열로 변환시키는 데 사용되는 선택적인 LTHC 층(102) 및 전사층(106)을 포함한다. 다른 층들에는, 예를 들어, 기판 위에 배치되는 선택적인 중간층(104), 및 기판(100)과 LTHC 층(102) 사이에 개재되는 선택적인 하층(underlayer)(108)이 포함될 수 있다. "위에 배치되는(overlaying)"이라는 용어는 제1 층과 제 2층 사이에 아마도 삽입층이 있으면서, 제1 층이 제2 층의 상부에 있음을 말한다. 리셉터 또는 기판 상에 층을 적용하는 단계는 아마도 층과 리셉터 또는 기판 사이에 삽입층을 두면서 층을 적용하는 단계를 포함한다.

기판 및 선택적인 프라이머층

일반적으로, LITI 도너 열전사 요소는 기판을 포함한다. 도너 기판은, 예를 들어, 유리, 투명 필름 또는 중합체 필름일 수 있다. 적합한 유형의 중합체 필름 중 하나는 폴리에스테르 필름, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 필름이다. 그러나, 다른 필름은, 도너의 방사가 리셉터의 반대쪽 면으로부터 행하여지는 경우 특정 파장에서의 광의 높은 투과율뿐만 아니라 특정 응용에서의 충분한 기계적 및 열적 안정성을 포함하는 적절한 광학 특성을 갖는 것들을 포함한다. 기판은 그 자체로 이미지 형성 방사선 흡수제 재료를 포함할 수 있으며, 이러한 경우에 상층(top layer)과 같은 기판의 일부분, 또는 전체 기판(예를 들어, 흡수제가 기판 전체에 걸쳐 균질한 경우)은 LTHC 층으로서 기능할 수 있다. 그 경우에, LTHC가 또한 기판으로 기능할 수 있다는 면에서 기판은 선택적이다. 선택적으로, 기판의 표면은 당업자에게 알려진 표면 처리(예를 들어, 공기- 또는 질소-코로나, 플라즈마 등)로 개질하여 후속 층을 기판 위에 배치하기 전에 기판의 표면 특성(예를 들어, 부착 특성, 표면 텍스처, 표면 장력 등)을 제어할 수 있다.

도너 기판은, 적어도 일부 경우에, 사실상 평면이어서 균일한 코팅이 형성될 수 있다. 도너 기판의 전형적인 두께는 0.025 밀리미터(㎜) 내지 0.15 ㎜, 바람직하게는 0.05 ㎜ 내지 0.1 ㎜의 범위이지만, 더 두껍거나 더 얇은 도너 기판을 사용할 수 있다.

전형적으로, 도너 기판을 형성하는 데 사용되는 재료 및 임의의 인접층(들)은 도너 기판과 인접층(들) 사이의 부착성을 향상시키고, 기판과 인접층 사이의 온도 전달을 제어하고, LTHC 층으로의 이미지 형성 방사선 전달을 제어하도록 선택될 수 있다. 그러나, 선택적인 프라이머층을 사용하여 기판 상에 후속층을 코팅하는 동안 균일성을 증가시키거나 또는 도너 기판과 인접층 사이의 접합 강도를 증가시킬 수 있다. 프라이머층을 갖는 적합한 기판의 일례로는 제품 번호 M7Q (일본 오사카 소재의 듀퐁 테이진 필름즈(DuPont Teijin Films)로부터 입수가능)가 있다.

선택적인 하층

선택적인 하층은 예를 들어 이미지 형성 동안에 도너 기판에 대한 손상을 최소화하기 위해 도너 기판과 LTHC 층 사이에 코팅되거나 달리 배치될 수 있다. 하층은 도너 기판 요소에 대한 LTHC 층의 부착에 또한 영향을 줄 수 있다. 전형적으로, 하층은 높은 열 저항(즉, 기판보다 더 낮은 열 전도성)을 갖고, LTHC 층 내에서 발생되는 열로부터 기판을 보호하기 위한 단열체로서 작용한다. 대안적으로, 기판보다 더 높은 열 전도성을 갖는 하층이 LTHC 층으로부터 기판으로의 열 전달을 향상시키기 위해, 예를 들어 LTHC 층 과열에 의해 야기될 수 있는 이미지 결함의 발생을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.

적합한 하층은 예를 들어, 중합체 필름, 금속층(예를 들어, 기상 증착된 금속층), 무기층(예를 들어, 무기 산화물(예컨대, 실리카, 티타니아, 산화알루미늄 및 다른 금속 산화물)의 졸-젤 증착된 층 및 기상 증착된 층), 및 유기/무기 복합층을 포함한다. 하층 재료로서 적합한 유기 재료는 열경화성 및 열가소성 재료 둘 모두를 포함한다. 적합한 열경화성 재료는 가교결합된 또는 가교결합성 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르, 에폭시, 및 폴리우레탄을 포함하지만 이들로 한정되지 않는, 열, 방사선 또는 화학적 처리에 의해 가교결합될 수 있는 수지를 포함한다. 열경화성 재료는 예를 들어 열가소성 전구체로서의 도너 기판 또는 LTHC 층 상으로 코팅되고, 이어서 가교결합되어 가교결합된 하층을 형성할 수 있다.

적합한 열가소성 재료는 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리에스테르, 및 폴리이미드를 포함한다. 이러한 열가소성 유기 재료들은 종래의 코팅 기술(예컨대, 용매 코팅 또는 분사 코팅)에 의해 도포될 수 있다. 하층은 이미지 형성 방사선의 하나 이상의 파장에 대해 투과성이거나, 흡수성이거나, 반사성이거나, 이들의 일부 조합일 수 있다.

하층 재료로서 적합한 무기 재료는 이미지 형성 광 파장에서 투과성, 흡수성, 또는 반사성인 그러한 재료를 포함하는, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 금속 황화물, 및 무기 탄소 코팅을 포함한다. 이들 재료는 종래의 기술(예컨대, 진공 스퍼터링, 진공 증발, 또는 플라즈마 제트 침착)에 의해 코팅되거나 달리 도포될 수 있다.

하층은 여러 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 하층은 LTHC 층과 도너 기판 사이의 열 전달을 관리 또는 제어하기 위해 사용될 수 있다. 하층은 LTHC 층 내에서 발생되는 열로부터 기판을 단열하기 위해 또는 기판을 향해 LTHC 층으로부터 멀리 열을 수송하기 위해 사용될 수 있다. 도너 요소 내의 온도 관리 및 열 전달은 층을 추가함으로써 및/또는 열 전도성(예컨대, 열 전도성의 값 및 방향성 중 하나 또는 둘 모두), 흡수제 재료의 분포 및/또는 배향, 또는 층의 형태 또는 층 내의 입자의 형태(morphology)(예컨대, 금속 박막 층 또는 입자 내에서의 결정 성장 또는 그레인 형성의 배향)와 같은 층 특성을 제어함으로써 달성될 수 있다.

하층은 예를 들어 광개시제, 계면활성제, 안료, 가소제, 및 코팅 보조제를 포함한 첨가제를 함유할 수 있다. 하층의 두께는 예를 들어 하층의 재료, LTHC 층의 재료 및 광학적 특성, 도너 기판의 재료, 이미지 형성 방사선의 파장, 이미지 형성 방사선에 대한 열전사 요소의 노출 지속시간, 및 전체적인 도너 요소 구성과 같은 인자에 의존할 수 있다. 중합체 하층에 있어서, 하층의 두께는 전형적으로 0.05 마이크로미터 내지 10 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.1 마이크로미터 내지 4 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.5 마이크로미터 내지 3 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.8 마이크로미터 내지 약 2 마이크로미터의 범위이다. 무기 하층(예를 들어, 금속 또는 금속 화합물 하층)에 있어서, 하층의 두께는 전형적으로 0.005 마이크로미터 내지 10 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.01 마이크로미터 내지 4 마이크로미터, 및 더욱 바람직하게는 약 0.02 마이크로미터 내지 2 마이크로미터의 범위이다.

LITI 도너 하층에 대한 더욱 상세한 설명은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,284,425호에서 찾아진다.

광열 변환( LTHC ) 층

방사선-유도되는 열전사에 있어서, 선택적인 별도의 LTHC 층이 열전사 도너 내에 포함되어 발광원으로부터 열전사 도너 내로 방사되는 광의 에너지를 커플링할 수 있다. LTHC 층은 전형적으로 입사 방사선을 흡수하고 열전사 도너로부터 리셉터로 전사층의 전사가 가능하도록 적어도 일부의 입사 방사선을 열로 변환하는 이미지 형성 방사선 흡수제 재료를 포함한다. 일부 경우에, 열전사 요소는 LTHC 층을 포함할 수 있으며 또한 열전사 도너의 하나 이상의 다른 층, 예를 들어, 도너 기판, 전사층, 또는 선택적인 중간층 내에 배치되는 추가적인 이미지 형성 방사선 흡수제 재료(들)를 포함할 수 있다. 다른 경우에, 별도의 LTHC 층이 존재하지 않을 수도 있으며, 방사선 흡수제는 열전사 도너의 하나 이상의 다른 층, 예를 들어, 도너 기판, 전사층 또는 선택적인 중간층 내에 배치될 수 있다. 또 다른 경우에, 도너 내에 하나 이상의 방사선 흡수제를 포함하는 대신에, 또는 그 외에, 하나 이상의 방사선 흡수제가 리셉터 내에 배치될 수 있다.

전형적으로, LTHC 층(또는 다른 층) 내의 이미지 형성 방사선 흡수제 재료는 적외선, 가시광선 및/또는 자외선 영역의 전자기 스펙트럼의 광, 또는 특정 파장 범위 내의 광을 흡수한다. 이미지 형성 방사선 흡수제 재료는 선택된 이미지 형성 방사선 흡수성이며 0.2 내지 3, 및 바람직하게는 0.5 내지 2 범위의 이미지 형성 방사선 파장에서 광학 흡수성을 제공하기에 충분한 수준으로 열전사 요소에 존재한다. 전형적인 방사선 흡수 재료에는, 예를 들어, 염료(예를 들어, 가시광선 염료, 자외선 염료, 적외선 염료, 형광 염료, 및 방사선-편광 염료), 안료, 유기 안료, 무기 안료, 금속, 금속 화합물, 금속 필름, 시안화철 안료, 프탈로시아닌 안료, 프탈로시아닌 염료, 시아닌 안료, 시아닌 염료, 금속 다이티올렌 안료, 금속 다이티올렌 염료 및 다른 흡수 재료가 포함될 수 있다.

전형적인 이미지 형성 방사선 흡수제 재료의 예에는 카본 블랙, 금속 산화물 및 금속 황화물이 포함될 수 있다. 전형적인 LTHC 층의 일례에는 카본 블랙과 같은 안료 및 유기 중합체와 같은 결합제가 포함될 수 있다. 다른 전형적인 LTHC 층에는 금속 또는 박막으로 형성된 금속/금속 산화물, 예를 들어, 블랙 알루미늄(즉, 부분적으로 산화된 알루미늄)이 포함될 수 있다. 금속성 또는 금속 화합물 필름은 예를 들어, 스퍼터링 및 증발 증착과 같은 기술로 형성될 수 있다. 결합제 및 임의의 적합한 건식 또는 습식 코팅 기술을 사용하여 미립자 코팅을 형성할 수 있다.

LTHC 층 내의 이미지 형성 방사선 흡수제 재료로서 사용하기 위한 전형적인 염료는 결합제 재료 내에 용해되거나 결합제 재료 내에 적어도 부분적으로 분산된 미립자 형태로 존재할 수 있다. 분산된 미립자형 이미지 형성 방사선 흡수제 재료를 사용할 때, 입자 크기는, 적어도 일부 경우에, 약 10 마이크로미터 이하일 수 있으며, 약 1 마이크로미터 이하일 수 있다. 전형적인 염료는 스펙트럼의 IR 영역에서 흡수하는 그러한 염료를 포함한다. 그러한 염료의 예가 하기: 문헌[Matsuoka, M., "Infrared Absorbing Dyes," Plenum Press, New York, 1990]; 문헌[Matsuoka, M., Absorption Spectra of Dyes for Diode Lasers, Bunshin Publishing Co., Tokyo, 1990], 미국 특허 제4,722,583호; 제4,833,124호; 제4,912,083호; 제4,942,141호; 제4,948,776호; 제4,948,778호; 제4,950,639호; 제4,940,640호; 제4,952,552호; 제5,023,229호; 제5,024,990호; 제5,156,938호; 제5,286,604호; 제5,340,699호; 제5,351,617호; 제5,360,694호; 및 제5,401,607호; 유럽 특허 제321,923호 및 제568,993호; 및 문헌[Beilo, K. A. et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm., 1993, 452-454 (1993)]에 기재되어 있는데, 이들 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다. IR 이미지 형성 방사선 흡수제 재료에는 미국 33477 플로리다주 주니퍼 소재의 에이치. 더블유. 샌즈 코포레이션(H. W. Sands Corporation)에 의해 시판되는 것들이 포함된다. 특정 염료는 특정 결합제 및/또는 코팅 용매 내에서의 용해도 및 그와의 상용성과, 흡수 파장 범위와 같은 인자에 기초하여 선택될 수 있다.

안료성 재료는 또한 LTHC 층에서 이미지 형성 방사선 흡수제 재료로서 사용될 수 있다. 전형적인 안료의 예에는 카본 블랙 및 흑연뿐만 아니라 프탈로시아닌, 니켈 다이티올렌, 및 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,166,024호 및 제5,351,617호에 기재된 다른 안료가 포함된다. 게다가, 예를 들어 피라졸론 옐로우, 다이아니시딘 레드, 및 니켈 아조 옐로우의 구리 또는 크롬 착물 기재의 블랙 아조 안료가 유용할 수 있다. 예를 들어, 란탄, 알루미늄, 비스무트, 주석, 인듐, 아연, 티타늄, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 이리듐, 니켈, 팔라듐, 백금, 구리, 은, 금, 지르코늄, 철, 납 및 텔루륨과 같은 금속의 산화물 및 황화물을 포함하는 무기 안료가 또한 사용될 수 있다. 금속 붕화물, 탄화물, 질화물, 탄질화물, 청동-나노구조화 산화물, 및 청동 패밀리와 구조적으로 관련된 산화물(예를 들어, WO₂)이 또한 사용될 수 있다.

금속 이미지 형성 방사선 흡수제 재료는 예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제4,252,671호에 기재된 것과 같은 미립자 형태로, 또는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,256,506호에 개시된 필름으로서 사용될 수 있다. 전형적인 금속에는, 예를 들어, 알루미늄, 비스무트, 주석, 인듐, 게르마늄, 텔루륨 및 아연이 포함된다.

미립자형 이미지 형성 방사선 흡수제 재료가 결합제 내에 배치될 수 있다. 용매를 제외한 중량%의 계산에서 코팅 중의 이미지 형성 방사선 흡수제 재료의 중량%는 LTHC에 사용되는 특정 이미지 형성 방사선 흡수제 재료(들) 및 결합제(들)에 따라 일반적으로 1 중량% 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 30 중량%, 및 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 25 중량%이다.

당업계에 공지된 LTHC 층은 UV-경화성 수지 시스템 및 카본 블랙 안료 분산물을 작은 입자형 흡수제 재료로서 포함한다. 카본 블랙은 저렴하며, 안정하고, 쉽게 처리되며, 808 나노미터(㎚) 및 1064 ㎚의 NIR 이미지 형성 레이저 파장에서 흡수한다. 카본 블랙의 스펙트럼 특성으로 인하여 일반적으로 LTHC 층은 UV 경화가 어려워지고 코팅 동안 광학적으로 검사하기가 어려워지게 된다. 게다가, 코팅은 레이저 열인쇄 동안 일어나는 동일한 광열 변환 과정으로 인하여 UV 경화 공정 동안 열손상에 민감하다. 경화 공정은 전형적으로 UV에서만 감응한다고 하더라도, UV 램프 노출은 흡수되어 열로 변환되는 가시광선 전체에 걸친 출력을 포함한다. 그 결과, 흔히 필름 기판이 열손상되고 뒤틀리게 된다.

적합한 방사선 경화성 재료에는 방사선 경화성 단량체, 올리고머, 중합체 및 공(중합체), 특히 아크릴레이트 및 메트(아크릴레이트) 단량체, 올리고머, 중합체 및 공(중합체)가 포함된다. 경화를 일으키는 데 사용되는 방사선원은 레이저 또는 플래시 램프일 수 있다.

LITI 공정의 이미지 형성 방사선 흡수제 재료의 이점을 더욱 잘 이해하기 위하여, 세 가지 스펙트럼 영역에서의 광학 특성: 근적외선(NIR), 가시광선(VIS), 및 자외선(UV)을 고찰한다. 레이저 파장은 전형적으로 NIR 스펙트럼 영역(700 ㎚ -1100 ㎚)에 속할 것이다. 소정 유형의 레이저에 효율적인 이미지 형성 방사선 흡수제 재료가 되기 위하여, 입자형 흡수제 재료는 전형적으로 레이저 파장에서 유의미한 흡수 밴드를 가져야만 한다. 바람직한 이미지 형성 방사선 흡수제 재료는 적어도 10³ ㎖/g-㎝, 바람직하게는 10⁴ ㎖/g-㎝, 및 더욱 바람직하게는10⁵ ㎖/g-㎝의 레이저 파장에서 효과적인 소광 계수를 갖는다.

따라서, 808 나노미터 레이저에 사용하기에 적합한 이미지 형성 방사선 흡수제 재료의 예에는 프러시안 블루(Prussian Blue)(피그먼트 블루(Pigment Blue) 27), 구리 프탈로시아닌(피그먼트 블루 15) 및 많은 이의 치환된 유도체, 금속 다이티올렌, 및 폴리메틴 염료가 포함된다. 적합한 근적외선(NIR) 이미지 형성 방사선 흡수제에는 또한 퓨 케미칼스(FEW Chemicals) (독일 볼펜 소재)로부터의 S0402, S0337, S0391, S0094, S0325, S0260, S0712, S0726, S0455 및 S0728와 같은 용매 용해성 시아닌 염료; 및 야마모토 케미칼스, 인크(Yamamoto Chemicals, Inc.) (일본 도쿄 소재)로부터의 YKR-2016, YKR-2100, YKR-2012, YKR-2900, D01-014 및 D03-002뿐만 아니라 아베시아(Avecia) (영국 맨체스터 블랙레이 소재)로부터의 프로-제트(Pro-Jet) 830 LDI와 같은 용해성 폴리메틴 염료가 포함된다. 다른 이미지 형성 방사선 흡수제에는 퓨 케미칼스로부터의 S0121, S0270 및 S0378와 같은 수용성 시아닌 염료 및 야마모토로부터의 YKR-1020, YKR-220, YKR-1030, YKR-3020, YKR-3071, YKR-4010, YKR-3030, YKR-3070, YKR-369, D05-003 및 YKR-5010 및 아베시아로부터의 프로-제트 800 NP 및 프로-제트 830 NP와 같은 용해성 및 불용성 프탈로시아닌 이미지 형성 방사선 흡수제 둘 모두가 포함된다.

가시광선 스펙트럼 영역(400 ㎚ - 700 ㎚)에서의 증가된 투명도는 시각적 및/또는 광학적 검사 및 정렬(alignment) 둘 모두에 있어서 중요할 수 있다. 게다가, UV-경화 공정 동안 LTHC 층 및 기판에 대한 열부하를 낮추어서 열의 영향으로 인한 기판 변형 및 가능한 열화를 감소시킬 수 있다.

LTHC 코팅을 통해 전달되는 UV 에너지(대략 200 ㎚ - 400 ㎚ 파장으로부터)의 양은 잔여물 수준, 경화 속도 및 LTHC 층의 열적 뒤틀림 가능성에 궁극적으로 영향을 주는, LTHC 층이 UV 경화될 수 있는 용이성과 관련된다.

표시된 바와 같이, 미립자형 이미지 형성 방사선 흡수제 재료는 결합제 내에 배치될 수 있다. 용매를 제외한 중량%의 계산에서 코팅 중의 이미지 형성 방사선 흡수제 재료의 중량%는 LTHC에 사용되는 특정 이미지 형성 방사선 흡수제 재료(들) 및 결합제(들)에 따라 일반적으로 1 중량% 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 3 중량% 내지 30 중량%, 및 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 25 중량%이다.

선택적인 중합체성 결합제가 LTHC 층에 포함될 수 있다. LTHC 층에 사용하기에 적합한 중합체성 결합제에는 필름-형성 중합체, 예를 들어, 페놀 수지(예를 들어, 노볼락, 크레졸 및 레졸 수지), 폴리비닐 부티랄 수지, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴레이트, 셀룰로오스 에테르 및 에스테르, 니트로셀룰로오스, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 및 우레탄 아크릴레이트가 포함된다. 다른 적합한 결합제에는 중합되거나 가교결합된 또는 중합되거나 가교결합될 수 있는 단량체, 올리고머 또는 중합체가 포함될 수 있다. 결합제는 선택적인 중합체와 중합성 또는 가교결합성 단량체 및/또는 올리고머의 코팅을 사용하여 주로 형성될 수 있다. 결합제에 중합체를 사용하는 경우, 결합제는 1 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 75 중량%의 중합체(중량% 계산시 용매 제외)를 포함한다.

도너 기판 상에 코팅시, 단량체, 올리고머 및 중합체가 중합 및/또는 가교결합되어 LTHC 층을 형성한다. 일부 경우에, LTHC 층의 가교결합이 너무 낮으면, LTHC 층이 열에 의해 손상되고/되거나 전사층과 함께 LTHC 층의 일부분의 리셉터로의 전사가 가능케 될 수 있다.

열가소성 수지(예를 들어, 중합체)를 포함하면, 적어도 일부 경우에, LTHC 층의 성능(예를 들어, 전사 특성 및/또는 코팅성)이 향상될 수 있다. 열가소성 수지는 도너 기판에 대한 LTHC 층의 부착을 향상시킬 수 있다. 결합제는 25 내지 95 중량%(중량%를 계산할 때 용매 제외)의 열가소성 수지, 및 바람직하게는 30 내지 50 중량%의 열가소성 수지를 포함할 수 있지만, 더 적은 양의 열가소성 수지를 사용할 수 있다(예를 들어, 1 내지 25 중량%). 열가소성 수지는 전형적으로 결합제의 다른 재료들과 상용성이도록(즉, 1-상 조합을 형성하도록) 선택된다. 본 명세서에 참고로 포함된 문헌[Polymer Handbook, J. Brandrup, ed., pp. VII 519-557 (1989)]에 기재된 바와 같이, 용해도 파라미터를 사용하여 상용성을 표시할 수 있다. 적어도 일부 LTHC 층에서, 9 내지 13 (cal/㎤)^1/2, 바람직하게는 9.5 내지 12 (cal/㎤)^1/2 범위의 용해도 파라미터를 갖는 열가소성 수지가 결합제를 위해 선택된다. 적합한 열가소성 수지의 예에는 폴리아크릴계, 스티렌-아크릴계 중합체 및 수지 및 폴리비닐 부티랄이 포함된다.

코팅 공정을 용이하게 하기 위하여 계면활성제 및 분산제와 같은 종래의 코팅 보조제를 첨가할 수 있다. 다양한 코팅 방법을 사용하여 LTHC 층을 도너 기판 상에 코팅할 수 있다. 중합체 또는 유기 LTHC 층은, 적어도 일부 경우에, 약 0.05 마이크로미터 내지 약 20 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 1 마이크로미터 내지 약 7 마이크로미터의 두께로 코팅된다. 무기 LTHC 층은, 적어도 일부 경우에, 0.001 마이크로미터 내지 10 마이크로미터, 및 바람직하게는 0.002 마이크로미터 내지 1 마이크로미터 범위의 두께로 코팅된다.

방사선 흡수제 재료는 LTHC 층 전체에 균일하게 배치될 수 있거나, 또는 비-균질하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,468,715호에 기재된 바와 같이, 비-균질한 LTHC 층이 도너 요소에서 온도 프로파일을 제어하는 데 사용될 수 있다. 이로써 향상된 전사 특성(예를 들어, 의도된 전사 패턴과 실제 전사 패턴 사이의 충실도가 더 양호함)을 갖는 열전사 요소를 얻을 수 있다.

LTHC 층은 예를 들어, 도너 요소에서 얻어지는 최대 온도를 제어하기 위해 및/또는 전사층 경계면에서 얻어지는 온도를 제어하기 위해 흡수제 재료의 비-균질성 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, LTHC 층은 도너 기판에 가까울수록 덜 조밀하고 전사층에 가까울수록 더 조밀한 흡수제 재료 분포를 가질 수 있다. 많은 경우에, 그러한 디자인은 동일한 두께 및 광학 밀도를 갖는 균질한 LTHC 층과 비교하여 LTHC 층 내로 더 깊이 들어갈수록 더 많은 방사선이 흡수되어 열로 변환되게 할 수 있다. 명료하게 하기 위해서는, LTHC 층에서 위치를 설명하는 데 사용될 때 "깊이"라는 용어는 열 물질 전사 요소의 도너 기판측으로부터 측정된 두께 치수에서 LTHC 층으로의 거리를 의미한다. 다른 경우에, 도너 기판에 가까울수록 더욱 조밀하고 전사층에 가까울수록 덜 조밀한 흡수제 재료 분포를 갖는 LTHC 층을 갖는 것이 유익할 수 있다.

LTHC 층은 또한 유사하거나 다른 재료를 포함하는 둘 이상의 LTHC 층을 조합함으로써 형성될 수 있다.

열 물질 전사 도너 요소는 비-균질한 LTHC 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, LTHC 층은 두께가 다양한 흡수제 재료의 분포를 가질 수 있다. 특히, LTHC 층은 깊이가 증가함에 따라 증가하는 흡수제 밀도를 가질 수 있다. 더욱 일반적으로, LTHC 층은 LTHC 층 전체에 걸쳐 동일한 흡수제 재료의 분포 또는 밀도를 달리하여, 또는 LTHC 층의 상이한 위치에서 상이한 흡수제 재료 또는 층을 포함하여, 또는 이들 둘 모두에 의해 다양한 흡수 계수를 갖도록 디자인될 수 있다. 본 발명의 목적에 있어서, "비-균질한"이라는 용어는 LTHC 층의 적어도 한 방향에서의 재료(들)의 이방성 열 특성 또는 분포를 포함한다.

일반적으로, 흡수 계수는 LTHC 층의 이미지 형성 방사선의 흡수율에 비례한다. 균질한 LTHC 층에 있어서, 흡수 계수는 두께 방향으로 일정하며, LTHC 층의 광학 밀도는 LTHC 층의 총 두께 곱하기 흡수 계수에 대략 비례한다. 비-균질한 LTHC 층에 있어서, 흡수 계수는 다양할 수 있다. 예시적인 비-균질한 LTHC 층은 LTHC 층의 두께의 함수로서 변화하는 흡수 계수를 가지며, 광학 밀도는 전체 LTHC 두께 범위에 걸쳐 취해지는 흡수 계수의 적분에 따라 달라질 것이다.

비-균질한 LTHC 층은 또한 층의 평면 내에서 변화하는 흡수 계수를 가질 수 있다. 게다가, 흡수제 재료는 LTHC 층의 평면 내에 배향되거나 비-균질하게 분산되어 이방성 열 전도도를 달성할 수 있다(예를 들어, 침상 자기 입자는 흡수제 입자로서 사용될 수 있고 자기장의 존재 하에 배향될 수 있다). 이러한 방식으로, 층의 평면 내에서는 약한 열 전도도를 가지면서 전사층으로 열을 전달하도록 층의 두께 방향으로 열 에너지를 효율적으로 전도하여 인접한, 보다 저온인 영역, 예를 들어, 이미지 형성 방사선에 노출되지 않은 영역으로 더 적은 열이 소산되게 하는 LTHC 층을 제조할 수 있다. 그러한 이방성 열 전도도는 도너 요소를 사용한 열 패턴 형성의 해상도를 향상시키는 데 사용될 수 있다.

이와 마찬가지로, 열 물질 전사 도너 요소의 임의의 다른 층들(예를 들어, 기판, 하층, 중간층 및/또는 전사층)은 다른 층으로 또는 그로부터 멀리 열을 전달하는 것을 제어하도록 이방성 열 전도도를 갖도록 제조될 수 있다. 이방성 열 전도도를 갖는 층을 제조하는 한 방법은 층에서 재료의 이방성 배향 또는 분포를 갖도록 하는데, 재료는 상이한 열 전도도를 갖는다. 다른 방법은 (예를 들어, 일부 스폿(spot)은 더 얇고 다른 것은 더 두꺼운 층을 제조하기 위하여) 하나 이상의 층의 표면에 물리적 구조를 부여하는 것이다.

층 두께에 따라 흡수 계수가 변화하는 LTHC 층을 디자인하여, 도너 요소의 이미지 형성 성능을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 동일한 두께 및 광학 밀도를 갖는 균질한 LTHC 층에 대하여, 도너 요소에서 얻어지는 최대 온도가 낮아지고/낮아지거나 전사 온도(즉, 전사층/LTHC 경계면 또는 전사층/중간층 경계면에서 얻어지는 온도)가 올라가도록 LTHC 층을 디자인할 수 있다. 이점은 도너의 과열로 인한 도너 요소 또는 전사된 패턴의 손상 없이 향상된 전사 특성(예를 들어, 전사 민감성)에 이를 수 있는 이미지 형성 조건을 사용하는 능력을 포함할 수 있다.

열 물질 전사 도너 요소는 두께에 따라 흡수 계수가 변화하는 LTHC 층을 포함할 수 있다. 그러한 LTHC 층은 임의의 적합한 기술로 제조될 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 층을 순차적으로 코팅, 라미네이팅, 또는 달리 형성할 수 있는데, 각각의 층은 상이한 흡수 계수를 갖고 그럼으로써 전체적으로 비-균질한 LTHC층을 형성한다. 층들 사이의 경계는 (예를 들어, 층들 사이의 확산으로 인해) 점진적이거나 비약적일 수 있다. 비-균질한 LTHC 층은 또한 두께에 따라 변화하는 흡수 계수를 생성하도록 재료를 이전에 형성된 층 내로 확산시킴으로써 제조될 수 있다. 예에는 결합제 내로 흡수제 재료를 확산시키는 것, 얇은 알루미늄 층 내로 산소를 확산시키는 것 등이 포함된다.

비-균질한 LTHC 층을 제조하는 데 적합한 방법은 (i) 가교결합성 재료에 분산된 흡수제 재료를 갖는 2개 이상의 층 - 각각의 층은 상이한 흡수 계수를 가짐 - 을 순차적으로 코팅하고 각각의 코팅 단계 후에 가교결합하거나 모든 적절한 층을 코팅한 후 다수의 층을 함께 가교결합하는 단계; (ii) 상이한 흡수 계수를 갖는 2개 이상의 층을 순차적으로 기상 증착하는 단계; (iii) 상이한 흡수 계수를 갖는 2개 이상의 층 - 층들 중 적어도 하나는 결합제 내에 배치된 흡수제 재료를 포함하고 층들 중 적어도 하나는 기상 증착됨 - 을 순차적으로 형성하는 단계; (iv) 하나 이상의 층 - 각각의 층은 결합제 내에 배치된 흡수제 재료를 가짐 - 을 순차적으로 압출하는 단계; (v) 적어도 2개의 층의 다층 적층체 - 층들 중 적어도 2개는 상이한 흡수 계수를 갖도록 내부에 분산된 흡수제 재료를 가짐 - 를 압출하는 단계; (vi) 결합제에 분산된 흡수제 재료를 갖는 2개 이상의 층 - 각각의 층은 상이한 흡수 계수를 가짐 - 을 순차적으로 코팅하는 단계; (vii) 흡수제 재료를 갖는 2개 이상의 층 - 각각의 층은 상이한 흡수 계수를 가지며, 층들 중 적어도 하나는 가교결합성 재료를 포함함 - 을 순차적으로 코팅하고 그의 각각의 코팅 단계 후에 또는 추가층의 코팅에 후속적으로 가교결합성 재료를 포함하는 상응하는 층(들)을 가교결합하는 단계; 및 (viii) 상기한 단계들의 임의의 적합한 조합 또는 치환을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.

제조될 수 있는 비-균질한 LTHC 층의 예에는 층의 원하는 수에 따라 다음이 포함된다: 더 깊은 영역에서 흡수 계수가 더 큰 2층 구조; 더 깊은 영역에서 흡수 계수가 더 낮은 2층 구조; 흡수 계수가 깊이에 따라 순차적으로 더 커지는 3층 구조; 흡수 계수가 깊이에 따라 순차적으로 더 작아지는 3층 구조; 흡수 계수가 깊이가 증가함에 따라 더 커지다가 후에 더 작아지는 3층 구조; 흡수 계수가 깊이가 증가함에 따라 더 작아지다가 후에 더 커지는 3층 구조 등. 흡수 계수가 상이한 영역의 수가 증가함에 따라, 및/또는 영역이 더 얇아짐에 따라, 및/또는 영역들 사이에 확산이 증가함에 따라, 연속적으로 변화하는 흡수 계수와 비슷한 비-균질한 LTHC 층이 형성될 수 있다.

다중-성분 전사 어셈블리를 갖는 열전사 요소 및 소자 또는 다른 품목의 단일 층을 전사하는 데 사용되는 열전사 요소를 포함하는 다양한 열전사 요소에 LTHC 층을 사용할 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이 다층 소자를 형성하는 데 유용한 열전사 요소뿐만 아니라 다른 품목을 형성하는 데 유용한 열전사 요소에서 LTHC 층을 사용할 수 있다. 그러한 품목의 예에는 컬러 필터, 스페이서 층, 블랙 매트릭스 층, 인쇄 회로 기판, 디스플레이(예를 들어, 액정 및 발광 디스플레이), 편광기, z-축 전도체, 및 예를 들어, 미국 특허 제5,156,938호; 제5,171,650호; 제5,244,770호; 제5,256,506호; 제5,387,496호; 제5,501,938호; 제5,521,035호; 제5,593,808호; 제5,605,780호; 제5,612,165호; 제5,622,795호; 제5,685,939호; 제5,691,114호; 제5,693,446호; 및 제5,710,097호; 및 국제 특허 출원 제98/03346호 및 제97/15173호에 기재된 것들을 포함하는 열전사에 의해 형성될 수 있는 다른 품목이 포함된다.

LTHC 층에 대한 추가적인 설명이 본 명세서에 참고로 포함되고 2005년 10월 7일자로 출원된, 발명의 명칭이 "방사선 경화성 열전사 요소(Radiation Curable Thermal Transfer Elements)"인 미국 특허 출원 제11/246811호에 제공된다.

선택적인 중간층

중간층은 선택적인 요소로서 열전사 요소 중에 포함될 수 있다. 선택적인 중간층은 전사층의 전사되는 부분의 손상 및 오염을 최소화하기 위해 사용될 수 있고, 또한 전사층의 전사되는 부분에서의 뒤틀림을 감소시킬 수도 있다. 또한, 중간층은 열전사 요소에 대한 전사층의 부착에 영향을 주거나, 다르게는 이미지 형성된 영역 및 이미지 형성되지 않은 영역에서의 전사층의 해제를 제어할 수 있다. 전형적으로, 중간층은 높은 열 저항을 가지며, 이미지 형성 조건 하에서 특히 전사되는 이미지가 비기능적이 되게 하는 정도로 왜곡되거나 화학적으로 분해되지 않는다. 중간층은 전형적으로 사실상 전사층과 함께 전사되지 않는다.

적합한 중간층은 예를 들어 중합체 필름, 금속 층(예컨대, 증착된 금속 층), 무기 층(예컨대, 무기 산화물(예컨대, 실리카, 티타니아, 및 다른 금속 산화물)의 졸-젤 증착된 층 및 기상 증착된 층), 및 유기/무기 복합 층을 포함한다. 중간층 재료로서 적합한 유기 재료는 열경화성 및 열가소성 재료 둘 모두를 포함한다. 적합한 열경화성 재료는 가교결합된 또는 가교결합성 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르, 에폭시, 및 폴리우레탄을 포함하지만 이들로 한정되지 않는, 열, 방사선 또는 화학적 처리에 의해 가교결합될 수 있는 수지를 포함한다. 열경화성 재료는 예를 들어 열가소성 전구체로서 LTHC 층 상으로 코팅되고, 그 후에 가교결합되어 가교결합된 중간층을 형성할 수 있다.

적합한 열가소성 재료는 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리에스테르, 및 폴리이미드를 포함한다. 이러한 열가소성 유기 재료들은 종래의 코팅 기술(예컨대, 용매 코팅 또는 분사 코팅)에 의해 도포될 수 있다. 전형적으로, 중간층에 사용하기에 적합한 열가소성 재료의 유리 전이 온도(T_g)는 25℃ 이상이다. 일부 경우에, 중간층에 사용하기에 적합한 열가소성 재료의 유리 전이 온도 (T_g)는 50℃ 이상이다. 다른 경우에, 중간층에 사용하기에 적합한 열가소성 재료의 유리 전이 온도 (T_g)는 100℃ 이상이다. 또 다른 경우에, 중간층에 사용하기에 적합한 열가소성 재료의 유리 전이 온도 (T_g)는 바람직하게는 150℃ 이상이다.

중간층은 이미지 형성 방사선 파장에서, 광학적으로 투과성이거나, 광학적으로 흡수성이거나, 광학적으로 반사성이거나, 이들의 일부 조합일 수 있다. 선택적으로, 열전사 도너 요소는 수 개의 중간층을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 열전사 도너는 수 개의 중간층을 포함할 수 있으며(예를 들어, 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있음: 반사성 및 투과성 중간층 둘 모두; 다수의 투과성 중간층; 다수의 반사성 중간층; 흡수성 및 반사성 중간층; 흡수성 및 투과성 중간층; 또는 다수의 흡수성 중간층 등), 이들의 순서는 이미지 형성 및 최종-사용 응용의 요건에 따라 달라질 것이다.

중간층 재료로서 적합한 무기 재료는 이미지 형성 광 파장에서 고도로 투과성 또는 반사성인 그러한 재료를 포함하는, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 금속 황화물, 및 무기 탄소 코팅을 포함한다. 일부 경우에, 열전사 도너 요소는 광학 특성이 상이한 수 개의 중간층을 포함할 수 있으며(예를 들어, 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있음: 무기 및 유기 중간층 둘 모두; 다수의 유기 중간층; 또는 다수의 무기 중간층), 이들의 순서는 이미지 형성 및 최종-사용 응용의 요건에 따라 달라질 것이다.

이들 재료는 종래의 기술(예컨대, 진공 스퍼터링, 진공 증발, 또는 플라즈마 제트 침착)을 통해 광열 변환층에 도포될 수 있다. 중간층은 많은 이점을 제공할 수 있다. 중간층은 LTHC 층으로부터의 재료의 전사에 대한 장벽일 수 있다. 이는 또한 열적으로 불안정하고/하거나 온도에 민감한 재료가 전사될 수 있도록 전사층 내에서 얻어지는 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 중간층은 열 확산기로서 작용하여 LTHC 층에서 얻어지는 온도와 관련하여 중간층과 전사층 사이의 경계면에서의 온도를 제어할 수 있다. 이는 전사층의 품질(즉, 표면 조도, 에지 조도 등)을 향상시킬 수 있다. 중간층의 존재는 또한 전사되는 재료에서의 개선된 소성 기억 또는 감소된 뒤틀림을 생성할 수 있다.

중간층은 예를 들어 광개시제, 계면활성제, 안료, 가소제, 및 코팅 보조제를 포함한 첨가제를 함유할 수 있다. 중간층의 두께는, 예를 들어, 중간층의 재료, LTHC 층의 재료, 전사층의 재료, 이미지 형성 방사선의 파장, 및 이미지 형성 방사선에 대한 열전사 요소의 노출 지속시간과 같은 인자들에 따라 달라질 수 있다. 중합체 중간체에 있어서, 중간체의 두께는 전형적으로 약 0.05 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.1 마이크로미터 내지 약 4 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.5 마이크로미터 내지 약 3 마이크로미터, 및 더욱 바람직하게는 약 0.8 마이크로미터 내지 약 2 마이크로미터의 범위이다. 무기 중간층(예를 들어, 금속 또는 금속 화합물 중간층)에 있어서, 중간층의 두께는 전형적으로 약 0.005 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.01 마이크로미터 내지 약 3 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 0.02 마이크로미터 내지 약 1 마이크로미터의 범위이다.

중간층에 관한 추가적인 정보가 미국 특허 제5,725,989호 및 미국 특허 공개 제2005/0287315호에 기재되어 있는데, 이들 둘 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다.

전사층

전사층이 전형적으로 열전사 요소 내에 포함된다. 전사층은, 예를 들어, 증발, 스퍼터링 또는 용매 코팅에 의해서, 균일한 층으로 코팅하여, 또는 디지털 인쇄(예를 들어, 디지털 잉크젯 또는 디지털 전자사진 인쇄), 리소그래피 인쇄 또는 증발 또는 마스크를 통한 스퍼터링을 사용하여 패턴으로 인쇄하여, 일반적으로 LTHC 층 위에 배치하여 형성시킨다. 이전에 나타낸 바와 같이, 다른 선택적인 층들, 예를 들어, 선택적인 중간층이 선택적인 LTHC 층과 전사층 사이에 개재될 수 있다.

전사층은 전형적으로 리셉터로 전사하기 위한 하나 이상의 층을 포함한다. 이들 층은 예를 들어, 전계발광 재료 또는 전기적으로 활성인 재료를 포함하는, 유기, 무기, 유기금속성 및 다른 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 전사층이 별개의 층을 갖는 것으로 설명되고 예시되지만, 적어도 일부 경우에, 각 층의 적어도 일부분을 포함하는 경계면 영역이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이는, 예를 들어, 층들이 혼합되거나 전사층의 전사 전, 전사 동안 또는 그 후에 층들 사이에서 재료가 확산하는 경우에 발생할 수 있다. 다른 경우에, 전사층의 전사 전, 전사 동안 또는 그 후에 두 층이 완전히 또는 부분적으로 혼합될 수 있다. 일부 경우에, 도너 및 리셉터 둘 모두의 최외측(즉, 접촉하는) 층은 적어도 하나의 공통 재료를 포함한다. 다른 경우에, 도너 및 리셉터 둘 모두의 최외측(즉, 접촉하는) 층은 본질적으로 동일한 조성을 갖는다.

전사층의 일례는 능동 또는 수동 소자와 같은 다층 소자를 리셉터 상에 형성하는 데 사용되는 다중-성분 전사 어셈블리를 포함한다. 일부 경우에, 전사층은 능동 또는 수동 소자에 필요한 모든 층을 포함할 수 있다. 다른 경우에, 능동 또는 수동 소자의 하나 이상의 층이 리셉터 상에 제공될 수 있고, 나머지 층들은 전사층에 포함된다. 대안적으로, 전사층을 증착한 후에 능동 또는 수동 소자의 하나 이상의 층이 리셉터 상에 배치될 수 있다. 일부 경우에, 전사층은 능동 또는 수동 소자의 단일층만을, 또는 소자 이외의 품목의 단일층 또는 다층을 형성하는 데 사용된다. 다중-성분 전사 어셈블리를 사용하는 한 가지 이점은, 특히, 층들이 혼합되지 않는 경우, 열전사 어셈블리가 제조될 때 다중-성분 전사 어셈블리에서 층들의 중요한 경계면 특성이 생성될 수 있으며 바람직하게는 전사 동안 유지될 수 있다는 것이다. 층의 개별적인 전사로 인해 층들 사이에 덜 최적인 경계면이 생성될 수 있다.

열전사 요소는, 예를 들어, 전자 회로, 저항, 캐패시터, 다이오드, 정류기, 전계발광 램프, 메모리 요소, 전계효과 트랜지스터, 쌍극 트랜지스터, 단접합 트랜지스터, 금속 산화물 반도체(MOS) 트랜지스터, 금속-절연체-반도체 트랜지스터, 전하 결합 소자, 절연체-금속-절연체 적층체, 유기 전도체-금속-유기 전도체 적층체, 집적 회로, 광검출기, 레이저, 렌즈, 도파관, 격자, 홀로그래픽 요소, 필터(예를 들어, 애드-드롭 필터(add-drop filter), 이득-평탄화 필터(gain-flattening filter), 컷오프 필터(cut-off filter) 등), 미러, 스플리터, 커플러, 조합기(combiner), 변조기, 센서(예를 들어, 에버네슨트(evanescent) 센서, 상 변조 센서, 간섭계 센서 등), 광학 캐비티, 압전 소자, 강유전체 소자, 박막 배터리, 또는 이들의 조합; 예를 들어, 광학 디스플레이용 능동 매트릭스 어레이로서의 전계효과 트랜지스터와 유기 전계발광 램프의 조합을 형성하는 데 사용될 수 있는 전사층을 포함할 수 있다. 다중-성분 전사 어셈블리 및/또는 단일층을 전사하여 다른 품목을 형성할 수 있다.

열 물질 전사 도너 요소로부터 선택적으로 패턴 형성될 수 있는 전사층의 예에는 착색제(예를 들어, 결합제에 분산 또는 용해된 안료 및/또는 염료), 편광기, 액정 재료, 입자(예를 들어, 액정 디스플레이용 스페이서, 자기 입자, 절연 입자, 전도성 입자), 발광 재료(예를 들어, 무기 형광체 및/또는 유기 전계발광 재료), 소수성 재료(예를 들어, 잉크젯 리셉터용 파티션 뱅크(partition bank)), 친수성 재료, 다층 적층체(예를 들어, 유기 전계발광 소자와 같은 다층 소자 구성), 미세구조 또는 나노구조 층, 포토레지스트, 금속, 중합체 함유층, 접착제, 결합제, 효소 또는 다른 생체-재료, 또는 다른 적합한 재료 또는 재료들의 조합을 포함하는 전사층이 포함된다. 전사층의 예가 하기 문헌들: 미국 특허 제5,691,098호; 제6,214,520호; 제6,291,126호; 제5,278,023호; 제5,308,737호; 제5,521,035호; 제5,685,939호; 제5,693,446호; 제5,695,907호; 제5,710,097호; 제5,725,989호; 제5,863,860호; 제5,998,085호; 제6,114,088호; 제6,194,119호; 제6,221,543호; 제6,228,543호; 제6,228,555호; 제6,242,152호; 제6,284,425호; 제6,358,664호; 제6,461,775호; 제6,461,787호; 제6,468,715호; 제6,482,564호; 제6,485,884호; 제6,521,324호; 제6,586,153호; 제6,699,597호; 제6,855,384호; 제6,855,636호; 및 제5,521,035호; 국제특허 공개 WO 97/15173호, WO 98/03346호, 및 WO 99/46961호; 및 본 출원과 공히 양도된 미국 특허 출원 제09/231,724호; 제09/312,504호; 제09/312,421호; 및 제09/392,386호에 개시되는데, 이들 모두는 본 명세서에 참고로 포함된다.

특히 적절한 전사층은 디스플레이 응용에 적합한 광학 소자에 유용한 재료를 포함한다. 열 물질 전사는 포토리소그래피 기반의 패턴 형성 기술에서보다 더 적은 공정 단계를 사용하여 하나 이상의 재료를 고도의 정밀성 및 정확성으로 리셉터 상에 패턴 형성하도록 실시될 수 있으며 따라서 디스플레이 제조와 같은 응용에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 전사층은, 리셉터로의 열전사시에, 전사된 재료가 컬러 필터, 블랙 매트릭스, 스페이서, 장벽, 파티션, 편광기, 지연층, 파장판, 유기 전도체 또는 반도체, 무기 전도체 또는 반도체, 유기 전계발광층(형광 및/또는 인광), 형광체층, 유기 전계발광 소자, 유기 트랜지스터, 및 디스플레이에 유용할 수 있는 다른 그러한 요소, 소자 또는 이들의 일부를 단독으로, 또는 유사한 방식으로 패턴 형성될 수 있거나 패턴 형성될 수 없는 다른 요소들과 조합하여 형성하도록 제조될 수 있다.

전사층은 도너 요소 상에 사전-패턴 형성될 수 있고 사전-패턴 형성된 전사층의 전부 또는 일부가 방사선 유도되는 이미지 형성 공정을 통해 리셉터로 전사된다. 다양한 층(예를 들어, 부착층)을 전사층 상에 코팅하여 전사층이 기판으로 전사되는 것을 도울 수 있다. 일부 경우에, 전사층은 이미지 형성 방사선을 흡수하는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 이는 도너가 선택적인 별도의 LTHC 층을 포함하지 않을 때 특히 유용하다.

LITI 패턴 형성

방사선(예를 들어, 광)을 사용하는 열전사에 있어서, 다양한 방사선-방출원을 사용할 수 있다. 아날로그 기술(예를 들어, 마스크를 통한 노출)에 있어서는, 고출력 광원(예를 들어, 제논 플래시 램프 및 레이저)이 유용하다. 디지털 이미지 형성 기술에 있어서는, 적외선, 가시광선 및 자외선 레이저가 특히 유용하다. 적합한 레이저에는, 예를 들어, 고출력(예를 들어, ≥ 100 ㎽) 단일 모드 레이저 다이오드, 섬유-커플링된 레이저 다이오드, 및 다이오드-펌핑된 고체 상태 레이저(예를 들어, Nd:YAG 및 Nd:YLF)가 포함된다. 레이저 노출 체류 시간은, 예를 들어, 약 0.1 마이크로초 내지 100 마이크로초의 범위일 수 있으며, 레이저 플루언스(laser fluence)는, 예를 들어, 약 0.01 J/㎠내지 약 1 J/㎠의 범위일 수 있다.

큰 기판 영역에 걸쳐 (예를 들어, 고도 정보 풀 컬러 디스플레이(high information full color display) 용도에 대해) 높은 스폿 배치 정밀도가 필요할 때, 레이저가 방사선원으로서 특히 유용하다. 레이저원은 1 미터 (m) × 1 m × 1.1 ㎜ 유리와 같은 큰 경질 기판, 및 100 마이크로미터 두께의 폴리이미드 시트와 같은 연속적인 또는 시트형 필름 기판 둘 모두와 상용성이 있다.

리셉터로의 열전사

이미지 형성 동안, 열전사 요소는 전형적으로 이미지 형성 및 전사층 부분의 리셉터로의 전사를 위해 리셉터에 근접하게 된다. 적어도 일부 경우에, 압력 또는 진공을 사용하여 열전사 요소를 리셉터와 밀착 접촉시켜 유지할 수 있다. 그리고 나서, 예를 들어, 유기 미세전자 소자를 형성하기 위하여, 방사선원을 사용하여 LTHC 층(및/또는 이미지 형성 방사선 흡수제 재료를 포함하는 다른 층(들))을 이미지식 방법(예를 들어, 디지털식으로 또는 마스크를 통한 아날로그 노출에 의해)으로 가열하여 패턴에 따라 열전사 요소로부터 리셉터로 전사층의 이미지식 전사를 실시할 수 있다.

전형적으로, 전사층은 선택적인 중간층 및 LTHC 층과 같은 열전사 요소의 임의의 다른 층의 전사 없이 리셉터로 전사된다. 바람직하게는, 도너와 리셉터 코팅의 부착 및 응집력은 방사선 노출된 영역에서는 전사층이 전사되고 비-노출 영역에서는 전사되지 않도록 구성된다. 일부 경우에, 반사성 중간층을 사용하여 중간층을 관통하여 투과되는 이미지 형성 방사선의 수준을 감쇄하여 투과된 방사선과 전사층 및/또는 리셉터의 상호작용으로부터 생길 수 있는 전사층의 전사된 부분의 임의의 손상을 감소시킬 수 있다. 이러한 효과는 전사층 및/또는 리셉터가 이미지 형성 방사선을 고도로 흡수할 때 발생할 수 있는 열손상을 감소시키는 데 특히 유익하다.

레이저 노출 동안, 이미지 형성된 재료로부터의 다중 반사로 인한 간섭 패턴의 형성의 최소화가 바람직할 수 있으며, 이는 다양한 방법으로 성취될 수 있다. 가장 일반적인 방법은 미국 특허 제5,089,372호에 기재된 바와 같이 열전사 요소의 표면을 입사 방사선의 크기로 효과적으로 조면화(roughen)하는 것이다. 이러한 조면화는 입사 방사선의 공간 일관성(spatial coherence)을 중단시키는 효과를 가지며, 그에 따라 자기 간섭(self interference)을 최소화한다. 다른 방법은 기판의 일측 또는 양측 상의 열전사 요소 내에 반사방지 코팅을 사용하는 것이다. 반사방지 코팅의 사용은 알려져 있으며 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,171,650호에 기재된 바와 같이, 1/4파 두께의 코팅, 예를 들어 플루오르화마그네슘으로 구현될 수 있다.

1미터 이상의 길이 및 폭 치수를 갖는 열전사 요소를 포함하는 큰 열전사 요소를 사용할 수 있다. 작동에서, 레이저는 래스터되거나(rastered) 또는 달리 큰 열전사 요소를 가로질러 이동될 수 있는데, 레이저는 원하는 패턴에 따라 열전사 요소의 부분들을 조사하도록 선택적으로 작동된다. 대안적으로, 레이저는 고정된 것이고 열전사 요소가 레이저 아래에서 이동될 수 있다.

일부 경우에, 둘 이상의 상이한 열전사 요소를 순차적으로 사용하여 소자를 형성하는 것이 필요하고, 바람직하고/하거나 편리할 수 있다. 예를 들어, 하나의 열전사 요소를 사용하여 전계효과 트랜지스터의 게이트 전극을 형성할 수 있고, 다른 열전사 요소를 사용하여 게이트 절연층 및 반전도층을 형성할 수 있고, 그리고 또 다른 전사층을 사용하여 소스 및 드레인 접점을 형성할 수 있다. 둘 이상의 열전사 요소의 다양한 다른 조합을 사용하여 소자를 형성할 수 있는데, 각각의 열전사 요소는 소자의 하나 이상의 층을 형성한다. 각각의 이러한 열전사 요소는 다중-성분 전사 어셈블리를 포함할 수 있거나, 또는 리셉터로 전사하기 위한 단일층만을 포함할 수 있다. 그리고 나서, 둘 이상의 열전사 어셈블리를 순차적으로 사용하여 소자의 하나 이상의 층을 증착할 수 있다. 일부 경우에, 둘 이상의 열전사 요소 중 적어도 하나는 다중-성분 전사 어셈블리를 포함한다.

리셉터

리셉터 기판은 유리, 투명 필름, 반사 필름, 금속, 반도체, 다양한 종이 및 플라스틱을 포함하지만 이로 한정되지 않는 특정 응용에 적합한 임의의 품목일 수 있다. 예를 들어, 리셉터 기판은 디스플레이 응용에 적합한 임의의 유형의 기판 또는 디스플레이 요소일 수 있다. 액정 디스플레이 또는 발광 디스플레이와 같은 디스플레이에 사용하기에 적합한 리셉터 기판에는 가시광선에 대하여 사실상 투과성인 강성 또는 유연성 기판이 포함된다. 강성 리셉터 기판의 예에는, 유리, 코팅 유리(예를 들어, 산화인듐주석 코팅된 유리), 저온 폴리실리콘(LTPS) 및 강성 플라스틱이 포함된다.

적합한 유연성 기판에는 사실상 투명하며 투과성인 중합체 필름, 반사 필름, 비-복굴절 필름, 반투과(transflective) 필름, 편광 필름, 다층 광학 필름 등이 포함된다. 적합한 중합체 기판에는 폴리에스테르 기재(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리카르보네이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리비닐 수지(예를 들어, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 아세탈 등), 셀룰로오스 에스테르 기재(예를 들어, 셀룰로오스 트라이아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트) 및 다양한 이미지 형성 분야에서 지지체로서 사용되는 다른 종래의 중합체 필름이 포함된다. 0.05 ㎜ 내지 2.54 ㎜ (즉, 2 mil 내지 100 mil)의 투명 중합체 필름 기재가 바람직하다.

유리 리셉터 기판에 있어서, 전형적인 두께는 0.2 ㎜ 내지 2.0 ㎜이다. 1.0 ㎜ 두께 이하, 또는 심지어 0.7 ㎜ 두께 이하의 유리 기판을 사용하는 것이 흔히 바람직하다. 더 얇은 기판은 더 얇고 더 경량인 디스플레이로 이어진다. 그러나, 특정 처리, 취급 및 조립 조건은 더 두꺼운 기판을 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 일부 어셈블리 조건은 기판들 사이에 배치된 스페이서의 위치를 고정하기 위하여 디스플레이 어셈블리의 압축을 필요로 할 수 있다. 더 경량인 디스플레이를 위한 얇은 기판 및 신뢰할 수 있는 취급 및 처리를 위한 두꺼운 기판에 대한 경쟁적인 관심사가 균형을 이루어 특정한 디스플레이 치수에 있어서 바람직한 구성을 달성할 수 있다.

리셉터 기판이 중합체 필름인 경우, 필름은 그가 일체화될 디스플레이의 작동을 방해하는 것을 사실상 방지하기 위하여 비-복굴절성인 것이 바람직할 수 있거나, 또는 필름은 원하는 광학 효과를 달성하기 위하여 복굴절성인 것이 바람직할 수 있다. 예시적인 비-복굴절성 리셉터 기판은 용매 주조된 폴리에스테르이다. 이들의 전형적인 예로는 9,9-비스-(4-하이드록시페닐)-플루오렌 및 아이소프탈산, 테레프탈산 또는 이의 혼합물로부터 유도되는, 반복되는 혼성중합된 단위로 이루어지거나 본질적으로 이루어진 중합체로부터 유도되는 것들이 있는데, 중합체는 올리고머(즉, 분자량이 약 8000 이하인 화학종) 함량이 충분히 낮아 균일한 필름을 형성할 수 있다. 이러한 중합체는 미국 특허 제5,318,938호에 열전사 수용 요소의 한 성분으로서 개시되어 있다. 다른 부류의 비-복굴절 기판은 비결정성 폴리올레핀(예를 들어, 니폰 제온 컴퍼니, 리미티드(Nippon Zeon Co., Ltd.)로부터 상표명 제오넥스(Zeonex)(등록상표)로 시판되는 것들)이다. 예시적인 복굴절 중합체 리셉터에는 미국 특허 제5,882,774호 및 제5,828,488호 및 국제특허 공개 WO 95/17303호에 개시된 것들과 같은 다층 편광기 또는 미러가 포함된다.

다양한 층들(예를 들어, 부착층)을 최종 리셉터 기판 상에 코팅하여 전사층이 리셉터 기판으로 전사되는 것을 도울 수 있다. 다른 층을 최종 리셉터 기판 상에 코팅하여 다층 소자의 일부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 열전사 요소로부터 전사층을 전사하기 전에 리셉터 기판 상에 형성된 금속 애노드 또는 캐소드를 갖는 리셉터 기판을 사용하여 유기발광 다이오드(OLED) 또는 다른 전자 소자를 형성할 수 있다. 이러한 금속 애노드 또는 캐소드는, 예를 들어, 전도층을 리셉터 기판 상에 증착하고, 예를 들어 포토리소그래피 기술을 사용하여 층을 하나 이상의 애노드 또는 캐소드로 패턴 형성하여 형성시킬 수 있다.

소자의 작동에 필요한 다른 층은 홀 주입층 및 홀 수송층과 같이 리셉터의 일부일 수 있다. 그러므로, "리셉터"라는 용어는 최종 소자의 일부를 형성하는 추가층을 선택적으로 갖는 기판을 말한다. 일부 경우에, 리셉터는 방사선 흡수제를 포함한다.

LITI 도너를 사용한 미세전자 소자 제작

LITI 도너 필름을 사용하여 다양한 전자 및 광학 소자를 제작할 수 있다. 일부 경우에, 다수의 열전사 요소를 사용하여 소자 또는 다른 대상물을 형성할 수 있다. 다수의 열전사 요소는 다중-성분 전사 어셈블리를 갖는 열전사 요소 및 단일층을 전사하는 열전사 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다중-성분 전사 어셈블리를 갖는 하나 이상의 열전사 요소 및 단일층을 전사하는 하나 이상의 열전사 요소를 사용하여 소자 또는 다른 대상물을 형성할 수 있다.

전사층의 다중-성분 전사 어셈블리를 사용하여 형성된 다층 소자는, 예를 들어, 전자 또는 광학 소자일 수 있다. 이러한 소자의 예에는 전자 회로, 저항, 캐패시터, 다이오드, 정류기, 전계발광 램프, 전계발광 소자, 메모리 요소, 전계효과 트랜지스터, 쌍극 트랜지스터, 단접합 트랜지스터, MOS 트랜지스터, 금속-절연체-반도체 트랜지스터, 전하 결합 소자, 절연체-금속-절연체 적층체, 유기 전도체-금속-유기 전도체 적층체, 집적 회로, 광검출기, 레이저, 렌즈, 도파관, 격자, 홀로그래픽 요소, 필터(예를 들어, 애드-드롭 필터, 이득-평탄화 필터, 컷오프 필터 등), 미러, 스플리터, 커플러, 조합기, 변조기, 센서(예를 들어, 에버네슨트 센서, 상 변조 센서, 간섭계 센서 등), 광학 캐비티, 압전 소자, 강유전체 소자, 박막 배터리, 또는 이들의 조합이 포함된다. 형성될 수 있는 다른 전기 전도성 소자에는, 예를 들어, 전극 및 전도성 요소가 포함된다.

전사층은 수동 또는 능동 소자의 적어도 일부분을 형성하는 데 사용된 다중-성분 전사 어셈블리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전사층은 다층 소자의 적어도 2개의 층을 형성할 수 있는 다중-성분 전사 어셈블리를 포함할 수 있다. 다층 소자의 이러한 2개의 층은 흔히 전사층의 2개의 층에 대응한다. 이러한 예에서, 다중-성분 전사 어셈블리의 전사에 의해 형성되는 층들 중 하나는 능동층(즉, 소자에서 전도, 반전도, 초전도, 도파, 주파수 체배(frequency multiplying), 광 생성(예를 들어, 냉광, 발광, 형광 또는 인광), 전자 생성, 또는 홀 생성 층으로서 및/또는 소자에서 광학 또는 전자 이득을 생성하는 층으로서 작용하는 층)이다.

다중-성분 전사 어셈블리의 전사에 의해 형성되는 제2 층은 다른 능동층 또는 작동층(operational layer)(즉, 소자에서 절연, 전도, 반전도, 초전도, 도파, 주파수 체배, 광 생성(예를 들어, 형광 또는 인광), 전자 생성, 홀 생성, 광 흡수, 반사, 회절, 상 지연(phase retarding), 산란, 분산 또는 확산 층으로서 및/또는 소자에서 광학 또는 전자 이득을 생성하는 층으로서 작용하는 층)이다. 다중-성분 전사 어셈블리는 또한 추가적인 능동층 및/또는 작동층뿐만 아니라, 비-작동층(즉, 소자의 작동에서 기능을 수행하지 않지만 예를 들어 전사 어셈블리의 리셉터 기판으로의 전사를 돕고/돕거나 리셉터 기판에 전사 어셈블리를 부착하기 위해 제공되는 층)을 형성하는 데 사용될 수 있다.

리셉터에 대한 부착을 돕기 위하여 전사층은 전사층의 외측 표면 상에 배치되는 부착층을 포함할 수 있다. 부착층은, 예를 들어, 부착층이 리셉터와 전사층의 다른 층 사이에 전기를 전도하는 경우에 작동층일 수 있거나, 또는 예를 들어, 부착층이 단지 전사층을 리셉터에 부착하기만 하는 경우에는 비-작동층일 수 있다. 부착층은, 전도성 및 비-전도성 중합체, 전도성 및 비-전도성 충전 중합체(non-conducting filled polymers) 및/또는 전도성 및 비-전도성 분산물을 포함하는 예를 들어, 열가소성 중합체를 사용하여 형성될 수 있다. 적합한 중합체의 예에는 아크릴 중합체, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리(페닐렌비닐렌), 폴리아세틸렌, 및 본 명세서에 참고로 포함된 문헌[Handbook of Conductive Molecules and Polymers, Vols. 1-4, H. S. Nalwa, ed., John Wiley and Sons, Chichester (1997)]에 나열된 것들과 같은 다른 전도성 유기 재료가 포함된다. 적합한 전도성 분산물의 예에는 카본 블랙, 흑연, 초미세 미립자형 산화인듐주석, 초미세 산화안티몬주석을 포함하는 잉크 및 나노페이즈 테크놀로지스 코포레이션(Nanophase Technologies Corporation)(미국 일리노이주 버르 릿지 소재) 및 메테크(Metech)(미국 펜실베이니아주 엘버슨 소재)와 같은 회사로부터 구매가능한 재료가 포함된다. 부착층은 방사선 흡수제를 포함할 수 있다.

전사층은 별개의 층으로 형성될 수 있지만, 전사층은 다수의 구성요소 및/또는 소자에서 다수의 용도를 갖는 층들을 포함할 수 있다. 또한, 둘 이상의 별개의 층이 전사 동안 함께 용융되거나 달리 혼합 또는 조합될 수 있다.

OLED 제작

OLED의 적어도 일부분을 형성하기 위한 다중-성분 전사 어셈블리의 전사는 열전사 요소를 사용한 능동 소자의 형성에 대한 예시적인 비제한적 예를 제공한다. 다중구성요소 전사 유닛의 예가 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제6,410,201호에 기재되어 있다. 적어도 일부 경우에, OLED 소자는 캐소드와 애노드 사이에 끼워진 적합한 유기 재료의 얇은 층 또는 층들을 포함한다. 전자는 캐소드로부터 유기 층(들) 내로 주입되고 홀은 애노드로부터 유기 층(들) 내로 주입된다. 주입된 전하가 반대로 대전된 전극을 향하여 이동할 때, 이들은 재조합되어 전형적으로 여기자(exciton)로 지칭되는 전자-홀 쌍을 형성할 수 있다. 이러한 여기자, 또는 여기 상태 화학종은 그가 바닥 상태로 다시 붕괴될 때 광의 형태로 에너지를 방출할 수 있다(예를 들어, 본 명세서에 참고로 포함된 문헌[T. Tsutsui, MRS Bulletin, 22, 39-45 (1997)] 참조).

예시적인 OLED 구성이 당업자에게 알려져 있다(예를 들어, 문헌[Organic Electroluminescence, Zakya Kafafi (ed.), CRC Press, NY, 2005] 참조). OLED 구성의 예시적인 예에는 전하 운송 및/또는 방출 화학종이 중합체 매트릭스 내에 분산되어 있는 분자적으로 분산된 중합체 소자(본 명세서에 참고로 포함된 문헌[J. Kido "Organic Electroluminescent devices Based on Polymeric Materials", Trends in Polymer Science, 2, 350-355 (1994)] 참조), 폴리페닐렌 비닐렌과 같은 중합체의 층이 전하 운송 및 방출 화학종으로 작용하는 콘쥬게이트된 중합체 소자(PLED) (본 명세서에 참고로 포함된 문헌[J. J. M. Halls et al., Thin Solid Films, 276, 13-20 (1996)] 참조), 기상 코팅된 소분자(VCSM) 헤테로구조 소자(본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,061,569호 및 문헌[C. H. Chen et al., "Recent Developments in Molecular Organic Electroluminescent Materials", Macromolecular Symposia, 125, 1-48 (1997)] 참조), 발광 전기화학 전지(본 명세서에 참고로 포함된 문헌[Q. Pei et al., J. Amer. Chem. Soc., 118, 3922-3929 (1996)] 참조), 및 다수의 파장에서 광을 방출할 수 있는 수직으로 적층된 유기 발광 다이오드(본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,707,745호 및 문헌[Z. Shen et al., Science, 276, 2009-2011 (1997)] 참조)가 포함된다. 상이한 색상의 광의 방출은 전자 수송/이미터 층(206)에서 상이한 이미터 및 도판트를 사용하여 달성될 수 있다(본 명세서에 참고로 포함된 문헌[C. H. Chen et al., "Recent Developments in Molecular Organic Electroluminescent Materials", Macromolecular Symposia, 125, 1-48 (1997)] 참조).

상이한 전사층들을 사용하여 다른 OLED 다층 소자 구성을 전사할 수 있다. 다층 어셈블리를 리셉터 상에 전사하여 OLED를 형성할 수 있다. 예를 들어, 녹색 OLED를 리셉터 기판 상에 전사할 수 있다. 후속적으로, 청색 OLED를, 그리고 그 다음에 적색 OLED를 전사할 수 있다. 각각의 녹색, 청색 및 적색 OLED를 각각 녹색, 청색 및 적색 열전사 요소를 사용하여 별도로 전사하여 디스플레이 서브픽셀(sub-pixel)을 형성한다. 대안적으로, 적색, 녹색 및 청색 열전사 요소를 서로의 상부 상에 전사하여, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,707,745호에 개시된 유형의 적층된 다중-색 OLED 소자를 생성할 수 있다.

형성 후에, OLED는 전형적으로 드라이버에 결합시키고 밀봉하여 손상을 방지한다. 열전사 요소는 적절 전사층으로 코팅된 작은 또는 상대적으로 큰 시트일 수 있다. 레이저 광 또는 다른 유사한 발광원을 이러한 소자의 전사에 사용함에 의해 열전사 요소로부터 가는 선 및 다른 형상의 형성이 가능케 된다. 레이저 또는 다른 광원은 길이 및 폭이 수 미터일 수 있는 리셉터를 포함하는 리셉터 상에 전사층의 패턴을 생성하기 위하여 사용될 수 있다.

OLED 수명과 관련된 처리

본 명세서에 개시된 실시 형태는 LITI 소자의 더 큰 효율 및 더 긴 작동 수명을 가능하게 하는 데 사용될 수 있다. LITI 기술은 예를 들어, 100 마이크로미터 이하의 패턴 형성된 특징부의 크기 및 ±2 마이크로미터 이하의 패턴 형성 정확도로 OLED 재료를 고-해상도 패턴 형성하기에 적절하다. LITI VCSM OLED는 이러한 부류의 OLED가 일관되게 탁월한 성능을 나타내기 때문에 특히 매력적이다.

두 가지 주된 형태의 OLED, VCSM OLED 및 PLED는 다소 상이한 요건을 HIL(들)의 구성에 강요한다. PLED는 유기 용액으로부터 종래의 스핀- 또는 딥-코팅에 의해서 또는 잉크젯에 의해서 코팅되기 때문에, 그러한 소자에서 PEDOT-형 HIL을 사용하는 것이 매우 일반적이다. 다른 한편, 제작의 단순화 및 그러한 소자의 탁월한 작동 안정성 때문에, 진공-코팅된 SM OLED는 HIL(들)을 포함하는 진공-코팅된 층만을 포함하는 것이 광범위하게 바람직하다. PEDOT-형 HIL은 VCSM OLED에 대해서도 탐구되었지만, 이는 일반적으로 상대적으로 짧은 수명의 소자를 생성한다. 고-해상도의 패턴 형성된 OLED에 있어서 PEDOT의 사용에 대한 추가적인 고려 사항은, VCSM OLED에서 상대적으로 긴 수명을 나타내는 PEDOT의 특정 유형이 고-해상도 OLED에서 허용가능하지 않은 누화(cross-talk)를 야기하는 상대적으로 큰 전도성을 또한 갖는다는 것이다.

용액-코팅된 HIL(들)이 특정 제조 공정에 요구될 수 있다. 용액-코팅된 HIL은 단락 없이 전체-진공 코팅된 소자를 제조할 수 없는 기판의 기하학적 특성에 필요할 수 있다. 예를 들어, 그러한 기판의 기하학적 특성은 유리 또는 유연성 기판 상의 저-해상도 OLED에 필요할 수 있다. 용액-코팅된 HIL(들)은 또한 LITI로 제작된 고-해상도 VCSM OLED에 바람직할 수 있다.

특정 실시 형태에 따르면 그리고 실시예에 설명된 바와 같이 당해 변형은 VCSM LITI OLED에 대하여 하기 효과를 나타내었다:

1. 특정 실시 형태에 따른 LITI 소자/공정 변형은 LITI 뮤라(mura) 결함 다양성 및 수량을 감소시키고, 리셉터층/전사층 경계면에서 결점으로서 형성된 LITI 소자 다크 스폿을 거의 제거하고, 결함의 개수를 일부 감소시킨다.

2. 변형에 의해 LITI OLED 초기 효율이 향상되고 소자 작동 전압이 더 낮아지게 된다. 둘 모두의 개선은 더 낮은 전력 소비의 소자를 허용한다.

3. 개선은 또한 더 긴 LITI 소자 수명에 이르게 된다.

4. PEDOT 및 다른 유기 용액-코팅된 HIL(들)을 가진 VCSM OLED의 향상된 작동 수명이 달성된다.

5. 설명된 HIL 구조는 LITI VCSM OLED에서 리셉터로서 사용될 수 있다.

6. 설명된 HIL 구조는 거친 ITO 형태에 사용되어 그러한 기판 상의 OLED의 단락을 방지할 수 있다.

재료들의 특정 실시예를 상기에 언급하였지만, 실시 형태는 예를 들어, HTL1로서의 홀 수송 재료 또는 HTL2로서의 αNPB (미국 플로리다주 주피터 소재의 에이치더블유샌즈 코포레이션(HWSands Corp))와의 많은 상이한 재료 세트 조합에서 입증되었다. 일 실시 형태에서, HTL1은 유기 용매 용액으로부터 처리된 중합체성 또는 올리고머성 홀 수송 재료인 것이 필수적이다.

입증된 향상된 수명은 하기 2개의 층을 포함하는 HIL 구조의 열 어닐링으로 인한 것이다: 수 분산물 코팅된 폴리티오펜(PEDOT) 층 및 유기 용매로부터 코팅된 제2 층. 어닐링은 특정 층에서 결함을 "채워넣는(fill in)" 역할을 할 수 있다. 어닐링은 전사 전에 전사층 상에, 전사 후에 전사층 상에, 전사 전에 리셉터 상에, 또는 이들의 임의의 조합으로 실시될 수 있다. 특히 유리한 효과를 갖는 일 실시 형태는 실시예에 예시된 바와 같이 전사층의 전사 전 및 전사 후 모두에 리셉터를 어닐링하는 것을 포함한다.

이제 본 발명을 하기의 비제한적 실시예를 참조하여 설명할 것이다.

예 1 (비교)

본 예는 상기에 설명된 공정/소자 변형을 구현하기 전 LITI OLED 성능을, 상응하는 종래의 진공-코팅된 대조 소자와 비교하여 증명한다.

하기의 진공-코팅된 대조 소자(control vacuum-coated(CONV) 소자)를 제조하였다(소자 1.1):

표 1에 기재된 절차에 따른, ITO/PEDOT CH8000/1TNATA/sTAD/트리플렛 호스트:Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag.

하기 LITI OLED를 제조하였다(소자 1.2):

표 2에 기재된 절차에 따른, ITO/PEDOT CH8000/1TNATA/sTAD/트리플렛 호스트:Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag.

소자 1.1 및 1.2는 510 ㎚의 λ_max 및 CIE 좌표(CIE coordinate) 0.28, 0.63을 갖는 Irppy 방출에 상응하는 녹색 전계발광을 생성하였다. 소자 1.1 및 1.2의 성능을 표 3에 요약한다. 이러한 LITI 소자에서는 더 낮은 효율, 더 높은 초기 작동 전압, 훨씬 더 짧은 수명 및 시간에 따른 더 가파른 전압 크리프(creep)가 관찰된다.

LITI 소자의 더 낮은 성능은 광학 현미경법에서 하기 유형의 다수의 결함을 나타내는 그의 전계발광 패턴과 상관된다: 리셉터 표면의 미립자에 집중된 전계발광 블랙 스폿; 열등한 리셉터-전사층 경계면에 상응하는 블랙 스폿; ITO 특징부 에지에서의 LITI 선 균열; 암흑 확산 전계발광 영역(dark diffuse electroluminescence area)("워터마크(watermark)" 결함); 및 선폭을 가로지르는 강도 구배를 갖는 전체적으로 불분명한(grainy) 전계발광.

실시예 2

본 실시예는 상기에 설명된 공정/소자 변형을 구현한 후에 제작된 Irppy 녹색 및 적색 도판트 적색 LITI 소자의 성능을 (상응하는 종래의 진공-코팅된 대조 소자와 비교하여) 증명한다.

하기의 녹색 및 적색의 진공-코팅된 대조 소자(CONV 소자)를 제조하였다(소자 2.1 및 2.2):

표 4에 기재된 절차에 따른, ITO/PEDOT CH8000/홀 수송 재료/sTAD/트리플렛 호스트:Irppy(트리플렛 호스트:적색 도판트/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag.

하기의 녹색 및 적색 LITI 소자 (LITI 소자)를 제조하였다(소자 2.3 및 2.4):

표 5에 기재된 절차에 따른, ITO/PEDOT CH8000/홀 수송 재료/sTAD/트리플렛 호스트:Irppy(트리플렛 호스트:적색 도판트)/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag.

표 6은 본 실시예의 소자 성능을 요약한다. 도입된 공정/소자 변형은 초기 LITI 소자 성능 및 수명 둘 모두를 향상시켰으며; LITI 수명은 500 nit의 초기 휘도에서 작동되는 녹색 픽셀에 대하여 대략 1100시간 및 200 nit의 초기 휘도로 작동되는 적색 픽셀에 대하여 대략 5000시간까지 증가된 것으로 증명되었다. 관찰된 개선은 LITI 소자의 향상된 전계발광 패턴과 상관된다. 예를 들어, 리셉터-전사층 경계면에서 결점으로 인해 생성된 전계발광 블랙 스폿 결함이 본질적으로 제거되었으며, ITO 특징부 에지에서의 LITI 선 균열이 사실상 감소되었고, "워터마크" 결함의 일부 감소가 또한 관찰되었다.

실시예 3

본 실시예는 PEDOT HIL 및 진공에서 제조된 모든 다른 층들과 조합된 유기 용액-코팅된 HIL을 포함하는 VCSM OLED가, 진공 층 증착 전에 HIL 구조가 어닐링되는 경우, 두드러지게 향상된 작동 수명을 나타낸다는 것을 증명한다. 이는 또한 그러한 2층 구조의 용액-코팅된 HIL의 열 어닐링이 시간에 따른 전압 크리프를 유의하게 감소시키는 것을 보여준다.

하기 소자를 제조하였다:

표 7에 기재된 절차에 따른, ITO/PEDOT CH8000/홀 수송 재료/sTAD/트리플렛 호스트:Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag (소자 3.1); 및

ITO/PEDOT CH8000/ 홀 수송 재료 */sTAD/트리플렛 호스트:Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag (소자 3.2),

(* 어닐링된 PEDOT CH8000/ 홀 수송 재료).

예 1-3의 소자 성능(500 Cd/m2 휘도에서의 초기 효율 및 전압뿐만 아니라 명시된 구동 전류 밀도에서의 소자 수명)을 표 8에 나타낸다.

PEDOT 및 유기 용액-코팅된 HIL을 포함하는, 어닐링된 2층 HIL 구성이 향상된 수명과, 시간에 따른 두드러지게 안정화된 전압을 나타낸다는 것이 증명되었다. 2개의 HIL의 조합뿐만 아니라 열 어닐링 처리 단계가 이러한 결과를 달성하는 데 필수적이라는 것이 밝혀졌으며, VCSM OLED에 있어서 용액-코팅된 HIL을 사용하는 것이 허용될 수 있다. 특정 실시 형태에 따르면, Irppy 소자는 500 Cd/m2의 초기 휘도에서 대략 8000시간의 수명을 나타낸다(외삽됨).

실시예 4

이 실시예에서, 하기 LITI OLED를 제조하였다 (트리플렛 호스트:Irppy는 LITI-전사된 층임):

표 9에 기재된 절차에 따른, TO/PEDOT CH8000/홀 수송 재료/sTAD/ 트리플렛 호스트:Irppy/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag (소자 X.1);

ITO/PEDOT CH8000/ 홀 수송 재료 /sTAD/ 트리플렛 호스트:Irppy*/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag (소자 X.2); 및

ITO/PEDOT CH8000/ 홀 수송 재료 */sTAD/ 트리플렛 호스트:Irppy*/BAlq/Alq/LiF/Al/Ag (소자 X.3),

(* 어닐링된 층). 이 실시예에서 구현된 도너 필름은 03091101 YS-코팅된 롤에 속한다. 레이저 이미지 형성 조건은 이미지 형성 평면에서 1W의 레이저 출력에서 0.8-0.9 J/㎠ 선량 범위이다.

표 10은 제조된 LITI 소자의 수명 성능을 요약한다. 모든 소자에 대하여 구동 전류가 3.5 ㎃/㎠인 연속 DC 구동 모드로 수명 시험을 시작하였다. 500 nit에서의 수명을, 이러한 유형의 구조에서 이전에 검증된 하기 가속 수명 관계식을 사용하여 얻었다:

결과는 리셉터 또는 전사층 중 어느 하나의 어닐링 없이 제조된 LITI 소자가 가장 열등한 초기 효율 및 수명을 나타낸다는 것을 시사한다. 예를 들어, 유형 X.1의 소자의 작동 수명은 3.5 ㎃/㎠의 구동 전류에서 대략 480시간이고 500 nit의 초기 휘도로 정규화할 경우 440시간이다.

LITI 층(트리플렛 호스트:Irppy)의 어닐링이 구현될 경우(소자 X.2), 수명은 3.5㎃/㎠의 구동 전류 및 500 nit의 초기 휘도에서 대략 620시간 및 730시간까지 증가한다. 또한 추가의 리셉터층이 sTAD 증착 전에 어닐링될 뿐만 아니라 LITI 전사된 트리플렛 호스트: Irppy 층이 후에 어닐링되는 경우에도, LITI 소자 수명의 훨씬 더 큰 향상이 관찰된다. 따라서, 소자 X.3은 3.5 ㎃/㎠ 및 500 nit에서 각각 대략 780시간 및 940시간의 수명을 나타낸다.

그러므로, 이러한 실시예는 심지어 단일한 추가의 열 어닐링 단계시에도, 즉, 전사후 LITI 전사된 구조를 어닐링하여도, LITI OLED 수명의 향상(대략 50-60% 향상)이 관찰됨을 확인해 준다. 리셉터층(본 실시예에서 CH8000/홀 수송 재료)을 LITI 전에 또한 어닐링 하는 경우 수명은 더욱 향상된다(어닐링 처리 단계 없이 제조된 소자와 비교하여 100%보다 많이 향상됨).

Claims

기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계;

전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계;

이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계; 및

조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계를 포함하는, 리셉터 상에 이미지를 전사하는 방법.
제1항에 있어서, 불활성 또는 진공 제어된 환경에서 어닐링을 실시하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 배치 단계 전에 광열 변환층과 전사층 사이에 중간층을 배치하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 배치 단계 전에 리셉터 상에 홀 주입층을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제4항에 있어서, 조사 단계 전에 홀 주입층을 어닐링하는 단계를 추가로 포 함하는 방법.
제1항에 있어서, 배치 단계 전에 리셉터 상에 홀 수송층을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 조사 단계 전에 홀 수송층을 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 리셉터가 유리, 투명 필름 또는 액정 디스플레이 기판 중 하나를 포함하는 방법.
기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계;

전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계;

이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계;

조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계; 및

리셉터로 전사 후 전사층의 부분들을 어닐링하는 단계를 포함하는, 리셉터 상에 이미지를 전사하는 방법.
제9항에 있어서, 불활성 또는 진공 제어된 환경에서 어닐링을 실시하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 배치 단계 전에 광열 변환층과 전사층 사이에 중간층을 배치하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 배치 단계 전에 리셉터 상에 홀 주입층을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제12항에 있어서, 조사 단계 전에 홀 주입층을 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 배치 단계 전에 리셉터 상에 홀 수송층을 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 조사 단계 전에 홀 수송층을 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 리셉터가 유리, 투명 필름 또는 액정 디스플레이 기판 중 하나를 포함하는 방법.
리셉터 상에 홀 주입층을 적용하는 단계;

홀 주입층을 어닐링하는 단계;

리셉터 상에 홀 수송층을 적용하는 단계;

홀 수송층을 어닐링하는 단계;

기판 상에 광열 변환층 및 광열 변환층 상에 코팅된 전사층을 제공하는 단계;

전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계; 및

이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 광열 변환층을 이미지식 패턴으로 조사하는 단계를 포함하는, 유기발광 다이오드 소자를 형성하는 방법.
제17항에 있어서, 리셉터에 전사한 후에 전사층의 부분들을 어닐링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 적용 단계가 홀 주입층을 용액 코팅하고 홀 수송층을 용액 코팅하는 것을 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 리셉터가 유리, 투명 필름 또는 액정 디스플레이 기판 중 하나를 포함하는 방법.
기판 상에 전사층을 제공하는 단계;

방사선 흡수제를 포함하는 리셉터를 제공하는 단계;

전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계;

이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 방사선 흡수제를 이미지식 패턴으로 조사하는 단계; 및

조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계를 포함하는, 리셉터 상에 이미지를 전사하는 방법.
방사선 흡수제 및 전사층을 포함하는 도너를 제공하는 단계;

리셉터를 제공하는 단계;

전사층을 리셉터의 표면에 접촉시켜 배치하는 단계;

이미지식 패턴에 상응하는 전사층의 부분들을 리셉터에 열전사하도록 광원을 사용하여 방사선 흡수제를 이미지식 패턴으로 조사하는 단계; 및

조사 단계 전에 리셉터 상의 적어도 하나의 층을 어닐링하는 단계를 포함하는, 리셉터 상에 이미지를 전사하는 방법.