(57)【要約】【課題】信頼性の高いデバイスを与えることができる熱転写素子を提供する。【解決手段】熱転写素子であって、基板と、受容体に転写される場合に、多層デバイスの第１動作層と第２動作層とを形成するように構成され配置されており、該第１動作層が荷電担体を伝導するかまたは生成するように構成され配置される多成分転写ユニットと、を具備する熱転写素子。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱転写素子であって、基板と、受容体に転写される場合に、多層デバイスの第１動作層と第２動作層とを形成するように構成され配置されており、該第１動作層が荷電担体を伝導するかまたは生成するように構成され配置される多成分転写ユニットと、を具備する熱転写素子。
【請求項２】
前記多成分転写ユニットが、前記多層デバイスの少なくとも１つの追加層を形成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項３】
前記多成分転写ユニットが、前記第１動作層と前記第２動作層との間に前記多層デバイスの少なくとも１つの追加層を形成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項４】
前記基板と前記多成分転写ユニットとの間に配置された光−熱変換層を更に具備する請求項１記載の熱転写素子。
【請求項５】
前記光−熱変換層と前記多成分転写ユニットとの間に配置された中間層を更に具備する請求項４記載の熱転写素子。
【請求項６】
前記多成分転写ユニットが、多層電子デバイスの少なくとも２つの動作層を形成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項７】
前記第１動作層が、導電、半導電または超伝導層である請求項１記載の熱転写素子。
【請求項８】
前記第２動作層が、荷電担体を伝導または生成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項９】
前記多成分転写ユニットの前記受容体に対する接着を容易にする接着層を更に具備する請求項１記載の熱転写素子。
【請求項１０】
前記接着層が導電性ポリマを含む請求項９記載の熱転写素子。
【請求項１１】
前記多成分転写ユニットの前記基板からの剥離を容易にする剥離層を更に具備する請求項１記載の熱転写素子。
【請求項１２】
前記剥離層の少なくとも一部が、前記多成分転写ユニットと共に転写されるように構成され配置される請求項１１記載の熱転写素子。
【請求項１３】
前記剥離層が、前記多成分転写ユニットが前記受容体に転写される時に前記基板上に実質的にそのまま残るよう構成され配置される請求項１１記載の熱転写素子。
【請求項１４】
前記多成分転写ユニットが、前記多成分デバイスの前記第１動作層を形成するように構成され配置される第１層と、前記多成分デバイスの前記第２動作層を形成するよう構成され配置される第２層と、を備える請求項１記載の熱転写素子。
【請求項１５】
前記多成分転写ユニットが、受容体への転写時に、エミッタ層と、電極層と、を形成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項１６】
前記多成分転写ユニットが、受容体への転写時に、半導体層と、ゲート絶縁層と、を形成するように構成され配置される請求項１記載の熱転写素子。
【請求項１７】
熱転写素子であって、基板と、受容体に転写される場合に、多層デバイスの第１動作層と第２動作層とを形成するよう構成され配置されており、該第１動作層が光を生成しまたは導波させるように構成され配置される多成分転写ユニットと、を具備する熱転写素子。
【請求項１８】
前記多成分転写ユニットが、前記多層デバイスの少なくとも１つの追加層を形成するよう構成され配置される請求項１７記載の熱転写素子。
【請求項１９】
前記多成分転写ユニットが、前記第１動作層と前記第２動作層との間に前記多層デバイスの少なくとも１つの追加層を形成するよう構成され配置される請求項１７記載の熱転写素子。
【請求項２０】
前記基板と前記多成分転写ユニットとの間に配置された光−熱変換層を更に具備する請求項１７記載の熱転写素子。
【請求項２１】
前記多成分転写ユニットが、受容体への転写時に、エミッタ層と、電極層と、を形成するように構成され配置される請求項１７記載の熱転写素子。
【請求項２２】
前記多成分転写ユニットが、受容体への転写時に、コア層と、クラッド層と、を形成するように構成され配置される請求項１７記載の熱転写素子。
【請求項２３】
受容体上に有機エレクトロルミネッセントデバイスを形成する熱転写素子であって、基板と、光エネルギを熱エネルギに変換する輻射線吸収体を含む光−熱変換層と、該有機エレクトロルミネッセントデバイスの少なくとも２つの動作層を備えた転写層と、を具備する熱転写素子。
【請求項２４】
前記少なくとも２つの動作層が、第１電極層とエミッタ層とを備える請求項２３記載の熱転写素子。
【請求項２５】
前記転写層が、第２電極層を更に備え、前記エミッタ層が、前記第１電極層と該第２電極層との間に配置される請求項２４記載の熱転写素子。
【請求項２６】
受容体に多成分転写ユニットを転写することによりデバイスを形成する方法であって、 基板と多成分転写ユニットを含む転写層とを有する熱転写素子に受容体を接触させることと、該熱転写素子を選択的に加熱することにより、多層デバイスの少なくとも第１動作層と第２動作層とを形成するようにパターンに従って該多成分転写ユニットを該受容体に転写することと、を含む方法。
【請求項２７】
前記受容体を接触させることが、基板、輻射線吸収体を備えた光−熱変換層、および多成分転写ユニットを含む前記転写層を、その順序で有する熱転写素子に、該受容体を接触させることを含む請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記熱転写素子を選択的に加熱することが、パターンに従って発光源により該熱転写素子を照明することと、前記輻射線吸収体を使用して該発光源からの光エネルギを熱エネルギに変換し、該熱転写素子を選択的に加熱することにより、デバイスの少なくとも第１動作層と第２動作層とを形成するようにパターンに従って該多成分転写ユニットを該受容体に転写することと、を含む請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記多成分転写ユニットの前記受容体への転写前に、該受容体上に前記デバイスの一部を形成することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
前記受容体上に前記デバイスの一部を形成することが、該デバイスの少なくとも１つの動作層を有する第２熱転写素子を使用して、該デバイスの該一部を転写することを含む請求項３０記載の方法。
【請求項３１】
前記多成分転写ユニットを前記受容体上に転写させることによって形成される前記デバイスの一部の上に、少なくとも１つの追加動作層を転写することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
他のデバイスに前記多層デバイスを結合することにより動作システムを形成することを更に含む請求項２６記載の方法。
【請求項３３】
受容体基板上に配置されるデバイスであって、多成分転写ユニットと基板とを備えた熱転写素子から該多成分転写ユニットを転写することによって形成される第１動作層と第２動作層とを具備するデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱転写素子と、受容体上にデバイスを形成するために層を転写する方法と、に関する。特に、本発明は、多成分転写ユニットを有する熱転写素子と、受容体上に光または電子デバイス等のデバイスを形成するために熱転写素子を使用する方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いの上に積層される異なる材料の層を使用して、多くの小型電子および光デバイスが形成される。これら層は、しばしばデバイスを製造するためにパターニングされる。かかるデバイスの例には、各画素がパターン化されたアレイに形成される光ディスプレイ、通信デバイス用の光導波管構造、および半導体ベースのデバイス用の金属−絶縁体−金属積層体がある。
【０００３】
これらデバイスを作成する従来からの方法には、受容体基板上に１つまたは複数の層を形成することと、層を同時にまたは連続的にパターニングすることによりデバイスを形成することと、が含まれる。多くの場合、最終的なデバイス構造を作成するために、複数の堆積およびパターニングステップが必要とされる。例えば、光ディスプレイを作成するために、赤、緑および青の画素を別々に形成する必要のある場合がある。一般に、これらタイプの画素の各々に対しいくつかの層が堆積される可能性があるため、少なくともいくつかの層が別々に形成されしばしば別々にパターニングされなければならない。層のパターニングは、しばしば、例えば層をフォトレジストで覆うことと、マスクを使用してフォトレジストをパターニングすることと、パターンに従ってフォトレジストの一部を除去して下にある層を露出させることと、次いで露出された層をエッチングすることと、を含むフォトリソグラフィック技術によって行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかの適用例では、従来からのフォトリソグラフィックパターニングを使用してデバイスを製造することが困難であるかまたは実際的でない場合がある。例えば、デバイスの実際の製造には、パターニングステップの数が多すぎる場合がある。更に、従来からのフォトリソグラフィックパターニングにおける湿式処理ステップは、先に堆積された層の完全性、界面特性および／または電気的または光学的特性に悪影響を及ぼす場合がある。従来からのフォトリソグラフィックパターニングの限界により、多くの可能性のある有利なデバイス構造、設計、レイアウトおよび材料が実際的でないと考えられる。処理ステップ、特に湿式処理ステップの数を低減してこれらデバイスを形成する新たな方法が必要とされている。少なくともいくつかの例では、これによって、より信頼性および複雑性のあるデバイスの構成が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概して、本発明は、熱転写素子と、光および電子デバイスを含むデバイスを形成するために熱転写素子を使用する方法と、に関する。一実施形態は、基板と、受容体に転写される場合に、多層デバイスの第１動作層と第２動作層とを形成するように構成され配置される多成分転写ユニットと、を含む熱転写素子である。第１動作層は、荷電担体を伝導しまたは生成するか、あるいは光を生成しまたは導波させるように構成され配置される。他の実施形態は、熱転写素子を使用して形成されるデバイスである。少なくともいくつかの例では、熱転写素子は、光エネルギを熱エネルギに変換することにより多成分転写ユニットを転写する光−熱変換（ＬＴＨＣ）層も含む。「第１動作層」および「第２動作層」という語は、デバイスにおけるかまたは熱転写素子における層のいかなる順序も、２つの層の互いに対する近接も意味するものではない（すなわち、第１動作層と第２動作層との間に１つまたは複数の層があってもよい）。
【０００６】
他の実施形態は、基板と、基板上に堆積される多成分転写ユニットと、を含む熱転写素子である。多成分転写ユニットは、受容体への転写時に、電子コンポーネントまたは光デバイスの第１動作層と第２動作層とを形成するよう構成され配置される。少なくともいくつかの例では、この熱転写素子はＬＴＨＣ層を有してもよい。
【０００７】
更なる実施形態は、有機エレクトロルミネッセント（ＯＥＬ）デバイスを形成する熱転写素子である。この熱転写素子は、基板と、受容体への転写時に、例えばエミッタ層等、ＯＥＬデバイスの少なくとも２つの動作層と、ＯＥＬデバイスの少なくとも１つの電極と、を形成するよう構成され配置される多成分転写ユニットと、を含む。
【０００８】
更に他の実施形態は、電界効果トランジスタを形成する熱転写素子である。この熱転写素子は、基板と、受容体への転写時に、ゲート絶縁層および半導体層等、電界効果トランジスタの少なくとも２つの動作層を形成するよう構成され配置される多成分転写ユニットと、を含む。他の実施形態は、熱転写素子を使用して形成される電界効果トランジスタである。
【０００９】
他の実施形態は、導波管を形成するための熱転写素子である。この熱転写素子は、基板と、受容体への転写時に、少なくとも１つのクラッド層およびコア層等、導波管の少なくとも２つの動作層を形成するよう構成され配置される多成分転写ユニットと、を含む。他の実施形態は、熱転写素子を使用して形成される導波管である。
【００１０】
更なる実施形態は、基板と転写層とを有する熱転写素子に受容体を接触させることを含む、受容体に多成分転写ユニットを転写することによりデバイスを形成する方法である。熱転写素子が選択的に加熱されることにより、デバイスの少なくとも第１動作層と第２動作層とを形成するパターンに従って多成分転写ユニットが受容体に転写される。少なくともいくつかの例では、熱転写素子は、基板と転写層との間にＬＴＨＣ層を含む。熱転写素子は、パターンに従って光によって照明され、光エネルギがＬＴＨＣ層によって熱エネルギに変換されることにより、熱転写素子が選択的に加熱される。
【００１１】
熱転写素子は、単層を転写するよう構成され配置された転写ユニットで形成することも可能である、ということが理解されよう。また、多成分転写ユニットかまたは単層を転写することにより、デバイス以外の物品が形成されてよい、ということも理解されよう。
【００１２】
本発明の上記要約は、本発明の各開示された実施形態またはあらゆる実現を説明することが意図されていない。図面および以下の詳細な説明が、さらに詳細にこれら実施形態を例証する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明による熱転写素子の一例の略断面図である。
【図１Ｂ】本発明による熱転写素子の第２の例の略断面図である。
【図１Ｃ】本発明による熱転写素子の第３の例の略断面図である。
【図１Ｄ】本発明による熱転写素子の第４の例の略断面図である。
【図２Ａ】図１Ａ乃至図１Ｄの熱転写素子のいずれかに使用される、本発明による転写層の第１の例の略断面図である。
【図２Ｂ】図１Ａ乃至図１Ｄの熱転写素子のいずれかに使用される、本発明による転写層の第２の例の略断面図である。
【図２Ｃ】図１Ａ乃至図１Ｄの熱転写素子のいずれかに使用される、本発明による転写層の第３の例の略断面図である。
【図２Ｄ】図１Ａ乃至図１Ｄの熱転写素子のいずれかに使用される、本発明による転写層の第４の例の略断面図である。
【図３Ａ】有機エレクトロルミネッセントデバイスの形成に使用される、本発明による転写層の例の略断面図である。
【図３Ｂ】有機エレクトロルミネッセントデバイスの形成に使用される、本発明による転写層の第２の例の略断面図である。
【図４Ａ】本発明によりディスプレイデバイスを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明によるディスプレイデバイスを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図４Ｃ】本発明によるディスプレイデバイスを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図５Ａ】本発明による電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す平面図である。
【図５Ｂ】本発明による電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す平面図である。
【図５Ｃ】本発明による電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す平面図である。
【図５Ｄ】本発明による電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す平面図である。
【図６Ａ】図５Ａに対応し、電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図６Ｂ】図５Ｂに対応し、電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図６Ｃ】図５Ｃに対応し、電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図６Ｄ】図５Ｄに対応し、電界効果トランジスタを形成するプロセスの一例におけるステップを示す断面図である。
【図７】本発明による、結合された電界効果トランジスタおよび有機エレクトロルミネッセントデバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、デバイスまたは他の物体を形成するために熱転写および熱転写素子を使用する、デバイスおよび他の物体の形成または部分的形成に適用可能である。特定の例として、熱転写素子は、例えば多層電子および光デバイスといった多層能動および受動素子等の多層デバイスを、少なくとも部分的に作成するために、熱転写素子を形成することができる。これは、例えば、熱転写素子の多成分転写ユニットの熱転写により達成することができる。また、デバイスおよび他の物体を形成するために単層および他の多層転写も使用することができる、ということは認められよう。本発明はそのように限定されないが、本発明の種々の態様は、後述する実施例の論考を通して認識されよう。
【００１５】
「デバイス」という語は、それだけでおよび／または他のコンポーネントと共に使用して電子回路等のより大きいシステムを形成することができる、電子または光コンポーネントを含む。
【００１６】
「能動デバイス」という語は、増幅、発振または信号制御等の動的機能が可能な電子または光コンポーネントを含み、動作のために電源が必要な場合がある。
【００１７】
「受動デバイス」という語は、基本的に動作時に静的な（すなわち、通常増幅および発振が不可能である）電子または光コンポーネントを含み、特徴的動作のために電源が不要な場合がある。
【００１８】
「活性層」という語は、電荷担体（例えば、電子または正孔）を生成または伝導しおよび／または多層受動または能動デバイス等のデバイスにおいて光を生成または導波する層を含む。活性層の例には、デバイスにおいて、導電、半導電、超伝導、導波、周波数逓倍、光生成（例えば、ルミネッセンス、発光、蛍光または燐光）、電子生成、または正孔生成層として作用する層、および／またはデバイスに光または電子利得をもたらす層が含まれる。
【００１９】
「動作層」という語は、多層能動または受動デバイス等のデバイスの動作に利用される層を含む。動作層の例には、デバイスにおいて、絶縁、導電、半導電、超伝導、導波、周波数数逓倍、光生成（例えば、ルミネッセンス、発光、蛍光または燐光）、電子生成、正孔生成、磁気、光吸収、反射、回折、位相遅延、散乱、分散、屈折、偏向、または拡散層として作用する層、および／またはデバイスに光または電子利得をもたらす層が含まれる。
【００２０】
「非動作層」という語は、デバイスの動作の機能を実行しないが、単に、例えば転写層の受容体基板への転写を容易にするため、デバイスの層を損傷から保護しおよび／または外部素子と接触するため、および／または受容体基板に転写層を接着させるために提供される。
【００２１】
能動または受動素子は、少なくとも部分的に、熱転写素子からの転写層の転写によって形成することができる。熱転写素子は、熱転写素子の選択された部分に指向性の熱を加えることによって加熱することができる。熱は、加熱素子（例えば、抵抗加熱素子）を使用し、輻射線（例えば、光のビーム）を熱に変換し、および／または熱を生成するように電流を熱転写素子の層に印加することにより、生成することができる。多くの例では、例えばランプまたはレーザからの光を使用する熱転写は、しばしば達成することができる正確さおよび精度により、有利である。転写パターンのサイズおよび形状（例えば、線、円、正方形、または他の形状）は、例えば光ビームのサイズ、光ビームの露光パターン、熱転写素子と接触する指向性ビームの持続時間、および熱転写素子の材料を選択することにより、制御することができる。
【００２２】
熱転写素子には、例えば電子回路、抵抗器、キャパシタ、ダイオード、整流器、エレクトロルミネッセントランプ、メモリ素子、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、単接合トランジスタ、ＭＯＳトランジスタ、金属−絶縁体−半導体トランジスタ、電荷結合素子、絶縁体−金属−絶縁体積層体、有機導体−金属―有機導体積層体、集積回路、光検出器、レーザ、レンズ、導波管、回折格子、ホログラフィック素子、フィルタ（例えば、アド−ドロップフィルタ、利得平坦化フィルタ、カットオフフィルタ等）、ミラー、スプリッタ、カプラ、コンバイナ、変調器、センサ（例えば、エバネセントセンサ、位相変調センサ、干渉センサ等）、光共振器、圧電デバイス、強誘電体デバイス、薄膜電池、またはそれらの組合せ、例えば、光ディスプレイ用の能動マトリクスアレイとしての電界効果トランジスタと有機エレクトロルミネッセントランプとの組合せが含まれてよい。多成分転写ユニットおよび／または単層を転写することにより、他の物品が形成されてもよい。
【００２３】
デバイスを形成する層の熱転写は、例えば、多くの電子および光デバイスを形成するために使用されるフォトリソグラフィックパターニング等の処理の湿式処理ステップを低減または除去するために有用である。更に、光を使用する熱転写によって、しばしば、例えば集積回路のトランジスタおよび他のコンポーネントと、エレクトロルミネッセントランプおよび制御回路等のディスプレイに使用されるコンポーネントと、を含む、小型の光および電子デバイス等、非常に小型のデバイスに対し、より優れた正確さおよび品質の制御が提供され得る。更に、光を使用する熱転写は、少なくともいくつかの例では、デバイスサイズに比較して大きい領域に渡って複数のデバイスを形成する場合に、より優れた位置決めを提供する。例として、多くの画素を有するディスプレイのコンポーネントを、この方法を使用して形成することができる。
【００２４】
いくつかの例では、デバイスまたは他の物体を形成するために、複数の熱転写素子が使用されてよい。複数の熱転写素子には、多成分転写ユニットを備えた熱転写素子と、単層を転写する熱転写素子と、が含まれてよい。例えば、デバイスまたは他の物体は、多成分転写ユニットを備えた１つまたは複数の熱転写素子と、単層を転写する１つまたは複数の熱転写素子と、を使用して形成されてよい。
【００２５】
適当な熱転写素子１００の一例を、図１Ａに示す。熱転写素子１００は、ドナー基板１０２、任意のプライマ層１０４、光−熱変換（ＬＴＨＣ）層１０６、任意の中間層１０８、任意の剥離層１１２および転写層１１０を含む。あるパターンに従って熱転写素子１００に照明するために、レーザまたはランプ等の発光源からの指向性の光を使用することができる。ＬＴＨＣ層１０６は、光エネルギを熱エネルギに変換する輻射線吸収体を含む。光エネルギを熱エネルギに変換する結果、転写層１１０の一部が受容体（図示せず）に転写される。
【００２６】
熱転写素子１２０の他の例は、図１Ｂに示すように、ドナー基板１２２、ＬＴＨＣ層１２４、中間層１２６および転写層１２８を含む。他の適当な熱転写素子１４０は、図１Ｃに示すように、ドナー基板１４２、ＬＴＨＣ層１４４および転写層１４６を含む。更に他の熱転写素子１６０の例は、図１Ｄに示すように、ドナー基板１６２および転写層１６４を含み、任意の輻射線吸収体がドナー基板１６２および／または転写層１６４に配置されることにより、光エネルギを熱エネルギに変換する。代替的に、熱転写素子に接触することにより選択的に熱転写素子を加熱しあるパターンに従って転写層を転写する、抵抗加熱素子等の加熱素子を使用することにより、転写層１６４の熱転写に輻射線吸収体を備えていない熱転写素子１６０が使用されてよい。輻射線吸収体を備えていない熱転写素子１６０は、任意に、剥離層、中間層および／または本技術分野で使用される他の層（例えば、抵抗加熱素子の焼付を予防するコーティング）を含んでよい。
【００２７】
輻射線（例えば、光）を使用する熱転写に対し、本発明では種々の輻射線放出源を使用することができる。アナログ技術（例えば、マスクによる露光）に対し、高出力光源（例えば、キセノンフラッシュランプおよびレーザ）が有用である。デジタル画像形成技術では、赤外、可視および紫外レーザが特に有用である。適当なレーザには、例えば、高出力（１００ｍＷ以上）シングルモードレーザダイオード、ファイバ結合レーザダイオードおよびダイオードポンプ固体レーザ（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧおよびＮｄ：ＹＬＦ）が含まれる。レーザ露光ドウェル時間は、例えば約０．１〜１００マイクロ秒の範囲とすることができ、レーザフルエンスは、例えば約０．０１〜約１Ｊ／ｃｍ2の範囲とすることができる。
【００２８】
大きい基板領域に亙って高スポット配置精度が要求される場合（例えば、高情報量のフルカラーディスプレイアプリケーション）、輻射線源としてレーザが特に有用である。レーザ源は、１ｍ×１ｍ×１．１ｍｍがラス等の大型の剛性基板と１００μｍポリイミドシート等の連続的またはシート状のフィルム基板との両方に対して、互換性がある。
【００２９】
ＬＴＨＣ層および輻射線吸収体が無く、例えば簡略化されたドナーフィルム構造を備えた抵抗熱印字ヘッドまたはアレイが使用されてよい。これは、サイズがより小型の基板（例えば、いずれかの寸法もおよそ３０ｃｍ未満）と共に使用する場合、または英数字セグメントディスプレイに必要なもの等、より大型のパターンに対して使用する場合に、特に有用であり得る。
【００３０】
ドナー基板および任意のプライマ層
ドナー基板は、ポリマフィルムであってよい。１つの適当なタイプのポリマフィルムは、ポリエステルフィルム、例えばポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートフィルムである。しかしながら、特定の波長での光の高透過と特定の用途に対する十分な機械的および熱的安定性とを含む、十分な光学特性（光が加熱および転写に使用される場合）を備えた他のフィルムを使用することも可能である。少なくともいくつかの例では、ドナー基板は、一様なコーティングを形成することができるように平坦である。また、ドナー基板は、一般に、ＬＴＨＣ層の加熱にも関わらず安定を維持する材料から選択される。ドナー基板の一般的な厚さは、０．０２５〜０．１５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．１ｍｍの範囲であるが、より厚いかまたは薄いドナー基板が使用されてもよい。
【００３１】
一般に、ドナー基板およびＬＴＨＣ層を形成するために使用される材料は、ＬＴＨＣ層とドナー基板との間の接着を向上させるように選択される。後続する層のコーティング中の一様性を向上させ、またＬＴＨＣ層とドナー基板との間の層間接合強度を向上させるために、任意のプライマ層を使用することができる。プライマ層を有する適当な基板の一例は、Ｔｅｉｊｉｎ Ｌｔｄ．から入手可能である（製品番号ＨＰＥ１００、日本国、大阪）。
【００３２】
光−熱変換（ＬＴＨＣ）層
輻射線誘導熱転写では、一般に、発光源から輻射される光のエネルギを熱転写素子内に結合するために、熱転写素子内に光−熱変換（ＬＴＨＣ）層が組込まれる。ＬＴＨＣ層は、好ましくは、入射輻射線（例えば、レーザ光）を吸収し入射輻射線の少なくとも一部を熱に変換することにより、熱転写素子からの転写層の受容体への転写を可能にする、輻射線吸収体を含む。いくつかの実施形態では、別個のＬＴＨＣ層は無く、代りに、ドナー基板または転写層等、熱転写素子の他の層に輻射線吸収体が配置される。他の実施形態では、熱転写素子は、ＬＴＨＣ層を含み、また例えばドナー基板または転写層等、熱転写素子の１つまたは複数の他の層に配置される追加の輻射線吸収体も含む。更に他の実施形態では、熱転写素子は、ＬＴＨＣ層も輻射線吸収体も含まず、転写層は、熱転写素子に接触する加熱素子を使用して転写される。
【００３３】
一般に、ＬＴＨＣ層（または他の層）の輻射線吸収体は、電磁スペクトルの赤外、可視および／または紫外領域の光を吸収する。輻射線吸収体は、一般に、０．２〜３好ましくは０．５〜２の範囲の画像形成輻射線の波長における光密度を提供し、選択された画像形成輻射線に対し吸収性が高い。適当な輻射線吸収材料には、例えば、染料（可視染料、紫外染料、赤外染料、蛍光染料および輻射線偏向染料）、顔料、金属、金属化合物、金属フィルムおよび他の適当な吸収材料が含まれてよい。適当な輻射線吸収体の例には、カーボンブラック、金属酸化物および金属硫化物が含まれてよい。適当なＬＴＨＣ層の一例には、カーボンブラック等の顔料、および有機ポリマ等のバインダが含まれてよい。他の適当なＬＴＨＣ層には、薄膜、例えばブラックアルミニウム（すなわち、黒の視覚的外観を有する部分的に酸化されたアルミニウム）として形成される金属または金属／金属酸化物が含まれてよい。金属および金属化合物フィルムは、例えばスパッタリングおよび蒸着等の技術によって形成されてよい。粒子コーティングは、バインダおよびあらゆる適当な乾式または湿式コーティング技術を使用して形成されてよい。
【００３４】
ＬＴＨＣ層の輻射線吸収体として使用するために適当な染料は、バインダ材料に溶解されたか、またはバインダ材料に少なくとも部分的に分散された、粒子形態で提供されてよい。分散粒子輻射線吸収体が使用される場合、粒子サイズは、少なくともいくつかの例では約１０μｍ以下とすることができ、約１μｍ以下であってよい。適当な染料には、スペクトルのＩＲ領域で吸収する染料が含まれる。かかる染料の例は、Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｍによる「Ｉｎｆａｒｅｄ Ａｂｓｏｒｂｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」、Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９９０、Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｍによる「Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒａ ｏｆ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒｓ」、Ｂｕｎｓｈｉｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．、東京、１９９０、米国特許第４，７２２，５８３号、同４，８３３，１２４号、同４，９１２，０８３号、同４，９４２，１４１号、同４，９４８，７７６号、同４，９４８，７７８号、同４，９５０，６３９号、同４，９４０，６４０号、同４，９５２，５５２号、同５，０２３，２２９号、同５，０２４，９９０号、同５，１５６，９３８号、同５，２８６，６０４号、同５，３４０，６９９号、同５，３５１，６１７号、同５，３６０，６９４号および同５，４０１，６０７号、欧州特許第３２１，９２３号および同５６８，９９３号およびＢｅｉｌｏ，Ｋ．Ａ．等による「Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ」、１９９３、４５２〜４５４（１９９３）で見ることができ、これらはすべてこの引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする。フロリダ州、ＬａｋｅｌａｎｄのＧｌｅｎｄａｌｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．によって、ＣＹＡＳＯＲＢ ＩＲ−９９、ＩＲ−１２６およびＩＲ−１６５という名称で販売されているＩＲ吸収体もまた使用されてよい。特定のバインダおよび／またはコーティング溶剤における可溶性およびそれとの相溶性と吸収の波長領域と等の要因に基づいて、特定の染料が選択されてよい。
【００３５】
また、ＬＴＣＨ層において輻射線吸収体として顔料材料が使用されてもよい。適当な顔料の例には、カーボンブラックおよびグラファイトと、フタロシアニン、ニッケルジチオレン、および引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする米国特許出願第５，１６６，０２４号および第５，３５１，６１７号に述べられている他の顔料と、を含む。更に、例えばピラゾロン系イエロー、ジアニシジン系レッドおよびニッケルアゾ系イエローの銅またはクロム合成物に基づくブラックアゾ顔料が有用であり得る。また、例えば、アルミニウム、ビスマス、錫、インジウム、亜鉛、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、イリジウム、ニッケル、パラジウム、プラチナ、銅、銀、金、ジルコニウム、鉄、鉛およびテルル等の金属の酸化物および硫化物を含む、無機顔料もまた使用することができる。金属ホウ化物、炭化物、窒化物、炭窒化物、ブロンズ構造酸化物、およびブロンズ族（例えば、ＷＯ2.9）に構造的に関連する酸化物もまた使用されてよい。
【００３６】
引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする例えば米国特許出願第４，２５２，６７１号に述べられているような粒子の形態で、または引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする例えば米国特許出願第５，２５６，５０６号に開示されているようなフィルムとして、金属輻射線吸収体が使用されてよい。適当な金属には、例えば、アルミニウム、ビスマス、錫、インジウム、テルルおよび亜鉛が含まれる。
【００３７】
示したように、粒子輻射吸収体は、バインダ内に設けられてよい。質量パーセントの計算において溶剤を除外して、コーティングにおける輻射線吸収体の質量パーセントは、ＬＴＨＣに使用される特定の輻射線吸収体およびバインダにより、概して１質量％〜３０質量％、好ましくは３質量％〜２０質量％、最も好ましくは５質量％〜１５質量％である。
【００３８】
ＬＴＨＣ層での使用に適したバインダには、例えばフェノール樹脂（例えば、ノボラックおよびリソール樹脂）、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリレート、セルロースエーテルおよびエステル、ニトロセルロースおよびポリカーボネート等のフィルム形成ポリマが含まれる。適当なバインダには、重合または架橋されたあるいは重合または架橋されることが可能な、モノマ、オリゴマ、またはポリマが含まれてよい。いくつかの実施形態では、バインダは、最初に架橋可能なモノマおよび／または任意のポリマを含むオリゴマのコーティングを使用して形成される。バインダにポリマが使用される場合、バインダは、１〜５０質量％、好ましくは１０〜４５質量％のポリマ（質量％の計算時に溶剤は除外）を含む。
【００３９】
ドナー基板上へのコーティング時に、モノマ、オリゴマおよびポリマが架橋されてＬＴＨＣが形成される。いくつかの例では、ＬＴＨＣ層の架橋が低すぎる場合、ＬＴＨＣ層は熱によって損傷を受ける可能性があり、および／またはＬＴＨＣ層の一部が転写層の受容体に転写される場合がある。
【００４０】
熱可塑性樹脂（例えば、ポリマ）を含むことにより、少なくともいくつかの例では、ＬＴＨＣ層の性能（例えば、転写特性および／またはコーティング性）を向上させることができる。熱可塑性樹脂は、ＬＴＨＣ層のドナー基板に対する接着を向上させ得ると考えられる。１つの実施形態では、バインダは、２５〜５０質量％（質量パーセントの計算時に溶剤は除外）の熱可塑性樹脂、好ましくは３０〜４５質量％の熱可塑性樹脂を含むが、より少ない量の熱可塑性樹脂が使用されてもよい（例えば１〜１５質量％）。熱可塑性樹脂は、一般に、バインダの他の材料と相溶性があるように選択される。引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとするＪ．Ｂｒａｎｄｒｕｐ編「Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」、ＶＩＩ５１９〜５５７頁（１９８９）において、相溶性を示すために、溶解度パラメータを使用することができる。少なくともいくつかの実施形態では、バインダとして、９〜１３（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2、好ましくは９．５〜１２（ｃａｌ／ｃｍ3）1/2の範囲の溶解度パラメータを有する熱可塑性樹脂が選択される。適当な熱可塑性樹脂の例には、ポリアクリル酸、スチレン−アクリルポリマおよび樹脂、およびポリビニルブチラールが含まれる。
【００４１】
コーティングプロセスを容易にするために、界面活性剤および分散体等の従来からのコーティング補助剤が付加されてよい。ＬＴＨＣ層は、本技術分野で周知の種々のコーティング方法を使用してドナー基板上にコートされてよい。ポリマまたは有機ＬＴＨＣ層は、少なくともいくつかの例では、０．０５μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍ、最も好ましくは１μｍ〜７μｍの厚さまでコートされる。無機ＬＴＨＣ層は、少なくともいくつかの例では、０．００１〜１０μｍ、好ましくは０．００２〜１μｍの範囲の厚さまでコートされる。
【００４２】
このＬＴＨＣ層は、多成分転写ユニットを有する熱転写素子と、デバイスまたは他の物品の単層を転写するために使用される熱転写素子と、を含む種々の熱転写素子に使用することができる。本ＬＴＨＣ層は、上述したような多層デバイスを形成するために有用な熱転写素子、および他の物品を形成するために有用な熱転写素子と共に使用することができる。例には、カラーフィルタ、スペーサ層、ブラックマトリクス層、印刷回路基板、ディスプレイ（例えば、液晶および放射ディスプレイ）、偏光子、ｚ軸導体、および例えば米国特許出願第５，１５６，９３８号、同５，１７１，６５０号、同５，２４４，７７０号、同５，２５６，５０６号、同５，３８７，４９６号、同５，５０１，９３８号、同５，５２１，０３５号、同５，５９３，８０８号、同５，６０５，７８０号、同５，６１２，１６５号、同５，６２２，７９５号、同５，６８５，９３９号、同５，６９１，１１４号、同５、６９３，４４６号および同５，７１０，０９７号、およびＰＣＴ特許出願第９８／０３３４６号および同９７／１５１７３号に述べられているものを含む熱転写によって形成することができる他の物品等の物品が含まれる。
【００４３】
中間層
転写層の転写部分の損傷および汚染を最小限にするために任意の中間層が使用されてよく、その中間層はまた、転写層の転写部分の歪みも低減することができる。また、中間層は、熱転写素子の残りの部分に対する転写層の接着に影響を及ぼす可能性がある。一般に、中間層は、高熱抵抗を有する。好ましくは、中間層は、画像形成状態では、特に転写された画像を非機能的にする程度まで歪みまたは化学的に腐敗しない。一般に、中間層は、転写プロセス中にＬＴＨＣ層と接触した状態を維持し、実質的に転写層とともに転写されない。
【００４４】
適当な中間層には、例えば、ポリマフィルム、金属層（例えば、蒸着金属層）、無機層（例えば、無機酸化物（例えば、シリカ、チタニアおよび他の金属酸化物）のソルゲル堆積層および蒸着層）および有機／無機複合層が含まれる。中間層材料として適した有機材料には、熱硬化性材料と熱可塑性材料とが共に含まれる。適当な熱硬化性材料には、限定されないが架橋されたまたは架橋可能なポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリエステル、エポキシおよびポリウレタンを含む、熱、輻射、または化学処理により架橋され得る樹脂が含まれる。熱硬化性材料は、例えば熱可塑性前駆物質としてＬＴＨＣ層上にコートされ、その後架橋されることにより、架橋された中間層を形成してよい。
【００４５】
適当な熱可塑性材料には、例えば、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリエステルおよびポリイミドが含まれる。これら熱可塑性有機材料は、従来からのコーティング技術（例えば、溶剤コーティング、スプレイコーティングまたは押出しコーティング）によって被着されてよい。一般に、中間層での使用に適した熱可塑性材料のガラス転移温度（Ｔg）は、２５℃以上、好ましくは５０℃以上、より好ましくは１００℃以上、最も好ましくは１５０℃以上である。中間層は、画像形成輻射線の波長において、透過性、吸収性、反射性またはそれらの組合せがあってよい。
【００４６】
中間層材料として適した無機材料には、例えば、画像形成光波長において高透過性かまたは反射性がある材料を含む、金属、金属酸化物、金属硫化物および無機カーボンコーティングが含まれる。これら材料は、従来からの技術（例えば、真空スパッタリング、真空蒸着またはプラズマジェット堆積）により光−熱変換層に被着されてよい。
【００４７】
中間層は、多数の利益を提供する可能性がある。中間層は、光−熱変換層からの材料の転写に対するバリアとなり得る。また、熱的に不安定な材料を転写することができるように、転写層において到達する温度を調整することができる。また、中間層があることにより、転写材料におけるプラスチックメモリが改良される。
【００４８】
中間層は、例えば光開始剤、界面活性剤、顔料、可塑剤およびコーティング補助剤を含む混和剤を含んでもよい。中間層の厚さは、例えば中間層の材料、ＬＴＨＣ層の材料、転写層の材料、画像形成輻射線の波長、および熱転写素子の画像形成輻射線への露出の持続時間等の要因によって決まってよい。ポリマ中間層の場合、中間層の厚さは一般に、０．０５μｍ〜１０μｍ、好ましくは約０．１μｍ〜４μｍ、より好ましくは０．５〜３μｍ、最も好ましくは０．８〜２μｍの範囲である。無機中間層（例えば、金属または金属化合物中間層）の場合、中間層の厚さは、一般に０．００５μｍ〜１０μｍ、好ましくは約０．０１μｍ〜３μｍ、より好ましくは約０．０２〜１μｍの範囲である。
【００４９】
剥離層
任意の剥離層は、一般に、例えば発光源または加熱素子によって熱転写素子を加熱する際に、熱転写素子のその他の部分（例えば、中間層および／またはＬＴＨＣ層）からの転写層の剥離を容易にする。少なくともいくつかの場合、剥離層は、熱に晒す前に、転写層を熱転写素子のその他の部分に幾分か接着させる。適当な剥離層には、例えば導電性および非導電性熱可塑性ポリマ、導電性および非導電性充填ポリマ、および／または導電性および非導電性分散体が含まれる。適当なポリマの例には、アクリルポリマ、ポリアリニン、ポリチオフェン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリアセチレン、および引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｖｏｌｓ．１−４」、Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ編、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ（１９９７）に列挙されているもの等、他の導電性有機材料が含まれる。適当な導電性分散体の例には、カーボンブラック、グラファイト、超微粒子酸化インジウム錫、超微酸化アンチモニ錫、およびＮａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（イリノイ州、Ｂｕｒｒ Ｒｉｄｇｅ）およびＭｅｔｅｃｈ（ペンシルベニア州、Ｅｌｖｅｒｓｏｎ）等の会社から商業的に入手可能な材料が含まれる。剥離層の他の適当な材料には、例えば、引用をもってその開示内容すべてが本明細書内に包含されたものとする米国特許第５，７４７，２１７号に述べられている材料を含む、昇華可能絶縁材料および昇華可能半導体材料が含まれる。
【００５０】
剥離層は、転写層の一部であっても別個の層であってもよい。剥離層のすべてまたは一部は、転写層と共に転写されてよい。代替的に、剥離層のほとんどまたは実質的にすべては、転写層が転写される時にドナー基板に残る。いくつかの例では、例えば、剥離層が昇華可能材料を含む場合、剥離層の一部が転写プロセス中に放散されてよい。
【００５１】
転写層
転写層は、一般に、受容体への転写のための１つまたは複数の層を含む。これら１つまたは複数の層は、有機、無機、有機金属および他の材料を使用して形成されてよい。転写層を別々の層を有するように説明し示すが、少なくともいくつかの例では、各層の少なくとも一部を含む界面領域があってよい、ということは認められよう。これは、例えば、転写層の転写前、転写中または転写後に層間に層の混合または材料の拡散がある場合に発生する可能性がある。他の例では、２つの層は、転写層の転写前、転写中または転写後に完全にまたは部分的に混合されてよい。いずれの場合も、これら構造は、特にデバイスの異なる機能が異なる領域によって実行される場合に、２つ以上の独立した層を含むもととして述べる。
【００５２】
転写層の一例は、受容体上に、能動または受動デバイス等の多層デバイスを形成するために使用される多成分転写ユニットを含む。場合によっては、転写層は、能動または受動デバイスに必要な層をすべて含んでよい。他の例では、受容体上に能動または受動デバイスの１つまたは複数の層が設けられてよく、層の他の部分は転写層に含まれる。代替的に、能動または受動デバイスの１つまたは複数の層は、転写層が堆積された後に受容体上に転写されてよい。いくつかの例では、転写層は、能動または受動デバイスの単層のみか、またはデバイス以外の物品の単層または多層を形成するために使用される。特に層が混合しない場合、多成分転写ユニットを使用する１つの利点は、多成分転写ユニットの層の重要な界面特性を熱転写ユニットが作成された時にもたらすことができ、好ましくは転写中に保持することができる、ということである。層を個々に転写する場合、層間の界面がより最適でなくなる可能性がある。
【００５３】
転写層の多成分転写ユニットを使用して形成される多層デバイスは、例えば電子または光デバイスであってよい。かかるデバイスの例には、電子回路、抵抗器、キャパシタ、ダイオード、整流器、エレクトロルミネッセントランプ、メモリ素子、電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ、単接合トランジスタ、ＭＯＳトランジスタ、金属−絶縁体−半導体トランジスタ、電荷結合素子、絶縁体−金属−絶縁体積層体、有機導体−金属−有機導体積層体、集積回路、光検出器、レーザ、レンズ、導波管、回折格子、ホログラフィック素子、フィルタ（例えば、アド−ドロップフィルタ、利得平坦化フィルタ、カットオフフィルタ等）、ミラー、スプリッタ、カプラ、コンバイナ、変調器、センサ（例えば、エバネセントセンサ、位相変調センサ、干渉センサ等）、光共振器、圧電デバイス、強誘電体デバイス、薄膜電池、またはそれらの組合せが含まれる。形成することができる他の電気的導電デバイスには、例えば、電極および導電素子が含まれる。
【００５４】
転写層の実施形態は、受動または能動デバイスの少なくとも一部を形成するために使用される多成分転写ユニットを含む。例として、１つの実施形態では、転写層は多層デバイスの少なくとも２層を形成することができる多成分転写ユニットを含む。多層デバイスのこれら２層は、しばしば転写層の２層に対応する。この例では、多成分転写ユニットの転写によって形成される層のうちの１つは、活性層（すなわち、導電、半導電、超伝導、導波、周波数逓倍、光生成（例えば、ルミネッセンス、発光、蛍光または燐光）、電子生成または正孔生成層として作用する層、および／またはデバイスに光または電子利得をもたらす層）である。多成分転写ユニットの転写によって形成される第２層は、別の能動層または動作層（すなわち、デバイスにおける、絶縁、導電、半導電、超伝導、導波、周波数数逓倍、光生成（例えば、蛍光または燐光）、電子生成、正孔生成、光吸収、反射、回折、位相遅延、散乱、分散または拡散層として作用する層、および／またはデバイスに光または電子利得をもたらす層）である。また、多成分転写ユニットは、追加の活性層および／または動作層と、非動作層（すなわち、デバイスの動作の機能を実行しないが、例えば受容体基板への転写層の転写を容易にし、および／または受容体基板に転写層を付着させる層）を形成するために使用されてもよい。
【００５５】
転写層の外面には、受容体への接着を容易にするために接着層が配置されてよい。接着層は、例えば受容体と転写層の他の層との間で電気を導通させる場合は動作層であり、例えば転写層を受容体に接着するのみである場合は非動作層であってよい。接着層は、例えば、導電性および非導電性熱可塑性ポリマ、導電性および非導電性充填ポリマ、および／または導電性および非導電性分散体が含まれる。適当なポリマの例には、アクリルポリマ、ポリアリニン、ポリチオフェン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリアセチレン、および引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｖｏｌｓ．１−４」、Ｈ．Ｓ．Ｎａｌｗａ編、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ（１９９７）に列挙されているもの等、他の導電性有機材料が含まれる。適当な導電性分散体の例には、カーボンブラック、グラファイト、超微粒子酸化インジウム錫、超微酸化アンチモニ錫、およびＮａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（イリノイ州、Ｂｕｒｒ Ｒｉｄｇｅ）およびＭｅｔｅｃｈ（ペンシルベニア州、Ｅｌｖｅｒｓｏｎ）等の会社から商業的に入手可能な材料が含まれる。
【００５６】
また、転写層の表面には、熱転写素子のその他の部分と接触する剥離層が配置されてもよい。上述したように、この剥離層は、転写層の転写時に、部分的にまたは完全に転写層の残りの部分と共に転写されてよく、あるいは剥離層の実質的にすべてが熱転写素子に残ってもよい。適当な剥離層は上述した。
【００５７】
転写層は別々の層で形成されてよいが、少なくともいくつかの実施形態では、転写層は複数の成分および／またはデバイスにおける複数の用途を有する層を含んでよい、ということが理解されよう。また、少なくともいくつかの実施形態では、転写中に複数の別々の層が互いに溶解するか、または他の方法で混合または結合されてよい、ということも理解されよう。いずれの場合も、これら層は、混合または結合されるが、個々の層と呼ぶことにする。
【００５８】
図２Ａに示す転写層１７０の一例は、導電金属または金属化合物層１７２と、受容体（図示せず）と接触するための導電ポリマ層１７４と、を含む。また、導電ポリマ層１７４は、少なくとも部分的に、受容体への転写を容易にする接着層として作用してもよい。図２Ｂに示す転写層１８０の第２例は、剥離層１８２と、それに続く導電金属または金属化合物層１８４と、受容体（図示せず）と接触するための導電または非導電ポリマ層１８６と、を含む。図２Ｃに示す転写層１９０の第３例は、導電無機層１９１（例えば、蒸着された酸化インジウム錫）と、受容体と接触するための導電または非導電ポリマ層１９２と、任意の剥離層（図示せず）と、を含む。図２Ｄに示す転写層１９５の第４例は、金−アルミニウム−金等の交互の金属１９７、１９８と、受容体と接触するための導電または非導電ポリマ層１９９と、の多層金属積層体１９６からなる。
【００５９】
ＯＥＬデバイスのための転写層 ＯＥＬ（有機エレクトロルミネッセント）デバイスの少なくとも一部を形成する多成分転写ユニットの転写は、熱転写素子を使用する能動デバイスの形成の例示的な限定しない例を提供する。少なくともいくつかの例では、ＯＥＬデバイスは、カソードとアノードとの間に挟まれた適当な有機材料の１つまたは複数の薄層を含む。電子は、カソードから有機層に注入され、正孔はアノードから有機層に注入される。注入された電荷は、反対荷電電極に向かって移動するに従い、再結合されて一般に励起子と呼ばれる電子−正孔ペアを形成する。これら励起子、すなわち励起状態の種は、接地状態に戻るよう減衰する際に光の形態でエネルギを放出する（例えば、引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとするＴ．Ｔｓｕｔｓｕｉによる「ＭＲＳ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ」、２２、３９〜４５（１９９７）を参照）。
【００６０】
ＯＥＬデバイス構成の例示的な実施例には、電荷運搬および／または放出種がポリママトリクスに分散されている分子分散ポリマデバイス（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｊ．Ｋｉｄｏによる「Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」（「Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｅｎｃｅ」、２、３５０〜３５５（１９９４））を参照の）と、ポリフェニレンビニレン等のポリマの層が電荷運搬および放出種として作用する共役ポリマデバイス（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｊ．Ｊ．Ｍ．Ｈａｌｌｓ等による「Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ」、２７６、１３〜２０（１９９６）を参照）と、蒸着小分子ヘテロ構造デバイス（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、米国特許第５，０６１，５６９号およびＣ．Ｈ．Ｃｈｅｎ等による「Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」（「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｙｍｐｏｓｉａ」、１２５、１〜４８（１９９７））を参照）と、発光エレクトロケミカルセル（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｑ．Ｐｅｉ等による「Ｊ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」、１１８、３９２２〜３９２９（１９９６）を参照）と、複数波長の光を放出することができる垂直に積層された有機発光ダイオード（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、米国特許第５，７０７，７４５号およびＺ．Ｓｈｅｎ等による「Ｓｃｉｅｎｃｅ」、２７６、２００９〜２１００（１９９７）を参照）と、が含まれる。
【００６１】
図３Ａに、ＯＥＬデバイスを形成する転写層２００の１つの適当な例を示す。転写層２００は、アノード２０２、正孔輸送層２０４、電子輸送／エミッタ層２０６およびカソード２０８を含む。代替的に、カソードまたはアノードのいずれかを、受容体の上に別々に（例えば、受容体上の導電コーティングとして）および転写層外に提供してもよい。これは、図３Ｂにおいて、転写層２００と共通する層を示すために先に示した参照番号を使用して、アノードの無い転写層２００’として示されている。
【００６２】
また、転写層２００は、転写層の受容体への転写を容易にするために、剥離層２１０および／または接着層２１２等の１つまたは複数の層を含んでもよい。これら２つの層のいずれかは、受容体上の導電層または構造あるいは転写層上に後に形成される導電層との電気的接触を容易にするための導電ポリマとすることができる。剥離層および接着層の位置は、転写層の他の層に関して換えることができる、ということは理解されよう。
【００６３】
アノード２０２およびカソード２０８は、一般に、例えば金、プラチナ、パラジウム、アルミニウム、チタン、窒化チタン、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化フッ素錫（ＦＴＯ）およびポリアニリンを含む、金属、合金、金属化合物、金属酸化物、導電セラミック、導電分散体および導電ポリマ等の導電材料を使用して形成される。アノード２０２およびカソード２０８は、導電材料の単層であってよく、あるいは、多層を含んでもよい。例えば、アノードまたはカソードは、アルミニウムの層および金の層またはアルミニウムの層およびフッ化リチウムの層を含んでよい。ディスプレイとしての適用等、多くの適用では、カソードおよびアノードの少なくとも一方がエレクトロルミネッセントデバイスによって放出される光に対して透過的であることが好ましい。
【００６４】
正孔輸送層２０４は、正孔のデバイスへの注入とそれらのカソード２０８への移動を容易にする。正孔輸送層２０４は、更に、電子のアノード２０２への移動のためのバリアとして作用する。正孔輸送層２０４は、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤとしても知られる）等のジアミン誘導体を含むことができる。
【００６５】
電子輸送／エミッタ層２０６は、電子の注入とそれらのアノード２０２への移動を容易にする。電子輸送／エミッタ層２０６は、更に、正孔のカソード２０８への移動のためのバリアとして作用する。電子輸送／エミッタ層２０６は、しばしば、例えばトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＡＬＱ）等の金属キレート化合物から形成される。
【００６６】
正孔輸送層２０４と電子輸送／エミッタ層２０６の間の界面は、正孔および電子の移動のためのバリアを形成し、それにより正孔／電子再結合ゾーンを生成し、有効な有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供する。エミッタ材料がＡＬＱである場合、ＯＥＬデバイスは青緑光を放出する。電子輸送／エミッタ層２０６において異なるエミッタおよびドーパントを使用することにより、異なる色の光が放出されるようにしてもよい（引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｃ．Ｈ．Ｃｈｅｎ等による「Ｒｅｃｅｎｔ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」（「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｙｍｐｏｓｉａ」、１２５、１〜４８（１９９７））を参照）。
【００６７】
異なる転写層を使用することにより、他のＯＥＬ多層デバイス構造が転写されてよい。例えば、図３Ａの正孔輸送層２０４は、エミッタ層および／または正孔輸送層２０４とすることができ、電子輸送／エミッタ層２０６は１つの層に結合することができる。更に、図３Ａの層２０４および２０６の間に別個のエミッタ層を挿入することができる。
【００６８】
多層ユニットを受容体上に転写することにより、ＯＥＬデバイスを形成することができる。例として、図４Ａ乃至図４Ｃに示すように光ディスプレイを形成することができる。例えば、図４Ａに示すように、緑色ＯＥＬデバイス３０２を受容体基板３００上に転写することができる。続いて、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、青色ＯＥＬデバイス３０４および赤色ＯＥＬデバイス３０６が転写されてよい。緑、青および赤色ＯＥＬデバイス３０２、３０４、３０６は、それぞれ緑、青および赤の熱転写素子を使用することにより別々に転写される。代替的に、赤、緑および青の熱転写素子を互いの上に転写することにより、引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする米国特許第５，７０７，７４５号に開示されているタイプの多色積層ＯＬＥＤデバイスを生成することができる。フルカラーデバイスを形成する他の方法は、正孔輸送層材料の列を堆積することと、その後、正孔輸送材料に赤、緑および青の電子輸送層／エミッタ多成分転写ユニットを平行にまたは垂直に堆積することと、を含む。フルカラーデバイスを形成する更に別の方法は、赤、緑および青のカラーフィルタ（従来からの透過フィルタ、蛍光フィルタまたは燐光体）を堆積することと、その後白色光または青色光のエミッタに対応する多成分転写ユニットを堆積することと、を含む。
【００６９】
形成後、ＯＥＬデバイスは、一般に励振器（図示せず）に連結され、損傷を防止するために密封される。熱転写素子は、小さいシートとも、適当な転写層でコートされた比較的大きいシートともすることができる。これらデバイスを転写するためのレーザ光または他の同様の発光源を使用することにより、熱転写素子から細い線および他の形状を形成することができる。長さおよび幅が何メートルかの受容体を含む受容体上に転写層のパターンを生成するために、レーザまたは他の光源を使用することができる。
【００７０】
この実施例は、熱転写素子を使用することの利点を示す。例えば、複数のエッチングおよびマスキングステップを使用せずに各ＯＥＬデバイスの層の多くが同時に転写されるため、従来からのフォトリソグラフィ方法に比べて処理ステップの数を低減することができる。更に、同じ画像形成ハードウェアを使用して複数のデバイスおよびパターンを作成することができる。異なるデバイス３０２、３０４、３０６の各々に対し、熱転写素子のみを変更すればよい。
【００７１】
電界効果トランジスタのための転写層
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、１つまたは複数の熱転写素子を使用することによって形成することができる。熱転写素子を使用して形成することができる有機電界効果トランジスタの１つの例は、引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｇａｒｎｉｅｒ等による「Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ」、２、５９２〜５９４（１９９０）に述べられている。
【００７２】
電界効果トランジスタは、概して、残っている端子（ゲート）に電界を印加して２つの端子（ソースおよびドレイン）の間の電流を調整することができる３端子電子デバイスである（例えば、引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅによる「Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、第２版、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、４３１〜４３５（１９８１）を参照）。１つの代表的な構成では、電界効果トランジスタは、両端に２つの電極、すなわちソース電極およびドレイン電極が結合された半導体材料の矩形スラブからなる。他の面の１つには、絶縁層（ゲート誘電体）および第３の電極（ゲート電極）が形成される。ゲート電極と半導体スラブとの間に電界が印加される。導電率、従ってソース電極とドレイン電極との間の電流は、ゲート−絶縁体−半導体場の極性および強度によって制御される。
【００７３】
また、ゲート絶縁体無しに電界効果トランジスタを構成することも可能である。電界効果トランジスタは、ゲート電極／半導体整流領域を用いて組立てることができる。ソース電極とドレイン電極との間の導電率は、ゲート／半導体界面における空乏領域を制御するゲート／半導体場の極性および強度を変更することによって調整される。このタイプの構成は、一般に、ＭＥＳＦＥＴまたはＪＦＥＴ、それぞれ金属半導体ＦＥＴまたは接合形ＦＥＴと呼ばれる（例えば、引用をもってその開示内容がすべて本明細書内に包含されたものとする、Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅによる「Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ」、第２版、Ｗｉｌｅｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、３１２〜３２４（１９８１）を参照）。
【００７４】
金属電極、ゲート誘電体および半導体の材料選択は、導電率、信頼性、電子親和力、フェルミレベル、処理適合性、デバイスの適用およびコストを含むいくつかのパラメータに影響を与える可能性がある。例えば、概して、ｎ型（電子伝導）半導体との電気コンタクトを形成するために、低仕事関数の金属を選択することが有利である。
【００７５】
電界効果トランジスタの形成の例を、図４Ａ乃至図４Ｄおよび図５Ａ乃至図５Ｄに示す。図４Ａおよび図５Ａに示すように、電界効果トランジスタは、上に電気コンタクト５０２、５０４，５０６、５０８が形成されている受容体基板５００上に形成される。一般に、受容体基板５００は、ガラスまたは非導電プラスチック等の非導電材料から形成されるか、または受容体基板５００が非導電コーティングで覆われる。電気コンタクト５０２、５０４、５０６、５０８は、金、銀、銅または酸化インジウム錫等の金属または金属化合物を用いて形成することができる。また、電気コンタクト５０２、５０４，５０６、５０８は、ポリアニリン等の導電性有機材料を使用して形成することも可能である。電気コンタクト５０２、５０４、５０６、５０８は、フォトリソグラフィ、または特定の金属、金属化合物または導電性有機材料の転写層を備えた熱転写素子を利用する熱転写を含む、種々の技術によって形成することができる。
【００７６】
図４Ｂおよび図５Ｂに示すように、２つの対向する電極５０２、５０６の間にゲート電極５１０が形成される。ゲート電極５１０は、ゲート電極用に選択される材料を含む転写層を備えた第１の熱転写素子を使用して形成することができる。ゲート電極に適した材料には、金属、金属化合物、導電性ポリマ、充填ポリマおよび導電性インクが含まれる。ゲート電極用の材料の例には、金、銀、プラチナ、カーボン、酸化インジウム錫、ポリアニリンおよびカーボンブラック充填ポリマが含まれる。
【００７７】
図４Ｃおよび図５Ｃに示すように、ゲート電極５１０の上にゲート絶縁層５１２および半導体層５１４が形成される。これら２つの層５１２、５１４は、例えば、絶縁層および半導体層を備えた多成分転写ユニットを含む第２の熱転写素子を使用して形成することができる。ゲート絶縁層５１２は、二酸化珪素、窒化珪素、酸化タンタル、他の無機酸化物、ポリイミド、ポリアミド酸、アクリル酸、シアノエチルプルランおよびフッ化マグネシウム等の有機または無機絶縁体を使用して形成することができる。ゲート絶縁層として使用される有機ポリマには、超微シリカ粒子等の絶縁材料が充填されてよい。
【００７８】
半導体層５１４は、ポリチオフェン、チオフェンオリゴマ、ポリフェニルビニレン、ポリアセチレン、メタロフタロシアニン、および非結晶および多結晶シリコンおよびゲルマニウムを用いて形成することができる。
【００７９】
最後に、図４Ｄおよび図５Ｄに示すように、金属、金属化合物、導電性ポリマ、導電性インク、または上述した導電性有機材料等の導電金属を使用して、半導体層５１４とそれぞれ対向する電気コンタクト５０４、５０８との間に２つの間隔が空けられた接続を作成することにより、ソースおよびドレインコンタクト５１６、５１８を形成することができる。ソースおよびドレインコンタクト５１６、５１８間の領域５２０は、電界効果トランジスタのチャネルを形成する。適当な導電材料の層を備えた転写層を含む第３の熱転写層を使用して、ソースおよびドレインコンタクト５１６、５１８を形成することができる。多くの電界効果トランジスタでは、ソースおよびドレインの独自性は、図４Ｄおよび図５Ｄに示すデバイスから入れ替えることができる。
【００８０】
例えば、図７に示すように、トランジスタの電気コンタクトの１つがＯＥＬデバイスのアノードまたはカソード６２０でもある場合、ＯＥＬデバイス６００と電界効果トランジスタ６１０とを結合することができる。この結合により、電界効果トランジスタがＯＥＬデバイスの動作を制御することができる。この結合を備えたディスプレイユニットは、上述したように、例えば電界効果トランジスタを形成する３つ以上の熱転写素子と、ＯＥＬデバイスを形成する少なくとも１つの追加の熱転写素子と、を使用して作成することができる。
【００８１】
光導波路のための転写層
光導波管は、一般に、関係のある波長の光に対し実質的に透過である材料のコアを含む。コアは、同様に関係のある波長の光に対して実質的に透過であるクラッド材料によって覆われる。光は、コアとクラッドとの間の屈折率の差によってもたらされる全内部反射率により、導波管のコアを通って伝送され、およびそのコアに実質的に閉込められる。一般に、コアの屈折率は、クラッドの屈折率よりわずかに大きい。導波管の性能は、例えば導波管の形状、長さおよび透過性、およびコアとクラッドとの屈折率の差等の多くの要因によって影響を受ける。一般に、０．００２〜０．５のコアとクラッドとの屈折率の差が望ましい。これら変数は、当業者により、それらの意図された用途に最適化される性能を有する導波管を製造するために操作することができる。導波管を形成するために有用なコアおよびクラッド材料には、ガラスおよび有機ポリマが含まれる。
【００８２】
従来、光導波管は、フォトリソグラフィ、拡散およびイオン注入プロセス等の種々の方法によって製造される。例えば、従来の導波管は、適当な光学材料を一般にはサンドイッチ状に基板上に被着することによって製造することができ、その結果コア領域がクラッド領域によって包囲される。そして、フォトレジスタ材料がそのサンドイッチ上に被着され、フォトリソグラフィックプロセスによってパターニングされる。そして、フォトリソグラフィックプロセスによって定義されるパターンは、エッチングプロセスによって導波管サンドイッチに転写される。そして、パターンがエッチングされた基板は洗浄され、残りのフォトレジストが除去され基板上に結果としての導波管が残る。
【００８３】
１つまたは複数の熱転写素子を使用して光導波管を形成することができる。例えば、転写層１１０が適当な屈折率の３層のポリマを備えた図１Ａの熱転写素子１００を用いる熱転写を使用して、受容体基板上に導波管を形成することができる。それが導波管のコアを形成するため、転写層の中心のポリマ層は、外側の２層よりわずかに大きい屈折率を有する。コア／クラッドの組合せの例には、限定されないが、ポリエーテルイミド／ベンゾシクロブテン、ポリカーボネート／フッ素化アクリル酸、ポリカーボネート／ポリメチルメタクリレートおよびフッ素化ポリイミド／ポリメチルメタクリレートが含まれる。
【００８４】
また、熱転写素子を使用する光導波管の部分の熱転写を利用して、光導波管を形成してもよい。例えば、受容体基板に、従来からの方法によるかまたは別個の熱転写素子および熱転写ステップにより、ポリメチルメタクリレート等のクラッドポリマをコートすることができる。受容体基板に対するポリメチルメタクリレート／ポリカーボネートニ重層の後続する熱転写により、ポリカーボネートコアおよびポリメチルメタクリレートクラッドを有する導波管が形成される。
【００８５】
受容体 受容体基板は、限定されないが、透明フィルム、ディスプレイブラックマトリクス、電子ディスプレイの受動および能動部、金属、半導体、ガラス、種々の紙およびプラスチックを含む、特定の適用に適したいかなる物品であってもよい。本発明で使用することができる受容体基板の限定されない例には、陽極酸化アルミニウムおよび他の金属、プラスチックフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン）、酸化インジウム錫コートされたプラスチックフィルム、ガラス、酸化インジウム錫コートされたガラス、フレキシブル回路、回路基板、シリコンまたは他の半導体、および種々の異なるタイプの紙（例えば、充填または非充填され、カレンダ処理され、またはコートされた）が含まれる。転写層の受容体基板への転写を容易にするために、種々の層（例えば、接着層）が受容体基板上にコートされてもよい。多層デバイスの一部を形成するために、受容体基板上に他の層がコートされてよい。例えば、熱転写素子からの転写層の転写前に、受容体基板上に形成された金属アノードまたはカソードを有する受容体基板を使用して、ＯＥＬまたは他の電子デバイスが形成されてよい。この金属アノードまたはカソードは、例えば、受容体基板上への導電層の堆積と、例えばフォトリソグラフィック技術を使用して層を１つまたは複数のアノードまたはカソードにパターニングすることと、によって形成されてよい。
【００８６】
動作
画像形成中、熱転写素子は、一般に受容体と緊密に接触する。少なくともいくつかの例では、熱転写素子を受容体と緊密に接触した状態に維持するために、圧力または真空が使用される。そして、輻射線源が使用されることにより、ＬＴＨＣ層（および／または輻射線吸収体を含む他の層）を画像に対応した（ｉｍａｇｅｗｉｓｅ）方法で（例えば、デジタルに、またはマスクを介するアナログ露出により）加熱して、パターンに従って熱転写素子から受容体に転写層の画像の転写が実行される。
【００８７】
代替的に、多成分転写ユニットを転写するために、抵抗加熱素子等の加熱素子が使用されてもよい。熱転写素子が選択的に加熱素子と接触することにより、パターンに従って転写層の一部に熱転写がもたらされる。他の実施形態では、熱転写素子は、層に印加される電流を熱に変換することができる層を含んでよい。
【００８８】
一般に、転写層は、任意の中間層およびＬＴＨＣ層等、熱転写素子の他の層のいずれかを転写すること無しに、受容体に転写される。任意の中間層があることにより、ＬＴＨＣ層の受容体への転写が排除されるかまたは低減され、および／または転写層の転写部分の歪みが低減される。好ましくは、画像形成状態において、ＬＴＨＣ層への中間層の接着は、転写層への中間層の接着より大きい。いくつかの例では、中間層を透過する画像形成輻射線のレベルを減衰し、透過する輻射線の転写層および／または受容体との相互作用からもたらされる可能性のある、転写層の転写部分に対するあらゆる損傷を低減するために、反射中間層を使用することができる。これは、受容体が画像形成輻射線に対し高吸収性である場合に発生する可能性のある熱損傷を低減するという点で特に有益である。
【００８９】
レーザ露光中、画像形成された材料からの複数の反射による干渉パターンの形成を最小化することが望ましい場合がある。これは、種々の方法で達成することができる。最も一般的な方法は、米国特許第５，０８９，３７２号で述べられているように、入射輻射線の規模で熱転写素子の表面を効率的に粗くするというものである。これは、入射輻射線の空間的可干渉性を破壊し、それによって自己干渉を最小化するという効果を有する。代替的な方法は、熱転写素子内に反射防止コーティングを採用するというものである。反射防止コーティングの使用は、周知であり、引用をもってその開示内容をすべて本明細書内に包含するものとする、米国特許第５，１７１，６５０号に述べられているように、フッ化マグネシウム等のコーティングの４分の１波厚さのコーティングから構成されてよい。
【００９０】
１メートル以上の長さおよび幅寸法を有する熱転写素子を含む、大型の熱転写素子を使用することができる。動作時、大型熱転写素子に亙ってレーザをラスタ走査させるかまたは他の方法で移動させることができ、レーザは、所望のパターンに従って熱転写素子の一部を照明するように選択的に動作する。代替的に、レーザは固定であってよく、熱転写素子がそのレーザの下を移動してもよい。
【００９１】
いくつかの例では、デバイスを形成するために、２つ以上の異なる熱転写素子を連続して使用することが必要であり、望ましく、および／または都合のよい場合がある。例えば、１つの熱転写素子を使用して電界効果トランジスタのゲート電極が形成され、別の熱転写素子を使用してゲート絶縁層および半導体層が形成され、更に別の熱転写層を使用してソースおよびドレインコンタクトが形成されてよい。デバイスを形成するために、２つ以上の熱転写素子の他の種々の組合せを使用することができ、各熱転写素子は、デバイスの１つまたは複数の層を形成する。これら熱転写素子の各々は、多成分転写ユニットを含んでよく、あるいは受容体への転写のための単層を含むだけでもよい。そして、デバイスの１つまたは複数の層を堆積するために、２つ以上の熱転写ユニットが連続的に使用される。いくつかの例では、２つ以上の熱転写素子の少なくとも１つは、多成分転写ユニットを含む。
【実施例】
【００９２】
特に示さない限り、化学製品は、Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（ウィスコンシン州、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ）から取得した。真空蒸着材料のすべてを、室温で熱的に蒸着した。各真空蒸着層の蒸着速度および厚さは、水晶マイクロバランス（ニューヨーク州、Ｅａｓｔ ＳｙｒａｃｕｓｅのＬｅｙｂｏｌｄ Ｉｎｆｉｃｏｎ Ｉｎｃ．）を用いて監視した。背景圧力（蒸着前のチャンバ圧力）は、およそ１×１０-5トル（１．３×１０-3パスカル）とした。
【００９３】
レーザ転写システムは、ＣＷ Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、音響光学変調器、コリメートおよびビーム拡張光学系、光アイソレータ、線形検流計およびｆシータスキャンレンズを備えていた。Ｎｄ：ＹＡＧレーザは、ＴＥＭ００モードで動作しており、総出力７．５ワットをもたらした。走査は、高精度線形検流計（マサチューセッツ州、ＣａｍｂｒｉｄｇｅのＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．）を用いて行った。レーザは、１／ｅ2強度レベルで１４０μｍの測定寸法のガウススポットに焦点合せした。スポットは、ｆシータスキャンレンズを利用することによって、走査幅に亙って一様に保持した。レーザスポットを、５．６メートル／秒の速度で画像面に亙って走査した。ｆシータスキャンレンズは、走査速度を０．１％以内で一様に維持し、スポットサイズを±３ミクロン以内で一定に維持した。
【００９４】
実施例１
基板／ＬＴＨＣ／中間層素子の作成
３８１ヘリカルセル／直線ｃｍ（１５０ヘリカルセル／直線インチ）のマイクログラビアロールを使用して、Ｙａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｌａｂ Ｃｏａｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ ＣＡＧ−１５０（インディアナ州、ＢｌｏｏｍｉｎｇｔｏｎのＹａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｃｏ．）により、表１による以下のＬＴＨＣコーティング溶液を０．１ｍｍＰＥＴ基板上にコーティングすることによって、カーボンブラック光−熱変換層を作成した。
【００９５】
【表１】
2011093322.tif 000002
【００９６】
コーティングを、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｏｄｅｌ Ｉ６００（４００Ｗ／ｉｎ）ＵＶ硬化システム（メリーランド州、ＧａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇのＦｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）を用いて、４０℃でインライン乾燥し、６．１ｍ／分でＵＶ硬化した。乾式コーティングは、およそ３ミクロンの厚さを有していた。
【００９７】
光−熱変換層のカーボンブラックコーティング上には、Ｙａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｌａｂ Ｃｏａｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ ＣＡＧ−１５０（インディアナ州、ＢｌｏｏｍｉｎｇｔｏｎのＹａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｃｏ．）を用いて、表２による中間層コーティング溶液を輪転グラビアコートした。このコーティングを、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｏｄｅｌ Ｉ６００（６００Ｗ／ｉｎ）を用いて、インライン乾燥（４０℃）し、６．１ｍ／分でＵＶ硬化した。結果としての中間層コーティングの厚さは、およそ１．７ミクロンであった。
【００９８】
【表２】
2011093322.tif 000003
【００９９】
実施例２
他の基板／ＬＴＨＣ／中間層素子の作成
２２８．６ヘリカルセル／直線ｃｍ（９０ヘリカルセル／直線インチ）のマイクログラビアロールを使用して、Ｙａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｌａｂ Ｃｏａｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ ＣＡＧ−１５０（インディアナ州、ＢｌｏｏｍｉｎｇｔｏｎのＹａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｃｏ．）により、表３による以下のＬＴＨＣコーティング溶液を０．１ｍｍＰＥＴ基板上にコーティングすることによって、カーボンブラック光−熱変換層を作成した。
【０１００】
【表３】
2011093322.tif 000004
【０１０１】
コーティングを、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｏｄｅｌ Ｉ６００（４００Ｗ／ｉｎ）ＵＶ硬化システムを用いて、４０℃でインライン乾燥し、６．１ｍ／分でＵＶ硬化した。乾式コーティングは、およそ３ミクロンの厚さを有していた。
【０１０２】
光−熱変換層のカーボンブラックコーティング上に、Ｙａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｌａｂ Ｃｏａｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ ＣＡＧ−１５０（インディアナ州、ＢｌｏｏｍｉｎｇｔｏｎのＹａｓｕｉ Ｓｅｉｋｉ Ｃｏ．）を用いて、表４による中間層コーティング溶液を輪転グラビアコートした。このコーティングを、Ｈバルブを装着したＦｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｍｏｄｅｌ Ｉ６００（６００Ｗ／ｉｎ）を用いて、インライン乾燥（４０℃）し６．１ｍ／分でＵＶ硬化した。結果としての中間層コーティングの厚さは、およそ１．７ミクロンであった。
【０１０３】
【表４】
2011093322.tif 000005
【０１０４】
実施例３
ポリマ／金／ポリマフィルムの転写
実施例２の基板／ＬＴＨＣ／中間層素子にコーティングを被着することにより、多成分転写層を備えた熱ドナー素子を作成した。＃６Ｍａｙｅｒバーによりポリマの５重量％水溶液を用いて、アクリルポリマ（デラウェア州、ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＩＣＩ ＡｃｒｙｌｉｃｓによるＥｌｖａｃｉｔｅTM２７７６）のコーティングを、熱転写素子の中間層に被着した。コーティングを、約５分間約６０℃で乾燥した。そして、アクリルポリマに亙って、５００Åの金のコーティングを真空蒸着した。＃６Ｍａｙｅｒバーによりポリマの５重量％水溶液を被着することにより、金層に亙って別のアクリルポリマ（ＩＣＩ ＡｃｒｙｌｉｃｓによるＥｌｖａｃｉｔｅTM２７７６）をコートした。コーティングを、約５分間約６０℃で乾燥した。サンプルを、５．６ｍ／秒の線形走査速度を用いてガラス受容体上に画像形成した。結果は、優れたエッジ均一性を有する７０ミクロン幅ラインとしての、ポリマ／金／ポリマ転写層の一様な転写となった。
【０１０５】
実施例４
ポリマ／錫／金／錫／ポリマフィルムの転写
実施例２の基板／ＬＴＨＣ／中間層素子にコーティングを被着することにより、多成分転写層を備えた熱ドナー素子を作成した。＃６Ｍａｙｅｒバーによりポリマの５重量％水溶液を用いて、アクリルポリマ（ＩＣＩ ＡｃｒｙｌｉｃｓによるＥｌｖａｃｉｔｅTM２７７６）のコーティングを、熱転写素子の中間層に被着された。コーティングを、約５分間約６０℃で乾燥した。５００Åの錫のコーティングを、アクリルポリマの上に真空蒸着した。そして、錫の上に、５００Åの金のコーティングを真空蒸着した。次に、金の上に、５００Åの錫の第２コーティングを真空蒸着した。＃６Ｍａｙｅｒバーによりポリマの５重量％水溶液を被着することにより、アクリルポリマ（ＩＣＩ ＡｃｒｙｌｉｃｓによるＥｌｖａｃｉｔｅTM２７７６）の第２のコーティングを作成した。コーティングを、約５分間約６０℃で乾燥した。熱転写素子を、５．６ｍ／秒の線形走査速度を用いてガラス受容体上に画像形成した。結果は、優れたエッジ均一性を有する７０ミクロン幅ラインとしての、ポリマ／錫／金／錫／ポリマ転写層の一様な転写となった。
【０１０６】
実施例５
正孔輸送熱転写素子
実施例１の基板／ＬＴＨＣ／中間層素子を使用して、正孔輸送熱転写素子を形成した。表５の成分を混合することによって形成される正孔輸送コーティング溶液を、＃６Ｍａｙｅｒバーを使用して中間層上にコートした。コーティングを６０℃で１０分間乾燥した。
【０１０７】
【表５】
2011093322.tif 000006
【０１０８】
実施例６
ＯＥＬ熱転写素子
実施例１に従って形成された基板／ＬＴＨＣ／中間層素子にコーティングを被着ことにより、多成分転写層を備えたＯＥＬ熱転写素子を作成した。中間層に半導体剥離層として、２００Åの銅フタロシアニン層を堆積した。次に、カソード層として、アルミニウムの２５０オングストローム層を堆積した。アルミニウムの上に、１０Åのフッ化リチウム層を堆積した。次に、電子輸送層として、３００Åのトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＡＬＱ）層を堆積した。最後に、正孔輸送層として、２００ÅのＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）層を堆積した。
【０１０９】
実施例７
ＯＥＬデバイスの作成
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）（１０Ω／平方、カリフォルニア州、ＡｎａｈｅｉｍのＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｉｎｃ．）で覆われたガラスの受容体基板を使用して、ＯＥＬデバイスのアノードを形成した。まず、実施例５の正孔輸送熱転写素子を受容体上に画像形成した。これに続いて、実施例６のＯＥＬ熱転写素子の画像形成を行うことにより、ＯＥＬデバイスを完成した。
【０１１０】
各転写において、熱転写素子の転写層側を、真空チャック内で受容体と緊密に接触して保持した。レーザを、熱転写素子の基板側に入射するように向けた。２つの転写層が正確な位置合せで転写されるように、露光と行った。これにより、１２０μｍ幅のラインが生成された。最終的なＯＥＬデバイスは、以下の順序で（上部から下部へ）層を有していた。
アルミニウムカソード
フッ化リチウム
ＡＬＱ電子輸送層／エミッタ
ＴＰＤ正孔輸送層（ＯＥＬ熱転写層から）
ＴＰＤ正孔輸送層（正孔輸送熱転写素子から）
ガラス受容体
【０１１１】
ＩＴＯアノードおよびアルミニウムカソードにおいて、電気コンタクトを作成した。電位を印加すると、ＯＥＬデバイスは視覚的に検出可能な光を生成した。注入電流を、連続的に０ボルトから１０〜３０ボルトまで上がった印加電位（電圧）の関数として監視した。ある時点で、４２ｍｍ×８０μｍデバイスを流れる１０ボルトの７０μＡが測定された。これは、約２ｍＡ／ｃｍ2の電流密度に対応する。電流密度は、従来からの技術を使用して受容体基板上に直接製造される小分子デバイスの正常動作範囲内に十分にある。
【０１１２】
実施例８
他のＯＥＬ熱転写素子
実施例１に従って作成された基板／ＬＴＨＣ／中間層素子にコーティングを被着することにより、多成分転写層を備えたＯＥＬ熱転写素子を作成した。まず、＃３Ｍａｙｅｒバーを使用して、表６によるプライマ溶液をコートした。コーティングを、約５分間約６０℃で乾燥した。
【０１１３】
【表６】
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【０１１４】
プライマ層の上に、半導体剥離層として、２００Åの銅フタロシアニン層を堆積した。次に、カソード層として、２５０Åのアルミニウム層を堆積した。アルミニウムの上に、１０Åのフッ化リチウム層を堆積した。次に、電子輸送層として、３００Åのトリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（ＡＬＱ）層を堆積した。最後に、正孔輸送層として、２００ÅのＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）層を堆積した。
【０１１５】
実施例９
部分的ＯＥＬ転写層の可撓性基板への転写
受容体基板を、４ミル（約１００μｍ）ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（日本国、大阪のＴｅｉｊｉｎ Ｌｔｄ．による前処理されていないＨＰＥ１００）から構成した。まず、実施例５の正孔輸送熱転写素子を、受容体上に画像形成した。次に、実施例８のＯＥＬ熱転写素子を、正孔輸送層の上に画像形成した。
【０１１６】
各転写において、熱転写素子の転写層側を、真空チャック内で受容体と緊密に接触して保持した。レーザを、熱転写素子の基板側に入射するように向けた。２つの転写層が正確な位置合せで転写されるように、露光を行った。これにより、１２０μｍ幅のラインが生成された。最終的なＯＥＬデバイスは、以下の順序で（上部から下部へ）層を有していた。
アルミニウムカソード
フッ化リチウム
ＡＬＱ電子輸送層／エミッタ
ＴＰＤ正孔輸送層（ＯＥＬ熱転写層から）
ＴＰＤ正孔輸送層（正孔輸送熱転写素子から）
ガラス受容体
【０１１７】
本発明は、上述した特定の実施例に限定されるとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲で公正に述べられるような本発明のすべての態様をカバーするものと理解されなければならない。種々の変更、等価なプロセスは、本発明が適用可能である多くの構造と共に、速成の明細書を再考することにより、本発明が向けられている技術分野における当業者には容易に明らかとなろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【外国語明細書】
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