交联材料的热转印 【技术领域】
本发明涉及从供体元件到受体元件将层材料进行光致热转印的方法。
背景技术
有些转印方法包括从供体元件到受体元件的可交联组分的热物质转印。转印过去的材料接着可在转印后在受体上发生交联。虽然转印后的交联据称可提供那些想要的性质，如韧性、耐用性、耐溶剂性、以及其他与这些性质相关的益处，但转印后的交联却是在制备成象受体过程中一个不便的额外步骤。
发明概述
本发明的发明人惊奇地发现，与已知资料所指出的相反，可通过光致热转印形成良好的图形，即使在转印前转印材料已经部分或全部交联。转印前的交联有利于在连续过程基础上在供体材料上进行交联。作为增加益处的这个步骤，转印层材料的交联可以由供体材料的制造厂家进行，而不必需要由使用成象用的供体材料的人进行。另外，已交联地转印层比相应的未交联转印层更加坚固，因此可使处理供体片材和/或使用或者储藏供体片材变得容易，例如在堆叠或卷绕供体片时不会显著损坏转印层。具有已交联转印层的供体也可用来转印材料给敏感性受体，该敏感性受体可被热或辐射所损坏，如果这些热或辐射用来在转印后的对材料进行交联的话。
一方面，本发明提供了一种热转印供体元件，它包括基材、包含已交联材料的转印层、以及置于在热转印供体中的光热转换材料，当供体元件受到成象辐射照射时该转换材料就会产生热，产生的热量足以将转印层从供体元件图象方式地转印到邻近放置的受体。光热转换材料可以作为一层单独的层位于基材和转印层之间。
另一方面，本发明提供一种形成图形的方法，它包括把热转印供体元件的转印层放置在邻近受体的地方、通过选择性地使供体元件接受能被吸收且能通过转换材料转换成热的成象辐射，把转印层的某些部分成象转印到受体，该供体元件包括基材、包含已交联材料的转印层、光热转换材料。
再一方面，本发明提供一种制造热转印供体元件的方法，它包括提供供体基材，将含可交联材料的层涂覆于邻近基材上，使可交联材料发生交联形成已交联转印层，再把光热转换材料置于供体元件中，该光热转换材料可在成象辐射照射下产生热，产生的热量足以成象转印已交联转印层的某些部分。
发明详述
本发明可以应用到供体元件到受体的材料热转印。具体地，本发明涉及从供体元件进行的热物质传导和使用供体元件进行热转印的方法，该供体元件的转印层包含已交联材料。本发明的供体元件的通常结构包括基材；含有已交联或部分交联的有机、无机、有机金属或聚合物材料的转印层；以及光热转换材料。
已交联材料可从供体元件的转印层转印到受体的基材上，其方法是将供体元件的转印层放到靠近受体的位置，用能够被光热转换材料吸收并转换成热的成象辐射对供体元件进行辐照。供体可通过供体基材或受体或上述两者受到成象辐射的照射。辐射可包括一种或更多波长，包括可见光、红外线或紫外线，例如从激光器，灯或其他辐射源发出的辐射。转印层的某些部分可选择性地转印到受体，以成象方式在受体上形成交联材料的图形。在许多例子中，使用从例如灯或激光器发出的光进行热转印是有利的，因为经常可得到良好的正确度和精确度。转印的图形(例如直线，圆，正方形，或其他图形)的尺寸和形状可通过许多方法控制，例如选择光束的尺寸、受光束照射的图形、投射的光束与热物质转印元件接触的时间，和/或热物质转印元件的材料。转印的图形还可进一步通过掩模照射供体元件来进行控制。
热物质转印的方式随着辐射的类型、光热转换材料的性质和类型、转印层材料的类型等而不同，并且通常以一种或多种机理进行，这多种机理中的一种或几种机理根据成象条件、供体结构等因素在转印过程中，有的占优势，有的不战优势。热转印的一个机理是热熔粘结转印，此时加热转印层能促进转印层和受体表面之间的相互粘结。结果，相比供体，转印层某些选择的部分就更容易粘结到受体上，因此当移去供体元件时，转印层的这些选择性部分就留在了受体上。热转印的另一种机理是烧蚀转印，此时是使用局域的加热烧蚀掉部分转印层，使其脱离供体元件，此烧蚀下来的材料达到受体上。本发明设想的转印方式包括上述那些以及其他机理的一种或多种，从而可使用供体元件中的光热转换材料产生的热量来进行从转印层到受体表面之间已交联材料的转印。
许多种辐射源可用来加热供体元件。当用模拟技术(例如通过掩模曝光)时，可使用高能光源(例如氙闪光灯和激光器)。当用数字成象技术时，使用红外、可见和紫外激光器特别合适。合适的激光器包括例如高能(大于等于100毫瓦)单模激光二级管、纤维耦合激光二级管以及二级管抽运固体激光器(例如Nd：YAG和Nd：YLF)。激光曝光时间变化非常大，例如从几百微秒到数十微秒或更多，且激光流量密度可在约0.01-5焦/平方厘米或更大的范围内。根据供体元件结构、转印层材料、热转印方式以及其他因素，其他的辐射光源和辐照条件也可能合适。
当需要在较大面积的基材上进行光点的精确定位(例如用于高信息全色显示用途)时，使用激光器作为辐射源尤其适合。激光源既可用于大的坚硬基材(例如1米×1米×1.1毫米玻璃)，也可用于连续或片状膜基材(例如100微米聚酰亚胺片)。
在成象时，可使供体元件与受体紧密接触(如典对于热熔粘结转印机理，情况就典型地是为此)，或者供体元件与受体隔开一定距离(如烧蚀转印机理的情况)。在至少某些情况下，可使用压力或真空来使供体元件与受体紧密接触。在某些情况下，可在供体元件与受体元件放置一起掩膜。转印以后可除去或保留受体上的掩模。然后可使用辐射源以图形方式加热光热转换材料，来进行从供体元件到受体的已交联转印层的图形转印。
通常，转印层的某些选择部分转印到了受体，而热物质转印元件其他层的部分不会产生显著的转印，这些其他层例如是可用的中间层或光热转换层(在下文中详细讨论)。
可使用较大的供体元件，包括长度和宽度为1米或更大的供体元件。在操作中，激光可以通过光栅照射到较大供体元件上或在其上面移动，这样激光就根据所需的图形选择性地照射到供体元件的某些部分。激光也可以是静止的，而供体元件和/或受体基材在激光器下面移动。
在有些情况下，依序使用两个或多个不同供体元件来形成装置(例如光学显示器)，这是必要的，或者较好，或者较为方便。例如，可先形成黑色基质，接着进行在黑色基质的窗口中进行彩色滤色器材料的热转印。作为另一个例子，可先形成黑色基质，接着进行薄膜晶体管材料一层或多层的热转印。再有个其他例子，可以从不同的供体元件转印几个层或几个层叠来形成多层装置。多层的叠也可作为单一的转印单元从单个供体元件转印。多层装置的例子，包括一些晶体管，如有机场效应晶体管(OFETs)、有机场致发光像素和/或包括有机光发射二级管(OLEDs)的装置。可使用多个供体片在受体上的同一个层中形成一些不同组分。例如，可使用三个不同彩色供体形成彩色电子显示器用的彩色滤色器。而且，可使用几个供体片(每个具有多层的转印层)来以图形方式形成不同多层的装置(例如发射不同颜色光的OLED，可连接形成可寻址像素的OLED和OFET，等等)。可使用两个或多个供体元件的其他结合方式来形成一个装置，每个供体元件形成装置的一个或多个部分。可以使用任何合适的方法，例如照相平版印刷法、喷墨法、以及许多其他印刷或使用掩模的方法，来在受体上形成这些装置的其他部分或其他装置。
如上所述，本发明的供体元件可包括供体基材、已交联或部分交联的转印层以及光热转换材料。可适合在本发明中使用的供体元件的这些或其他特征将在下文详细描述。
供体基材可以是聚合物膜。一种合适类型的聚合物膜为聚酯膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯膜。但是，可使用具有足够光学特性的其他膜，这些特征包括对于特定波长的高透光性，还要有适合特定用途的足够的机械稳定性和热稳定性。在至少某些情况下，供体基材是平坦的，从而可形成均匀涂层。供体基材也通常选自在转印过程中供体元件发热下仍能保持稳定的材料。供体基材通常的厚度为0.025-0.15毫米，宜为0.05-0.1毫米，但也可使用更厚或更薄的供体基材。
可选择用来形成供体基材和任何邻近层(例如，或可使用的热传输层、绝缘层或光热转换层)的材料，来改善供体和该邻近层之间的结合，控制基材和该邻近层之间的温度传递，控制成象辐射的强度和/或照射方向等。还可使用打底层来提高在基材上随后形成层时的均匀性，而且也可提高供体基材和邻近层之间的结合强度。一个带打底层的基材的合适例子可购自Teijin Ltd.(产品号HPE100，Osaka，Japan)。
本发明的供体元件还包括一个转印层。转印层中可包含已交联的或部分交联的任何合适的一种或多种材料，使用或不使用粘合剂，以一层或多层的形式位于供体元件中，当供体元件受到能够被光热转换材料吸收并转换成热的成象辐射的作用时，上述材料能作为一个单元或其部分按照任何合适的转印机理进行选择性转印。
转印层中可包含完全或部分交联的有机、无机、有机金属或聚合物材料。合适材料的例子包括那些由于热或辐射的作用和/或由于加入了某种适合化学固化剂(例如水、氧气等)而发生交联的材料。尤其优选辐射固化材料。合适的材料列在Encyclopedia of Polymer Science and Engineering，卷4，350-390页和418-449页(John Wiley & Sons，1986)，以及卷11，186-212页(John Wiley & Sons，1988)中。
作为已交联转印层和/或作为加入在转印层中至少一种交联组分，能够从供体元件进行选择性成象转印的材料，其例子包括着色剂(例如分散在粘合剂中的颜料和/或染料)、起偏镜材料、液晶材料、颗粒材料(例如液晶显示器用的间隔物颗粒、磁性颗粒、绝缘颗粒、导电颗粒)、发光材料(例如磷光和/或有机场致发光材料)、可加入发光装置(例如场致发光装置)中组合使用的不发光材料、憎水材料(例如喷墨受体用分隔边材料)、亲水材料、多层堆叠(例如多层装置结构，如有机场致发光装置)、微结构或纳米结构层、光阻材料、金属、聚合物、胶粘剂、粘合剂、生物材料、以及其他合适的材料或材料的组合。
转印层可涂覆在供体基材上、或可使用的光热转换层(如下述)上、或可使用的中间层(如下述)上、或其他合适的供体元件层。可以采用任何适用于涂覆可交联材料的技术来施加转印层，如棒涂、照相凹版式涂覆、挤压涂覆、气相沉积、叠压技术以及其他技术。在涂覆之前、之后或者同时，转印层材料或它的某些部分可根据材料的不同以不同的方式进行交联，例如通过加热、辐照、和/或化学固化剂的存在。也可等一会，稍后进行交联，例如就在成象以前进行交联。也可以转印已部分交联的材料，然后在转印时和/或之后再继续进行材料的交联。
特别合适的转印层包括可用于显示器的材料。本发明的热物质转印能够非常准确和精确地把一种或多种材料图形转印在受体上，而且与照相平板印刷图形转印技术相比，可使用较少的步骤，从而特别适合用于如显示器制造等用途。例如，可以将转印层制备成热转印到受体后，被转印过去的材料就能形成适用于显示器的彩色滤色器、黑色基质、分隔物、隔离物、隔板、起偏镜、阻滞层、波片、有机导体或半导体、无机导体或半导体、有机场致发光层、磷光层、有机场致发光装置、有机晶体管、以及其他元件、装置、或它们的一部分，其转印是单独的，也可以与其他能或不能以同样方法进行图形转印的其他部件一起转印。
在具体的实施方式中，转印层可包含着色剂。例如，可使用颜料或染料作为着色剂。尤其优选具有优良颜色永久性和透明性的颜料，如在NPIRI Raw MaterialsData Handbook，Volume 4(Pigments)列出的颜料。合适的透明着色剂的例子包括Ciba-Geigy Cromophtal Red A2BTM、Dainich-Seika ECY-204TM、ZenecaMonastral Green 6Y-CLTM、BASF Heliogen Blue L6700FTM。其他合适的透明着色剂包括Sun RS Magenta 234-007TM、Hoechst GS Yellow GG 11-1200TM、Sun GS Cyan249-0592TM、Sun GS Cyan 248-061、Ciba-Geigy BS Magenta RT-333DTM、Ciba-Geigy Microlith Yellow 3G-WATM、Ciba-Geigy Microlith Yellow 2R-WATM、Ciba-Geigy Microlith Blue YG-WATM、Ciba-Geigy Microlith Black C-WATM、Ciba-Geigy Microlith Violet RL-WATM、Ciba-Geigy Microlith Red RBS-WATM、Heucotech Aquis IITM系列中的任何一种、Heucosperse Aquis IIITM系列中的任何一种、等等。能在本发明中用作着色剂的另一种颜料是各种潜在的颜料，如Ciba-Geigy生产的颜料。在美国专利5521035、5692907和5863860中描述了通过热成象进行着色剂的转印。
转印层可还可以包含各种添加剂。合适的添加剂包括IR吸收剂、分散剂、表面活性剂、稳定剂、增塑剂、交联剂和涂敷助剂。转印层还可包含许多添加剂，包括但不限于染料、增塑剂、UV稳定剂、成膜剂、以及胶粘剂。可以在交联转印层中加入增塑剂，这有利于转印层的转印。在一个实施方式中，反应性增塑剂加入转印层中对转印有促进作用，在转印之后它与转印层中的其他材料进行反应，上述内容可参见共同转让的美国专利申请09/392386(题目为“Thermal Transferwith a Plasticizer-Containing Transfer Layer”)。在另一个实施方式中，增塑剂加入在交联转印层中，对转印层的转印起促进作用后，就在转印时或转印后挥发掉。合适的分散树脂包括氯乙烯/乙烯酸乙酯共聚物、聚(乙酸乙烯酯)/巴豆酸共聚物、聚氨酯、苯乙烯马来酸酐半酯树脂、(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物、聚(乙烯醇缩醛)、酸酐和胺改性的聚(乙烯醇缩醛)、羟烷基纤维素树脂、苯乙烯丙烯酸树脂。
在有些实施方式中，转印层中可包含一种或更多种用于发光显示器，如有机场致发光显示器和装置或磷光类显示器和装置的材料。例如，转印层可包含交联发光聚合物或交联电荷传输材料，以及其他不管是否交联的有机导体或半导体材料。对于聚合物的OLEDs，可能需要交联一层或多层有机层，以便提高最终OLED装置的稳定性。也可能需要在热转印之前为OLED装置交联一层或多层有机层。转印前的交联可提供更稳定的供体介质、对膜形貌更好地控制，而对膜形貌更好地控制就可以进行更好地转印和/或获得OLED装置的更好性能，而且在装置的层中的交联若是在热转印之前进行的话，可以使OLED装置更容易制备，和/或有利于OLED装置独特结构的形成
发光聚合物的例子，包括聚(亚苯基乙烯撑)(PPVs)、聚对亚苯基(PPPs)和聚芴。可用于本发明转印层中的可交联发光材料包括在Li等人的SyntheticMetals 84，437-438页(1997)中提到的发蓝光的聚(甲基丙烯酸酯)共聚物，在Chen等人的Synthetic Metals 107，203-207页(1999)中提到的可交联三苯胺衍生物(TPAs)，在Klarner等人的Chem.Mat 11，1800-1805页(1999)中提到的可交联的寡和聚(二烷基芴)，在Farah和Pietro的Polymer Bulletin 43，135-142页(1999)中提到的部分交联聚(N-乙烯基咔唑-乙烯醇)共聚物，以及在Hiraoka等人的Polymers for Adbanced Techologies 8，465-470页(1997)中提到的氧交联聚硅烷。
OLED装置用的可交联转印层材料(可用于本发明转印层中)的具体例子，包括在Bellmann等人的Chem Mater 10，1668-1678页(1998)中提到的硅烷功能化三芳基胺和带有悬置三芳基胺的聚(降冰片烯)，存Bayerl等人的Macromol RapidCommun 20，224-228页(1999)中提到的双功能化空穴运输三芳基胺，在美国专利6030550中提到的许多中交联导体聚苯胺和其他聚合物，在国际申请WO97/33193中提到的可交联聚烷芳基聚胺，在日本未审查专利申请Hei9-255774中提到的含有聚酮醚的可交联三苯基胺。
在本发明转印层中使用的交联的发光、电荷传输或电荷注入材料在热转印之前或者之后，在其中可加入掺杂物。掺杂物可加入用于OLEDs的材料，用以改变或提高发光性能、电荷传输性能和/或其他的类似性能。
在美国专利5998085和同时转让的美国专利申请09/231723(题目为“ThermalTransfer Element for Forming Multilayer Devices”)以及09/473115(题目为“Thermal Transfer Element and Process for Forming OrganicElectroluminescent Devices”)中，都描述了材料从供体片到受体的热转印，可用于发射显示和装置的用途。
供体元件中还可以包括转印辅助层，最常见的是作为涂覆在转印层上作为供体元件最外层的胶粘剂层。胶粘剂可用来促进转印层的完全转印，特别是在成象以后将供体与受体基材分离时。代表性的转印辅助层，包括在室温下有很少或没有粘性的无色透明材料，如ICI Acrylics销售的商标名为ElvaciteTM的树脂系列(例如ElvaciteTM 2776)。其他合适的材料是Hampshire Chemical Corporation生产的以商标名DaratakTM销售的粘性乳胶。或可使用的胶粘剂层也可含有可以吸收与成象激光或光的源同样频率的光的辐射吸收剂。转印辅助层也可以置于受体上。
供体元件也可包括光热转换材料，用来吸收成象辐射，把它转换成进行转印用的热量。成象辐射吸收材料可包含在供体元件的任何一层或多层内，也可以在转印层本身内。例如，当使用红外辐射光源用来成象时，可在转印层中使用红外吸收染料。除了在转印层中有辐射吸收材料外，还可以另有一个附属吸收光热转换层(LTHC)，或者以此光热传换层代替在转移层中含有的辐射吸收材料。LTHC层优选位于基材和转印层之间。
通常，在LTHC层(或者其他层)中的辐射吸收剂可吸收电磁波谱中的红外线、可见光、和/或紫外线，把吸收的辐射转换成热。辐射吸收剂对于选择性成象辐射一般吸收率很高，从而提供了在成象辐射波长的光密度范围为0.1-4，或0.2-3.5的一层LTHC层。
合适的辐射吸收材料可包括染料(例如可见光染料、紫外染料、红外线染料、荧光染料、辐射偏振化染料)、颜料、金属、金属化合物、金属膜以及其他合适的吸收材料。合适的辐照吸收剂的例子还包括碳黑、金属氧化物、金属硫化物。合适的LTHC层的一个例子，其中有颜料(如碳黑)、粘合剂(如有机聚合物)。碳黑的量可为1-50重量％，或者宜为2-30重量％。合适的LTHC层配方如表1所示。表1的配方可使用合适的溶剂涂覆在供体基材上，然后通常是进行干燥和交联(例如接受于在紫外辐射或电子束的作用)
表1：LTHC涂层配方 组分重量份RavenTM Ultra碳黑颜料(ColumbianChemicals，Atlanta，GA生产)8.87ButvaTM B-98(聚乙烯醇缩丁醛树脂，Monsanto，St.Louis，MO生产)1.59JoncrylTM 67(丙烯酸类树脂，S.C.Johnson & son，Racine，WI生产)4.74ElvaciteTM 2669(丙烯酸类树脂，ICIAcrylics，Wilmington，DE生产)32.1DisperbykTM 161(分散助剂，Byk Chemie，Wallingford，CT生产)0.78FC-430TM(含氟化合物表面活性剂，3M，St.Paul，MN生产)0.03EbecrylTM 629(环氧酚醛清漆丙烯酸酯，UCB Radcure，N.Augusta，SC生产)48.15IrgacureTM 369(光固化剂，CibaSpecialty Chemicals，Tarrytown，NY生产)3.25IrgacureTM 184(光固化剂，CibaSpecialty Chemicals，Tarrytown，NY生产)0.48
另一种合适的LTHC层中包含作为膜形成的金属或金属/金属氧化物，例如黑铝(即具有黑色外观部分氧化的铝)。可使用一些技术(如溅射涂覆法和蒸气沉积法)形成金属和金属化合物膜。使用粘合剂和任何合适的干法或湿法涂覆技术可形成颗粒涂层。
适合在LTHC层中作为辐射吸收剂的染料可以以颗微粒的形式溶解在粘合剂材料中，或者至少部分地分散在粘合剂材料中。当使用分散的颗粒辐射吸收剂时，至少在有些情况下，颗粒的粒径约10微米或更小，可以是1微米或更小。合适的染料包括那些能吸收光谱IR区的染料。具体的染料可按以下因素选择，例如其对于具体粘合剂和/或涂敷溶剂的溶解性和相容性，以及吸收波长的范围。
在LTHC层中也可以使用颜料作为辐射吸收剂。合适颜料的例子包括碳黑和石墨，以及在美国专利5166024和5351617中所述的酞菁、二硫杂环戊二烯合镍(nickel dithiolenes)以及其他颜料。另外，可使用基于铜络合物或铬络合物的黑色偶氮颜料，例如吡唑啉酮黄、直接偶氮红和镍偶氮黄。也可使用无机颜料，包括金属(如铝、铋、锡、铟、锌、钛、铬、钼、钨、钴、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、锆、铁、铅、碲)的氧化物和硫化物.也可使用金属的硼化物、碳化物、氮化物、碳氮化物、青铜结构氧化物以及结构上与青铜类相关的氧化物(例如WO2.9)。
如美国专利4252671所述，可以使用颗粒形式的金属辐射吸收剂，或者如美国专利5256506所述，可以使用膜形式的金属辐射吸收剂。合适的金属包括铝、铋、锡、铟、碲和锌。
如同前述，颗粒辐射吸收剂可分散在粘合剂中。根据在LTHC层中使用的颗粒辐射吸收剂和粘合剂的类型，涂层中辐射吸收剂的重量百分数(计算重量百分数时溶剂不计)通常为1-5％，宜为3-40％，最宜为4-30％。
在LTHC层中使用的合适的粘合剂包括形成膜的聚合物，如酚醛树脂(例如酚醛清漆和酚醛树脂A)、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩醛、聚偏二氯乙烯、聚丙烯酸酯、纤维素醚和酯、硝化纤维、聚碳酸酯、以及丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物。合适的粘合剂包括能够聚合或交联的单体、低聚物或者聚合物。在有些实施方式中，使用可交联单体和/或低聚物或者还有聚合物构成的涂料首先形成粘合剂。当在粘合剂中使用聚合物时，该粘合剂包含1-50重量％，宜10-45重量％的聚合物，此含量以非挥发物为基。
在供体元件上涂覆好以后，使涂上去的单体、低聚物和聚合物交联，形成LTHC。在有些情况下，如果LTHC层的交联度太低，那么在遇热情况下LTHC层会破坏和/或有部分LTHC层材料与转印层材料一起转印到受体上。
在至少有些情况下，加入热塑性树脂(如聚合物)会提高LTHC层的性能(例如转印性能和/或可涂覆性)。人们认为，热塑性树脂会提高LTHC层与供体基材之间的结合。在一个实施方式中，粘合剂包含25-50％，宜为30-45％(不挥发重量)的热塑性树脂，但也可使用更低含量的热塑性树脂(例如1-15重量％)。热塑性树脂通常选自可与其他粘合剂材料相容(例如形成单相组合物)的树脂。可使用溶解性参数来说明相容性，具体参见Polymer Handbook，J.Brandrup，ed.，pp.VII519-557(MBW)(1989)。在至少有些实施方式中可选择其溶解性参数为9-13(卡/厘米3)1/2，宜为9.5-12(卡/厘米3)1/2的热塑性树脂作为粘合剂。合适的热塑性树脂的例子，包括聚丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸聚合物和树脂、以及聚乙烯醇缩丁醛树脂。
可加入普通的涂覆助剂(例如表面活性剂和分散剂)，目的是便于进行涂覆。可使用许多现有技术的涂覆方法将LTHC层涂覆在供体基材上。在至少有些情况下，聚合物的或有机的LTHC层的厚度为0.05-20微米，宜为0.5-10微米，更宜为1-7微米。在至少有些情况下，无机LTHC层的厚度为0.0005-10微米，宜为0.001-3微米。
本发明供体元件可以有一层或多层LTHC层，且LTHC层可包含均匀或不均匀分布的辐射吸收剂。在同时转让的美国专利申请09/474002(题目为“热物质转印供体元件”)中，提到了使用非均匀LTHC层。
在供体元件中可以用的中间层可位于供体基材和转印层之间，通常在LTHC层与转印层之间，例如用来减小转印层转印部分的损坏以及污染和/或减少转印层转印部分的变形。中间层也可能影响转印层与供体元件其余部分之间的结合，从而影响介质的成象感光度。中间层通常应具有高的抗热性。在转印过程中中间层一般与LTHC层保持接触，基本上不与转印层一起转印。中间层的一些例子在美国专利5725989中提到。
合适的中间层包括例如聚合物膜、金属层(例如蒸气沉积金属层)、无机层(例如无机氧化物(例如二氧化硅、二氧化钛和其他金属氧化物)的溶胶凝胶沉积层和蒸气沉积层)和有机/无机组合层。热转印供体元件也可包含几层中间层，例如交联聚合物膜和金属膜的中间层，这两层的形成顺序取决于成象和最终用途的需要。适合用作中间层的有机材料包括热固性和热塑性材料，并且宜涂覆在供体元件的LTHC层和转印层之间。中间层可通过常规的涂覆方法(例如溶剂涂覆、挤压涂覆、照相凹板式涂覆等)形成。合适的热固性材料包括通过加热、辐照或者化学处理等方法进行交联的树脂，包括但不限于已交联的或可交联的聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、环氧树脂、聚氨酯以及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物。热固性材料可以以热塑性前体形式涂覆在LTHC层上，随后交联形成已交联中间层。
合适的热塑性材料包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚砜、聚酯和聚酰亚胺。这些热塑性有机材料可通过常规的涂覆技术(例如溶剂涂覆、喷涂或挤压涂覆)施加。通常，适合在中间层中使用的热塑性材料的玻璃化转变温度(Tg)约为25℃或更高，宜为50℃或更高，尤其宜为100℃或更高，最宜为150℃或更高。在一个具体的实施例中，中间层的Tg高于成象时在转印层中得到的最高温度。在另一个代表性实施方式中，中间层的Tg应高于成象时在中间层中达到的最高温度。对在成象辐射的波长，中间层可以有发射、吸收、反射辐射的作用若者兼有这几种作用。
适合用作中间层材料的无机材料包括金属、金属氧化物、金属硫化物和无机碳涂料，包括能高度发射或反射成象光波长的光的材料。这些材料可通过常规技术(例如真空溅射、真空蒸镀、层压、溶剂涂覆或等离子喷射沉积)施加到光热转换层上。
中间层可提供了许多好处。中间层可以是材料从LTHC层转印的屏障。它也可以调节在转印层中达到的温度，从而使得热不稳定材料能进行转印。例如，中间层可作为热扩散体用来相对于LTHC层中得到的温度控制中间层与转印层之间界面的温度。这一点可以提高被转印的层的质量(例如表面粗糙度、边缘粗糙度等)。
中间层可包含添加剂，包括例如光引发剂、表面活性剂、颜料、增塑剂和涂覆助剂。中间层的厚度取决于各种因素，例如中间层的材料、中间层材料的性质、LTHC层的材料和光学特性以及厚度、转印层的材料和材料性质、成象辐射的波长以及供体元件在成象辐射下的曝光时间。对于聚合物中间层，中间层的厚度通常为0.05-10微米，宜为约0.1-6微米，更宜为0.5-5微米，最宜为0.8-4微米。对于无机中间层(例如金属或金属化合物中间层)，中间层的厚度通常为0.005-10微米，宜为约0.01-3微米，更宜为约0.2-1微米。
表II列出了一种用于涂覆中间层的代表性溶液。这种溶液适合于涂覆、干燥、以及交联(例如受到紫外线或电子束的照射时)形成供体上的中间层。
表II：中间层配方 组分份重量ButvarTM B-98(聚乙烯醇缩丁醛树脂，Monsanto，St.Louis.MO生产)0.99JoncrylTM 67(丙烯酸树脂，S.C.Johnson& Son，Racine，WI生产)2.97SartomerTM SR351TM(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，Sartomer，Exton，PA生产)15.84DuracureTM 1173(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮光引发剂，Ciba-Geigy，Hawthorne，NY生产)0.991-甲氧基-2-丙醇31.68甲基乙基酮47.52
如在共同转让的美国专利申请09/473114(题目为“具有热操纵垫底层的热转印供体元件”)中所述的，可用的垫底层可以位于供体元件的供体基材和LTHC层之间。合适的垫底层包括与适合作中间层材料相同或相似的材料。垫底层可用来控制供体元件中的热传输。绝缘性垫底层可保护供体基材不受成象时在LTHC层中所产生热量的影响和/或能够促进成象时向转印层的热转印。热传导性垫底层则能够促进成象时热量从LTHC层的传递，从而减小物质转印时在供体元件中达到的最大温度。这在转印热敏感材料时特别有用。
在曝光于激光时，可能需要尽量减小由于被成象材料多重反射引起的干涉图形，这可通过许多方法来实现。如美国专利5089372所述，最常用的方法是使热转印元件表面按照入射辐射的尺度有效地糙化。这可以有效地破坏入射辐射的空间相干性，从而使自干涉最小化。另外一种方法是在热转印元件中使用抗反射涂层。如美国专利5171650所述，人们已知使用抗反射涂层，可以是四分之一波长厚度的涂层如氟化镁。
本发明的供体元件和方法可用于许多种成象用途，例如打样、印刷版、证券印刷(security printing)等。但是，此元件和方法特别适宜制造彩色滤色元件(如液晶显示器)、发射装置(如有机场致发光装置)和/或其他用于显示用途的元件。
受体可以是适合特定用途的任何受体，包括但不限于玻璃、透明薄膜、反射薄膜、金属、半导体、各种纸张和塑料。例如，受体可以是适合显示用途的任何类型的基材或显示元件。适合在显示器(如液晶显示器或发射显示器)中使用的受体基材包括基本上能透过可见光的刚性或柔性基材。刚性受体基材的例子包括玻璃、涂覆了氧化铟锡的玻璃、低温多晶硅(LTPS)、膜晶体管(TFTs)和刚性塑料。合适的柔性基材包括基本上清晰透明的聚合物膜、反射膜、透射反射膜、偏振膜、多层光学膜等。合适的聚合物基材包括聚酯类(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二酸乙二醇酯)、聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚乙烯基树脂(例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇缩乙醛等)、纤维素酯类(例如三醋酸纤维素、醋酸纤维素)和其他在许多成象工艺中用作支撑物的常规聚合物膜。优选使用2-100密耳(即0.05-2.54毫米)的透明聚合物膜。
受体也可包括用来形成所需的最终产品的预先沉积或形成图形的层或装置(例如电极、晶体管、黑色基质、绝缘层等)。
对于玻璃受体，通常厚度为0.2-2.0毫米。经常需要使用的玻璃基材厚度为1.0毫米或更薄，甚至0.7毫米或更薄。使用更薄的基材，可获得更薄更轻的显示器。但是某些工艺、加工和装配条件需要使用较厚一点的基材。例如，某些装备条件可能需要将显示器组装件进行一定压缩，从而固定位于基材之间定位片的位置。为了获得更轻巧显示器而需用薄基材和处理和加工可靠而需用较厚基材，这两方面的竞争可以加以权衡，以得到特定显示器尺寸的优选结构。
如果受体基材为聚合物膜，并且要用于在其接受元件中需要低的双折射的显示器或其他用途，那么该膜就优选为非双折射的，从而基本上防止该显示器或与该显示器结合在一起的其他部件在操作时产生的干涉，有时候，该膜又优选为双折射的，从而得到所需的光学效果。代表性非双折射受体基材为溶剂注造的聚酯。通常的例子为从包含或基本上包含重复共聚单元的聚合物衍生出来的聚合物，所述重复共聚单元是从9，9-双-(4-羟基苯基)-芴和间苯二甲酸、对苯二甲酸或它们的混合物衍生出来的，该聚合物中的低聚物(即分子量约为8000或更小的化学物质)含量充分低，以便得到均匀的膜。在美国专利5318938中，这种聚合物用作热转印接收元件中的一种组分。其他类别的非双折射基材是无定形聚烯烃(例如Nippon Zeon Co.，Ltd生产的ZeonexTM)。如美国专利5882774、5828488和国际出版物WO95/17303所述，代表性双折射聚合物受体包括多层起偏镜或极化反射镜。
受体可使用硅烷偶联剂(例如3-氨丙基三乙氧基硅烷)处理，例如用来提高交联转印层的转印到受体上的部分与受体的结合。另外，辐射吸收剂也可在受体中使用，以促进供体转印层向受体的转印。
适合在本发明中使用的受体也会包含因受热或辐照而损坏的材料、元件、装置等。但因为转印层在转印之前可以交联，所以使得在受体上成象成为可能，而如果转印的材料在转印到所述敏感受体以后才通过加热、辐照、化学固化等方式进行交联，那么所述受体就会被破坏。
本发明的目的和优点将通过下述一些实施例进一步阐述，但是在这些实施例中提到的具体的材料和数量以及其他条件和细节不应认为是限制本发明。
实施例
热转印供体元件的制备
A.黑铝LTHC层/4密耳PET基材
将黑铝(AlOx)通过溅射沉积到4密耳(约0.1毫米)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称PET)基材上，所述溅射是以铝源在Ar/O2气氛、446伏溅射电压、5.0×10-3Torr真空压力、0.02氧/氩流量比以及约1米/分钟的基材运动速度下进行的。
从AlOx涂层和基材(PET)这两面，使用备有累计球的Shimadzu MPC-3100分光光度计测量涂有铝的基材的透射和反射光谱。在1060纳米的透射光密度(TOD＝-logT，T是测出的分数透光率)和反射光密度(ROD＝-logR，R是测出的分数反射率)列在表III中。在施加了掩模并用20重量％氢氧化钠溶液刻蚀掉一部分涂层后，通过显微光波干涉法测量黑铝涂层的厚度，结果列在表III中。样品编号入射光入射的面在1060纳米的TOD在1060纳米的TOD厚度埃AS1涂层0.7710.389535AS2基材0.7760.522535
B.制备氰基供体Cy1
1.制备聚氨酯
将47.6克Hüls Dynaco A7250二醇、50克2-丁酮、16.0克Mobay DesmodurW和3滴二丁基锡二月桂酸酯以上述顺序加入到反应容器中，并在室温下混合。在大约0.5小时后，把将2.1克1-甘醇甲基丙烯酸酯加入到该反应混合物中，在室温下再进行一个小时的反应。接着将4.62克新戊二醇和另外15克2-丁酮加入到反应混合物中，令其在室温反应4天。在4天的反应时间结束后，对混合物进行红外光谱分析，结果显示所有的异氰酸酯官能都已经进行了反应。
2.制备Microlith Blue 4G-WA颜料/聚氨酯分散液
将7.92克Microlith Blue 4G-WA颜料和32.7克2-丁酮边搅拌边混合。然后使用Silverson高速剪切混合器在0.25最大速度下搅拌该混合物20分钟。接着在所述混合物中加入溶解在5.0克2-丁酮中的1.32克BYK ChemieDisperbyk 161，以0.50最大速度再混合10分钟。然后加入在步骤B.1中得到的19.80克聚氨酯，得到的混合物以0.50最大速度再搅拌20分钟。
3.制备氰基涂料溶液
在1.80克上述Microlith Blue 4G-WA着色剂/聚氨酯分散液中加入6.24克2-丁酮和12滴5重量％3M FC-170C在2-丁酮中的溶液。得到的混合物放置在振动工作台上，混合10分钟，即供涂覆之用。
4.氰基供体的涂覆
将在B.3中得到的氰基涂料溶液使用#4涂覆棒涂覆到步骤A所得的样品的黑铝涂层上。将得到的氰基供体介质在60℃干燥2分钟制成供体Cy1。
C.制备氰基供体Cy2
1.制备带有光引发剂的聚氨酯
在按步骤B.1中制备的聚氨酯中，加入2重量％(按聚氨酯的不挥发物含量计算)Ciba-Geigy Irgacure 651。
2.制备Microlith Blue 4G-WA着色剂/聚氨酯(带有光引发剂)分散液
如步骤B.2所示同样的方法制备这种材料，不同的是，使用从步骤C.1中得到的带有光引发剂的聚氨酯代替从步骤B.1中得到的聚氨酯。
3.制备氰基涂料溶液
如步骤B.3所示同样的方法制备这种材料，不同的是使用从步骤C.2中得到的分散液代替从步骤B.2中得到的分散液。
4.氰基供体Cy2的涂覆
将从步骤C.3中得到的涂料溶液使用#4涂覆棒涂覆到步骤A所得的样品的黑铝涂层上。将得到的氰基供体介质在60℃干燥2分钟制成Cy2。
D.制备氰基供体Cy1-X10
使用ESI Electrocurtain电子束加速器，以10兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射氰基供体Cy1的氰基涂层面。得到的材料标为Cy1-X10。
E.制备氰基供体Cy2-X10
使用ESI Electrocurtain电子束加速器以10兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射氰基供体Cy2的氰基涂层面。得到的材料标为为Cy2-X10。
F.制备氰基供体Cy1-X800
使用RPC Equipment UV Processor Model QC1202(中压汞灯)在N2惰性气氛中以800毫焦/厘米2的剂量照射氰基供体Cy1的氰基涂层面。得到的材料标为Cy1-X800。
G.制备氰基供体Cy2-X800
使用RPC Equipment UV Processor Model QC1202(中压汞灯)在N2惰性气氛中以800毫焦/厘米2的剂量照射氰基供体Cy2的氰基涂层面。得到的材料标为Cy2-X800。
实施例1：制备彩色滤色元件
A.根据表IV制备玻璃基材/彩色阵列元件，所述制备方法是使用激光引起的从相应的着色剂供体到75毫米×25毫米×1毫米玻璃受体基材的彩色阵列(线与玻璃的最大尺寸方向平行，相邻直线之间的距离为0.65毫米)转印。转印的彩色陈列线的相应平均线宽也列在表IV中。使用平面场激光系统(flatfield laser system)在供体样品上扫描成像。使用的激光器为ND：YAG激光器，以TEM00模式发射激光，波长为1064纳米。成象平面上的功率和用来制备每个相应LCD彩色单元阵列元件的成象激光光斑的线速度列在表IV中。在各种情况下激光光斑直径约为80微米。供体以及玻璃受体置于真空中，而介质垂直激光扫描的方向进行移动。激光使用一线性电流计(一般扫描ModelM3-H)进行扫描。
表IV供体样品标记在成象平面上的激光功率(瓦)成象激光光斑线速度(米/秒)转印的氰基线线宽(微米)得到的玻璃基材/彩色阵列元件的标记Cy1(比较的)7.03.6148AE-Cy1Cy2(比较的)7.03.6150AE-Cy2Cy1-X106.03.6153AE-Cy1-X10Cy2-X106.03.6144AE-Cy2-X10Cy1-X8006.03.6151AE-Cy1-X800Cy2-X8006.03.6157AE-Cy2-X800
表IV中的数据显示了非常意外的结果，即包含已辐射交联转印层的激光引发转印供体元件成象的灵敏度与包含相应来交联转印层的激光引发转印供体元件差不多。
B.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX5-Cy1
使用ESI Electrocurtain电子束加速器以5兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy1的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX5-Cy1。
C.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX10-Cy1
使用ESI Electrocurtain电子束加速器以10兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy1的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX10-Cy1。
D.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX5-Cy2
使用ESI Electrocurtain电子束加速器以5兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy2的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX5-Cy2。
E.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX10-Cy2
使用ESI Electrocurtain电子束加速器以10兆拉德的剂量(125千电子伏的电子，N2惰性气氛)照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy2的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX10-Cy2。
F.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX800-Cy1
使用RPC Equipment UV Processor Model QC1202(中压汞灯)在N2惰性气氛中以800毫焦/厘米2的剂量照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy1的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX800-Cy1。
G.制备玻璃基材/彩色阵列元件AEX800-Cy2
使用RPC Equipment UV Processor Model QC1202(中压汞灯)在N2惰性气氛中以800毫焦/厘米2的剂量从照射玻璃基材/彩色阵列元件AE-Cy2的彩色阵列面。得到的玻璃基材/彩色阵列元件标为AEX800-Cy2。
实施例2：测量彩色滤光元件的耐化学性
为了保证测试耐化学性各样品的着色剂含量近似相等，确定了每个用于测试耐化学性的玻璃基材/彩色阵列元件的平均彩色阵列线宽。在所有情况下，相邻线之间的距离都约为0.65毫米。这些线宽列在表V中，表明相应样品的着色剂含量近似相等。接着把前面制备的每个玻璃基材/彩色阵列元件仔细地分别放在分开的含有35毫升2-丁酮的密封玻璃瓶中。随后，每个含有玻璃基材/彩色阵列元件的玻璃瓶在轨道振荡器上让该2-丁酮进行萃取114小时。萃取后，从相应的萃取液中取出玻璃基材/彩色阵列元件。接着将各萃取液浓缩到2-4毫升，再加入2-丁酮精确稀释到4毫升。作为对照，也把35毫升2-丁酮浓缩到4毫升。使用Shimadzu MPC-3100分光光度计和1厘米路径长度的石英比色皿，测出上述步骤B.3所制备的氰基涂料溶液的可见光谱，显示彩色阵列材料(Microlith Blue 4G-WA颜料)的λmax约为614纳米。下一步是使用Shimadzu MPC-3100分光光度计和1厘米路径长度的石英比色皿在614nm测量上述各2-丁酮萃取液的吸收率。结果列在表V中则每个彩色陈列元件的耐化学性就与相应的吸收率呈逆相关的关系。
表V彩色阵列元件彩色阵列线宽(毫米)受辐射照射的元件辐射剂量氰基彩色阵列萃取液物(2-丁酮)的吸收率(614纳米)AE-Cy1(比较)148无无无0.13AEX5-Cy1(比较)157转印的彩色阵列电子束5Mrad0.04AEX10-Cy1(比较)127转印的彩色阵列电子束10Mrad0.04AEX800-Cy1(比较)154转印的彩色阵列UV800毫焦/厘米20.04AE-Cy1-X10153供体着色剂层电子束10Mrad0.04AE-Cy1-X800151供体着色剂层UV800毫焦/厘米20.04AE-Cy2(比较)150无无无0.20AEX5-Cy2(比较)166转印的彩色阵列电子束5Mrad0.04AEX10-Cy2(比较)163转印的彩色阵列电子束10Mrad0.04AEX800-Cy2(比较)173转印的彩色阵列UV800毫焦/厘米20.04AE-Cy2-X10144供体着色剂层电子束10Mrad0.04AE-Cy2-X800157供体着色剂层UV800毫焦/厘米20.042-丁酮(比较)----0.03
表V中概括的结果表明，使用在转印层中包含已交联组分的供体元件进行成象转移可以得到成象制品，所述成象制品具有转印的交联的层，转印的是已交联的层所产生的制品，其性能比得上交联发生在热转印之后而不是热转印之前的类似产品。