專利名稱：熱傳遞用于有機電子顯示器和器件的定向材料的方法
技術領域：
本發明涉及有機場致發光顯示器和有機電子器件。
背景材料從施主片到受主襯底的按圖形進行的熱傳遞(transfer)已經在許多范圍內得到各種應用。例如，材料可以經過選擇性熱傳遞而形成電子顯示器和其他器件中有用的元件。具體說來，人們已經建議了彩色濾波器、黑色基質材料(black matrix)、墊片、起偏器、導電層、晶體管、磷光體和有機電致發光材料的選擇性熱傳遞。
發明概述有選擇地對有機電子活性材料進行熱傳遞的能力使得當前用常規手段不能制造的各種有機電子器件能夠被制造出來。例如，雖然在文獻中已經闡明了偏振光從定向有機電致發光材料的發射，但是卻一直未給出能夠按圖形制作器件和利用有機偏振發光器件制造顯示器的報道。本發明提供了在定向電子活性有機材料上形成圖形，并且因此首次使得能夠制作、制造按圖形制作的有機電子顯示器和器件的方法。這樣的器件包括有機晶體管和其他這樣的電子器件，這樣的器件具有定向的導電或半導電的聚合物層，因而能提高器件中的例如電荷遷移率特性。其他這樣的器件包括有機場致發光器件和像素化顯示器，這些器件和顯示器包含定向有機發射材料，用以例如發射線偏振光或圓偏振光。
一方面，本發明提供了制作有機場致發光器件的工藝，該工藝是通過從施主片有選擇地將包括定向有機發射材料的傳遞層熱傳遞到具有第一電極的受主襯底并且形成第二電極而使定向有機發射材料位于第一和第二電極之間來進行的，其中，該器件在被激勵時能發射偏振光。
另一方面，本發明提供了一種制作電子器件的工藝，該工藝是通過從施主片有選擇地將包括定向電子活性聚合物的傳遞層熱傳遞到器件的襯底上，并將器件襯底上的定向電子活性聚合物連接到該有機電子器件的其他層次上而形成一個完整的器件。
又一方面，本發明提供了一種包括可以有選擇地熱傳遞的傳遞層的施主片，該傳遞層包括一種定向有機發射材料，當被適當地設置在有機場致發光器件中時，該材料能發射偏振光。
在再一方面，本發明提供一種施主片，該施主片包括襯底、對準層、設置在襯底和對準層之間的用于將入射成像輻照轉換成熱的光-熱轉換層以及傳遞層，該傳遞層包括一種涂覆在對準層上的定向發光聚合物，并且能夠有選擇地從施主片熱傳遞到靠近的受主上。
又一方面，本發明提供了一種制作施主片的方法，該方法提供施主襯底并相鄰于該襯底形成一傳遞層，該傳遞層包括一種定向電子活性有機材料，該材料能有選擇地從施主片熱傳遞到靠近的受主上，同時基本保持該定向電子活性有機材料的取向。
附圖簡述通過下述結合附圖的對本發明的各個實施例的詳盡敘述，本發明將能更完整地得到理解。


圖1(a)是一種有機電致發光顯示器結構的示意側視圖；圖1(b)是一種有機晶體管結構的示意側視圖；圖2是根據本發明的用于傳遞材料的熱傳遞施主元件的示意側視圖；圖3是根據本發明的有機電致發光顯示器的示意側視圖；圖4是根據本發明的有機電致發光顯示器的示意側視圖；圖5是根據本發明的有機電致發光顯示器的示意側視圖；圖6是根據本發明的有機電致發光背光(backlight)的示意側視圖；圖7是根據本發明的有機電致發光器件的示意側視圖；和圖8是根據本發明的有機電致發光器件的示意側視圖。
雖然本發明能夠有各種修改和替代形式，但其細節已經通過附圖中的實例的方式顯示并且將詳盡地敘述。但應該理解的是，描述的意圖并不是要將本發明限制在已描述的具體實施例中，相反而是要包括所有落入本發明的精神和范圍的各種修改，等效和替代形式。
詳細描述本發明致力于包括定向電子活性有機材料，尤其是含有定向導電、半導電的或發光聚合物的有機電子器件和顯示器。根據本發明，電子活性聚合物和/或有機發射材料可以通過例如從施主片的有選擇熱傳遞而被定向和形成圖形以形成有機電子器件的層次或元件。例如所能制成的有機電子器件包括有機晶體管、有機場致發光器件(OEL)等。
在一種實施例中，本發明致力于發射偏振光的OEL器件和顯示器以及制作偏振發光OEL器件和顯示器的方法。一些有機發光材料已經顯示，在適當地取向或對準時能夠發射偏振光。本發明包括在定向或可定向的材料上形成圖形以制作偏振發光OEL器件和顯示器的方法。本發明也包括新的偏振發光OEL器件和顯示器。
OEL燈或OEL顯示器發射偏振光的能力可以提供大量的優越性。例如，含有定向發光材料的OEL顯示器可以和一個或多個能傳遞從該器件發射的偏振光的基本部分，同時阻擋環境光的一些部分的起偏器或其他光學元件相結合，從而減少眩光和/或增加顯示器的對比度。例如發射偏振光的OEL燈可以用作液晶顯示器的背光源，從而增加低功耗下的亮度。傳統光源發射非偏振光，因此使用偏振濾光器就會有顯著的光損耗。偏振發光OEL也能提供其他的優點和好處，不管其是用在直觀信息顯示器、投影系統、背光源、單色顯示器、彩色顯示器、全色顯示器、微顯示器，還是用在其他這樣的應用場合上。
在另一種實施例中，本發明致力于在定向導電或半導電的聚合物上形成圖形，以在有機電子器件中形成電荷導電或半導電層。當一些電子活性聚合物被進行一定取向時已經顯示出呈現增強的電子性能，諸如經改進的電荷遷移率。定向電子活性聚合物也可以呈現獨特的效應，諸如優選的電荷遷移率方向(例如在取向方向的電荷遷移率相對于正交方向增強)。本發明提供在定向電子活性聚合物上形成圖形以制作具有經改進的和/或獨特的功能的有機器件的能力。這樣，就能夠制造包含根據本發明的經形成圖形的定向的導電或半導電的聚合物的獨特的或經改進的有機晶體管，電極，發光器件等。
在本文件中，術語有機電致發光(OEL)顯示器或器件被用于泛指包括有機發射材料的電致發光顯示器或器件，不管該發射材料包括小分子(SM)發射材料、發光聚合物(LEP)、摻雜LEP、混和LEP、設置在一個主基質材料中的LEP或SM發射材料，或包括其他的有機發射材料，也不管這些材料是單獨提供的還是結合其他在該OEL顯示器或器件中有功能或無功能的任何有機或非有機材料一起提供的。
術語偏振光被用以指基本偏振的光，例如具有約2∶1或更大的偏振比，偏振比是指具有所研究的偏振狀態的光的強度和具有正交偏振狀態的光的強度之比。偏振光可以是線偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光。
如果光所構成的電場矢量沒有優選的取向，即場矢量在垂直于偏振面的所有方向上有幾乎相等的數量，則該光被稱為非偏振光。非偏振光可以通過將其通過一個只允許平行于該濾光器的傳輸軸的電場矢量通過的偏振濾光器而轉換為線偏振光。通過應用一塊四分之一波片，線偏振光可以轉換為圓偏振光(反過來也一樣)。
術語定向和對準可互相交換地應用在本文件中，用于描述其構成分子單元有確定的優先取向，定向或對準的有機電子活性層或其部分。術語可定向的和可對準的是指能夠被取向或對準的層次或材料。術語對準層指當可定向的材料適當地接觸該對準層或被該對準層接觸時能誘導該可定向的材料的取向的層次、涂層或薄膜。
在本文件中，術語發射或發光指因一種材料和另一能源的相互作用而發射光子的材料。材料的類型，激勵發光的能源的屬性以及所發射光的特征可以被分解為分離的類別，其中至少一個類別是對一個具體器件結構中的具體材料的發光起支配作用的機制。
一種類別的發射材料是光致發光(PL)材料，該材料吸收一種頻率的光子，重新發射出不同波長的光。一種類型的PL材料是熒光材料，該材料通常吸收高頻率的光子，迅速重新發射較低頻率的光。還有另一種PL材料是磷光材料，該材料以和熒光材料相似的方式互相作用，但重新發射的速率往往低得多，導致當激勵光子終止以后還持續一個相當長時間的發光。
另一種類型的發射材料是電致發光(EL)材料，該材料和電能相互作用而產生光子的發射。EL材料的一種類型是無機EL材料，該材料中電子-空穴對誘導產生無機分子的激勵，然后該無機分子因衰變到更低能級上而發射出光子。
另一種類型的EL材料是OEL材料，該材料本質上可以是小分子(SM)或者是聚合物(LEP)。通常，SM材料是形成一個共軛系統的具有高度不飽和的多環的有機分子或有機金屬分子。為了有效地利用這些材料的發射性能，SM材料的致密層可以用氣相淀積等方法淀積在電極上。LEP材料是具有足夠分子量的共軛聚合物分子以形成薄膜。雖然一些LEP材料可以被擠壓涂覆或由其他方法涂覆，但通常LEP材料通過將LEP材料的一種溶劑溶液噴涂在襯底上，汽化溶劑，然后留下聚合物薄膜而加以利用。或者，LEP可以通過前驅體的反應而形成在襯底的原地(in situ)，例如當該LEP不能進行溶劑涂覆時就是這樣。雖然在本文中OEL材料被總體表征為SM或LEP，但可以認識到的是，一些OEL材料是難以在區分SM和LEP材料的特征上分類的。總的說來，為了進行描述，這樣的材料都包括在本文件SM和LEP的分類中。
發射材料與較佳取向的對準會導致因這些材料的適當激勵而發射偏振光。
在被用以指出在有機電子器件中的一層或材料時，術語活性或電子活性表示在該器件的運行中執行一種功能(例如，電荷載流子(例如電子或空穴)的產生、導電或半導電，產生光、增強或調整器件結構的電子性能等)的層或材料。術語非活性材料指這樣的材料，即，雖然不是直接對上述功能作出貢獻，但可以對有機電子器件的裝配或制造和/或功能有某些非直接的貢獻。
圖1(a)示出一個包括器件層110和襯底120的OEL顯示器或器件100。任何其他適當的顯示器元件也可以包括在顯示器100中。如由任選元件130所表示的那樣，任選附加光學元件或其他適宜于和電子顯示器、器件或燈一起使用的器件也可以設置在顯示器100和觀察者位置140之間。在一些如所顯示的實施例中，器件層110包括一個或多個通過襯底向觀察者位置140發射光的OEL器件。觀察者位置通常用以表示所發射的光所要指向的目的地，不管其是一個實際觀察人，還是屏幕、光學元件、或電子器件等等。在其他的實施例(未顯示)中，器件層110位于襯底120和觀察者位置140之間。當襯底120能傳遞由器件層110發射的光并且在器件中透明導電電極設置在器件發射層和襯底之間時，就可以應用圖1(a)示出的構型(稱為“底部發射”)。當襯底120傳遞或不傳遞由器件發射的光并且設置在襯底和器件的發光層之間的電極不傳遞由器件發射的光時就可以應用反轉的構型(稱為“頂發射”)。
器件層110可以包括一個或多個以任何適當的方式排列的OEL器件。例如，在燈用途(例如液晶顯示器(LCD)模塊的背光源)中，器件層110可以構成一個跨越整個所涉及的背光區域的單個的OEL器件。或者，在其他的燈用途中，器件層110可以構成多個緊靠但分開并且可以同時激勵的器件。例如，相當小并且緊靠但分開的紅、綠、藍發光器可以在公共電極之間構成一定的圖案，這樣當發射器被激勵時器件層110看上去是發射白光。也可以考慮背光應用的其他結構。在直接觀察或其他顯示器應用中，可以要求器件層包括多個發射相同或不同顏色光的可獨立尋址的OEL器件。每個器件可以代表像素化顯示器(例如高分辨率顯示器)的一個獨立的像素或一個獨立的子像素，分段顯示器(segmented display)(例如低信息內容顯示器)的一個獨立的分段或子分段，或一個獨立的圖標，圖標的一部分或圖標的燈(例如指示器用途)。下文的討論中將更詳盡地描述各種發射偏振光的新的OEL器件和顯示器。
至少在一些實例中，一個OEL器件包括夾在陰極和陽極之間的一個或多個適當的有機材料的一個或多個層。在被激勵時，電子從陰極發射進一個(或多個)有機層，空穴從陽極發射進一個(或多個)有機層。當發射的電荷移向相對的帶電電極時，它們可以重新組合而形成通常被稱為受激子的電子-空穴對。當其衰減回到基態時，這些激子或被激勵的狀態種類可以以光的形式發射能量。在OEL器件中也可以存在其他的層次，諸如空穴傳輸層，電子傳輸層，空穴注射層，電子注射層，空穴阻擋層，電子阻擋層和緩沖層等。另外，在OEL器件的光致發光層或其他層中也可以存在光致發光材料，例如用于將電致發光材料發射的光的顏色轉換到另一種顏色。這些和其他這樣的層次和材料可以被用于改變或調整分層的OEL器件的電子性能和狀態，例如獲得理想的電流/電壓響應、理想的器件效率、理想的顏色和理想的亮度等。
所描述的OEL結構實例包括其間聚合物基質材料中擴散的電荷載流子和/或發射種類的分子擴散聚合物器件，其間諸如聚亞苯基亞乙烯基(polyphenylenevinylene)，聚芴(polyfluorene)或其他的聚合物層起到發射種類和/或電荷攜帶種類的作用的共軛聚合物器件，氣相淀積小分子異質結構器件，發光電化學電池，以及能發射多波長光的垂直堆積有機發光二極管。其他的OEL器件包括分散在聚合物基質材料中的諸如小分子發光器的聚合物基發射材料。例如，通常所知的如PVK，PVCz的聚(9-乙烯基咔唑)或聚乙烯咔唑被頻繁用作混和OEL器件的擴散小分子的聚合物基質材料。目前已知的或將來要開發的其他器件結構將被致力于用在本發明中以制作偏振發光OEL器件和顯示器。
本發明致力于使包括定向或對準的發射材料的OEL器件發射偏振光。定向發射材料能被包括在器件的OEL層中，或者可以是定向PL材料，諸如定向熒光染料，該染料在被例如由器件的OEL材料發射的光子激勵時能發射偏振光。根據本發明，可以制作OEL顯示器和燈，這些器件包括多個可獨立尋址的OEL器件，每一個器件都發射基本偏振的光，從每一個器件發射的光的偏振軸都可以和從其他器件發射的光相同或不同。還有，根據本發明，可以制作OEL顯示器和燈，這些器件包括一個或多個包含預先定向的發射材料以發射偏振光的OEL器件，也就是包括定向發射材料但不包括作為器件的一部分的用于定向或對準發射層的層次或材料的器件。
參考圖1(a)，本發明使器件層110包括定向發光材料。如在本文中所用，諸如定向發光材料的術語指的是能被定向或對準因此能發射基本偏振的光的有機發射材料。這樣可定向或可對準的有機發光器的實例包括可定向或可對準LEPs，可定向或可對準SM發射器，或設置在定向主基質材料中的LEPs或SM發射器。可定向有機發射材料的實例由Martin Grell和Donal D.C.Bradley的“Polarrized Luminescence from Oriented Molecular Material”，Adv.Mater.，vol.11，p.895(1999)一文公開。器件層可以另外或附加包含定向導電或半導電聚合物，例如電荷傳輸材料或其電極或部分。可定向導電或半導電聚合物的實例由A.Kambili和A.B.Walker的“Transport Properties ofHighly Aligned Polymers Light-Emitting Diodes”Phys.Rev.B，vol.63，p.012201-1(2000)一文公開。
LEP材料類別的實例包括聚(亞苯基亞乙烯基)(PPV)、聚對苯(PPPs)、聚芴(PF)，其他的現在已知的或將來要開發的LEP材料，或其共聚物和/或混和物。適當的LEPs也可以是分子摻雜的，用熒光染料或其他PL材料擴散的，和活性或非活性材料混和的，用活性或非活性材料擴散的材料等。可定向或可對準的LEPs包括具有液晶相的標準LEPs(例如非手性化合物和外消旋(racemic)混合物)、手性液晶LEPs和設置在定向主基質材料中的LEPs。
導電或半導電聚合物和有機物的實例包括低聚噻吩，聚噻吩，聚吡咯，聚苯胺，LEPs，和其他這樣的材料及其混和物和共聚物。可定向或可對準導電或半導電聚合物包括具有液晶相的、手性液晶導電或半導電聚合物，以及設置在定向主基質材料中的導電或半導電聚合物的材料。
SM材料通常是非聚合物有機或有機金屬分子材料，該材料能被用在OEL顯示器和器件中作為發射器材料，電荷輸送材料，作為發射器層(例如控制發射的顏色)或電荷傳輸層等中的摻雜劑。通常使用的SM材料包括金屬螯合化合物，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(ALQ)，和N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基對二氨基聯苯(TPD)。可定向或可對準SM材料包括手性SM材料和設置在定向主基質材料中的SM材料。例如，見在日本專利公開公報申請號中公開的SM材料。
偏振發光OEL器件也可以包括PL材料，諸如設置在定向基質材料中的熒光染料。PL材料(定向或非定向)可以用在OEL器件和顯示器中以改變或調整發光的顏色。在本發明中，定向PL材料可以被用于發射偏振光，甚至在由激勵PL材料的電致發光材料產生的光為非偏振光的實例中也是如此。有機PL材料的實例包括諸如在歐洲專利申請EP1074600A2中公開的熒光染料。可定向和可對準PL材料包括由Martin Grell和Donal D.C.Bradley的“PolarizedLuminescence from Oriented Molecular Materials”Adv.Mater.，vol.9，p.895(1999)一文和由Christoph Weder等人的“Highly Polarized Luminescencefrom Oriented Conjugated Polymer/Polyethylene Blend Film”Adv.Mater.，vol.9，p.1035(1997)一文中公開的材料。
有機發射和/或電子活性材料的對準或定向可以不同的方式實現，并且通常依賴于被對準的材料，所需要的器件結構以及其他的因素。
發光和其他電子活性聚合物可以用不少方法定向，這些方法包括在溶液涂覆或噴涂涂覆中的剪切定向可定向活性聚合物，包括在主基質材料和剪切涂層中設置可定向活性聚合物；在適當的對準層上涂覆活性LC聚合物；在經伸展的因此而有各向異性結構的薄膜(或分層片)上涂覆活性LC聚合物；在薄膜(或分層片)上涂覆活性聚合物以及伸展淀積物；在薄膜(或分層片)上涂覆活性LC聚合物，然后刷擦或摩擦該聚合物涂層；形成一個導電或半導電有機層，諸如電子活性聚合物，摩擦或刷擦該層以制作一個活性對準層，然后在該活性對準層上涂覆活性LC聚合物。術語活性LC聚合物包括有液晶相的電子活性聚合物，有液晶相的以及和聚合或低聚的電子活性種類(例如一種生色團)一起添加的惰性或半導電聚合物，以及有液晶相的以及和電子活性SM材料(例如一種SM生色團)一起添加的惰性或半導電聚合物。術語活性聚合物包括沒有液晶相的聚合物，也包括有液晶相的聚合物。在Martin Grell和Donal D.C.Bradley的“Polarized Luminescence from Oriented Molecular Materials”Adv.Mater.，vol.11，p.895(1999)；M.Jandke等人的“PolarizedElectroluminescence from Rubbing-Aligned Poly(p-phenylenevinylene)”Adv.Mater.，vol.11，p.1158(1999)；X Linda Chen等人的“PolarizedElectroluminescence from Aligned Chromophores by the Friction TransferMethod”Adv.Mater.，vol.12，p.344(2000)；和M.Oda等人的”CircularlyPolarized Electroluminescdnce from Liquid-Crystalline ChiralPolyfluorenes”Adv.Mater.，vol.12，p.362(2000)的文章中敘述了這些和其他的方法。
SM發射器可以用不少方法定向，這些方法包括在定向主基質材料和剪切涂層中設置可定向發射器材料，其中定向主基質材料可以包括電子活性材料，電子惰性材料和/或發光材料；在適當的襯底上氣相淀積手性SM材料；在能誘導定向生長SM涂層的各向異性襯底上氣相淀積；以及其他任何適當的方法。日本專利公開公報申請號中敘述了其中的一些方法。
諸如熒光染料的PL材料可以用不少方法定向，這些方法包括在定向主基質材料和剪切涂層中設置可定向PL材料，其中定向主基質材料可以包括電子活性材料，電子惰性材料和/或發光材料。見例如共同轉讓的美國專利申請系列號09/426288和C.Kocher等人的“Patterning of Oriented PhotofunctionalPolymer System Through Selective Photobleaching”Adv.Func.Mater.，vol.11，p.31(2001)和Martin Grell和Donal D.C.Bradley的“PolarizedLuminescence from Oriented Molecular Materials”Adv.Mater.，vol.11，p.895(1999)中描述的方法。
參考圖1(a)，器件層110設置在襯底120上。襯底120可以是適合于OEL器件和顯示器應用的任何襯底。例如，襯底120可以包括玻璃，透明塑料或其他對可見光基本透明的適當的材料。襯底120也可以是對可見光不透明的材料，例如不銹鋼，硅晶體，多晶硅等。因為OEL器件中一些材料可能特別易受暴露在氧氣和/或水引起的損壞的影響，襯底120最好設置一個適當的環境屏障，或配備一個或多個提供適當的環境屏障的層次，涂層或層壓結構。
襯底120也可以包括任何數量的適合于OEL器件和顯示器的器件或元件，諸如晶體管陣列和其他電子器件；色濾波器，起偏器，波片，擴散器和其他光學器件；隔離器，屏障條，黑矩陣，掩模件和其他此類元件等。總之，在形成器件層110的OEL器件的其余層次之前將在襯底120上涂覆，淀積，形成圖形或另外設置一個或多個電極。當應用發光襯底120，并且OEL器件是底發射型時，設置在襯底120和發射材料之間的電極最好是基本光透明的，例如透明的導電電極，諸如氧化銦錫(ITO)或任何若干其他透明導電氧化物。
元件130可以是適合于和OEL顯示器或器件100一起使用的任何元件或元件的組合。例如，當器件100是背光源時，元件130可以是一個LCD模塊。一個或多個起偏器或其他元件可以設置在LCD模塊和背光燈件100之間，例如一種吸收或反射清潔起偏器。或者，當器件100本身是一個信息顯示器時，元件130可以包括一個或多個起偏器，波片，接觸面板，抗發射涂層，抗污涂層，投影屏，亮度增強薄膜，或其他光學元件，涂層，用戶界面器件等。
在典型的應用中，元件130包括一個起偏器，其傳輸軸的定位使來自器件層110的一個或多個器件的偏振光被透射，最好大體是透射的。通過在顯示器100的前面包括一個起偏器，就可以阻斷絕大部分的環境光和不希望的反射光，從而減少眩光和增強對比度，同時允許來自偏振發光器件的偏振光透射。例如，一個二色線性起偏器可以被置于顯示器的前面并定位成將其透射軸和被發送的偏振光的偏振軸對齊。實質上，起偏器可以用作一個單向中密度濾光器，在一些實施例中其可以吸收約半數環境光，同時允許基本上全部的發射光通過。當重要的是達到由OEL燈或顯示器發射的光的高度偏振時，也可以將一個起偏器用作一個“清理起偏器(clean-up polarizer)”，通過阻斷(通過反射或吸收)大部分沒有所需偏振狀態的光來提高偏振比例。
圖1(b)顯示一個設置在襯底160上的有機晶體管150。該有機晶體管包括一個源極152a和一個漏極152b，一個柵極156，一個隔離電介質層157，一個半導體層158，一個將源152a連接到半導體158的源接觸154a，和一個將漏極152b連接到半導體158的漏極接觸點154b。晶體管150的任何一個或多個導電的或半導電的元件都可以包括一種有機電子活性材料。另外，任何有機電子活性材料都可以包括一種轉而能根據本發明的方法形成圖形的定向材料。為了說明的目的，示出了晶體管150的具體結構，也可以應用任何適當的晶體管結構。襯底160可以是適合于用作有機電子器件襯底或顯示器襯底的材料。
包含用于偏振發光或增強電子性能的定向材料的有機電子器件可以至少部分地通過將定向或可定向材料從熱傳遞施主片選擇性地熱傳遞到所需要的受主襯底而制得。例如，偏振發光聚合物顯示器和燈可以通過適當地定向施主片上的LEP，然后將定向LEP單獨或和其他器件層或材料一起選擇性地傳遞到顯示器襯底而制得。可以在進行選擇性的熱傳遞定向材料的同時基本保持傳遞材料的取向。上述揭示的任何對準和定向方法都可以被用于在傳遞片上形成定向發射層(或其他定向電子活性層)。或者，一個定向的或微結構的功能對準層，諸如微結構的空穴傳遞層，能通過從施主片或其他部分熱傳遞定向功能對準層，然后將可定向的LEP(或其他可定向的發射或電子活性材料)涂覆或選擇性地熱傳遞到該功能對準層上而形成在顯示器襯底上。通過形成一個功能對準層，發射材料不需在定向狀態下傳遞，并且可以用更常規的方法涂覆。在被傳遞到功能對準層時，熱傳遞的過程能充分加熱可定向的材料以使其成為定向。或者，設置在功能對準層上的可對準材料(通過選擇性熱傳遞或更常規的方法)可以通過一個退火的程序被后定向。在另一個實施例中，一種定向的導電的或半導電的聚合物可以通過從施主的選擇性熱傳遞在器件襯底上形成圖形，以形成一個或多個有機晶體管層，形成OEL器件的電極或電荷傳遞層等。
當定向材料被從施主傳遞時，最好的是，如果被用來對準或定向傳遞層材料的傳遞片層會不合要求地影響器件功能，則這樣的對準層本身并不傳遞，如果能提供或增強器件的功能，則該對準層可以或不可以和定向傳遞層材料一起傳遞。和對準層一起或不一起傳遞的從施主片選擇性地傳遞定向材料的能力使選擇對準層和定向方法有更大的靈活性。
包含用于有機電子器件的定向或可定向活性材料的層次的選擇性熱傳遞可以應用一種熱傳遞施主進行。圖2顯示一種適用于本發明的熱傳遞施主200的實例。施主元件200包括一個基本襯底210，一個任選下層212，一個任選光-熱轉換層(LTHC層)214，一個任選隔層216和一個包括定向或可定向發射材料或功能對準層的傳遞層218。這些元件的每一個都將在下文中更詳盡地討論。也可以存在其他的層次。在美國專利號6,194,119、6,114,088、5,998,085、5,725,989、5,710,097、5,695,907和5,693,446以及共同轉讓美國專利申請號09/662,980、09/563,597、09/474,002、09/473,114和09/451,984中公開了多種典型的施主。
在本發明的工藝中，包括定向LEPs和導電或半導電聚合物的定向(或可定向)電子活性和/或發射有機材料可以通過將施主元件的傳遞層置于鄰近受主之處并有選擇地加熱施主元件而從熱質量傳遞施主元件選擇性地傳遞到受主襯底。可以說明的是，施主元件可以通過用成像輻照照射施主元件而選擇性地加熱，該成像輻照可以由設置在施主中，通常是在分離的LTHC層中的光-熱轉換材料吸收并轉換成熱。在這些場合，施主可以通過施主襯底，通過受主或同時通過兩者暴露于成像輻照。該輻照可包括例如來自激光、燈或其他這樣的輻照源的一個或多個包括可見光、紅外輻射或紫外輻射的波長。也可以應用其他選擇性的加熱方法，諸如用熱打印頭或用熱貼(例如經圖形處理的熱貼，諸如能用于選擇性加熱施主的具有釋放圖形的加熱硅酮貼片)。來自熱傳遞層的材料能以這種方式選擇性地傳遞到受主，以圖象狀態在受主上形成傳遞材料的圖形。在很多實例中，應用來自例如燈或激光的光以圖形狀態曝光施主的熱傳遞因為其可以經常達到的精確度而有很多優越性。傳遞圖形的尺寸和圖形(例如線條，圓，方塊或其他形狀)可以通過例如選擇光束的尺寸，光束的曝光圖形，導向光束接觸熱質量傳遞元件的持續時間，和/或熱質量傳遞元件的材料而受到控制。傳遞的圖形也可以用通過掩模來照射施主元件的方法受到控制。
如上所述，一種熱打印頭或其他加熱元件(有圖形的或其他)也可以用作直接選擇性加熱施主元件，從而按圖形來傳遞部分傳遞層。在這種情況下，施主片中的光-熱轉換材料是任選的。熱打印頭或其他加熱元件可以特別適合于制作材料的低分辨率圖形或其設置不需精確控制的圖形形成元件。
也可以在不是有選擇地傳遞傳遞層的情況下，從施主片傳遞傳遞層。例如，一個傳遞片可以形成在一個實質上作為在傳遞層接觸受主襯底以后可以解除的臨時襯墊的施主襯底上，通常被施加熱和/或壓力。這種被稱為層壓傳遞的方法可以被用于將整個傳遞層或其大部分傳遞到受主。
熱質量傳遞的模式隨取決于所應用的選擇性加熱的類型、用于曝光施主的照射的類型、任選的LTHC層的材料和性能的類型、傳遞層中材料的類型、施主的總體結構、受主襯底的類型等因素而變。在不希望受到任何理論的約束的情況下，傳遞通常是通過一種或多種機制發生的，根據成像條件、施主結構等條件，選擇性傳遞期間，通常強調或不強調這些機制中的一種或多種。一種熱傳遞機制包括熱融粘結(thermal melt-stick)傳遞，其中在熱傳遞層和施主元件支架之間的界面上的定位加熱能降低了在選擇位置上熱傳遞層到施主的附著作用。熱傳遞層的經選擇部分對受主的附著可以比對施主的附著更強固，因此當施主元件移走后，傳遞層的經選擇部分仍保留在受主上。熱傳遞的另一種機制包括燒灼傳遞，其中定位加熱可以被用于燒灼掉施主元件的部分傳遞層，從而將被燒灼的材料引導到受主。熱傳遞的還有一個機制包括升華，其中在傳遞層中散發的材料可以通過在施主元件中產生的熱升華。部分升華的材料可以冷凝在受主上。本發明致力于包括一個或多個這些以及其他機制的傳遞模式，這些機制中熱質量傳遞施主元件的選擇性加熱能被用于引起將來自傳遞層的材料傳遞到受主表面。
各種輻照發射源可被用于加熱熱質量傳遞施主元件。對于模擬技術(例如通過掩模曝光)，高功率光源(例如氙閃光燈或激光)是有用的。對于數字成像技術，紅外、可見和紫外激光尤其有用。適當的激光器包括例如高功率(大于等于100mW)單模式激光二極管，光纖耦合的激光二極管，以及二極管激發的固態激光器(例如NdYAG和NdYLF)。激光曝光停頓時間可以從例如幾百分之一微秒到幾十微秒或更大之間變化，激光流量可以在例如約0.01到約5J/cm2或更大的范圍。除了別的以外，以施主元件結構，傳遞層材料，熱質量傳遞模式以及其他這樣的因素為基礎，其他的輻照源和照射條件也可以適用。
當希望高設置精確度時(例如在形成高信息容量顯示器的元件的圖形或其他該類應用時)，在大面積襯底上，激光特別適宜用作輻照源。激光源也適合于大剛性襯底(例如1m×1m×1.1mm玻璃)和連續或分片的薄膜襯底(例如100微米厚的聚合物片)。
在成像過程中，可以使熱質量傳遞元件和受主密切接觸(如可以通常是熱融粘結傳遞機制的情況)，或熱質量傳遞元件可以和受主相隔一定的距離(如可以是燒灼傳遞機制或材料升華傳遞機制)。至少在一些實例中，可以用壓力或真空使熱傳遞元件和受主保持密切接觸。在一些實例中，掩模可以被置于熱傳遞元件和受主之間。這樣的掩模可以是可移動的或傳遞后可以保留在受主上。在圖像狀態方式(例如通過掩模數字地或模擬地曝光)中，如果在施主中存在光-熱轉換材料，輻照源就可以被用于加熱LTHC層(和/或其他包含輻照吸收劑的層次)以進行圖象狀態傳遞和/或將來自熱傳遞元件的傳遞層的圖形形成在受主上。
通常，傳遞層的經選擇的部分被傳遞到受主，而熱質量傳遞元件的其他層的相當部分，諸如任選的隔層或LTHC層不發生傳遞。任選的隔層的存在可以消除或減少來自LTHC層的材料傳遞到受主，和/或減小傳遞層的被傳遞部分的失真。最好是，在成像條件下，任選的隔層對LTHC層的附著強于隔層對傳遞層的附著。隔層可以對成像輻照有傳輸、發射和/或吸收性，并且可以用于減小或以另外方式控制通過施主透射的成像輻照的水平和/或控制施主中的溫度，用以例如減少在成像過程中對傳遞層的由熱或輻照引起的損壞。可以存在多個隔層。
可以應用大的熱傳遞元件，包括長寬尺寸為一米或更大的熱傳遞元件。運行中，激光可經過光柵控制或以另外方式跨越大熱傳遞元件移動，激光經選擇性的操作根據所需要的圖形照射部分熱傳遞元件。或者，激光可以是靜止的，而熱傳遞元件和/或受主襯底在激光器的下面移動。
在一些實例中，可能必須、希望和/或方便相繼使用兩種或更多不同的熱傳遞元件以在受主上形成電子器件。例如，通過傳遞來自不同的熱傳遞元件的分離的層或分離的層堆能夠形成多層器件。多層堆也可以作為來自單施主元件的單傳遞單元傳遞。例如，一個空穴輸運層和一個定向LEP層可以從一個單施主共同傳遞。作為另一個實例，一個定向半導電聚合物和一個發射層(定向的或不定向的)可以從一個單施主共同傳遞。多施主片也可以用來在受主上同一層中形成分離的元件。例如，每一個都有包括一個能發射不同顏色(例如紅、綠和藍)光的定向LEP的傳遞層的三個不同的施主可以被用來形成用于全色偏振發光電子顯示器的RGB子像素OEL器件。作為另一個實例，一種定向導電或半導電聚合物可以通過從一個施主的熱傳遞形成圖形，然后從一個或多個其他施主進行選擇性的發射層熱傳遞以在顯示器中形成多個OEL器件。作為還有一個實例，有機晶體管的層次可以通過選擇性地熱傳遞電子活性有機材料(定向的或不定向的)而形成圖形，然后通過選擇性的熱傳遞形成一個或多個像素或子像素元件，諸如色濾光器、發射層、活性對準層、電荷傳遞層和電極層等的圖形。
來自分離的施主片的材料可以被傳遞到相鄰于受主上的其他材料而形成相鄰的器件，部分相鄰的器件或同一器件的不同部分。或者，來自分離的施主片的材料可以被直接傳遞到先前由熱傳遞或一些其他方法(例如通過陰影掩模的光刻，淀積等)在受主上形成圖形的其他層次或材料的頂部，或和這些層次或材料部分重疊套準。兩個或多個熱傳遞元件的各種其他結合可以被用來形成器件，每一個熱傳遞元件形成器件的一個或多個部分。應該理解的是，這些器件的其他部分或受主上的其他器件可以全部或部分地通過常規使用的或新開發的包括光刻工藝、噴墨工藝，以及各種其他印制或掩模基礎的工藝的任何適當的工藝形成。
參考圖2描述熱質量傳遞施主元件200的各層。
施主襯底210可以是一種聚合物薄膜。聚合物薄膜的一種適當類型是例如聚酯薄膜，聚乙烯對苯二酸酯(PET)和聚乙烯萘(PEN)薄膜。但是，帶有充分光學特性(這取決于具體的應用，包括對特殊波長的光傳導性)和/或充分的機械和熱穩定性的其他薄膜也可以應用。至少在一個實例中，施主襯底是平的，因此均勻的涂層能在其上形成。施主襯底也通常從盡管施主的一個或多個層次被加熱而仍保持穩定的材料中選擇。但是，如上所述，在襯底和LTHC層之間的下面層次的內容可以被用來隔離襯底和成像中由LTHC層產生的熱。雖然可用更厚或更薄的施主，但施主襯底的通常厚度范圍為O.025到0.15mm，最好是O.05到0.1mm之間。
可以選擇用于形成施主襯底和任選的相鄰下層的材料以改進施主襯底和下面層次的附著，控制施主襯底和下面層次之間的熱傳遞，控制對LTHC層的成像輻照的傳遞，減少成像缺陷等。可以應用一個任選的底層以增加在襯底上涂覆后繼層的均勻性以及增加施主襯底和相鄰層之間的粘結強度。
一個任選的下面層212可以涂覆或設置在施主襯底和LTHC層之間，以例如控制成像中襯底和LTHC層之間的熱量流動和/或提供對施主元件的儲存、處理、施主加工和/或成像的機械穩定性。適當的下層的實例和提供下層的方法在共同轉讓的美國專利申請系列號09/743114中公開。
下面層次可以包括給予施主元件所需要的機械和/或熱性能的材料。例如，下層可以包括顯示低比熱×密度和/或相對于施主襯底的低熱傳導的材料。這樣的下面層次可以用來增加向傳遞層的熱量流動，以改進例如施主的成像敏感度。
下層也可以包括為其機械性能或襯底和LTHC之間的附著的材料。應用改進襯底和LTHC之間的附著的下層可導致更小的傳遞圖象的失真。作為一個實例，在一些場合，可以應用例如一個減少或消除LTHC層的分層或分離的下層，而該現象在施主媒介的成像過程中有可能發生。這樣做可以減少由傳遞層的被傳遞部分顯示的有形失真的數量。但在其他場合，可以考慮應用促進層次之間或之中的至少一定程度的分離的下層，例如成像期間在層次之間產生能提供熱隔離功能的空氣間隙。成像期間的分離也可以提供釋放可以在成像期間加熱LTHC層產生的氣體的通道。提供這樣的通道可以導致極低的成像缺陷。
下面層次可以對成像波長基本透明，也可以對成像輻照有至少部分的吸收或反射。由下層對成像輻照的衰減和/或反射可以用來控制成像期間熱量的產生。
參考圖2，本發明的熱質量傳遞元件中可以包括LTHC層以將輻照能量耦合到熱傳遞元件中去。LTHC層最好包括一個吸收入射輻照(例如激光)的輻照吸收層，至少將部分入射輻照轉換成熱，實現傳遞層從熱傳遞元件到受主的傳遞。
通常，LTHC層中的輻照吸收體吸收電磁頻譜中紅外，可見和/或紫外區域的光，并將吸收的輻照轉換為熱。輻照吸收體材料通常對經選擇的成像輻照是高吸收性的，提供對成像輻照波長的光學密度約為0.3到3或更高范圍的LTHC層。層次的光學密度是通過該層傳遞的光的強度和入射到該層的光的強度之比的對數(以10為底)的絕對值。
輻照吸收體材料可以均勻地遍及LTHC層設置或可以非均勻分布。例如，如在共同轉讓的美國專利申請系列號09/474002中描述的，非均勻LTHC層可以用以控制施主元件中的溫度剖面。這樣可以使熱傳遞元件具有經改進的傳遞特性(例如在計劃的傳遞圖形和實際的傳遞圖形之間更好的保真度)。
合適的輻照吸收材料可以包括例如染料(如可見染料、紫外線染料、紅外線染料、熒光染料和輻照極化染料)、顏料、金屬、金屬化合物、金屬薄膜和其他適當的吸收材料。合適的輻照吸收體的實例包括碳黑、金屬氧化物和金屬硫化物。合適的LTHC層的一個實例可以包括一種顏料，諸如碳黑，和一種粘結劑，諸如一種有機聚合物。另一種合適的LTHC層包括形成為薄膜的金屬或金屬/金屬氧化物，例如，黑鋁(即具有黑色外觀的部分氧化的鋁)。金屬和金屬化合物可以通過諸如濺射和氣相淀積的技術形成。微粒涂層可以用粘結劑和任何適當的干或濕涂覆技術形成。LTHC層也可以通過結合兩個或更多包含相似或不相似材料的LTHC層形成。例如，一個LTHC層可以通過在一個包含設置在粘結劑中的碳黑的涂層上氣相淀積一個黑鋁薄層形成。
適宜于用作LTHC層中的輻照吸收體的染料可以以微粒的形式存在，溶解在一種粘結劑材料中，或至少部分分散在一種粘結劑材料中。當使用分散的微粒輻照吸收體時，微粒尺寸至少在一些實例中可以為約10微米或更小，也可以為1微米或更小。適當的染料包括吸收光譜中IR區域的染料。具體染料可以根據諸如在具體粘結劑的溶解性以及對該粘結劑的兼容性和/或涂層溶劑，還有吸收的波長范圍等因素選擇。
在LTHC層中顏料也可以用作輻照吸收劑。適當顏料的實例包括碳黑和石墨，還有苯二甲基染料，鎳二噻茂烷和在美國專利號5166024和5351617中公開的其他顏料。另外，基于例如吡唑酮黃，聯茴香胺紅和鎳偶氮黃的銅或鉻復合物的黑偶氮基顏料也可以是有用的。也可以使用無機顏料，例如包括諸如鋁，鉍，錫，銦，鋅，鈦，鉻，鉬，鎢，鈷，銥，鎳，鈀，鉑，銅，銀，金，鋯，鐵，鉛和碲的金屬的氧化物和硫化物。也可以使用金屬硼化物，碳化物，氮化物，碳氮化物，青銅結構氧化物和結構上和青銅族有關的氧化物(例如WO2.9)。
可以使用金屬輻照吸收體，例如如美國專利號4252671中敘述的微粒形式或如美國專利號5256506中公開的薄膜形式。適當的金屬包括例如鋁、鉍、錫、銦、碲和鋅。
在LTHC層中使用的適當的粘結劑包括諸如酚樹脂(如線型酚醛清漆和甲階酚醛樹脂)，聚乙烯縮丁醛樹脂，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯縮醛，聚二氯乙烯，聚丙烯酸酯，纖維素醚和纖維素酯，硝化纖維和聚碳酸酯。合適的粘結劑可以包括單體，低聚體或已經或可以聚合或交聯的聚合物。也可以包括諸如光引發劑的添加劑以有利于LTHC粘結劑的交聯。在一些實施例中，粘結劑可以用單體和/或低聚體和任選的聚合物可交聯的涂層初期形成。
熱塑性樹脂(例如聚合物)的內容至少在一些實例中可以改進LTHC層的特性(例如傳遞特性和可涂覆性)。已經考慮到，熱塑性樹脂可以改進LTHC層和施主襯底的附著。在一些實施例中，粘結劑包括25到50重量百分比(計算重量百分比時不包括溶劑)的熱塑性樹脂，最好是30到45重量百分比的熱塑性樹脂，當然較低數量的熱塑性樹脂也是可以使用的(例如1到15重量百分比)。熱塑性樹脂通常選擇為和粘結劑的其他材料兼容(即形成一種單相復合物)。至少在一些實施例中，選擇其溶解度范圍在9到13(cal/cm3)1/2，最好為9.5到12(cal/cm3)1/2的熱塑性樹脂作為粘結劑。適當的熱塑性樹脂的實例包括聚丙烯酸，苯乙烯-丙烯酸聚合物和樹脂，以及聚乙烯縮丁醛。
可以添加常規的涂層添加物，諸如表面添加劑和分散劑，以有利于涂層工藝。LTHC層可以用各種技術上已知的方法涂覆到施主襯底上。至少在一些實例中，聚合的或有機的LTHC層可以涂覆到0.05到20微米，更好是0.5到10微米，最好是1到7微米的厚度。至少在一些實例中，無機LTHC層可以涂覆到O.0005到10微米，最好是0.001到1微米的厚度范圍。
參考圖2，任選的隔層216可以設置在LTHC層214和傳遞層218之間。隔層可以用來例如最大程度地減小傳遞層的傳遞部分的損壞和污染，也可以減小傳遞層的傳遞部分的失真。隔層也可以影響傳遞層和熱傳遞施主元件的其他部分的附著。通常，隔層有高熱阻。最好隔層在成像條件下不變形或不化學分解到使傳遞的圖象失效的程度。
適當的隔層包括例如聚合物薄膜，金屬層(例如氣相淀積金屬層)，無機層(例如溶膠淀積層和無機氧化物的氣相淀積層(例如二氧化硅，二氧化鈦和其他金屬氧化物)，以及有機/無機復合層。適合于作為隔層材料的有機材料包括熱固性和熱塑性材料。適當的熱固性材料包括可以由熱，輻照或化學處理交聯的樹脂，包括但不限于交聯的或可交聯的聚丙烯酸酯類，聚甲基丙烯酸酯類，聚脂類，環氧樹脂類和聚氨酯類。熱固性材料可以涂覆在LTHC層上作為例如熱塑性材料的前體，然后進行交聯而形成交聯的隔層。
適當的熱塑性材料包括例如聚丙烯酸酯類，聚甲基丙烯酸酯類，聚苯乙烯類，聚氨酯類，聚砜類，聚脂類和聚酰亞胺類。這些熱塑性有機材料可以通過常規的涂覆技術(例如溶劑涂覆，噴涂，或擠壓涂覆)應用。通常，適用于隔層的熱塑性材料的玻璃轉變溫度(Tg)為攝氏25度或更高，最好是攝氏50度或更高。在一些實施例中，隔層包括其Tg大于成像過程中傳遞層達到的任何溫度的熱塑性材料。隔層對成像輻照波長可以是透射的，吸收的，反射的或其某些組合。
適合于作為隔層材料的無機材料包括例如金屬，金屬氧化物，金屬硫化物和無機碳涂層，包括對成像光波長高傳輸或高反射的那些材料。這些材料通過常規技術(例如真空濺射，真空蒸發或等離子噴涂淀積)被應用到光-熱轉換層上。
隔層可以提供若干好處。隔層可以是一個阻擋材料從光-熱轉換層傳遞的屏障。它也可以調整傳遞層達到的溫度，因此熱不穩定材料也可以傳遞。例如，隔層可以發揮熱擴散者的作用而相對于LTHC層達到的溫度控制隔層和傳遞層之間的界面的溫度。這樣能改進被傳遞層的質量(即表面粗糙度，邊緣粗糙度等)。隔層的存在也可以導致被傳遞材料中的經改進的塑性記憶。
隔層可以包含添加劑，包括例如光引發劑、表面活性劑、顏料、增塑劑和涂層助劑。隔層的厚度可以取決于諸如例如隔層的材料、LTHC層的材料和特性、傳遞層的材料和特性、成像輻照的波長和熱傳遞元件暴露于成像輻照的持續時間等因素。對于聚合物隔層，隔層的厚度通常在0.05到10微米的范圍。對于無機隔層(例如金屬或金屬化合物隔層)，隔層的厚度通常在0.005到10微米的范圍。
隔層(或接觸傳遞層的可定向材料的其他適當的施主層)也可以在定向材料被傳遞時用作定向或對準傳遞層材料的對準層。例如，隔層或LTHC可以包括能例如通過用布摩擦而發生機械變化以形成微觀對準結構的聚合物材料。該方法類似于聚酰亞胺層用氈摩擦而在LCDs中提供對準結構的方法。雖然聚酰亞胺是用于在LCDs中產生對準層的示范材料，在LCDs中使用聚酰亞胺的最初原因包括聚酰亞胺對普通液晶材料固有的抵抗以及聚酰亞胺的高熱穩定性，這在透明導電涂層的處理期間可以是有幫助的。在本發明中，對準層材料可以包括任何能用作對準層并且和被對準的傳遞層材料兼容的材料。
典型的對準隔層包括這樣的材料，該材料可以是被涂覆到施主上，例如涂覆到LTHC層上，或者作為在存在的隔層上的涂層的溶液，然后經過刷擦而產生一個對準層或涂層。例如，諸如由M.Nishikawa，Polym.Adv.Technol.，vol.11，p.404(2000)公開的可溶劑溶解的聚酰亞胺能被涂覆，干燥和刷擦以在一個存在的隔層上形成一個對準隔層或一個對準涂層。
另一種形成對準層的方法是使該層具有微結構，例如，倚靠經微結構化的工具在該層上進行雕刻。在該方法中，可以使熱塑性LTHC層或隔層在熱和壓力下和經微結構化的工具接觸，熱塑性層和工具分開以后，該微結構就留在熱塑性層上。或者，可以將一個可固化對準層設置在微結構工具和適當的施主片層之間，然后經固化而形成微結構層或LTHC層。
可以應用的另一種方法是可以將一個對準結構給予設置在隔層上的一個涂層的方法。一類通常被稱為感膠離子(lyotropic)材料的材料顯示出在剪切下自我對準的特性以產生能提供液晶的對準層或基質，染料和聚合物等的微結構。一些涂覆材料能通過應用在涂覆的液晶層中產生剪切區域的涂覆方法而定位。通過干燥，該涂層可以是一種適當的對準層。許多涂覆方法，諸如刀片涂覆，邁爾(mayer)桿涂覆和一定類型的輥或照相凹版涂覆都可以用適當的涂覆材料產生對準層。一種用這種方法可定位的通用類型的涂覆材料包括感膠離子液晶材料，尤其是形成向列型結構的材料。
參考圖2，熱傳遞層218包括在熱質量傳遞施主元件200中。傳遞層218可以包括任何設置在一層或多層中的、單獨的或和其他材料結合的合適的材料。當施主片被暴露于能被光-熱轉換材料吸收和轉換成熱的直接加熱或成像輻照下時傳遞層218能作為一個單元或部分由任何適當的傳遞機制選擇性地傳遞。
本發明構思了一種傳遞層，該傳遞層包括一種定向的或可定向的電子活性有機材料，即一種定向或可定向的有機發射材料和/或導電或半導電的聚合物。定向傳遞層可以用各種方法提供，其中一些方法在下面說明具體的可定向傳遞層材料可以怎樣定向的討論中敘述。
本發明構思了一種包括定向LEP的傳遞層。提供定向LEP傳遞層的一種方法是通過在施主的對準層上涂覆一種可定向LEP，諸如上述對準隔層或LTHC層。在該方法中，可定向LEP可以通過添加適當的可兼容溶劑溶解，然后通過旋轉涂覆、照相凹版涂覆、邁爾桿涂覆和刀片涂覆等涂覆到對準層上。選擇的溶劑最好不和施主片中已經存在的任何層次發生不希望的互相作用(例如膨脹或溶解)。然后該涂層能被退火，溶劑揮發而留下由對準結構定向的傳遞層。
提供定向LEP傳遞層的另一種方法是在一個也是傳遞層的一部分的活性對準層上涂覆可定向的LEP。活性對準層是在熱傳遞過程中能和定向層一起傳遞的層次，并且成為所得到的器件的一個整體部分。例如，活性對準層可以包括空穴傳輸層，具有設置在其內的熒光和/或磷光組成部分的層次、阻滯層、具有高度雙折射的層次、極化層，或任何可賦予所得到的器件某些電子或光學特性的其他層次。在該方法中，可定向傳遞層材料可以通過添加適當的可兼容溶劑溶解，然后通過旋轉涂覆，照相凹版涂覆，邁爾桿涂覆和刀片涂覆等涂覆到對準層上。選擇的溶劑最好不和施主片中已經存在的任何層次發生不希望的互相作用(例如膨脹或溶解)。然后溶劑能從涂層中揮發以留下包括活性對準層并且在由活性對準層定向的有機發射或電子活性材料上面的多層次傳遞層。
產生定向LEP傳遞層的還有一種方法是在施主片上涂覆一個可定向的LEP，然后以一個取向方向擴展該結果傳遞片。在該方法中，可定向LEP可以通過添加適當的可兼容溶劑溶解，然后通過旋轉涂覆、照相凹版涂覆、邁爾桿涂覆和刀片涂覆等涂覆到施主片上。選擇的溶劑最好不和施主片中已經存在的任何層次發生不希望的互相作用(例如膨脹或溶解)。然后溶劑能從涂層中揮發以制成完整形成的施主片。然后施主片能在一個選擇的方向上擴展或拉伸以對準傳遞層的可定向材料的分子。該方法可以特別適用于層疊傳遞方法，該方法中一個可定向傳遞層被涂覆在施主襯底上，復合物被擴展或拉伸以對準可對準傳遞層，該傳遞層在其定向狀態通過施加熱和/或壓力傳遞到受主上。在該方法中，整個或大部分傳遞層能在一次暴露(exposure)中被傳遞。
提供定向LEP傳遞層的還有一個方法是在施主上形成傳遞層，然后用布、氈或刷以某一特定方向機械摩擦LEP層給該層以定向。在該方法中，一個表面結構被直接賦予經摩擦的傳遞層材料。對于經摩擦的LEP材料已經顯示出偏振光的發射。
提供定向LEP傳遞層的還有一個方法是在定向基質中設置一種可定向LEP材料。在一種典型實施例中，經如上所述的剪切涂覆的感膠離子液晶材料能被用作LEPs的定向基質，還有熒光染料和其他PL材料，SM材料和導電和半導電聚合物等的定向基質。可定向材料可通過下述步驟定向，準備一種主基質材料中的可定向材料的液體溶液，在施主上剪切涂覆該溶液，干燥該溶液以產生包括在基質中被定向的可定向材料的傳遞層。
另一種技術是在施主上涂覆可定向的LEP傳遞層，然后將該可定向的LEP選擇性地熱傳遞到一個活性對準層上去。例如，一種諸如PEDOT的電荷傳輸材料可以被設置在適當的顯示器襯底上，經過刷擦或摩擦形成對準層。然后，一個可定向的LEP傳遞層可以從一個熱傳遞施主通過在傳遞過程中施加足夠的熱以局部加熱該LEP傳遞層的被傳遞部分而形成圖形，這樣，它們通過活性對準層而被定向。
另一種技術可以是涂覆一種能通過使用偏振光光固化而對準的可定向LEP材料和光聚合物的混合物，諸如由M.Schadt等人在“Surface-InducedParallel Alignment of Liquid Crystal by Linearly PolymerizedPhotopolymers”Jpn.J.Appl.Phys.，vol.31，p.2155(1992)中公開的光聚合物。該材料可以被涂覆到施主片上作為一個層次，并適當地用光以引起光聚合物對準并發揮可定向LEP的定向基質的作用的方式固化。
本發明還構思了一種包括定向導電或半導電聚合物的傳遞層。定向電子活性聚合物可以通過任何包括上述提供定向LEPs的方法的適當的方法提供。
本發明還構思了一種包括定向SM發射體的傳遞層。定向SM發射體可以通過任何包括在施主片上氣相淀積手性SM材料，在施主片上涂覆包括SM材料的手性混合物，在施主片上設置在感膠離子或其他定向基質中的可定向SM材料剪切涂層，在施主片的一個各向異性結構層上氣相淀積一個可定向SM材料的薄層等的適當的方法提供。
本發明還構思了一種包括設置在定向基質中的熒光染料或其他PL材料的傳遞層。例如，一種可定向熒光染料可以被設置在定向LEP層中，在諸如適用作OEL器件中的電荷傳輸層的層次的定向導電或半導電聚合物層中，以及在定向感膠離子基質或其他主基質中。設置在定向基質中的PL材料可以被形成在施主片上作為傳遞層或其一部分。
本發明還構思了一種包括可傳遞的功能對準層的傳遞層。例如，一種空穴傳輸或電子傳輸材料可以被涂覆到施主片上作為傳遞層并被刷擦，摩擦或伸展。電荷傳輸材料也可以被涂覆到施主片的微結構隔層上，因此在選擇性熱傳遞中該電荷傳輸層就具有微結構表面，在該表面上可以例如形成和定向一個發射層。
然后定向傳遞層可以從施主片選擇性地熱傳遞到大致定位的受主襯底上。受主襯底可以是適合于包括但不限于玻璃，透明薄膜，反射薄膜，金屬，半導體和塑料的具體應用的任何物項。例如，受主襯底可以是任何類型的襯底或適合于顯示器用途的顯示器元件。適合用于諸如液晶顯示器或發射顯示器的受主襯底包括剛性或柔性的基本透射可見光的襯底。適當的剛性受主包括和氧化銦錫一起涂覆或形成圖形的和/或和低溫多晶硅(LTPS)或其他包括有機晶體管的晶體管結構一起形成電路的玻璃和剛性塑料。
合適的柔性襯底包括基本透明和透射的聚合物薄膜、反射薄膜、傳遞反射薄膜、極化薄膜和多層光學薄膜等。柔性襯底也可以和電極材料和晶體管，例如直接形成在柔性襯底上的或在臨時載體襯底上形成以后傳遞到柔性襯底的晶體管陣列一起涂覆或形成圖形。合適的聚合物襯底包括聚脂基(例如聚對苯二甲酸乙二酯，聚萘乙二醇酯)，聚碳酸酯樹脂，聚烯烴樹脂，聚乙烯樹脂(例如聚氯乙烯，聚偏1，1-二氯乙烯，聚乙酸乙烯酯類等)，纖維素醚基(例如纖維素三乙酸酯，纖維素乙酸鹽)，和其他用作支撐的常規的聚合物薄膜。對于制作塑性襯底上的OELs，通常理想的是包括在塑性襯底的一個或兩個表面上的一個屏障薄膜或涂層用于保護有機發光器件及其電極，不使其暴露于不希望程度的水和氧氣等中。
受主襯底可以和任何一個或多個電極、晶體管、電容器、絕緣條、隔離體、濾色鏡、黑基質材料以及其他對電子顯示器或其他器件有用的元件一起預先形成圖形。
本發明構思了一種偏振發光OEL顯示器和器件。在一種實施例中，OEL顯示器可以做成發射偏振光和具有能發射有不同顏色和/或偏振特性的光的相鄰器件。例如，圖3顯示包括多個設置在襯底320上的OEL器件310的OEL顯示器300。相鄰器件310可以做成發射相同偏振的不同顏色的光(例如發射偏振光的全色RGB)，不同偏振特性的相同顏色的光(包括不同偏振取向以及相鄰于偏振發光器件的非偏振器件)，或他們的任何組合。
器件310間顯示的間隔只用于說明的目的。相鄰的器件可以是分離、接觸、重疊的等，或它們在顯示器襯底上一個以上方向上的不同組合。例如，在襯底上可形成平行帶狀透明導電陽極的圖形，然后形成帶狀空穴傳輸材料的圖形和帶狀重復的紅、綠、藍偏振發光LEP層的圖形、再形成帶狀陰極的圖形、陰極帶的取向垂直于陽極帶。這樣的結構可以適用于形成無源矩陣顯示器。在其他實施例中，透明導電陽極區可以設置在襯底上的二維圖形中并和諸如一個或多個晶體管，電容器等的尋址電子器件相聯系，這樣適用于制作有源矩陣顯示器。然后包括發光層的其他層次可以涂覆或淀積后作為一個單層或在陽極和/或電子器件上形成圖形(例如平行帶，和陽極相當的二維圖形等)。本發明還可以構思任何其他合適的結構。
在一種實施例中，顯示器300可以是一種發射偏振光的多色顯示器。那樣，在發光器件和觀看者之間設置一個任選的起偏器是很理想的，這樣可以增強例如顯示器的對比度。在示例的實施例中，每個器件都發射有相同或幾乎相同取向的偏振光。然后可以定位起偏器330，其傳輸軸線有效地和由器件310發射的光的偏振取向對齊。有很多由圖3顯示的通用結構覆蓋的顯示器和器件的結構。下文將討論其中一些結構。
圖4示出了一種適用于全色立體顯示器的OEL顯示器400。顯示器400包括一個襯底410和多個像素420。每個像素包括兩個RGB子像素430L和430R。子像素430L包括紅、綠和藍OEL器件，每個器件都發射在紙面平面上偏振的光，例如如箭頭指出的那樣。子像素430R包括紅、綠和藍OEL器件，每個器件都發射在垂直于紙面的平面上偏振的光，例如如圓點指出的那樣。由在每個子像素對中的適當的激勵器件投射的圖象可以通過起偏器觀看，例如一個在觀看者右眼上的允許來自子像素430R器件的光傳輸但阻擋來自子像素430L器件的光的線性起偏器，以及一個垂直取向的在觀看者左眼上的允許來自子像素430L器件的光傳輸但阻擋來自子像素430R器件的光的線性起偏器。遍布顯示器400的子像素的適當的驅動就能向這樣的觀看者提供立體的圖象。雖然圖4描繪了全色立體顯示器的一個部分，本發明也致力于少于全色的多色顯示器和單色顯示器。還有，子像素可以安排成使同一顏色的相對的偏振發光器件相鄰(例如為RR·GG·BB·的排列，而不是RGBR·G·B·所示出的排列)。
圖5示出了適宜于用作全色立體顯示器的OEL顯示器500的另一個實例。在顯示器500中，由R，G和B表示的子像素堆設置在襯底510上。每個子像素有一種堆疊的器件結構，該結構包括兩個器件520L和520R，每個器件都發射同樣顏色但互相垂直的偏振狀態的光(如由紅(R)子像素的偏振符號和·所示的那樣)。如對顯示器400所描述的那樣，觀看者通過在每只眼睛上佩戴有相對定向的線偏振鏡就能夠看到立體的圖象。堆疊的器件可以如美國專利號5,707,745中公開的那樣構造。如對圖4中顯示的顯示器一樣，顯示器500可以是全色、多色的或單色的。
圖4和5中顯示的顯示器可以提供優于常規立體顯示器的優點為，觀看者為看立體圖象不必佩戴特殊的和顯示器同步轉換的電子眼鏡。跟確切地說，觀看者可以佩戴有相對定向的線偏振透鏡的“靜止”眼鏡(即不用電子控制的眼鏡)。這使顯示器為空間調制而不是時間調制的。立體顯示器及其使用在T.Bardsley和I.Sexton的“Evaluating Stereoscopic Display for 3D Imaging(Chapter19)”Display System，L.W.Macdonald和A.C.Lowe(editors)，(1997)中描述。
雖然圖4和5中顯示的顯示器被敘述為用作立體顯示器，它們可以被用于希望顯示單色或多色的有不同(例如垂直)偏振狀態的用途。例如，相似的顯示器可以被用在投影驅動器或其他用途中，在這些用途中希望發射對不同顏色有不同偏振取向和/或對同種顏色有多種偏振取向的偏振光。
圖6示出了任選具有色調諧能力的可以被用作偏振發光燈或背光的OEL顯示器600。顯示器600包括一個設置在襯底610上的器件層620。器件層620包括多個相鄰的發光層640，這些發光層640能發射不同顏色的偏振光(例如圖6中指出的紅、綠和藍光)，設置在第一電極630和第二電極650之間。也可以存在其他適宜在OEL器件中的層次。電極630和650形成的圖形使多個器件可獨立激勵，或電極630和650可以是一個單層，因此受到激勵后所有發光層都發射光。電極的圖形能考慮到顯示器600被用作偏振光背發光器，其發射的光可以方便地調諧到任何希望的顏色，包括白光。或者，在應用非形成圖形的電極時，背光的顏色可以通過調節不同發光層的比例覆蓋而選擇。顯示器600的一個用途是可以用作用于LCD背光的偏振白發光燈。
圖7示出了一個OEL器件或顯示器700的一部分，包括襯底710，陽極720，包含設置在其內的熒光染料的空穴傳輸層730，有機電致發光層740和陰極750。器件700被顯示為一個用于照明目的的底發射器件，讀者將認識到，任何合適的器件結構都可以被應用。還有，雖然熒光染料被描述為設置在空穴傳輸層中，但如果應用頂發射結構，則它可以被替代地或另外設置在OEL層或電子傳輸層中。還有，可以用其他的PL材料替代或添加到熒光染料中去。
器件700可以以由三組說明該器件產生的光的箭頭表示的各種方式工作。例如，OEL層740可以是一個發射一種取向的偏振光A1的定向發射層。在這樣的一種實施例中，空穴傳輸層730可以是一個定向基質，因此當受到由OEL層發射的光激勵時，設置在其中的熒光染料發射垂直取向的偏振光A2。在730層中顯示的打斷直線A2，B2和C2的開口圓(o)表示由OEL層740發射的光子對熒光染料的激勵。如A2所指出的，熒光染料可以被用作一種添加到或替代顏色轉換劑的偏振轉換劑。在另一種實施例中，OEL層740可以是一種非定向發射層，因此發射非偏振光B1，B1可以被定向空穴傳輸層730中的熒光染料轉換為偏振光B2。在另一個實施例中，OEL層740可以是一個發射偏振光C1的定向發射層。空穴傳輸層730可以是非定向層，因此設置在其中的熒光染料將由OEL層發射的光轉換為非偏振光C2。
圖8示出了OEL顯示器800的一部分，該顯示器包括襯底810，陽極820，多個形成圖形的空穴傳輸層830，LEP層840和陰極850。空穴傳輸層是多個由從一個施主到顯示器襯底和陽極的選擇性熱傳遞形成圖形的定向空穴傳輸層。空穴傳輸層可以被形成圖形，因此它們呈現出不同的取向和/或空穴傳輸層可以被形成圖形而具有設置在其中的不同的PL材料。LEP層840可以被涂覆到定向空穴傳輸層上，因此空穴傳輸層發揮多個對準層的作用。這樣，可以形成多個OEL器件，每個器件都可以發射具有和相鄰器件不同的偏振取向(由于對準空穴傳輸層的不同取向)的和/或具有和相鄰器件不同的顏色(由于設置在形成相鄰圖形的空穴傳輸層中的不同的PL材料)的偏振光。應該注意到的是，圖8中說明的概念也適用于頂發射OEL器件，不同構造的底發射OEL器件以及具有形成圖形的LEP層的OEL器件。
圖3到8中說明的元件，概念和功能可以經結合和匹配而形成具有獨特外觀和功能的OEL顯示器和器件。例如，可以構造這樣的OEL顯示器或燈，這些器件有一種定向像素圖形，這些定向像素發射隱埋在像素基質中的偏振光，這些像素基質中的像素是非定向的(即發射非偏振光)或隨機定向的(即發射隨機偏振光)，因此當該顯示器或燈被用一種偏振分析器觀察時，定向像素的圖形就能顯現出來。而不用偏振分析器觀察時，顯示器或燈顯示出好象在像素中沒有什么不同。這樣的燈或顯示器可被用于例如安全的用途。
一些包括用于偏振發光和/或增強電子性能的定向活性有機層或材料的有機電子器件可以包括在四種總體種類中的一種或多種之中，該四種種類是OEL背光燈件，低分辨率OEL顯示器，高分辨率OEL顯示器和有機晶體管。
OEL背光燈件可以包括定向發射和/或定向導電或半導電層。結構可以包括裸露的或形成電路的襯底，陽極，陰極，空穴傳輸層，電子傳輸層，空穴注射層，電子注射層，發射層，顏色變化層和其他層次以及適宜于在OEL器件中的材料。結構也可以包括起偏器(如用于清理，減少眩光等)，擴散器(如偏振保持擴散器)，光導，透鏡，光控制薄膜，亮度增強薄膜等。用途包括例如在定向發射材料由熱貼傳遞，層壓傳遞和電阻頭熱打印等方法設置之處的白色或單色大面積單像素燈；具有大量靠近間隔的由激光誘導熱傳遞形成圖形的發射層的白色或單色大面積單電極對燈；以及顏色可調諧多電極大面積燈。
低分辨率OEL顯示器可以包括定向發射和/或定向導電或半導電層。結構可以包括裸露的或形成電路的襯底，陽極，陰極，空穴傳輸層，電子傳輸層，空穴注射層，電子注射層，發射層，顏色變化層和其他層次以及適宜于在OEL器件中的材料。結構也可以包括起偏器(如用于清理，減少眩光等)，擴散器(如偏振保持擴散器)，光導，透鏡，光控制薄膜，亮度增強薄膜等。用途包括圖形指示器燈(如圖象)；分段數字字符顯示器(如器械時間指示器)；小單色無源或有源矩陣顯示器；小單色無源或有源矩陣顯示器附加作為部分集成顯示器的圖形指示器燈(如移動電話顯示器)；大面積像素顯示器片(如多個顯示器模塊或片，每個有相對小數量的像素)，諸如可以適用于戶外顯示器，以及可以和前起偏器結合以增強對比度和減少眩光；以及安全用途顯示器。
高分辨率OEL顯示器可以包括定向發射和/或定向導電或半導電層。結構可以包括裸露的或形成電路的襯底，陽極，陰極，空穴傳輸層，電子傳輸層，空穴注射層，電子注射層，發射層，顏色變化層和其他層次以及適宜于在OEL器件中的材料。結構也可以包括起偏器(如用于清理，減少眩光等)，擴散器(如偏振保持擴散器)，光導，透鏡，光控制薄膜，亮度增強薄膜等。用途包括有源或無源矩陣多色或全色顯示器；有源或無源矩陣多色或全色顯示器附加分段的或圖形指示器燈(如高分辨率器件的激光誘導傳遞附加在同一襯底上的圖象熱貼)；立體多色或全色顯示器；以及安全用途顯示器(如有定向發射器附加各向同性發射器的顯示器，有不同定向發射器的顯示器等)。
有機晶體管可以包括定向導電和/或半導電層。結構可以包括裸露或形成電路的襯底，柵電極，柵電介質，有機半導體，有機和非有機源和漏引線等。用途包括RFID標記，顯示器像素或子像素控制晶體管和傳感器等。
本發明不應被考慮為僅限于上述具體實施例，而應該理解為覆蓋本發明的所有方面，如附后的權利要求明確闡述的那樣。對于本發明涉及的技術領域的熟練人士在重溫了本說明書以后，作出本發明能適用的各種修改，等同工藝以及結構是顯而易見的。
上文引用的每一件專利，專利文件以及出版物都如同全文復制一樣特此被結合到本文件中。
權利要求
1.一種制作有機場致發光器件的工藝，其特征在于，它包括選擇性地從一個施主片向包括第一電極的受主襯底熱傳遞包含定向有機發射材料的傳遞層；和形成第二電極，使所述定向有機發射材料定位在所述第一和第二電極之間，其中，當受激勵時，所述器件能發射偏振光。
2.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述定向發射材料包括一種定向發光聚合物。
3.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述定向發射材料包括一種定向小分子發射體。
4.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述定向發射材料包括一種定向熒光染料。
5.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述傳遞層基本由定向發射材料組成。
6.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述傳遞層包括設置在電子活性對準層上的定向發射材料。
7.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述傳遞層包括設置在一定向主基質中的定向材料。
8.如權利要求1所述的工藝，其特征在于，所述施主片包括襯底、隔層、設置在所述襯底和所述隔層之間吸收成像輻照和將其轉換為熱的光-熱轉換層，并且其中，所述傳遞層和所述隔層相鄰。
9.如權利要求8所述的工藝，其特征在于，所述隔層在所述傳遞層的選擇性熱傳遞期間，基本保持穩定。
10.一種制作有機電子器件的工藝，其特征在于，它包括選擇性地從一施主片向一器件襯底熱傳遞包括定向電子活性聚合物的傳遞層；和將所述器件襯底上的定向電子活性聚合物層電氣連接到所述有機電子器件的其他層上以形成一個完成的器件。
11.一種施主片，其特征在于，它包括可選擇性熱傳遞的傳遞層，該傳遞層包括一種被適當地設置在有機場致發光器件中時能發射偏振光的定向有機發射材料。
12.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，它進一步包括施主襯底和設置在所述該襯底和所述傳遞層之間的光-熱轉換層。
13.如權利要求12所述的施主片，其特征在于，她進一步包括設置在所述光-熱轉換層和所述傳遞層之間的隔層。
14.如權利要求13所述的施主片，其特征在于，所述隔層用于對準所述定向有機發射材料。
15.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，所述傳遞層進一步包括一定向電荷傳輸層。
16.如權利要求15所述的施主片，其特征在于，所述電荷傳輸層是用于對準所述定向有機發射材料的活性對準層。
17.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，所述有機發射材料包括一種發光聚合物。
18.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，所述有機發射材料包括一種小分子材料。
19.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，所述有機發射材料包括一種熒光染料。
20.如權利要求11所述的施主片，其特征在于，所述定向有機發射材料被設置在一種定向基質中。
21.一種施主片，其特征在于，它包括襯底；對準層；設置在所述襯底和所述對準層之間用于將入射成像輻照轉換成熱的光-熱轉換層；和包括被涂覆到所述對準層上并能從所述施主片選擇性熱傳遞到靠近的受主的定向發光聚合物的傳遞層。
22.一種制作熱傳遞施主片的方法，其特征在于，它包括提供一個施主襯底和形成一個鄰近所述襯底的傳遞層，所述傳遞層包括一種定向電子活性有機材料，該定向電子活性有機材料能夠選擇性地從所述施主片熱傳遞到靠近的受主，同時基本保持所述定向電子活性有機材料的取向不變。
全文摘要
本發明提供一種在定向材料上形成圖形以制作有機電子顯示器或器件的方法。該方法包括定向電子活性或發射材料從熱傳遞施主片到受主的選擇性熱傳遞。該方法能被用于制作發射偏振光的有機場致發光器件和顯示器。該方法也能被用于制作帶有經增強的電荷遷移率特性的有機電子器件。本發明也提供和該方法一起使用的施主片以及制作包括具有定向電子活性有機材料的傳遞層的施主片的方法。
文檔編號G03F7/34GK1520360SQ02812817
公開日2004年8月11日 申請日期2002年3月20日 優先權日2001年4月27日
發明者M·B·沃爾科, M B 沃爾科, 徐勇, 斯塔拉爾, H·薩胡尼, J·S·斯塔拉爾 申請人:3M創新有限公司