[发明专利]引入改性颜料的光至热转化层

说明书

技术领域

本发明涉及用于激光诱导热转印的改性颜料的开发。

背景技术

热转印方法，例如染料升华、染料转印、熔融转印、和烧蚀材料转印在 例如彩色打样(color proofing)和平版印刷术的应用中是公知的。这些方法通 常采用包括待转印材料的层(“转印层”)的供体元件和包括用于接收所转印 材料的基底(“接收基底”)的接收元件。所述供体元件和接收基底彼此紧密 接近或者直接接触，和对供体元件的多个部分进行加热以将转印层的相应部 分转印至所述接收基底上。利用加热元件(例如，电阻加热元件)、将辐照(例 如，光)转化为热量、和/或将电流施加至热转印元件的层可产生热量。

在数字转印方法中，每一次仅在供体元件和接收基底的组件的小的选定 区域中发生在辐照下的曝光，使得材料从供体元件到接收基底的转印以图案 化方式进行。因此，以图案化的方式将非图案化的供体以这种方式选择性地 转印至接收基底。计算机控制有助于高分辨率和高速转印。或者，在类似方 法中，可对整个组件进行辐照并且可使用掩模以选择性地使能热成像的层的 期望部分曝光。参见例如美国专利No.5,857,709和5,937,272。

与使用光刻法进行的图案化相比，使用热转印法使材料图案化通常更快 并且更廉价，并且可提供更高的分辨率。对于非常小的器件例如小的光学和 电学器件，包括例如集成电路的晶体管和其它部件、以及用于显示器的部件 例如电致发光灯和控制电路，使用光进行热转印还可提供更好的精度和品质 控制。所转印图案(例如，线、圆圈、正方形、或其它形状)的尺寸和形状可 通过例如选择光束的尺寸、光束的曝光模式、定向光束与热转印元件接触的 持续时间、和热转印元件的材料来进行控制。而且，当在比器件尺寸大的区 域上形成多个器件时，使用光进行热转印可保证(至少在一些情况下保证)较 好的对齐(registration)。用于进行光诱导热转印的方法和设备是本领域技术人 员已知的并且描述于美国专利No.6,194,119、No.7,108,949、No.6,921,614、 No.5,523,019、和No.6,855,384中。

在例如层涂布步骤与图案化步骤的结合可限制可图案化的层状结构的 类型或者可图案化的相邻结构的类型的情况下，从供体元件到图案层的热转 印还可有利于使层涂布步骤与图案化步骤分开。由于热转印不需要溶剂，因 此可对可能对现有技术平版印刷法中采用的各种溶剂敏感的材料进行图案 化。相反，也可将材料图案化，而无需考虑溶剂可能不利地影响之前沉积的 材料。特别是可对生物材料进行图案化，而没有使蛋白质变性或者使核酸分 子之间或核酸分子内的氢键断裂的风险。

在一些供体元件中，采用单独的生热层。所述生热层可为引入了吸收期 望波长的辐照并且将入射辐照的至少一部分转化为热量的材料的光至热转 化(LTHC)层。来自LTHC层的热量对转印层进行加热，从而导致该材料被转 印至接收基底。

LTHC层在聚合物组合物中采用颜料例如炭黑(参见，例如美国专利 No.5,695,907、No.5,863,860、No.6,190,826、和No.6,194,119)。这样的颜料 为通常不能容易地分散在液体载剂(vehicle)中的细粒状的、不溶性的固体颗 粒。

对于热转印装置的制造而言，颜料分散方面的困难产生了许多缺点。在 采用单独的LTHC层的情况下，无法将足量的颜料引入LTHC层中可使该 LTHC层的光密度降低，从而提高了实现热转印所需的光的量。虽然可使用 分散剂来促进颜料的分散，但是这些可提高分散体的粘度。高粘度分散体提 高了制造引入这些分散体的层的难度。用于制造薄层的已知技术(例如微凹 版印刷)可能不适合用于高粘度介质，并且可能需要较厚的层来避免针孔和 其它缺陷。然而，较厚的层导致制造期间的材料费用增加并且还使实现热转 印所需的光的量增加，因为对所述较厚的层进行加热将花费更长的时间。而 且，由于穿越较厚LTHC层的厚度传导热量花费更长时间，因此热量将沿着 LTHC层横向地对流，从而进一步降低该热转印装置的分辨率。

因此，理想的是具有用于光诱导热转印的较薄、较平滑而不牺牲光密度 的LTHC层，因为所述LTHC层可用于以较低的材料成本得到具有较高分辨 率和较低线边缘粗糙度的图像。

发明内容