説明

改質顔料を含んだ光熱変換層

放射誘起熱転写用のLTHC層は改質顔料を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はレーザー誘起熱転写用改質顔料の開発に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、染料昇華、染料転写、溶融転写、及びアブレーション材料転写(ablative material transfer)のような熱転写プロセスが、例えば、色校正及びリソグラフィーのような用途で良く知られている。これらのプロセスは、しばしば、転写されるべき材料の層(「転写層」)を含むドナー素子、及び転写された材料を受けるための基板(「受像基板」)を含む受像素子を使用する。ドナー素子及び受像基板を極めて接近して、または互いに直接接触させて、ドナー素子の部分を加熱して、転写層の対応する部分が受像基板に転写される。熱は、加熱素子(例えば、抵抗加熱素子)を用いて、放射(例えば、光)を熱に変換して、及び/または電流を熱転写素子の層に流して、生成することができる。
【0003】
デジタル転写プロセスでは、放射への曝露は、一度に、ドナー素子及び受像基板の組立体の小さな選択された領域のみで行われるため、ドナー素子から受像基板への材料の転写はパターン化された態様で起こる。したがって、非パターン化ドナーは、このように、パターン化された態様で受像基板に選択的に転写される。コンピュータ制御は、高解像度及び高速の転写を促進する。別法では、アナログプロセスにおいて、組立体の全体を照射して、熱画像形成可能層の所望の部分を選択的に曝露するようにマスクを用いることができる。例えば、米国特許第5,857,709号、及び同第5,937,272号を参照されたい。
【0004】
熱転写プロセスを用いたパターニング材料は概して、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングよりも、高速且つ安価であり、優れた解像度を提供できる。光を用いた熱転写はまた、例えば、トランジスタ及び集積回路の他の部品、並びに、エレクトロルミネッセントランプ及び制御回路等のディスプレイ用の部品を含む、小型の光学及び電子デバイスのような超小型デバイスに、より良好な精度と品質管理を提供することができる。転写されるパターンの大きさ及び形状(例えば、線、円、正方形、または他の形状)は、例えば、光線のサイズ、光線の曝露パターン、熱転写素子への直接的な光線の接触時間、及び熱転写素子の材料を選択することによって、制御され得る。さらに、光を用いた熱転写は、少なくともある場合には、デバイスの大きさと比較して広い領域上に複数のデバイスを形成するときに、良好な位置合わせ(registration)を提供する。光誘起熱転写を実行するための方法と装置が当業者に知られており、米国特許第6,194,119号;同第7,108,949号;同第6,921,614号;同第5,523,019号;及び6,855,384号に記載されている。
【0005】
ドナー素子からパターン層への熱転写はまた、例えば、パターニング工程と層のコーティング工程との結合によってパターニングされ得る層状構造の形態または隣接構造の形態が限定され得る場合に、パターニング工程から層のコーティング工程を分離するのに有益であり得る。熱転写に溶媒が必要ないため、従来技術のリソグラフィー法で用いられる様々な溶媒に敏感であり得る材料をパターニングすることができる。逆に言えば、材料はまた、既に堆積した材料に悪影響があり得る溶媒に関係なくパターニングされ得る。生物由来物質は特に、タンパク質の変性または核酸分子間または核酸分子内の水素結合の中断の危険無しにパターニングされ得る。
【0006】
いくつかのドナー素子では、分離した熱生成層が使用される。熱生成層は、所望の放射波長を吸収し且つ入射放射線の少なくとも一部を熱に変換する材料を含んだ光熱変換(LTHC)層であることができる。LTHC層からの熱は転写層を加熱して、材料を受像基板に転写させる。
【0007】
LTHC層は、例えば、ポリマー組成物中のカーボンブラックのような顔料を用いる(例えば、米国特許第5,695,907号、同第5,863,860号、同第6,190,826号、及び同第6,194,119号を参照)。そのような顔料は概して、液体ビヒクル中に容易に分散されない、微粉化された不溶性の固体粒子である。
【0008】
顔料の分散の困難性は、熱転写デバイスの製造に多くの不利点をもたらす。分離したLTHC層が用いられる場合、十分な量の顔料をLTHC層に包含させられないと、LTHC層の光学密度を減少させて熱転写を達成するのに必要な光の量を増加させ得る。顔料の分散を促進するために分散剤を使用することができるが、分散剤は分散体の粘度を増加させ得る。高粘度の分散体は、これらの分散体を含む層の製造の困難性を増加する。薄層を形成するための公知技術、例えばマイクログラビア印刷は、高粘度媒体での使用に不適であることがあり、ピンホール及び他の欠陥を避けるためにより厚い層が必要となり得る。しかしながら、より厚い層は、製造の際の材料費を増加させ、そして、より厚い層をより加熱するのにより長い時間がかかるため、熱転写を達成するために必要な光の量も増加させる。その上、より厚いLTHC層の厚みにわたって熱を伝導するのにより長い時間がかかるために、熱はLTHC層の側面に沿って横方向に対流によって移動して、さらに熱転写デバイスの解像度を減少させるだろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
したがって、光誘起熱転写用の光学密度を犠牲にすることなく、より薄く、より平滑なLTHC層を有することが望まれる。なぜならば、LTHC層は、より低い材料コストにて、より高い解像度及びより小さいラインエッジ粗さを有する画像をもたらすために使用され得るからである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
一態様において、本発明は光熱変換(LTHC)層を含む。LTHC層は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含む。マトリックスは、ポリマー若しくは樹脂、または両方を含むことができる。LTHC層は約10質量%〜約55質量%の改質顔料を含むことができる。顔料は、例えばカーボンブラックのような炭素質顔料または着色顔料であることができる。有機基は、例えばC64−COOH基、−C64−SO3H基、または上記のいずれかの塩等の、少なくとも1つのカルボン酸基、少なくとも1つのスルホン酸基、上記のいずれかの塩、または少なくとも1つのヒドロキシル基を含むことができる。LTHC層は最大で約4マイクロメートルの厚みであることができ及び/または最大で約7%の表面粗さを有することができる。LTHC層は、電磁スペクトルの赤外部分内であることができる所定波長にて、約0.2〜約3の光学密度を有することができる。
【0011】
他の態様において、本発明は熱転写ドナー素子(thermal transfer donor element)を含む。熱転写ドナー素子は、同じく、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含むLTHC層を有する。熱転写ドナー素子は、LTHC層を支持する基板、基板及びLTHC層の間に配置された接着層、転写層、並びに/または転写層及びLTHC層の間に配置された中間層をさらに含むことができる。転写層は、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含むことができる。
【0012】
他の態様において、本発明は、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(改質顔料濃縮物は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤を含む);
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された、熱転写ドナー素子を含む。
【0013】
該方法は、マトリックス前駆体を硬化して配合剤が分散したマトリックスを形成することをさらに含むことができ、硬化が、所定波長にて混合物を照射すること、またはモノマーが重合する温度に混合物を昇温させることを含むことができる。該方法は、基板上に接着層を配置することをさらに含むことができ、混合物を配置することが接着層上に混合物を配置することを含む。該方法は、改質顔料含有層上に転写層を配置すること、並びに/または改質顔料含有層及び転写層の間に中間層を配置することをさらに含むことができる。混合物は、開始剤、接着促進剤、若しくは両方をさらに含むことができ、及び/または50cP未満の粘度を有することができる。混合物を配置することは、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、グラビア印刷、ウェブコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、及びスロットコーティングのうち1以上を使用することを含むことができる。
【0014】
他の態様において、本発明は、レーザー誘起熱転写を実行する方法を含む。
該方法は、
基板及び基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、LTHC層は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、所定パターンにしたがって受像基板に転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む。
【0015】
LTHC層の表面粗さは最大で約7%であることができる。転写層はポリマーマトリックスを含むことができる。転写層は、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含むことができる。
【0016】
他の態様において、本発明は、光吸収物質と光吸収物質が分散したマトリックスとを含むLTHC層を含み、LTHC層は最大で7%の表面粗さを有する。LTHC層は、最大で約4マイクロメートルの厚みを有することができる。光吸収物質は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤であることができる。光吸収物質は、分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤である。光吸収物質は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料であることができる。
【0017】
他の態様において、本発明は、
溶媒、分散剤とイオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体、を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去すること(溶媒を除去する際、配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層を含む。
該方法は、マトリックス前駆体を硬化して、配合剤が分散したマトリックスを形成することをさらに含むことができる。
【0018】
他の態様において、本発明は、分散剤と酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含むLTHC層を含む。
【0019】
他の態様において、本発明は、LTHC層を含む熱転写ドナー素子を含み、LTHC層は、分散剤と酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含む。
【0020】
他の態様において、本発明は、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(改質顔料濃縮物は、分散剤と酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤を含む);
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された、熱転写ドナー素子を含む。
【0021】
他の態様において、本発明は、
基板及び基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、LTHC層は、分散剤と酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤、及び配合剤が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、所定パターンにしたがって受像基板に転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む、レーザー誘起熱転写を実施する方法を含む。
【0022】
他の態様において、本発明は、
溶媒、分散剤と酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体、を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去すること(溶媒を除去する際、配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層を含む。
【0023】
他の態様において、本発明は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、及び改質顔料が配置されたマトリックスを含むLTHC層を含む。
【0024】
他の態様において、本発明は、LTHC層を含む熱転写ドナー素子を含み、LTHC層は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、及び改質顔料が配置されたマトリックスを含む。
【0025】
他の態様において、本発明は、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(改質顔料濃縮物は付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料を含む);
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された、熱転写ドナー素子を含む。
【0026】
他の態様において、本発明は、
基板及び基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、LTHC層は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、及び改質顔料が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、所定パターンにしたがって受像基板に転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む、レーザー誘起熱転写を実施する方法を含む。
【0027】
他の態様において、本発明は、
付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
基板上に混合物を配置すること;並びに
配置された混合物から溶媒を除去すること(溶媒を除去する際、配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層である。
【0028】
前述の概要説明及び次の詳細な説明は、例示的かつ説明のためのみのものであり、特許請求の範囲に記載された本発明についてのさらなる説明を提供することを目的とするものであることを理解されたい。
【0029】
本発明は、次の図面のいくつかの図を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】溶媒中の改質及び非改質のRegal(商標)250カーボンブラックの含有(loading)レベルに対する粘度を示すグラフである。
【図2】溶媒中の改質及び非改質のRegal(商標)250カーボンブラックの含有レベルに対する降伏応力を示すグラフである。
【図3】溶媒中の改質及び非改質のRegal(商標)250カーボンブラックの様々な含有レベルについての、ずり速度に対する粘度を示すグラフである。
【図4】溶媒中の酸化及び非酸化のカーボンブラックの含有レベルに対する粘度を示すグラフである。
【図5】溶媒中の改質及び非改質のカーボンブラックの含有レベルに対する粘度を示すグラフである。
【図6】溶媒中の改質Pigment Blue 15:6の含有レベルに対する粘度を示すグラフである。
【図7】溶媒中の3種の改質顔料の含有レベルに対する粘度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0031】
我々は、LTHC層内の改質顔料の使用が、非改質顔料の使用によって従来可能であったものよりも、小さい表面粗さを示すより薄い層の形成を可能にすることを見出した。そのようなLTHC層は、より小さいラインエッジ粗さを備えたより高い解像度を形成するために用いることができる熱転写デバイスをもたらす。我々は、熱転写用途でこれまで用いられてこなかった分散体を調製するために活用され得る改質着色顔料を含む改質顔料を開発した。改質顔料は酸化されたカーボンブラックであることができる。別法では、改質顔料は付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含むことができる。他の実施態様では、改質顔料は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料であることができる。改質顔料は、例えば架橋ポリマーマトリックス等のマトリックス中に分散され得る。LTHC層に使用される改質顔料は、有機、無機、または両方の組み合わせであることができる。好ましくは、改質顔料は、例えば1064または808nmの赤外波長にてエネルギーを吸収し、熱エネルギーを放出して緩和する。好ましい実施態様では、LTHC層として使用され且つ改質顔料を含むコーティングは、所望の波長、例えば光誘起熱転写を実行するために使用される波長にて約0.2〜3の光学密度を示す。
【0032】
改質される顔料は、例えば、青色、黒色、茶色、青緑色、緑色、白色、紫色、赤紫色、赤色、橙色、または黄色顔料等の顔料を含む、炭素質顔料及び着色顔料のようなインク、コーティング等用に、当業者に通常使用されるものであることができる。様々な顔料の混合物も用いることができる。好適な炭素質顔料の例には、例えば、グラファイト、カーボンブラック、ガラス状炭素、カーボンファイバー、活性炭(activated charcoal)、活性炭(activated carbon)、及びカーボンナノチューブのような炭素物質が含まれる。炭素は結晶またはアモルファス型のものであることができる。上記の物質の微粉化形状も好ましく、また、様々な炭素の混合物を利用することが可能である。これらの炭素物質のうち、カーボンブラックが好ましい。
【0033】
炭素質顔料の代表的な例には、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラック、及びランプブラックのような様々なカーボンブラックが含まれ、例えばCabot Corporationから入手可能なRegal(商標)、Black Pearls(商標)、Elftex(商標)、Monarch(商標)、Mogul(商標)、及びVulcan(商標)の商標名で販売されているカーボンブラックが含まれる。これらの例には、制限されるものではないが、Black Pearls(商標)2000、Black Pearls(商標)1400、Black Pearls(商標)1300、Black Pearls(商標)1100、Black Pearls(商標)1000、Black Pearls(商標)900、Black Pearls(商標)880、Black Pearls(商標)800、Black Pearls(商標)700、Black Pearls(商標)L、Elftex(商標)8、Monarch(商標)1400、Monarch(商標)1300、Monarch(商標)1100、Monarch(商標)1000、Monarch(商標)900、Monarch(商標)880、Monarch(商標)800、Monarch(商標)700、Mogul(商標)L、Regal(商標)330、Regal(商標)400、及びVulcan(商標)Pが含まれる。
【0034】
着色顔料の好適な種類には、例えば、アントラキノン、フタルオシアニンブルー、フタルオシアニングリーン、ジアゾ、モノアゾ、ピラントロン、ペリレン、ヘテロ環イエロー、キノロノキノロン、キナクリドン、及び(チオ)インジゴイドが含まれる。このような顔料は、BASF Corporation、Engelhard Corporation、及びSun Chemical Corporationを含む多くの供給業者から、粉末またはプレスケーキの形態のいずれかで商業的に入手可能である。着色顔料のさらなる種類には、例えば、酸化鉄顔料(天然及び合成)、酸化クロム顔料、混合金属酸化物顔料、カドミウム顔料、ビスマス顔料、クロム酸塩顔料、ウルトラマリン顔料、紺青顔料、磁性顔料、防食顔料、光輝顔料、及び発光顔料が含まれる。特定の着色顔料には、例えば、プルシアンブルー(Pigment Blue 27)、銅フタロシアニン(Pigment Blue 15)及びその置換誘導体の多く、並びに例えば、Yamamoto及びAveciaから入手可能なもののようなフタロシアニン系顔料が含まれる。他の適切な着色顔料の例は、米国特許出願公開第20070082288号、the Colour Index, 3rd edition (The Society of Dyers and Colourists, 1982)、及びIndustrial Inorganic Pigments, 1st edition (VCH Publishers, Inc., New York, NY, 1993)に記載されている。
【0035】
改質される顔料は、分散体の所望の特性に応じて、窒素吸着によって測定される、幅広い範囲のBET表面積を有することができる。所望の用途のためのより大きな表面積の顔料がすぐに入手できない場合は、所望の場合、例えばメディア、ボール、またはジェットミルのような常用の粒径低減または粉砕技術を顔料に施して、より小さい粒径に材料を粉砕することも当業者に良く認識されている。さらに、顔料は、炭素質顔料へのフタル酸ジブチル(DBP)の吸着値または着色顔料への油吸着値によって測定される(ISO 787 T5に記載されるように)、幅広い範囲の構造または分枝を示すことができる。
【0036】
顔料が例えばカーボンブラックのような炭素質材料の場合、顔料は酸化剤を用いて酸化することによって改質され、その表面にヒドロキシル基またはイオン基及び/若しくはイオン化可能基を導入することができる。上述のカーボンブラックのいずれもがそのように酸化され得る。例えば、このようにして調製された酸化されたカーボンブラックのような酸化された炭素質顔料は、その表面により高い割合の酸素含有基を有することが分かった。酸化剤は、制限されるものではないが、酸素ガス、オゾン、過酸化水素のような過酸化物、ナトリウム、カリウム、またはアンモニウムの過硫酸塩のような過硫酸塩、次亜塩素酸ナトリウムのような次亜ハロゲン酸塩、硝酸のような酸化性酸、及び過マンガン酸塩、四酸化オスミウム、酸化クロム、または硝酸セリウムアンモニウムのような遷移金属含有酸化剤が含まれる。酸化剤の混合物、特に、酸素及びオゾンのようなガス状酸化剤の混合物もまた用いられ得る。さらに、塩素化及びスルホニル化のような他の表面改質法を用いて改質されてイオン基またはイオン化可能基を顔料表面に導入されたカーボンブラックのような炭素質顔料もまた用いられる。
【0037】
改質顔料は、別法では、付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含むことができる。好ましくは、有機基は少なくとも1つのイオン基、少なくとも1つのイオン化可能基、またはそれらの混合物を含む。いくつかの実施態様において、有機基は直接付加される。他の実施態様では、例えばポリマーまたはオリゴマーのような高分子が顔料に付加される。改質される顔料は、上述の物質のいずれかであることができる。改質顔料は、有機化学基が顔料に付加されるような、当業者に知られた任意の方法を用いて調製され得る。例えば、改質顔料は、米国特許第554,739号、同第5,707,432号、同第5,837,045号、同第5,851,280号、同第5,885,335号、同第5,895,522号、同第5,900,029号、同第5,922,118号、同第6,042,643号、同第6,664,312号、同第6,551,393号、同第6,372,820号、同第6,368,239号、同第6,350,519号、同第6,337,358号、及び同第6,102,380号、国際公開第WO99/23174号、並びに米国特許出願公開第20060211791号に記載された方法を用いて調製され得る。簡潔に言えば、顔料に付加される材料及び顔料が組み合わせられる。次いで、亜硝酸塩及び酸の水溶液を別々にまたは一緒に添加して、顔料と反応する、ジアゾニウム反応を起こし、ジアゾニウム塩を生成する。このジアゾニウム塩の生成は、好ましくは、顔料とともにその場で達成される。ジアゾニウム反応では、第1級アミン基が窒素ガスまたは他の副生成物を生成するように反応して、次いでポリマー分子を顔料上に付加させるだろう。上記の方法は、例えばポリマー及び/または界面活性剤を用いる分散剤型の方法と比較して、顔料上への基のより安定な付加を提供する。改質顔料を調製するための他の方法は、利用可能な官能基を有する顔料を、有機基を含む試薬と反応させることを含む。そのような改質顔料も、上述の参照文献に記載された方法を用いて調製され得る。さらに、特定の官能基を含む改質カーボンブラックもまた、米国特許第6,831,194号及び同第6,660,075号、米国特許出願公開第2003−0101901号及び同第2001−0036994号、カナダ特許第2,351,162号、欧州特許第 1 394 221号、並びに国際公開第WO04/63289号に記載された方法によって調製され得る。
【0038】
付加された有機基は、溶媒の特定の種類、所望の分散剤、並びに分散体の使用目的を含む様々な因子に応じて選択され得る。これは、改質顔料の分散体の特性を調整することによるより大きな柔軟性を可能にする。好ましい実施態様において、有機基は、少なくとも1つのイオン基、少なくとも1つのイオン化可能基、または少なくとも1つのイオン基及び少なくとも1つのイオン化可能基の混合物を含む。イオン基は、陰イオン性または陽イオン性のいずれかであり、例えば、Na+、K+、Li+、NH4+、NR’4+、アセテート、NO3-、SO4-2、OH-、及びCl-(R’は水素または有機基、例えば置換または非置換のアリール基及び/またはアルキル基を表す)のような無機または有機の対イオンを含む反対の電荷の対イオンを伴う。イオン化可能基は、水中(必ずしもpH7ではない)でイオン基を形成することができるものであり、添加剤を用いて対イオンを切り離さない限り、ある程度、低極性の媒体中でその対イオンを伴う。陰イオン化可能基は陰イオンを生成し、陽イオン化可能基は陽イオンを生成する。そのような基は、参照することによってその記載が本明細書に完全に組み込まれる米国特許第5,698,016号に記載されたものを含む。
【0039】
いくつかの実施態様では、改質顔料は、負の電荷を持つイオン基である陰イオン基を含む付加された少なくとも1つの化学基を有する顔料を含む。陰イオン基は、例えば酸性置換基のような陰イオンを生成することができるイオン化可能な置換基を有する基から生成され得るか、またはイオン化可能な置換基の塩に属する陰イオンであることができる。陰イオン基の代表的な例としては、制限されるものではないが、−COO-、−SO3-、−OSO3-、−HPO3-、−OPO3-2、及び−PO3-2が挙げられる。陰イオン化可能基の代表的な例としては、制限されるものではないが、−COOH、−SO3H、−PO32、−R’SH、−R’OH、及び−SO2NHCOR’(R’は水素または有機基、例えば置換または非置換のアリール基及び/またはアルキル基を表す)が挙げられる。好ましくは、付加された基は、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸基、カルボキシレート基、またはそれらの塩を含む。例えば、付加された基は有機基であることができ、例えば、ベンゼンカルボン酸基、ベンゼンジカルボン酸基、ベンゼントリカルボン酸基、ベンゼンスルホン酸基、またはそれらの塩であることができる。特定の有機イオン基には、制限されるものではないが、−C64−CO2H、−C64SO3H、及びそれらの塩が含まれる。付加された有機基はまた、これらの任意の置換誘導体であることができる。
【0040】
いくつかの実施態様において、改質顔料は、陽イオン基を含む付加された少なくとも1つの化学基を含み、陽イオン基は、例えばプロトン化アミンのような陽イオン(陽イオン化可能基)を生成することができるイオン化可能な置換基から生成され得る正電荷を持つ有機イオン基である。例えば、アルキルアミンまたはアリールアミンは、酸性媒体中でプロトン化されてアンモニウム基−NR’2+(R’は有機基、例えば置換または非置換のアリール及び/またはアルキル基を表す)を形成することができる。陽イオン基はまた、正電荷を持つ有機イオン基であることができる。例として、制限されるものではないが、第4級アンモニウム基(−NR’3+)及び第4級ホスホニウム基(−PR’3+)が挙げられる。ここで、R’は水素または有機基、例えば置換または非置換のアリール及び/またはアルキル基を表す。好ましくは、付加された基は、アルキルアミン基若しくはその塩、またはアルキルアンモニウム基を含む。
【0041】
いくつかの実施態様において、LTHC層は、改質顔料とマトリックス中の分散剤との配合剤を含む。「配合剤」とは、改質顔料と分散剤との組み合わせから得られる生成物を意味する。特定の分散剤を、改質顔料の種類及び分散剤の所望の全体的特性に基づいて選択することができる。例えば、顔料が、付加された有機基を有する改質顔料である場合、分散剤は、顔料に付加された有機基に基づいて選択された少なくとも1つの官能基を含むことができる。例えば、改質顔料が、付加された少なくとも1つの陰イオン基、少なくとも1つの陰イオン化可能基、またはこれらの混合物を有する顔料を含む場合、少なくとも1つの陽イオン官能基、少なくとも1つの陽イオン化可能官能基、またはこれらの混合物を含む分散剤を用いて、分散体を生成することができることが分かった。特定の配合剤が、付加された少なくとも1つのカルボン酸基、スルホン酸基、またはそれらの塩を有する改質顔料と、少なくとも1つのアミン基またはアンモニウム基を含む分散剤を含む。しかしながら、改質顔料のこの種類は、少なくとも1つの陰イオン官能基、少なくとも1つの陰イオン化可能官能基、またはこれらの混合物を含む分散剤を用いて分散体を生成することも可能である。さらに、改質顔料が、付加された少なくとも1つの陽イオン基、少なくとも1つの陽イオン化可能基、またはこれらの混合物を有する顔料を含む場合、少なくとも1つの陰イオン官能基、少なくとも1つの陰イオン化可能官能基、またはこれらの混合物を含む分散剤を用いて、分散体を生成することができることが分かった。最後に、改質顔料が、付加された少なくとも1つのイオン基、少なくとも1つのイオン化可能基、またはこれらの混合物を有する顔料を含む場合、少なくとも1つの非イオン性官能基(例えばポリエーテル基)を含む分散剤を用いて、分散体を生成することができることが分かった。
【0042】
用いられ得る典型的な分散剤としては、制限されるものではないが、BYK Chemieから全て入手可能であるBYK108、BYK115、BYK116、BYK161、BYK163、BYK182、BYK2150、及びBYK2050、Noveonから入手可能な27−000、32−000、32−500、35−140、38−500、及び39−000を含むSolsperse(商標)分散剤、並びにKing Industries, Incから入手可能なK−Sperse 504XDが挙げられる。
【0043】
分散剤の量は、改質顔料の種類、溶媒、及び粒状物質の含有レベルに応じて、変化し得る。概して、分散剤の量:改質顔料の量の比は、0.01:1〜最大で約2.5:1の間、例えば、約0.1:1〜最大で約1:1、または上記の端点のうち任意の2点で規定される任意の範囲内であることができる。
【0044】
いくつかの実施態様において、改質顔料は付加されたポリマーを有する顔料である。一実施態様では、酸化された顔料または特定の化学基、例えばカルボン酸基若しくはスルファニル酸基を付加するように改質された顔料が、酸化されたかまたは化学的に改質された顔料の表面の化学基との化学反応、例えば縮合反応に容易に関与する基を有するポリマー、例えば、上述の分散剤の1つと反応する。
【0045】
他の実施態様において、ポリマーは顔料に直接付加される。例えば、第一級アミンを有する上述のポリマー分散剤を含むポリマー、または第一級アミンを含むように改質されたポリマーが、顔料に導入されるか、または接触させられる。顔料上にポリマーを吸着させるために十分な時間が提供される。吸着が行われた後、ジアゾニウム反応が、米国特許第5,571,311号、同第5,630,868号、及び同第5,554,739号、並びに国際公開第WO96/18688号に記載されるように行われ得る。簡潔に言えば、ポリマーが顔料に加えられる。ポリマーは、例えば芳香族またはアルキル基を含むエステル化、及びニトロ基の対応する第一級アミン基への還元のような、当業者に知られた技術を用いて第一級アミンを含むように改質され得る。続いて還元されるポリマーのニトロ化、またはポリマーのアミノ化は、用いられ得るいくつかの他の技術である。付加されたポリマーを有する改質顔料はまた、分散体中で分散剤と組み合わせられ得る。
【0046】
改質顔料に付加された、ポリマーを含む基の量は、溶媒及び分散体の所望の特性に応じて変化し得る。いくつかの実施態様において、付加された基の量は、顔料の表面積1平方メートルあたり(表面積は、例えば窒素吸着によって測定される)、約0.001〜約10.0マイクロモルの基、例えば、約0.01μmol/m2〜約8μmol/m2、約0.1μmol/m2〜約7μmol/m2、約1μmol/m2〜約5μmol/m2、約2μmol/m2〜約9μmol/m2、約4μmol/m2〜約6μmol/m2、約0.1μmol/m2〜約4μmol/m2、約1μmol/m2〜約3μmol/m2、またはこれらの端点のうち任意の2点によって規定される任意の範囲の量である。付加された量はまた、例えば付加された基の大きさ、またはイオン基の官能性のような、特定の付加された基の特性に応じて変化し得る。さらに、最良の全体的性能を提供するために、改質顔料上に、例えば、非イオン基または非荷電可能基、特にさらなる立体安定化を提供することができる基、のような1種以上の付加された基を有することも本発明の範囲内である。この場合、イオン基またはイオン化可能基の量は好ましくは非イオン基の量よりも大きい(モル基準において)。
【0047】
改質顔料は、未反応未加工材料、副生成物の塩、及び他の反応不純物を除去するように、例えばろ過、遠心分離、またはその2つの方法の組み合わせのような洗浄によって、精製され得る。生成物はまた、例えば、スプレー乾燥を含む蒸発によって分離され得るか、あるいは生成物は、当業者に知られた技術を用いてろ過及び乾燥することによって回収され得る。さらに、改質顔料は、例えばそれらを調製するために用いられる未反応の処理剤のようなあらゆる不所望の遊離化学種を除去するように精製され得る。膜またはイオン交換を用いる限外濾過法(ultrafiltration)/膜分離精製法(diafiltration)の公知の技術は、粒子状物質を精製するため、及び実質的な量の遊離イオン及び不所望の化学種が存在する場合にそれらを除去するために用いられ得る。また、対イオンの随意的な交換によって、改質物の一部を形成する対イオンが、用いられ得る限外濾過、逆浸透、イオン交換カラム等の公知のイオン交換技術を利用して別の対イオン(例えば、両親媒性イオンを含む)と交換または置換され得る。交換され得る対イオンの特定例には、制限されるものではないが、Na+、K+、Li+、NH4+、Ca+、Mg2+、Cl-、NO3-、NO2-、アセテート、及びBr-が挙げられる。
【0048】
改質顔料を用いた分散体を使用して、本発明の所定の実施態様に従ったLTHC層を形成する。「分散体」とは、液相を通じて均質に分散された微粉化された粒子を含む二相系を意味する。分散体は、改質顔料、溶媒、及び所望による分散剤を含む。分散体の粘度は、顔料の含有レベルにかかわらず低い。
【0049】
分散体に利用される溶媒は、最大で約50の誘電率を有することができる。好適な例として、アルコール(例えば、1−メチル−2プロパノール及びメタノール)、グリコール、エーテル(例えば、テトラヒドロフランまたはジエチルエーテル)、ケトン(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、またはメチルブチルケトン)、エステル(例えば、n−ブチルプロピオネート)、アセテート(例えば、エチルアセテート)、アミド(例えば、ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド)、炭化水素、及びエチレングリコール及びメタノール等の、それらの混和性混合物が挙げられる。溶媒は水も含む。いくつかの実施態様において、溶媒は水単独ではなく、約50質量%を超える水を含む混合物でもない。例えば、溶媒は非水性溶媒であることができ、約50質量%未満の水、例えば、最大で約40質量%、最大で約30質量%、最大で約20質量%、若しくは最大で約10質量%、またはこれらの端点の任意の2点によって規定される任意の範囲の量の水をさらに含むことができる。
【0050】
分散体中に存在する改質顔料の量は、例えば、改質顔料の種類及び溶媒の種類に応じて、変化し得る。いくつかの実施態様において、分散体は高含有の改質顔料を有する。「高」とは、改質顔料の量が、分散体の総質量に基づいて、少なくとも約10質量%であることを意味する。例えば、改質顔料の含有レベルは、分散体の総質量に基づいて、少なくとも約10質量%、少なくとも約15質量%、少なくとも約20質量%、少なくとも約25質量%、または少なくとも約30質量%であることができる。例えば、改質顔料の含有レベルは、約10%〜約55%、約15%〜約50%、または約30%〜約45%であることができる。別の実施態様では、改質顔料の含有レベルは、最大で約12%、最大で約10%、または最大で約8%であることができる。改質顔料の含有レベルはまた、上述の任意の2点の端点によって規定される任意の範囲であることができる。
【0051】
分散体は、溶媒中に関連構造を形成する少なくとも1つの分散剤をさらに含むことができる。「関連構造」とは、例えば逆ミセルのような分散剤の基の相互作用から得られる分散剤分子の組織的配置を意味する。好適な分散体の例としては、制限されるものではないが、ポリアルキレンオキシド(例えば、ポリエチレンオキシド若しくはポリプロピレンオキシド)、ポリエステル(例えば、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(ヒドロキシステアリン酸)、若しくはポリ(ヒドロキシオレイン酸))、ポリカプロラクタムのようなポリアミド、ポリアクリレート、並びに疎水基及び親水基の両方を有するブロックコポリマーが挙げられる。さらなる例として、アミンまたは酸官能基を含むアミン官能化またはアミン終端ポリアルキレンオキシドまたはアクリルポリマーなどの、これらのアミン官能化誘導体(例えば、ポリアミン、第3級アミン、若しくは第4級アンモニウム官能化誘導体)または酸官能化誘導体(例えば、カルボン酸若しくはホスホン酸官能化誘導体)が挙げられる。他の好適な分散剤は当業者に公知であるか、またはその臨界ミセル濃度(CMC)を超えて溶媒に分散剤を添加し、逆ミセルなどの関連構造が形成されたかどうかを測定することにより識別することができるだろう。溶媒中で関連構造を形成するだけでなく、分散体自体の中に、すなわち、改質顔料の存在下で、そのような構造を形成する分散剤が特に好ましい。例えば顔料に付加された分散剤またはポリマー基による関連構造の形成は、分散剤のレベルが(用いられるときに)高い場合でさえ、高含有分散体に、安定性及び低粘度などの改良された特性を付与することができる。当業者に公知の光散乱法等の技術を、溶媒中または分散体中において、上記の構造の存在を検出するために用いることができる。
【0052】
所定の好ましい実施態様では、安定分散体が形成される。「安定」とは、分散体の特性が、経時的に及び/または特定条件、例えば温度の変化により、感知できるほどに変化しないことを意味する。改質顔料の分散体は分散を維持する。
【0053】
いくつかの実施態様において、分散体中の改質顔料の粒径は、最大で約500nm、好ましくは最大で約300nm、さらに好ましくは最大で約200nm、例えば最大で約150nmである。粒径は、当業者に公知の機器、例えば、Microtrac Inc. (Montgomeryville, PA) 及び Malvern Instruments Ltd. (Malvern, Worcestershire, UK)から入手可能な粒径分析装置を用いて、動的光散乱(DLS)によって測定され得る。顔料がカーボンブラック系顔料の場合、粒径は凝集体の粒径である。好ましくは、粒径は、経時的にまたは例えば約70℃を超える、約80℃を超える、または約90℃を超えることを含む温度上昇のような温度の変化により、感知できるほどに変化しない。好ましくは、平均粒径の変化は、一週間にわたって70℃を超える温度にて、約10%未満であり、さらに好ましくは約5%未満である。様々な実施態様による分散体は、上述の粒子状物質の高含有レベルにおいてさえ、これらの特性を示すことが分かった。
【0054】
あるいはまたは加えて、分散体は経時的に経時的に高レベルの沈殿物を発生しない。したがって、分散体の固形分レベルは本質的に変わらないままである。いくつかの実施態様において、固形分レベルが、室温で4週間にわたるか、または70℃を超える温度で2週間にわたって約10%を超えて変化せず、いくつかの好ましい実施態様では、約5%未満しか変化しないことが分かった。
【0055】
そのような分散体が、約10質量%を超えることを含む改質顔料の含有レベルが高いときでさえ、最大で約50cPである粘度を有して形成され得ることが分かった。所定の実施態様において、粘度は、最大で約40cP、約30cP、約20cP、約10cP、または約5cPである。
【0056】
分散剤は、当技術分野で知られた任意の方法を用いて調製され得る。例えば、改質顔料及び溶媒を攪拌して混合して、安定な分散体を生成することができ、用いられる場合に分散剤を添加することができる。また、改質顔料が水に分散可能な場合、改質顔料のこの分散体の水性溶媒が分散体の溶媒と交換し得る。典型的な溶媒の交換方法には、膜分離精製法/限外濾過法、及び水性溶媒の蒸発中に溶媒を添加することが挙げられる。別法では、分散剤を用いる場合、これは改質顔料と混合することができ、次いで、得られた混合物を溶媒と混合することができる。改質顔料、所望による分散剤、及び溶媒を、例えばメディア若しくはボールミルまたは他の高せん断の混合装置のような当技術分野で公知の任意の装置で混合することができる。様々な常用の粉砕メディアを用いることができる。分散体を形成するための他の方法が当業者に知られている。
【0057】
分散体はさらに精製または分級されて、製造プロセスの結果として分散体中に共存し得る不純物および他の不所望の遊離化学種を除去することができる。例えば、分散体を、濾過、精密濾過、または遠心分離などの分級工程に送って、約1.0ミクロンを超える大きさを有する粒子を実質的に除去することができる。
【0058】
分散体を他の成分と混合して未硬化のLTHC層組成物を形成することによって、分散体を用いてレーザー誘起熱画像化用のドナー素子のLTHC層を調製する。これらの成分には、例えば、硬化性樹脂、ポリマー、オリゴマー、モノマー、またはこれらの任意の混合物のようなマトリックス前駆体が含まれる。
【0059】
本明細書で用いられる場合、樹脂は、任意の、天然または合成起源の類または固体若しくは半固体状有機物質であり、概して不定の融点を有する高いかまたは不定の分子量を有する。樹脂は、概してポリマーである。オリゴマーは低分子量のポリマーであり、さらなるモノマーがポリマー鎖に加えられるとき、その化学的、機械的、または他の特性の少なくとも1つが、実質的な変化を示す。
【0060】
未硬化のLTHC層組成物はまた、例えば、ブチルアセテート、エチルセルソルブ、エチルセルソルブアセテート、ブチルセルソルブ、ブチルセルソルブアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコール、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ラクテートエステル、及びそれらの混合物のような常用の共溶媒を含むことができる。例えば水及び水溶性アルコールを含む水性溶媒も添加され得るが、水の量は50質量%未満である。
【0061】
マトリックス前駆体は当技術分野で知られた硬化性樹脂を含むことができる。典型的な硬化樹脂としては、制限されるものではないが、フェノール樹脂、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂若しくはノボラック型エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ウレタン樹脂、またはポリオレフィン樹脂が挙げられる。硬化性樹脂は、熱的に、または例えば紫外線放射のような任意の放射源によって硬化され得る。同様に、組成物中のポリマー、オリゴマー、及びモノマーは、熱的に、または放射によって重合可能または架橋可能であることができる。例えば、これらの樹脂のモノマー若しくはオリゴマー、またはポリエステル、アクリレート、メタクリレート、エポキシド、末端アルケン、ジイソシアネート、ジオール、ジアミン、及びスチレンのような他の樹脂若しくはポリマーは、上記の硬化樹脂に加えてまたは代わりに未硬化LTHC層組成物中に含まれ得る。例えばヒドロキシル−、アミン−、またはイソシアネート−終端オリゴマーのようなポリウレタン及びポリウレア用のプレポリマーも用いることができる。このようにして、未硬化のLTHC層組成物は感光性(すなわち、放射によって硬化し得る)、または感熱性(すなわち、加熱などで温度を変化させることによって硬化し得る)であることができる。未硬化のLTHC層組成物の成分が照射によって硬化可能である場合、未硬化のLTHC層組成物は、光吸収の際にラジカルを発生する光開始剤をさらに含むことができる。
【0062】
硬化性樹脂、ポリマー、モノマー、またはオリゴマーは、未硬化のLTHC層組成物の他の材料と混合可能であるように選択され得る(すなわち、一相の混合物を形成する)。参照することにより本明細書に組み込まれる、Polymer Handbook, J. Brandrup, ed., pp. VII 519−557 (1989)に記載されるように、溶解度パラメータを用いて相溶性を示すことができる。いくつかの実施態様において、熱可塑性樹脂は9〜13(cal/cm31/2、例えば9.5〜12(cal/cm31/2の範囲の溶解度パラメータを有することができる。溶解度パラメータはまた、未硬化のLTHC層組成物中に用いる顔料の改質、溶媒、及び所望による分散剤、またはLTHC層を形成するために用いられる任意の他の材料の選択を最適化するために使用することができる。
【0063】
所定の好ましい実施態様では、未硬化のLTHC層組成物はスペクトル(100〜400nm)の紫外領域の照射によって硬化される。これらの実施態様において、改質顔料は好ましくは、赤外(720−1100nm)よりも紫外において低い吸収を示す。
【0064】
LTHC層は、最小限の追加成分(添加剤及び/または共溶媒)並びに加工工程を用いて形成され得る。しかしながら、界面活性剤及び共溶媒などの添加剤もまた含まれ得る。例えば、ビスフェノールA型エポキシまたはノボラック型エポキシのような感光性樹脂が用いられる場合、光開始剤もまた添加され得る。1以上のモノマー、オリゴマー、及びポリマーもまた用いられ得る。所定の好ましい実施態様では、未硬化のLTHC層組成物を、約100℃にて10〜20秒間、(例えば、水素または重水素源からの)UV光に曝露することによって硬化することができる。LTHC層は好ましくは、MEK摩擦(MEK rub)に対して安定である。
【0065】
未硬化のLTHC層組成物はまた、保管に関して安定であることができる。いくつかの実施態様において、粒径の分布及び/または粘度が、70℃にて7日間、放置することによる加速劣化試験後に約10%を超える変化がない。あるいはまたは加えて、組成物中の固体の量が同様の条件下で約5%を超える変化がない。
【0066】
いくつかの実施態様において、未硬化のLTHC層組成物は非常に低い粘度を有する。それによって、組成物は、マイクログラビア印刷、スピンコーティング、グラビアコーティング、ウェブコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、スロットコーティング、及び/または表面上に流体の薄い層を広げる他の技術を用いて基板に配置され得る。好ましい実施態様では、未硬化のLTHC層組成物は、最終コーティング内の凹凸の形成を軽減して平滑度を向上する自己平坦化である。自己平坦化挙動とは、乾燥プロセスの際に固体含有レベルが増加するときに、低い粘度及び降伏応力(材料がもはや応力歪み曲線の線形弾性領域にないところを超えた応力)を維持することによる液体膜の流動性能をいう。改質顔料を含む未硬化のLTHC層組成物は、増加した固体含有レベルにて流動を保ち、それによって最終被膜内の欠陥及び潜在的な欠陥の両方の自己修復を可能として、より平滑で、さらに均一なコーティングをもたらす。
【0067】
好ましくは、例えば、硬化性コーティング組成物の弾性率(G’、貯蔵弾性率ともいう)が、機械的作用が適用されたときの材料内の粘性消散によるエネルギー損失の尺度である損失弾性率(G”)よりも大きいところで、マトリックス材料が硬化し始めるまで、溶媒が除去されながら未硬化のLTHC層組成物は自己平坦化挙動を維持する。未硬化のLTHC層組成物中の改質顔料の割合は、溶媒が硬化性コーティング組成物から除去されるときに50%以上増加し得る。好ましくは、未硬化のLTHC層組成物は流動性を維持して、乾燥の際に表面の粗さを平坦にすることができる。対照的に、非改質顔料を含む分散体の降伏応力は非常に高く、乾燥の際に、未硬化のコーティング組成物が、生成し得る表面粗さまたは他の欠陥を修復するように流動することができないポイントを早める(例えば、図1及び2を参照)。いくつかの実施態様では、非改質顔料の使用に対して、自己平坦化挙動がみられる質量パーセントの含有において、改質顔料の使用は、少なくとも10%ポイントの改良、例えば、少なくとも15%ポイントの改良若しくは少なくとも20%ポイントの改良、例えば10〜20の間若しくは13〜17ポイントの間、または上記の端点のいずれかによって規定される任意の範囲内の改良を提供する。すわわち、非改質顔料を含む組成物の粘度は、本発明の好ましい実施態様による未硬化のLTHC層組成物の粘度よりも、非常に少ない含有レベルのカーボンブラックの比率で著しく増加する。
【0068】
より低い粘度の未硬化のLTHC層組成物は、より薄いLTHC層の形成を促進し、より高解像度のパターンでの材料の堆積を同じく促進する。より低い解像度のパターンについても、より薄いLTHC層の使用は、LTHC層にわたる熱の側方拡散を減少する。したがって、いくつかの実施態様では、材料は、例えば、より小さいラインエッジ粗さなどの、よりはっきりしたエッジを有するパターンで堆積され得る。例えば、転写された材料のラインエッジ粗さは、約5〜約8マイクロメートル以下であることができる。
【0069】
未硬化のLTHC層組成物を硬化してLTHC層を形成する。LTHC層は、約0.05〜約20マイクロメートルの厚み、例えば約0.5〜約10マイクロメートル、約1〜約7マイクロメートルの厚み、約1〜約4マイクロメートルの厚み、またはこれらの端点の任意の2点によって規定される任意の範囲であることができる。好ましくは、LTHC層は約1〜約4マイクロメートルの厚みである。好ましい実施態様では、LTHC層は、表面形状測定装置によって表面の一部分上に走査された走査線の中央値からの標準偏差として測定される、最大で約1%、最大で約2%、最大で約5%、最大で約7%、例えば約4%の表面粗さを有する。
【0070】
LTHC層中の改質顔料の含有レベルは、約1質量%〜約30質量%、例えば約3質量%〜約20質量%若しくは約5質量%〜約15質量%、またはこれらの端点のいずれかによって規定される任意の範囲内であることができる。含有レベルは好ましくは、所望の光学密度を達成するために十分に大きいが、熱転写の過程で、(光硬化性マトリックス用の)硬化の際または照射の際に、改質顔料からの光散乱を最小化するために十分に小さい。特定の理論に束縛されるものではないが、例えば軟凝集(flocculation)、局所相分離、沈降、ネットワーク形成、またはクリーム形成による改質顔料の粒子の凝集(agglomeration)が、LTHC層内の上述の光散乱を発生させると考えられる。さらに、いずれの特定の理論に束縛されるものではないが、非改質顔料と比較して、改質顔料の使用が凝集を低減して、未硬化のLTHC層組成物の低減された粘度及び改良された流動挙動をもたらすと、さらに考えられる。
【0071】
上述のように、LTHC層は、レーザー誘起熱転写(LITT)用のドナー素子の構成材であることができる。ドナー素子用の典型的な基板材料としては、制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタネート等のポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、フルオロポリマー、ポリアセタール、並びにポリオレフィンが挙げられる。接着層は所望により、この上に配置されLTHC層の接着を助けることができる。LTHC層用の材料は、例えばロールコーティング、グラビア、押出し、スピンコーティング、またはナイフコーティング等の当業者に知られた任意の被膜コーティング方法によって堆積され得る。本発明のいくつかの実施態様によるLTHC層を形成するために用いられる低粘度材料は、LTHC層を形成するためのマイクログラビア印刷の使用を可能にする。マイクログラビア印刷は、より薄い被膜の形成を可能とし、よりフレキシブルなドナー素子の形成を促進する。
【0072】
転写層は、LTHC層に直接、またはLTHC層上に堆積された中間層上に堆積され得る。いくつかの実施態様において、中間層は、画像形成放射の少なくとも一部を吸収または反射して、画像形成放射に曝露することからもたらされ得る転写層または受像基板に対する損傷を低減することができる。中間層はまた、転写層のドナー素子への接着に影響し得る。中間層は、画像形成の際、高い耐熱性を有することができ、または熱若しくは光誘起の幾何学的変化または化学変化に耐えることができる。中間層は転写層とともに転写される必要がなく、転写層及びLTHC層の間で材料の転写への障壁として機能し得る。典型的な中間層の材料としては、制限されるものではないが、ポリマー、無機材料、及びポリマー/無機の複合材料が挙げられる。無機材料としては、制限されるものではないが、金属、金属酸化物、金属硫化物、及び無機炭素が挙げられる。LITT用の中間層についての製造方法、材料、及びさらなる説明は、米国特許第6,190,826号にさらに記載されている。熱可塑性及び熱硬化性の両方のポリマーは、中間層の材料としての使用に適切である。光開始材、界面活性剤、顔料、可塑剤、及びコーティング助剤のような添加剤もまた含まれ得る。中間層の厚みは、様々な要因、例えば、中間層の材料、LTHC層の組成、転写層の材料、画像形成放射の波長、及び照射エネルギー(例えば、照射強度及び照射時間)等に依存し得る。
【0073】
剥離層が、LTHC層または中間層及び転写層の間にさらに介在することができる。そのような層は、ドナー素子からの転写層の剥離を促進することができ、あるいはまたは加えて、画像形成前にドナー層への転写層の接着を強化することができる。典型的な剥離層の材料には、制限されるものではないが、導電性及び非導電性の熱可塑性ポリマー、導電性及び非導電性の充填ポリマー、導電性及び非導電性の分散体、並びに昇華性の絶縁性及び半導性材料が挙げられる。剥離層の材料は、ドナー素子上に保持され得るかまたは転写層とともに転写され得る。昇華性材料は、特に、転写層と一緒に転写される場合に好適である。
【0074】
転写層は受像基板に転写される1以上の層を含むことができる、転写層内の層のいずれもが、有機、無機、有機金属、若しくは他の材料、または材料の混合物または配合物から形成され得る。転写層の層が不連続である必要はない。隣接した層からの材料が、画像形成前、画像形成中、または画像形成後に、混ざるかまたは互いに拡散する界面領域があってもよい。実際に、界面の相互作用が望まれることがあり、転写層が、層間のそれらの相互作用を促進するように形成され得る。
【0075】
転写層は、ディスプレイ(例えば、テレビ、コンピュータ、携帯情報端末等の電子デバイス用)、「ラボチップ」装置、及びエレクトロニクスを含む様々な用途のための材料を含むことができる。例えば、転写層は、液晶ディスプレイ用の、カラーフィルター、有機発光ダイオード(OLED)、ブラックマトリックス、または配向層用の材料を含むことができる。転写層は、ラボチップ装置内のセンサー、検体等として使用するための材料を含むことができる。他の実施態様において、転写層は電子機器に用いる透明陰極用の材料を含むことができる。
【0076】
いくつかの実施態様において、転写層は、電子デバイス用の1以上の活性層(すなわち導体、半導体、電子ブロッキング、正孔ブロッキング、発光体(例えば、ルミネッセンス、発光、蛍光、若しくはリン光)、電子生成、または正孔生成の層として機能する層)用の材料を含む。あるいはまたは加えて、転写層は、電子デバイス用の1以上の動作層(すなわち、絶縁体、導体、半導体、電子ブロッキング、正孔ブロッキング、発光体、電子生成、正孔生成、光吸収、光反射、光回折、位相遅延、光散乱、光分散、または光拡散の層として機能する層)用の材料を含むことができる。あるいはまたは加えて、転写層は1以上の非動作層(すなわち、電子デバイスの動作に関する機能を担わないが、製造を促進したりあるいは層間の材料の拡散を調整する等の別の機能を提供する層)用の材料を含むことができる。
【0077】
他の実施態様において、転写層は生物活性物質、例えば、天然物質及び合成物質の両方を含む、生物学的または生化学的な事象を、変化させるか、阻害するか、活性化するか、またはその他の方法で影響する化合物または構成要素を含むことができる。そのような生物活性物質を、「ラボチップ」用途のデバイス、例えばセンサー及びマイクロリアクターを調製するために用いることができる。
【0078】
転写層は、例えば、カラーフィルター、ブラックマトリックス、配向層、または透明電極のような、LCDディスプレイの1以上の構成要素を作るために用いられる材料を含むことができる。カラーフィルター用途については、染料及び/または顔料が、画像形成可能な構成要素として転写層内に存在する。カラーフィルター用途の画像形成可能な構成要素は、材料が転写された領域内の受像基板上の光学密度が、赤色、青色、及び緑色については1.0〜2.0、黒色については3.0〜4.0の間であるように、選択され得る。ブラックマトリックスを形成するために、カーボンブラックまたは改質カーボンブラック等の黒色顔料が、転写層内に存在し得る。
【0079】
配向層は、ディスプレイ内の液晶に明確な位置合わせを提供する。配向層は、有機または無機材料から形成され得る。配向層を形成するためのLITTの使用は、デバイス内に粒子状物質または他の汚染物質が入り込み得るラビング処理または他の製造工程を除くことができる。配向層用の典型的な材料としては、ポリイミド等が挙げられる。
【0080】
透明電極は、LCD及びOLEDに加えて、幅広い様々な電子用途における有用性が見出されている。例えば、透明電極は省エネ窓及び太陽電池パネルに使用される。典型的な透明電極の材料には、アルミニウムまたはガリウムをドープした酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ、並びにインジウムスズ酸化物(ITO)のようなこれらの組み合わせ及び化合物のような金属酸化物、ダイアモンド薄膜、単層カーボンナノチューブ、並びにTiW等の金属間化合物が含まれる。
【0081】
様々な層が、当業者に知られた任意の堆積技術を用いてドナー素子に加えられ得る。典型的な堆積技術には、制限されるものではないが、例えば、グラビア印刷、スピンコーティング、スプレーコーティング、スパッタコーティング、蒸発コーティング、化学気相成長、電子ビーム堆積、押出しコーティング、ゾル−ゲル法等の印刷技術が含まれる。
【0082】
本発明は、事実上、例示のみを目的とする次の例によってさらに明確になるだろう。
【実施例】
【0083】
例1−分散体の調製:
付加されたスルホン酸基を有するカーボンブラックを含む28.8gの改質顔料(Cabot Corporationから入手可能な、6μmol/m2のスルファニル酸及びRegal(商標)250カーボンブラックを用いて、米国特許第5,707,432号の手順にしたがって調製して、得られた水性分散体を乾燥させた)、15.0gのSolsperse 32500(Noveonから入手可能なアミン官能化分散剤)、溶媒として94gのDowanol PM(Dowから入手可能)、7.5gのトリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、並びに15gのペンタエリトリトールトリアクリレートを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで2時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(18%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドル18)を用いて測定し、100RPMにて6.48cPであることが分かった。分散体中の粒子状物質の平均体積粒径(mV)を、マイクロトラック(商標)粒径測定器を用いて測定し、0.074μmであることが分かった。
【0084】
例2−分散体の調製:
8.8gの例1と同じ改質顔料、4.5gのSolsperse 32500(Noveonから入手可能なアミン官能化分散剤)、溶媒として28.9gのDowanol PM(Dowから入手可能)、2.3gのトリ(プロピレングリコール)ジアクリレート、及び4.5gのペンタエリトリトールトリアクリレートを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで2時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(18%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドル18)を用いて測定し、100RPMにて6.48cPであることが分かった。分散体中の粒子状物質の平均体積粒径(mV)を、マイクロトラック(商標)粒径測定器を用いて測定し、0.074μmであることが分かった。
【0085】
例3−分散体の調製及び劣化試験:
20gの例1と同じ改質顔料、4gのSolsperse 20000(Noveonから入手可能なアミン官能化分散剤)、及び溶媒として100gのメタノールを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで6時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(16%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドルS00)を用いて測定し、100RPMにて18.0cPであることが分かった。50℃で36時間、試料に加速劣化試験を施し、加速劣化試験後の粘度が19.0cPであることが分かった。
【0086】
例4−高度に濃縮された分散体の調製及び希釈:
24.14gの例1と同じ改質顔料、11.9778gのDisperbyk 163、及び溶媒として43.9915gのメチルエチルケトンを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで2時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(30%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドルS18)を用いて測定し、100RPMにて4.5cPであることが分かった。粒子の体積平均直径を、マイクロトラックで測定し、0.1795μmであることが分かった。10gの改質顔料の濃縮物を、Sartomerから入手可能な10gのCD501、トリアクリレートを用いて希釈した。軟凝集(flocculation)は見られなかった。
【0087】
例5−高度に濃縮された分散体の調製:
25.0gの例1と同じ改質顔料、12.5gのDisperbyk 163、及び溶媒として62.5gのDowanol PMAを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで2時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(25%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドルS18)を用いて測定し、100RPMにて7.8cPであることが分かった。粒子の体積平均直径を、マイクロトラックで測定し、0.165μmであることが分かった。試料に加速熱劣化試験を施した。粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドルS18)を用いて測定し、100RPMにて6.0cPであることが分かった。粒子の体積平均直径を、マイクロトラックで測定し、0.146μmであることが分かった。
【0088】
例6−高度に濃縮された分散体の調製:
9.98gの例1と同じ改質顔料、2.12gのTergitol L−61(Noveonから入手可能な非イオン性ポリエーテルポリオール分散剤)、及び溶媒として100gのメタノールを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで1時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(9%の改質顔料を含有)の粘度を、ブルックフィールド粘度計(スピンドルS00)を用いて測定し、100RPMにて2.5cPであることが分かった。
【0089】
例7−分散体の調製及び劣化試験:
付加されたスルホン酸基を有するカーボンブラックを含む8.88gの改質顔料(6μmol/m2のスルファニル酸及びRegal(商標)330カーボンブラックを用いて、米国特許第5,707,432号の手順にしたがって調製して、得られた水性分散体を乾燥させた)、0.82gのSolsperse 20000(Noveonから入手可能なアミン官能化分散剤)、並びに溶媒として40.84gのメタノール及び49.5gのエチレングリコールを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで2時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。分散体(9%の改質顔料を含有)中の粒子状物質の平均体積粒径(mV)を、マイクロトラック(商標)粒径測定器を用いて測定し、0.015μmであることが分かった。試料に、50℃にて3日間、加速熱劣化試験を施し、平均体積直径粒径が0.15μmであることが分かった。エチレングリコール溶媒を除去したときに同様の特性が得られた。それゆえ、改質顔料の量をこの配合中に10%含有まで増加させた場合も、同様の結果がまた得られることが期待される。
【0090】
例8−表面粗さ:
26.99gの例1と同じ改質顔料、13.49gのDisperbyk 163、及び溶媒として49.29gのメチルエチルケトンを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加えて、Skandexミキサーで4時間混合することによって分散体を調製した。ペイントストレーナーを用いてガラスビーズを除去した。10gのこの分散体を16.2gのJoncryl 611(BASFから入手可能)を用いて希釈した。希釈した分散体の溶液をガラスウエハ上にスピンコーティングした。表面粗さの測定を、KLA Tencor Alpha Step 500 表面形状測定装置を用いて行った。カミソリで意図的に傷をつけて底基板を露出させた薄膜に、約6mgの力を適用した。次いで、表面形状測定装置によって、200μm/sの速度にて2mmにわたって表面粗さを走査した。被膜上の異なった位置における3つの別々の傷から得られた3つの測定値を平均化して、被膜の表面粗さを算出した(4%の表面粗さ)。
【0091】
例9−低ストラクチャーのカーボンブラックを含む混合物の流動挙動:
例1の改質カーボンブラック及びRegal(商標)250カーボンブラックを用いて、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)中で、分散体を調製した。顔料に対する分散剤(BYK 163)の比は0.3質量%であった。20、30、40、及び50質量%のカーボンブラックを含む分散剤を、例4に記載されているように混合した。分散体の粘度を例6に記載されているように測定した。分散剤を、レオメーター(ARG2, TA Instrument Ltd 回転式レオメーター)及びそのソフトウェアインターフェース(TA Rheology Advantage)を用いて分析して、貯蔵及び損失係数、降伏強度、並びに粘度を測定した。図1及び2は、改質及び非改質顔料を含む混合物についての粘度及び降伏応力をそれぞれ示す。図3は、改質及び非改質の両方の顔料の含有による、ずり速度に対する粘度の依存性の変化を示す。非改質カーボンブラックに対する改質カーボンブラックの利点は明確である。非改質顔料を有する混合物が、ほんの20質量%のカーボンブラックにおいて、粘度及び降伏応力の著しい増加を示したのに対し、改質カーボンブラックを有する混合物は50質量%までの改質顔料を用いて、低粘度挙動(1Pa.s未満)及び低降伏応力挙動(1Pa未満)を保持した。
【0092】
例10−酸化された高ストラクチャーのカーボンブラックを含む混合物の流動挙動:
Cabot Corporationから入手可能なRegal(商標)400カーボンブラック、酸化されたカーボンブラック、及びCabot Corporationから入手可能で形態が類似しているRegal(商標)330カーボンブラック、酸化されていないカーボンブラックを用いて、メチルエチルケトン(MEK)中で、分散体を調製した。分散剤(Solsperse 32000):顔料の質量比は1:2であった。10、20、30、及び40質量%のカーボンブラックを含む分散体を、例4に記載されているように混合した。分散体の粘度を例6に記載されているように測定した。図4は、酸化されていないカーボンブラックを含む混合物の粘度が、酸化されたカーボンブラックを含む混合物の粘度よりも、混合物中の顔料の質量パーセントにともなって急激に増加することを示す。
【0093】
例11−改質された高ストラクチャーのカーボンブラックを含む混合物の流動挙動:
Cab−O−Jet(商標)200着色顔料分散体、付加されたスルホン酸基を有する改質顔料(Cabot Corporationから入手可能であり、ここでは使用のために乾燥した)、及びBlack Pearls(商標)700カーボンブラック(Cabot Corporationから入手可能)を用いて、MEK中で、分散体を調製した。分散剤(Solsperse 32000):顔料の質量比は1:2であった。10、20、30、及び40質量%の顔料を含む分散体を、例4に記載されているように混合した。分散体の粘度を例6に記載されているように測定した。図5は、改質されていないカーボンブラックを含む混合物の粘度が、改質顔料を含む混合物の粘度よりも、混合物中の顔料の質量パーセントにともなって急激に増加することを示す。
【0094】
例12−改質顔料を含む混合物の流動挙動:
PABA(パラアミノ安息香酸)で処理されたPigment Blue 15:6(DSKから入手可能)を用いて、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(DEGBE)中で、分散体を調製した(2mmol/gのPABA及び化学量論量の亜硝酸ナトリウムを用いて生成した最終生成物を酸で処理して改質顔料を酸性型に変化させた)。分散剤(BYK 2150):顔料の質量比は1:4であった。15、20、25、30、及び35質量%の顔料を含む分散体を、例4に記載されているように混合した。分散体の粘度を例6に記載されているように測定した。図6は、改質顔料を含む混合物の粘度が、混合物中の顔料の含有が約25質量%に達するまでゆっくり増加することを示す。
【0095】
例13−改質顔料を含む混合物の流動挙動
Cab−O−Jet(商標)554B着色顔料分散体(ここでは使用のために乾燥した)、付加されたスルホン酸基を有する紫色顔料、スルホン酸で処理されたPigment Red 254(Ciba)(6mmol/gのスルファニル酸で処理して、4時間、超音波で分解して、遠心分離して、その後カルシウムイオン交換を行ってスルホン酸塩形態の改質顔料を調製した)、及びPABAで処理されたPigment Blue 15:6(例12のように調製した)を用いて、DEGBE中で、分散体を調製した。分散剤(Disperbyk 2150):Cab−O−Jet 554Bの質量比は1:1.7であった。分散剤(Solsperse 32500):改質Pigment Red 254の質量比は1:3.3であった。改質Pigment Blue 15:6についての分散剤及び改質顔料に関する比率は例12と同様であった。15、20、及び25質量%の顔料を含む分散体を、例4に記載されているように混合した。レオロジー測定を、例9について記載されているように行い、その結果を図7に示す。改質顔料を含む混合物の相対粘度は、顔料の含有レベルが約25質量%に達するまで顕著に増加しなかった。対照的に、改質されてない赤色顔料を含む混合物は、約13質量%の顔料にて粘度の著しい増加を示した(Compagnon, Maxime(2006). Ink−Jet Printing of Color Optical Filters for LCD Applications. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:du−2244, 2008−6−24, page 37)。
【0096】
比較例1:
17gのRegal(商標)250カーボンブラック(Cabot Corporationから商業的に入手可能)、3.06gのTergitol L−61 (Noveonから入手可能な非イオン性ポリエーテルポリオール)、及び溶媒として100gのエチレングリコールを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加え、混合して、ペーストを作成した。このようにして、含有レベルは例1〜12のものと同様(14%の顔料を含有)であったが、一方で、低粘度を有する分散体は得られなかった。
【0097】
比較例2:
26.87gのRegal(商標)250カーボンブラック(Cabot Corporationから商業的に入手可能)、13.44gのDisperbyk 163、及び溶媒として49.27gのメチルエチルケトンを計量して容器に入れた。これに2mmのガラスビーズを加え、Skandexミキサーで4時間混合することによって分散体を調製した。10gのこの分散体を16.2gのJoncryl 611を用いて希釈した。希釈した分散体の溶液をウエハ上にスピンコーティングして、表面形状測定装置を用いて表面粗さの測定を行った(10%の表面粗さ)。
【0098】
前述の本発明の好ましい実施態様についての説明は、例示及び説明を目的として示された。網羅的なものではなく、あるいは開示された形態そのものに本発明を限定するものでもない。上記の教示を踏まえて改良及び変更が可能であり、あるいは、本発明の実施から改良及び変更を得ることができる。様々な実施態様で、そして予定される特定の使用目的に好適であるように様々な改良をともなって、当業者が本発明を利用することが可能となるように、本発明の原理及びその実用的応用を説明するために、実施態様が選択され及び説明される。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれに相当するものによって規定されることが意図されている。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤;及び
該配合剤が配置されたマトリックス、
を含む、光熱変換(LTHC)層。
【請求項2】
該マトリックスが、ポリマー若しくは樹脂、または両方を含む、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項3】
該LTHC層が約10質量%〜約55質量%の該改質顔料を含む、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項4】
該顔料が炭素質顔料または着色顔料である、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項5】
該顔料がカーボンブラックである、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項6】
該有機基が、少なくとも1つのカルボン酸基、少なくとも1つのスルホン酸基、上記のいずれかの塩、または少なくとも1つのヒドロキシル基を含む、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項7】
該有機基が、−C64−COOH基、−C64−SO3H基、または上記のいずれかの塩である、請求項6に記載のLTHC層。
【請求項8】
該LTHC層が最大で約4マイクロメートルの厚みである、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項9】
該LTHC層が最大で約7%の表面粗さを有する、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項10】
該LTHC層が所定波長にて約0.2〜約3の光学密度を有する、請求項1に記載のLTHC層。
【請求項11】
該所定波長が電磁スペクトルの赤外部分内にある、請求項10に記載のLTHC層。
【請求項12】
LTHC層を含む熱転写ドナー素子であって、
該LTHC層が、
分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤;及び
該配合剤が配置されたマトリックス、
を含む、熱転写ドナー素子。
【請求項13】
該LTHC層を支持する基板をさらに含む、請求項12に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項14】
該基板及び該LTHC層の間に配置された接着層をさらに含む、請求項13に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項15】
転写層をさらに含む、請求項12に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項16】
該転写層及び該LTHC層の間に配置された中間層をさらに含む、請求項15に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項17】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項15に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項18】
熱転写ドナー素子であって、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(該改質顔料濃縮物は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤を含む);
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された熱転写ドナー素子。
【請求項19】
該方法が、該マトリックス前駆体を硬化して、該配合剤が配置されたマトリックスを形成することをさらに含む、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項20】
硬化が、所定波長にて該混合物を照射することを含む、請求項19に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項21】
硬化が、該モノマーが重合する温度に該混合物を昇温させることを含む、請求項19に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項22】
該基板上に接着層を配置することをさらに含み、該混合物を配置することが該接着層上に該混合物を配置することを含む、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項23】
該改質顔料含有層上に転写層を配置することをさらに含む、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項24】
該改質顔料含有層及び該転写層の間に中間層を配置することをさらに含む、請求項23に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項25】
該混合物が、開始剤、接着促進剤、または両方をさらに含む、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項26】
該混合物が50cP未満の粘度を有する、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項27】
配置することが、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、グラビア印刷、ウェブコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、及びスロットコーティングのうち1以上を使用することを含む、請求項18に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項28】
基板及び該基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(該熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、該LTHC層は、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、及び該配合剤が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて該熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて該熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、該所定パターンにしたがって該受像基板に該転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む、レーザー誘起熱転写を実施する方法。
【請求項29】
該LTHC層の表面粗さが最大で約7%である、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
該転写層がポリマーマトリックスを含む、請求項28に記載の方法。
【請求項31】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項28に記載の方法。
【請求項32】
光吸収物質と該光吸収物質が分散したマトリックスとを含むLTHC層であって、最大で7%の表面粗さを有するLTHC層。
【請求項33】
該LTHC層が最大で約4マイクロメートルの厚みを有する、請求項32に記載のLTHC層。
【請求項34】
該光吸収物質が、分散剤と、イオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤である、請求項32に記載のLTHC層。
【請求項35】
該光吸収物質が、分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤である、請求項32に記載のLTHC層。
【請求項36】
該光吸収物質が、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料である、請求項32に記載のLTHC層。
【請求項37】
LTHC層であって、
溶媒、分散剤とイオン基またはイオン化可能基を含む付加された少なくとも1つの有機基を有する顔料を含む改質顔料との配合剤、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体、を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去すること(該溶媒を除去する際、該配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層。
【請求項38】
該プロセスが、該マトリックス前駆体を硬化して、該配合剤が分散したマトリックスを形成することをさらに含む、請求項37に記載のLTHC層。
【請求項39】
分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤;及び
該配合剤が配置されたマトリックス、
を含む、LTHC層。
【請求項40】
該マトリックスが、ポリマー若しくは樹脂、または両方を含む、請求項39に記載のLTHC層。
【請求項41】
該LTHC層が、約10質量%〜約55質量%の該改質顔料を含む、請求項39に記載のLTHC層。
【請求項42】
該LTHC層が最大で約4マイクロメートルの厚みである、請求項39に記載のLTHC層。
【請求項43】
該LTHC層が最大で約7%の表面粗さを有する、請求項39に記載のLTHC層。
【請求項44】
該LTHC層が所定波長にて約0.2〜約3の光学密度を有する、請求項39に記載のLTHC層。
【請求項45】
該所定波長が電磁スペクトルの赤外部分内にある、請求項44に記載のLTHC層。
【請求項46】
LTHC層を含む熱転写ドナー素子であって、
該LTHC層が、
分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤;及び
該配合剤が配置されたマトリックス、
を含む、熱転写ドナー素子。
【請求項47】
該LTHC層を支持する基板をさらに含む、請求項46に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項48】
該基板及び該LTHC層の間に配置された接着層をさらに含む、請求項47に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項49】
転写層をさらに含む、請求項46に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項50】
該転写層及び該LTHC層の間に配置された中間層をさらに含む、請求項49に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項51】
該転写層がポリマーマトリックスを含む、請求項49に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項52】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項49に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項53】
熱転写ドナー素子であって、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(該改質顔料濃縮物は、分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤を含む);
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された熱転写ドナー素子。
【請求項54】
該方法が、該マトリックス前駆体を硬化して、該改質顔料が分散したマトリックスを形成することをさらに含む、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項55】
硬化が、所定波長にて該混合物を照射することを含む、請求項54に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項56】
硬化が、該モノマーが重合する温度に該混合物を昇温させることを含む、請求項54に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項57】
該基板上に接着層を配置することをさらに含み、該混合物を配置することが該接着層上に該混合物を配置することを含む、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項58】
該改質顔料含有層上に転写層を配置することをさらに含む、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項59】
該改質顔料含有層及び該転写層の間に中間層を配置することをさらに含む、請求項58に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項60】
該混合物が、開始剤、接着促進剤、または両方をさらに含む、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項61】
該混合物が50cP未満の粘度を有する、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項62】
配置することが、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、グラビア印刷、ウェブコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、及びスロットコーティングのうち1以上を使用することを含む、請求項53に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項63】
基板及び該基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(該熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、該LTHC層は、分散剤と、酸化されたカーボンブラックを含む改質顔料との配合剤、及び該配合剤が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて該熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて該熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、該所定パターンにしたがって該受像基板に該転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む、レーザー誘起熱転写を実施する方法。
【請求項64】
該LTHC層の表面粗さが最大で約7%である、請求項63に記載の方法。
【請求項65】
該転写層がポリマーを含む、請求項63に記載の方法。
【請求項66】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項63に記載の方法。
【請求項67】
LTHC層であって、
溶媒、分散剤と酸化された顔料を含む改質顔料との配合剤、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体、を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去すること(該溶媒を除去する際、該配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層。
【請求項68】
該プロセスが、該マトリックス前駆体を硬化して、該配合剤が分散したマトリックスを形成することをさらに含む、請求項67に記載のLTHC層。
【請求項69】
付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料;及び
該改質顔料が配置されたマトリックス、
を含む、LTHC層。
【請求項70】
該マトリックスが、ポリマー若しくは樹脂、または両方を含む、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項71】
分散剤をさらに含む、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項72】
該LTHC層が約10質量%〜約55質量%の該改質顔料を含む、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項73】
該顔料が炭素質顔料または着色顔料である、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項74】
該顔料がカーボンブラックである、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項75】
該LTHC層が最大で約4マイクロメートルの厚みである、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項76】
該LTHC層が最大で約7%の表面粗さを有する、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項77】
該LTHC層が、所定波長にて約0.2〜約3の光学密度を有する、請求項69に記載のLTHC層。
【請求項78】
該所定波長が、電磁スペクトルの赤外部分内にある、請求項77に記載のLTHC層。
【請求項79】
LTHC層を含む熱転写ドナー素子であって、
該LTHC層が、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、及び該改質顔料が配置されたマトリックスを含む、
熱転写ドナー素子。
【請求項80】
該LTHC層を支持する基板をさらに含む、請求項79に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項81】
該基板及び該LTHC層の間に配置された接着層をさらに含む、請求項80に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項82】
転写層をさらに含む、請求項79に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項83】
該転写層及び該LTHC層の間に配置された中間層をさらに含む、請求項82に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項84】
該転写層がポリマーマトリックスを含む、請求82に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項85】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項82に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項86】
熱転写ドナー素子であって、
基板を準備すること;
改質顔料濃縮物、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体を混合して、混合物を形成すること(該改質顔料濃縮物は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料を含む);
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去して改質顔料含有層を形成すること、
を含む方法によって形成された熱転写ドナー素子。
【請求項87】
該混合物がさらに分散剤を含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項88】
該方法が、該マトリックス前駆体を硬化して、該改質顔料が配置されたマトリックスを形成することをさらに含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項89】
硬化が、所定波長にて該混合物を照射することを含む、請求項87に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項90】
硬化が、該モノマーが重合する温度に該混合物を昇温させることを含む、請求項87に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項91】
該基板上に接着層を配置することをさらに含み、該混合物を配置することが該接着層上に該混合物を配置することを含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項92】
該改質顔料含有層上に転写層を配置することをさらに含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項93】
該改質顔料含有層及び該転写層の間に中間層を配置することをさらに含む、請求項92に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項94】
該混合物が、開始剤、接着促進剤、または両方をさらに含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項95】
該混合物が50cP未満の粘度を有する、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項96】
配置することが、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、グラビア印刷、ウェブコーティング、ディップコーティング、スリットコーティング、及びスロットコーティングのうち1以上を使用することを含む、請求項86に記載の熱転写ドナー素子。
【請求項97】
基板及び該基板によって支持されたLTHC層を含む熱転写ドナー素子を準備すること(該熱転写ドナー素子はその上に配置された転写層を有し、該LTHC層は、付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、及び該改質顔料が配置されたマトリックスを含む);
受像基板に当てて該熱転写ドナー素子を配置すること;並びに
所定パターンで十分なエネルギーを用いて該熱転写ドナー素子の少なくとも一部を照射して、該所定パターンにしたがって該受像基板に該転写層の少なくとも一部を転写すること、
を含む、レーザー誘起熱転写を実施する方法。
【請求項98】
該LTHC層の表面粗さが最大で約7%である、請求項97に記載の方法。
【請求項99】
該転写層がポリマーを含む、請求項97に記載の方法。
【請求項100】
該転写層が、生物活性物質、カラーフィルター用材料、ブラックマトリックス用材料、有機発光ダイオード用材料、液晶ディスプレイ用の配向層用材料、または透明電極用材料を含む、請求項97に記載の方法。
【請求項101】
LTHC層であって、
付加された少なくとも1種のポリマーを有する顔料を含む改質顔料、溶媒、並びに少なくとも1種のモノマー、少なくとも1種のオリゴマー、少なくとも1種のポリマー、及び少なくとも1種の樹脂のうち1以上を含むマトリックス前駆体、を含む混合物を提供すること;
基板を準備すること;
該基板上に該混合物を配置すること;並びに
該配置された混合物から該溶媒を除去すること(該溶媒を除去する際、該配置された混合物が自己平坦化挙動を示す)、
を含む、プロセスによって形成されたLTHC層。
【請求項102】
該混合物が分散剤をさらに含む、請求項101に記載のLTHC層。
【請求項103】
該プロセスが、該マトリックス前駆体を硬化して、該改質顔料が分散したマトリックスを形成することをさらに含む、請求項101に記載のLTHC層。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2010−531758(P2010−531758A)
【公表日】平成22年9月30日(2010.9.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−514812(P2010−514812)
【出願日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際出願番号】PCT/US2008/007950
【国際公開番号】WO2009/002530
【国際公開日】平成20年12月31日(2008.12.31)
【出願人】(391010758)キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】CABOT CORPORATION
【Fターム(参考)】