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TWI491953B - 電泳顯示器 - Google Patents

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TWI491953B
TWI491953B TW096124945A TW96124945A TWI491953B TW I491953 B TWI491953 B TW I491953B TW 096124945 A TW096124945 A TW 096124945A TW 96124945 A TW96124945 A TW 96124945A TW I491953 B TWI491953 B TW I491953B
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water
microcup
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sealing
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TW096124945A
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Hongmei Zang
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Sipix Imaging Inc
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Publication date
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Description

電泳顯示器
本發明係針對液晶顯示器、顯示裝置以及經皮膚傳輸系統，它們尤其包含了一個或更多個微型杯的膜結構。
包含著液體組成物的周圍板或壁的許多結構已為人所知。舉例來說，可在兩個平行或接近平行的表面之間裝填液體組成物，而在這樣的情況中，該液體組成物係以連續的形式來呈現。該兩個平板可用填充洞來先做邊緣密封以進行隨後之該液體組成物的裝填過程。另外可選擇地，該液體組成物可滴在該兩個平板中的其中之一上(在塗佈該邊緣密封黏著劑之前或之後)，接著放置第二平板在該第一平板的頂端之上，以在該兩個平板之間包含著該液體組成物。在有些情況中，間隔物係可出現在該連續式的液相中用以控制兩平板之間的距離。然而，像這樣的連續式的液相結構會有某些缺點。舉例來說，它缺乏結構的整合性以及深度的控制，特別是當該平板為可撓性基板時。此外，此型式之結構無法用在樣板彈性化的生產製造上，而如果使用了有堅硬表面的平板時，需要可導致低生產效率的批次式生產方式。
也可能將液體組成物分割成許多小隔間，例如可藉由微包封法。個別的小液滴被用來作為壁之材料所包覆以形成分離的的小隔間，而這樣的小隔間係安排在兩個平行表面或接近平行的表面之間。在許多不同型式的應用下有許 多關於液體組成物的微包封的例子。例如，在顯示器的領域中，有包封的電泳式顯示器以及包封的膽固醇液晶顯示器。在製藥的領域中，可包封藥品來用作控制釋放。在成影的領域中，可包封染料及UV可硬化性單體來用在光/壓力感應式影像的顯影上。在這個方法中，包封的產品或裝置的性能常與該微容器的尺寸分佈相關。對於控制該微容器的尺寸在所需的範圍之內可說是一項挑戰。此外，該微容器的壁對於結構的整合性來說並不提供良好的機械支撐，特別是對於可撓性基板。材料的選擇在微包封的技術中可說是另一個重要的議題。在許多情況中，必須要有額外的化學藥品來穩定該分散相；然而，這些額外的化學藥品對於最終產品可能是不利的。
美國專利第6930818號與相關專利以及專利申請案描述一個用在單色或多色電泳式顯示器的微型杯結構。電泳式顯示裝置係藉由以該微型杯裝填包含了分散在介電質溶劑或溶劑混合物中的帶電顏料粒子的電泳液體而形成。美國專利第6795138號與相關專利以及專利申請案揭露了一種亦運用微型杯結構的液晶顯示器。裝填在該微型杯內的該液晶組成物可進一步包含一種或更多種的客體染料，尤其是二色性的染料。美國專利申請公開案第2005-0012881A號描述一個可顯示三維影像的顯示裝置，且該顯示裝置係藉由在該微型杯中裝填具有光學活性的電泳分散液來形成。美國專利申請公開案第2006-0139724號揭露了一個藉由在該微型杯中裝填電解質液體或電致變色液體所形成的 電沉積或電致變色顯示裝置。以上所提到之所有的專利以及專利申請案的內容以其整體而可併入本文之中做為參考。
本申請案係描述一種包含了一個或更多個微型杯的膜結構，而該微型杯係裝填了液體組成物並以一可在原處硬化的密封層來做頂端密封。
本發明的第一部份係針對運用此膜結構的液晶顯示器。該液晶顯示器係包含了(a)一個或更多個微型杯，而該微型杯包含了分隔壁以及上開口、(b)裝填在該微型杯內的液晶組成物，而該液晶組成物包含了液晶與聚合物基質或是三維的聚合物網絡、(c)一層密封層，用以將該液晶組成物密封在該微型杯內，而該密封層係在原處硬化。該液晶組成物係藉由對包含了液晶與聚合物先驅物的先驅物組成物進行硬化來形成。該先驅物組成物可在該密封層發生硬化之前或是之後、或者可在與該密封層被硬化的同時進行硬化。
另外可選擇地，在液晶顯示器中的該液晶組成物可包含液晶、對掌性的材料以及任意可選用的聚合物網絡。
在本發明的另一個具體實例中，顯示裝置可藉由以下過程來製作：(1)在基板上形成包含了微型杯的膜結構，(2)在該微型杯的內側表面上形成第一導電層，而該微型杯的內側表面包括該微型杯的側邊表面與底部表面以及該分隔壁的頂端表面，(3)將顯示液體裝填進該微型杯內並 密封該微型杯，(4)在已裝填並密封的微型杯上層合或是沉積一層第二導電層，視需要地可藉由一層黏著層來為之。假如該第二導電層係藉由例如：印刷法、薄膜濺鍍法或氣相沉積法來沉積，則可將一層第二基板層層合於該第二導電層上，視需要地可藉由一層黏著層來為之。在此具體實例中，該第一導電層係放置在該微型杯的表面與該顯示液體之間。視需要地可在該顯示液體的裝填與密封之前，塗佈電極保護層、紋路層、配向層、錨定層、或是其它的性能提升層在該第一導電層上。在此申請案中所揭露的任何顯示液體均可使用在本發明的具體實例當中。
本發明的第二部份係針對運用了該膜結構的經皮膚傳輸系統。該經皮膚傳輸系統包含：(a)一個或更多個包含了分隔壁與上開口的微型杯；(b)裝填在該微型杯內的液體組成物，而該液體組成物包含了藥品或化妝品試劑；(c)一層密封層，用以將該液體組成物密封在該微型杯內，而該密封層係在原處進行硬化。包含了不同的藥品或化妝品試劑的液體組成物可裝填在該經皮膚傳輸系統內的微型杯之中。
當使用該膜結構時，液體組成物係裝填至個別的微型杯之中，並將已裝填過的微型杯做頂端密封。該微型杯的尺寸可事先決定並控制。此外，該微型杯的壁事實上係一內建的間隔物，用以將該上基板與該下基板之間保持一固定距離。該膜結構的機械性質與結構的整合性可顯著地獲得改善。更進一步地，在形成顯示面板時，若使用該膜結 構則並不需要使用到邊緣密封用的黏著劑。更重要的是，以微型杯為基底的該膜結構將使得樣板彈性化的製造過程成為可能，其中藉由該過程可在大片的樣板中製造出連續式輸出的膜結構，而該大片的樣板可在隨後的過程中切割成任何想要的尺寸。
I.膜結構
圖1係圖示說明包含了一個或更多個微型杯(11)的膜結構(10)。該微型杯包含了分隔壁(16)與上開口(17)。該膜結構(10)可形成在基板層(12)之上，而該基板層(12)可視需要地包含一層電極層(未顯示)。在該微型杯與該基板層(12)之間也可以有可選擇的基礎層(15)。該微型杯以液體組成物(13)裝填並以一聚合物的密封層(14)來做頂端密封。
1.微型杯的形成
(a)微浮雕(microembossing)
此製程步驟係顯示在圖2a與圖2b之中。公模(20)可放置在腹板(24)之上(圖2a)或之下(圖2b)。該微型杯可形成在一可撓性的基板層(21)之上。該基板層(21)可視需要地包含一層電極層(未顯示)，特別適合在顯示器相關的應用上或是其它包含了電壓或電流之操作的應用上。該電極層如有出現則通常是在該基板層之上的透明導電膜。另外可選擇地，該基板層可為堅硬的，且在此情況中，該微型杯層可藉由批次式的製程來製造。
像是熱塑性或熱固性先驅物的一層可浮雕(embossable)組成物(22)係塗佈在該基板層(21)之上。該可浮雕組成物係藉由滾輪、平板或是傳送帶型式的公模(20)在高於該可浮雕組成物的玻璃轉變溫度(或Tg)下來進行浮雕。
也可以使用硬式浮雕製程。傳統的恆溫浮雕技術包含了同時對模子與基板加熱至高於該基板的玻璃轉變溫度(Tg)的步驟。在此過程中，該基板的上表面在進行浮雕之前，係藉由傳送該基板通過烤爐、紅外線(IR)加熱器及/或熱滾輪來進行加熱。如果使用非恆溫的浮雕過程，則該過程包含了僅對該模子加熱到高於將被浮雕之上表面的玻璃轉變溫度(Tg)。可直接在一腹板(例如：熱塑性腹板)的上表面上或是在已塗佈在腹板上的熱塑性聚合物的上表面上來完成浮雕。在任一情況中，該腹板必須在從該模子鬆開之前先冷卻，以維持良好的浮雕結構。
該可浮雕組成物可為多官能性丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、乙烯醚、環氧化合物、以上各化合物之寡聚物或聚合物或是其相似物等。較佳的是多官能性丙烯酸酯以及其寡聚物。多官能性環氧化合物以及多官能性丙烯酸酯的結合物也可有效達到所想要的物理機械性質。也可添加可增加彈性的可交聯性寡聚物，像是丙烯酸胺基甲酸酯或是丙烯酸聚酯，用以改善所形成之微型杯的彎曲抵抗性。該可浮雕組成物可進一步包含寡聚物、單體、添加物以及視需要添加的聚合物等。此類材料的玻璃轉變溫度通常在從約-70℃到約150℃的範圍之間，最好是從約-20℃到約50℃。 該微浮雕的過程係典型地在高於Tg的溫度來進行。可使用加熱的公模或是被該模子所施壓之加熱的外罩基板，來控制該微浮雕的溫度及壓力。
如圖2a及圖2b中所示，該模子係在該可浮雕組成物進行硬化的過程之中或是之後鬆開並顯現出該微型杯(23)。該可浮雕組成物的硬化可藉由冷卻、或是以輻射、熱量或濕氣進行交聯來完成。如果該可浮雕組成物的硬化係藉由UV照射來完成，則UV可照射在該基板層(21)之上，而該基板層(21)必須如兩張圖中所示在該腹板的底部或是頂部為透明。另外可選擇地，UV燈泡可放置在該模子之內。在此情況中，該模子必須是透明的，使得UV光可透過該模子照射至該可浮雕組成物之上。
視需要地，該微型杯的表面(例如：與該液體組成物直接接觸之該微型杯的內側表面)在該微浮雕過程之後或是正在進行之中可進一步做修改，使得顯示裝置可達到最佳的性能。舉例來說，對於一個LCD顯示裝置而言，配向層或是錨定層可在該微型杯的表面上來製造。聚醯亞胺、聚乙烯醇、聚醯胺、二氧化矽、尼龍、卵磷脂或是光配向材料在微浮雕之後可塗佈在該微型杯的表面上，此可藉由接下來的刷磨定向或是曝光來完成。在另外一個方案中，該微型杯的表面可藉由在該公模的表面上形成有條理的微型結構(例如：具有已控制傾斜角度的微型溝槽結構)而可做出紋路。該微型結構在該模子製造時的LIGA(即微影、電鑄以及模造)製程當中可首先形成在光阻層之上，或是 在電鑄步驟之後藉由鑽石的轉動而在該公模的表面上刻出微型結構。透過微浮雕的過程，該公模的表面上的該微型結構將轉移至該微型杯的表面。可使用像這樣的微型結構來提升該液晶配向的錨定化或是控制性以及液晶分子的預傾角。因此，該液晶顯示裝置的性能可獲得提升。
在該微型杯內，可有在垂直方向突起的次凸起(sub relief)結構(例如：具有像是間隔物的功能)從該微型杯的底部升起。該次凸起結構可為分離的結構，例如：柱形、楔形、十字形或是像是壁與格狀物之連續式結構。該連續式的次結構的上表面可為任意形狀，而較佳的是不大於該結構的下表面。該次凸起結構的橫截面可為任意形狀，包括圓形、正方形、長方形、橢圓形以及其它形狀。像這樣的次凸起結構可藉由微浮雕或是微影製程來製作。此特徵的詳細部分在美國專利第6947202號中已作敘述，其整體內容併入本文之中做為參考。該次凸起結構可低於該微型杯的壁或與其等高。
有關該公模的製作的其中一個範例係由美國專利第6930818號所提供。
(b)影像式曝光
另外可選擇地，該微型杯可藉由UV或是其它形式的輻射，透過光罩(30)來照射在一塗佈在可撓性或堅硬基板層(33)上的輻射可硬化性材料(31)的影像式曝光(圖3a)的方式來製作。該基板層(33)也可包含一電極層(32)，可依照所形成之最終裝置的應用而定。換句話說，可有或 可無圖中的電極層(32)。假如在所預期之最終產品的操作上包含了電壓或是電流方面的操作，像是顯示裝置，則可有該電極層(32)。若有該電極層，則可為在該基板層上的一層導電膜。
對於捲繞式的製程而言，該光罩可與該腹板同步並以相同的速度移動。如圖3a中所示的光罩(30)中，該陰暗方格(34)代表了不透光的區域，而介於該陰暗方格之間的間隔(35)代表了空缺區。該UV透過了該空缺區(35)照射至該輻射可硬化性材料(31)之上。該曝光區將變硬，而該未曝光區(受到光罩中的不透光區域所保護)接下來被一適當的溶劑或顯影液所移除，以形成該微型杯(36)。該溶劑或顯影液可從一些普遍用來溶解輻射可硬化性材料或是可降低其黏滯度的材料之中來選擇，像是甲基乙基酮、甲苯、丙酮、異丙醇或其相似物等。
圖3b及3c顯示了藉由影像式曝光來製作微型杯的其它兩種選擇。顯示在這兩張圖中的特色係實質上與顯示在圖3a中的相同，且相對應之各部件的編號亦相同。
在圖3b中，該基板層(33)係不透明的且已預先圖案化了。可視需要地有該電極層(32)。在此情況中，該基板層(以及如果有呈現的該電極層)的功能如同光罩。接下來該微型杯(36)可藉由在UV照射之後移除未曝光的區域而來形成。
在圖3c中，該基板層(33)也可為不透明的且已預先圖案化了。該輻射可硬化性材料係透過該基板層(33)(以 及如果有呈現的該電極層)上的直線圖案來從底部進行曝光，而該基板層(33)的功能如同第一光罩。第二曝光係透過具有垂直於第一光罩上圖案之直線圖案的第二光罩(30)從另外一側曝光來進行。接下來，未曝光的區域可藉由溶劑或顯影液而被移除並顯現出該微型杯(36)。
(c)預衝壓式孔洞
該微型杯也可藉由以預衝壓式孔洞的陣列將間隔膜層合在一基板層之上來製作。具有預衝壓式孔洞之適當的間隔膜材料可包括熱固性或熱塑性樹脂，像是聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碸、聚苯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚矽氧烷、環氧樹脂、聚烯烴、聚環烯烴、聚醯胺、聚醯亞胺、已硬化的乙烯基酯、已硬化的未飽合聚酯、已硬化的多官能型乙烯基酯、已硬化的多官能型丙烯酸酯、已硬化的多官能型烯丙基類以及其共聚物等。該間隔膜可為透明、不透明或是有顏色的。該薄膜的層合可藉由使用像是壓力感應式接著劑、熱熔式接著劑、或是熱量、濕氣、輻射可硬化性接著劑等來完成。另外可選擇地，該預衝壓式間隔膜可藉由熱或是藉由使用對於該間隔膜的適當溶劑來層合在基板層之上，而接下來將其乾燥。適當溶劑的範例包括了THF、丙酮、甲基乙基酮、環已酮、乙酸乙酯以及其衍生物等，而這些溶劑對於PMMA與聚碳酸酯特別有用。該基板層可視需要地包含一層電極層。
介於該微型杯與該基板層之間也可有一層基礎層 (15)，而該基礎層可由像是聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酯、聚醚、纖維素樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂或是以上各化合物的組合物等材料來形成。用作該基礎層的材料可與用來形成該微型杯的材料相同。
一般來說，該微型杯可有任意的形狀，且其大小與形狀可改變。在一系統中，該微型杯可實質上具有相同的大小與形狀。然而，該微型杯也可能有混合的形狀與大小。
該微型杯的開口可為圓形、正方形、長方形、六角形或是任意的其它形狀。介於該開口之間的分隔區域的大小也可改變。
每一個個別的微型杯在無次凸起結構時的尺寸可為約1×101至約1×106μm2的範圍之間，較佳的是從約1×102至約1×106μm2且更佳的是從約1×103至約1×105μm2。
如果有該次凸起結構時，該微型杯可為約1×102至約1×108μm2的範圍之間，更佳的是從約1×103至約1×107μm2。
該微型杯的深度可為約5至約200微米的範圍之間，而較佳的是從約10至約100微米。該微型杯的開口與其總面積的比值是從約0.05到約0.95的範圍之間，而較佳的是從約0.4到約0.9。
2.液體組成物
在本發明之內容中的「液體組成物」一詞，係指裝填在該微型杯內的組成物，並廣泛地定義為一具有流動傾向 的物質。液體組成物可為溶液、懸浮液/分散液、乳膠、凝膠或其相似物等。該液體組成物可為水基、有機物基、矽氧烷或氟碳化合物基。
裝填進該微型杯內的該液體組成物可為單一液體組成物或是兩種或更多種液體組成物的混合物。
此外，並非所有的微型杯都必須裝填相同的液體組成物。舉例來說，對於顯示器方面的應用，該微型杯可裝填不同顏色的顯示液體以在不同的區域中產生不同的顏色。因此，顯示裝置可有裝填了第一顏色之液體組成物的某些數目的微型杯、裝填了第二顏色之液體組成物的某些數目的微型杯並依此類推。
裝填該液體組成物進入該微型杯中的過程可藉由傳統的印刷技術，像是噴墨、凹版印刷、網版印刷、噴灑印刷或是條狀塗佈等方式來完成。
對於醫藥方面的應用，彼此物理不相容之不同的液體組成物可裝填在不同的微型杯中。具有不同的液體組成物的微型杯之比例可事先來決定。舉例來說，在一個藥用的裝置中(例如：一個經皮膚傳輸系統)，在有些微型杯中可裝填包含了第一活性組成物的液體組成物，而在其它的微型杯中可裝填包含了第二活性組成物的另一種液體組成物。該兩組微型杯的比例可藉由該兩種活性組成物的目標劑量來決定。像這樣的特色在本發明中係可能達成的，因為每一個微型杯係分離的密封單元，且不太可能會出現不同液體組成物之間的相互混合。
需要注意到在裝填進入該微型杯之後，該液體組成物可能會改變物理狀態(例如：轉變成固態、半固態或是彈性態)。包含了液晶混合物與聚合物先驅物的液晶組成物也可在裝填進入該微型杯中之後進行聚合與相分離。
有許多種類的液體組成物適合用在本發明之中。
一種反向乳膠電泳式顯示器可從本發明之膜結構來形成。反向乳膠包含了極性溶劑(例如：DMSO、DMF、二甲基乙醯胺、二甲碸、環丁碸、六甲基磷酸三胺、較高級的胺基化合物、甲醇、乙醇、乙二醇、硝基甲烷、乙腈、水、甲氧基甲醚、甲基纖維素或是單乙基醚等)以及非極性溶劑(例如：C1-30烷烴、C2-30烯烴、C3-30炔烴、C3-30醛、C3-30酮、C2-30醚、C3-30酯、C3-30硫酯、C3-30硫醚、烯類、C2-30有機矽烷或是C2-30有機矽氧烷等，以上的每一個可為環狀物或是丙烯酸系，且可視需要地以鹵化物或其它非極性的取代基來取代)以及親水性的染料的混合物。合適的親水性的染料可包括陽離子或是陰離子的單偶氮染料、陽離子或是陰離子的雙偶氮染料、三苯甲烷染料、吡唑哢染料、吖啶、帶電的卟啉、噁嗪、二甲臘、有色金屬以及過渡金屬的錯化物、金屬鹽、酸性的蒽醌染料、兩性的蒽醌染料、陽離子的二苯甲烷染料、帶電的聚次甲基染料、硫氮二烯陸圜、帶電的酞花青、甲臘以及四氮唑染料等，但並不受限於此。該溶劑混合物可以界面活性劑來穩定，而該染料可僅出現在非連續式極性相的液滴中。該液滴可帶電或者可回應於一電場。該液滴的特性用來安排該液滴在一畫素 之中。其主要影響的作用為該液滴可散佈在造成有色畫素的畫素區當中，或者該液滴可為緊密的因而可造成透明的畫素。
聚合物分散型液晶(PDLC)、反向型PDLC、聚合物網絡型液晶(PNLC)、聚合物包封型液晶(PELC)、鐵電型液晶、膽固醇型液晶或是聚合物穩定型膽固醇結構(PSCT)等也可使用來作為該液體組成物。
聚合物分散型液晶(PDLC)顯示裝置通常有較高的聚合物濃度(以聚合物基質的形式)且有約20%到約80%的重量百分比，而隨意地分散在該聚合物基質中的該液晶係以微米尺寸之液滴的形式存在。當所施加的電壓超過一臨界值時，像這樣的PDLC膜可由半透明的狀態轉變為透明的狀態。
對於聚合物網絡型液晶(PNLC)或是聚合物穩定型膽固醇結構的組成物而言，該聚合物濃度係相對地較低(例如：低於30%)，且在該液體組成物中的聚合物係形成三維的網絡以穩定該液晶或是該膽固醇結構。這些組成物一般為連續狀態。裝填在該微型杯內的該液體組成物為液晶與聚合物先驅物的均勻相混合物。當形成了一個三維的聚合物網絡時(藉由輻射或熱量)，該液晶與該聚合物形成了兩個分離的相。
在利用該膜結構來製作聚合物分散型液晶顯示裝置或是聚合物網絡型液晶顯示裝置時，包含了液晶以及聚合物先驅物並處於等向液體狀態的先驅物組成物首先裝填於該 微型杯內，接下來將該液體組成物密封在該微型杯內。在將已裝填過的微型杯密封後，該已裝填並密封過的微型杯再以UV光來照射，用以造成經由該聚合物先驅物所形成的聚合物與該液晶發生相分離。另外可選擇地，該先驅物組成物可先裝填進入該微型杯內，接著藉由輻射硬化的方式以形成該PDLC或是PNLC的形態，並最後執行該密封過程。在後面的情況之中，在該液晶組成物的輻射硬化過程中較佳地可使用氮氣覆蓋層或是氬氣保護層，以將氧氣抑制效應減少到最小。
不管在哪一個情況之中，該聚合物先驅物的聚合反應均可藉由輻射、熱量或是其它方式，像是電子束來達成。
藉由這些方法中的任何方法所製作出來的最終產品之中，包含了聚合物基質或是三維的聚合物網絡與液晶液滴的液晶組成物係形成了分離的單元，而該分離的單元係藉由微型杯的分隔壁而分離並且被密封在個別的微型杯內。
在該PDLC與PNLC液晶顯示器中，該微型杯與該密封層的折射率較佳地與該液晶的折射率相匹配。
在該先驅物組成物中合適的聚合物先驅物可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硫醇類、烯烴類、烯丙基醚等，但不限於此。視需要地，可添加約0.01至約5%的光起始劑以觸發該聚合反應。光起始劑可由安息香醚起始劑、苯甲酮型起始劑與硫醇蒽(thiozanthone)型起始劑所組成的群組之中來選擇。
在該先驅物組成物中，該液晶對該聚合物先驅物的重 量百分比可在約1%到約80%的範圍之中，較佳地是從約2%到約60%。
包含了具有正介電異向性的液晶以及對掌性材料且有足夠的數量能有效地形成聚焦的圓錐形結構與扭曲的平面結構的膽固醇型液晶的組成物，也可以使用來作為該液體組成物。該對掌性材料有足夠的節距長度能有效地在可見光的光譜範圍之中反射光，而該聚焦的圓錐形結構與扭曲的平面結構在缺少電場的作用下係穩定的，且該液晶藉由電場的作用有能力改變其結構。用來作為該液體組成物之合適的對掌性材料可包括CB15、CE2與TM74A(由Merck所製造)，但並不受限於此。可進一步添加像是UV硬化性熱塑性與熱固性聚合物用以提升影像的穩定性，就像是在一聚合物穩定型膽固醇結構中。該對掌性材料必須依照所使用之液晶來選擇以達到最佳的性能。
該膽固醇型液晶的組成物可進一步包含聚合物網絡。此外，可在該微型杯的內側表面上形成紋路。也可能在該微型杯的內側表面上製造配向層或錨定層。該密封層也可具有配向層或是錨定層的功能。
如果在該液體成分中有聚合物則該對掌性材料的濃度可在約0.5%到約30%的範圍之間，而如果在該液晶組成物中沒有聚合物則該對掌性材料的濃度可在約20%到約70%的範圍之間。
該液體組成物也可如同美國專利第4126854號、第5754332號、第6497942號以及第6588131號中所敘述為顯 示液體，而以上所有專利的內容整體可併入本文之中做為參考。簡單地說，所謂的扭曲球式顯示裝置的液體組成物可包含數百萬個任意地分散在介電質液體中的小珠。每一個包含在已裝填了油的洞穴中的該小珠可自由地在這些洞穴中旋轉。該小珠係雙色性的，其有兩個對比之顏色(例如：黑色與白色、紅色與白色)的半球體，並帶電使其展現出電偶極。當施加一個電壓時，該小珠便旋轉並對觀看者顯現具有某一顏色的一邊。
該液體組成物可為向列型膠體。該向列型膠體可包含向列型液晶、二氧化矽及/或黏土的奈米微粒。一般的向列型液晶(具有正介電異向性)在對其施加一電壓時通常會在某一個方向上發生轉換，而從一個起始的散亂狀態到一個垂直的透明狀態，可藉由其內部大量的奈米微粒網絡來達到穩定並在所施加之電壓關掉之後仍能保持。
該液體組成物也可為一電泳控制的向列型液晶組成物。在此情況中，極性控制之該奈米微粒的電致遷移造成分子排列的穩定，並提供了在一個依照慣例所設計的液晶結構中的雙穩定或是多穩定轉換。
該液體組成物也可為一客體-主體的液晶組成物。像這樣的組成物包含了向列型液晶與雙色性染料。該雙色性染料吸收了某一光成份，而該光成份的振盪面係平行於該雙色性染料的主軸。此外，振盪面係垂直於該雙色性染料的主軸的光成份係透過該客體-主體的液晶組成物而被傳送。該向列型液晶(主體)以及該雙色性染料(客體)在未被 施加電壓的情況下兩者均勻地排列。當施加一電壓時，該向列型液晶分子以及該雙色性染料係排列成垂直於該電場的方向。光線可透過該客體-主體的液晶而被調控成被吸收或是傳送，因此可製造出吸收的對比。
該膜結構也可使用來作為醫藥方面的應用，特別是用在經皮膚傳輸裝置(例如：膏藥或貼片)。像這樣的傳輸裝置可使用來作為區域或是全身的藥物傳輸。在此情況中，該液體組成物包含了可為藥用或化妝品試劑的活性組成物。該藥用試劑可包括特別使用來作為疾病的診斷、治療、減緩、處理或預防的物質、或是可影響身體的結構或功能的物質。該藥用試劑可為單一的化學實體或是其醫藥上可接受的鹽類，且該藥用試劑所需要的量為經由該裝置所傳輸具有治療效果至需要治療之標地的一定用量。具有治療效果的用量將根據所使用之藥用試劑的型式、所需治療的情況、任何共同被執行的藥用試劑、可維持該組成物接觸至病人的皮膚所需的時間、以及在該領域中有技藝之人所知的其它要素而改變。
在該液體組成物中的活性組成物一般來說有約0.01至約40%的重量百分比，較佳地約1.0至約20%的重量百分比，此以該液體組成物的總重量為基礎來計算。
任何適合使用來作為經皮膚傳輸的藥物均可使用在本發明中的膜結構中。可使用之藥物的範例包括抗炎性的藥物、抗菌藥、抗原蟲藥、抗黴菌藥、冠狀動脈血管擴張劑、鈣離子通道阻斷劑、支氣管擴張劑、酵素抑制劑、抗高血 壓藥、抗潰瘍藥、類固醇荷爾蒙、抗濾過性病原體藥、免疫系統調節藥、區域麻醉劑、止咳劑、抗組織胺、麻醉性止痛劑、胜肽荷爾蒙、性荷爾蒙、酵素、止吐劑、抗痙攣藥、免疫抑制劑、心理治療藥、鎮靜劑、抗凝血劑、止痛劑、抗心律不整藥、止吐藥、避孕藥、抗癌藥劑、神經疾病治療藥劑、止血藥、抗肥胖藥劑、戒煙治療藥或其相似物等，但並不受限於此。
用在醫藥方面之應用的該液體組成物也可包含賦形劑，像是溶劑、共溶劑、助溶劑、溶劑改質劑、滲透加強劑、防腐劑、緩衝劑或其相似物等。該溶劑係該液體組成物中的主要組成物，且較佳地該活性組成物可溶於該溶劑中或至少是實質上可溶於或是可被達到可溶於或變得可溶於該溶劑之中，以上可藉由添加一些共溶劑或是溶劑改質劑來達成。合適的溶劑可由任何通常使用來作為藥劑、化妝品、營養品或是其它經由經皮膚傳輸之活性試劑的溶劑之中來選擇。較佳的溶劑包括由2至6個碳原子所組成的低級醇類，較佳地是由2至4個碳原子所組成的醇類，且可為單一醇，例如：乙醇、異丙醇、二-丁醇，或是多元醇，像是乙烯基乙二醇、丙烯基乙二醇、丁烯基乙二醇或是甘油等。也可以使用溶劑的混合物。其它的溶劑，像是酮類(例如：丙酮或是甲乙酮)、醚類(例如：乙醚)也可以使用，並且在安全且無毒性的用量下來使用。雖然該溶劑系統一般是無水的，但對於水溶性活性組成物以及一些在有水情況下仍可保持穩定且不會因為水而變質的活性組成 物時也可使用水。當水份出現在溶劑中時，在有些情況中，通常在所有的溶劑重量中水份所構成的比例係低於約百分之50，較佳地係低於約百分之10，更佳地係低於約百分之2的重量百分比，雖然也可使用更多或是更少，可依照該活性組成物而定且只要能夠符合本發明的目標即可。
一般來說，溶劑總用量的選擇是為確保該活性組成物與賦形劑均可溶解並且提供合適的產品黏滯度。溶劑的使用量可從約百分之5至約百分之90的範圍之間，較佳地從約百分之25至約百分之75，以所有的組成物為基礎來計算。
該液體組成物較佳地係以溶液的形式。然而，也可能以懸浮液/分散液、乳膠、凝膠或其相似物等的形式。
3.已裝填之微型杯的密封
已裝填之微型杯的密封可用許多方式來達成。因為是密封已裝填之微型杯的上開口，所以此密封過程也可稱作是頂端密封。
其中的一個方法為將密封組成物分散在該液體組成物之中。該密封組成物與該液體組成物係不相混合的，且較佳地該密封組成物的比重係低於該液體組成物的比重。該兩組成物-該密封組成物與該液體組成物係完全地混合，並立即以精確的塗佈技巧來塗佈在該微型杯之上，而該塗佈技巧像是以Myrad棒、凹版印刷法、刮刀塗佈法、溝縫塗佈法或是狹縫式塗佈法等。多餘的液體係藉由刮刀或相似的裝置來刮除。像是異丙醇、甲醇或是其水性溶液之少量的軟性溶劑或是溶劑混合物可使用來清潔在該微型杯的分 隔壁的上表面的殘留液體。接下來該密封組成物可與該液體組成物分離並漂浮在該液體組成物的頂端。
另外可選擇地，在該液體組成物與該密封組成物的混合物裝填進入該微型杯之後，可在該微型杯的頂端層合一片基板，以控制這些組成物之混合物的計量，並促進該密封組成物與該液體組成物的相分離，進而形成一層均一的密封層。所使用的基板在最終的結構中可為一片具有特殊功能的基板，或者可為一片犧牲基板，舉例來說，一片將在以後被移除的脫離基板。
密封層接著藉由在原處(亦即：當接觸到該液體組成物時)硬化該密封組成物來形成。該密封組成物的硬化可藉由UV或者像是可見光、IR或電子束等的其它形式的輻射來完成。另外可選擇地，如果使用了熱量或濕氣可硬化性密封組成物，則熱量或濕氣也可以使用來硬化該密封組成物。
另外可選擇地，該液體組成物可先裝填進入該微型杯，而接下來該密封組成物係過塗佈在該已裝填的微型杯上。該過塗佈的方式可藉由傳統的塗佈法以及印刷過程來完成，像是毯覆塗佈法、噴墨印刷法或是其它的印刷過程。在此方法中，藉由溶劑蒸發、輻射、熱量、濕氣或是交界面的反應來硬化該密封組成物，使得密封層因而可在原處形成。在交界面的聚合反應之後的UV硬化對於該密封過程是非常有幫助的。在該液體組成物與該過塗佈的密封組成物之間的相互混合，係藉由交界面的聚合反應所形成之交 界面並進而形成之薄的阻礙層而被顯著地抑制，而接下來藉由一後硬化的步驟，較佳地係藉由UV照射，使得該密封過程得以完成。為了進一步減少相互混合的程度，該密封組成物的比重較佳地係低於該液體組成物的比重。可使用揮發性有機溶劑來調整該過塗佈之密封組成物的黏滯度與厚度。可調整該密封組成物的流變性質以達到最佳的密封性與塗佈性。當在該過塗佈的密封組成物中使用了揮發性溶劑時，較佳地為在該液體組成物中該過塗佈之密封組成物與該溶劑不相混合。
該密封組成物中的成份與該液體組成物的化學與物理性質密切相關。較佳地，該密封組成物與其溶劑在該液體組成物中有低於約10%的溶解度，較佳地係低於約5%且更佳地係低於約3%，或是反之亦然。然而，即使該溶解度高於10%，仍有方法來調整其流變性質以避免相互混合，舉例來說可針對黏滯度與彈性、表面張力或界面張力。
一般來說，在該密封組成物中的密封材料可為熱塑性、熱固性或是其先驅物材料。這些材料的範例可包括多價的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、或是包括了苯乙烯、乙烯基矽烷、乙烯醚的多價乙烯基、多價的環氧化物、多價的異氰酸鹽、多價的烯丙基類、包含了可交聯的官能基的寡聚物或聚合物或其相似物等，但並不受限於此。
也可加入界面活性劑至該密封組成物中，以改善在介於該液體組成物與該密封層之間的交界面的黏著性與潤濕 度。有用的界面活性劑包括了離子與非離子的界面活性劑。這些界面活性劑可包括FC界面活性劑(由3M公司所製造)、Zonyl系列的氟化界面活性劑(由DuPont公司所製造)以及BYK界面活性劑(由BYK Chemie美國公司所製造)、聚矽氧烷型界面活性劑(例如：由OSI Specialties公司所製造的Silwet與Silquest界面活性劑)、乙烯與環氧丙烷的嵌段共聚物、烷芳基聚醚(例如：月桂基、油基、硬脂醇的乙氧基化產品與乙氧基壬基苯)、脂肪酸的鹼金屬或是銨鹽類；烷基、芳基或烷芳基磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽及其混合物等，但並不受限於此。
也可添加其它的添加物至該密封組成物中，以幫助膜的形成、改善密封穩定性或是提供其它在最終產品的製程中所必需的功能。合適的添加物的範例可包括聚合物黏著劑或增稠劑、光起始劑、觸媒、填充物、著色劑、界面活性劑、塑化劑、抗氧化劑或是有機溶劑等。該添加物也可為像是關聯的增稠劑ACRYSOL(由Rohm and Haas公司所製造)、CAB-O-SIL煙薰過的二氧化矽(由Cabot公司所製造)的流變性改質劑，或是光穩定劑，像是一般商業上可得到的且商標名稱為TINUVIN(由Ciba公司所製造)之紫外線穩定劑等。密封先驅物或是添加物在該密封組成物中可以乳膠或是分散液的形式存在。
其它合適的密封組成物係揭露在美國專利第7005468號、美國專利申請案第10/665898號(公開案編號2004-0120024A)、美國專利申請案第10/651540號(公開 案編號2004-0112525A)以及美國專利申請案第10/762196號(公開案編號2004-0219306A)之中，而以上所列專利之所有內容整體可併入本文之中做為參考。
當該液體組成物為水基、有機化合物基、矽氧烷或是氟碳化合物基時，可因此而來選擇在該密封組成物中的各成份。
對於水基的液體組成物而言，在該密封組成物中的密封材料可為疏水性有機聚合物，像是聚丙烯酸酯、聚乙烯基醚、聚乙烯基乙縮醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚脲、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、植物或礦物臘、聚己內酯(polycarprolactone)、聚原酸酯、聚酐、環氧樹脂、醇酸樹脂、聚氯乙烯、纖維素衍生物或其共聚物等。也可能使用矽氧烷聚合物或是氟化聚合物，像是有PDMS(聚二甲基矽烷)次單元的聚合物、有全氟碳化物次單元的聚合物、有全氟醚類次單元的聚合物或其共聚物等。具有相似化學性質的單體或寡聚物可出現在該密封組成物之中，用以將該密封組成物進一步地硬化。使用在這種型式之密封組成物的溶劑可為有機溶劑，像是烷類、酮類、醚類、醇類或是鹵化的溶劑，像是FC-43(主要是C12全氟化合物，由3M公司所製造)、鹵化碳油(由Halocarbon Products公司所製造)、Galden液體(低分子量之全氟化聚醚類，由Solvay公司所製造)、低分子量之Krytox液體(全氟烷醚類，由DuPont公司所製造)或是包含了溶劑的PDMS等，可依照使用在該密封組成物中的密 封材料的溶解度而定。
對於有機化合物基的液體組成物而言，該密封組成物可為一個以水作為密封溶劑的水溶性聚合物。合適的水溶性聚合物或是聚合物先驅物的範例可包括纖維素聚合物、乳膠、假乳膠、明膠、聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、PEG-PPG-PEG、PPG-PEG、PPG-PEG-PPG、聚乙烯吡咯酮、PVP/VA多醣體、澱粉、三聚氰胺-甲醛、磷脂或其相似物等，但並不受限於此。該密封材料也可為以水份來作為調配溶劑的水可分散性聚合物。合適的水可分散性聚合物的範例可包括水性聚氨酯、聚丙烯酸酯乳膠分散液或其相似物等。也可能使用矽氧烷聚合物或是氟化聚合物來作為密封材料。像這樣的聚合物可由PDMS次單元或有全氟碳化物次單元的聚合物、有全氟酯類次單元的聚合物或其共聚物所組成之聚合物之中來選擇。有相似之化學特性的單體或寡聚物可出現在該密封組成物之中以將該密封組成物進一步硬化。合適的溶劑可包括像是FC-43、鹵化碳油、Galden液體、低分子量之Krytox液體或是包含了溶劑的PDMS等。
也可能會發現對於某個有機化合物基的液體組成物不相容的有機聚合物，而做為該密封材料。假如該有機化合物基的液體組成物係親水性的，它可包含數量顯著的聚合物基團，像是聚乙烯氧化物、醇類或是亞硝酸鹽類等。在此情況中，該密封材料可為疏水性的聚合物，像是聚異丙醇、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、其共聚物或相似物等，且在該密封組成物中的溶劑可為疏水性的溶劑，像是烷烴 類。
對於矽氧烷基與氟碳化合物基的液體組成物而言，該密封材料可為一個在該密封組成物中以水來作為密封溶劑的水溶性聚合物。合適的水溶性聚合物的範例可包括纖維素聚合物、乳膠、假乳膠、明膠、聚乙烯醇、聚乙烯乙二醇、PEG-PPG-PEG、PPG-PEG、PPG-PEG-PPG、聚乙烯吡咯酮、PVP/VA多醣體、澱粉、三聚氰胺-甲醛、磷脂或其相似物等，但並不受限於此。該密封材料也可為疏水性有機聚合物，像是聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、植物或礦物臘、聚己內酯、聚原酸酯、聚酐、環氧樹脂或其共聚物等。具有相似化學特性的單體或寡聚物可出現在該密封組成物中來將該密封組成物進一步地進行硬化。使用在該密封組成物的溶劑也可為有機溶劑，像是烷類、酮類、醚類、醇類或其相似物等。
該密封層係本發明之膜結構的關鍵特色中的其中之一。可調配該密封組成物以達到在最終產品中某些想要的化學或物理性質。舉例來說，對於顯示器方面的應用而言，當適當地調配該密封層時，可減少電壓降使得施加在該顯示面板上的有效電壓可增加。
也可修改該密封層使其超過對於該已裝填之微型杯的塗佈能力與密封能力所制定的要求。舉例來說，該密封層可包含光配向組成物，而該光配向組成物可藉由輻射來製造一個與裝填在該微型杯內之組成物相接觸的配向表面。
對於經皮膚傳輸的應用而言，該活性成份以想要的速率穿過該密封層來進行滲透。該活性成份穿過該密封層的擴散行為係與該活性成份的性質、該活性成份所在之溶劑、介於該活性成份與皮膚之間的該密封層/黏著層或任何其它各層之化學特性有關。一般來說，當分子體積愈大則擴散速率愈低。另一方面，該皮膚滲透速率係擴散係數、障礙物的分隔傾向、黏合的親合力以及該活性成份藉由皮膚來進行新陳代謝的速率等的函數。在本發明中的這方面，該密封層較佳地係一層連續式或是微孔洞化的膜。舉例來說，該連續式的膜可由乙烯：醋酸乙烯的共聚物來製造，而該共聚物可包含適量的醋酸乙烯，舉例來說，約0.5至約40%的重量百分比。
II.顯示裝置
圖1中的該膜結構(10)可使用在顯示裝置中。適合用在顯示裝置中的該液體組成物的範例在I.2節中有作討論。圖4a到圖4c描述了顯示裝置之許多可能的結構。
在圖4a中，該膜結構(40)係夾在兩個電極層(41a與41b)之間。為了圖示說明的目的，有標記40a的一側係該密封層的一側。介於該膜結構(40)與該電極層(41a)的其中之一之間可有一層基礎層(42)。該基礎層可由像是聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酯、聚醚、纖維素樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂或是以上各化合物的組合等材料來形成。用作該基礎層的材料可與用來形成該微型杯的材料相同。該微型杯(44)係 以顯示液體(亦即：該液體組成物45)來裝填並以密封層(46)來密封。介於該膜結構的密封側與該電極層41b之間也可有一層黏著層。以上所敘述之該顯示裝置可由該密封側(假設該密封層與該電極層41b均為透明時，或者若有該黏著層則該黏著層也為透明時)或是由該非密封側(假設有該基礎層且與該電極層41a均為透明時)來觀看。
對於一個像是揭露在美國專利第6885495號中的平面內切換型顯示裝置而言，其整體可將該專利的內容併入本文之中做為參考，而該膜結構係夾在一層基板層與一層電極層之間。
對於一個顯示裝置而言，該膜結構的一側可為一共通的電極層，且可藉由寫入筆或是掃描裝置以一電壓施加在該膜結構的另一側之裸露的表面上以達到影像更新。
圖4b與圖4c描述了與半完成的顯示面板相關的顯示面板。
在圖4b中，該半完成的顯示面板包含了夾在暫時基板(47a)與電極層或永久基板層(47b)之間的該膜結構(40)。 該暫時基板(47a)與電極層或永久基板層(47b)的位置可調換。
在圖4c中，該膜結構(40)係夾在兩個暫時基板層(48a與48b)之間。
可用一層保護層來塗佈在該顯示面板或是半完成的顯示面板之上。該保護層可由矽氧烷、氟碳化合物、聚乙烯或聚丙烯等來形成，並可輕易地被剝除。
該基礎層(42)以及該黏著層(43)也可視需要地出現在作為範例的該半完成的顯示面板中的任何一個之中。
該半完成的顯示面板可藉由揭露在本申請案與美國專利申請案第10/351460號(公開案第2003-0179436A號)中的任何方法來形成，而以上的內容整體可併入本文之中做為參考。
像是一層脫離襯墊的該暫時基板可從由聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚碳酸酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、紙以及其一層合或是包覆用的膜所組成的群組中的材料來選擇。也可塗佈一層矽氧烷脫離層在該暫時基板之上以改善其脫離的性質。
該暫時基板層可包含一層塗佈在該暫時基板層的任一側上的導電層，或者該暫時基板層本身可具有導電性。
可用捲狀的形式來供應該半完成的顯示面板給客戶，而客戶也可切割該捲半完成的顯示面板至所想要的樣式與尺寸以符合客戶特定的需求。
在圖5中係以半完成的顯示面板轉換至已完成的顯示面板來作範例說明。
圖5a描述了一捲半完成的顯示面板。圖5b描述了包含了夾在暫時基板(51)與第一電極或永久基板層(52)之間的膜結構(50)的半完成顯示面板之橫截面。有標記50a的一側係靠近該密封層的一側。該暫時基板(51)層合在該膜結構之上，視需要地以一層介於該膜結構(50)與該暫時基板(51)之間的黏著層(53a)來為之。編號53係一 密封層。圖5c描述了該暫時基板(51)被剝除。在圖5d中，在該膜結構之上層合第二電極層(54)。另外可選擇地，可藉由像是塗佈、印刷、氣相沉積、濺鍍或是以上各方法之結合等方法來將該電極層置於該膜結構之上。
在顯示在圖5d的已完成的顯示面板中，該密封側(50a)或是非密封側可進行觀看。
當該半完成的顯示面板包含了夾在兩個暫時基板層之間的膜結構時，該半完成的顯示面板可藉由移除兩個暫時基板層，接下來層合兩個永久基板層而轉變成已完成的顯示面板，而該兩個永久基板層中的至少一個係包含了在該膜結構之上的電極層。另外可選擇地，可藉由像是塗佈、印刷、氣相沉積、濺鍍或是以上各方法之組合等方法來將該永久基板層置於該膜結構之上。
對於顯示器方面的應用而言，位在電場通道上的任意層可根據驅動方式來進行進一步地最佳化，以產生最大的有效驅動電壓至顯示媒體上。舉例來說，對於DC驅動的顯示器而言，位在電場通道上的任何層較佳地與主動顯示媒體上的任何層相比有相對較低的電阻。可藉由控制各層的聚合物基質的Tg、極性與交聯密度、或是藉由添加導電的填充物或低電阻的填充物至各層來達成低的電阻。對於AC驅動的顯示器而言，這些層較佳地是有高介電常數。高介電常數可藉由添加高介電常數之填充物來達成，舉例來說，可添加鈣鈦礦(Perovskite)、鈦酸鋇(BaTiO3)或是鈦酸鉛(PbTiO3)等。對於電流驅動的顯示器而言，這些 層較佳地是導電的。可藉由使用導電聚合物或是添加導電填充物來達到導電性。
圖9圖示說明了藉由一個另外可選擇的過程來製作的顯示裝置。在此過程中，包含了微型杯(90)的膜結構係直接形成在第一基板(91)上。可用的非導電基板包括玻璃、以一層非導電的或是介電的膜所塗佈或是層合的金屬薄片或是膜、以及像是環氧樹脂、聚醯亞胺、聚碸、聚芳醚、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙酯(PET)、聚二甲酸乙二酯(PEN)、聚環烯烴以及其合成物等的塑膠膜，但並不受限於此。
該微型杯可藉由本申請案中所敘述的任何方法來形成。在形成該微型杯之後，第一導電層(92)係形成在該微型杯的表面(93)上，而該微型杯的表面(93)包括了該側表面(93a)、該下表面(93b)以及該分隔壁(95)的該上表面(93c)。在一個具體實例中，該第一導電層可只形成在該側表面(93a)與該下表面(93b)上。在另一個具體實例中，該第一導電層可形成在該側表面(93a)、該下表面(93b)以及該分隔壁的該上表面(93c)上，且在此情況中，在該分隔壁的該上表面(93c)上的第一導電層可在稍後完全或是部份被移除。當該分隔壁的上表面上的該第一導電層被完全移除時，該第一導電層係包含了分離的圖案。在此情況中，該分離的第一導電層可透過通孔連接至驅動元件。
該第一導電層可藉由無電電鍍、濺鍍、真空成膜、印 刷、或是以上各方法之組合等來形成在該微型杯的表面上。可用的導電層可包括像是鋁、銅、鋅、錫、鉬、鎳、鉻、銀、金、鐵、銦、鉈、鈦、鉭、鎢、銠、鈀、鉑、鈷、或其相似物等金屬導體、以及像是氧化銦錫(ITO)或是氧化銦鋅(IZO)等金屬氧化物導體、以及由上述的金屬及/或金屬氧化物所衍生之合金或是多層複合膜、或是導電聚合物等，但並不受限於此。進一步地，在此所敘述之導電層可包含單一層的薄膜或多層的薄膜。由於ITO膜在可見光的頻譜區域中具有高穿透率，使其在許多應用中特別地受到關注。
該第一導電層的圖案化可藉由以下來完成，例如可藉由一個包含了以下步驟的微影製程：(i)以光阻塗佈在該導電膜上，(ii)藉由影像式曝光，例如：以紫外光透過光罩來將光阻圖案化，(iii)藉由從該已曝光或是未曝光的區域移除光阻來將已圖案化的影像顯影出來(此依照所使用光阻的型式)，並顯露出該導電膜所應移除的區域(亦即：所在區域沒有電極線)，(iv)使用化學蝕刻製程來從該光阻已被移除的區域中移除該導電膜且(v)將剩餘的光阻剝離使得該電極線顯露出來。
另外可選擇地，該光阻可印刷在該第一導電層上，並接著以蝕刻或是剝膜來顯現出該導電圖案。
還有可選擇地，該導電層可藉由使用雷射來做乾式蝕刻，或是可藉由在該微型杯的表面上層合一黏著膠帶並將在該微型杯表面的選擇性區域上的該導電層剝離，來進行 圖案化。
還有可選擇地，該第一導電層可藉由在該微型杯的表面上印刷一層遮罩層來進行圖案化，並且接著藉由例如：氣相沉積法或是濺鍍法來沉積一層導電層。更特別地，在該微型杯的表面上之該第一導電膜的形成可藉由先在該表面上印刷一層可剝離的印刷材料來完成。該印刷之可剝離的材料定義了一個不該形成該導電膜結構的表面區域。換句話說，該已印刷之可剝離的材料係實質上不出現在該導電膜結構所要形成之表面上的區域。一層導電材料的薄膜係接著沉積在該已圖案化的表面上，接下來將該可剝離的材料從該表面剝離，而其中該可剝離的材料以及任何形成在此上的導電材料均被移除，僅留下一層已圖案化的導電膜結構。
另外可選擇地，圖案化的導電膜結構在該微型杯之表面上的形成可藉由先在該表面上印刷一層可印刷的材料來完成，而該表面係定義了將要形成該導電膜結構所在的區域。一層導電膜結構接著沉積在該微型杯的表面上。在此情況中，該導電薄膜更緊密地黏附在該可印刷的材料上甚於黏附在無該可印刷材料的表面上。在使用了不將該導電薄膜從該可印刷的材料上剝離的剝膜製程以剝離直接形成在該表面上的該導電薄膜之後，該導電膜結構餘留並形成在該可印刷的材料上，而該可印刷的材料係用來定義該導電膜結構所要形成的區域。這些方法係揭露在一個同在審查中之申請案當中，而該申請案係2003年4月23日申請 的美國專利申請案序號第10/422557號(對應於WO 03/091788)，所揭露的內容整體可併入本文之中做為參考。
該第一導電層係特別地沉積在該分隔壁的上表面上，且可藉由以下的範例而選擇性地被移除或是圖案化，(1)微影曝光並接著進行蝕刻與剝除，(2)雷射乾蝕刻或是(3)以黏著膠帶層合該導電層/微型杯/基板的結構，並且接著以機械力將該分隔壁的上表面上的該導電層剝離。
在該第一導電層形成在該微型杯的表面上之後，該微型杯可接著如同以上各節中所敘述，以顯示液體(96)裝填並以密封層(97)來密封。視需要地，在該顯示液體的裝填與密封之前，可在該第一導電層上塗佈一層電極保護層。
如果有需要，包含了已裝填並密封之微型杯的該膜結構係接著層合一層第二導電層(98)並視需要地和一層黏著層(99)。如果該第二導電層係藉由例如薄膜濺鍍或是氣相沉積來成膜，可在該第二導電層上層合一層第二非導電基板層，可視需要地和一層黏著層。
該第一導電層(92)的厚度在1nm至3000nm的範圍之間，較佳地在20nm至500nm的範圍之間，更佳地在50nm至150nm的範圍之間。
在介於包含了微型杯(90)的該膜結構與該第一基板(91)之間可有一層第三導電層(未顯示)，特別是當一層分離的導體圖案形成在該膜結構之上時。該第一導電層可藉由例如：將該分隔壁的上表面上的該導電層移除而可 為具有分離的圖案(亦即：未連接的圖案)。
藉由以上所敘述的任何方法，使得該第二與第三導電層也可各自獨立地進行圖案化。
在一個具體實例中，該第一導電層可藉由薄膜沉積法(例如：濺鍍或是氣相沉積)而沉積在該微型杯的表面上。 在另一個具體實例中，該第二導電層可藉由薄膜沉積法、印刷或是層合來形成在該膜結構之上。而在另外一個具體實例中，若有出現該第三導電層，則可藉由薄膜沉積法、印刷或是層合在該第一基板上形成該第三導電層，且該微型杯係形成在該第三導電層上。
關係到在本發明的此部份當中的該顯示液體(96)可為以上所提及的液體組成物/顯示液體中的任一個。舉例來說，該顯示液體可為包含了液晶與聚合物基質或是三維的聚合物網絡的液晶組成物；或是包含了液晶與對掌性材料的液晶組成物。
III.經皮膚傳輸裝置
圖1中的該膜結構(10)可使用在一層經皮膚傳輸膜中。適合作為經皮膚傳輸裝置的液體組成物的範例在I.2節中已作討論。可作為該傳輸系統的一層擴散膜的密封層之形成在I.3節中已作討論。
圖8描述了本發明的一個經皮膚傳輸系統的範例。該膜結構(80)包含了一個或更多個微型杯，而該微型杯係以包含了活性成份的液體組成物(81)裝填。每一個微型杯係以密封層/擴散膜(82)來密封。皮膚接觸層(83)具 有黏著性質，使得該膜結構可黏附在病人的皮膚上。任何壓力感應式黏著層均適合作為該皮膚接觸層。該皮膚接觸層較佳地對於水汽(例如：汗水)以及空氣具有良好的滲透性。合適的皮膚接觸壓力感應式黏著劑可包括丙烯酸酯共聚物、合成橡膠，像是聚異丁烯、聚異戊二烯、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醚、矽氧烷聚合物以及其組合物等，但並不受限於此。
一層脫離襯墊(84)係放置在該皮膚接觸層(83)之上。可在使用前先剝除該脫離襯墊，使得包含了藥物的膜結構可暴露出來。該脫離層可由在該領域中所熟知的聚合物所形成，而該聚合物本身就可剝離，或者來自一聚合物，而該聚合物係藉由以可輕易剝離的矽氧烷或是氟碳化合物來處理該表面而被認為無法滲透該活性成份。該微型杯係形成在基板層(86)之上。也可以有一層視需要的基礎層(85)。
該經皮膚傳輸膜的膜厚(扣除了該基板的厚度)通常在約5μm至約500μm的範圍之間，較佳地在約10μm至約200μm的範圍之間。
IV.包含了單一種液體組成物之膜結構的製作
藉由顯示在圖6中之流程圖可說明製作的過程。所有的微型杯係裝填了相同的液體組成物。此製程可為一個包含了以下步驟的連續捲繞式製程：
1.塗佈一層可浮雕組成物(60)在基板層(61)之上。該基板層可包含一層電極層，可依照預期的最終產品而定。
2.藉由一個已先圖案化的公模(62)，在一個高於該可浮雕組成物之玻璃轉變溫度的溫度下將該可浮雕組成物進行浮雕。
3.將該可浮雕組成物層從模子鬆脫，而較佳地是在該可浮雕組成物層進行硬化當中或是之後。
4.將液體組成物(64)裝填進以此方式所形成之該微型杯(63)。
5.藉由已在I.3節中討論的密封方法(例如：UV硬化65)的其中之一來將該裝填的微型杯密封。
6.如有需要可將其它層(例如：66)層合在該已裝填並密封的微型杯上。黏著劑(67)可使用在該薄層化的步驟當中。該黏著劑可為一壓力感應式黏著劑、熱熔式黏著劑或是熱量、濕氣或輻射可硬化式黏著劑。該層合的黏著劑可藉由像是UV(68)的輻射來進行後段硬化。包含了該膜結構的已完成的膜可接著在該層合的步驟之後被切割(69)成所想要的尺寸。
在步驟6之中，一層電極層並不是層合在該膜結構之上，而是可藉由像是塗佈、印刷、氣相沉積、濺鍍或是以上方法的組合等方法而直接形成在該膜結構之上。一個主動式矩陣的驅動結構也可直接建立在該膜結構之上。
以上所敘述之該微型杯的製作可合宜地以揭露在I.1節中的其它方法來取代。
V.包含了超過一種液體組成物的膜結構的製作
對於包含了超過一種液體組成物的膜結構的製造而 言，額外的步驟係必需的。這些額外的步驟包括(1)以正型乾膜式光阻層合於已形成的微型杯；(2)藉由將該光阻進行影像式曝光來選擇性地打開已先決定數量的微型杯；(3)以第一液體組成物裝填進已打開的微型杯；且(4)藉由在I.3節中所討論之方法的其中之一來密封該已裝填的微型杯。這些額外的步驟可重複製造出以不同型式之液體組成物來裝填的微型杯。
對於顯示器方面的應用而言，這些不同的液體組成物可提供不同的顏色或是其它切換的性質。對於經皮膚傳輸系統方面的應用而言，這些不同的液體組成物可具有不同的活性成份或是包含了相同活性成份的不同組成物。這些僅是一些相關的範例。
更特別地，包含了不同型式之液體組成物的膜結構可根據顯示在圖7中的步驟來製作。
1.塗佈一層可浮雕組成物(70)在基板層(71)之上。該基板層可包含一層電極層，可依照預期的最終產品而定。
2.藉由一個已先圖案化的公模，在一個高於該可浮雕組成物之玻璃轉變溫度的溫度下將該可浮雕組成物進行浮雕。
3.將該可浮雕組成物層從模子鬆脫，而較佳地是在該可浮雕組成物層進行硬化當中或是之後。
4.將以此方式所形成之該微型杯(72)層合以一層正型乾膜式光阻(74)以及一層黏著層(73)。
5.藉由UV、可見光或是其它輻射對該正型光阻進行影 像式曝光(圖7c)，以在該已曝光的區域中打開微型杯。步驟4及5的目的係在一個已先決定的區域中選擇性地打開該微型杯(圖7d)。
6.以第一液體組成物(75)裝填進該已打開的微型杯中。
7.藉由在I.3節中所討論之密封方法中的任何一個來密封該已裝填的微型杯(76)。
8.以上所敘述的步驟5-7可重複，以產生在不同的區域中裝填了不同液體組成物的微型杯(圖7e、7f與7g)。
9.如有需要可用其它層(77)層合於已裝填並密封的微型杯。可視需要地以黏著劑(78)，例如：壓力感應式黏著劑、熱熔式黏著劑或是熱量、濕氣或輻射可硬化式黏著劑來完成層合。
10.如有需要可將該黏著劑硬化。
在步驟9中，除了層合，可藉由像是塗佈、印刷、氣相沉積、濺鍍或是以上方法的組合等方法，來將一層電極層直接沉積在該膜結構之上。一個主動式矩陣的驅動結構也可直接建立在該膜結構之上。
該微型杯的裝填也可藉由噴墨印刷在已先決定的位置上計量供給不同的液體組成物來完成。另外可選擇地，在該液體組成物中不同的成份可溶解在一揮發性溶劑中，並先進行噴墨印刷。在乾燥之後，可全面塗佈共通的液體組成物，而接下來進行密封。
在以上的製程中所敘述之該微型杯的製作可合宜地以在I.1節中所討論之替代的方法來代替。
本發明之膜結構的厚度可如同一張紙般薄。該膜結構的寬度係與該塗佈用腹板的寬度相同(典型地為3-90英吋)。該膜結構的長度在任何位置上可從數英吋到數千英吸，此依照該捲的大小而定。
可併入該膜結構至一裝置當中。一般應可理解到一個裝置可有一層或更多層的該膜結構。
本發明的其中一個重要的優點為可在一個腹板上連續地或是半連續地以捲繞的方式製造出該膜結構。
顯示在圖6中的是一個連續式製程，而其中該浮雕以及裝填/密封的過程係連續而無間斷地進行。而在半連續的製程中，有些步驟可連續地進行；但並非整個製程均連續地進行。舉例來說，在介於該微型杯的形成以及該裝填/密封的步驟之間可有一個中斷，或者在介於該裝填/密封的步驟以及該層合的步驟之間可有一個中斷。
顯示在圖7中的製程也可連續地或是半連續地來進行。換句話說，這些步驟可無間斷且連續地進行，或者有些步驟可連續地進行但並非整個製程均連續地進行。
更進一步地，不管是在連續式的製程或是半連續式的製程中，一個或是更多個步驟可用一個「暫停後再繼續」(stop-n-go)的方式來進行。可用規則的或是不規則的間隔來進行該「暫停後再繼續」的模式。
藉由本發明中的該膜結構使得像是樣板彈性化以及有效率的捲繞式連續化或是半連續化的製造成為可能。這些製程可輕易地達到量產且可用低成本來有效率地進行。
雖然藉由參照其特定的具體實例使得本發明已做詳盡的敘述，熟悉此技藝之人應可了解到可以做許多改變且可替換等效物而不會偏離本發明的精神與範圍。此外，可以對一些特殊的情況、材料、組成物、製程、製程步驟等做許多修改以適應本發明的目的、精神與範圍。所有這些修改係包含在隨後附加的申請專利範圍中。
10‧‧‧膜結構
11‧‧‧微型杯
12‧‧‧基板層
13‧‧‧液體組成物
14‧‧‧密封層
15‧‧‧基礎層
16‧‧‧分隔壁
17‧‧‧上開口
20‧‧‧公模
21‧‧‧基板層
22‧‧‧可浮雕組成物
23‧‧‧微型杯
24‧‧‧腹板
30‧‧‧光罩
31‧‧‧輻射可硬化性材料
32‧‧‧電極層
33‧‧‧基板層
34‧‧‧陰暗方格/不透光的區域
35‧‧‧間隔/空缺區
36‧‧‧微型杯
40‧‧‧膜結構
40a‧‧‧密封層所在側
41a‧‧‧電極層
41b‧‧‧電極層
42‧‧‧基礎層
43‧‧‧黏著層
44‧‧‧微型杯
45‧‧‧液體組成物
46‧‧‧密封層
47a‧‧‧暫時基板
47b‧‧‧永久基板層
48a‧‧‧暫時基板層
48b‧‧‧暫時基板層
50‧‧‧膜結構
50a‧‧‧密封層所在側
51‧‧‧暫時基板
52‧‧‧第一電極層或永久基板層
53‧‧‧密封層
53a‧‧‧黏著層
54‧‧‧第二電極層
60‧‧‧可浮雕組成物
61‧‧‧基板層
62‧‧‧公模
63‧‧‧微型杯
64‧‧‧液體組成物
65‧‧‧UV硬化
66‧‧‧其它層
67‧‧‧黏著劑
68‧‧‧UV硬化
69‧‧‧切割
70‧‧‧可浮雕組成物
71‧‧‧基板層
72‧‧‧微型杯
73‧‧‧黏著層
74‧‧‧正型乾膜式光阻
75‧‧‧第一液體組成物
76‧‧‧已裝填的微型杯
77‧‧‧其它層
78‧‧‧黏著劑
80‧‧‧膜結構
81‧‧‧液體組成物
82‧‧‧密封層/擴散膜
83‧‧‧皮膚接觸層
84‧‧‧脫離襯墊
85‧‧‧基礎層
86‧‧‧基板層
90‧‧‧微型杯
91‧‧‧第一基板
92‧‧‧第一導電層
93‧‧‧微型杯的表面
93a‧‧‧微型杯的側表面
93b‧‧‧微型杯的下表面
93c‧‧‧分隔壁的上表面
95‧‧‧分隔壁
96‧‧‧顯示液體
97‧‧‧密封層
98‧‧‧第二導電層
99‧‧‧黏著層
圖1係圖示說明本發明的一種膜結構。
圖2a及圖2b係圖示說明微浮雕的製程。
圖3a到圖3c係圖示說明用在微型杯的製作上的影像式曝光製程。
圖4a到圖4c顯示了由本發明的膜結構所製作的顯示裝置結構。
圖5顯示一個半完成的顯示面板如何可轉變成一個已完成的顯示面板。
圖6係圖示說明一個關係到包含了單一種液體成分的膜結構的製程。
圖7係圖示說明一個關係到包含了多於一種液體成分的膜結構的製程。
圖8描述了一個經皮膚傳輸系統的範例。
圖9係圖示說明了一個顯示裝置，而在該顯示裝置中，顯示胞格(例如：微型杯)的內側表面上係以一層導電層來塗佈。
10‧‧‧膜結構
11‧‧‧微型杯
12‧‧‧基板層
13‧‧‧液體組成物
14‧‧‧密封層
15‧‧‧基礎層
16‧‧‧分隔壁
17‧‧‧上開口

Claims (12)

  1. 一種電泳顯示器，其包含：a)微型杯，其包含分隔壁與上開口；b)裝填進該微型杯內的有機物基電泳流體，其中該流體包含分散在溶劑中的帶電顏料粒子；以及c)由密封組成物形成的頂端密封層，將該電泳流體密封在該微型杯內，該密封組成物包含：(i)水溶性聚合物，其係選自由由下列組成之群組：聚乙烯醇；聚乙二醇及其與聚丙二醇之共聚物；聚(乙烯吡咯酮)及其共聚物；多醣體；明膠；三聚氰胺-甲醛；聚(丙烯酸)、其鹽形式，及其共聚物；聚(甲基丙烯酸)、其鹽形式，及其共聚物；聚(馬來酸)、其鹽形式，及其共聚物；聚(甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯)；聚丙烯基醯胺；及聚甲基丙烯基醯胺；(ii)水基懸浮液、水基分散液、水基乳化液或水基乳膠，其每一者包含選自由聚胺基甲酸酯、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及其共聚物組成之群組的聚合物；以及(iii)水；其中該頂端密封層係位於該電泳流體之上、且與該電泳流體接觸。
  2. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其中該水溶性聚合物係聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇與聚丙二醇之共聚物、聚(乙烯吡咯酮)或聚(乙烯吡咯酮)與醋酸乙烯酯之 共聚物。
  3. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其中該水溶性聚合物係聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(馬來酸)、聚(甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯)、聚丙烯基醯胺或聚甲基丙烯基醯胺。
  4. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其中該水溶性聚合物係選自由纖維素、聚(葡萄糖胺)、葡聚糖、瓜爾多膠及澱粉組成之群組的多醣體。
  5. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其中該水溶性聚合物係陽離子聚合物，其經一或多種選自由聚(2-甲基丙烯基氧基乙基三甲基銨溴)及聚(烯丙基胺鹽酸鹽)組成之群組的四級銨基官能化。
  6. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其進一步包含水溶性或水分散性UV可硬化單體、寡聚物或聚合物。
  7. 根據申請專利範圍第6項的電泳顯示器，其中該水溶性或水分散性UV可硬化單體、寡聚物或聚合物係乙氧基化或丙氧基化之單、二、三或多官能性丙烯酸酯；乙氧基化或丙氧基化之單、二、三或多官能性甲基丙烯酸酯；或包含聚乙二醇之聚合物。
  8. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其進一步包含水溶性或水分散性之熱交聯劑。
  9. 根據申請專利範圍第8項的電泳顯示器，其中該水溶性或水分散性之熱交聯劑係聚異氰酸酯、多官能性聚碳二亞胺、多官能性氮丙啶、矽烷偶合劑、硼/鈦/鋯基交聯劑或 三聚氰胺甲醛。
  10. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其進一步包含兩層電極層，且經裝填並密封的微型杯係夾在該兩層電極層之間。
  11. 根據申請專利範圍第1項的電泳顯示器，其進一步包含一層電極層以及一層暫時基板層，且經裝填並密封的微型杯係夾在該電極層與該暫時基板層之間。
  12. 根據申請專利範圍第11項的電泳顯示器，其中該暫時基板層進一步包含導電層，或該暫時基板層本身具有導電性。
TW096124945A 2006-07-18 2007-07-09 電泳顯示器 TWI491953B (zh)

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