CN101490602A - 包含液体的膜结构 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种包括多个微杯的膜结构，并且微杯用液体组合物填充并用原位固化的密封层进行顶部密封。所述液体组合物可以是一种显示液体或一种药物组合物。本发明涉及一种液晶显示器、一种显示装置以及一种经皮递送系统。

Description

包含液体的膜结构
背景技术
先前已知晓具有容纳液体组分的外围板(peripheral plate)或壁的各种结构。例如，一种液体组分可以填充在两个平行或接近平行的表面之间，并且在这种情况下，该液体组分以连续形式存在。这两个板可以首先是边缘密封的，具有用于随后填充该液体组分的填充孔。可替换地，可以在两个板之一上滴落液体组分(在施加边缘密封粘合剂之前或之后)，接着在第一板顶部上放置第二板以在两个板之间容纳该液体组分。在某些情况下，在连续液体相中可以存在隔板以控制两个板之间的距离。然而，这样的连续液体相结构存在某些缺陷。例如，其缺乏结构完整性和深度控制，尤其是当这些板是柔性衬底(基板)时。另外，生产这种类型的结构的形式不是灵活的，并且如果涉及到硬表面板，则要求分批生产，这导致低生产效率。
也可以将一种液体组分分成小隔室，例如，通过微囊化(微封装，microencapsulation)。单个液滴由壁材料包围而形成离散隔室，并将这样的隔室布置在两个平行或接近平行的表面之间。对于不同类型的应用，存在液体组分的微囊化的大量实例。在显示器领域，例如，存在经封装的电泳显示器和经封装的胆固醇液晶显示器。在药学领域，药物可以进行囊化以受控释放。在成像领域，染料和UV可固化单体可以进行囊化用于光/压力感应成像显影。以这种方法，囊化产品或装置的性能经常依赖于微胶囊的尺寸分布。可以努力去将微胶囊的尺寸控制在期望的范围内。另外，胶囊壁通常不会对结构完整性提供良好的机械支持，尤其是利用柔性衬底时。对于微囊化技术，材料选择是另一个问题。在许多情况下，需要额外的化学品以稳定分散相；然而，额外的化学品对最终产品是有害的。
美国专利第6,930,818号以及相关专利和专利申请描述了一种用于单色或多色电泳显示器的微杯结构。一种电泳显示装置是在用包含分散在介电溶剂或溶剂混合物中的带电颜料粒子的电泳流体填充微杯时形成的。美国专利第6,795,138号以及相关专利和专利申请披露了一种液晶显示器，也利用微杯结构。填充在微杯中的液晶组合物可以进一步包含一种或多种客体染料，尤其是二色染料。美国专利申请公开第2005-0012881A号描述了一种显示装置，其可显示3-维图像，并且这样的显示装置是在用光学活性电泳分散体填充微杯时形成的。美国专利申请公开第2006-0139724号披露了一种电解沉积或电致变色显示装置，其是在用电解质流体或电致变色流体填充微杯时形成的。将以上提到的所有这些专利和专利申请的内容以其整体结合于此供参考。
附图说明
图1举例说明了本发明的一种膜结构(film structure)。
图2a和2b举例说明了微压印工艺。
图3a-3c举例说明了用于制备微杯的成像暴露工艺。
图4a-4c示出了由本发明的膜结构制备的显示装置的结构。
图5示出了半成品显示面板如何可以转变成成品显示面板。
图6举例说明了一种涉及容纳一种单一液体组合物的膜结构的工艺。
图7举例说明了一种涉及容纳多于一种液体组合物的膜结构的工艺。
图8示出了一种经皮递送膜(经皮给药膜，transdermal deliveryfilm)的一个实例。
图9举例说明了一种显示装置，其中显示单元(例如，微杯)的内表面涂覆有导电层。
发明内容
本申请描述了一种膜结构，其包括一个或多个微杯，并且所述微杯填充有液体组合物且用原位固化(硬化，harden)的密封层顶部密封。
本发明的第一方面涉及一种液晶显示器，其利用膜结构。该液晶显示器包括：(a)一个或多个微杯，其包括间隔壁(partition wall)和顶部开口；(b)填充在微杯中的液晶组合物，该液晶组合物包括液晶和聚合物基质(聚合物母体)或三维聚合物网络；以及(c)将液晶组合物封闭(enclose)在微杯内的密封层，该密封层是原位固化的。液晶组合物通过固化包括液晶和聚合物前体的前体组合物而形成。该前体组合物可以在固化密封层之前或之后固化，或者在密封层固化的同时固化。
可替换地，该液晶显示器中的液晶组合物可以包括液晶、手性材料以及可选的聚合物网络。
在本发明的另一实施方式中，一种显示装置可以通过如下制备：(1)在衬底上形成包括微杯的膜结构；(2)在微杯的内表面(包括微杯的侧表面和底表面)以及间隔壁的顶表面上形成第一导电层；(3)用显示流体填充微杯并密封经填充的微杯；以及(4)将第二导电层层压或沉积到经填充和密封的微杯上，可选地利用粘附层。如果第二导电层是通过例如印刷、薄膜溅射或蒸气沉积加以沉积的，则第二衬底层可以层压到该第二导电层上，可选地利用粘附层。在该实施方式中，第一导电层置于微杯表面与显示流体之间。可选地，电极保护层、纹理层(变形层，textured layer)、定向层(配向层，alignment layer)、锚固层(锚定层，anchoring layer)、或其他性能增强层可以在填充和密封显示流体之前涂覆到第一导电层上。本申请中披露的任何显示流体可以用于本发明的该实施方式。
本发明的第二方面涉及一种经皮递送系统(透皮给药系统，transdermal delivery system)，其利用膜结构。该经皮递送系统包括：(a)一个或多个微杯，其包括间隔壁和顶部开口；(b)填充在微杯中的液体组合物，该液体组合物包括药剂或美容剂(cosmeticagent)；以及(c)密封层，用来将液体组合物封闭在微杯内，该密封层是原位固化的。在该经皮递送系统中的微杯可以用包含不同药剂或美容剂的液体组合物填充。
利用所述膜结构，将液体组合物填充到单个微杯中并且经填充的微杯被顶部密封。微杯的尺寸可以预先确定且受控制。另外，微杯壁实际上是嵌入式隔板以保持上衬底和下衬底以固定距离隔开。膜结构的机械性能和结构完整性被显著改善。此外，膜结构的使用消除了在显示面板形成中要求的对边缘密封粘合剂的需要。更重要地，微杯基膜结构能够实现一种形式灵活的制造工艺，其中该工艺生产较大薄片形式的膜结构(其在之后能够被切成任何期望的尺寸)的连续输出。
具体实施方式
I、膜结构
图1举例说明了膜结构(10)，其包括一个或多个微杯(11)。微杯包括间隔壁(16)和顶部开口(17)。膜结构(10)可以形成在衬底层(12)上，衬底层(12)可以可选地包括电极层(未示出)。在微杯与衬底层(12)之间还可以存在可选的底涂层(底漆层，primerlayer)(15)。微杯用液体组合物(13)填充并用聚合物密封层(14)顶部密封。
1、微杯的形成
(a)微压印
该加工步骤示于图2a和图2b。阳模(20)可以置于基料(织物，web)(24)的上方(图2a)或下方(图2b)。微杯可以形成在柔性衬底层(21)上。衬底层(21)可以可选地包括电极层(未示出)，其尤其适用于显示应用或其操作涉及施加电压或电流的其他应用。电极层，如果存在的话，通常是在衬底层上的透明导体膜。可替换地，衬底层可以是刚性的，并且在这种情况下，微杯层可以通过分批工艺制备。
将可压印组合物(22)如热塑性或热固性前体的一个层涂覆在衬底层(21)上。可压印组合物通过以辊、板或带形式的阳模(20)在高于该可压印组合物的玻璃化转变温度(或Tg)的温度下进行压印。
也可以使用硬压印。传统的等温压印技术包括将模具和衬底加热至高于衬底的玻璃化转变温度(Tg)的温度的步骤。在该工艺中，衬底的顶表面在通过使其通过烘箱、IR加热器和/或热辊进行压印之前被加热。如果使用非等温压印工艺，则该工艺涉及仅将模具加热至高于待压印的顶表面的Tg的温度。压印可在基料(例如，热塑性基料)的顶表面上或者在施加到基料上的热塑性聚合物层的顶表面上直接完成。在任一种情况下，基料在从模具释放之前必须冷却以保持良好的压印结构。
可压印组合物可以是多官能团(多功能)丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、乙烯基醚、环氧化物、它们的低聚物或聚合物等。多官能团丙烯酸酯及其低聚物是最优选的。多官能团环氧化物和多官能团丙烯酸酯的组合对于实现期望的物理-机械性能也是非常有用的。也可以加入赋予柔性的可交联低聚物，如聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯，以改善所形成的微杯的耐挠曲性(flexure resistance)。可压印组合物可以进一步包含低聚物、单体、添加剂以及可选的聚合物。对于这类材料的玻璃化转变温度的范围通常为约-70℃至约150℃，优选为约-20℃至约50℃。微压印工艺典型地在高于Tg的温度下实施。经加热的阳模或模具压靠的经加热的外壳衬底(外衬底，housing substrate)可以用来控制微压印温度和压力。
如图2a和2b所示，在可压印组合物固化期间或之后释放模具以显示微杯(23)。可压印组合物的固化可通过冷却、辐射交联、热或湿气来完成。如果可压印组合物的固化是通过UV辐射来完成，则如两个图中所示，UV可以从基料的底部或顶部辐照在衬底层(21)(其必须是透明的)上。可替换地，UV灯可以置于模具内部。在这种情况下，模具必须是透明的，以允许UV光可以穿过模具而辐照在可压印组合物上。
可选地，微杯表面(即，直接与液体组合物接触的微杯的内表面)可以在微压印工艺之后或期间被进一步改变(改进)，以便使显示装置获得最佳性能。例如，对于LCD显示装置，定向层或锚固层可以制备在微杯表面上。聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酰胺、二氧化硅、尼龙、卵磷脂或光定向材料(photoalignment material)可以在微压印之后涂覆到微杯表面上，这可以伴随后续的研磨或曝光。在另一方案中，微杯的表面可以被变形处理(有织纹，texture)，这可以通过在阳模表面上形成有序微结构(例如，具有受控倾角的密纹(微槽)结构)而实现。该微结构可以在用于模具制造的LIGA(即，平版印刷、电成型(电铸)和模制)工艺期间最初产生在光刻胶层上，或者在电成型步骤之后通过菱形旋转(diamond turn)而雕刻在阳模上。通过压印，阳模上的微结构将转移到微杯表面上。这样的微结构可以用来增强定向(对准器，alignment)的锚固或控制以及液晶的预倾角。因而，液晶显示装置的性能得以增强。
在微杯内，可以存在从微杯底部升起的垂直突出的辅助释放结构(亚浮凸结构，sub relief structure)(例如，用作隔板)。该辅助释放结构可以是不连续结构如柱状物、圆筒、楔形物、十字形物，或连续结构如壁和网格。连续辅助结构的顶表面可以具有任意形状并且优选为不大于这些结构的底部。辅助释放结构的横截面可以具有任意形状，包括圆形、方形、矩形、椭圆形和其他形状。这样的辅助释放结构可以通过微压印或光刻法制备。该特征的细节在美国专利第6,947,202号中描述过，将其内容以其整体结合于此供参考。辅助释放结构可以与微杯壁高度相同或低于微杯壁的高度。
用于制备阳模的实例之一在美国专利第6,930,818号中给出。
(b)成像暴露
可替换地，微杯可以通过使涂覆在衬底层(33)(其可以是柔性或刚性)上的辐射固化材料(31)成像暴露(图3a)于UV或其他形式的辐照(穿过光掩模(30))而制备。衬底层(33)也可以包括电极层(32)，这取决于形成的最终装置的应用。换句话说，图中的电极层(32)可以存在或者也可以不存在。如果预计的最终产品的操作涉及施加电压或电流，则电极层(32)可以存在，如显示装置。电极层，如果存在的话，是在衬底层上的导体膜。
对于卷对卷(滚动条式，卷轴式，roll-to-roll)工艺，光掩模可以与基料同步并与后者(基料)以相同速度移动。在图3a的光掩模(30)中，暗色方块(34)代表暗区，而在这些暗色方块之间的空间(35)代表开口区(间隙区，opening area)。UV穿过开口区(35)辐照到辐射可固化材料(31)上。暴露区发生固化，而未暴露区(受掩模中的暗区保护)然后通过适当的溶剂或显影剂去除以形成微杯(36)。溶剂或显影剂从通常用于溶解辐射可固化材料或降低其粘度的那些选取，如甲乙酮、甲苯、丙酮、异丙醇等。
图3b和3c举例说明了用于通过成像暴露来制备微杯的两种其他选择。这两个图中的特征基本上与图3a中所示的相同，并且对应部分的标号也相同。
在图3b中，衬底(33)是不透明的并预先被图案化。电极层(32)可选地存在。在这种情况下，衬底层(和如果存在的电极层)用作光掩模。然后微杯(36)可通过在UV辐照之后去除未暴露区而形成。
在图3c中，衬底层(33)也是不透明的并预先被图案化。辐射可固化材料在衬底层(33)(以及如果存在的电极层32)(其也用作第一光掩模)上通过线条图案(line-pattern)从底部暴露。第二次暴露通过具有垂直于第一组线的线条图案的第二光掩模(30)从另一侧实施。未暴露区然后通过溶剂或显影剂去除以显示微杯(36)。
(c)预穿孔
微杯也可以通过在衬底层上层压具有一列预穿孔的隔膜(spacer film)进行制备。用于具有预穿孔的合适的隔膜材料可以包括热固性或热塑性树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚砜、聚苯乙烯、聚氨酯、聚硅氧烷、环氧树脂、聚烯烃、聚环烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、固化乙烯基酯、固化不饱和聚酯、固化多官能团乙烯基醚、固化多功能团丙烯酸酯、固化多官能团烯丙基树脂(cured multifunctional allyl)以及它们的共聚物。隔膜可以是透明的、不透明的或有色的。膜的层压可以通过使用粘合剂如压敏胶、热熔胶，热、湿气或辐射可固化粘合剂来完成。可替换地，预穿孔隔膜可以通过热或通过使用对于隔膜合适的溶剂而层压到衬底上，接着进行干燥。合适的溶剂的实例包括THF、丙酮、甲乙酮、环己酮、乙酸乙酯以及它们的衍生物，并且这些溶剂对于PMMA和聚碳酸酯特别有用。衬底层可以可选地包括电极层。
在微杯和衬底层之间可以有底涂层(15)，该底涂层可以由诸如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酯、聚醚、纤维素树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或它们的组合的材料形成。用于底涂层的材料可以与用于形成微杯的材料相同。
一般地，微杯可以具有任何形式，并且它们的尺寸和形状可以变化。微杯可以在一个系统中具有基本上均一的尺寸和形状。然而，可以具有混合形状和尺寸的微杯。
微杯的开口可以是圆形、方形、矩形、六边形或任何其他形状。开口之间的间隔区的尺寸也可以变化。
没有辅助释放结构的每一个单个微杯的尺寸可以在约1×101至约1×106μm2，优选在约1×102至约1×106μm2，并且更优选在约1×103至约1×105μm2的范围内。
在存在辅助释放结构的情况下，微杯可以在约1×102至约1×108μm2，更优选在约1×103至约107μm2的范围内。
微杯的深度可以在约5至约200微米，优选在约10至约100微米的范围内。开口对总面积比率在约0.05至约0.95，优选在约0.4至约0.9的范围内。
2、液体组合物
在本发明的范围中，术语“液体组合物”是指这样的组合物，其填充到微杯中并且宽泛定义为具有流动趋势的物质。其可以是溶液、悬浮液/分散液、乳液、凝胶等。液体组合物可以是水基、有机基或者硅酮或氟碳基的。
填充到微杯中的液体组合物可以是一种单一液体组合物或者两种或多种液体组合物的混合物。
另外，不是所有的微杯必须用相同的液体组合物填充。例如，对于显示应用，微杯可以用不同颜色的显示流体填充，以在不同区域中产生不同的颜色。因此，显示装置可以具有一定数量的填充有第一颜色的液体组合物的微杯、一定数量的填充有第二颜色的液体组合物的微杯等等。
液体组合物填充到微杯中可以通过传统印刷技术如喷墨、凹版印刷、丝网印刷、喷雾印刷或带涂(卷涂，strip coating)来完成。
对于药学应用，物理不相容的不同液体组合物可以填充到不同微杯中。填充有不同液体组合物的微杯的比率可以是预先确定的。例如，在药学装置(即，经皮递送系统)中，一部分微杯可以填充有包含第一活性成分的一种液体组合物，而其他微杯可以填充有包含第二活性成分的另一种液体组合物。两组微杯的比例可以通过两种活性成分的靶剂量加以确定。这样的特征利用本发明是可能的，因为每一个微杯是离散且密封的单元，不同液体组合物的混合不可能发生。
应注意，在填充到微杯中之后，液体组合物可以改变其物理状态(即，变成固体、半固体或弹性体状态)。包含液晶和聚合物前体的混合物的液晶组合物也可以在填充到微杯中之后聚合和相分离。
存在多种适用于本发明的液体组合物。
反相乳液电泳显示可以由本发明膜结构形成。反相乳液包括极性溶剂(例如，DMSO、DMF、二甲基乙酰胺、二甲砜、环丁砜(sulfonlane)、六甲基磷酰三胺、高级酰胺、甲醇、乙醇、乙二醇、硝基甲烷、乙腈、水、甲氧基乙醇、乙二醇一甲醚或单乙醚)和非极性溶剂(例如，C1-30烷烃、C2-30烯烃、C3-30炔烃、C3-30醛、C3-30酮、C2-30醚、C3-30酯、C3-30硫酯、C3-30硫醚、萜烯、C2-30有机硅烷或C2-30有机硅氧烷，其中每一种可以是环状或非环状的，并且可以可选地被卤化物或其他非极性取代基取代)以及亲水染料的混合物。合适的亲水染料可以包括但不限于阳离子或阴离子单偶氮染料、阳离子或阴离子二偶氮染料(重氮染料，diazo dye)、三苯甲烷染料、吡唑啉酮染料、吖啶、带电紫菜碱、噁嗪、二甲
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(diformzans)、有色金属和过渡金属络合物、金属盐、酸性蒽醌染料、两性蒽醌染料、阳离子二苯甲烷染料、带电聚甲川染料(带电多次甲基燃料，charged polymethine dye)、噻嗪、带电酞菁、甲
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(formazans)以及四唑染料。溶剂混合物可以利用表面活性剂稳定，并且染料可以仅以非连续极性相液滴存在。液滴可以是带电的或者可以以其他方式响应于电场。液滴的这种性能用来在像素内布置液滴。感兴趣的主要行为在于，液滴可能展开在整个像素区，这导致产生有色像素或者液滴可以被压紧，这导致产生透明像素。
聚合物分散的液晶(PDLC)、反相模式PDLC、聚合物网络液晶(PNLC)、聚合物封装的液晶(PELC)、铁电液晶、胆甾相液晶(胆甾基液晶)或聚合物稳定的胆甾相织构(聚合物促使稳定的胆甾相织构)(PSCT)也可以用作液体组合物。
聚合物分散的液晶(PDLC)显示装置通常具有较高的聚合物浓度(以聚合物基质形式)，按重量计为约20％至约80％，并且随机分散在聚合物基质中的液晶为微米尺寸液滴形式。这样的PDLC膜可在当施加的电压超过阈值时从半透明状态转变成透明状态。
对于聚合物网络液晶(PNLC)或聚合物稳定的胆甾相织构的组合物，聚合物浓度相对较低(例如，低于30％)，并且组合物中的聚合物形成三维网络以稳定液晶或胆甾相织构。这些组合物通常处于连续状态。填充到微杯中的组合物是液晶和聚合物前体的均相混合物。当三维聚合物网络形成时(通过辐照或热)，液晶和聚合物形成两个分离相。
在利用膜结构制备聚合物分散的液晶显示装置或聚合物网络液晶显示装置中，包括液晶和处于各向同性液体状态的聚合物前体的前体组合物首先填充到微杯中，接着将该液体组合物密封到微杯内。在密封经填充的微杯之后，被填充和密封的微杯通过UV光辐照以引起由聚合物前体形成的聚合物与液晶的相分离。可替换地，前体组合物可以首先填充到微杯中，接着通过辐照固化以形成PDLC或PNLC形态以及最后的密封步骤。在后一种情况下，在液晶组合物的辐射固化过程中优选使用氮气层或氩气保护，以使氧气抑制的作用最小化。
在任一种情况下聚合物前体的聚合作用可以通过辐照、热或其他途径如电子束来实现。
在由这些方法中的任一种制备的最终产物中，包括聚合物基质或三维聚合物网络和液晶液滴的液晶组合物形成离散单元，其由微杯间隔壁分开并封闭在单个微杯中。
在PDLC或PNLC液晶显示器中，微杯和密封层的折射率优选与液晶的折射率匹配。
前体组合物中的合适的聚合物前体可以包括但不限于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硫醇、烯烃、烯丙基醚。可选地，可以存在大约0.01％至约5％的光引发剂，以引发聚合作用。光引发剂选自由安息香醚引发剂、二苯酮型引发剂和噻吨酮型引发剂(thiozanthone-type initiator)组成的组。
在前体组合物中，液晶对聚合物前体的重量比的范围可以为约1％至约80％，优选为约2％至约60％。
包括具有正介电各向异性的液晶和以有效形成焦点圆锥和扭曲平面织构的量的手性材料的胆甾相液晶的组合物也可以用作液体组合物。手性材料具有有效反射可见光谱中的光的节线长，其中焦点圆锥和扭曲平面织构在没有电场的情况下是稳定的，并且液晶能够在施加电场后改变织构。对于这种组合物，合适的手性材料可以包括但不限于CB15、CE2和TM74A(由Merck生产)。如在聚合物稳定的胆甾相织构中，可以进一步添加聚合物如UV可固化热塑性和热固性聚合物以增强图像的稳定性。手性材料需要进行选择，取决于所使用的液晶，用于光学性能。
胆甾相液晶的组合物可以进一步包括聚合物网络。另外，微杯的内表面可以被变形处理(texture)。也可以具有在微杯内表面上制备的定向或锚固层。密封层也可以用作定向或锚固层。
如果在组合物中存在聚合物，则手性材料的浓度范围可以为约0.5％至约30％，或者如果在组合物中不存在聚合物，则手性材料的浓度范围可以为约20％至约70％。
液体组合物也可以是显示流体，如在美国专利第4,126,854、5,754,332、6,497,942和6,588,131号中所描述的，将它们的全部内容以其整体结合于此供参考。简而言之，所谓的扭转球显示装置的液体组合物可以包括几百万个随机分散在介电流体中的小珠。这些小珠(每一个容纳在油填充孔洞(空腔，cavity)中)在那些孔洞中自由转动。这些小珠是具有两种对比色(例如，黑色和白色、红色和白色)的半球的“双色拧转球(bichromal)”，并且是带电荷的，所以它们表现出电偶极子。当施加电压时，这些小珠转动以将一个有色侧面呈现给观看者。
液体组合物可以是向列型胶体。向列型胶体可以包括向列型液晶、硅石和/或粘土的纳米颗粒。规则向列型液晶(正介电各向异性)通常在施加的电压下在一个方向上从初始分散状态转变成垂直配向(homeotropic)透明状态，这通过内体积纳米颗粒网络稳定并在关闭施加的电压之后保持。
液体组合物也可以是电泳控制的向列型液晶组合物。在这种情况下，纳米颗粒的极性控制电迁移导致分子定向的稳定作用并在传统设计的液晶结构中提供双稳态或多稳态转换。
液体组合物也可以是宾-主液晶组合物。这样的组合物包括向列型液晶和二色染料。二色染料吸收光成分(light component)，其振动面平行于二色染料的主轴。另外，振动面垂直于二色染料的主轴的光成分通过宾-主液晶发射。向列型液晶(主)和二色染料(宾)在没有施加的电压下均匀定向。在施加的电压下，向列型液晶分子以及二色染料垂直于电场方向定向。光可以被调制以通过宾-主液晶吸收或发射，由此可以产生吸收对比度。
膜结构也可以用于药学应用，尤其是作为经皮递送装置(例如，膏药或斑贴(膜片，patch))。这样的递送装置可以用于局部或系统药物递送。在这种情况下，液体组合物包括活性成分，其可以是药剂或美容剂。药剂可以包括用于疾病诊断、治愈、减轻、治疗或预防的物质，或用来影响身体的结构或功能的物质。药剂可以是单一化学体(化学个体)或其药用盐，其以使得装置递送对要治疗的病征治疗有效量的量存在。构成治疗有效量的量将根据使用的药剂类型、要治疗的病症、共给药的任何药剂、允许组合物保持与患者皮肤接触的时间量、以及本领域技术人员已知的其他因素而变化。
基于组合物的总重量，液体组合物中存在的活性成分按重量计通常为约0.01％至约40％，优选为约1.0％至约20％。
适合用于经皮递送的任何药物可以用于本发明的膜结构。有用的药物的实例包括但不限于消炎药、抗细菌药、抗原生动物药、抗真菌药、冠状血管扩张药、钙通道阻滞药、支气管扩张药、酶抑制剂、抗高血压药、抗溃疡药、甾族激素、抗病毒药、免疫调节剂、局部麻醉剂、止咳药、抗组胺剂、麻醉性镇痛药、肽激素、性激素、酶、止恶心药、抗惊厥药、免疫抑制剂、精神治疗药、镇静剂、抗凝血剂、镇痛剂、抗心律不齐药、止吐剂、避孕药、抗癌药、神经疾病治疗药(neurologic agents)、止血剂、减肥药、戒烟药(smokingcessation regimen)等。
用于药学应用的液体组合物也可以包括赋形剂，如溶剂、助溶剂、增溶剂、溶剂改性剂、渗透增强剂、防腐剂、缓冲剂等。溶剂是液体组合物的主要组分，并且优选这样的溶剂，其中活性成分是可溶的或至少是基本上可溶的，或者可以制成可溶的或者变得可溶的(通过加入助溶剂或溶剂改性剂)。合适的溶剂可以选自通常用于经皮递送的药剂、美容剂、营养剂或其他活性试剂的任何溶剂。优选的溶剂包括2至6个碳原子，优选2至4个碳原子的低级醇，并且可以是一元醇如乙醇、异丙醇或仲丁醇，或多元醇如乙二醇、丙二醇、丁二醇或甘油。也可以使用溶剂的混合物。也可以以安全和无毒的量使用其他溶剂如酮(例如，丙酮或甲乙酮)、醚(例如，乙醚)。虽然溶剂体系通常是非水的，但是对于水溶性活性成分以及对于在水存在下稳定且在水存在下不会变性(变黑，denigrate)的那些活性成分，可以使用水。当溶剂中存在水时，在某些情况下，按总溶剂的重量计，其通常构成低于约50％，优选低于约10％，更优选低于约2％，尽管可以使用更多或更少，这取决于活性成分并且只要可满足本发明的目的。
通常，溶剂的总量要进行选择以确保活性成分和赋形剂的溶解并提供合适的产品粘度。基于总组合物，可以使用落入约5％至约90％，优选约25％至约75％范围内的溶剂量。
液体组合物优选以溶液形式。然而，也可以以悬浮液/分散液、乳液、凝胶等形式。
3、经填充微杯的密封
经填充微杯的密封可以以多种方式完成。因为经填充微杯的顶部开口是密封的，所以该密封也可以称为“顶部密封”。
一种方法是将密封组合物分散在液体组合物中。该密封组合物与液体组合物是不相混，并且优选具有低于液体组合物的比重。使这两种组合物(密封组合物和液体组合物)完全混合并立即涂覆到微杯上，利用精确涂覆机构如Myrad棒(bar)、凹版印刷、刮刀、条缝涂布(slot coating)或狭缝涂布。过量流体通过刮片(wiper blade)或类似装置刮掉。少量的弱溶剂或溶剂混合物如异丙醇、甲醇或其水溶液可以用来清洁微杯间隔壁的顶表面上的残余流体。密封组合物接着与液体组合物分离并浮在液体组合物的顶部。
可替换地，在液体组合物和密封组合物的混合物填充到微杯中之后，可以在顶部层压衬底以控制组合物的混合物的计量并且有利于密封组合物与液体组合物的相分离以形成均匀的密封层。使用的衬底可以是最终结构中的功能衬底或者可以是牺牲衬底，例如释放衬底，其可在后面去除。
然后通过原位(即，在与液体组合物接触时)固化密封组合物而形成密封层。密封组合物的固化可以通过UV或其他形式的辐照如可见光、IR或电子束来完成。可替换地，如果使用热或湿气可固化密封组合物，则也可以采用热或湿气来固化密封组合物。
可替换地，液体组合物可以首先填充到微杯中，接着将密封组合物涂刷(overcoat)到经填充的微杯上。该涂刷可以通过传统涂布和印刷工艺如垫布涂覆(毯式涂布，带式涂布，blanket coating)、喷墨印刷或其他印刷工艺来完成。在这种方法中，密封层原位形成，其中通过溶剂蒸发、辐照、热、湿气或界面反应而固化密封组合物。在UV固化之前的界面聚合对密封工艺非常有益。在液体组合物与密封覆层之间的混合显著受到通过界面聚合而在界面处形成薄阻隔层的抑制，然后密封通过后固化步骤优选通过UV辐照完成。为了进一步降低混合的程度，密封组合物的比重优选低于液体组合物的比重。挥发性有机溶剂可以用来调节密封覆层的粘度和厚度。为了最佳可密封性和可涂覆性，可以调节密封组合物的流变学(流变)。当在覆层中使用挥发性溶剂时，优选其与液体组合物中的溶剂不相混。
密封组合物中的组分极其依赖于液体组合物的化学和物理性质。优选地，密封组合物及其溶剂在液体组合物中具有低于约10％，优选低于约5％并且更优选低于约3％的溶解度，或者反之亦然。然而，即使溶解度高于10％，也有方法调节流变学，例如粘度和弹性、表面张力或界面张力，从而避免混合。
通常，密封组合物中的密封材料可以是热塑性、热固性树脂或其前体。这样的材料的实例可以包括但不限于多价丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯，氰基丙烯酸酯，多价乙烯基树脂(polyvalent vinyl)包括乙烯基苯、乙烯基硅烷、乙烯基醚，多价环氧化物，多价异氰酸酯，多价烯丙基树脂，含有可交联官能团的低聚物或聚合物等。
也可以向密封组合物中加入表面活性剂，以改善液体组合物和密封层之间的界面处的粘附力和润湿性。有用的表面活性剂包括离子和非离子表面活性剂。这些表面活性剂可以包括但不限于FC表面活性剂(购自3M公司)、Zonyl氟表面活性剂(购自DuPont)和BYK表面活性剂(购自美国BYK化学公司(BYK Chemie USA，Inc.))、聚硅氧烷基表面活性剂(例如，购自OSI专业公司(OSISpecialties，Inc.)的Silwet和Silquest表面活性剂)、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、烷基芳基聚醚(例如，月桂基、油烯基、硬脂基醇和乙氧基化壬基苯的乙氧基化产物)、脂肪酸的碱金属或铵盐；烷基、芳基或烷基芳基磺酸盐、硫酸盐、磷酸盐以及它们的混合物。
其他添加剂也可以加入到密封组合物中以有助于膜形成，从而改善密封稳定性或提供对于最终产物的加工必需的其他功能。合适的添加剂的实例可以包括聚合物粘结剂或增稠剂、光引发剂、催化剂、填料、着色剂、表面活性剂、增塑剂、抗氧化剂或有机溶剂。添加剂也可以是流变学改性剂如缔合型增稠剂ACRYSOL(购自罗门哈斯公司(Rohm and Haas Co.))、CAB-O-SIL热解硅石(购自Cabot Corp.)或光稳定剂如紫外光稳定剂(从Ciba以交易名称TINUVIN商业上获得(商购))。密封前体或添加剂可以在密封组合物中作为乳液或分散液存在。
其他合适的密封组合物披露于美国专利第7,005,468号、美国专利申请第10/665,898号(公开号2004-0120024A)、第10/651,540号(公开号2004-0112525A)和第10/762,196号(公开号2004-0219306A)，将其全部内容以其整体结合于此供参考。
由于液体组合物可以是水基、有机基、硅酮或氟碳基，所以密封组合物中的组分可以相应地进行选择。
对于水基液体组合物，密封组合物中的密封材料可以是疏水有机聚合物如聚丙烯酸酯、聚乙烯基醚、聚乙烯醇缩醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚脲、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚(异戊二烯)、聚丁二烯、植物蜡(植物，vegetable)、矿物蜡、聚己内酯、聚原酸酯、聚酐、环氧树脂、醇酸树脂、聚氯乙烯、纤维素衍生物或它们的共聚物。也可以使用硅酮聚合物或氟化聚合物，如具有PDMS(聚二甲基硅烷)亚单元的聚合物、具有全氟碳亚单元的聚合物、具有全氟醚亚单元的聚合物或它们的共聚物。类似化学性质的单体或低聚物可以存在于密封组合物中用于密封组合物的进一步固化。在这种类型的密封组合物中使用的溶剂可以是有机溶剂，如烷烃、酮、醚、醇或卤化溶剂，如FC-43(购自3M的主要是C12全氟化合物(perfluorinated compound))、卤碳油(购自Halocarbon ProductsCorporation)、Galden液(购自Solvay的低分子量全氟聚醚)、低分子量Krytox液(购自DuPont的全氟烷基醚)或含PDMS的溶剂，取决于组合物中使用的密封材料的溶解度。
对于有机基液体组合物，密封材料可以是利用水作为密封溶剂的水溶性聚合物。合适的水溶性聚合物或聚合物前体的实例可以包括但不限于纤维素聚合物、胶乳、假胶乳、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、PEG-PPG-PEG、PPG-PEG、PPG-PEG-PPG、聚乙烯基吡咯烷酮、PVP/VA多糖、淀粉、三聚氰胺-甲醛、磷脂等。密封材料也可以是利用水作为配制溶剂的水分散聚合物。合适的聚合物水分散液的实例可以包括水基聚氨酯、聚丙烯酸酯胶乳分散液等。作为密封材料，也可以使用硅酮聚合物或氟化聚合物。这样的聚合物可以选自由PDMS亚单元构成的聚合物或具有全氟碳亚单元的聚合物、具有全氟醚亚单元的聚合物或它们的共聚物。类似化学性质的单体或低聚物可以存在于密封组合物中用于该组合物的进一步固化。合适的溶剂可以包括溶剂如FC-43、卤碳油、Galden液、低分子量Krytox液或含PDMS的溶剂。
作为密封材料，也可以找到不相容有机聚合物用于某些有机基液体组合物。如果有机溶剂基液体组合物是亲水的，则其可以包含大量的聚合物基团，如聚环氧乙烷、醇或腈。在这种情况下，密封材料可以是疏水聚合物，如聚异戊二烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、它们的共聚物等，并且密封组合物中的溶剂可以是疏水溶剂如烷烃。
对于硅和氟碳基液体组合物，密封材料可以是利用水作为密封组合物中的密封溶剂的水溶性聚合物。合适的水溶性聚合物的实例可以包括但不限于纤维素聚合物、胶乳、假胶乳、明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、PEG-PPG-PEG、PPG-PEG、PPG-PEG-PPG、聚乙烯基吡咯烷酮、PVP/VA多糖、淀粉、三聚氰胺-甲醛、磷脂等。密封材料也可以是疏水有机聚合物，如聚(丙烯酸酯)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚(异戊二烯)、聚丁二烯、植物蜡、矿物蜡、聚己内酯、聚原酸酯、聚酐、环氧树脂或它们的共聚物。类似化学性质的单体或低聚物可以存在于密封组合物中用于密封组合物的进一步固化。密封组合物中使用的溶剂也可以是有机溶剂，如烷烃、酮、醚、醇等。
密封层是本发明膜结构的关键特征之一。密封组合物可以进行配制以获得最终产物的某些期望的化学或物理性能。例如，对于显示应用，当正确配制时，密封层可减低电压降以便增大施加至显示面板的有效电压。
密封层也可以被改性超出满足经填充微杯上的可涂布性和可密封性的要求。例如，密封层可以包含光定向组合物，其经辐照后将产生与填充到微杯中的组合物接触的定向表面。
对于经皮递送应用，活性成分以期望的速率渗透通过密封层。活性成分扩散通过密封层依赖于活性成分的性质、活性成分存在于其中的溶剂、活性成分和皮肤(表层)之间的密封层/粘附层或任何其他层的化学性质。通常，扩散的速率随着分子体积的增大而趋于降低。另一方面，皮肤渗透速率是活性成分通过皮肤的扩散系数、屏障分隔势(barrier partitioning tendency)、结合亲和力和代谢速率的函数。在本发明的这个方面，密封层优选是连续或微孔膜。连续膜可以由例如乙烯：乙酸乙烯酯共聚物(其可以包含适当量的乙酸乙烯酯，例如按重量计约0.5％至约40％)制备。
II、显示装置
图1的膜结构(10)可以用于显示装置。适合用于显示装置的液体组合物的实例在第1.2部分进行了讨论。图4a-4c描述了显示装置的各种可能的构造。
在图4a中，膜结构(40)夹在两个电极层(41a和41b)之间。用于举例说明目的，标记40a的一侧是密封层侧。在膜结构(40)与电极层之一(41a)之间可以存在底涂层(42)。底涂层可以由诸如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚酯、聚醚、纤维素树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或它们的组合的材料形成。用于底涂层的材料可以与用于形成微杯的材料相同。微杯(44)用显示液体(即，液体组合物45)填充并用密封层(46)密封。在膜结构的密封侧与电极层之一41b之间也可以存在粘附层(43)。所描述的显示装置可以从密封侧(如果密封层、粘附层(如果存在的话)以及电极层41b是透明的)或从非密封侧(如果底涂层(如果存在的话)和电极层41a是透明的)进行观察。
对于面内切换模式显示装置如在美国专利第6,885,495号(将其全部内容结合于此供参考)中披露的显示装置，膜结构夹在一个衬底层与一个电极层之间。
对于显示装置，膜结构的一侧可以是共用电极层且膜结构的另一侧可以通过记录笔或扫描装置在其暴露面上施加电压以实现图像更新。
图4b和4c描述了称为半成品显示面板的显示面板。
在图4b中，半成品显示面板包括夹在临时衬底(47a)与电极层或永久衬底层(47b)之间的膜结构。临时衬底(47a)和电极层或永久衬底层(47b)的位置可以变换。
在图4c中，膜结构(40)夹在两个临时衬底层(48a和48b)之间。
显示面板或半成品显示面板可以涂覆有保护层。保护层可以由硅酮、氟碳化合物、聚乙烯或聚丙烯形成，并易于剥落。
底涂层(42)和粘附层(43)也可以可选地存在于如所示例的半成品显示面板的任一个中。
半成品显示面板可通过本申请和美国专利申请第10/351,460号(公开号2003-0179436A)(将其全部内容结合于此供参考)中披露的方法中的任一种形成。
临时衬底如释放衬里(衬垫)可以由选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、纸以及它们的层压或包覆膜组成的组的材料形成。硅酮释放涂层也可以施加到临时衬底上以改善释放性能。
临时衬底层可以包括涂覆在临时衬底层任一侧上的导电层或者临时衬底层可以本身是导电的。
半成品显示面板可以以卷制品(roll)的形式提供给消费者，并且消费者可以将半成品面板的卷制品切成期望的形式和尺寸以满足他们的特定需要。
图5中例示了半成品面板向成品显示面板的转变。
图5a示出了半成品显示面板的卷制品。图5b示出了半成品显示面板(包括夹在临时衬底(51)与第一电极层或永久衬底层(52)之间的膜结构(50))的剖视图。标记为50a的一侧是密封层侧。临时衬底(51)层压在膜结构上，可选地在膜(50)与临时衬底(51)之间具有粘附层(53a)。层53是密封层。图5c示出了临时衬底(51)被剥落。在图5d中，第二电极层(54)层压在膜结构上。可替换地，电极层可以通过诸如涂布、印刷、蒸气沉积、溅射或它们的组合的方法设置在膜结构上。
在图5d所示的成品显示面板中，密封侧50a或非密封侧可以是观察侧。
当半成品面板包括夹在两个临时衬底层之间的膜结构时，半成品显示面板可以通过去除两个临时衬底层、接着在膜结构上层压两个永久衬底层(其中的至少一个包括电极层)而转变成成品显示面板。可替换地，永久衬底层可以通过诸如涂布、印刷、蒸气沉积、溅射或它们的组合的方法设置在膜结构上。
对于显示应用，在电场路径上的任何层可以根据驱动方法进一步优化以最大化在显示介质上的有效驱动电压。例如，对于DC驱动显示器，相比于有源显示介质，在电场路径中的层优选地具有相对较低的电阻。低电阻可以通过控制层的聚合物基质的Tg、极性和交联密度，或通过向各层中加入导电填料或低电阻填料而实现。对于AC驱动显示器，这些层优选具有高介电常数。高介电常数可以通过加入高介电常数填料，例如，Perovskite、钛酸钡(BaTiO)或钛酸铅(PbTiO3)而实现。对于电流驱动显示器，这些层优选是导电的。导电性可以通过使用导电聚合物或加入导电填料而实现。
图9举例说明了通过可替换的工艺制备的显示装置。在该工艺中，包括微杯(90)的膜结构直接形成在第一衬底(91)上。有用的非导电(非传导)衬底可以包括但不限于玻璃、用非导电或介电层涂刷或层压的金属片或膜、以及塑料膜如环氧树脂、聚酰亚胺、聚砜、聚芳醚、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(聚对萘二甲酸乙二醇酯，polyethyleneterenaphthalate)(PEN)、聚(环烯烃)以及它们的复合物。
微杯可以通过如本申请中所述的任何方法形成。在形成微杯之后，第一导电层(92)形成在微杯的包括侧表面(93a)、底表面(93b)的表面(93)和间隔壁(95)的顶表面(93c)上。在一个实施方式中，第一导电层可以仅形成在侧表面(93a)和底表面(93b)上。在另一个实施方式中，第一导电层可以形成在侧表面(93a)、底表面(93b)和间隔壁的顶表面(93c)上，并且在这种情况下，间隔壁顶表面(93c)上的第一导电层可以在后面完全或部分地去除。第一导电层在间隔壁顶表面上的导电层被完全去除时具有不连续图案。在这种情况下，不连续第一导电层可以通过通孔连接至驱动组件。
第一导电层可以通过无电镀、溅射、真空沉积、印刷、或它们的组合形成在微杯的表面上。有用的导电层可以包括但不限于金属导体如铝、铜、锌、锡、钼、镍、铬、银、金、铁、铟、铊、钛、钽、钨、铑、钯、铂或钴等，和金属氧化物导体如氧化铟锡(氧化锡铟)(ITO)或氧化铟锌(IZO)，以及来源于上述金属和/或金属氧化物、或导电聚合物的合金或多层复合膜。而且，本文所述的导电层可以包括单层薄膜或多层薄膜。ITO膜在许多应用中是特别感兴趣的，因为它们在可见光区是高度透射的(transmission)。
第一导电层的图案化可以通过例如光刻工艺完成，该光刻工艺包括的步骤包括：(i)用光刻胶(光致抗蚀剂)涂覆导体膜；(ii)通过经由光掩模成像地将其暴露于例如紫外光而图案化光刻胶；(iii)通过从暴露或未暴露区去除光刻胶而“显影”图案化图像，取决于使用的光刻胶的类型，以在要去除光刻胶的区域(即，没有设置电极线的区域)中显露导电层；(iv)使用化学蚀刻工艺来从已去除了光刻胶的区域去除导电层；以及(v)剥去剩余光刻胶以显露电极线。
可替换地，光刻胶可以印刷在第一导电层上，接着进行蚀刻和剥离以显露导电图案。
仍可替换地，导电层可以通过使用激光的干法蚀刻或通过在微杯的表面上层压粘附带并在表面的所选区域上剥去导电层而图案化。
仍可替换地，第一导电层可以通过将掩模层印刷在微杯表面上，接着通过例如蒸气沉积或溅射来沉积导电层而被图案化。更具体地，在微杯的表面上形成第一导电膜可以通过在该表面上首先印刷可剥离印刷材料而完成。印刷的可剥离材料限定了其中没有形成导电膜结构的表面上的区域。换句话说，印刷的可剥离材料基本上不存在于其中要形成导电膜结构的表面上的区域中。然后将一薄层导电材料沉积在图案化表面上，接着从该表面剥去可剥离材料，由此去除可剥离材料和其上形成的任何导电材料，留下图案化导电膜结构。
可替换地，在微杯的表面上形成图案化导电膜结构可以通过首先在限定其中要形成导电膜结构的区域的表面上印刷可印刷材料来完成。然后将导电薄膜沉积在微杯表面上。在这种情况下，导电膜比没有可印刷材料的表面更牢固地粘附于可印刷材料。在使用不会从可印刷材料剥去导电膜的剥离工艺剥去直接在表面上形成的导电膜之后，保持在用来限定其中要形成导电膜结构的区域的可印刷材料上形成导电膜结构。这些方法描述于2003年4月23日提交的共同未决(共同待决，co-pending)申请，美国序列号10/422,557(对应于WO03/091788)中，将其全部内容结合于此供参考。
沉积的第一导电层(尤其是沉积在间隔壁顶表面上的第一导电层)可以通过例如以下被选择性地去除或图案化：(1)光刻暴露接着蚀刻和剥离；(2)激光干法蚀刻或(3)利用粘附带层压导电层/微杯/衬底结构，接着在间隔壁顶表面上机械地剥去导电层。
在第一导电层形成在微杯的表面上之后，然后如以上部分所述，微杯用显示流体(96)填充并用密封层(97)密封。可选地，在填充和密封显示流体之前，可以将电极保护层涂覆在第一导电层上。
如果需要，然后将包括经填充和密封的微杯的膜结构与第二导电层(98)一起层压，可选地具有粘附层(99)。如果第二导电层通过例如薄膜溅射或蒸气沉积进行沉积，则第二非导电衬底层可以层压在第二导电层上，可选地具有粘附层。
第一导电层(92)具有的厚度在1nm至3000nm的范围内，优选在20nm至500nm的范围内，更优选在50nm至150nm的范围内。
在包括微杯(90)的膜结构与第一衬底(91)之间可以存在第三导电层(未示出)，尤其是在膜结构上形成不连续导体图案时。第一导电层可以通过例如在间隔壁的顶表面上去除导电层而具有不连续图案(即，未连续的)。
第二和第三导电层独立地也可以通过上述的任何方法图案化。
在一个实施方式中，第一导电层可以通过薄膜沉积(例如溅射或蒸气沉积)而设置在微杯的表面上。在另一个实施方式中，第二导电层可以通过薄膜沉积、印刷或层压而形成在膜结构上。在另外的实施方式中，第三导电层，如果存在的话，可以通过薄膜沉积、印刷或层压而形成在第一衬底上，并且在第三导电层上形成微杯。
在本发明的这个方面提及的这种显示流体(96)可以是上文提及的任何液体组合物/显示流体。例如，显示流体可以是包括液晶和聚合物基质或三维聚合物网络的液晶组合物；或者包括液晶和手性材料的液晶组合物。
III、经皮递送装置
图1的膜结构(10)可以用于经皮递送膜。适合用于经皮递送装置的液体组合物的实例在第1.2部分中论述过。可以用作递送系统的扩散膜的密封层的形成在第1.3部分中论述过。
图8示出了本发明的经皮递送系统的一个实例。膜结构(80)包括一个或多个微杯，其用含有活性成分的液体组合物(81)填充。每一个微杯用密封层/扩散膜(82)密封。存在一个皮肤接触层(83)，其具有一些粘附性能以允许膜结构可以粘附至患者皮肤。任何压敏粘附层适合作为皮肤接触层。皮肤接触层优选对水蒸气(即，汗液)和空气具有良好的渗透性。合适的皮肤接触压敏胶可以包括但不限于丙烯酸酯共聚物、合成橡胶如聚异丁烯、聚异戊二烯、苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯基醚、硅酮聚合物以及它们的组合。
释放衬里(84)置于皮肤接触层(83)上。可以在使用之前剥离释放衬里以便可以暴露含药物的膜结构。释放层可以由本领域已知的可自然剥离的聚合物形成，或由通过用硅酮或氟碳化合物处理表面而使得对活性成分不可渗透的聚合物(其易于剥落)形成。微杯形成在衬底层(86)上。也可以存在可选的底涂层(85)。
经皮递送膜的厚度(不包括衬底厚度)通常在约5μm至约500μm，优选在约10μm至约200μm的范围内。
IV、包含一个单一液体组合物的膜结构的制备
通过如图6所示的流程图举例说明了该工艺。所有的微杯用相同的液体组合物填充。该工艺可以是包括以下步骤的连续卷对卷工艺：
1、在衬底层(61)上涂覆一层可压印组合物(60)。衬底层可以包括电极层，取决于预计的最终产品。
2、通过预先图案化的阳模(62)在高于可压印组合物的玻璃化转变温度的温度下压印该可压印组合物。
3、从可压印组合物层释放该模具，优选地在该层固化期间或之后。
4、用液体组合物(64)填充在由此形成的微杯(63)中。
5、通过在第1.3部分中论述的密封方法之一(例如，UV固化65)而密封经填充的微杯。
6、根据需要在经填充和密封的微杯上层压其他层(例如66)。粘合剂(67)可以用于层压步骤。粘合剂可以是压敏胶、热熔胶，热、湿气或辐照可固化粘合剂。层压粘合剂可以通过辐照如UV(68)进行后固化。包含膜结构的成品膜然后可以在层压步骤之后切成(69)期望的尺寸。
在步骤6中，代替层压到膜结构上，电极层可以通过诸如涂覆、印刷、蒸气沉积、溅射或它们的组合的方法而直接形成在膜结构上。有源基质驱动结构也可以直接构建在膜结构上。
以上描述的微杯的制备可以方便地由在第1.1部分中披露的其他方法代替。
V、包含多于一种类型的液体组合物的膜结构的制备
对于包含多于一种类型的液体组合物的膜结构的制备，需要额外的步骤。这些额外的步骤包括：(1)利用正性作用的干膜光刻胶层压已形成的微杯；(2)通过成像地暴露光刻胶而选择性地打开预定数量的微杯；(3)用第一液体组合物填充打开的微杯；以及(4)通过在第1.3部分中论述的方法之一密封经填充的微杯。这些额外的步骤可以重复以形成用不同类型的液体组合物填充的微杯。
对于显示应用，不同液体组合物可以有助于不同颜色或其他转换性能。对于经皮递送系统，不同液体组合物可以具有不同活性成分或包含相同活性成分的不同组合物。这些仅是一些实例。
更具体地，包含不同类型液体组合物的膜结构可以根据如图7所示的步骤进行制备。
1、在衬底层(71)上涂覆一层可压印组合物(70)。衬底层可以包括电极层，取决于预计的最终产品。
2、通过预先图案化的阳模在高于可压印组合物的玻璃化转变温度的温度下压印该可压印组合物层。
3、从可压印组合物层释放该模具，优选地在该可压印组合物固化期间或之后。
4、层压由此形成的微杯(72)与正性干膜光刻胶(74)和粘附层(73)。
5、通过UV、可见光或其他辐照方式成像地暴露(图7c)正性光刻胶以打开暴露区域中的微杯。步骤4和5的目的是选择性地在预定区域中打开微杯(图7d)。
6、用第一液体组合物(75)填充打开的微杯。
7、通过在第1.3部分中论述的密封方法中的任何一种而密封经填充的微杯(76)。
8、上述步骤5-7可以重复以在不同区域中形成用不同液体组合物填充的微杯(图7e、7f和7g)。
9、如果需要层压经填充和密封的微杯与其他层(77)。该层压可以可选地利用粘合剂(78)，如压敏胶，热熔胶，热、湿气或辐照可固化粘合剂来完成。
10、如果需要，固化粘合剂。
在步骤9中，代替层压，电极层可以通过诸如涂覆、印刷、蒸气沉积、溅射或它们的组合的方法直接设置在膜结构上。有源基质驱动结构也可以直接构建在膜结构上。
微杯的填充也可以通过用喷墨印刷在预定位置在不同液体组合物中计量来完成。可替换地，液体组合物中的不同组分可以溶解在挥发性溶剂中，并首先进行喷墨印刷。在干燥之后，可以垫布涂覆共有液体组合物，接着进行密封。
在上述工艺中描述的微杯的制备可以方便地由在第1.1部分中论述的可替换方法代替。
本发明的膜结构的厚度可以如同一张纸一样薄。膜结构的宽度为涂布基料的厚度(通常为3-90英寸)。膜结构的长度可以为几英寸至几千英尺，这取决于辊的尺寸。
膜结构可以整合到装置中。应当理解，装置可以具有一层或多层膜结构。
本发明的关键优点之一在于，膜结构可以连续地或半连续地在基料(web)上卷对卷地制备。
连续工艺在图6中示出，其中压印和填充/密封是不间断地连续实施的。半连续工艺是这样的工艺，其中一些步骤可以连续地实施；但不是整个工艺。例如，在微杯形成与填充/密封步骤之间可以存在间断或者在填充/密封步骤与层压步骤之间可以存在间断。
如图7所示的工艺也可以连续或半连续地实施。换句话说，多个步骤可以不间断地连续实施或者一些步骤可以连续地实施但不是整个工艺。
此外，在连续工艺或半连续工艺中，一个或多个步骤可以以停停走走(stop-n-go)模式实施。该停停走走模式可以以规则或不规则间隔实施。
本发明的膜结构使得能够进行这样的形式灵活且有效的卷对卷连续或半连续生产。这些工艺易于规模化，可以低成本有效地实施。
虽然本发明已参照其具体实施方式进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的真实精神和范围的情况下，可以进行各种变化并且可以等同替换。另外，可以进行许多改变以使特定情况、材料、组合物、工艺、工艺步骤或多个工艺步骤适合于本发明的目的、精神和范围。所有这样的改变都将在所附权利要求的范围内。

Claims (38)

1.一种液晶显示器，包括：
a)一个或多个包括间隔壁和顶部开口的微杯；
b)填充在所述微杯中的液晶组合物，其中，所述液晶组合物包括液晶和聚合物基质或三维聚合物网络；以及
c)将所述液晶组合物封闭在所述微杯内的密封层，其中，所述密封层是原位固化的。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述微杯和所述密封层的折射率与所述液晶的折射率紧密匹配。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，进一步包括在所述微杯的内表面上制备的定向或锚固层。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述液晶组合物通过固化包括液晶和聚合物前体的前体组合物而形成。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述密封层由在所述液晶组合物或所述前体组合物中具有低于5％的溶解度的密封组合物形成。
6.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述聚合物前体选自由丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、硫醇、烯烃以及环氧化物组成的组。
7.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述密封层由包括热塑性或热固性前体的密封组合物形成。
8.根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述密封层由包含选自由多价丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、氰基丙烯酸酯、多价乙烯基树脂、多价环氧化物、多价异氰酸酯、多价烯丙基树脂、以及含有可交联官能团的低聚物或聚合物组成的组中的材料的密封组合物形成。
9.根据权利要求4所述的液晶显示器，其中，所述前体组合物的固化通过辐照或热固化完成。
10.根据权利要求1所述的液晶显示器，进一步包括两个电极层，并且经填充和密封的微杯夹在所述两个电极层之间。
11.根据权利要求1所述的液晶显示器，进一步包括一个电极层和一个临时衬底层，并且经填充和密封的微杯夹在所述电极层与所述临时衬底层之间。
12.根据权利要求10所述的液晶显示器，其中，所述临时衬底层进一步包括导电层或者所述临时衬底层本身是导电的。
13.一种液晶显示器，包括：
a)一个或多个包括间隔壁和顶部开口的微杯；
b)填充在所述微杯中的液晶组合物，其中，所述液晶组合物包括液晶和手性材料；以及
c)将所述液晶组合物封闭在所述微杯内的密封层，其中，所述密封层是原位固化的。
14.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中，所述微杯的内表面被变形处理。
15.根据权利要求13所述的液晶显示器，进一步包括在所述微杯的内表面上制备的定向或锚固层。
16.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中，所述液晶组合物进一步包括聚合物网络。
17.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中，所述密封层用作定向或锚固层。
18.根据权利要求13所述的液晶显示器，其中，所述密封层由在所述液晶组合物或所述前体组合物中具有低于5％的溶解度的密封组合物形成。
19.一种用于制造液晶显示器的方法，所述方法包括：
a)形成包括间隔壁和顶部开口的微杯；
b)用包括液晶和聚合物前体的前体组合物填充所述微杯；
c)原位固化密封层以密封经填充的微杯。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述前体组合物在所述密封层固化之前固化。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述前体组合物在所述密封层固化之后固化。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述前体组合物在所述密封层固化时固化。
23.一种用于制造液晶显示器的方法，所述方法包括：
a)形成包括间隔壁和顶部开口的微杯；
b)用包括液晶和手性材料的液晶组合物填充所述微杯；
c)原位固化密封层以密封经填充的微杯。
24.一种显示装置，所述显示装置包括：
a)一系列微杯，其中，每一个所述微杯包括：
(i)间隔壁；
(ii)在所述微杯中的涂覆在所述微杯的侧表面和底表面上的第一导电层；
(iii)填充在所述微杯中的液晶组合物；和
(iv)由密封组合物形成的聚合物密封层，所述密封组合物具有低于所述液晶组合物的比重；以及
b)第二导电层，所述第二导电层置于所述一系列经填充和密封的微杯上。
25.根据权利要求24所述的显示装置，其中，所述液晶组合物包括液晶和聚合物基质或三维聚合物网络。
26.根据权利要求24所述的显示装置，其中，所述液晶组合物包括液晶和手性材料。
27.一种用于通过受试者的皮肤递送药剂或美容剂的经皮递送系统，所述递送系统包括：
a)一个或多个包括间隔壁和顶部开口的微杯；
b)填充在所述微杯中的液体组合物，其中，所述液体组合物包括所述药剂或美容剂；以及
c)将所述液体组合物封闭在所述微杯内的密封层，其中，所述密封层是原位固化的。
28.根据权利要求27所述的经皮递送系统，其中，在所述液体组合物中的所述药剂或美容剂能够通过所述密封层和皮肤接触粘附层扩散。
29.根据权利要求28所述的经皮递送系统，所述经皮递送系统进一步包括释放层。
30.根据权利要求27所述的经皮递送系统，其中，所述微杯用包括不同药剂或美容剂的液体组合物填充。
31.根据权利要求27所述的经皮递送系统，其中，基于所述液体组合物的总重量，所述药剂或美容剂的量按重量计为约0.01％至约40％。
32.根据权利要求31所述的经皮递送系统，其中，基于所述液体组合物的总重量，所述药剂或美容剂的量按重量计为约1.0％至约20％。
33.根据权利要求27所述的经皮递送系统，其中，所述液体组合物进一步包括赋形剂。
34.根据权利要求33所述的经皮递送系统，其中，所述赋形剂是溶剂、助溶剂、增溶剂、溶剂改性剂、渗透增强剂、防腐剂或缓冲剂。
35.根据权利要求34所述的经皮递送系统，其中，所述溶剂是2至6个碳原子的醇。
36.根据权利要求27所述的经皮递送系统，其中，所述密封层是连续或微孔膜。
37.根据权利要求36所述的经皮递送系统，其中，所述连续膜由包含乙烯:乙酸乙烯酯共聚物的组合物形成。
38.根据权利要求35所述的经皮递送系统，其中，所述密封层由在所述液体组合物中具有低于10％的溶解度的密封组合物形成。
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