KR20090039724A - 액체-함유 필름 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 마이크로컵을 포함하는 필름 구조를 설명하고, 이 마이크로컵은 액체 조성물로 충진되고, 인시츄로 경화된 밀봉층을 통해 상부-밀봉된다. 이 액체 조성물은 디스플레이 유체 또는 약학 조성물일 수도 있다. 본 발명은, 액정 디스플레이, 디스플레이 디바이스 및 경피 전달 시스템에 대한 것이다.

마이크로컵, 충진, 밀봉, 액정 조성물, 폴리머 전구체, 전극층

Description

액체-함유 필름 구조체{LIQUID-CONTAINING FILM STRUCTURE}

관련 기술의 개시

액체 성분을 함유하는 주변 플레이트 또는 벽 (wall) 을 갖는 다양한 구조가 사전에 공지되었다. 예를 들어, 액체 성분은 2 개의 병렬 또는 병렬에 가까운 표면들 사이에 충진될 수도 있으며, 이러한 경우, 액체 성분은 연속적인 형태로 존재한다. 2 개의 플레이트는 액체 성분의 후속 충진을 위한 충진 홀로 먼저 밀봉된 에지일 수도 있다. 이와 다르게, 액체 성분은, 2 개의 플레이트 중 하나의 플레이트 상에 떨어질 수도 있고 (에지 밀봉 접착제의 도포 이전 또는 이후), 그후, 제 1 플레이트의 상부에 제 2 플레이트를 위치시켜 2 개의 플레이트 사이에 액체 성분을 함유하도록 수행된다. 몇몇 경우에서, 2 개의 플레이트들들 사이의 거리를 조절하기 위해 연속적인 액상 (continuous liquid phase) 내에 스페이서가 존재할 수도 있다. 그러나, 이러한 연속적인 액상 구조체는 특정 단점을 갖는다. 예를 들어, 특히, 플레이트들이 플렉시블 기판일 때의 구조적 충실성 (structure integrity) 및 깊이 제어성이 결핍된다. 또한, 이러한 유형의 구조체는 생산과정이 유연한 포맷 (format) 이 아니고, 단단한 표면 플레이트가 포함된 경우, 배치 제조 (batch manufacturing) 가 요구되어 낮은 생산 효율성을 초래한다.

또한, 예를 들어, 마이크로캡슐화에 의해, 액체 성분을 작은 컴파트먼트 (compartment) 로 분할할 수 있다. 각각의 액적 (droplet) 은 벽재 (wall material) 로 감싸져서 견고한 (discreet) 컴파트먼트를 형성하고, 이러한 컴파트먼트는 2 개의 병렬 또는 병렬에 가까운 표면들 사이에 배치된다. 상이한 유형의 어플리케이션에 대한 액체 성분의 마이크로캡슐화의 수많은 예들이 있다. 디스플레이 분야에서, 예를 들어, 캡슐화된 전기영동 디스플레이, 콜레스테롤 액정 디스플레이가 존재한다. 약학 분야에서, 약은 방출을 조절하기 위해 캡슐화될 수도 있다. 이미징 분야에서, 광/압력 유도 이미징 개발을 위해 염료 및 UV 경화성 모노머가 캡슐화될 수도 있다. 이 접근방식에서, 캡슐화된 제품 또는 디바이스의 성능은 마이크로캡슐의 크기 분포에 의존한다. 이것은, 마이크로캡슐의 크기를 원하는 범위 내로 조절하는데 난제일 수 있다. 또한, 일반적으로, 캡슐 벽은, 구조적 충실성을 위해, 특히 플렉시블 기판을 갖는, 우수한 기계적 지지체를 제공하지 않는다. 재료 선택은 마이크로캡슐화 기술에 따른 다른 문제이다. 수많은 경우에서, 여분의 화학물질(들)이 분산상 (dispersed phase) 을 안정화시키는데 필요하지만, 이러한 여분의 화학물질(들)은 최종 제품에 유해할 수도 있다.

미국 특허 제6,930,818호와 관련 특허 및 특허 출원은 단색 (monochrome) 또는 다색 (multi-color) 전기영동 디스플레이를 위한 마이크로컵 구조체를 설명한다. 전기영동 디스플레이 디바이스는, 마이크로컵이 유전 용매 또는 용매 혼합물에 분산된 충전된 안료 파티클을 포함하는 전기영동 유체로 충진될 때, 형성된다. 미국 특허 제6,795,138호와 관련 특허 및 특허 출원은, 또한, 마이크로컵 구조체를 활용하는 액정 디스플레이를 기재한다. 이 마이크로컵에 충진된 액정 조성물은, 하나 이상의 게스트 염료(들), 특히, 이색성 염료(들)을 더 포함할 수도 있다. US 특허 출원 공개 번호 제2005-0012881A호는 3-차원 이미지를 디스플레이할 수 있는 디스플레이 디바이스를 설명하고, 마이크로컵이 광활성 전기영동 분산액으로 충진될 때 이러한 디스플레이 디바이스가 형성된다. US 특허 출원 공개 번호 제2006-0139724호는, 마이크로컵이 전해액 (electrolyte fluid) 또는 전기변색액 (electrochromic fluid) 으로 충진될 때, 형성되는 전착 디스플레이 디바이스 또는 전기변색 디스플레이 디바이스를 기재한다. 앞서 참조된 모든 특허 및 특허 출원의 내용은 그 전체를 본 명세서에서 참조한다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 필름 구조체를 도시한다.

도 2a 및 도 2b 는 마이크로엠보싱 공정을 도시한다.

도 3a 내지 도 3c 는 마이크로컵의 제조를 위한 이미지와이즈 노광 공정을 도시한다.

도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 필름 구조체로부터 제조된 디스플레이 디바이스의 구조를 나타낸다.

도 5 는 반-완성된 디스플레이 패널이 완성된 디스플레이 패널로 어떻게 변환될 수 있는지를 나타낸다.

도 6 은 하나의 단일 액체 조성물을 함유하는 필름 구조체를 포함하는 공정을 도시한다.

도 7 은 둘 이상의 액체 조성물을 함유하는 필름 구조체를 포함하는 공정을 도시한다.

도 8 은 경피 (transdermal) 전달 필름의 예를 도시한다.

도 9 는 디스플레이 셀 (예를 들어, 마이크로컵) 의 내부 표면이 도전층으로 코팅된 디스플레이 디바이스를 도시한다.

본 발명의 개요

본 출원은, 하나 이상의 마이크로컵을 포함하는 필름 구조체를 설명하고, 이 마이크로컵은 액체 조성물로 충진되고, 상부는 인시츄 (in situ) 로 경화된 밀봉층으로 밀봉된다.

본 발명의 제 1 양태는, 필름 구조체를 활용하는 액정 디스플레이를 나타낸다. 액정 디스플레이는, (a) 격벽 (partition wall) 및 상부-개구 (top-opening) 를 포함하는 하나 이상의 마이크로컵, (b) 마이크로컵에 충진된, 액정 조성물이 액정 및 폴리머 매트릭스 또는 3-차원 폴리머 네트워크를 포함하는 액정 조성물; 및 (c) 마이크로컵 내의 액정 조성물을 밀봉하고, 밀봉층이 인시츄로 경화된 밀봉층을 포함한다. 액정 조성물은 액정 및 폴리머 전구체를 포함하는 전구체 조성물을 경화시킴으로써 형성된다. 전구체 조성물은, 밀봉층의 경화 이전 또는 이후에, 또는 밀봉층이 경화되는 동시에 경화될 수도 있다.

이와 다르게, 액정 디스플레이 내의 액정 조성물은 액정, 키랄재 및 선택적으로 폴리머 네트워크를 포함할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 디스플레이 디바이스는, (1) 기판상에 마이크 로컵을 포함하는 필름 구조를 형성하고, (2) 마이크로컵의 측면 (side surface) 및 저면 (bottom surface) 및 격벽의 상면 (top surface) 을 포함하는 마이크로컵의 내부 표면 상에 제 1 도전층을 형성하고, (3) 디스플레이 유체로 마이크로컵을 충진하고, 충진된 마이크로컵을 밀봉하며, 그리고 (4) 선택적으로 접착층에 의해, 충진되고 밀봉된 마이크로컵상에 제 2 도전층을 적층 또는 증착함으로써, 제조된다. 제 2 도전층이, 예를 들어, 프린팅, 박막 스퍼터링 또는 증기 증착에 의해 증착되는 경우, 제 2 기판 층은 선택적으로는 접착층에 의해 제 2 도전층상에 적층될 수도 있다. 이 실시형태에서, 제 1 도전층은 마이크로컵 표면과 디스플레이 유체 사이에 배치된다. 선택적으로, 전극 보호층, 텍스쳐 층, 얼라인먼트 층, 앵커링 층 (anchoring layer), 또는, 다른 성능 강화층이, 디스플레이 유체의 충진 및 밀봉 이전에 제 1 도전층 상부에 코팅될 수도 있다. 이 출원에 기재된 임의의 디스플레이 유체는 본 명의 실시형태에 이용될 수도 있다.

본 발명의 제 2 양태는, 필름 구조체를 활용하는 경피 (transdermal) 전달 시스템을 나타낸다. 경피 전달 시스템은, (a) 격벽 및 상부-개구를 포함하는 하나 이상의 마이크로컵; (b) 약제 (medicinal agent) 또는 미용제 (cosmetic agent) 를 포함하며 마이크로컵에 충진된 액체 조성물; 및 (c) 인시츄로 경화되며 마이크로컵 내의 액체 조성물을 밀봉하는 밀봉층을 포함한다. 경피 전달 시스템의 마이크로컵은 상이한 약제 또는 미용제를 함유하는 액체 조성물로 충진될 수도 있다.

필름 구조체를 이용하여, 액체 조성물은 개별적인 마이크로컵에 충진되고, 충진된 마이크로컵은 상부-밀봉된다. 마이크로컵의 크기는 사전결정되고 제어될 수 있다. 또한, 사실상, 마이크로컵 벽은 상부 기판과 하부 기판을 서로 고정된 거리로 유지하기 위한 빌트-인 스페이서이다. 필름 구조체의 기계적 특성 및 구조적 충실성은 상당히 개선된다. 또한, 필름 구조체의 이용은 디스플레이 패널의 형성에 요구되는 에지 밀봉 접착제의 필요성을 제거한다. 더욱 중요하게, 마이크로컵-기반의 필름 구조체는 포맷 플렉시블 제조 공정을 가능하게 하고, 여기서, 이러한 제조 공정은 그 후에 임의의 원하는 크기로 절단될 수 있는 큰 시트 포맷으로 필름 구조체의 연속적인 출력을 발생시킨다.

발명의 상세한 설명

I. 필름 구조체

도 1 은 하나 이상의 마이크로컵 (11) 을 포함하는 필름 구조체 (10) 를 도시한다. 이 마이크로컵은 격벽 (16) 및 상부 개구 (17) 를 포함한다. 필름 구조체 (10) 는 전극층 (미도시) 을 선택적으로 포함할 수도 있는 기판층 (12) 상부에 형성될 수도 있다. 또한, 마이크로컵과 기판층 (12) 사이에 선택적 프라이머 층 (15) 이 있을 수도 있다. 마이크로컵은 액체 조성물 (13) 로 충진되고, 폴리머 밀봉층 (14) 으로 상부-밀봉된다.

1. 마이크로컵의 형성

(a) 마이크로엠보싱

이 프로세싱 단계는 도 2a 및 도 2b 에 도시된다. 볼록 몰드 (20; male mold) 가 웹 (24) 의 상부 (도 2a) 또는 하부 (도 2b) 중 한 부분에 배치될 수도 있다. 마이크로컵은 플렉시블 기판층 (21) 상부에 형성될 수도 있다. 기판층 (21) 은, 특히, 전압 또는 전류의 인가를 수반하는 동작의 디스플레이 어플리케이션 또는 다른 어플리케이션에 적절한 전극층 (미도시) 을 선택적으로 포함한다. 만약 포함하는 경우, 전극층은 일반적으로 기판층 상부의 투명 도전성 필름이다. 포함하지 않는 경우, 기판층은 단단할 수도 있고, 이러한 경우, 마이크로컵 층은 배치 프로세스에 의해 제조될 수도 있다.

열가소성 또는 열경화성 전구체와 같은, 엠보싱 (embossable) 조성물 (22) 의 층이 기판층 (21) 상부에 코팅된다. 엠보싱 조성물은, 그 엠보싱 조성물의 유리 전이 온도 (또는 Tg) 보다 높은 온도에서 롤러, 플레이트 또는 벨트의 형태로 볼록 몰드 (20) 에 의해 엠보싱 처리된다.

또한, 단단한 엠보싱이 이용될 수도 있다. 종래의 등온 (isothermal) 엠보싱 기술은, 기판의 유리 전이 온도 (Tg) 보다 높은 온도로 몰드 및 기판 모두를 가열하는 단계를 포함한다. 이 프로세스에서, 기판의 상면은 엠보싱 처리하기 전에 오븐, IR 히터 및/또는 뜨거운 롤러를 통과하여 가열된다. 등온이 아닌 엠보싱 프로세스가 이용되는 경우, 이 프로세스는 엠보싱 처리되는 상면의 Tg 보다 높은 온도로 몰드만을 가열하는 단계를 수반한다. 엠보싱 처리는, 웹의 상면 (예를 들어, 열가소성 웹) 또는 웹에 도포된 열가소성 폴리머 층의 상면 상부에 직접 수행될 수 있다. 두 경우 모두에서, 웹은 우수한 엠보싱 구조를 유지하기 위해 몰드로부터 이형되기 전에 냉각되어야만 한다.

엠보싱 조성물은, 다기능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 비닐에테르, 에폭시드, 그 올리고머 또는 폴리머 등일 수도 있다. 다기능 아크릴레이트 및 그 올리고머가 가장 바람직하다. 다기능 에폭시드 및 다기능 아크릴레이트의 조합이 또한 원하는 물리적-기계적 특성을 성취하는데 매우 유용하다. 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 또는 폴리에스테르 아크릴레이트와 같은 유연성을 부여하는 가교성 올리고머가, 형성된 마이크로컵의 내굴곡성 (flexure resistance) 을 개선시키기 위해 첨가될 수도 있다. 엠보싱 조성물은, 올리고머, 모노머, 첨가물 및 선택적으로 폴리머를 더 함유할 수도 있다. 통상적으로, 이러한 종류의 재료에 대한 유리 전이 온도는 약 -70℃ 내지 약 150℃ 의 범위이고, 바람직하게는 약 -20℃ 내지 약 50℃ 의 범위이다. 통상적으로, 마이크로엠보싱 프로세스는, Tg 보다 높은 온도에서 수행된다. 가열된 볼록 몰드 또는 몰드가 가압하는 가열된 하우징 기판은 마이크로엠보싱 온도 및 압력을 제어하는데 이용될 수도 있다.

도 2a 및 도 2b 에 도시된 바와 같이, 엠보싱 조성물이 마이크로컵 (23) 을 드러내도록 경화되는 도중에 또는 그 후에, 몰드가 이형된다. 엠보싱 조성물의 경화는, 냉각함으로써, 방사선, 열 또는 수분에 의해 가교-결합함으로써 성취될 수도 있다. 엠보싱 조성물의 경화가 UV 방사선에 의해 달성되는 경우, 2 개의 도면에서 도시된 바와 같이, 웹의 하부 또는 상부로부터 투명해야만 하는 기판층 (21) 상에 UV 가 방사될 수도 있다. 이와 다르게, UV 램프가 몰드 내부에 배치될 수도 있다. 이러한 경우, UV 광으로 하여금 몰드를 통해서 엠보싱 조성물 상부에 방사되도록 하기 위해 몰드는 투명해야만 한다.

선택적으로, 마이크로컵 표면 (즉, 액체 조성물과 직접 접촉하고 있는 마이 크로컵의 내부 표면) 은, 디스플레이 디바이스가 최적의 성능을 달성하기 위해 마이크로엠보싱 이후에 또는 도중에 더 변형될 수도 있다. 예를 들어, LCD 디스플레이 디바이스에 대해, 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층이 마이크로컵 표면 상에 제조될 수도 있다. 폴리이미드, 폴리비닐 알코올, 폴리아미드, 실리콘 다이옥사이드, 나일론, 레시틴 또는 포토얼라인먼트 재료가, 후속 러빙 또는 노광에 의해 달성될 수도 있는 마이크로엠보싱 이후에 마이크로컵 표면 상에 코팅될 수도 있다. 다른 전계에서, 볼록 몰드의 표면 상부에 정돈된 마이크로-구조체 (예를 들어, 제어된 기울기 각도를 갖는 마이크로-그루브 구조체) 를 형성함으로써 달성될 수 있는 마이크로컵의 표면이 텍스쳐링될 수도 있다. 마이크로-구조체는, 몰드 제조를 위한 LIGA (즉, 리소그래피, 전기 주조법 및 몰딩법) 프로세스 도중에 포토레지스트 층 상부에 초기에 생성되고, 또한, 전기 주조 단계 이후에 다이아몬드 턴에 의해 볼록 몰딩 상으로 새겨질 수도 있다. 엠보싱 처리를 통해서, 볼록 몰드상의 마이크로-구조체는 마이크로컵 표면상으로 전달될 것이다. 이러한 마이크로-구조체는, 액정의 프리틸트 각 (pretilt angle) 의 제어 또는 고정 (anchoring) 을 강화하는데 이용될 수도 있다. 그 결과, 액정 디스플레이 디바이스의 성능이 강화된다.

마이크로컵 내부에서, 마이크로컵의 하부로부터 발생하는 (예를 들어, 스페이서로서 작용하는) 수직 돌출 서브 릴리프 구조체가 있을 수도 있다. 서브 릴리프 구조체는, 컬럼, 실린더, 쐐기 (wedge), 십자가 또는 연속적인 구조체 (예를 들어, 벽 또는 그리드) 와 같은 개별적인 구조체일 수도 있다. 연속적인 서브 구조체의 상면은, 임의의 형상일 수도 있고, 구조체의 하부보다 작은 것이 바람직하다. 서브 릴리프 구조체의 단면은, 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 및 다른 형상을 포함하는 임의의 형상일 수 있다. 이러한 서브 릴리프 구조체는 마이크로엠보싱 또는 포토리소그래피에 의해 제조될 수도 있다. 이 특징의 세부사항이 미국 특허 제6,947,202호에 기재되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다. 서브 릴리프 구조체는, 마이크로컵 벽과 동일한 높이 또는 그보다 낮은 높이일 수도 있다.

볼록 몰드의 제조에 대한 예들 중 하나의 예는, 미국 특허 번호 제6,930,818호에 기재되어 있다.

(b) 이미지와이즈 ( imagewise ) 노광

이와 다르게, 포토마스크 (30) 를 통한 다른 형태의 방사선 또는 UV 에 대해, 유연하거나 또는 단단할 수도 있는 기판층 (33) 상부에 코팅된 방사선 경화성 재료 (31) 를 이미지와이즈 노광함으로써 마이크로컵이 제조될 수도 있다. 기판층 (33) 은, 또한, 형성된 최종 디바이스의 어플리케이션에 의존하여, 전극층 (32) 을 포함할 수도 있다. 즉, 도면에서 전극층 (32) 은 존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있다. 전극층 (32) 은, 의도된 최종 제품의 동작이 전압 또는 전류의 어플리케이션, 예를 들어, 디스플레이 디바이스를 수반하는 경우, 존재할 수도 있다. 존재하면, 전극층은 기판층 상부의 도전성 필름이다.

롤-투-롤 프로세스에 대해, 포토마스크는 웹과 동기화될 수도 있고, 이하와 동일한 속도로 이동할 수도 있다. 도 3a 의 포토마스크 (30) 에서, 어두운 정 사각형 (34) 은 불투명한 영역을 나타내고, 어두운 정사각형들 사이의 공간 (35) 은 개구 영역을 나타낸다. UV 는 개구 영역 (35) 을 통해서 방사선 경화성 재료 (31) 상부로 방사한다. 다음으로, 노광된 영역은 경화되고, (마스크에서 불투명한 영역에 의해 보호된) 노광되지 않은 영역은 적절한 용매 또는 현상액에 의해 제거되어 마이크로컵 (36) 을 형성한다. 용매 또는 현상액은 방사선 경화성 재료의 점도를 감소시키거나 또는 용해시키기 위해 일반적으로 이용되는 것들 (예를 들어, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로판올 등) 로부터 선택된다.

도 3b 및 도 3c 는, 이미지와이즈 노광에 의한 마이크로컵의 제조를 위한 2 가지 다른 옵션을 도시한다. 이들 2 개의 도면에서 특징은, 도 3a 에서 도시된 것과 필수적으로 동일하고, 또한, 대응 부분은 동일하게 넘버링되어 있다.

도 3b 에서, 기판층 (33) 은 불투명하고 사전-패터닝되어 있다. 전극층 (32) 은 선택적으로 존재한다. 이러한 경우, 기판층 (및, 존재한다면, 전극층) 은 포토마스크로서 작용한다. 다음으로, 마이크로컵 (36) 은 UV 방사 이후에 노광되지 않은 영역을 제거함으로써 형성될 수 있다.

도 3c 에서, 기판층 (33) 은 불투명하고 사전-패터닝되어 있다. 방사선 경화성 재료는, 제 1 포토마스크로서도 작용하는 기판층 (33) (및, 존재한다면, 전극층 (32)) 상부에 라인-패턴을 통해서 바닥에서부터 노광된다. 두 번째 노광은 제 1 세트의 라인에 수직하는 라인 패턴을 가지는 제 2 포토마스크 (30) 를 통해서 다른 측면에서부터 수행된다. 다음으로, 노광되지 않은 영역이 용매 또는 현상액에 의해 제거되어 마이크로컵 (36) 을 제조한다.

(c) 사전- 펀칭된 홀

또한, 마이크로컵은, 사전펀칭된 홀의 어레이를 통해서 스페이서 필름을 기판층 상부로 적층함으로써 제조될 수도 있다. 사전펀칭된 홀을 생성하기 위해 적절한 스페이서 필름 재료는, 열경화성 또는 열가소성 수지, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리술폰, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리실록산, 에폭시 수지, 폴리올레핀, 폴리시클로올레핀, 폴리아미드, 폴리이미드, 경화된 비닐 에스테르, 경화된 불포화 폴리에스테르, 경화된 다기능 비닐 에테르, 경화된 다기능 아크릴레이트, 경화된 다기능 알릴 및 그 코폴리머를 포함할 수도 있다. 스페이서 필름은, 투명하거나, 불투명하거나 또는 착색되어 있을 수도 있다. 필름의 적층은, 접착제 (예를 들어, 점착제, 핫 멜트 접착제, 열, 수분 또는 방사선 경화성 접착제) 를 이용함으로써 달성될 수도 있다. 이와 다르게, 사전-펀칭된 스페이서 필름은, 열에 의해, 또는 스페이서 필름에 대한 적절한 용매를 이용하고 그 후 건조함으로써 기판에 적층될 수도 있다. 적절한 용매의 예는, THF, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 에틸 아세테이트 및 그 유도체를 포함하고, 그 용매는 PMMA 및 폴리카보네이트에 특히 유용하다. 기판층은 선택적으로 전극층을 포함할 수도 있다.

마이크로컵과 기판층 사이에 프라이머 층 (15) 이 있을 수도 있는데, 이 프라이머 층은, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리에스테르, 폴리에테르, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 포름알데히드 수지 또는 그 혼합물과 같은 재료로부터 형성될 수도 있다. 프라이머 층을 위한 재료는, 마이크로컵의 형성에 이용되는 재료와 동일할 수도 있다.

일반적으로, 마이크로컵은 임의의 형상일 수 있고, 그 크기 및 형상은 변화할 수도 있다. 마이크로컵은 하나의 시스템에서 실질적으로 균일한 크기 및 형상일 수도 있다. 그러나, 혼합된 형상 및 크기의 마이크로컵을 갖는 것도 가능하다.

마이크로컵의 개구는 원형, 정사각형, 직사각형, 육각형 또는 임의의 다른 형상일 수도 있다. 또한, 개구들 사이의 칸막이 영역의 크기도 변화할 수도 있다.

서브 릴리프 구조체를 가지지 않는 각각의 개별적인 마이크로컵의 치수는, 약 1×10¹ 내지 약 1×10⁶㎛², 바람직하게는 약 1×10² 내지 1×10⁶㎛², 더욱 바람직하게는 약 1×10³ 내지 약 1×10⁵㎛² 의 범위에 있을 수도 있다.

서브 릴리프 구조체의 존재하에서, 마이크로컵은 약 1×10² 내지 1×10⁸㎛², 더욱 바람직하게는 약 1×10³ 내지 1×10⁷㎛² 의 범위에 있을 수도 있다.

마이크로컵의 깊이는, 약 5 내지 약 200 미크론, 바람직하게는 약 10 내지 약 100 미크론의 범위에 있을 수도 있다. 전체 면적에 대한 개구비는, 약 0.05 내지 약 0.95, 바람직하게는 약 0.4 내지 약 0.9 의 범위에 있을 수도 있다.

2. 액체 조성물

본 발명의 내용에서, 용어 "액체 조성물" 은 마이크로컵에 충진된 조성물을 지칭하고, 유동성의 경향을 갖는 물질로서 광범위하게 정의된다. 이는, 용액, 현탁액/분산액, 유상액 (emulsion), 겔 등일 수도 있다. 액체 조성물은, 수계 (water based), 유기계 (organic based) 또는 실리콘 또는 플루오로카본계일 수 있다.

마이크로컵에 충진된 액체 조성물은 2 종 이상의 액체 조성물의 혼합물 또는 하나의 단일 액체 조성물일 수도 있다.

또한, 마이크로컵의 모두가 동일한 액체 조성물로 충진될 필요는 없다. 예를 들어, 디스플레이 어플리케이션의 경우, 마이크로컵은 상이한 컬러의 디스플레이 유체로 충진되어 상이한 영역에 상이한 컬러를 발생시킬 수도 있다. 그 결과, 디스플레이 디바이스는 제 1 컬러의 액체 조성물로 충진된 일정한 수의 마이크로컵, 제 2 컬러의 액체 조성물로 충진된 일정한 수의 마이크로컵 등을 가질 수도 있다.

액체 조성물을 마이크로컵에 충진하는 것은, 종래의 프린팅 기술, 예를 들어, 잉크젯, 그라비어, 스크린 프린팅, 스프레이 프린팅 또는 스트립 코팅에 의해 달성될 수도 있다.

약학 어플리케이션에서, 물리적으로 호환성이 없는 상이한 액체 조성물이 상이한 마이크로컵에 충진될 수도 있다. 상이한 액체 조성물로 충진된 마이크로컵의 비율은 사전-결정될 수도 있다. 예를 들어, 약학 디바이스 (즉, 경피 전달 시스템) 에서, 몇몇 마이크로컵은 제 1 활성 성분을 포함하는 하나의 액체 조성 물로 충진될 수도 있고, 다른 마이크로컵은 제 2 활성 성분을 포함하는 다른 액체 조성물로 충진될 수도 있다. 마이크로컵의 상기 2 개 그룹의 비율은 2 개 활성 성분의 목표 도즈에 의해 결정될 수도 있다. 각각의 마이크로컵이 견고하고 단위 밀봉되어 있기 때문에 본 발명을 통해서 이러한 특징이 가능하고, 상이한 액체 조성물의 혼합은 발생할 가능성이 적다.

마이크로컵에 충진된 후에, 액체 조성물이 (즉, 고체, 반-고체 또는 탄성 상태로 전환된) 그 물리적 상태를 변화할 수도 있다는 것을 나타낸다. 또한, 액정과 폴리머 전구체의 혼합물을 포함하는 액정 조성물은 중합되고, 마이크로컵에 충진된 후에 상-분리될 수도 있다.

본 발명에 적절한 다양한 액체 조성물이 있다.

반전 유상액 전기영동 디스플레이 (reverse emulsion electrophoretic display) 가 본 발명의 필름 구조체로부터 형성될 수도 있다. 반전 유상액은 극성 용매 (예를 들어, DMSO, DMF, 디메틸아세트아미드, 디메틸 술폰, 술폰레인 (sulfonlane), 헥사메틸포스포릭 트리아미드, 고급 아미드, 메탄올, 에탄올, 글리콜, 니트로메탄, 아세토니트릴, 물, 메톡시에탄올, 메틸 셀로솔브 또는 모노에틸 에테르) 및 무극성 용매 (예를 들어, C_{1 -30} 알칸, C_{2 -30} 알켄, C_{3 -30} 알킨, C_{3 -30} 알데히드, C_{3 -30} 케톤, C_{2 -30} 에테르, C_{3 -30} 에스테르, C_{3 -30} 티오에스테르, C_{3 -30} 티오에테르, 테르펜, C_{2 -30} 유기실란 또는 C_{2 -30} 유기실록산, 이들은 각각 시클릭 또는 아실릭일 수도 있고, 할로겐화합물 또는 다른 무극성 치환기로 선택적으로 치환될 수도 있 음) 의 혼합물 및 친수성 염료를 포함한다. 적절한 친수성 염료는, 양이온 또는 음이온 모노아조 염료, 양이온 또는 음이온 디아조 염료, 트리페닐메탄 염료, 피라졸론 염료, 아크리딘, 충전된 포르피린, 옥사진, 디포름잔 (diformzan), 착색된 금속 및 전이 금속 착물, 금속염, 산안트라퀴논 염료, 양성 안트라퀴논 염료, 양이온 디페닐메탄 염료, 충전된 폴리메틴 염료, 티아진, 충전된 프탈로시아닌, 포르마잔, 및 테트라졸륨 염료를 포함할 수도 있지만 이에 한정하지 않을 수도 있다. 용매 혼합물은 계면활성제로 안정화될 수도 있고, 그 염료는 극성 불연속상 액적 (non-continuous polar phase droplet) 으로만 존재할 수도 있다. 이 액적이 충전될 수 있거나, 그렇지 않으면, 전계에 반응할 수도 있다. 액적의 이러한 특성은 픽셀 내에 액적을 배치하는데 이용된다. 관심이 가는 주요 거동은, 이 액적이 착색된 픽셀을 초래하는 픽셀의 면적에 걸쳐서 분사될 수도 있고, 또는, 이 액적이 압축되어 투명 픽셀을 초래할 수도 있다.

또한, 폴리머 분산 액정 (PDLC; polymer dispersed liquid crystal), 반전-모드 PDLC, 폴리머 네트워크 액정 (PNLC; polymer network liquid crystal), 폴리머 캡슐화된 액정 (PELC; polymer encapsulated liquid crustal), 강유전성 액정, 콜레스테릭 액정 또는 폴리머 안정화된 콜레스테릭 텍스쳐 (PSCT; polymer stabilized cholesteric texture) 가 액체 조성물로서 이용될 수도 있다.

일반적으로, PDLC 디스플레이 디바이스는 약 20중량% 내지 약 80중량% 의 (폴리머 매트릭스의 형태로) 보다 높은 폴리머 농도를 갖고, 폴리머 매트릭스에 랜덤으로 분산된 액정은 미크론-크기 액적의 형태이다. 이러한 PDLC 필름은, 인 가된 전압이 임계값을 초과할 때, 반투명 상태에서 투명 상태로 스위칭될 수 있다.

PNLC 또는 폴리머 안정화된 콜레스테릭 텍스쳐의 조성물에 대해, 폴리머 농도는 상대적으로 낮고 (예를 들어, 30% 미만), 이 조성물 내의 폴리머는 3-차원 네트워크를 형성하여 액정 또는 콜레스테릭 텍스쳐를 안정화시킨다. 일반적으로, 이러한 조성물은 연속적인 상태에 있다. 마이크로컵에 충진된 조성물은 액정과 폴리머 전구체의 호모지니어스 혼합물이다. 3-차원 폴리머 네트워크가 방사선 또는 열적으로, 형성됨에 따라서, 액정 및 폴리머가 2 개의 분리상을 형성한다.

필름 구조체를 활용하는 폴리머 분산 액정 디스플레이 디바이스 또는 폴리머 네트워크 액정 디스플레이 디바이스의 제조에서, 등방성 액체의 상태의 액정 및 폴리머 전구체를 포함하는 전구체 조성물이 먼저 마이크로컵에 충진되고, 그후, 그 마이크로컵내의 액체 조성물이 밀봉된다. 충진된 마이크로컵이 밀봉된 후, 충진되고 밀봉된 마이크로컵은 UV 광에 의해 조사되어 폴리머 전구체로부터, 액정으로부터 형성된 폴리머의 상분리를 야기한다. 다른 방법으로, 전구체 조성물은, 먼저, 마이크로컵에 충진될 수도 있고, 그후, 방사선 경화에 의해 PDLC 또는 PNLC 형태 (morphology) 를 형성하고, 최종적으로 밀봉 단계에 이른다. 밀봉 단계의 경우, 질소 담요 (nitrogen blanket) 또는 아르곤 보호 (Argon protection) 가 액정 조성물의 방사선 경화 도중에 이용되어 산소 억제의 효과를 최소화하는 것이 바람직하다.

모든 경우의 폴리머 전구체의 중합은, 방사선, 열적 또는 전자빔과 같은 다른 수단에 의해 달성될 수도 있다.

임의의 이러한 방법들로부터 제조된 최종 제품에서, 폴리머 매트릭스 또는 3-차원 폴리머 네트워크 및 액정 액적을 포함하는 액정 조성물을 마이크로컵 격벽에 의해 분리되고 개별적인 마이크로컵에 밀봉하는 분리된 유닛을 형성한다.

PDLC 또는 PNLC 액정 디스플레이에서, 마이크로컵 및 밀봉층의 굴절률은 액정의 굴절률과 매칭하는 것이 바람직하다.

전구체 조성물에서 적절한 폴리머 전구체는, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 티올, 알켄, 알릴 에테르를 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다. 선택적으로, 약 0.01 내지 약 5% 의 광개시제가 중합을 시작하기 위해 존재할 수도 있다. 광개시제는, 벤조인에테르 개시제, 벤조페논-형 개시제 및 티오잔톤-형 개시제로 이루어진 군로부터 선택된다.

전구체 조성물에서, 폴리머 전구체에 대한 액정의 중량비는, 약 1% 내지 약 80% 이고, 바람직하게는 약 2% 내지 약 60% 의 범위일 수도 있다.

또한, 포컬 코닉 (focal conic) 및 트위스티드 평면 텍스쳐를 형성하기에 효과적인 양의 키랄재 및 포지티브 유전체 이방성을 갖는 액정을 포함하는 콜레스테릭 액정의 조성물이 액체 조성물로서 이용될 수도 있다. 키랄재는, 가시광선에서 광을 반사하기에 효과적인 피치 길이를 갖고, 여기서, 포컬 코닉 및 트위스티드 평면 텍스쳐는 전계의 부재일 때 안정적이고, 액정은 전계의 인가 하에서 텍스쳐를 변화시킬 수 있다. 이러한 조성물에 대한 적절한 키랄재는, CB15, CE2 및 TM74A (Merck 사 제조) 를 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다. 폴리머, 예를 들어, UV 경화성 열가소성 및 열경화성 폴리머가 첨가되어 폴리머 안정화 된 콜레스테릭 텍스쳐로서 이미지의 안정화를 강화할 수도 있다. 키랄재는, 최적의 성능을 위해, 이용되는 액정에 기초하여 선택될 필요가 있다.

콜레스테릭 액정의 조성물은 폴리머 네트워크를 더 포함할 수도 있다. 또한, 마이크로컵의 내부 표면이 텍스쳐링될 수도 있다. 또한, 이는, 마이크로컵의 내부 표면 상에 제조된 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층을 갖는 것이 가능하게 한다. 또한, 밀봉층은 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층으로서 작용할 수도 있다.

키랄재의 농도는, 조성물 내에 폴리머가 존재하는 경우 약 0.5% 내지 약 30% 의 범위일 수도 있고, 조성물 내에 폴리머가 존재하지 않는 경우 약 20% 내지 약 70% 이 범위일 수도 있다.

액체 조성물은, 미국 특허 제4,126,854호, 제5,754,332호, 제6,497,942호 및 제6,588,131호에 기재된 것과 같은 디스플레이 유체일 수도 있고, 이 모든 특허의 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다. 간단하게, 소위 트위스팅 볼 디스플레이 디바이스의 액체 조성물은 유전성 유체 내에 랜덤으로 분산된 수백만개의 작은 비즈 (bead) 를 포함할 수도 있다. 오일-충진된 캐비티에 각각 함유된 비즈는 이들 캐비티 내부에서의 선회가 자유롭다. 비즈는, 2 개의 대조색 (예를 들어, 흑색 및 백색, 적색 및 백색) 의 반구 (hemisphere) 들을 갖는 "이색성 (bichromal)" 이고, 충진되어 이 비즈는 전기 쌍극자 (electrical dipole) 를 나타낸다. 전압이 인가될 때, 비즈는 일 착색된 측면에서 관찰자에게 나타내도록 선회한다.

액체 조성물은 네마틱 콜로이드일 수도 있다. 네마틱 콜로이드는, 네마 틱 액정, 나노입자의 실리카 및/또는 클레이를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 규칙적인 네마틱 액정 (포지티브 유전체 이방성) 은 인가된 전압하에서 초기 스캐터링된 상태에서 호메오트로픽 (homeotropic) 투명 상태로 하나의 방향으로 스위칭하고, 이 방향은 내부 체적 나노입자 네트워크에 의해 안정화되어 있고, 인가된 전압의 스위칭 오프 이후에 유지되어 있다.

또한, 액체 조성물은 전기영동으로 제어된 네마틱 액정 조성물일 수도 있다. 이 경우, 나노입자의 극성으로 제어된 전자이동 (electromigration) 은 분자 얼라인먼트의 안정을 초래하고, 종래에 설계된 액정 구조에 쌍안정 또는 다중안정 스위칭을 제공한다.

또한, 액체 조성물은 게스트-호스트 액정 조성물일 수도 있다. 이러한 조성물은 네마틱 액정 및 이색성 염료(들) 을 포함한다. 이색성 염료는, 그 발진면 (oscillation face) 이 이색성 염료의 주축에 평행하는 광 성분을 흡수한다. 또한, 이색성 염료의 주축에 수직하는 발진면을 갖는 광 성분은 게스트-호스트 액정을 통해서 전송된다. 네마틱 액정 (호스트) 및 이색성 염료 (게스트) 는 어떠한 전압도 인가되지 않은 상태로 호모지니어스하게 배향된다. 인가된 전압이 있는 상태에서, 이색성 염료뿐만 아니라 네마틱 액정 분자는 전계의 방향에 수직하도록 배향된다. 게스트-호스트 액정을 통해서 광이 변조되어 흡수되거나 또는 투과될 수 있고, 이에 따라, 흡수 대비 (absorption contrast) 가 생성될 수 있다.

또한, 필름 구조체는, 약학 어플리케이션에 이용될 수도 있고, 특히, 경피 전달 디바이스 (예를 들어, 석고 또는 패치) 로서 이용될 수도 있다. 이러한 전달 디바이스는 로컬 또는 시스템 약물 전달에 이용될 수도 있다. 이러한 경우, 액체 조성물은 약제 또는 미용제일 수도 있는 활성 성분을 포함한다. 약제는 질병의 진단치료, 진정, 처치 또는 예방용 물질을 포함할 수도 있고, 보디의 구조 또는 기능에 영향을 주는 물질을 포함할 수도 있다. 약제는, 디바이스가 증상을 치료하기 위해 치료상 효과적인 양을 전달하는 정도의 양으로 존재하는 약학적으로 수용가능한 염 또는 단일 화학체일 수도 있다. 치료상 효과적인 양을 구성하는 양은, 이용되는 약제의 종류, 치료되는 조건, 공동처리되는 임의의 약제, 조성물이 환자의 피부에 접촉하여 유지되는 시간량, 및 당업자에게 알려진 다른 요인들에 따라서 변화할 것이다.

액체 조성물에 존재하는 활성 성분은, 조성물의 전제 중량에 기초하여, 일반적으로 약 0.01중량% 내지 약 40중량%이고, 바람직하게는 약 1.0중량% 내지 약 20중량% 이다.

경피 전달에 적절한 임의의 약물이 본 발명의 필름 구조체에 이용될 수 있다. 유용한 약물의 예는, 항-염증성 약물, 항균성제, 항원생동물성제, 항진균성제, 관혈관확장제 (coronary vasodilator), 칼슘채널 억제제, 기관지 확장제, 효소 억제제, 혈압 강하제, 항궤양성제, 스테로이드 호르몬제, 항바이러스제, 면역조절제, 국부 마취제, 진해제, 항히스타민제, 마약성 진통제, 펩타이드 호르몬제, 성호르몬제, 효소제, 항최토제, 항경련제, 면역 억제제, 심리진정제, 진정제, 혈액응고방지제, 진통제, 항부정맥제, 구토 억제제, 피임제, 항암제, 신경제, 지혈제, 비 만 억제제, 금연제 등을 포함하지만, 이에 한정하지 않는다.

약학적 어플리케이션에 대한 액체 조성물은, 또한, 부형제 (excipient), 예를 들어, 용매, 공용매, 가용화제 (solubilizer), 용매 개질제, 침투 증진제, 방부제 또는 완화제 (buffering agent) 등을 포함할 수도 있다. 용매는, 액체 조성물의 주요 성분이고, 활성 성분은 공용매 또는 용매 개질제의 첨가에 의해, 용해가능하거나 또는 적어도 실질적으로 용해가능하며 또는 용해가능하게 제조될 수 있거나 또는 용해가능하게 될 수 있는 것이 바람직하다. 적절한 용매는, 피부에 바르고 전달되는 약제, 미용제, 영양제, 또는 다른 활성제 중 임의의 것이 선택될 수도 있다. 바람직한 용매는, 탄소 원자수 2 내지 6 개, 바람직하게는 탄소 원자수 2 내지 4 개의 저급 알코올을 포함하고, 이는, 모노알코올 (예를 들어, 에탄올, 이소프로판올 또는 sec-부탄올) 또는 폴리올 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부티렌 글리콜 또는 글리세롤) 일 수도 있다. 또한, 이들 용매의 혼합물이 이용될 수도 있다. 케톤 (예를 들어, 아세톤 또는 메틸에틸 케톤), 에테르 (예를 들어, 에틸에테르) 와 같은 다른 용매가 안전하고 무독성 양으로 이용될 수도 있다. 용매 시스템이 일반적으로 비수용성이고, 물은 물의 존재하에서 안정되고 물의 존재 하에서 오염되지 않는 활성 성분 및 수용성 활성 성분에 이용될 수도 있다. 물이 용매 내에 존재하는 이러한 경우, 본 발명의 목적이 충족될 수 있는 한 활성 성분에 기초하여, 그 이상 또는 그 이하가 이용될 수 있지만, 전체 용매의 중량당, 약 50 퍼센트 미만으로 구성되고, 바람직하게는 약 10 퍼센트 미만으로, 더욱 바람직하게는 약 2 퍼센트 미만으로 구성된다.

일반적으로, 전체 용매(들) 량은 활성 성분 및 부형제의 용해를 보장하고 적절한 제품의 점도를 제공하도록 선택될 것이다. 전체 조성물에 대해 약 5 내지 약 90 퍼센트, 바람직하게는 약 25 내지 약 75 퍼센트의 범위에 있는 용매(들)의 양이 이용될 수도 있다.

바람직하게는, 액체 조성물은 용액의 형태이다. 그러나, 현탁액/분산액, 유상액, 겔 등일 수도 있다.

3. 충진된 마이크로컵의 밀봉

충진된 마이크로컵의 밀봉은, 수많은 방법으로 달성될 수도 있다. 충진된 마이크로컵의 상부-개구가 밀봉되기 때문에, 밀봉은 "상부-밀봉" 으로서 지칭될 수도 있다.

하나의 접근방식은, 액체 조성물 내에 밀봉 조성물을 분산하는 것이다. 밀봉 조성물은, 액체 조성물과 혼합불가하고, 액체 조성물의 비중보다 낮은 비중을 갖는 것이 바람직하다. 2 개의 조성물, 밀봉 조성물 및 액체 조성물은 완전하게 혼합되고, Myrad 바, 그라비어, 닥터 블레이드, 슬롯 코팅 또는 슬릿 코팅과 같은 정밀한 코팅 메커니즘을 통해서 마이크로컵 상부에 직접 코팅된다. 초과 유체는 와이퍼 블레이드 또는 유사한 디바이스에 의해 스크래핑된다. 예를 들어, 이소프로판올, 메탄올 또는 그 수용액과 같은 소량의 약 용매 또는 용매 혼합물이 이용되어 마이크로컵의 격벽의 상면 상부에 있는 잔여 유체를 세정할 수도 있다. 그후, 밀봉 조성물은 액체 조성물로부터 분리되고, 액체 조성물의 상부에 부유한다.

이와 다르게, 액체 조성물과 밀봉 조성물의 혼합물이 마이크로컵에 충진된 후, 조성물들의 혼합물의 미터링을 제어하고 균일한 밀봉층을 형성하기 위해 액체 조성물로부터 밀봉 조성물의 상분리를 용이하도록 그 상부에 기판이 적층될 수도 있다. 이용되는 기판은 최종 구조의 기능성 기판일 수 있거나, 또는 희생 기판, 예를 들어, 이후에 제거될 수 있는 이형 기판일 수 있다.

그후, 밀봉층은 인시츄로 (즉, 액체 조성물과 접촉될 때) 밀봉 조성물을 경화시킴으로써 형성된다. 밀봉 조성물의 경화는, 가시광선, IR 또는 전자빔과 같은 방사선의 다른 형태 또는 UV 에 의해 달성될 수도 있다. 이와 다르게, 열 또는 수분 경화성 밀봉 조성물이 이용되는 경우, 열 또는 수분이 밀봉 조성물을 경화시키기 위해 채용될 수도 있다.

이와 다르게, 액체 조성물은 먼저 마이크로컵에 충진될 수도 있고, 그후, 밀봉 조성물은 충진된 마이크로컵에 오버코팅된다. 오버코팅은, 종래의 코팅 및 프린팅 프로세스, 예를 들어, 블랭킷 코팅, 잉크젯 프린팅 또는 다른 프린팅 프로세스에 의해 달성될 수도 있다. 이러한 접근방식에서, 밀봉층은, 용매 증발, 방사선, 열, 수분, 또는 계면 반응에 의해 밀봉 조성물을 경화시킴으로써 인시츄로 형성된다. UV 경화가 뒤따르는 계면 중합은 밀봉 프로세스에서 매우 이점이 많다. 액체 조성물과 밀봉 오버코트 사이의 혼합은 계면 중합에 의해 계면에서 얇은 배리어 층의 형성에 의해 상당히 억제되고, 그후, 밀봉은 후경화 단계, 바람직하게는 UV 방사선에 의해 완성된다. 혼합의 정도를 더 감소시키기 위해, 밀봉 조성물의 비중은 액체 조성물의 비중보다 낮은 것이 바람직하다. 휘발성 유 기 용매가 이용되어 밀봉 오버코트의 점도 및 두께를 조절할 수도 있다. 밀봉 조성물의 리올로지 (rheology) 는 최적의 밀봉성 및 코팅성을 위해 조절될 수도 있다. 휘발성 용매가 오버코트에 이용되는 경우, 액체 조성물 내의 용매와 혼합되지 않는 것이 바람직하다.

밀봉 조성물의 성분은 액체 조성물의 화학적 물리적 특성에 매우 많이 종속한다. 바람직하게는, 밀봉 조성물 및 그 용매는, 액체 조성물 중에서 약 10% 미만, 바람직하게는 약 5% 미만, 더욱 바람직하게는 약 3% 미만의 용해도를 갖고, 그 반대도 마찬가지이다. 그러나, 용해도가 10% 를 초과하더라도, 리올로지, 예를 들어, 점도 및 탄성, 표면 장력 또는 계면 장력을 조절하여 혼합을 회피하는 접근방식이 있다.

일반적으로, 밀봉 조성물 내의 밀봉 재료는 열가소성, 열경화성 또는 그 전구체일 수도 있다. 이러한 재료의 예는, 다가의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 비닐에테르, 비닐실란, 비닐벤젠을 포함하는 다가의 비닐, 다가의 에폭시드, 다가의 이소시아네이트, 다가의 알릴, 가교성 작용기를 포함하는 올리고머 또는 폴리머 등을 포함할 수도 있지만 이에 한정하지 않는다.

또한, 액체 조성물과 밀봉층 사이의 계면의 습윤과 접착을 개선시키기 위해 밀봉 조성물에 계면활성제가 첨가될 수도 있다. 유용한 계면활성제는 이온성 및 비이온성 계면활성제 모두를 포함한다. 이들 계면활성제는, (3M 회사의) FC 계면활성제, (DuPont 의) Zonyl 불소계면활성제 및 (BYK Chemie USA 사의) BYK 계면활성제, 폴리실록산계 계면활성제 (예를 들어, OSI 스페셜리스트 사의 Silwet and Silquest 계면활성제), 에틸렌 및 프로필렌 옥사이드의 블록 코폴리머, 알킬알릴 폴리에테르 (예를 들어, 라우릴, 올레일, 스테알릴 알코올과 에톡시화된 노닐벤젠의 에톡시화 제품), 지방산의 암모늄염 또는 알칼리 금속; 알킬, 알릴 또는 알킬 알릴 술포테이트, 황산염, 포스페이트 및 그 혼합물을 포함하지만 이에 한정하지 않는다.

또한, 필름 형성을 도와주고, 밀봉 안정성을 개선시키고, 또는, 최종 제품의 프로세싱에 필요한 다른 기능을 제공하기 위한 밀봉 조성물에 다른 첨가제가 첨가될 수도 있다. 적절한 첨가제의 예는, 폴리머 바인더 또는 증점제 (thickener), 광개시제, 촉매, 필러, 착색제, 계면활성제, 가소제, 산화방지제 또는 유기 용매를 포함할 수도 있다. 또한, 첨가제는 (Rohm and Haas Co. 의) 회합성 증점제 ACRYSOL, (Cabot Corp. 의) CAB-O-SIL 퓸드 실리카 (fumed silica) 또는 Ciba 의 상표 TINUVIN 하에서 시판중인 자외선 광안정제와 같은 광안정제를 포함할 수도 있다. 밀봉 전구체 또는 첨가제는 밀봉 조성물에 유상액 또는 분산액으로서 존재할 수도 있다.

다른 적절한 밀봉 조성물은, 미국 특허 제7,005,468호, 미국 특허 출원 번호 제10/665,898호 (공개 번호 제2004-0120024A), 제10/651,540호 (공개 번호 제2004-0112525A) 및 제10/762,196호 (공개번호 제2004-0219306A) 에 기재되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

액체 조성물은, 수계, 유기계, 실리콘 또는 플루오로카본계일 수 있다. 이에 따라, 밀봉 조성물 내의 성분이 선택될 수도 있다.

수계 액체 조성물에 대해, 밀봉 조성물 내의 밀봉 재료는 소수성 유기 폴리머, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(이소프렌), 폴리부타디엔, 식물성, 미네랄 왁스, 폴리카프로락톤, 폴리오르토에스테르, 폴리안하이드라이드(polyanhydride), 에폭시 수지, 알키드 수지, 폴리비닐 클로라이드, 셀룰로오스 유도체 또는 그 코폴리머일 수도 있다. 또한, 실리콘 폴리머 또는 불화 폴리머, 예를 들어, PDMS (폴리디메틸실란) 서브-유닛을 갖는 폴리머, 퍼플루오로카본 서브-유닛을 갖는 폴리머, 퍼플루오로에테르 서브-유닛을 갖는 폴리머 또는 그 코폴리머를 이용하는 것이 가능하다. 유사한 화학 특성의 모노머 또는 올리고머가 밀봉 조성물의 추가적인 경화를 위해 밀봉 조성물 내에 존재할 수도 있다. 이러한 유형의 밀봉 조성물에 이용된 용매는, 밀봉 조성물에 이용된 밀봉 재료의 용해에 따라, 유기 용매 (예를 들어, 알칸, 케톤, 에테르, 알코올) 또는 할로겐화된 용매 (예를 들어, FC-43 (3M 으로부터의 주 C₁₂ 퍼플루오르화 화합물), (Halocarbon Products Corporation 의) 할로카본 오일, Galden fluid (Solvay 의 저분자량 퍼플루오로폴리에테르), 저분자량 Krytox fluid (DuPont 의 퍼플루오로알킬에테르) 또는 용매를 함유하는 PDMS) 일 수도 있다.

유기계 액체 조성물에 대해, 밀봉 재료는 밀봉 용매로서 물을 갖는 수용성 폴리머일 수도 있다. 적절한 수용성 폴리머 또는 폴리머 전구체의 예는, 셀룰로오스 폴리머, 라텍스, 유사라텍스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리 콜, PEG-PPG-PEG, PPG-PEG, PPG-PEG-PPG, 폴리비닐 피롤리돈, PVP/VA 다당류, 전분, 멜라민-포름알데히드, 인지질 등을 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다. 밀봉 재료는, 또한, 조제 용매 (formulating solvent) 로서 물을 갖는 물 분산성 폴리머일 수도 있다. 적절한 물 분산성 폴리머의 예는, 수인성 폴리우레탄, 분산성 폴리아크릴 라텍스 등을 포함할 수도 있다. 또한, 밀봉 재료로서, 실리콘 폴리머 또는 불화 폴리머를 이용하는 것이 가능하다. 이러한 폴리머는, PDMS 서브-유닛으로 이루어져 있는 폴리머 또는 퍼플루오로카본 서브-유닛을 갖는 폴리머, 퍼플루오로에테르 서브-유닛을 갖는 폴리머 또는 그 코폴리머로부터 선택될 수도 있다. 유사한 화학적 특성의 모노머 또는 올리고머는 그 조성물의 추가적인 경화를 위해 밀봉 조성물 내에 존재할 수도 있다. 적절한 용매는, FC-43, 할로카본 오일, Galden 유체, 저분자량 Krytox 유체와 같은 용매 또는 PDMS 함유 용매를 포함할 수도 있다.

또한, 밀봉 재료로서, 특정 유기계 액체 조성물에 대한 상용불가 유기 폴리머를 발견하는 것이 가능하다. 유기 용매계 액체 조성물이 친수성인 경우, 상당한 양의 폴리머군 (예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드, 알코올 또는 니트릴) 을 함유할 수도 있다. 이 경우, 밀봉 재료는 소수성 폴리머, 예를 들어, 폴리이소프렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부타디엔, 그 코폴리머 등일 수도 있고, 밀봉 조성물 내의 용매는 소수성 용매, 예를 들어, 알칸일 수도 있다.

실리콘 및 플루오로카본계 액체 조성물에 대해, 밀봉 재료는 밀봉 조성물 내의 밀봉 용매로서 물을 갖는 수용성 폴리머일 수도 있다. 적절한 수용성 폴리 머는, 셀룰로오스 폴리머, 라텍스, 유사라텍스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 글리콜, PEG-PPG-PEG, PPG-PEG, PPG-PEG-PPG, 폴리비닐 피롤리돈, PVP/VA 다당류, 전분, 멜라민-포름알데히드, 인지질 등을 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한, 밀봉 재료는 소수성 유기 폴리머, 예를 들어, 폴리(아크릴레이트), 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(이소프렌), 폴리부타디엔, 식물성, 미네랄 왁스, 폴리카프로락톤, 폴리오르토에스테르, 폴리안히드라이드, 에폭시 또는 그 코폴리머일 수도 있다. 밀봉 조성물의 추가적인 경화를 위해 밀봉 조성물 내에 유사한 화학적 특성의 모노머 또는 올리고머가 존재할 수도 있다. 또한, 밀봉 조성물에 이용된 용매는, 유기 용매, 예를 들어, 알칸, 케톤, 에테르, 알코올 등일 수도 있다.

밀봉층은, 본 발명의 필름 구조체의 중요한 특징들 중 하나이다. 밀봉 조성물은 최종 제품의 특정한 원하는 화학적 또는 물리적 특성을 달성하도록 조제될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 어플리케이션에서, 적절하게 제조된 경우, 밀봉층은 디스플레이 패널에 인가된 효과적인 전압을 증가시키기 위해 전압 강하를 절제할 수 있다.

또한, 밀봉층은 충진된 마이크로컵 상부에 코팅성 및 밀봉성의 요구를 충족시는 것 이상으로 변형될 수도 있다. 예를 들어, 밀봉층은 광-얼라인먼트 조성물을 함유할 수도 있고, 이는, 방사선 하에서, 마이크로컵에 충진된 조성물과 접촉하는 얼라인먼트 표면을 생성할 것이다.

경피 전달 어플리케이션에서, 활성 성분은 바람직한 속도로 밀봉층을 통해서 침투한다. 밀봉층을 통해서 활성 성분이 확산되는 것은, 활성 성분의 특성, 활성 성분이 내부에 존재하는 용매, 활성 성분과 피부 사이에 밀봉층/접착층 또는 임의의 다른 층의 화학적 특성에 의존한다. 일반적으로, 확산의 속도는 증가된 분자 부피에 따라 감소하는 경향이 있다. 한편, 피부 침투의 속도는 피부에 의해 활성 성분의 신진대사의 속도, 결합 친화도, 배리어 분할 경향 및 확산 계수의 함수이다. 본 발명의 양태에서, 밀봉층은 연속 또는 미세다공 (microporous) 필름인 것이 바람직하다. 연속 필름은, 예를 들어, 적절한 양의 비닐 아세테이트, 예를 들어, 약 0.5중량% 내지 약 40중량% 를 함유할 수도 있는 에틸렌:비닐 아세테이트 코폴리머로부터 제조될 수도 있다.

II . 디스플레이 디바이스

도 1 의 필름 구조체 (10) 가 디스플레이 디바이스에 이용될 수도 있다. 디스플레이 디바이스에 적절한 액체 조성물의 예는 섹션 I.2 에 상술된다. 도 4a 내지 도 4c 는 디스플레이 디바이스의 다양한 가능한 구성을 도시한다.

도 4a 에서, 2 개의 전극층 (41a 및 41b) 사이에 필름 구조체 (40) 가 끼워진다. 설명의 목적으로, 마킹된 측면 (40a) 은 밀봉층 측면이다. 필름 구조체 (40) 와 전극층 (41a) 들 중 하나의 전극층 사이에 프라이머 층 (42) 이 있을 수도 있다. 프라이머 층은, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리우레아, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리에스테르, 폴리에테르, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 포름알데히드 수지 또는 그 조합과 같은 재료로부터 형성될 수도 있다. 프라이머 층의 재료는, 마이크로컵의 형성에 이용된 재료와 동일할 수도 있다. 마이크로컵 (44) 은, 디스플레이 유체 (즉, 액체 조성물 (45)) 로 충진되고, 밀봉층 (46) 으로 밀봉된다. 또한, 필름 구조체의 밀봉측과 하나의 전극층 (41b) 사이에 접착층 (43) 이 있을 수도 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스는 (밀봉층, 접착층 (존재시) 및 전극층 (41b) 이 투명한 경우) 밀봉측으로부터 관찰될 수도 있고, 또는, (프라이머 층 (존재시) 및 전극층 (41a) 이 투명한 경우) 밀봉되지 않은 측으로부터 관찰될 수도 있다.

미국 특허 제6,885,495호에 기재된 것과 같은 면내 스위칭 모드 디스플레이 디바이스에서, 그 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합되고, 필름 구조체는 일 기판층과 일 전극층 사이에 끼워진다.

디스플레이 디바이스에서, 필름 구조체의 일 측면은 공통 전극층일 수도 있고, 필름 구조체의 다른 측면은 이미지 업데이팅을 달성하기 위해 기록 펜 또는 스캐닝 디바이스에 의해 노출된 표면 상에 전압이 인가될 수도 있다.

도 4b 및 도 4c 는, 반-완성된 디스플레이 패널로 지칭되는 디스플레이 패널을 도시한다.

도 4b 에서, 반-완성된 디스플레이 패널은 임시 기판 (47a) 과 전극층 또는 영구 기판층 (47b) 사이에 끼워진 필름 구조체 (40) 를 포함한다. 임시 기판 (47a) 및 전극층 또는 영구 기판층 (47b) 의 위치는 스위칭될 수도 있다.

도 4c 에서, 필름 구조체 (40) 는 2 개의 임시 기판층들 (48a 및 48b) 사이에 끼워진다.

디스플레이 패널 또는 반-완성된 디스플레이 패널은 보호층으로 코팅될 수도 있다. 보호층은, 실리콘, 플루오로카본 화합물, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로부터 형성될 수도 있고, 용이하게 박리된다.

또한, 프라이머 층 (42) 및 접착층 (43) 은 예시된 바와 같이 임의의 반-완성된 디스플레이 패널에 선택적으로 존재할 수도 있다.

반-완성된 디스플레이 패널은, 본 출원 및 미국 특허 출원 제10/351,460호 (공개 번호 제2003-0179436A호) 에 기재된 임의의 방법에 의해 형성될 수도 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

이형 라이너와 같은 임시 기판이, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 페이퍼 및 그 적층되거나 또는 피복된 필름으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료로부터 형성될 수도 있다. 또한, 실리콘 이형 코팅이 임시 기판상에 적용되어 이형 특성을 개선시킬 수도 있다.

임시 기판층이, 임시 기판층의 양 측면상에 코팅된 도전층을 포함할 수도 있고, 또는, 임시 기판층은 그 자체가 도전성이 있을 수도 있다.

반-완성된 디스플레이 패널은, 롤의 형태로 고객에게 제공될 수도 있고, 고객은 구체적인 요구사항을 충족시키기 위해 원하는 포맷 및 크기로 반-완성된 패널의 롤을 절단할 수도 있다.

반-완성된 디스플레이 패널에서 완성된 디스플레이 패널로의 전환은, 도 5 에 예시된다.

도 5a 는 반-완성된 디스플레이 패널의 롤을 도시한다. 도 5b 는, 임시 기판 (51) 과 제 1 전극층 또는 영구 기판층 (52) 사이에 끼워진 필름 구조체 (50) 를 포함하는 반-완성된 디스플레이 패널의 단면도를 도시한다. 마킹된 측면 (50a) 은 밀봉측 측면이다. 임시 기판 (51) 은, 선택적으로 필름 (50) 과 임시 기판 (51) 사이의 접착층 (53a) 을 가지고, 필름 구조체 상부에 적층된다. 층 (53) 은 밀봉층이다. 도 5c 는, 임시 기판 (51) 이 이형된 것을 도시한다. 도 5d 에서, 제 2 전극층 (54) 은 필름 구조체 상부에 적층된다. 이와 다르게, 예를 들어, 코팅, 프린팅, 기상 증착, 스퍼터링 또는 그 조합과 같은 방법에 의해 필름 구조체 상부로 전극층이 배치될 수도 있다.

도 5d 에 도시된 완성된 디스플레이 패널에서, 밀봉 측면 (50a) 또는 밀봉되지 않은 측면 둘 중 하나가 관찰 측면일 수도 있다.

반-완성된 패널이 필름 구조체를 포함하고 2 개의 임시 기판층 사이에 끼워지는 경우, 반-완성된 디스플레이 패널은 2 개의 임시 기판층을 제거한 후, 2 개의 영구 기판층을 필름 구조체에 걸쳐 적층함으로써 완성된 디스플레이 패널로 변화될 수도 있는데, 여기서, 적어도 하나의 영구 기판층은 전극층을 포함한다. 이와 다르게, 코팅, 프린팅, 기상 증착, 스퍼터링 또는 그 조합과 같은 방법에 의해 필름 구조체 상에 영구 기판층이 배치될 수도 있다.

또한, 디스플레이 어플리케이션에서, 전계 경로의 임의의 층이 구동 방법에 따라서 최적화되어 디스플레이 매체상에서 효과적인 구동 전압을 최대화시킬 수도 있다. 예를 들어, DC 구동 디스플레이에서, 전계 경로에서의 층들은 능동 디스플레이 매체의 전기 저항과 비교하여 상대적으로 낮은 전기 저항을 갖는 것이 바람 직하다. 낮은 전기 저항은, 층(들) 의 폴리머 매트릭스의 Tg, 극성 및 가교결합 밀도를 제어함으로써, 또는, 층(들) 에 낮은 저항의 필러 또는 도전 필러를 추가시킴으로써 달성될 수도 있다. AC 구동 디스플레이에서, 이 층들은 높은 유전 상수를 갖는 것이 바람직하다. 높은 유전 상수는 높은 유전 상수의 필러, 예를 들어, Perovskite, 티탄산 바륨 (BaTiO), 또는 티탄산 납 (PbTiO₃) 의 추가에 의해 달성될 수도 있다. 전류 구동 디스플레이에서, 이 층들은 도전성인 것이 바람직하다. 도전성은 도전성 폴리머를 이용하여 또는 도전성 필러를 추가하여 달성될 수도 있다.

도 9 는, 대안의 프로세스에 의해 제조된 디스플레이 디바이스를 도시한다. 이 프로세스에서, 마이크로컵 (90) 을 포함하는 필름 구조체가 제 1 기판 (91) 상에 직접적으로 형성된다. 유용한 비도전성 기판은, 유리, 비도전성 또는 유전성 층으로 오버코팅되거나 또는 적층된 금속 시트 또는 필름, 및 플라스틱 필름 (예를 들어, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리아릴에테르, 폴리카보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 테레나프탈레이트 (PEN), 폴리(시클릭올레핀) 및 그 복합체를 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다.

마이크로컵은, 이 출원에 설명된 것과 같은 임의의 방법에 의해 형성될 수도 있다. 마이크로컵의 형성 이후에, 격벽 (95) 의 측면 (93a), 저면 (93b) 및 상면 (93c) 을 포함하는 마이크로컵의 표면 (93) 상부에 제 1 도전성층 (92) 이 형성된다. 일 실시형태에서, 제 1 도전층은 측면 (93a) 및 저면 (93b) 상부에만 형 성될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 격벽의 측면 (93a), 저면 (93b) 및 상면 (93c) 상에 제 1 도전성 층이 형성될 수도 있고, 그후, 격벽의 상면 (93c) 상의 제 1 도전성 층은 완전하게 또는 부분적으로 제거될 수도 있다. 제 1 도전성 층은, 격벽의 상면 상에 도전성 층이 완전하게 제거될 때의 분리 패턴이다. 이 경우, 분리된 제 1 도전성 층들은 비아 홀을 통해서 구동 컴포넌트에 연결될 수도 있다.

제 1 도전성 층은, 무전해 도금, 스퍼터링, 진공 증착, 프린팅, 또는 그 조합에 의해 마이크로컵의 표면 상부에 형성될 수도 있다. 유용한 도전성 층은, 금속 도전체 (예를 들어, 알루미늄, 구리, 아연, 주석, 몰리브덴, 니켈, 크롬, 은, 금, 철, 인듐, 탈륨, 티타늄, 탄탈륨, 텅스텐, 로듐, 팔라듐, 백금 또는 코발트 등), 및 금속 산화물 도전체 (예를 들어, 인듐 주석 산화물 (ITO) 또는 인듐 아연 산화물 (IZO)), 뿐만 아니라, 전술한 금속 및/또는 금속 산화물, 또는 도전성 폴리머로부터 유도된 합금 또는 다층 복합체를 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한, 본 명세서에 설명된 도전성 층은, 단일층 박막 또는 다층 박막 둘 중 하나를 포함할 수도 있다. ITO 필름은, 가시광 범위에서 높은 정도의 전송력 때문에 수많은 어플리케이션에서 특히 관심을 받는다.

제 1 도전성 층의 패터닝은, (i) 도전성 필름을 포토레지스트로 코팅하는 단계, (ii) 예를 들어, 포토마스크를 통해 자외선광에 포토레지스트를 이미지와이즈 노광시켜 이 포토레지스트를 패터닝하는 단계, (iii) 포토레지스트가 제거되는 영역 (즉, 어떠한 전극 라인도 위치되지 않는 영역) 에서 도전성 층을 노출시키기 위 해, 이용되는 포토레지스트의 유형에 따라서, 노광된 또는 노광되지 않은 영역 모두로부터 포토레지스트를 제거함으로써 패터닝된 이미지를 "현상시키는 (developing)" 단계, (iv) 포토레지스트가 제거된 영역으로부터 도전성 층을 제거하기 위해 화학적 에칭 프로세스를 이용하는 단계 및 (v) 전극 라인을 노출시키기 위해 잔류하는 포토레지스트를 스트립하는 단계를 포함하는 포토리소그래피 프로세스에 의해 달성될 수도 있다.

이와 다르게, 포토레지스트를 제 1 도전성 층에 프린팅한 후 에칭 및 스트립하여 도전성 패턴을 형성할 수도 있다.

이와 더 다르게, 도전성 층은 레이저를 이용하여 건식 에칭하거나 또는 마이크로컵 표면 상부에 접착 테이프를 적층하고 표면의 선택적인 영역에서 도전성 층을 박리함으로써 패터닝될 수도 있다.

또한, 제 1 도전성 층은, 마이크로컵 표면 상에 마스킹 층을 프린팅한 후, 예를 들어, 기상 증착 또는 스퍼터링에 의해 도전성 층을 증착시킴으로써 패터닝될 수도 있다. 더욱 상세하게는, 마이크로컵 표면 상부에 제 1 도전성 필름을 형성하는 것은 스트립가능한 프린팅 재료를 표면 상에 먼저 프린팅함으로써 달성될 수도 있다. 프린팅된 스트립가능한 재료는, 도전성 필름 구조체가 형성되지 않는 표면상의 영역을 정의한다. 즉, 프린팅된 스트립가능 재료는, 도전성 필름 구조가 형성된 표면상의 영역에 실질적으로 존재하지 않는다. 다음으로, 도전성 재료의 얇은 층을 패터닝된 표면 상에 증착하고, 그후, 표면으로부터 스트립가능 재료를 스트립하여, 그 상부에 형성된 스트립가능한 재료 및 임의의 도전성 재 료를 제거하고 패터닝된 도전성 필름 구조를 남긴다.

이와 다르게, 마이크로컵 표면 상에 패터닝된 도전성 필름 구조체를 형성하는 것은, 도전성 필름 구조체가 형성되는 영역을 정의하는 표면 상부에 프린트가능한 재료를 먼저 프린팅함으로써 달성될 수도 있다. 그후, 도전성 박막이 마이크로컵 표면 상부에 증착된다. 이러한 경우, 도전성 필름은 프린트가능한 재료가 없는 표면보다 프린트가능한 재료가 있는 표면에 더욱 강하게 접착한다. 프린트가능한 재료로부터 도전성 필름을 스트립하지 않는 스트립 프로세스를 이용하여 표면 상에 직접적으로 형성된 도전성 필름을 스트립한 후에, 도전성 필름 구조체가 형성되는 영역을 정의하는데 이용된 프린트가능한 재료상에 형성된 채로 도전성 필름 구조체가 유지된다. 이러한 방법은, 2003년 4월 23일 출원된, 공동-계류중인 출원, 미국 일련 번호 10/422,557 에 기재되어 있고, 그 내용은 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

특히 격벽의 상면 상에 증착된 제 1 도전성 층은, 예를 들어, (1) 에칭 및 스트립이 후속하는 포토리소그래피 노광하고, (2) 레이저 건식 에칭하거나 또는 (3) 접착 테이프로 도전성 층/마이크로컵/기판 구조체를 적층한 후 격벽의 상면 상에 도전성 층을 기계적으로 박리함으로써, 선택적으로 제거되거나 또는 패터닝될 수도 있다.

제 1 도전성 층이 마이크로컵의 표면 상부에 형성된 후, 마이크로컵은 전술한 바와 같이 디스플레이 유체 (96) 로 충진된 후 밀봉층 (97) 으로 밀봉된다. 선택적으로, 전극 보호층이 디스플레이 유체의 충진 및 밀봉 이전에 제 1 도전성 층에 코팅될 수도 있다.

필요한 경우, 충진되고 밀봉된 마이크로컵을 포함하는 필름 구조체에는 선택적으로 접착층 (99) 을 갖는 제 2 도전성 층 (98) 이 적층된다. 제 2 도전성 층이, 예를 들어, 박막 스퍼터링 또는 기상 증착에 의해 증착되는 경우, 제 2 비도전성 기판층이 선택적으로 접착층에 의해 제 2 도전성 층상에 적층될 수도 있다.

제 1 도전성 층 (92) 은, 1㎚ 내지 3000㎚ 의 범위, 바람직하게는 20㎚ 내지 500㎚ 의 범위, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 150㎚ 의 범위의 두께를 갖는다.

특히, 분리된 도체 패턴이 필름 구조체 상부에 형성되는 경우, 마이크로컵 (90) 을 포함하는 필름 구조체와 제 1 기판 (91) 사이에 제 3 도전성 층 (미도시) 이 있을 수도 있다. 제 1 도전성 층은, 예를 들어, 격벽의 상면상의 도전성 층을 제거함으로써 분리 패턴 (즉, 연결되지 않은 패턴) 이 될 수도 있다.

또한, 제 2 도전성 층 및 제 3 도전성 층 각각은 전술한 방법들 중 임의의 방법으로 패터닝될 수도 있다.

일 실시형태에서, 제 1 도전성 층은 박막 증착 (예를 들어, 스퍼터링 또는 기상 증착) 에 의해 마이크로컵의 표면상으로 증착될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 제 2 도전성 층은 박막 증착, 프린팅 또는 적층에 의해 필름 구조체 상부에 형성될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 존재하는 경우 제 3 도전성 층은 박막 증착, 프린팅 또는 적층에 의해 제 1 기판상에 형성될 수도 있고, 마이크로컵이 제 3 도전성 층 상부에 형성된다.

본 발명의 이러한 양태에 참조되는 디스플레이 유체 (96) 는 임의의 전술한 액체 조성물/디스플레이 유체일 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 유체는 액정 및 폴리머 매트릭스 또는 3-차원 폴리머 네트워크를 포함하는 액정 조성물; 또는 액정 및 키랄 재료를 포함하는 액정 조성물일 수도 있다.

III . 경피 전달 시스템

도 1 의 필름 구조체 (10) 는 경피 전달 필름에 이용될 수도 있다. 경피 전달 디바이스에 적절한 액체 조성물의 예는 섹션 I.2 에 기재되어 있다. 경피 전달 시스템의 확산막으로서 작용할 수도 있는 밀봉층의 형성은 섹션 I.3 에 기재되어 있다.

도 8 은 본 발명의 경피 전달 시스템의 예를 도시한다. 필름 구조체 (80) 는 활성 성분을 함유하는 액체 조성물 (81) 로 충진된 하나 이상의 마이크로컵을 포함한다. 각각의 마이크로컵은 밀봉층/확산막 (82) 으로 밀봉된다. 필름 구조체가 환자의 피부에 부착되게 하는 약간의 접착 특성을 갖는 피부 접촉층 (83) 이 있다. 임의의 점착층이 피부 접촉층으로서 적절하다. 피부 접촉층은 수증기 (즉, 발한) 및 공기에 대해 우수한 침투성을 갖는다. 적절한 피부 접촉 점착제는, 아크릴레이트 코폴리머, 합성 고무, 예를 들어, 폴리이소부티렌, 폴리이소프렌, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리비닐에테르, 실리콘 플리머 및 그 조합을 포함할 수도 있지만, 이에 한정하지 않는다.

이형 라이너 (84) 는 피부 접촉층 (83) 위에 위치된다. 이형 라이너는 사용전에 박리될 수 있어서, 약물-함유 필름 구조체가 노광될 수도 있다. 이형층은, 용이하게 스트립되는 플루오로카본 또는 실리콘으로 표면을 처리함으로써 활 성 성분에 침투불가 상태의 폴리머로부터 또는 박리가능한 특성으로 당업계에 공지된 폴리머 둘 중 하나로부터 형성될 수도 있다. 마이크로컵은 기판층 (86) 상부에 형성된다. 또한, 선택적 프라이머 층 (85) 이 있을 수도 있다.

일반적으로, (기판 두께를 제외한) 경피 전달 필름의 두께는 약 5㎛ 내지 약 500㎛, 바람직하게는 약 10㎛ 내지 약 200㎛ 의 범위에 있다.

IV . 단일 액체 조성물을 함유하는 필름 구조체의 제조

도 6 에 도시된 바와 같이, 프로세스는 흐름도로 도시된다. 모든 마이크로컵은 동일한 액체 조성물로 충진된다. 프로세스는 이하의 단계를 포함하는 연속적인 롤-투-롤 프로세스일 수 있다.

1. 기판층 (61) 상에 엠보싱 조성물 (60) 의 층을 코팅하는 단계. 이 기판층은, 의도된 최종 제품에 기초하여, 전극층을 포함할 수도 있다.

2. 사전-패터닝된 볼록 몰드 (62) 에 의해 엠보싱 조성물의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 엠보싱 조성물을 엠보싱하는 단계.

3. 층이 경화되는 동안에 또는 그 이후에, 엠보싱 조성물 층으로부터 몰드가 이형되는 단계.

4. 이에 따라 형성된 마이크로컵 (63) 을 액체 조성물 (64) 로 충진하는 단계.

5. 섹션 I.3 에 기재된 밀봉 방법들 중 하나의 방법 (예를 들어, UV 경화 (65)) 에 의해 충진된 마이크로컵을 밀봉하는 단계.

6. 필요에 따라 충진되고 밀봉된 마이크로컵 위에 다른 층 (예를 들어, 66) 을 적층하는 단계. 접착제 (67) 는 적층 단계에 이용될 수도 있다. 접착제는 점착제, 핫 멜트 접착제, 열, 수분 또는 방사선 경화 접착제일 수도 있다. 적층 접착제는 UV (68) 와 같은 방사선에 의해 포스트-경화될 수도 있다. 다음으로, 필름 구조체를 함유하는 완성된 필름은 적층 단계 이후에 원하는 치수로 절단될 수도 있다 (69).

단계 6 에서, 필름 구조체상에 적층되는 대신에 전극층은, 코팅, 프린팅, 기상 증착, 스퍼터링 또는 그 조합과 같은 방법에 의해 필름 구조체 상부에 직접 형성될 수도 있다. 또한, 활성 매트릭스 구동 구조체는 필름 구조체 상에 직접 설치될 수도 있다.

통상적으로, 전술한 마이크로컵의 제조는 섹션 I.1 에 기재된 다른 방법에 의해 대체될 수 있다.

V. 두 종류 이상의 액체 조성물을 함유하는 필름 구조체의 제조

두 종류 이상의 액체 조성물을 함유하는 필름 구조체의 제조에서, 추가적인 단계가 필요하다. 추가적인 단계는, (1) 양성 작용 건식-필름 포토레지스트를 통해서 이미 형성된 마이크로컵을 적층하는 단계; (2) 이 포토레지스트를 이미지와이즈 노광시킴으로써 사전-결정된 양의 마이크로컵을 선택적으로 개구하는 단계; (3) 개구된 마이크로컵을 제 1 액체 조성물로 충진하는 단계; 및 (4) 섹션 I.3 에 기재된 방법들 중 하나에 의해 충진된 마이크로컵을 밀봉하는 단계를 포함한다. 이들 추가적인 단계에서는 상이한 유형의 액체 조성물들로 충진된 마이크로컵을 생성하는 것이 반복될 수도 있다.

디스플레이 어플리케이션에서, 상이한 액체 조성물은 상이한 컬러 또는 다른 스위칭 특성에 기여할 수도 있다. 경피 전달 시스템에서, 상이한 액체 조성물은 상이한 활성 성분을 가질 수도 있거나 또는 동일한 활성 성분을 함유하는 상이한 조성물을 가질 수도 있다. 이에 대한 몇몇 예가 있다.

더욱 상세하게는, 상이한 유형의 액체 조성물들을 함유하는 필름 구조체가 도 7 에 도시된 단계들에 따라서 제조될 수도 있다.

1. 기판층 (71) 상부에 엠보싱 조성물 (70) 의 층을 코팅하는 단계. 여기서, 기판층은, 의도된 최종 제품에 기초하여, 전극층을 포함할 수도 있다.

2. 사전-패터닝된 볼록 몰드에 의해 엠보싱 조성물의 유리 전이 온도보다 높은 온도로 엠보싱 조성물 층을 엠보싱하는 단계.

3. 엠보싱 조성물이 경화되는 동안에 또는 그 이후에 엠보싱 조성물 층으로부터 몰드를 바람직하게 이형하는 단계.

4. 이에 따라-형성된 마이크로컵 (72) 을 포지티브 건식-필름 포토레지스트 (74) 및 접착층 (73) 으로 적층하는 단계.

5. 노광된 영역의 마이크로컵을 개구하기 위해 UV, 가시광, 또는 다른 방사선 수단에 의해 포지티브 포토레지스트를 이미지와이즈로 노광하는 단계. 여기서, 단계 4 및 단계 5 의 목적은, 사전결정된 영역의 마이크로컵을 선택적으로 개구하기 위함이다 (도 7d).

6. 제 1 액체 조성물 (75) 로 개구된 마이크로컵을 충진하는 단계.

7. 섹션 I.3 에 기재된 밀봉 방법들 중 하나의 방법에 의해 충진된 마이크로 컵 (76) 을 밀봉하는 단계.

8. 전술한 단계 5 내지 단계 7 가 상이한 영역에서 상이한 액체 조성물로 충진된 마이크로컵을 발생시키기 위해 반복하는 단계 (도 7e, 도 7f 및 도 7g).

9. 필요한 경우, 충진되고 밀봉된 마이크로컵을 다른층 (77) 으로 적층시키는 단계. 적층은, 접착제 (78), 선택적으로, 예를 들어, 점착제, 핫 멜트 접착제, 열, 수분 또는 방사선 경화성 접착제로 달성될 수도 있다.

10. 필요한 경우, 접착제를 경화시키는 단계.

단계 9 에서, 적층 대신에, 코팅, 프린팅, 기상 증착, 스퍼터링 또는 그 조합과 같은 방법에 의해 전극층이 필름 구조체 상부에 직접적으로 배치될 수도 있다. 또한, 활성 매트릭스 구동 구조체가 필름 구조체 상부에 직접적으로 설계될 수도 있다.

마이크로컵의 충진은, 소정의 위치에서 상이한 액체 조성물을 잉크젯 프린팅에 의해 계측함으로써 달성될 수도 있다. 이와 다르게, 액체 조성물 내의 상이한 성분이 휘발성 용매에 용해되고, 먼저 잉크젯 프린팅될 수도 있다. 건조 이후에, 공동 액체 조성물이 블랭킷 코팅될 수도 있고, 그후 밀봉될 수도 있다.

통상적으로, 전술한 프로세스에서 설명된 마이크로컵의 제조는 섹션 I.1 에 기재된 다른 방법으로 대체될 수도 있다.

본 발명의 필름 구조체의 두께는 종이 한 장만큼 얇을 수 있다. 필름 구조체의 폭은 코팅 웹의 폭이다 (통상적으로, 3 내지 90 인치). 필름 구조체의 길이는, 롤의 크기에 의존하여 수 인치에서 수천 피트에 달할 수도 있다.

필름 구조체는 디바이스에 통합될 수도 있다. 디바이스는 한 층 이상의 필름 구조체를 가질 수 있다 것이 파악된다.

본 발명의 하나의 주요 이점은, 필름 구조체가 연속적으로 또는 반-연속적으로 웹상부에 롤-투-롤로 제조될 수도 있다.

연속적인 프로세스는, 엠보싱 및 충진/밀봉이 어떠한 간섭없이 연속적으로 수행되는 도 6 에 설명된다. 반(semi)-연속적인 프로세스는, 몇몇 단계가 연속적으로 수행되지만 전체 프로세스는 아닌 프로세스이다. 예를 들어, 마이크로컵의 형성과 충진/밀봉 단계 사이에 간섭이 있거나, 또는, 충진/밀봉 단계와 적층 단계 사이에 간섭이 있을 수도 있다.

또한, 도 7 에 도시된 것과 같은 프로세스는, 연속적으로 또는 반-연속적으로 수행될 수도 있다. 즉, 복수의 단계가 간섭 없이 연속적으로 수행될 수도 있고, 몇몇 단계가 연속적이지만 전체 프로세스가 아닌 것으로 수행될 수도 있다.

또한, 연속적인 프로세스 또는 반-연속적인 프로세스 모두에서, 하나 이상의 단계가 진행-정지 방식으로 수행될 수도 있다. 진행-정지 모드는 규칙적인 또는 불규칙적인 간격으로 수행될 수도 있다.

본 발명의 필름 구조체는, 이러한 포맷의 플렉시블하고 효율적인 롤-투-롤 연속 또는 반-연속 제조를 가능하게 한다. 이들 프로세스는 용이하게 스케일러블하고, 저비용으로 효과적으로 수행될 수 있다.

본 발명이 특정 실시형태를 참조하여 설명되지만, 다양한 변화가 이루어질 수도 있고, 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 동등물이 치환될 수도 있다는 것을 당업자는 파악해야만 한다. 또한, 수많은 변형이 특정 상황, 재료, 조성물, 프로세스, 프로세스 단계 또는 단계들을 본 발명의 대상물, 정신 및 범위에 적용하도록 이루어질 수도 있다. 모든 이러한 변형은 본 명세서에 첨부된 청구범위 내에 있도록 의도된다.

Claims (38)

1. a) 격벽들 및 상부-개구들을 포함하는, 하나 이상의 마이크로컵들;

   b) 상기 마이크로컵들에 충진되고, 액정들 및 폴리머 매트릭스 또는 3-차원 폴리머 네트워크를 포함하는, 액정 조성물; 및

   c) 상기 마이크로컵들 내의 상기 액정 조성물을 밀봉하고, 인시츄로 경화되는, 밀봉층을 포함하는, 액정 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로컵들 및 상기 밀봉층의 굴절률은, 상기 액정들의 굴절률에 근접하게 매칭되는, 액정 디스플레이.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로컵들의 내부 표면 상에 제조된 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층 (anchoring layer) 을 더 포함하는, 액정 디스플레이.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 액정 조성물은, 액정들 및 폴리머 전구체를 포함하는 전구체 조성물을 경화시킴으로써 형성되는, 액정 디스플레이.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀봉층은, 상기 액정 조성물 또는 전구체 조성물에서 5% 미만의 용해도를 갖는 밀봉 조성물로부터 형성되는, 액정 디스플레이.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 폴리머 전구체는, 아크릴레이트류, 메타크릴레이트류, 티올류, 알켄류 및 에폭시드류로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 액정 디스플레이.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀봉층은, 열가소성 또는 열경화성 전구체를 포함하는 밀봉 조성물로부터 형성되는, 액정 디스플레이.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 밀봉층은, 다가의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 다가의 비닐, 다가의 에폭시드, 다가의 이소시아네이트, 다가의 알릴, 및 가교가능 작용기들을 함유하는 올리고머들 또는 폴리머들로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 밀봉 조성물로부터 형성되는, 액정 디스플레이.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 전구체 조성물의 경화는, 방사선 또는 열 경화에 의해 달성되는, 액정 디스플레이.
10. 제 1 항에 있어서,

    2 개의 전극층들을 더 포함하고,

    상기 충진되고 밀봉된 마이크로컵들은 상기 2 개의 전극층들 사이에 끼워진, 액정 디스플레이.
11. 제 1 항에 있어서,

    일 전극층 및 일 임시 기판층을 더 포함하고,

    상기 충진되고 밀봉된 마이크로컵들은 상기 전극층과 상기 임시 기판층 사이에 끼워진, 액정 디스플레이.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 임시 기판층은 도전성 층을 더 포함하거나, 또는, 상기 임시 기판층 그 자체가 도전성인, 액정 디스플레이.
13. a) 격벽들 및 상부-개구들을 포함하는, 하나 이상의 마이크로컵들;

    b) 상기 마이크로컵들에 충진되고, 액정들 및 키랄재 (chiral material) 를 포함하는, 액정 조성물; 및

    c) 상기 마이크로컵들 내의 상기 액정 조성물을 밀봉하고, 인시츄로 경화되 는, 밀봉층을 포함하는, 액정 디스플레이.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 마이크로컵들의 내부 표면이 텍스쳐링된, 액정 디스플레이.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 마이크로컵들의 내부 표면 상에 제조된 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층 (anchoring layer) 을 더 포함하는, 액정 디스플레이.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 액정 조성물은, 폴리머 네트워크를 더 포함하는, 액정 디스플레이.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 밀봉층은, 얼라인먼트 층 또는 앵커링 층으로서 작용하는, 액정 디스플레이.
18. 제 13 항에 있어서,

    상기 밀봉층은, 상기 액정 조성물 또는 전구체 조성물에서 5% 미만의 용해도를 갖는 밀봉 조성물로부터 형성되는, 액정 디스플레이.
19. a) 격벽들 및 상부-개구들을 포함하는 마이크로컵들을 형성하는 단계;

    b) 액정들 및 폴리머 전구체를 포함하는 전구체 조성물로 상기 마이크로컵들을 충진하는 단계;

    c) 밀봉층을 인시츄로 경화하여 상기 충진된 마이크로컵들을 밀봉하는 단계를 포함하는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 전구체 조성물은, 상기 밀봉층의 경화 이전에 경화되는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 전구체 조성물은, 상기 밀봉층의 경화 이후에 경화되는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
22. 제 19 항에 있어서,

    상기 전구체 조성물은, 상기 밀봉층이 경화됨에 따라서 경화되는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
23. a) 격벽들 및 상부-개구들을 포함하는 마이크로컵들을 형성하는 단계;

    b) 액정들 및 키랄재를 포함하는 액정 조성물로 상기 마이크로컵들을 충진하 는 단계;

    c) 밀봉층을 인시츄로 경화하여 상기 충진된 마이크로컵들을 밀봉하는 단계를 포함하는, 액정 디스플레이의 제조 방법.
24. a) 마이크로컵들의 어레이로서, 상기 마이크로컵들 각각이,

    (i) 격벽들;

    (ii) 상기 마이크로컵에서, 상기 마이크로컵의 측면과 저면 상에 코팅 된 제 1 도전층;

    (iii) 상기 마이크로컵 내부에 충진된 액정 조성물; 및

    (iv) 상기 액정 조성물의 비중 (specific gravity) 보다 작은 비중을 갖는 밀봉 조성물로부터 형성된 폴리머 밀봉층 (polymeric sealing layer) 을 포함하는, 상기 마이크로컵들의 어레이; 및

    b) 충진되고 밀봉된 상기 마이크로컵들의 어레이 위에 위치된 제 2 도전층을 포함하는, 디스플레이 디바이스.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 액정 조성물은, 액정들 및 폴리머 매트릭스 또는 3-차원 폴리머 네트워크를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
26. 제 24 항에 있어서,

    상기 액정 조성물은, 액정들 및 키랄재 (chiral material) 를 포함하는, 디스플레이 디바이스.
27. 대상의 피부를 통해서 약제 또는 미용제를 전달하는 경피 전달 시스템으로서,

    a) 격벽들 및 상부-개구들을 포함하는, 하나 이상의 마이크로컵들;

    b) 상기 마이크로컵들에 충진되고, 상기 약제 또는 미용제를 포함하는, 액체 조성물; 및

    c) 상기 마이크로컵들 내의 상기 액체 조성물을 밀봉하고, 인시츄로 경화되는, 밀봉층을 포함하는, 경피 전달 시스템.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 액체 조성물의 상기 약제 또는 미용제는, 상기 밀봉층 및 피부 접촉 부착층을 통해서 확산할 수 있는, 경피 전달 시스템.
29. 제 28 항에 있어서,

    이형층 (release layer) 을 더 포함하는, 경피 전달 시스템.
30. 제 27 항에 있어서,

    상기 마이크로컵들은, 상이한 약제들 또는 미용제들을 포함하는 액체 조성물 들로 충진되는, 경피 전달 시스템.
31. 제 27 항에 있어서,

    상기 약제 또는 미용제는, 상기 액체 조성물의 전체 중량에 기초하여 약 0.01중량% 내지 약 40중량% 의 양인, 경피 전달 시스템.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 약제 또는 미용제는, 상기 액체 조성물의 전체 중량에 기초하여 약 1.0중량% 내지 약 20중량% 의 양인, 경피 전달 시스템.
33. 제 27 항에 있어서,

    상기 액체 조성물은 부형제 (excipient) 를 더 포함하는, 경피 전달 시스템.
34. 제 33 항에 있어서,

    상기 부형제는, 용매, 공용매, 가용화제 (solubilizer), 용매 개질제, 침투 증진제, 방부제 또는 완화제 (buffering agent) 인, 경피 전달 시스템.
35. 제 34 항에 있어서,

    상기 용매는, 탄소 원자수 2 내지 6 개의 알코올인, 경피 전달 시스템.
36. 제 27 항에 있어서,

    상기 밀봉층은, 연속 필름 또는 미세다공 (microporous) 필름인, 경피 전달 시스템.
37. 제 36 항에 있어서,

    상기 연속 필름은, 에틸렌:비닐 아세테이트 코폴리머들을 포함하는 조성물로부터 형성되는, 경피 전달 시스템.
38. 제 35 항에 있어서,

    상기 밀봉층은, 상기 액체 조성물에서 10% 미만의 용해도를 갖는 밀봉 조성물로부터 형성되는, 경피 전달 시스템.

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