密封的室结构.pdf

本发明公开了用于形成密封的室结构的方法。所述密封的室结构包括被多个分隔壁(14)隔开的第一(10)和第二(12)基底。所述分隔壁在所述第一和第二基底之间限定多个室(18，19)。所述基底和分隔壁至少之一在它们上面具有光压纹材料层(16，22，30)。潜在图像被写(112)到所述光压纹材料上，和然后所述图像被显影，从而导致在对应于潜在图像的图案的区域(114)中光压纹材料的膨胀。光压纹材料的膨胀导致所述室被相互分开地密封。

1.  用于形成密封的室结构的方法，该密封的室结构包括第一(10)和第二(12)基底和多个分隔壁(14)，所述方法包括：
-在以下至少之一上形成光压纹材料：
-所述第一基底；
-所述第二基底；和
-所述多个分隔壁；
-通过所述多个分隔壁隔开所述第一和第二基底，从而在所述第一和第二基底之间限定多个室(18，19)；
-将潜在图像写(112)到所述光压纹材料中；和
-显影所述潜在图像，导致所述光压纹材料被移位(118)从而使所述室相互密封分开。

2.  根据权利要求1的方法，进一步包括在使所述室相互密封分开之前用流体填充所述室。

3.  根据权利要求2的方法，其中所述流体是电泳流体，和其中所述室形成电泳显示器的像素。

4.  根据权利要求1-3任意一项的方法，其中写所述潜在图像包括将所述光压纹材料的区域暴露(112)于光化光。

5.  根据权利要求1-4任意一项的方法，其中显影所述潜在图像包括加热所述光压纹材料。

6.  根据权利要求1-5任意一项的方法，其中所述光压纹材料包括聚合物、单体和光引发剂。

7.  根据权利要求6的方法，其中写所述潜在图像包括将光压纹材料的区域暴露(112)于光化光，和其中显影所述潜在图像包括加热所述光压纹材料，导致所述单体移位到被暴露的区域，从而膨胀所述被暴露的区域(114)以使所述室相互密封分开。

8.  根据权利要求6或7的方法，其中所述光压纹材料进一步包括热引发剂，和其中显影所述光压纹材料包括加热所述光压纹材料至高于所述热引发剂的分解温度，从而聚合所述单体。

9.  根据前述权利要求任意一项的方法，其中在通过所述分隔壁使所述第一和第二基底相互隔开的步骤之后实施写所述潜在图像的步骤。

10.  根据权利要求9的方法，其中通过将所述光压纹材料的区域暴露于光化光来写所述潜在图像，其中所述室用包含吸收所述光化光的粒子的流体填充，和其中所述吸收性粒子充当至少部分地限定被写到所述光压纹材料上的潜在图像的图案的掩模。

11.  根据权利要求1-10任意一项的方法，其中通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤包括以下步骤：
-在所述第一基底上形成所述分隔壁；和
-将所述第二基底布置在所述分隔壁上。

12.  根据权利要求1-11任意一项的方法，其中所述光压纹材料作为层(16，22)形成在所述第一和第二基底至少之一上，和其中写和显影所述潜在图像导致光压纹材料被移位以接触所述分隔壁，从而使所述室相互密封分开。

13.  根据权利要求1-11任意一项的方法，其中所述光压纹材料形成：
-在所述第一和第二基底至少之一上；和
-在所述分隔壁和所述第一和第二基底的所述至少之一之间的界面区域之内；和
其中写和显影所述潜在图像导致光压纹材料(22)被移位(118)以接触所述分隔壁，从而使所述室相互密封分开。

14.  根据权利要求1-11任意一项的方法，其中所述光压纹材料形成：
-在所述分隔壁上；和
-在所述分隔壁和所述第一和第二基底的所述至少之一之间的界面区域之内；和
其中写和显影所述潜在图像导致光压纹材料(30)被移位以接触所述第一和第二基底的所述至少之一，从而使所述室相互密封分开。

15.  根据权利要求1-11任意一项的方法，其中通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤包括以下步骤：
-在所述第一基底上形成所述分隔壁；和
-将所述第二基底布置在所述分隔壁上；和
其中在将所述第二基底布置在所述分隔壁上的步骤之前，将所述光压纹材料形成：
-在所述第二基底上；和
-在所述分隔壁上，在将形成分隔壁和第二基底之间的界面的分隔壁的区域之内；和
其中写和显影所述潜在图像导致：
-在第二基底上的光压纹材料(16)被向着所述分隔壁移位；和
-在所述分隔壁上的光压纹材料(30)被向着所述第二基底移位；
从而，在第二基底上的光压纹材料接触在分隔壁上的光压纹材料，从而使所述室相互密封分开。

16.  根据权利要求12或13的方法，其中通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤包括以下步骤：
-在所述第一基底上形成所述分隔壁；和
-将所述第二基底布置在所述分隔壁上；和
其中在将所述第二基底布置在所述分隔壁上之前，在所述第二基底上形成光压纹材料，和其中写和显影所述潜在图像导致第二基底上的光压纹材料被移位从而向着所述多个分隔壁膨胀并接触所述多个分隔壁，从而使所述室相互密封分开。

17.  根据权利要求12或13的方法，其中通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤包括以下步骤：
-在所述第一基底上形成所述分隔壁；和
-将所述第二基底布置在所述分隔壁上；和
其中在第一基底上形成所述分隔壁之前，在所述第一基底上形成光压纹材料，和其中写和显影所述潜在图像导致第一基底上的光压纹材料被移位(118)从而挤压所述多个分隔壁，从而移位所述多个分隔壁以使它们接触(52)第二基底，从而使所述室相互密封分开。

18.  根据权利要求14的方法，其中通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤包括以下步骤：
-在所述第一基底上形成所述分隔壁；和
-将所述第二基底布置在所述分隔壁上；和
其中将所述光压纹材料形成：
-在所述多个分隔壁上，这是在将所述第二基底布置在所述分隔壁上的步骤之前；和
-在将形成分隔壁和第二基底之间的界面的分隔壁的区域之内；和
其中写和显影所述潜在图像导致分隔壁上的光压纹材料被移位从而向着所述第二基底膨胀并接触所述第二基底，从而使所述室相互密封分开。

19.  根据前述权利要求任意一项的方法，其中所述密封的室结构的室形成电泳显示器的像素(21，22，23，24)。

20.  根据前述权利要求任意一项的方法，其中所述光压纹材料包括：
-在其中写和显影所述潜在图像的内材料；和
-在所述内材料表面的外保护层，该外保护层在潜在图像的显影期间能够根据所述内材料而变形。

21.  密封的室结构，包括被多个分隔壁(14)隔开的第一(10)和第二(12)基底，所述多个分隔壁在所述第一和第二基底之间限定多个室(18，19)，在以下至少之一上存在光压纹材料：
-所述第一基底；
-所述第二基底；和
-所述多个分隔壁；
其中所述光压纹材料通过写和显影潜在图像已经被移位(118)，从而使所述室相互密封分开。

密封的室结构
技术领域
本发明涉及用于制造密封的室结构(sealed cell structure)的经改进的方法。本发明可应用于包括多个密封的室的器件，特别地可应用于电泳显示器。
背景技术
本发明考虑的密封的室结构包括被多个分隔壁隔开的两个基底，所述分隔壁将所述两个基底之间的体积分成室。
这样的密封室结构通常用于形成电泳显示器。通过用包含可移动带电粒子的电泳流体填充所述室，所述结构的室可以用于形成显示器像素。每个室内的所述可移动带电粒子然后可以使用电场进行移动，得到多种不同的显示效果。对于电泳显示器件的例子，读者可参考申请人的国际专利申请WO2004/008238。
与形成密封的室结构相关的主要问题之一是难于确保所述结构的室之间的充分密封。例如，形成具有被多个分隔壁隔开的第一和第二基底的密封室结构的一种已知制造方法，包括从所述第一基底开始，然后在所述第一基底上形成多个分隔壁，和然后将第二基底布置在所述分隔壁之上。但是，在实践中在第二基底和一些分隔壁的顶部之间经常留下不希望的间隙，导致所述室之间不完美的密封。在电泳显示器中，通过这些间隙可以发生带电粒子从一个室到另一个室的迁移，而这可以在由所述室显示的图像中导致非常严重的错误。
一种使所述室相互密封分开的已知方法包括在第一基底上形成分隔壁，和然后用包含电泳流体和密封流体的流体混合物填充由所述分隔壁限定的室，其中所述密封流体具有比所述电泳流体更低的密度。接着，将第二基底层布置在所述分隔壁上面，然后固化所述密封流体，所述密封流体由于其低密度，在第二基底层和所述电泳流体之间形成层，从而使所述室相互密封分开。
这种方法的问题之一是所述电泳流体可能被所述密封流体污染，其接下来可能造成不希望的影响例如粒子的团聚或丧失电荷，或者所述粒子不希望的粘结到表面。这些影响可能导致显示器质量的劣化。
与该方法相关的另一个问题是一些电泳粒子可能被截留(trapped)在密封层内，降低密封层的透明度，并因而降低显示器的亮度。
美国专利US 6950226公开的这种方法的变体，其中在使其与电泳流体接触之前固化部分密封层，从而减少被截留在密封层内的电泳粒子的数目。但是，这需要用于使所述层的未固化部分与分隔壁对准的额外的加工和对准步骤。
发明内容
因此，本发明的目的是提供对现有技术方案加以改进的密封的室结构。
根据本发明的第一方面，提供一种用于形成密封的室结构的方法，该密封的室结构包括第一和第二基底和多个分隔壁，所述方法包括：
-在以下至少之一上形成光压纹材料(photo-embossing material)：
-所述第一基底；
-所述第二基底；和
-所述多个分隔壁；
-通过所述多个分隔壁隔开所述第一和第二基底，从而在所述第一和第二基底之间限定多个室；
-将潜在图像(latent image)写到所述光压纹材料中；和
-显影所述潜在图像，导致所述光压纹材料被移位(displaced)从而使所述室相互密封分开。
因此，提供了密封的室结构，其在室之间提供有效的密封度。从而，密封的室结构通过在密封它们之前用电泳流体填充所述室而可以用于形成电泳显示器的像素，所述密封足以防止电泳流体的带电粒子在室之间的显著迁移。
此外，所述密封的室结构在密封过程期间并不导致显著数目的带电粒子被截留，从而最小化显示器亮度的任何降低。
有利地，因为所述密封方法包括将光压纹材料移位到需要形成所述密封的区域，所以所述室的体积(并因而它们中的流体压力)在密封过程之后可以基本上和密封过程之前相同。这有助于减少在密封过程期间或之后所述室发生破裂的机会。
此外，不再需要密封流体与电泳流体混合，因而在这方面避免了电泳流体的污染。
有利地，写所述潜在图像可包括将光压纹材料的区域暴露于光化光(actinic light)，从而限定在潜在图像的显影期间一些光压纹材料应该被移位至此的光压纹材料区域。
此外，显影所述潜在图像可包括加热所述光压纹材料，从而提高光压纹材料的粒子的移动性(mobility)并导致所述粒子根据潜在图像的图案进行扩散(移位)。从而，所述粒子扩散到达的光压纹材料区域可以膨胀以使所述室相互密封分开。
有利地，所述光压纹材料可以包括聚合物、单体、和光引发剂。可以通过将所述材料的区域暴露于光化光来写所述潜在图像，所述光化光通过光离解所述光引发剂而局部地形成反应性粒子。然后，可以通过加热所述光压纹材料显影所述潜在图像，导致所述单体向着被暴露的光压纹材料区域扩散(移位)，从而膨胀所述暴露区域以使所述室相互密封分开。
此外，所述光压纹材料还可以包括热引发剂。所述热引发剂在光压纹材料被加热至高于一定的温度之后可以导致光压纹材料聚合。该聚合可以作为光压纹材料的显影的一部分实施，以便在光压纹材料已经被移位到足以使所述室相互密封分开的程度之后停止光压纹材料的进一步的移位。这导致完全固化的并因此机械和化学稳定的复合材料。
此外，所述光压纹材料还可以包括在反应性粒子的临界浓度之下阻碍(retard)聚合的抑制剂。因此，非故意地暴露于低强度杂散光化光的导致相对低浓度的反应性粒子的光压纹材料区域，可以被抑制不发生聚合。这可以增强在写潜在图像期间被暴露的光压纹材料区域和未被暴露的光压纹材料区域之间的对比度。有利地，可以在第一和第二基底已经被所述分隔壁隔开之后，将潜在图像写到光压纹材料上。因此，所述基底和分隔壁不用必须相对于先前写的潜在图像进行对准来隔开，从而简化用所述分隔壁隔开基底的步骤。
此外，所述室可以用包括用于吸收光化光的粒子的流体进行填充。这些光吸收性粒子可以充当掩模，其至少部分地限定被写到光压纹材料上的潜在图像的图案。因此，相对于所述室结构，所述潜在图像可以有效地是自对准和自图案化的。
或者，可以在第一和第二基底被分隔壁隔开之前，将潜在图像写到光压纹材料上。这可以简化写潜在图像的过程，因为可以更容易地到达(access)所述光压纹材料。
有利地，通过多个分隔壁隔开所述第一和第二基底的步骤可以包括在第一基底上形成分隔壁和在所述分隔壁上布置第二基底的步骤。这使得可以从第一基底构建分隔壁，简化基底之间分隔壁的制造和/或设置。
有利地，光压纹材料可以作为(基本上均匀的)层形成在第一和第二基底至少之一上。这具有以下优点：在基底上光压纹材料的设置不必相对于分隔壁进行对准。
或者，所述光压纹材料可以形成在第一和第二基底至少之一上，在分隔壁和第一和第二基底至少之一之间界面的区域之内。这可以使得在与分隔壁的界面区域之外的基底区域基本上没有光压纹材料，可以改进所述室的透明度，和/或减少由于基底和光压纹层之间的界面而可能产生的不希望的反射。这还可以帮助降低粒子粘结到光压纹材料上的机会。
有利地，所述光压纹材料可以形成在分隔壁上，在分隔壁和第一和第二基底至少之一之间界面的区域之内。这同样可以使得在与分隔壁的界面区域之外的基底区域基本上没有光压纹材料，具有和上面直接列出的那些相同的优点。
而且，所述光压纹材料可以设置在分隔壁上和设置在第一和第二基底至少之一上。因此，在基底和分隔壁之间的界面处，在基底和分隔壁上的光压纹材料可以都彼此向着对方进行膨胀并相互发生接触，从而密封所述界面。这可以使得形成更强的密封，因为在这种情况下光压纹材料通过接触其它光压纹材料形成密封，而不是通过接触材料与光压纹材料不同的基底或分隔壁。此外，具有都彼此向着对方进行膨胀的两个光压纹材料区域，可以使得能够填充分隔壁和基底之间的更宽的间隙。
有利地，在其中所述多个分隔壁形成在第一基底上的情况下，可以在将第二基底布置在分隔壁上之前将所述光压纹材料形成在第二基底上。然后，写和显影所述潜在图像可以导致第二基底上的光压纹材料被移位，以向着所述多个分隔壁膨胀并接触所述多个分隔壁，从而使所述室相互密封分开。
此外，在其中所述多个分隔壁形成在第一基底上的情况下，可以在将分隔壁形成在第一基底上之前将所述光压纹材料形成在第一基底上。然后，写和显影所述潜在图像可以导致第一基底上的光压纹材料被移位，以挤压所述多个分隔壁，从而移位所述多个分隔壁以接触第二基底，从而使所述室相互密封分开。这具有以下优点：不必用光压纹材料处理所述第二基底。
有利地，在其中所述多个分隔壁形成在第一基底上的情况下，所述光压纹材料可以形成在所述分隔壁上，在将形成分隔壁和第二基底之间的界面的区域之内。然后，写和显影所述潜在图像可以导致分隔壁上的光压纹材料被移位以向着第二基底膨胀并接触第二基底，从而使所述室相互密封分开。这可以使得在与分隔壁的界面区域之外的第二基底的区域基本上没有光压纹材料，可以改进所述室的透明度，和/或减少由于基底和光压纹层之间的界面而可能产生的不希望的反射。这还可以帮助降低粒子粘结到光压纹材料上的机会。
所述写和显影所述潜在图像的步骤可以在交叠的时间段内进行。这可以简化所述过程，并且有效地使得潜在图像的写和显影可以在单一制造步骤中进行。
有利地，所述光压纹材料可以包括在其中写和显影所述潜在图像的内光压纹材料，和在所述内材料表面的外保护层。该外保护层具有在潜在图像的显影期间根据所述内材料而变形的能力。所述外保护层可以防止所述内材料和所述室的内容物之间的接触，这可能是有用的，如果所述内材料和室内容物否则将开始发生相互反应的话。优选地，该外保护层的厚度是低的，例如0.1-10微米。优选地，该层的模量在显影温度是低的，例如低于200Mpa。
根据本发明的第二方面，提供密封的室结构，包括被多个分隔壁隔开的第一和第二基底，所述多个分隔壁在所述第一和第二基底之间限定多个室，在以下至少之一上存在光压纹材料：
-所述第一基底；
-所述第二基底；和
-所述多个分隔壁；
其中通过写和显影潜在图像，所述光压纹材料已经被移位，从而使所述室相互密封分开。
附图说明
现在将只是作为例子并且通过参考附图来描述本发明的实施方案，其中：
图1示出了根据本发明第一实施方案形成密封的室结构的方法的示意图；
图2示出了根据本发明第二实施方案形成密封的室结构的方法的示意图；
图3示出了根据本发明第三实施方案形成密封的室结构的方法的示意图；
图4示出了根据本发明第四实施方案形成密封的室结构的方法的示意图；
图5示出了根据本发明第五实施方案形成密封的室结构的方法的示意图；和
图6示出了电泳显示器的一部分的设计示意图，包括已经使用本发明的方法密封的像素室。
在图中相同或者类似的附图标记表示相同或者类似的特征。
具体实施方式
现在将参考图1描述本发明的第一实施方案。图1示出了制造密封的室结构的三个截面图，每个图都显示制造过程的步骤。
在步骤A中，形成具有多个分隔壁14的第一基底10。分隔壁之间的室区域用包含多种带电的有颜色的粒子(multiple charged pigmentedparticles)110的电泳流体17填充，所述粒子可以在电场的影响下移动以产生各种显示效果。
还形成具有光压纹材料层16的第二基底12。
所述第一和第二基底由玻璃形成，但是如对本领域读者而言将显而易见地那样，也可以使用可选择的材料例如塑料来形成至少一个基底。对于电泳显示器应用，至少一个基底应该是透明的/半透明的以实现显示效果。为了形成透射显示器，两个基底都应该是透明的/半透明的，从而光可以穿过所述室并且被所述带电的有颜色的电泳粒子调节。为了形成透反显示器，所述第一基底可以具有反射涂层并且所述第二基底可以是透明的/半透明的，从而光可以穿过第二基底进入所述室并且从第一基底被反射回来。但是，对于其它应用，例如化学包装，两个基底可以都是不透明的。化学包装应用的例子是药物递送系统，香料递送系统，化学试剂递送系统，生物芯片或其它微流控器件(micro-fluidic device)。
所述分隔壁由光刻材料(photo-resist material)形成，例如SU-8，其是多官能的环氧化物，其可以通过掩模化的光固化然后是阳离子聚合机理被结构化，其中未暴露的区域由溶剂除去。对本领域技术人员而言很多其它形成分隔壁的方法也将是显而易见的。例如，可以和第一基底分开制造所述壁并然后在后来连接(例如胶粘)到第一基底。所述壁也可以通过将它们压纹(embossing)到基底中形成，例如如果第一基底由可变形的材料形成，那么可以使用印模(stamp)来移位基底材料以形成分隔壁。
所述光压纹材料由聚合物(聚甲基丙烯酸苄酯)，单体(季戊四醇四丙烯酸酯)，光引发剂(苯偶酰二甲缩酮(benzil dimethylketal))和热引发剂(过氧化苯甲酰)的混合物形成。对于所述光压纹材料的组成存在很多可能的替代选择。基本成分是聚合物材料，单体或单体混合物，和光引发剂。经过深入研究的聚合物是聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸乙酯，聚甲基丙烯酸苄酯，和聚甲基丙烯酸异冰片酯，但是也可以使用很多其它聚合物。
所述材料还含有单体化合物，其是具有相对低的分子量，即低于1500的化合物，其当与反应性粒子即自由基或者阳离子粒子接触时发生聚合。在一个优选的实施方案中，所述单体或者单体混合物的单体之一含有多于一个聚合基团，从而一旦聚合就形成聚合物网络。此外，在该优选的实施方案中，所述单体是含有以下类别的反应性基团的分子：乙烯基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，环氧化物，乙烯基醚或硫醇-烯(thiol-ene)。所述材料还含有光敏组分，其一旦暴露于光化辐射就产生反应性粒子，即所述自由基或者阳离子粒子。
适合用作聚合成分并且每个分子具有至少两个可交联基团的单体的例子，包括含有(甲基)丙烯酰基基团的单体，例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯，三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，甘油三(甲基)丙烯酸酯，磷酸单-和二(甲基)丙烯酸酯，C₇-C₂₀烷基二(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸三羟甲基丙烷三氧基乙基酯，三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯，三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯，二季戊四醇六丙烯酸酯，三环癸烷二基二甲基二(甲基)丙烯酸酯，和任意前述单体的烷氧基化，优选乙氧基化和/或丙氧基化形式，以及二醇的二(甲基)丙烯酸酯，该二醇是双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加合物，二醇的二(甲基)丙烯酸酯，该二醇是氢化双酚A的环氧乙烷或环氧丙烷加合物，环氧(甲基)丙烯酸酯，其是双酚A二缩水甘油基醚的(甲基)丙烯酸酯加合物，聚氧化烯双酚A的二丙烯酸酯，和三乙二醇二乙烯基醚，丙烯酸羟乙酯、异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的加合物(HIH)，丙烯酸羟乙酯、甲苯二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的加合物(HTH)，和酰胺酯丙烯酸酯。
每个分子只具有一个交联基团的合适单体的例子包括含有乙烯基基团的单体，例如N-乙烯基吡咯烷酮，N-乙烯基己内酰胺，乙烯基咪唑，乙烯基吡啶；(甲基)丙烯酸异冰片酯，(甲基)丙烯酸冰片酯，(甲基)丙烯酸三环癸烷基酯，(甲基)丙烯酸二环戊烷基酯，(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯，(甲基)丙烯酸环己酯，(甲基)丙烯酸苄酯，(甲基)丙烯酸4-丁基环己酯，丙烯酰基吗啉，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸2-羟乙酯，(甲基)丙烯酸2-羟丙酯，(甲基)丙烯酸2-羟丁酯，(甲基)丙烯酸甲酯，(甲基)丙烯酸乙酯，(甲基)丙烯酸丙酯，(甲基)丙烯酸异丙酯，(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸戊酯，(甲基)丙烯酸异丁酯，(甲基)丙烯酸叔丁酯，(甲基)丙烯酸戊酯，己内酯丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸异戊酯，(甲基)丙烯酸己酯，(甲基)丙烯酸庚酯，(甲基)丙烯酸辛酯，(甲基)丙烯酸异辛酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，(甲基)丙烯酸壬酯，(甲基)丙烯酸癸酯，(甲基)丙烯酸异癸酯，(甲基)丙烯酸十三烷基酯，(甲基)丙烯酸十一烷基酯，(甲基)丙烯酸月桂酯，(甲基)丙烯酸硬脂酯，(甲基)丙烯酸异硬脂酯，(甲基)丙烯酸四氢糠酯，(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯，乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸苄酯，(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯，聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯，聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯，甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯，甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯，甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯，双丙酮(甲基)丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸β-羧基乙酯，邻苯二甲酸(甲基)丙烯酸酯，异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺，N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺，叔辛基(甲基)丙烯酰胺，(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯，(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯，(甲基)丙烯酸丁基氨基甲酰基乙酯，N-异丙基(甲基)丙烯酰胺，氟化(甲基)丙烯酸酯，(甲基)丙烯酸7-氨基-3，7-二甲基辛基酯，N，N-二乙基(甲基)丙烯酰胺，N，N-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺，羟基丁基乙烯基醚，月桂基乙烯基醚，十六烷基乙烯基醚，2-乙基己基乙烯基醚；和由下式(I)表示的化合物
CH₂＝C(R⁶)-COO(R⁷O)_m-R⁸      (I)
其中R⁶是氢原子或甲基；R⁷是含有2-8个，优选2-5个碳原子的亚烷基；和m是0-12，优选1-8的整数；R⁸是氢原子或含有1-12个，优选1-9个碳原子的烷基；或者，R⁸是具有4-20个碳原子的包含四氢呋喃基团的烷基，任选被具有1-2个碳原子的烷基取代；或者R⁸是具有4-20个碳原子的包含二氧六环基团的烷基，任选被甲基取代；或者R⁸是芳族基团，任选被C₁-C₁₂烷基，优选C₈-C₉烷基取代，和烷氧基化的脂肪族单官能单体，例如乙氧基化的(甲基)丙烯酸异癸酯，乙氧基化的(甲基)丙烯酸月桂酯，等等。
在所述材料中可以存在引发剂以引发交联反应。引发剂的量可以在宽范围内变化。引发剂的合适量是例如大于0至5wt％，相对于参予交联反应的化合物的总重量。
当UV-交联被用于引发所述交联时，所述材料优选包括UV-光引发剂。光引发剂在吸收光之后能够引发交联反应；因此，UV-光引发剂吸收光谱的紫外区域中的光。提供良好结果的一些公知的UV-光引发剂的例子是2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙烷-1-酮( 651-CibaSpecialty Chemicals)，2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1( 369-Ciba Specialty Chemicals)，双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦( 819-Ciba Specialty Chemicals)。
优选地，所述聚合引发剂包括光引发剂和热引发剂的混合物。热引发剂的例子是过氧化苯甲酰，过氧化二枯基，2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧化物)己烷过氧化物，过氧化二月桂酰和2，2′-偶氮二异丁腈。
优选地，所述材料含有阻碍未暴露区域中的聚合的抑制剂。已经研究的抑制剂的例子是氢醌和氢醌单甲醚。在一个优选的实施方案中，抑制剂的量是0.001-0.5wt％。
所述材料可以由有机溶剂的溶液制造。所述聚合物和所述单体或单体混合物之间的比例被选择成使得溶剂蒸发后形成的膜是固体并且优选无粘性。聚合物(P)和单体(M)之间的由P/(P+M)限定的比例优选大于0.3，甚至更优选大于或等于0.5。
优选地，在施加所述溶液的涂层至基底至少之一或分隔壁之后，所使用的溶剂被蒸发掉。可以任选在真空中加热或处理所述涂层以有助于溶剂的蒸发。
合适溶剂的例子是1，4-二氧杂环己烷，丙酮，乙腈，氯仿，氯代苯酚，环己烷，环己酮，环戊酮，二氯甲烷，二乙基醋酸酯(diethyl acetate)，二乙基酮，碳酸二甲酯，二甲基甲酰胺，二甲基亚砜，乙醇，乙酸乙酯，间甲酚，单-和二-烷基取代的二醇，N，N-二甲基乙酰胺，对氯苯酚，1，2-丙二醇，1-戊醇，1-丙醇，2-己酮，2-甲氧基乙醇，2-甲基-2-丙醇，2-辛酮，2-丙醇，3-戊酮，4-甲基-2-戊酮，六氟异丙醇，甲醇，乙酸甲酯，乙酸丁酯，乙酰乙酸甲酯，甲基乙基酮，甲基丙基酮，N-甲基吡咯烷酮-2，乙酸正戊酯，苯酚，四氟正丙醇，四氟异丙醇，四氢呋喃，甲苯，二甲苯和水。还可以使用基于醇、酮和酯的溶剂，虽然对于高分子量的醇丙烯酸酯的溶解性可能成为问题。卤代溶剂(例如二氯甲烷和氯仿)和烃类(例如己烷和环己烷)也可以是合适的。
所述光压纹材料从溶液通过流延(casting)被施加到第二基底，以在第二基底上形成约10um厚的基本均匀的层16。可选择的，光压纹材料的层16的厚度可以根据所述材料的性质和根据当写和显影潜在图像时所需要的膨胀的量来变化。此外，可以使用其它技术例如刮刀涂覆或印刷来将光压纹材料施加到第二基底。
在步骤B，通过把第二基底12搁置在分隔壁14的顶部，通过分隔壁隔开第一和第二基底，帮助形成室18和19。当第二基底12没有适当地搁置在分隔壁14上时，在第二基底和一些分隔壁的顶部之间通常会出现不希望的间隙13。这些间隙例如可以是由于分隔壁高度的变化引起的，或者它们可以是由于所述室内过量的流体或材料在分隔壁顶部和第二基底之间形成薄层引起的。图中画出的间隙13的尺寸并不是成比例的，在实践中可能比示出的小得多。基底10和12通过用密封材料120将基底的边缘密封在一起而使它们相互对准固定。或者，所述基底可以例如通过将它们都压向分隔壁(即通过摩擦)，或通过使用夹具将基底保持在位置上，来对准固定。
在步骤C，在所述光压纹材料中写和显影潜在图像以使所述室相互密封分开。所述潜在图像的显影导致光压纹材料沿箭头118的方向移位，从而导致光压纹材料的区域114膨胀，和光压纹材料的区域116收缩。因为区域114位于分隔壁14和第二基底12之间的界面处，区域114处光压纹材料16的膨胀导致光压纹材料接触分隔壁14的顶部，关闭间隙13并因而使所述室相互密封分开。
写所述潜在图像包括把将要膨胀以使所述室相互密封分开的光压纹材料的区域114暴露112于紫外光。由于光引发剂的光离解，该暴露导致反应性粒子(例如自由基)的形成。紫外光经过掩模暴露于所述光压纹材料，从而不需要膨胀的光压纹材料的区域116没有被暴露。或者，所述光压纹材料可以暴露于其它类型的改变光压纹材料性质的(光化)光。例如，可以使用在351nm波长发射的Argon激光来写所述潜在图像，在这种情况下可不需要掩模，因为可以精确地控制所述激光的方向。
在一个进一步的可选方式中，电泳流体可以包括用于吸收用于写所述潜在图像的光的粒子。那么，如果所述光化光是从第一基底10的方向而不是从第二基底12的方向射向光压纹材料，那么电泳流体本身可以充当用于图案化所述光化光的掩模。例如，光化光通过穿过第一基底和分隔壁可以能够到达在分隔壁14正上方的光压纹材料区域，但是由于被电泳流体中的吸收性粒子吸收而可能被阻挡而不能到达光压纹材料的其它区域。因此，相对于分隔壁所述潜在图像变得有效地自对准。
在第一和第二基底已经在步骤B中被所述多个分隔壁隔开之后，在步骤C期间实施写所述潜在图像。因此，所述第一基底或第二基底和分隔壁对UV光应该足够半透明从而允许潜在图像穿过它们并且被写入光压纹材料中。
或者，可以在第一和第二基底被分隔壁隔开之前写所述潜在图像，例如在光压纹材料在步骤A中形成于第二基底上之后就写所述潜在图像。
在所述基底被分隔壁隔开之前写所述潜在图像的一个优点在于不必穿过第一或第二基底来暴露所述潜在图像，其可以降低所需要的光的强度和/或改进被写的区域的精确性。在第一和第二基底已经被所述分隔壁隔开之后写所述潜在图像的一个优点在于可以不考虑预先写的潜在图像的图案而隔开第一和第二基底。
所述潜在图像的显影包括通过将其暴露于红外光而加热所述光压纹材料。该加热导致光压纹材料中单体的扩散移动性被增强，这引起所述单体聚合并且扩散进入潜在图像的暴露区域。这导致暴露区域114膨胀从而使所述室相互密封分开，并且因为所述单体从非暴露区域116扩散离开而导致非暴露区域116收缩。所述潜在图像的显影可包括使用其它方法，例如通过将所述室结构放置在烘箱中，来加热所述光压纹材料。
所述光压纹材料的温度继续升高直到其升到高于热引发剂的分解温度，在此之后在光压纹材料的暴露区域和未暴露区域中的剩余单体都变得被聚合。这有助于在显影阶段已经完成后防止光压纹材料改变其形状。或者，为了简化光压纹材料的制造，可以不包括所述热引发剂。
写和显影所述潜在图像可以通过将光压纹材料同时暴露于UV光(用于写所述图像)和IR光(用于加热所述材料以显影所述图像)这两者来实施。因此，所述图像的显影可以在写所述图像的时候立即开始。这最小化了实施写和显影所述图像所需的时间长度。
光压纹是本领域技术人员公知的技术，对于比本文所述更详尽的描述，读者可参考：
C.WITZ，C.SANCHEZ，C BASTIAANSEN，D.J.BROER，HANDBOOKOF POLYMER REACTION ENGINEERING，VOL.2(EDS.T.MEYER，J.KEURENTJES)，WILEY-VCH，WEINHEIM，GERMANY 2005，CH19。
现在将参考图2描述本发明的第二实施方案。关于第一实施方案的大量描述可以等同地应用于该第二实施方案，因此不再重复。图2示出了制造密封的室结构的三个截面图，每个图都显示制造过程的步骤。
在步骤A，形成具有多个分隔壁14的第一基底10。分隔壁之间的室区域用包含多种带电的有颜色的粒子110的电泳流体17填充。还形成具有光压纹材料的区域22的第二基底12。光压纹材料的区域22形成于第二基底12和分隔壁14之间的预期界面的区域之内。光压纹材料的区域22通过以下方式形成：在基底上形成基本均匀的光压纹材料层，和然后蚀刻掉区域20直到只留下区域22，但是其它可选方案例如印刷对本领域技术人员而言也将是显而易见的。
在步骤B，第二基底在分隔壁之上对准从而光压纹材料的区域22处于对分隔壁的界面区域之内。在一些分隔壁和第二基底之间存在不希望的间隙13。
在步骤C，写并且显影所述潜在图像，导致光压纹材料沿箭头118的方向扩散，从而使区域114膨胀以接触分隔壁14，和使区域116收缩，并因而使所述室相互密封分开。
现在将参考图3描述本发明的第三实施方案。关于第一实施方案的大量描述可以等同地应用于该第三实施方案，因此不再重复。图3示出了制造密封的室结构的三个截面图，每个图都显示制造过程的步骤。
在步骤A，形成具有多个分隔壁14的第一基底10。分隔壁之间的室区域用包含多种带电的有颜色的粒子110的电泳流体17填充。还形成第二基底12。在分隔壁上并且在预期形成分隔壁和第二基底之间的界面的分隔壁区域内，形成光压纹材料的区域30。在该实施方案中，区域30通过显示出符合转印或柔性版印刷的方法形成。浴槽容纳有包含聚合物、一种或多种单体、引发剂、抑制剂和一种或多种溶剂的光压纹溶液，一个或更多个辊从所述浴槽收集溶液并将所述溶液的层沉积到分隔壁的顶部。在70℃的干燥步骤除去所述一种或多种溶剂。
在步骤B，将第二基底布置在分隔壁之上，帮助形成室18和19。在一些分隔壁和第二基底之间存在不希望的间隙13。
在步骤C，写和显影所述潜在图像，导致光压纹材料从区域116扩散到区域114，从而使区域114膨胀以接触第二基底2，并且使区域116收缩，因此使所述室相互密封分开。显而易见，重要的是一部分光压纹材料30不暴露于光化光，从而存在光压纹材料的未暴露区域，从该未暴露区域光压纹材料可以扩散进入光压纹材料的暴露区域。
现在将参考图4描述本发明的第四实施方案。关于第一实施方案的大量描述可以等同地应用于该第四实施方案，因此不再重复。图4示出了制造密封的室结构的三个截面图，每个图都显示制造过程的步骤。
在步骤A，形成具有多个分隔壁14的第一基底10。分隔壁之间的室区域用包含多种带电的有颜色的粒子110的电泳流体17填充。还形成具有光压纹材料的层16的第二基底12。在分隔壁上并且在预期形成分隔壁和第二基底之间的界面的分隔壁区域内，形成光压纹材料的区域30。
在步骤B，将第二基底布置在分隔壁之上，帮助形成室18和19。在一些分隔壁和第二基底之间存在不希望的间隙13。
在步骤C，在第二基底和分隔壁这两者上的光压纹材料上写和显影潜在图像，导致光压纹材料从区域116扩散到区域114，从而使区域114膨胀并且使区域116收缩，因此使所述室相互密封分开。因为第二基底上的光压纹材料和分隔壁上的光压纹材料都彼此向着对方进行膨胀，所以可以填充分隔壁和基底之间的更大的间隙。此外可以形成更强的密封，因为光压纹材料通过接触其它光压纹材料形成密封，而不是通过接触材料与光压纹材料不同的基底或分隔壁。
现在将参考图5描述本发明的第五实施方案。关于第一实施方案的大量描述可以等同地应用于该第五实施方案，因此不再重复。图5示出了制造密封的室结构的三个截面图，每个图都显示制造过程的步骤。
在步骤A，形成具有光压纹材料的层50和多个分隔壁14的第一基底10。分隔壁之间的室区域用包含多种带电的有颜色的粒子110的电泳流体17填充。还形成第二基底12。
在步骤B，将第二基底布置在分隔壁之上，帮助形成室18和19。在一些分隔壁和第二基底之间存在不希望的间隙13。
在步骤C，在第一基底上的光压纹材料上写并且显影所述潜在图像，导致光压纹材料沿箭头118的方向扩散，从而使区域114膨胀和使区域116收缩。区域114的膨胀导致分隔壁被向着第二基底12移位并接触第二基底12，从而在界面52处使所述室相互密封分开。这具有以下优点：光压纹材料和分隔壁这两者的形成都在第一基底上实施，因此不必加工第二基底。
图6示出了平面电泳显示器(in-plane electrophoretic display)的一部分的设计示意图，包括由四个独立的室21，22，23和24形成的四个平面显示器像素。所述室由被分隔壁14隔开的两个基底(为清楚起见未示出)形成，通过将光压纹材料从未暴露区域移位到暴露区域所述室已经被相互分开地密封。所述显示器件包括多个行RE和列CE电极，用于控制每个像素室内带电粒子110的运动。
已经关于电泳显示器描述了本发明的密封的室结构，但是其也可以用于多种系统中，例如：
-用于分子诊断的生物传感器；
在复杂生物混合物例如血液或唾液中蛋白质和核酸的快速和灵敏的检测；
-电解(electrolysis)以产生局部pH变化以用于细胞溶解(cell lysing)或蛋白质处理(protein manipulation)；
-用于化学、药物或分子生物学的高处理量筛选设备；
-测试设备，例如用于DNA或蛋白质，例如在刑事学中，用于就地测试(在医院中)，用于在中心实验室(centralized laboratories)中或在科学研究中进行诊断；
-DNA或蛋白质诊断工具，用于心脏病学，传染病和肿瘤学，食物，和环境诊断；
-用于组合化学的工具；或
-分析设备。
如本领域技术人员将理解的那样，密封的室中的材料可以包含多种物质，例如基本上任何生物体的身体流体(例如血液，尿，精液等等)；环境样品(例如空气，农业的(agricultural)，水和土壤样品)；生物制剂样品；研究样品(例如核酸)。本发明的应用包括用于检测流体样品中的一种或多种目标分子的设备，特别是用于检测水溶液中生物分子的设备领域。所述一种或多种目标分子可以例如是扩增反应，包括靶扩增和信号扩增中的一种或多种产物；经纯化的样品，例如经纯化的基因组DNA，RNA，蛋白质等等；粗样品(细菌，病毒，基因组DNA，等等)；生物分子化合物，例如但并不限于，核酸和相关化合物(例如DNA，RNA，低聚核苷酸或其类似物，PCR产物，基因组DNA，细菌人工染色体，质粒)，蛋白质和相关化合物(例如多肽，肽，单克隆或多克隆抗体，可溶的或结合的受体，转录因子)，抗原，配体，半抗原，碳水化合物和相关化合物(例如多糖，低聚糖)，细胞碎片例如膜碎片，细胞器官，完整细胞，细菌，病毒，原生动物。
综上所述，提供了一种形成密封的室结构的方法。所述密封的室结构包括被多个分隔壁隔开的第一和第二基底。所述分隔壁在第一和第二基底之间限定多个室。所述基底和分隔壁至少之一在其上具有光压纹材料层。潜在图像被写到所述光压纹材料上，并且然后所述图像被显影，从而导致在相应于潜在图像图案的区域中光压纹材料膨胀。所述光压纹材料的膨胀导致所述室被相互分开地密封。
落在后附权利要求范围内的众多其它实施方案对本领域技术人员而言也将是显而易见的。如对本领域技术人员而言显而易见的那样，对其上可以设置光压纹材料的基底和/或分隔壁的区域，存在很多可能的变化。例如，光压纹材料可以形成于第一和第二基底两者之上。权利要求中提及的方法步骤的顺序对于不同的实施方案而言可以不同。权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。