Capa de acoplamiento sobre polímeros fluorados.

Dispositivo que comprende una capa realizada en polímero fluorado del que,

por lo menos, una parte de la superficie está recubierta por una composición que comprende un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base y que forma una capa de acoplamiento sobre dicho polímero fluorado, estando recubierta dicha capa de acoplamiento total o parcialmente por otra capa.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08305408.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: BATIMENT D "LE PONANT" 25, RUE LEBLANC 75015 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: Serbutoviez,Christophe, Benwadih,Mohamed, Verilhac,Jean-Marie.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C08J7/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 7/00 Tratamiento químico o revestimiento de materiales modelados hechos de sustancias macromoleculares (revestimiento con materiales metálicos C23C; deposición electrolítica de metales C25). › Recubrimiento.
  • C09D127/12 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 127/00 Composiciones de revestimiento a base de homopolímeros o copolímeros de compuestos con uno o varios radicales alifáticos insaturados, con un solo enlace doble carbono-carbono cada uno y uno al menos terminado en un halógeno; Composiciones de revestimiento a base de derivados de tales polímeros. › con átomos de flúor.
  • H01L51/05 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 51/00 Dispositivos de estado sólido que utilizan materiales orgánicos como parte activa, o que utilizan como parte activa una combinación de materiales orgánicos con otros materiales; Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dichos dispositivos o de sus partes constitutivas (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes formados en o sobre un sustrato común H01L 27/28; dispositivos termoeléctricos que utilizan material orgánico H01L 35/00, H01L 37/00; elementos piezoeléctricos, magnetoestrictivos o electroestrictivos que utilizan material orgánico H01L 41/00). › especialmente adaptados a la rectificación, a la amplificación, a la generación de oscilaciones o a la conmutación y que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie; Condensadores o resistencias con al menos una barrera de potencial o de superficie.

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Capa de acoplamiento sobre polímeros fluorados.

Fragmento de la descripción:

Capa de acoplamiento sobre polímeros fluorados

Campo de la invención

La presente invención se refiere a dispositivos que integren capas de polímeros fluorados.

Se propone recubrir, por lo menos parcialmente, estas capas con ayuda de una capa adicional llamada de "acoplamiento", que permite el depósito fácil de capas posteriores.

Esta capa de acoplamiento es realizada con ayuda de polímeros que presentan, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base.

Estado anterior de la técnica

El recurso a los polímeros fluorados (o fluoropolímeros) ha pasado a ser corriente en diversos campos técnicos.

De este modo, los fluoropolímeros son utilizados en la fabricación de componentes electrónicos, tales como transistores orgánicos, para el aislamiento eléctrico y en la fabricación de piezas mecánicas sometidas a condiciones extremas de utilización (de temperatura o por presencia de disolventes agresivos) .

En el caso particular de la electrónica orgánica, los fluoropolímeros, y en especial el Cytop® (nombre comercial de poli perfluoro butenil vinil éter) , presentan propiedades particularmente adaptadas para constituir el dieléctrico de rejilla de un transistor.

El documento US 2006/151781 describe un transistor orgánico de capa delgada que comprende una capa de polímero fluorado entre la capa que aísla la rejilla y la capa semiconductora orgánica.

El documento US 2005/104058 describe un dispositivo orgánico con efecto de campo que comprende una capa de polímero fluorado eventualmente recubierta por una capa con constante dieléctrica más elevada.

No obstante, la utilización de estos polímeros fluorados presenta los problemas siguientes, no se resueltos en la actualidad:

- es imposible depositar por vía húmeda otras capas sobre un fluoropolímero previamente depositado en forma de capa delgada cualquiera que sea el método de depósito utilizado ("spin coating" o diversos métodos de impresión) ;

- es imposible adherir entre sí dos piezas de fluoropolímeros, o de adherir un material plástico sobre un fluoropolímero.

Esto hace, por lo tanto, muy difícil la fabricación de dispositivos complejos que comprenden diferentes elementos indispensables para su funcionamiento. Es, por ejemplo, el caso para un transistor completo, en el que la utilización del dieléctrico requiere etapas posteriores de fabricación.

Existe, por lo tanto, una necesidad evidente de desarrollar soluciones técnicas que permitan facilitar y mejorar los depósitos sobre capas a base de polímeros fluorados.

Características de la invención

La presente invención se basa en la demostración, por parte del solicitante, de que ciertos polímeros fluorados desarrollan aptitudes para adherirse a materiales, y especialmente a polímeros fluorados.

En lo esencial, estos polímeros fluorados específicos presentan propiedades adhesivas, son portadores, como mínimo de una función ácido o base.

Según un primer aspecto, la presente invención se refiere, por lo tanto, a un dispositivo, especialmente un transistor, que comprende una capa realizada en polímero fluorado, cuya parte, como mínimo superficial, está recubierta, como mínimo, por un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base.

Según la invención, la composición que comprende, por lo menos, el polímero, que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base, forma una capa de acoplamiento sobre el polímero fluorado. Esta capa de acoplamiento está recubierta por su parte, parcial o totalmente, por una u otras varias capas realizadas con ayuda de materiales de interés.

En otros términos, la invención se refiere a un dispositivo que comprende una capa realizada en polímero fluorado del que, por lo menos una parte de la superficie, está recubierta por una composición que comprende un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base y que forma una capa de acoplamiento sobre dicho polímero fluorado, estando recubierta dicha capa de acoplamiento total o parcialmente por otra capa.

Por definición, el dispositivo está, por lo tanto, constituido en parte por un primer polímero fluorado. Esta parte es la que se llama "capa" en la medida en la que presenta superficies externas que están destinadas, en parte o en su totalidad, a ser recubiertas, como mínimo, por la capa de acoplamiento, según la invención.

Se comprende en este caso por polímero fluorado, un polímero o un copolímero, del que, como mínimo, uno de los monómeros que lo componen contiene, como mínimo, un átomo de flúor (F) por monómero. Este polímero puede ser reticulado o no reticulado.

Estos polímeros se escogen, por ejemplo, dentro de la relación siguiente:

- Teflon®: nombre comercial para el politetrafluoroetileno (PTFE) (comercializado por DuPont) ;

- Cytop®: nombre comercial para el poli perfluoro butenil vinil éter (comercializado por ASHAI GLASS) ;

- Halar® (comercializado por SOLVAY SOLEXIS) ;

- Hyflon® (comercializado por SOLVAY SOLEXIS) ;

- Par y lene-F (comercializado, por ejemplo, por ALDRICH) .

Se debe observar que se tratan de referencias bien conocidas por los técnicos en el sector de los polímeros, pero cuya fórmula química exacta no se encuentra siempre a disposición.

De esta relación, se escoge de manera ventajosa el Cytop®.

Se observará claramente, de la lectura de la siguiente descripción, que este primer polímero fluorado está desprovisto de función ácido o base.

El segundo polímero utilizado para la formación de la capa de acoplamiento, según la invención, es un polímero o un copolímero definido de la forma siguiente:

- por lo menos uno de los monómeros que lo componen contiene, por lo menos, un átomo de flúor (F) por monómero. Por esta razón, se trata, por lo tanto, de un segundo fluoropolímero;

- por lo menos uno de los monómeros que lo componen contiene una función ácido o base. Dentro del marco de la invención, las funciones ácido o base se definen según Brönsted o Lewis.

Son polímeros que responden a esta definición, por ejemplo:

- Nafion® (DUPONT) ;

- Hyfion Ion® (SOLVAY SOLEXIS)

- Flemion® (ASHAI GLASS) .

También en este caso, se trata de referencias bien conocidas por el técnico en la materia en el sector de los polímeros, pero cuya fórmula química exacta no está disponible.

De manera privilegiada, la función ácida es aportada por una función carboxílica, fosfónica, sulfónica, sulfona o Si (CH3) 3. La función básica puede ser una amina.

Según una forma de realización ventajosa, el monómero que presenta, como mínimo, una función fluorada, es de la misma naturaleza que el monómero presente en el polímero fluorado. Es, por ejemplo, el caso para el par Teflon® (primer fluoropolímero) / Nafion® (segundo fluoropolímero) comprendiendo ambos, monómeros de tretrafluoroetileno.

De manera ventajosa, la función fluorada y la función ácido o base son soportadas por el mismo monómero. Es, por ejemplo, el caso del Nafion®, cuyos monómeros de tetrafluoroetileno incorporan grupos perfluorovinil éter terminados por grupos sulfónicos.

Se observa que un polímero de este tipo, portador, como mínimo, de una función fluorada y, como mínimo, una función ácida o base, presenta aptitudes para adherirse tanto a los polímeros fluorados, tales como Teflon® o Cytop® (o a materiales equivalentes) , como a otros materiales, por ejemplo, adhesivos. El Teflon® recubierto de esta manera permite entonces la adherencia de una cinta conductora, de otra pieza de Teflon® o de otro material (por ejemplo, melaminado) , etcétera.

La capa de acoplamiento formada de este modo, que presenta ventajosamente un grosor comprendido entre 20 nm

y 2 μm, puede ser recubierta parcialmente o totalmente por una o varias otras capas realizadas con ayuda de materiales de interés. Se puede tratar de electrodos, materiales semiconductores, dieléctricos, capas de tinta o de adhesivo.

Se debe observar que para aplicaciones que se refieren a la electrónica, en particular, es deseable... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo que comprende una capa realizada en polímero fluorado del que, por lo menos, una parte de la superficie está recubierta por una composición que comprende un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base y que forma una capa de acoplamiento sobre dicho polímero fluorado, estando recubierta dicha capa de acoplamiento total o parcialmente por otra capa.

2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la función ácido es aportada por una función carboxílica, fosfónica, sulfónica, sulfona o Si (CH3) 3. 10

3. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado porque la función base es aportada por una amina.

4. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el monómero que presenta, por lo

menos, una función fluorada es de la misma naturaleza que el monómero presente en el polímero fluorado. 15

5. Dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la función fluorada y la función ácida o base son soportadas por el mismo monómero.

6. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero fluorado es 20 politetrafluoroetileno (PTFE) .

7. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición que forma la capa de acoplamiento comprende además un compuesto susceptible de interactuar con las funciones ácido o base del polímero.

8. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la composición que forma la capa de acoplamiento comprende además una resina, una tinta o un dieléctrico.

9. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de acoplamiento 30 presenta un grosor comprendido entre 20 nm y 2 μm.

10. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo es un transistor.

11. Dispositivo, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa que recubre total o

parcialmente la capa de acoplamiento es un electrodo, un material semiconductor, un dieléctrico, una capa de tinta o una capa de adhesivo.

12. Procedimiento de fabricación de un dispositivo, según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas siguientes:

- una etapa de depósito sobre, como mínimo, una parte de la superficie externa de una capa de polímero fluorado, de una composición que comprende un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base, formando una capa de acoplamiento después de secado;

- una etapa de depósito de otra capa sobre esta capa de acoplamiento. 45

13. Procedimiento de fabricación, según la reivindicación 12, caracterizado porque los depósitos son realizados por remojo, por "spin coating" o por impresión.

14. Procedimiento de fabricación, según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque la composición que

50 comprende un polímero que presenta, como mínimo, una función fluorada y, como mínimo, una función ácido o base, contiene un disolvente, ventajosamente isopropanol.


 

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