WO2014032642A1 - Organic-electronic layer system - Google Patents

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WO2014032642A1
WO2014032642A1 PCT/DE2013/000486 DE2013000486W WO2014032642A1 WO 2014032642 A1 WO2014032642 A1 WO 2014032642A1 DE 2013000486 W DE2013000486 W DE 2013000486W WO 2014032642 A1 WO2014032642 A1 WO 2014032642A1
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layer
organoelectronic
layer system
electrode layer
dispersible
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PCT/DE2013/000486
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German (de)
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Inventor
Rudolf Schmidt
Arno Schmuck
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Inoviscoat Gmbh
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • C09K11/562Chalcogenides
    • C09K11/565Chalcogenides with zinc cadmium
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/10Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode

Definitions

  • the invention relates to an organo-electronic layer system comprising at least one support and at least one layer containing carbon particles, a method for producing such a layer system and the use of such a layer system, e.g. as a heat-emitting system, wherein the layer system e.g. i) a luminous element with a luminescent layer which has electroluminescent particles and a back electrode, ii) a luminous image and iii) a heating element.
  • the layer system e.g. i) a luminous element with a luminescent layer which has electroluminescent particles and a back electrode, ii) a luminous image and iii) a heating element.
  • Such organoelectronic layer systems are known, for example, from WO 2010/133681 A1, WO 2009/030701 A1, EP 906714 A1 and WO 2002/080627 A2, where the carbon particles are incorporated either only as coloring pigments without appreciable conductivity or as additives with low conductivity so they have to be combined with conductive polymers.
  • organoelectronic layer systems are known whose components are all water-dispersible or soluble in an aqueous medium. This would allow aqueous-based production without the use of organic solvents and thus significantly less expensive production, since explosion protection precautions and solvent extraction and recovery can be dispensed with and would significantly improve the life cycle assessment of such systems by eliminating organic solvents.
  • the conductivity of known organo-electronic layer systems for some applications, e.g. for the production of heating elements unsatisfactory and they also have insufficient thermal stability.
  • a layer which is conductive in this way according to the invention is also referred to below as the electrode layer.
  • An organoelectronic layer system according to the invention may in the simplest case be a support and an electrode layer applied directly thereto. After electrical contacting of the electrode layer by known methods, a resistance element is obtained, e.g. for heat dissipation and thus can be used as a heating element.
  • the electrical contacting of the light-emitting element preferably takes place via conductive materials, in particular sheets, which are e.g. with a conductive adhesive tape such as e.g. 3M TM Electrically Conductive Adhesive Transfer Tape (ECATT) 9723 to the bus bar and / or back electrode.
  • a conductive adhesive tape such as e.g. 3M TM Electrically Conductive Adhesive Transfer Tape (ECATT) 9723 to the bus bar and / or back electrode.
  • barrier layer which protects the organoelectronic layer system from atmospheric oxygen and moisture and optionally from chemicals and mechanical damage.
  • the barrier should be electrically insulating to protect the user from electrical injury.
  • the barrier layer can be omitted at the connection parts for the electrode layer or for other conductive layers.
  • a barrier layer for example Actega Terraflex barrier lacquer in addition to a polyethylene or a Polyvinylidenfluoriddispersion (PVDF) is suitable.
  • PVDF Polyvinylidenfluoriddispersion
  • the organoelektroni see layer system is a luminous element, which usually consists of support, adhesive layer, front electrode layer, luminescent pigment layer, dielectric and back electrode layer and suitable contacts and if necessary one or more protective layers and its back electrode layer as Electrode layer is formed according to the invention.
  • a luminous element which usually consists of support, adhesive layer, front electrode layer, luminescent pigment layer, dielectric and back electrode layer and suitable contacts and if necessary one or more protective layers and its back electrode layer as Electrode layer is formed according to the invention.
  • WO 2013/091604 A I light-emitting elements are described, which are particularly suitable for being implemented with an electrode layer of the invention as a return electrode. Therefore, with regard to the layers and constituents suitable for light-emitting elements of the invention and the production thereof, the text of WO 2013/091604 A1 is incorporated by reference into the present description, in particular paragraphs [07] to [44] and [48] to [65]. as well as the examples.
  • An organoelectronic layer system according to the invention may also be a luminous image, which is usually formed from a multilayer composite of an imaging material and a luminous material.
  • a luminous material for a luminous element of the invention can be used.
  • a luminous image can also be obtained by passing through or illuminating a separate imaging material by a luminous element of the invention.
  • organoelectronic layer systems are particularly easy to produce, as i.a. the digestion stability of the casting solution (s) concerned is increased and show improved bending stability. It also greatly simplifies processability and subsequent disposal.
  • At least the electrode layer has a water-dispersible or water-soluble protective colloid.
  • a water-dispersible or water-soluble protective colloid In spite of the known dielectric or insulating effect of such protective colloids in dried layers, this leads to electrode layers with an increased conductivity.
  • Protective colloid-containing layers of the organoelectronic layer system preferably contain, based on the dry weight, at least 10% by weight, in particular 10% by weight to 40% by weight, of protective colloid. This is particularly advantageous if it is a luminescent pigment layer.
  • protective colloids Different materials can be used as protective colloids.
  • Protective colloids or antiflocculants are usually polymer systems intended to prevent agglomeration, coagulation or flocculation of an emulsified, suspended or dispersed substance in suspensions or dispersions.
  • An essential property of protective colloids is that they bind large quantities of water during solvation. As a result, high viscosities are achieved in aqueous solutions as a function of the concentration.
  • protective colloids usually do not lower the interfacial tension between a stored polymer particle and the surrounding water.
  • Protective colloids do not form micelles and are used to stabilize dispersions.
  • protective colloids both natural products such as gelatin, starch, chitosan, casein and dextrin are used, but also derivatives of natural products, such as cellulose derivatives, eg. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) or carboxymethylcellulose (CMC) or modified or partially degraded gelatin. It is also possible to use polymers such as polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acids and polyacrylamides as protective colloids, as well as wax emulsions, e.g. a nonionic ethylene-vinyl acetate copolymer wax. Particularly preferred as a protective colloid is gelatin, which in addition to its carrying capacity has a good insulator effect.
  • biocides when protective colloids of natural products are used, the use of biocides is recommended to improve the durability of casting solutions. Preference is given to using biocides from the group of benzisothiazolones, for example Proxel (1,2-benzisothiazol-3 (2H) -one).
  • the biocides are preferably applied in amounts of from 0.003 g / m 2 to 0.03 g / m 2 , in particular from 0.005 g / m 2 to 0.01 g / m 2 .
  • the protective colloid has gelatin.
  • a protective colloid also pure gelatin can be used.
  • 10 to 30 percent by weight of gelatin may be present in at least one layer, and in the case of a luminous element at least in the luminous layer.
  • the drying of such layers can lead to severe shrinkage, which can destroy the entire layer structure. It is therefore proposed that at least one of the layers comprises a plasticizer.
  • the plasticizer should be present in the layers and in a luminous element, in particular in the luminescent layer, in an amount which prevents unwanted brittleness, brittleness and deformation of the organoelectronic layer system during drying.
  • the individual components should therefore be coordinated so that the organo-electronic layer system and in particular the luminous element does not break at a bending radius of 0.5 cm.
  • the layers and, in the case of a luminous element, in particular the luminous layer, based on their dry weight have at least 10% by weight of protective colloid.
  • the layers and, in the case of a luminous element, in particular the luminescent layer, based on their dry weight, contain not more than 0.1 per cent by weight of water.
  • the organoelectronic layer system or the luminous element based on the dry weight of a maximum of 0.05 weight percent, preferably at most 0.005 weight percent organic solvent with the exception of ethanol, isopropanol or butanols, especially with the exception of ethanol and in a particularly advantageous embodiment contains at most 0.05 weight percent, preferably at most 0.005 weight percent organic solvent.
  • the organo-electronic layer system of the invention comprises a support which may be provided with a subbing layer.
  • This support should preferably be flexible and in particular allow a bend radius desired for the luminous element depending on the intended application.
  • Conductive carrier materials are also suitable for the invention, which can serve, for example, for contacting or for supporting the conductivity of the electrode layer applied thereon.
  • the conductivity can be generated by known methods, for example by subbing, plasma treatment or metal vapor deposition, or by incorporation of conductive substances in the carrier.
  • the carrier may also consist of intrinsically conductive material, for example of a foil of metal or a metal alloy.
  • the wearer may also be a textile.
  • the carrier has at least one layer (primer layer) in order to adapt the absorbency and / or the surface finish for the following coating steps.
  • the primer layer (s) may include, for example, a thermoplastic polyurethane to flatten the surface of the backing. Such layers are preferably dilutable with water.
  • Suitable adhesion layers are the water-based substrateings and surface treatments of the support known for casting processes.
  • the adhesive layer contains gelatin, in particular in an amount of 1, 5 g / m 2 to 3.2 g / m 2 and particularly preferably from 1, 8 g / m 2 to 2.8 g / m 2 .
  • further substances may be added to the adhesive layer, e.g. improve the castability and stability, e.g. Biocides and plasticizers as described above, wetting agents and other Begussangesstoff.
  • the electrode layer can be applied to the substrate directly or separately by one or more additional layers.
  • the electrode layer is preferably directly or separated by only one or less than 4 layers, in particular less than 3 layers coated on the subsu m wholesome unsubstr elected or carrier. This results in a good heat transfer to the carrier and the material can be heated to higher temperatures before it comes to damage in the coating.
  • the layer thicknesses of the organoelectronic coating system are between 2 ⁇ m and 100 ⁇ m, in particular between 5 ⁇ m and 50 ⁇ m, and particularly preferably between 5 ⁇ m and 40 ⁇ m.
  • the layer thickness of the electrode layer is preferably between 5 ⁇ and 20 ⁇ and in the case of a luminous element, the luminescent layer preferably has a thickness of less than 40 ⁇ on.
  • the organoelectronic layer system can have, in particular as a light-emitting element, a water-soluble or alcohol-soluble, transparent, conductive front electrode. This front electrode layer should preferably have a thickness of less than 20 ⁇ m.
  • Suitable methods for applying layers, in particular luminescent layers, to a support are e.g. the doctor blade coating, dip coating, spray coating or roller coating, also with counter-rotating roller or in a preferred embodiment, a single or multiple coating by casting methods such as the cascade or curtain casting.
  • a particularly advantageous method for producing such an organoelectronic see layer system includes the step that at least a portion of the layers, in particular the electrode layer and / or in the case of a luminous element, the luminescent layer, are produced in a casting process.
  • all the castable layers of the layer system and, in the case of a luminous element, at least the entire luminous layer and the back electrode layer are each applied successively as a single layer in a single casting process or in the form of multiple layers simultaneously on a support in a multiple casting process.
  • individual or all layers can also be applied with a doctor blade to a support or another layer.
  • all castable layers are applied to a carrier simultaneously by a multiple-cast process.
  • the additives described below may be present in one or more layers, preferably at least in the electrode layer, wherein solutions or dispersions of such additives in an aqueous medium are preferably used during the preparation.
  • solutions or dispersions in the context of the invention e.g. Emulsions or suspensions, regardless of the size of the dispersed particles understood.
  • gelatin as a protective colloid in the electrode layer can, depending on the layer composition during drying lead to an undesirable bending behavior (curl). Although this can be counteracted by adding a plasticizer, such as glycerol, but this often leads to a reduction in the conductivity of the layer.
  • gelatin and thus also the plasticizer in the electrode layer can be partly or completely dispensed with if, instead, a suitable binder and an aqueous nonionic emulsion of a copolymer wax are used, and in particular a rheology as emulsion -modifying non-ionic emulsion of a modified ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymer wax, as available, for example, from BYK under the trade name Aquatix 8421.
  • EVA modified ethylene-vinyl acetate
  • Suitable binders which also give good mechanical properties are e.g. the following substances mentioned by their trade name and manufacturer or supplier: Acronal LN 579 S (BASF), PEG 400 (Sigma-Aldrich), Dispercoll U53 (BASF), Luphen D 207 E (BASF), Mowilith LDM 61 19 (Clariant) Mowilith LDM 7412 (Clariant), Mowilith Nano LDM 9420 (Clariant), Mowilith LDM 7717 (Clariant), Luvitec VA64W (BASF), Luvitec Kl 7 (BASF), Luvitec K30 (BASF) and Tubicoat MEA (CHT R. Breitlich GmbH ), which are preferably used as aqueous preparations, wherein care must be taken that flocculation does not occur with the respective carbon particles used.
  • Acronal LN 579 S BASF
  • PEG 400 Sigma-Aldrich
  • Dispercoll U53 BASF
  • the suitable binders which, in addition to the effect of replacing gelatin and improving the mechanical properties together with nonionic emulsions such as Aquatix 8421, lead to particularly high conductivity, are aqueous preparations of acrylate copolymers, in particular those self-crosslinking and eg from BASF under the trade name Acronal® A310S.
  • acrylate copolymers in particular those self-crosslinking and eg from BASF under the trade name Acronal® A310S.
  • Self-crosslinking preferably begins at room temperature and proceeds at high temperature, e.g. during drying or during lamination faster, whereby the composite layer during manufacture faster stable and e.g. can be rolled up.
  • the aqueous preparations of binders suitable for the invention preferably have a low pH. This should preferably not exceed 7, in particular not more than 5 and more preferably not more than 4, in order to reliably avoid agglomerates and flocculations of the carbon particles present in the same casting solution.
  • carbon particles all designs and compositions can be used which lead to a sufficient for the particular application of the organoelectronic layer system electrical conductivity. This includes, in particular, compositions which have graphite particles, but also other carbon particles with sp 2-hybridized carbon, such as carbon nanotubes or also graphenes.
  • the carbon particles are preferably in an amount of from 1 g / m 2 to 50 g / m 2 , more preferably from 5 g / m 2 to 30 g / m 2, and particularly preferably from 7 g / m 2 to 25 g / m 2 included in the back electrode layer.
  • Carbon particles suitable for the invention are also often referred to as carbon black or "carbon black” pigments, such as those manufactured by Orion Engineered Carbons GmbH, formerly the carbon black division of Degussa and Evonik Industries, respectively.
  • Aqueous dispersions of carbon particles suitable for the invention are stable in the long term if the dispersions have a pH of not more than 5, preferably not more than 4, and in particular about 3.5.
  • Carbon particles suitable for the invention can be selected such that the electrode layer has an electrical conductivity suitable for the particular intended use of the organoelectronic layer system.
  • the electrical conductivity of the electrode layer - measured as a resistance - of 50 ⁇ / cm to 5000 ⁇ / cm, in particular from 150 ⁇ / cm to 1500 ⁇ / cm, said conductivity substantially by the coal Particles is caused.
  • wetting agents which are particularly suitable for improving the wetting (spread) and which are also excellently compatible with the other constituents of the organoelectronic layer system and in particular the electrode layer are conventional nonionic wetting agents, in particular organically modified polysiloxanes, as described, for example, by Afcona Addi - SDN BHD under the trade name AFCONA - 3585 are available. With such wetting agents, it is also possible to dispense with a subbing of the carrier or an adhesive layer thereon and thus to improve the production costs and the heat stability of the organoelectronic layer system.
  • Another suitable wetting agent is eg Aerosol OT75 (Cytec).
  • a thickener may be added, for which xanthan is particularly suitable because of the layer compatibility or preparations obtainable from BASF under the trade name Collacral®.
  • xanthan is particularly suitable because of the layer compatibility or preparations obtainable from BASF under the trade name Collacral®.
  • water-based compositions for the formulations used for the preparation of the individual layers of the organoelectronic layer system.
  • water-based compositions are used for all layers of the organoelectronic layer system.
  • water-based composition is meant a composition containing dissolved or dispersed substances and their volatile ingredients, which are largely removed by drying after the preparation of the organoelectronic layer system, at least 50 wt .-%, preferably at least 80 wt .-% and more preferably at least 95% by weight of water.
  • the dispersion after addition of the water-dispersible or water-soluble protective colloid have a viscosity of at least 40 mPa s and less than 400 mPa s less than 200 mPas and more preferably less than 120 mPas to avoid sedimentation.
  • the viscosity of the pourable solution used for it is in the range of 40 mPa s to 120 mPa s.
  • the viscosity of the dispersion is preferably measured using a rotational viscometer (eg Brookfield viscometer DVU) at a temperature of 40.degree.
  • the invention thus also encompasses organoelectronic layer systems which are produced using water-based preparations.
  • the luminous element may be e.g. still having the following layers or layer additives: i) one or more antistatic layers, e.g. described in Research Disclosure 38957, September 1996, p. 591 et seq., DC-C.
  • the content of the entire font is hereby incorporated by reference in the application, ii) one or more Begussangesstoff such. described in Research Disclosure 38957, September 1996, p. 591 et seq., IX-A.
  • the content of the entire font is hereby incorporated by reference into the application and iii) one or more "non-curling" layers which can improve the flatness of the element.
  • one, several or all layers are included or more curing agents (crosslinkers, crosslinkers) are added and thus the layers are cured after casting and drying in order to achieve good water resistance, using a crosslinker or crosslinker which is suitable for the respective matrix.
  • curing agents crosslinkers, crosslinkers
  • the organoelectronic layer system is preferably prepared so that it can be cut with tools such as scissors or cutting rollers without impairing the function.
  • at least one layer, preferably more than one layer and particularly preferably all layers are applied using water-based inks by a printing process, in particular an ink-jet printing process.
  • the individual layer constituents are in particular dissolved or dispersed to prepare the organoelectronic layer system according to the invention and are preferably converted into a preparation which can be used for aqueous casting solutions.
  • demineralized sterilized water is used.
  • water-based preparations are used.
  • concentrations of the solutions depend on the chosen application method and vary depending on the selected wet application.
  • the casting solutions are applied using a state of the art application process.
  • organoelektroni see coating systems are suitable as heating or lighting elements, the latter can be used as lighting fixtures in a variety of applications, eg as tent or tarpaulin and also as interior trim of a vehicle use.
  • An example recipe for preparing a solution for casting an organoelectronic layer system consists of the following substances: 100 g / m 2 of deionized and sterilized water, 46.3 mg / m 2 of an organically modified polysiloxane as aqueous preparation (trade name AFCONA - 3585) having an active ingredient content of 5% by weight (wt .-%), 1, 68 g / m 2 of a wax emulsion as an aqueous preparation (trade name Aquatix 8421) with an active ingredient content of 20 wt .-%, 16.2 g / m 2 of an acrylate copolymer as an aqueous preparation (trade name Acronal® A310S) having an active substance content of 55% by weight and 16.8 g / m 2 of electrically conductive, graphite-containing carbon particles as aqueous preparation with an active substance content of 27% by weight.
  • an organically modified polysiloxane as aqueous
  • the water is initially introduced with stirring at 20 ° C and then the other ingredients in the order listed above at intervals of 10 minutes (min) were added. After a further digestion of 15 min, an ultrasonic degassing of 5 min follows. The dispersion is then applied by doctor blade, roller, curtain or cascade casting onto a unsubbed or preferably subbed substrate. The drying time is about 30 minutes at 40 ° C, after which results in a layer thickness of about 35 ⁇ .
  • Example 2 Preparation of the casting solution for a luminous layer according to the invention
  • An example recipe for producing a solution for casting a luminous pigment layer for a luminous element according to the invention consists of the following substances: 4.16 g / m 2 of photographic gelatin, 19.02 g / m 2 deionized and sterilized water and 1 1, 83 g / m 2 luminescent pigment GTP GG44.
  • the luminescent pigment is added to the aqueous gelatin solution 20 min prior to the addition of water and the dispersion is digested for 15 min. This is followed by an ultrasonic degassing of 5 min. The dispersion is then applied with a wet application of 25 ⁇ m by means of doctor blade, roller, Curtain or cascade casting applied to the subbed support. The drying time is approx. 30 min at 40 ° C.
  • a water-based organoelectronic layer system of the invention is prepared by applying the layer described below (layer package 1) to a polyester substrate (manufacturer: Agfa Gevaert N.V., thickness: 125 ⁇ m, trade name Astera 125, subbed on one side).
  • layer package 1 layer package 1
  • the building blocks used in the layer are commercially available.
  • the amounts stated in each case are not limited to the exemplary embodiment but are generally valid for corresponding layers of the invention or the additives contained therein.
  • the amount of AFCONA-3585 preferably contained therein for layer 1 also in the context of the invention as a preferred amount range for AFCONA-3585 in any layer independently of the other ingredients and independently of the particular structure of the organoelectronic layer system. tems.
  • the information applies not only to the specific preferred additive (active substance) in the layer, but also to other suitable representatives of the respective drug class.
  • the quantities given eg for AFCONA - 3585 in layer 1 thus also apply to other suitable wetting agents. This applies mutatis mutandis to all active ingredients listed in the table above and the particular class of drug indicated in brackets.
  • the value given in front of the parentheses represents the amount of active ingredient used in the specific embodiment.
  • composition and arrangement of the layer and the total amounts of individual substances in the layer and in the entire luminous element are of particular importance for the optimal mode of operation of the invention.
  • the layer system described above provides high conductivity with low curl tendency and has high thermal stability when used as a heating element. Due to the high flexibility of the layer, it allows small bending radii of approx. 3 mm (both tensile and compressive) without the conductivity suffers. In the production no organic solvents are used, the use of heavy metals is not necessary and the production costs are low. Expenses for explosion protection do not accrue and production waste need not be disposed of as hazardous waste.
  • a water-based luminous element of the invention is prepared by applying to a polyester substrate (manufacturer: Agfa Gevaert NV, thickness: 125 ⁇ m, trade name Astera 125, subbed on one side) successively the layers described below (layer package 2) are applied.
  • the building blocks used are commercially available.
  • the amounts stated in each case are not limited to the exemplary embodiment, but generally apply to corresponding layers of the invention or to the additives contained therein.
  • the indication of the amount of gelatin preferably contained therein for the adhesive layer also as preferred amount range for gelatin in any adhesive layer independently of the other ingredients and independently of the respective structure of the luminous element.
  • the information applies not only to the specific preferred additive (active substance) in the layer, but also to other suitable representatives of the respective drug class.
  • the quantities, e.g. for gelatin in the adhesive layer thus also apply to other suitable protective colloids. This applies mutatis mutandis to all active ingredients listed in the table above and the particular class of drug indicated in brackets.
  • the value in front of the parentheses represents the amount of active ingredient used in the specific embodiment.
  • the composition and arrangement of the individual layers (in the example five superimposed layers) and the total amounts of individual substances in the layers and in the entire luminous element are optimal Functioning of the invention of particular importance.
  • Nonylphenol polyethylene glycol ether 0.060 ⁇ 0.05 [0.05-0.2] 0.3 ⁇
  • Titanium dioxide 9.14 ⁇ 0.50 [0.60-10.0] 30.0 ⁇
  • Nonylphenol polyethylene glycol ether 0.044 ⁇ 0.04 [0.042-0.08] 0.10 ⁇
  • the luminous element described above provides a high luminance with a long service life. It allows small bending radii of approx. 3 mm (both tension and pressure) due to the high flexibility of the layers. No organic solvents are used in the production, the use of heavy metals is not necessary and the production costs are low. Expenses for explosion protection do not accrue and production waste need not be disposed of as hazardous waste.
  • Example 5 Production of an Alternative Layer Structure for a Light-emitting Element According to the Invention
  • the light-emitting element is prepared as described in Example 4, with the difference that layer 5 is replaced by layer 1 from Example 3. In addition to the advantages described for Example 4, this luminous element has a lower curl inclination and a higher luminous intensity.

Abstract

The invention relates to an organic-electronic layer system comprising at least one carrier and at least one layer containing carbon particles, characterized in that said carbon particles are dispersible in an aqueous medium and are electrically conductive.

Description

Organoelektronisches Schichtsystem  Organoelectronic layer system
[01] Die Erfindung betrifft ein organoelektronisches Schichtsystem umfassend wenigstens einen Träger und wenigstens eine Kohlenstoffteilchen enthaltende Schicht, ein Verfahren zur Herstellung solch eines Schichtsystems und die Verwendung solch eines Schichtsystems z.B. als wärmeabgebendes System, wobei es sich bei dem Schichtsystem z.B. um i) ein Leuchtelement mit einer Leuchtschicht, die Elektrolumineszenzteilchen aufweist, und einer Rück- elektrode, ii) ein Leuchtbild und iii) ein Heizelement handeln kann. [01] The invention relates to an organo-electronic layer system comprising at least one support and at least one layer containing carbon particles, a method for producing such a layer system and the use of such a layer system, e.g. as a heat-emitting system, wherein the layer system e.g. i) a luminous element with a luminescent layer which has electroluminescent particles and a back electrode, ii) a luminous image and iii) a heating element.
[02] Derartige organoelektronische Schichtsysteme sind beispielsweise aus WO 2010/133681 A I , WO 2009/030701 A I , EP 906714 A I und WO 2002/080627 A2 bekannt, wobei die Kohlenstoffteilchen entweder nur als färbende Pigmente ohne nennenswerte Leitfähigkeit oder als Zusatz mit geringer Leitfähigkeit eingebracht werden, so dass sie mit leitfähigen Polymeren kombiniert werden müssen. Such organoelectronic layer systems are known, for example, from WO 2010/133681 A1, WO 2009/030701 A1, EP 906714 A1 and WO 2002/080627 A2, where the carbon particles are incorporated either only as coloring pigments without appreciable conductivity or as additives with low conductivity so they have to be combined with conductive polymers.
[03] Zudem sind keine solche organoelektronische Schichtsysteme bekannt, deren Bestandteile alle wässrig dispergierbar oder in einem wässrigen Medium löslich sind. Dies würde eine Herstellung auf wässriger Basis ohne Einsatz organischer Lösungsmittel und dadurch eine erheblich kostengünstigere Produktion erlauben, da auf Explosionsschutzvorkehrungen und eine Lösungsmittelabsaugung und -rückgewinnung verzichtet werden kann und würde durch den Verzicht auf organische Lösungsmittel die Ökobilanz solcher Systeme erheblich verbessern. [04] Weiterhin ist die Leitfähigkeit bekannter organoelektronischer Schichtsysteme für einige Anwendungen, z.B. für die Herstellung von Heizelementen, unbefriedigend und sie weisen auch eine unzureichende Wärmestabilität auf. [03] In addition, no such organoelectronic layer systems are known whose components are all water-dispersible or soluble in an aqueous medium. This would allow aqueous-based production without the use of organic solvents and thus significantly less expensive production, since explosion protection precautions and solvent extraction and recovery can be dispensed with and would significantly improve the life cycle assessment of such systems by eliminating organic solvents. [04] Furthermore, the conductivity of known organo-electronic layer systems for some applications, e.g. for the production of heating elements, unsatisfactory and they also have insufficient thermal stability.
[05] Bei den bekannten organoelektronischen Schichtsystemen wie z.B. Leuchtelementen können schwermetallhaltige Substanzen die Entsorgung erschweren und sich somit negativ auf die Nachhaltigkeit auswirken. Die Zukunft der Produktentwicklung kann nur auf dem Prinzip geschlossener Kreisläufe basieren (Vergl. Michael Braungart „http://de.wikipedia.org/wiki/Michael_Braungart" und das von ihm erarbeitete Konzept „Cradle To Cradle" sowie„http://www.brandeins.de/magazin/wieder-was-geschafft/abfall-ist- nahrung.html"). [05] In the known organoelectronic layer systems, such as e.g. Light-emitting elements can make substances containing heavy metals difficult to dispose of and thus have a negative impact on sustainability. The future of product development can only be based on the principle of closed circuits (see Michael Braungart "http://de.wikipedia.org/wiki/Michael_Braungart" and the concept developed by him "Cradle To Cradle" and "http: // www .brandeins.de / magazin / again - what - done / garbage - is - food.html ").
Bestätigungskopiel [06] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein umweltfreundliches organoelektronisches Schichtsystem bereitzustellen, das nachhaltig ist, kostengünstig herstellbar ist, eine gute Öko- bilanz aufweist, basierend auf Kohlenstoffteilchen eine hohe Leitfähigkeit besitzt und sich durch eine gute Wärmestabilität auszeichnet. [07] Diese Aufgabe wird mit einem gattungsgemäßen organoelektronischen Schichtsystem gelöst, bei dem wenigstens eine Schicht Kohlen Stoffteilchen enthält, die in einem wässrigen Medium dispergierbar sind und eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Bestätigungskopiel [06] It is therefore an object of the invention to provide an environmentally friendly organoelectronic layer system which is sustainable, can be produced inexpensively, has a good eco-balance, has a high conductivity based on carbon particles and is distinguished by good heat stability. [07] This object is achieved with a generic organoelectronic layer system in which at least one layer contains carbon particles which are dispersible in an aqueous medium and have an electrical conductivity.
[08] Eine erfindungsgemäße, auf diese Weise leitfähige Schicht, wird im Folgenden auch Elektrodenschicht genannt. [09] Bei einem organoelektronischen Schichtsystem gemäß der Erfindung kann es sich im einfachsten Fall um einen Träger und eine direkt darauf aufgebrachte Elektrodenschicht handeln. Nach elektrischer Kontaktierung der Elektrodenschicht mit bekannten Methoden wird so ein Widerstandselement erhalten, das z.B. zur Wärmeabgabe und somit als Heizelement verwendet werden kann. [10] Die elektrische Kontaktierung des Leuchtelements erfolgt bevorzugt über leitfähige Materialien, insbesondere Bleche, die z.B. mit einem leitfähigen Klebeband wie z.B. 3M™ Electrically Conductive Adhesive Transfer Tape (ECATT) 9723 auf die Bus-Bar und/oder die Rückelektrode aufgeklebt werden. [08] A layer which is conductive in this way according to the invention is also referred to below as the electrode layer. [09] An organoelectronic layer system according to the invention may in the simplest case be a support and an electrode layer applied directly thereto. After electrical contacting of the electrode layer by known methods, a resistance element is obtained, e.g. for heat dissipation and thus can be used as a heating element. [10] The electrical contacting of the light-emitting element preferably takes place via conductive materials, in particular sheets, which are e.g. with a conductive adhesive tape such as e.g. 3M ™ Electrically Conductive Adhesive Transfer Tape (ECATT) 9723 to the bus bar and / or back electrode.
[11] Statt nur einer können auch 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr als 6 separate Elektrodenschichten aufgebracht werden und die Leitfähigkeit der Elektrodenschicht(en) kann durch andere, auch halbtransparente leitfähige Schichten erhöht werden. [11] Instead of only one, 2, 3, 4, 5, 6 or more than 6 separate electrode layers can be applied and the conductivity of the electrode layer (s) can be increased by other, even semitransparent conductive layers.
[12] Bevorzugt wird eine Deckschicht als Barriereschicht verwendet, die das organoelektronische Schichtsystem vor Luftsauerstoff und Feuchtigkeit und gegebenenfalls vor Chemikalien und mechanischen Beschädigungen schützt. Die Barriere sollte elektrisch isolierend wirken, um den Anwender vor Verletzungen durch den elektrischen Strom zu schützen. An den Anschlussteilen für die Elektroden Schicht oder für andere leitfähige Schichten kann die Barriereschicht ausgespart bleiben. [13] Als Barriereschicht ist beispielsweise Actega Terraflex Barriere Lack neben einer Polyethylen- oder einer Polyvinylidenfluoriddispersion (PVDF) geeignet. Alternativ kommen auch andere kommerziell erhältliche Barriereschichten aus Glas oder Folie in Frage. [12] Preference is given to using a cover layer as barrier layer which protects the organoelectronic layer system from atmospheric oxygen and moisture and optionally from chemicals and mechanical damage. The barrier should be electrically insulating to protect the user from electrical injury. The barrier layer can be omitted at the connection parts for the electrode layer or for other conductive layers. As a barrier layer, for example Actega Terraflex barrier lacquer in addition to a polyethylene or a Polyvinylidenfluoriddispersion (PVDF) is suitable. Alternatively, other commercially available barrier layers made of glass or foil come into question.
[14] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem organoelektroni sehen Schichtsystem um ein Leuchtelement, das üblicherweise aus Träger, Haftschicht, Frontelektrodenschicht, Leuchtpigmentschicht, Dielektrikum und Rückelektrodenschicht sowie geeigneten Kontaktierungen und bei Bedarf einer oder mehreren Schutzschichten besteht und dessen Rückelektrodenschicht als Elektrodenschicht gemäß der Erfindung ausgebildet ist. [15] In WO 2013/091604 A I werden Leuchtelemente beschrieben, die sich besonders dafür eignen, mit einer Elektrodenschicht der Erfindung als Rückelektrode ausgeführt zu werden. Es wird deshalb bezüglich der für Leuchtelemente der Erfindung geeigneten Schichten und Bestandteile sowie deren Herstellung der Text von WO 2013/091604 A I per Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung übernommen, insbesondere die Absätze [07] bis [44] und [48] bis [65] sowie die Beispiele. In a further embodiment of the invention, the organoelektroni see layer system is a luminous element, which usually consists of support, adhesive layer, front electrode layer, luminescent pigment layer, dielectric and back electrode layer and suitable contacts and if necessary one or more protective layers and its back electrode layer as Electrode layer is formed according to the invention. [15] In WO 2013/091604 A I light-emitting elements are described, which are particularly suitable for being implemented with an electrode layer of the invention as a return electrode. Therefore, with regard to the layers and constituents suitable for light-emitting elements of the invention and the production thereof, the text of WO 2013/091604 A1 is incorporated by reference into the present description, in particular paragraphs [07] to [44] and [48] to [65]. as well as the examples.
[16] Bei einem organoelektronischen Schichtsystem gemäß der Erfindung kann es sich auch um ein Leuchtbild handeln, das üblicherweise aus einem Mehrschichtverband aus einem bildgebenden Material und einem leuchtenden Material ausgebildet ist. Als leuchtendes Material kann dafür ein Leuchtelement der Erfindung eingesetzt werden. Statt eines festen Mehr- schichtverbands kann ein Leuchtbild auch dadurch erhalten werden, dass ein separates bildgebendes Material von einem Leuchtelement der Erfindung durch- oder beleuchtet wird. [16] An organoelectronic layer system according to the invention may also be a luminous image, which is usually formed from a multilayer composite of an imaging material and a luminous material. As a luminous material for a luminous element of the invention can be used. Instead of a solid multi-layer dressing, a luminous image can also be obtained by passing through or illuminating a separate imaging material by a luminous element of the invention.
[17] In WO 2013/091605 AI werden Leuchtbilder beschrieben, die sich besonders dafür eignen, als Mehrschichtverband mit einem Leuchtelement der Erfindung ausgeführt zu werden. Es wird deshalb bezüglich der für Leuchtbilder der Erfindung geeigneten Schichten und Bestandteile sowie deren Herstellung der Text von WO 2013/091605 A I per Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung übernommen, insbesondere die Absätze [ 12] bis [36], die ersten 3 Zeilen von [37] und [38] bis [68], wobei die darin beschriebene Elektrolumineszenzanord- nung bzw. der OLED-Schichtverband mit einer Elektrodenschicht der Erfindung als Rückelektrode auszustatten ist. [18] Es hat sich herausgestellt, dass bei einem organoelektroni sehen Schichtsystem auf silberhaltige Verbindungen als Elektrodenschicht vollständig verzichtet werden kann. Die Verwendung von Kohlenstoffteilchen mit elektrischer Leitfähigkeit ermöglicht es, fast schwermetallfreie organoelektronische Schichtsysteme herzustellen, die leicht entsorgbar und dadurch besonders nachhaltig sind. [17] In WO 2013/091605 AI luminous images are described, which are particularly suitable to be executed as a multi-layered association with a luminous element of the invention. Therefore, with respect to the layers and components suitable for luminescent images of the invention and their preparation, the text of WO 2013/091605 A1 is incorporated by reference into the present description, in particular paragraphs [12] to [36], the first 3 lines of [37 ] and [38] to [68], wherein the electroluminescent device or the OLED layer dressing described therein is to be equipped with an electrode layer of the invention as a return electrode. It has been found that in an organoelektroni see layer system can be completely dispensed with silver compounds as an electrode layer. The use of carbon particles with electrical conductivity makes it possible to produce almost heavy-metal-free organoelectronic layer systems that are easy to dispose of and thus very sustainable.
[19] Vorteilhaft ist es, wenn darüber hinaus die für die Herstellung des organoelektroni- schen Schichtsystems benötigten Schichten frei von organischen Lösungsmitteln sind. [19] It is advantageous if, in addition, the layers required for the production of the organoelectronic layer system are free of organic solvents.
[20] Wenn eine oder mehrere Schichten des organoelektronischen Schichtsystems und insbesondere des Leuchtelements wenigstens ein in Wasser dispergierbares oder in Wasser lösliches Schutzkolloid aufweisen, werden solche organoelektronische Schichtsysteme besonders einfach herstellbar, da u.a. die Digestionsstabilität der betreffenden Gießlösung(en) erhöht wird und zeigen eine verbesserte Biegestabilität. Zudem wird dadurch die Verarbeit- barkeit und spätere Entsorgung stark vereinfacht. If one or more layers of the organoelectronic layer system and in particular of the luminous element have at least one water-dispersible or water-soluble protective colloid, such organoelectronic layer systems are particularly easy to produce, as i.a. the digestion stability of the casting solution (s) concerned is increased and show improved bending stability. It also greatly simplifies processability and subsequent disposal.
[21] In einer Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens die Elektrodenschicht ein in Wasser dispergierbares oder in Wasser lösliches Schutzkolloid auf. Dies führt trotz der bekannten dielektrischen oder isolierenden Wirkung derartiger Schutzkolloide in getrockneten Schichten zu Elektrodenschichten mit einer erhöhten Leitfähigkeit. [21] In one embodiment of the invention, at least the electrode layer has a water-dispersible or water-soluble protective colloid. In spite of the known dielectric or insulating effect of such protective colloids in dried layers, this leads to electrode layers with an increased conductivity.
[22] In schutzkolloidhaltigen Schichten des organoelektronischen Schichtsystems sind - bezogen auf das Trockengewicht - bevorzugt mindestens 10 Gew.- , insbesondere 10 Gew.- % bis 40 Gew.-% an Schutzkolloid enthalten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es sich dabei um eine Leuchtpigmentschicht handelt. [22] Protective colloid-containing layers of the organoelectronic layer system preferably contain, based on the dry weight, at least 10% by weight, in particular 10% by weight to 40% by weight, of protective colloid. This is particularly advantageous if it is a luminescent pigment layer.
[23] Als Schutzkolloide können unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen. Schutzkolloide oder Flockungsschutzmittel sind meist Polymersysteme, die in Suspensionen bzw. Dispersionen ein Agglomerieren, Koagulieren oder Ausflocken einer emulgierten, sus- pendierten oder dispergierten Substanz verhindern sollen. Eine wesentliche Eigenschaft von Schutzkolloiden ist, dass sie bei der Solvatation große Mengen von Wasser binden. Dadurch werden in wässrigen Lösungen in Abhängigkeit von der Konzentration hohe Viskositäten erreicht. Anders als Emulgatoren erniedrigen Schutzkolloide die Grenzflächenspannung zwischen einem eingelagerten Polymerpartikel und dem umgebenden Wasser meist nicht. Schutzkolloide bilden keine Mizellen und werden zur Stabilisierung von Dispersionen eingesetzt. [23] Different materials can be used as protective colloids. Protective colloids or antiflocculants are usually polymer systems intended to prevent agglomeration, coagulation or flocculation of an emulsified, suspended or dispersed substance in suspensions or dispersions. An essential property of protective colloids is that they bind large quantities of water during solvation. As a result, high viscosities are achieved in aqueous solutions as a function of the concentration. Unlike emulsifiers, protective colloids usually do not lower the interfacial tension between a stored polymer particle and the surrounding water. Protective colloids do not form micelles and are used to stabilize dispersions.
[24] Als Schutzkolloide werden sowohl Naturstoffe wie Gelatine, Stärke, Chitosan, Casein und Dextrin verwendet, aber auch Derivate von Naturstoffen, wie Cellulose-Derivate, z. B. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) oder Carboxymethylcellulose (CMC) oder modifizierte oder teilweise abgebaute Gelatine. Es können auch Polymere, wie Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, Polyacryl säuren und Polyacrylamide als Schutzkolloide zum Einsatz kommen, sowie Wachsemulsionen, z.B. ein nicht-ionischer Ethylen-Vinylacetat Copolymer- wachs. Als Schutzkolloid besonders bevorzugt ist Gelatine, die neben ihrer Tragfähigkeit eine gute Isolatorwirkung aufweist. As protective colloids both natural products such as gelatin, starch, chitosan, casein and dextrin are used, but also derivatives of natural products, such as cellulose derivatives, eg. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) or carboxymethylcellulose (CMC) or modified or partially degraded gelatin. It is also possible to use polymers such as polyvinyl alcohols, polyvinylpyrrolidones, polyacrylic acids and polyacrylamides as protective colloids, as well as wax emulsions, e.g. a nonionic ethylene-vinyl acetate copolymer wax. Particularly preferred as a protective colloid is gelatin, which in addition to its carrying capacity has a good insulator effect.
[25] Insbesondere wenn Schutzkolloide aus Naturstoffen verwendet werden, ist der Einsatz von Bioziden empfehlenswert, um die Haltbarkeit von Gießlösungen zu verbessern. Bevorzugt werden Biozide aus der Gruppe der Benzisothiazolone eingesetzt, z.B. Proxel (1 ,2- Benzisothiazol-3(2H)-on). Die Biozide werden bevorzugt in Mengen von 0,003 g/m2 bis 0,03 g/m2, insbesondere von 0,005 g/m2 bis 0,01 g/m2 aufgetragen. [25] In particular, when protective colloids of natural products are used, the use of biocides is recommended to improve the durability of casting solutions. Preference is given to using biocides from the group of benzisothiazolones, for example Proxel (1,2-benzisothiazol-3 (2H) -one). The biocides are preferably applied in amounts of from 0.003 g / m 2 to 0.03 g / m 2 , in particular from 0.005 g / m 2 to 0.01 g / m 2 .
[26] Um eine besonders hohe Dispersionsstabilität zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass das Schutzkolloid Gelatine aufweist. Als Schutzkolloid kann auch reine Gelatine verwendet werden. Als Beispiel können 10 bis 30 Gewichtsprozent Gelatine in wenigstens einer Schicht, bei einem Leuchtelement wenigstens in der Leuchtschicht enthalten sein. [27] Beim Trocknen derartiger Schichten kann es zu einer starken Schrumpfung kommen, wodurch der gesamte Schichtverband zerstört werden kann. Es wird daher vorgeschlagen, dass mindestens eine der Schichten einen Weichmacher aufweist. [26] In order to achieve a particularly high dispersion stability, it is proposed that the protective colloid has gelatin. As a protective colloid also pure gelatin can be used. As an example, 10 to 30 percent by weight of gelatin may be present in at least one layer, and in the case of a luminous element at least in the luminous layer. [27] The drying of such layers can lead to severe shrinkage, which can destroy the entire layer structure. It is therefore proposed that at least one of the layers comprises a plasticizer.
[28] Der Weichmacher sollte in den Schichten und bei einem Leuchtelement insbesondere in der Leuchtschicht in einer Menge enthalten sein, die eine unerwünschte Brüchigkeit, Sprö- digkeit und Deformation des organoelektronischen Schichtsystems beim Trocknen verhindert. Die einzelnen Komponenten sollten daher so aufeinander abgestimmt sein, dass das organo- elektronische Schichtsystem und insbesondere das Leuchtelement bei einem Biegeradius von 0,5 cm nicht bricht. [29] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Schichten und bei einem Leuchtelement insbesondere die Leuchtschicht bezogen auf ihr Trockengewicht mindestens 10 Gewichtsprozent Schutzkolloid auf. [28] The plasticizer should be present in the layers and in a luminous element, in particular in the luminescent layer, in an amount which prevents unwanted brittleness, brittleness and deformation of the organoelectronic layer system during drying. The individual components should therefore be coordinated so that the organo-electronic layer system and in particular the luminous element does not break at a bending radius of 0.5 cm. [29] In a preferred embodiment, the layers and, in the case of a luminous element, in particular the luminous layer, based on their dry weight, have at least 10% by weight of protective colloid.
[30] Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Schichten und bei einem Leuchtelement insbesondere die Leuchtschicht bezogen auf ihr Trockengewicht maximal 0, 1 Gewichtsprozent Wasser enthalten. [30] In addition, it is advantageous if the layers and, in the case of a luminous element, in particular the luminescent layer, based on their dry weight, contain not more than 0.1 per cent by weight of water.
[31] Besonders vorteilhaft ist es, wenn das organoelektronische Schichtsystem bzw. das Leuchtelement bezogen auf das Trockengewicht maximal 0,05 Gewichtsprozent, bevorzugt maximal 0,005 Gewichtsprozent organische Lösungsmittel mit Ausnahme von Ethanol, Iso- propanol oder Butanolen, insbesondere nur mit Ausnahme von Ethanol und in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform maximal 0,05 Gewichtsprozent, bevorzugt maximal 0,005 Gewichtsprozent organische Lösungsmittel enthält. It is particularly advantageous if the organoelectronic layer system or the luminous element based on the dry weight of a maximum of 0.05 weight percent, preferably at most 0.005 weight percent organic solvent with the exception of ethanol, isopropanol or butanols, especially with the exception of ethanol and in a particularly advantageous embodiment contains at most 0.05 weight percent, preferably at most 0.005 weight percent organic solvent.
[32] Das organoelektronische Schichtsystem der Erfindung umfasst einen Träger, der mit einer Substrierung bzw. Haftschicht versehen sein kann. Dieser Träger sollte bevorzugt flexi- bei sein und insbesondere einen für das Leuchtelement je nach beabsichtigter Anwendung gewünschten Biegeradius ermöglichen. Zudem ist es vorteilhaft, ihn unter dem Gesichtspunkt aus bekannten Trägermaterialien auszuwählen, dass er für das Verfahren zur Aufbringung des Schichtpaketes gut geeignet ist. [32] The organo-electronic layer system of the invention comprises a support which may be provided with a subbing layer. This support should preferably be flexible and in particular allow a bend radius desired for the luminous element depending on the intended application. In addition, it is advantageous to select him from the viewpoint of known support materials that he is well suited for the process for applying the layer package.
[33] Als Trägermaterialien können klare, transparente und flexible Folien dienen, die zum Beispiel auf Basis der folgenden Polymere oder Gemische daraus hergestellt sind: Polyethylen, Polyester, Celluloseacetat, insbesondere Cellulosetriacetat, PET (Polyethylenterephtha- lat), Polycarbonat, PLA (Poly Lactic Acid), Polyamid 6, Polyamid 12, PEN (Polyethylen- naphthalat), PTFE (Teflon® = Polytetrafluorethylen), POM (Polyoximethylen) und ETFE (Ethylentetrafluorethylen). [34] Es sind auch leitfähige Trägermaterialien für die Erfindung geeignet, die z.B. für die Kontaktierung oder zur Unterstützung der Leitfähigkeit der darauf aufgebrachten Elektrodenschicht dienen können. Die Leitfähigkeit kann dabei mit bekannten Verfahren erzeugt werden, z.B. durch Substrierung, Plasmabehandlung oder Metallbedampfung, oder durch Einlagerung leitfähiger Stoffe in den Träger. Zudem kann der Träger auch aus intrinsisch leitfähigem Material bestehen, z.B. aus einer Folie aus Metall bzw. einer Metalllegierung. [35] Bei dem Träger kann es sich auch um eine Textilie handeln. Insbesondere bei der Verwendung von Textilien als Träger ist es vorteilhaft, wenn der Träger wenigstens eine Schicht (Grundierungsschicht) aufweist, um die Saugfähigkeit und/oder die Oberflächenbeschaffenheit für die folgenden Beschichtungsschritte anzupassen. So könnte z.B. die Beschichtung von Oberflächen mit Unebenheiten zu Fehlern in der Beschichtung führen. Die Grundierungsschicht(en) kann (können) z.B. ein thermoplastisches Polyurethan aufweisen, um die Oberfläche des Trägers zu glätten. Solche Schichten sind vorzugsweise mit Wasser verdünnbar. [33] As support materials can serve clear, transparent and flexible films, which are prepared for example based on the following polymers or mixtures thereof: polyethylene, polyester, cellulose acetate, in particular cellulose triacetate, PET (polyethylene terephthalate), polycarbonate, PLA (Poly Lactic acid), polyamide 6, polyamide 12, PEN (polyethylene naphthalate), PTFE (Teflon ® = polytetrafluoroethylene), POM (polyoxymethylene), and ETFE (ethylene tetrafluoroethylene). [34] Conductive carrier materials are also suitable for the invention, which can serve, for example, for contacting or for supporting the conductivity of the electrode layer applied thereon. The conductivity can be generated by known methods, for example by subbing, plasma treatment or metal vapor deposition, or by incorporation of conductive substances in the carrier. In addition, the carrier may also consist of intrinsically conductive material, for example of a foil of metal or a metal alloy. [35] The wearer may also be a textile. In particular, when using textiles as a carrier, it is advantageous if the carrier has at least one layer (primer layer) in order to adapt the absorbency and / or the surface finish for the following coating steps. For example, the coating of surfaces with unevenness could lead to errors in the coating. The primer layer (s) may include, for example, a thermoplastic polyurethane to flatten the surface of the backing. Such layers are preferably dilutable with water.
[36] Als Haftschicht eignen sich die für Gießverfahren bekannten wasserbasierten Substrie- rungen und Oberflächenbehandlungen des Trägers. Bevorzugt enthält die Haftschicht Gelatine, insbesondere in einer Menge von 1 ,5 g/m2 bis 3,2 g/m2 und besonders bevorzugt von 1 ,8 g/m2 bis 2,8 g/m2. [36] Suitable adhesion layers are the water-based substrateings and surface treatments of the support known for casting processes. Preferably, the adhesive layer contains gelatin, in particular in an amount of 1, 5 g / m 2 to 3.2 g / m 2 and particularly preferably from 1, 8 g / m 2 to 2.8 g / m 2 .
[37] Zudem können der Haftschicht weitere Stoffe zugegeben werden, die z.B. die Begießbarkeit und die Stabilität verbessern, wie z.B. Biozide und Weichmacher wie oben beschrieben, Netzmittel sowie weitere Begusshilfsmittel. [37] In addition, further substances may be added to the adhesive layer, e.g. improve the castability and stability, e.g. Biocides and plasticizers as described above, wetting agents and other Begusshilfsmittel.
[38] Auf den Träger kann die Elektrodenschicht direkt oder durch eine oder mehrere weitere Schichten getrennt aufgetragen werden. In einer Ausführungsform der Erfindung, die sich besonders als Heizelement eignet, wird die Elektrodenschicht bevorzugt direkt oder nur durch eine oder weniger als 4 Schichten, insbesondere weniger als 3 Schichten getrennt, auf den subsumierten oder unsubstrierten Träger aufgetragen. Dadurch findet ein guter Wärmeübergang zum Träger statt und das Material kann auf höhere Temperaturen erhitzt werden, bevor es zu Schäden im Schichtverband kommt. [38] The electrode layer can be applied to the substrate directly or separately by one or more additional layers. In one embodiment of the invention, which is particularly suitable as a heating element, the electrode layer is preferably directly or separated by only one or less than 4 layers, in particular less than 3 layers coated on the subsu m ierten unsubstrierten or carrier. This results in a good heat transfer to the carrier and the material can be heated to higher temperatures before it comes to damage in the coating.
[39] Eine bevorzugte Ausführungsform mit Vorteilen bzgl. Produzierbarkeit und mechanischen Eigenschaften sieht vor, dass die Schichtdicken des organoelektronischen Schichtsys- tems zwischen 2 μπι und 100 μπι, insbesondere zwischen 5 μπι und 50 μπι und besonders bevorzugt zwischen 5 μπι und 40 μπι liegen. Die Schichtdicke der Elektrodenschicht liegt bevorzugt zwischen 5 μπι und 20 μπι und im Falle eines Leuchtelements weist die Leuchtschicht bevorzugt eine Dicke von weniger als 40 μπι auf. [40] Das organoelektronische Schichtsystem kann insbesondere als Leuchtelement eine wasser- oder alkohollösliche, transparente, leitfähige Frontelektrode aufweisen. Diese Frontelektrodenschicht sollte vorzugsweise eine Dicke von weniger als 20 μπι aufweisen. [39] A preferred embodiment with advantages in terms of producibility and mechanical properties provides that the layer thicknesses of the organoelectronic coating system are between 2 μm and 100 μm, in particular between 5 μm and 50 μm, and particularly preferably between 5 μm and 40 μm. The layer thickness of the electrode layer is preferably between 5 μπι and 20 μπι and in the case of a luminous element, the luminescent layer preferably has a thickness of less than 40 μπι on. [40] The organoelectronic layer system can have, in particular as a light-emitting element, a water-soluble or alcohol-soluble, transparent, conductive front electrode. This front electrode layer should preferably have a thickness of less than 20 μm.
[41] Geeignete Verfahren für das Auftragen von Schichten, insbesondere von Leuchtschichten, auf einen Träger sind z.B. die Rakelbeschichtung, Tauchbeschichtung, Sprühbesch ichtung oder Walzenbeschichtung, auch mit gegenläufiger Walze oder in einer bevorzugten Ausführungsform eine Einfach- oder Mehrfachbeschichtung durch Gussverfahren wie das Kaskaden- oder Vorhanggießverfahren. [41] Suitable methods for applying layers, in particular luminescent layers, to a support are e.g. the doctor blade coating, dip coating, spray coating or roller coating, also with counter-rotating roller or in a preferred embodiment, a single or multiple coating by casting methods such as the cascade or curtain casting.
[42] Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines derartigen organoelektroni sehen Schichtsystems beinhaltet den Verfahrensschritt, dass wenigstens ein Teil der Schichten, insbesondere die Elektrodenschicht und/oder im Fall eines Leuchtelements die Leuchtschicht, in einem Gussverfahren hergestellt werden. Vorzugsweise werden alle gießbaren Schichten des Schichtsystems und im Fall eines Leuchtelements wenigstens die gesamte Leuchtschicht und die Rückelektrodenschicht jeweils nacheinander als einzelne Schicht in einem Einfachgussverfahren oder in Form von mehreren Schichten gleichzeitig in einem Mehrfachgussverfahren auf einen Träger aufgebracht. Einzelne oder alle Schichten können aber auch mit einer Rakel auf einen Träger bzw. eine andere Schicht aufgebracht werden. [42] A particularly advantageous method for producing such an organoelectronic see layer system includes the step that at least a portion of the layers, in particular the electrode layer and / or in the case of a luminous element, the luminescent layer, are produced in a casting process. Preferably, all the castable layers of the layer system and, in the case of a luminous element, at least the entire luminous layer and the back electrode layer are each applied successively as a single layer in a single casting process or in the form of multiple layers simultaneously on a support in a multiple casting process. However, individual or all layers can also be applied with a doctor blade to a support or another layer.
[43] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden alle gießbaren Schichten gleichzeitig mit einem Mehrfachgussverfahren auf einen Träger aufgebracht. [43] In a particularly preferred embodiment of the invention, all castable layers are applied to a carrier simultaneously by a multiple-cast process.
[44] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können in einer oder mehreren Schichten, bevorzugt wenigstens in der Elektrodenschicht, die im Folgenden beschriebenen Zusätze enthalten sein, wobei während der Herstellung bevorzugt Lösungen oder Dispersionen solcher Zusätze in einem wässrigen Medium zum Einsatz kommen. Als Dispersionen werden im Rahmen der Erfindung z.B. Emulsionen oder Suspensionen unabhängig von der Größe der dispergierten Teilchen verstanden. [44] In one preferred embodiment of the invention, the additives described below may be present in one or more layers, preferably at least in the electrode layer, wherein solutions or dispersions of such additives in an aqueous medium are preferably used during the preparation. As dispersions in the context of the invention, e.g. Emulsions or suspensions, regardless of the size of the dispersed particles understood.
[45] Die Verwendung von Gelatine als Schutzkolloid in der Elektrodenschicht kann je nach Schichtzusammensetzung beim Trocknen zu einem unerwünschten Biegeverhalten (Curl) führen. Dem kann zwar durch Zusatz eines Weichmachers, wie z.B. Glycerin, entgegengewirkt werden, dieser führt jedoch oft zu einer Verringerung der Leitfähigkeit der Schicht. [46] Es wurde überraschend gefunden, dass auf Gelatine und damit auch den Weichmacher in der Elektrodenschicht teilweise bis vollständig verzichtet werden kann, wenn stattdessen ein geeignetes Bindemittel und eine wässrige nicht-ionische Emulsion eines Copolymerwach- ses eingesetzt werden, als Emulsion insbesondere eine Rheologie-modifizierende nicht-ioni- sehe Emulsion eines modifizierten Ethylen-Vinylacetat (EVA) Copolymerwachses, wie es z.B. von BYK unter dem Handelsnamen Aquatix 8421 erhältlich ist. Dadurch sind Materialien mit guten mechanischen Eigenschaften möglich, die eine um den Faktor 10 bis 1000 höhere Leitfähigkeit aufweisen, als ohne einen solchen Zusatz. The use of gelatin as a protective colloid in the electrode layer can, depending on the layer composition during drying lead to an undesirable bending behavior (curl). Although this can be counteracted by adding a plasticizer, such as glycerol, but this often leads to a reduction in the conductivity of the layer. [46] It has surprisingly been found that gelatin and thus also the plasticizer in the electrode layer can be partly or completely dispensed with if, instead, a suitable binder and an aqueous nonionic emulsion of a copolymer wax are used, and in particular a rheology as emulsion -modifying non-ionic emulsion of a modified ethylene-vinyl acetate (EVA) copolymer wax, as available, for example, from BYK under the trade name Aquatix 8421. As a result, materials with good mechanical properties are possible, which have a factor of 10 to 1000 higher conductivity than without such an additive.
[47] Geeignete Bindemittel, die zudem zu guten mechanischen Eigenschaften führen, sind z.B. die folgenden mit ihrem Handelsnamen und Hersteller bzw. Lieferant genannten Stoffe: Acronal LN 579 S (BASF), PEG 400 (Sigma-Aldrich), Dispercoll U53 (BASF), Luphen D 207 E (BASF), Mowilith LDM 61 19 (Clariant), Mowilith LDM 7412 (Clariant), Mowilith Nano LDM 9420 (Clariant), Mowilith LDM 7717 (Clariant), Luvitec VA64W (BASF), Luvitec Kl 7 (BASF), Luvitec K30 (BASF) und Tubicoat MEA (CHT R. Breitlich GmbH), die vorzugsweise als wässrige Zubereitungen eingesetzt werden, wobei darauf zu achten ist, dass es mit den jeweils eingesetzten Kohlenstoffteilchen nicht zu einer Ausflockung kommt. [47] Suitable binders which also give good mechanical properties are e.g. the following substances mentioned by their trade name and manufacturer or supplier: Acronal LN 579 S (BASF), PEG 400 (Sigma-Aldrich), Dispercoll U53 (BASF), Luphen D 207 E (BASF), Mowilith LDM 61 19 (Clariant) Mowilith LDM 7412 (Clariant), Mowilith Nano LDM 9420 (Clariant), Mowilith LDM 7717 (Clariant), Luvitec VA64W (BASF), Luvitec Kl 7 (BASF), Luvitec K30 (BASF) and Tubicoat MEA (CHT R. Breitlich GmbH ), which are preferably used as aqueous preparations, wherein care must be taken that flocculation does not occur with the respective carbon particles used.
[48] In einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei den geeigneten Bindemitteln, die neben der Wirkung als Gelatineersatz und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zusammen mit nicht-ionischen Emulsionen wie Aquatix 8421 zu einer besonders hohen Leitfähigkeit führen, um wässrige Zubereitungen von Acrylatcopolymeren, insbesondere solchen, die selbstvernetzend und z.B. von der BASF unter dem Handelsnamen Acronal® A310S erhältlich sind. Durch den Zusatz solcher Bindemittel wird auch die Haftung der Schichten verbessert, wodurch der Ablösung vom Träger entgegengewirkt wird. [48] In an advantageous embodiment, the suitable binders which, in addition to the effect of replacing gelatin and improving the mechanical properties together with nonionic emulsions such as Aquatix 8421, lead to particularly high conductivity, are aqueous preparations of acrylate copolymers, in particular those self-crosslinking and eg from BASF under the trade name Acronal® A310S. By the addition of such binders, the adhesion of the layers is also improved, whereby the detachment is counteracted by the carrier.
[49] Die Selbstvernetzung setzt bevorzugt schon bei Raumtemperatur ein und verläuft bei hoher Temperatur, z.B. beim Trocknen oder beim Einlaminieren schneller, wodurch der Schichtverbund bei der Herstellung schneller stabil und z.B. aufrollbar wird. [49] Self-crosslinking preferably begins at room temperature and proceeds at high temperature, e.g. during drying or during lamination faster, whereby the composite layer during manufacture faster stable and e.g. can be rolled up.
[50] Die wässrigen Zubereitungen von für die Erfindung geeigneten Bindemitteln weisen bevorzugt einen niedrigen pH-Wert auf. Dieser sollte bevorzugt nicht über 7, insbesondere nicht über 5 und besonders bevorzugt nicht über 4 liegen, um Agglomerate und Ausflockun- gen der in der gleichen Gießlösung befindlichen Kohlenstoffteilchen sicher zu vermeiden. [51] Als Kohlenstoffteilchen sind alle Ausführungen und Zusammensetzungen einsetzbar, die zu einer für den jeweiligen Einsatzzweck des organoelektronischen Schichtsystems ausreichenden elektrischen Leitfähigkeit führen. Darunter fallen insbesondere Zusammensetzungen, die Graphitteilchen aufweisen, aber auch andere Kohlenstoffteilchen mit sp2-hybridi- siertem Kohlenstoff, wie z.B. Kohlenstoffnanoröhrchen oder auch Graphene. [50] The aqueous preparations of binders suitable for the invention preferably have a low pH. This should preferably not exceed 7, in particular not more than 5 and more preferably not more than 4, in order to reliably avoid agglomerates and flocculations of the carbon particles present in the same casting solution. [51] As carbon particles, all designs and compositions can be used which lead to a sufficient for the particular application of the organoelectronic layer system electrical conductivity. This includes, in particular, compositions which have graphite particles, but also other carbon particles with sp 2-hybridized carbon, such as carbon nanotubes or also graphenes.
[52] Die Kohlenstoffteilchen sind bevorzugt in einer Menge von 1 g/m2 bis 50 g/m2, insbesondere von 5 g/m2 bis 30 g/m2 und besonders bevorzugt von 7 g/m2 bis 25 g/m2 in der Rückelektrodenschicht enthalten. [52] The carbon particles are preferably in an amount of from 1 g / m 2 to 50 g / m 2 , more preferably from 5 g / m 2 to 30 g / m 2, and particularly preferably from 7 g / m 2 to 25 g / m 2 included in the back electrode layer.
[53] Für die Erfindung geeignete Kohlenstoffteilchen werden häufig auch als Ruß oder „carbon black" Pigmente bezeichnet, wie sie z.B. von der Orion Engineered Carbons GmbH, früher die Rußsparte von Degussa bzw. Evonik Industries, hergestellt werden. [53] Carbon particles suitable for the invention are also often referred to as carbon black or "carbon black" pigments, such as those manufactured by Orion Engineered Carbons GmbH, formerly the carbon black division of Degussa and Evonik Industries, respectively.
[54] Wässrige Dispersionen von für die Erfindung geeigneten Kohlenstoffteilchen sind langfristig stabil, wenn die Dispersionen einen pH-Wert von höchstens 5, bevorzugt von höchstens 4 und insbesondere von etwa 3,5 aufweisen. [55] Auch die gesamte Gießlösung, die für den Auftrag der Elektrodenschicht hergestellt wird, sollte einen niedrigen pH besitzen. Dieser sollte bevorzugt nicht größer als pH = 5,5, insbesondere nicht größer als pH = 4 sein, um Agglomerate und Ausflockungen von Kohlenstoffteilchen - und damit ungleichmäßige Schichten - sicher zu vermeiden. [54] Aqueous dispersions of carbon particles suitable for the invention are stable in the long term if the dispersions have a pH of not more than 5, preferably not more than 4, and in particular about 3.5. [55] The entire casting solution, which is produced for the application of the electrode layer, should also have a low pH. This should preferably not be greater than pH = 5.5, in particular not greater than pH = 4, to safely avoid agglomerates and flocculation of carbon particles - and thus uneven layers.
[56] Für die Erfindung geeignete Kohlenstoffteilchen können derart ausgewählt werden, dass die Elektrodenschicht eine für den jeweiligen Einsatzzweck des organoelektronischen Schichtsystems passende elektrische Leitfähigkeit aufweist. [56] Carbon particles suitable for the invention can be selected such that the electrode layer has an electrical conductivity suitable for the particular intended use of the organoelectronic layer system.
[57] In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die elektrische Leitfähigkeit der Elektrodenschicht - gemessen als Widerstand - von 50 Ω/cm bis 5000 Ω/cm, insbesondere von 150 Ω/cm bis 1500 Ω/cm, wobei diese Leitfähigkeit im Wesentlichen durch die Kohlen- Stoffteilchen hervorgerufen wird. [57] In a preferred embodiment, the electrical conductivity of the electrode layer - measured as a resistance - of 50 Ω / cm to 5000 Ω / cm, in particular from 150 Ω / cm to 1500 Ω / cm, said conductivity substantially by the coal Particles is caused.
[58] Zur Verbesserung der Benetzung (Spreitung) besonders gut geeignete Netzmittel, die sich zudem ausgezeichnet mit den anderen Schichtbestandteilen des organoelektronischen Schichtsystem und insbesondere der Elektrodenschicht vertragen, sind übliche nicht-ionische Netzmittel, insbesondere organisch modifizierte Polysiloxane, wie sie z.B. von Afcona Addi- tives SDN BHD unter dem Handelsnamen AFCONA - 3585 erhältlich sind. Mit solchen Netzmitteln ist es auch möglich, auf eine Substrierung des Trägers bzw. eine Haftschicht darauf zu verzichten und so die Produktionskosten und die Wärmestabilität des organoelektronischen Schichtsystems zu verbessern. [59] Ein weiteres geeignetes Netzmittel ist z.B. Aerosol OT75 (Cytec). [58] Wetting agents which are particularly suitable for improving the wetting (spread) and which are also excellently compatible with the other constituents of the organoelectronic layer system and in particular the electrode layer are conventional nonionic wetting agents, in particular organically modified polysiloxanes, as described, for example, by Afcona Addi - SDN BHD under the trade name AFCONA - 3585 are available. With such wetting agents, it is also possible to dispense with a subbing of the carrier or an adhesive layer thereon and thus to improve the production costs and the heat stability of the organoelectronic layer system. [59] Another suitable wetting agent is eg Aerosol OT75 (Cytec).
[60] Weiterhin kann für ein sehr gutes Gussergebnis wenigstens einer Gießzusammensetzung, bevorzugt wenigstens der für die Elektrodenschicht, ein Verdicker zugegeben werden, wofür sich wegen der Schichtkompatibilität besonders Xanthan eignet oder Zubereitungen, die von der BASF unter dem Handelsnamen Collacral® erhältlich sind. [61] In Zusammensetzungen, die als Auftragsmethode geräkelt werden sollen, führt der Zusatz eines solchen Verdickers in der Regel zu keiner Verbesserung des gewünscht homogenen Gussbildes. Furthermore, for a very good casting result of at least one casting composition, preferably at least that for the electrode layer, a thickener may be added, for which xanthan is particularly suitable because of the layer compatibility or preparations obtainable from BASF under the trade name Collacral®. [61] In compositions which are intended to be laced as an application method, the addition of such a thickener generally does not lead to any improvement in the desired homogeneous casting pattern.
[62] In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden bei der Herstellung des organoelektronischen Schichtsystems nur so viele leichtflüchtige organische Lösungsmittel verwendet, dass die Herstellung ohne explosionsgeschützte Vorrichtungen erfolgen kann. [62] In an advantageous embodiment of the invention, only so many volatile organic solvents are used in the production of the organoelectronic layer system that the preparation can be carried out without explosion-proof devices.
[63] Dies wird dadurch erreicht, dass für die Zubereitungen, die für die Herstellung der einzelnen Schichten des organoelektronischen Schichtsystems verwendet werden, soweit möglich wasserbasierte (wässrige) Zusammensetzungen verwendet werden. Bevorzugt werden für alle Schichten des organoelektronischen Schichtsystems wasserbasierte Zusammensetzungen eingesetzt. Unter wasserbasierter Zusammensetzung ist eine Zusammensetzung zu verstehen, die gelöste oder dispergierte Substanzen enthält und deren flüchtige Inhaltsstoffe, die nach der Herstellung des organoelektronischen Schichtsystems durch Trocknung größtenteils entfernt werden, zu wenigstens 50 Gew.-%, bevorzugt zu wenigstens 80 Gew.-% und besonders bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.- aus Wasser bestehen. [64] Damit die jeweilige wässrige Dispersion eine für das jeweilige Herstellungsverfahren ausreichende Dispersionsstabilität besitzt, wird vorgeschlagen, dass die Dispersion nach Zusatz des in Wasser dispergierbaren oder in Wasser löslichen Schutzkolloids eine Viskosität von wenigstens 40 mPa s und weniger als 400 mPa- s, bevorzugt weniger als 200 mPa- s und besonders bevorzugt weniger als 120 mPa s aufweist, um Sedimentation zu vermeiden. Für die Elektrodenschicht ist es besonders bevorzugt, wenn die Viskosität der dafür eingesetzten gießbaren Lösung im Bereich von 40 mPa s bis 120 mPa s liegt. Die Viskosität der Dispersion wird bevorzugt mit einem Rotationsviskosimeter (z.B. Brookfield Viskosimeter DVU) bei einer Temperatur von 40 °C gemessen. [65] Die Erfindung umfasst somit auch organoelektronische Schichtsysteme, die unter Verwendung wasserbasierter Zubereitungen hergestellt sind. [63] This is achieved by using, as far as possible, water-based (aqueous) compositions for the formulations used for the preparation of the individual layers of the organoelectronic layer system. Preferably, water-based compositions are used for all layers of the organoelectronic layer system. By water-based composition is meant a composition containing dissolved or dispersed substances and their volatile ingredients, which are largely removed by drying after the preparation of the organoelectronic layer system, at least 50 wt .-%, preferably at least 80 wt .-% and more preferably at least 95% by weight of water. [64] In order for the particular aqueous dispersion to have sufficient dispersion stability for the particular preparation process, it is proposed that the dispersion after addition of the water-dispersible or water-soluble protective colloid have a viscosity of at least 40 mPa s and less than 400 mPa s less than 200 mPas and more preferably less than 120 mPas to avoid sedimentation. For the electrode layer, it is particularly preferred if the viscosity of the pourable solution used for it is in the range of 40 mPa s to 120 mPa s. The viscosity of the dispersion is preferably measured using a rotational viscometer (eg Brookfield viscometer DVU) at a temperature of 40.degree. [65] The invention thus also encompasses organoelectronic layer systems which are produced using water-based preparations.
[66] Des Weiteren kann das Leuchtelement z.B. noch die folgenden Schichten bzw. Schichtzusätze aufweisen: i) eine oder mehrere Antistatikschichten, wie z.B. beschrieben in Research Disclosure 38957, September 1996, S. 591 ff., DC-C. Der Inhalt der gesamten Schrift wird hiermit per Referenz in die Anmeldung übernommen, ii) ein oder mehrere Begusshilfsmittel, wie z.B. beschrieben in Research Disclosure 38957, September 1996, S. 591 ff., IX-A. Der Inhalt der gesamten Schrift wird hiermit per Referenz in die Anmeldung übernommen und iii) eine oder mehrere„Non-Curling" Schichten, die die Planlage des Elements verbessern können. [67] In einer Ausführungsform der Erfindung werden einer, mehreren oder allen Schichten ein oder mehrere Härtungsmittel (Vernetzer, Crosslinker) zugegeben und damit die Schichten nach Beguss und Trocknung gehärtet, um eine gute Wasserfestigkeit zu erreichen. Es wird dafür ein für die jeweilige Matrix passender Vernetzer oder Crosslinker eingesetzt. Für Gelatine enthaltende Schichten eignen sich z. B. die in der Research Disclosure 38957, September 1996, S. 591 ff., II-B, angegebenen Stoffe, insbesondere Glyoxal, Divinylsulfonhärter oder für eine schnelle Aushärtung ein Soforthartungsmittel wie z.B. H-l (siehe unten). Für Matri- ces mit Hydroxylgruppen, wie Polyvinylalkohole, Cellulosederivate oder Polyethylenglykole, kommen als Vernetzer z.B. trifunktionelle Isocyanate, wie z.B. Desmodur N 3300 zum Einsatz. [68] Bevorzugt kommt für die Herstellung des organoelektronischen Schichtsystems eine Gießapparatur zum Einsatz, die auf die jeweils erforderliche Breite angepasst werden kann. [66] Furthermore, the luminous element may be e.g. still having the following layers or layer additives: i) one or more antistatic layers, e.g. described in Research Disclosure 38957, September 1996, p. 591 et seq., DC-C. The content of the entire font is hereby incorporated by reference in the application, ii) one or more Begusshilfsmittel such. described in Research Disclosure 38957, September 1996, p. 591 et seq., IX-A. The content of the entire font is hereby incorporated by reference into the application and iii) one or more "non-curling" layers which can improve the flatness of the element. [67] In one embodiment of the invention, one, several or all layers are included or more curing agents (crosslinkers, crosslinkers) are added and thus the layers are cured after casting and drying in order to achieve good water resistance, using a crosslinker or crosslinker which is suitable for the respective matrix. the substances indicated in Research Disclosure 38957, September 1996, page 591 et seq., II-B, in particular glyoxal, divinylsulfone hardener or, for rapid curing, an instantaneous curing agent such as, for example, Hl (see below) For matrices with hydroxyl groups, such as Polyvinyl alcohols, cellulose derivatives or polyethylene glycols come as crosslinkers such as trifunctional isocyanates, such as Desmodur N 3300 used. [68] For the production of the organoelectronic layer system, preference is given to using a casting apparatus which can be adapted to the width required in each case.
[69] Das organoelektronische Schichtsystem ist bevorzugt so hergestellt, dass es mit Werkzeugen wie Scheren oder Schneidwalzen geschnitten werden kann, ohne die Funktion zu beeinträchtigen. [70] In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden wenigstens eine Schicht, bevorzugt mehr als eine Schicht und besonders bevorzugt alle Schichten unter Verwendung wasserbasierter Tinten mit einem Druckverfahren, insbesondere einem Tintenstrahldruckverfah- ren aufgebracht. [69] The organoelectronic layer system is preferably prepared so that it can be cut with tools such as scissors or cutting rollers without impairing the function. [70] In a further embodiment of the invention, at least one layer, preferably more than one layer and particularly preferably all layers are applied using water-based inks by a printing process, in particular an ink-jet printing process.
[71] Die einzelnen Schichtbestandteile werden zur Herstellung des erfindungsgemäßen organoelektroni sehen Schichtsystems insbesondere gelöst oder dispergiert und bevorzugt in eine für wasserhaltige Gießlösungen verwendbare Zubereitung überführt. Es kommt in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung demineralisiertes entkeimtes Wasser zum Einsatz. Bevorzugt werden für wenigstens eine Schicht solche wasserbasierten Zubereitungen verwendet. Die Konzentrationen der Lösungen hängen vom gewählten Auftragsverfahren ab und variieren in Abhängigkeit vom gewählten Nassauftrag. Die Gießlösungen werden mit einem dem Stand der Technik entsprechenden Auftrags verfahren aufgetragen. [71] The individual layer constituents are in particular dissolved or dispersed to prepare the organoelectronic layer system according to the invention and are preferably converted into a preparation which can be used for aqueous casting solutions. In an advantageous embodiment of the invention, demineralized sterilized water is used. Preferably, for at least one layer, such water-based preparations are used. The concentrations of the solutions depend on the chosen application method and vary depending on the selected wet application. The casting solutions are applied using a state of the art application process.
[72] Die erfindungsgemäßen organoelektroni sehen Schichtsysteme eignen sich z.B. als Heiz- oder Leuchtelemente, wobei letztere als Beleuchtungskörper in den verschiedensten Anwendungen, z.B. auch als Zelt- oder Fahrzeugplane und auch als Innenverkleidung eines Fahrzeugs Verwendung finden können. The organoelektroni see coating systems are suitable as heating or lighting elements, the latter can be used as lighting fixtures in a variety of applications, eg as tent or tarpaulin and also as interior trim of a vehicle use.
Beispiele Examples
Beispiel 1 - Herstellung der Gießlösung für eine erfindungsgemäße Elektrodenschicht  Example 1 - Preparation of the casting solution for an electrode layer according to the invention
[73] Ein beispielhaftes Rezept zur Herstellung einer Lösung für den Guss eines organoelek- tronischen Schichtsystems besteht aus den folgenden Substanzen: 100 g/m2 entionisiertes und entkeimtes Wasser, 46,3 mg/m2 eines organisch modifizierten Polysiloxans als wässrige Zubereitung (Handelsname AFCONA - 3585) mit einem Wirkstoffgehalt von 5 Gewichtsprozent (Gew.-%), 1 ,68 g/m2 einer Wachsemulsion als wässrige Zubereitung (Handelsname Aquatix 8421) mit einem Wirkstoffgehalt von 20 Gew.-%, 16,2 g/m2 eines Acrylatcopolymers als wässrige Zubereitung (Handelsname Acronal® A310S) mit einem Wirkstoffgehalt von 55 Gew.-% und 16,8 g/m2 von elektrisch leitfähigen, Graphit-haltigen Kohlenstoffpartikeln als wässrige Zubereitung mit einem Wirkstoffgehalt von 27 Gew.-%. [73] An example recipe for preparing a solution for casting an organoelectronic layer system consists of the following substances: 100 g / m 2 of deionized and sterilized water, 46.3 mg / m 2 of an organically modified polysiloxane as aqueous preparation (trade name AFCONA - 3585) having an active ingredient content of 5% by weight (wt .-%), 1, 68 g / m 2 of a wax emulsion as an aqueous preparation (trade name Aquatix 8421) with an active ingredient content of 20 wt .-%, 16.2 g / m 2 of an acrylate copolymer as an aqueous preparation (trade name Acronal® A310S) having an active substance content of 55% by weight and 16.8 g / m 2 of electrically conductive, graphite-containing carbon particles as aqueous preparation with an active substance content of 27% by weight.
[74] Für die Herstellung einer Gießlösung wird das Wasser unter Rühren bei 20 °C vorgelegt und anschließend werden die anderen Zutaten in der oben angegebenen Reihenfolge im Abstand von 10 Minuten (min) zugesetzt. Nach einer weiteren Digestion von 15 min schließt sich eine Ultraschallentgasung von 5 min an. Die Dispersion wird anschließend per Rakel-, Rollen-, Vorhang- oder Kaskadenguss auf einen unsubstrierten oder bevorzugt substrierten Träger aufgebracht. Die Trocknungszeit beträgt ca. 30 min bei 40 °C, wonach sich eine Schichtdicke von etwa 35 μιη ergibt. For the preparation of a casting solution, the water is initially introduced with stirring at 20 ° C and then the other ingredients in the order listed above at intervals of 10 minutes (min) were added. After a further digestion of 15 min, an ultrasonic degassing of 5 min follows. The dispersion is then applied by doctor blade, roller, curtain or cascade casting onto a unsubbed or preferably subbed substrate. The drying time is about 30 minutes at 40 ° C, after which results in a layer thickness of about 35 μιη.
Beispiel 2 - Herstellung der Gießlösung für eine erfindungsgemäße Leuchtschicht [75] Ein beispielhaftes Rezept zur Herstellung einer Lösung für den Guss einer Leuchtpigmentschicht für ein erfindungsgemäßes Leuchtelement besteht aus den folgenden Substanzen: 4, 16 g/m2 Photogelatine, 19,02 g/m2 entionisiertes und entkeimtes Wasser und 1 1 ,83 g/m2 Leuchtpigment GTP GG44. Example 2 - Preparation of the casting solution for a luminous layer according to the invention [75] An example recipe for producing a solution for casting a luminous pigment layer for a luminous element according to the invention consists of the following substances: 4.16 g / m 2 of photographic gelatin, 19.02 g / m 2 deionized and sterilized water and 1 1, 83 g / m 2 luminescent pigment GTP GG44.
[76] Die Photogelatine wird in destilliertes Wasser bei 20 °C eingerührt und danach muss das Gemisch 1 Stunde (h) quellen. Bei 45 °C wird das Gelatine-Wassergemisch anschließend langsam digeriert, bis die Gelatine vollständig geschmolzen ist. [76] The photographic gelatine is stirred into distilled water at 20 ° C and then the mixture must swell for 1 hour (h). At 45 ° C, the gelatin-water mixture is then slowly digested until the gelatin is completely melted.
[77] Das Leuchtpigment wird 20 min vor Beguss der wässrigen Gelatinelösung zugesetzt und die Dispersion 15 min digeriert. Es schließt sich eine Ultraschallentgasung von 5 min an. Die Dispersion wird anschließend mit einem Nassauftrag von 25 μπι per Rakel-, Rollen-, Vorhang- oder Kaskadenguss auf den substrierten Träger aufgebracht. Die Trocknungszeit beträgt ca. 30 min bei 40 °C. [77] The luminescent pigment is added to the aqueous gelatin solution 20 min prior to the addition of water and the dispersion is digested for 15 min. This is followed by an ultrasonic degassing of 5 min. The dispersion is then applied with a wet application of 25 μm by means of doctor blade, roller, Curtain or cascade casting applied to the subbed support. The drying time is approx. 30 min at 40 ° C.
Beispiel 3 - Herstellung eines erfindungsgemäßen organoelektronischen Schichtsystems Example 3 - Preparation of an Organoelectronic Layer System According to the Invention
[78] Ein wasserbasiertes organoelektronisches Schichtsystem der Erfindung wird herge- stellt, indem auf eine Polyesterunterlage (Hersteller: Agfa Gevaert N.V., Dicke: 125 μιη, Handelsname Astera 125, einseitig substriert) die nachfolgend beschriebene Schicht (Schichtpaket 1 ) aufgebracht wird. Die in der Schicht verwendeten Bausteine (siehe die nachfolgende Tabelle) sind kommerziell erhältlich. [78] A water-based organoelectronic layer system of the invention is prepared by applying the layer described below (layer package 1) to a polyester substrate (manufacturer: Agfa Gevaert N.V., thickness: 125 μm, trade name Astera 125, subbed on one side). The building blocks used in the layer (see the table below) are commercially available.
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[79] Die im Folgenden angeführten Aufträge der Schichtbestandteile sind in g/m2 angegeben. Die Werte in den geschweiften Klammern geben einen sinnvollen Mengenbereich an und die Werte in den eckigen Klammern bezeichnen Mengenbereiche für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit hoher Leitfähigkeit und guter Haltbarkeit. So wird in Schicht 1 0,005 g/m2 bis 0, 15 g/m2 AFCONA - 3585 eingesetzt und besonders bevorzugt 0,01 g/m2 bis 0, 10 g/m2. [79] The orders of the coating components listed below are given in g / m 2 . The values in the curly brackets indicate a reasonable amount range and the values in the square brackets denote quantity ranges for a particularly preferred embodiment with high conductivity and good durability. Thus, in layer 1, 0.005 g / m 2 to 0.15 g / m 2 of AFCONA-3585 are used, and particularly preferably 0.01 g / m 2 to 0.10 g / m 2 .
[80] Die jeweils genannten Mengen sind nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern gelten allgemein für entsprechende Schichten der Erfindung bzw. die darin enthaltenen Zusatzstoffe. So gilt z.B . die für Schicht 1 erläuterte Angabe der darin bevorzugt enthaltenen Menge an AFCONA - 3585 im Kontext der Erfindung auch als bevorzugter Mengenbereich für AFCONA - 3585 in einer beliebigen Schicht unabhängig von den anderen Inhaltsstoffen und unabhängig von dem jeweiligen Aufbau des organoelektronischen Schichtsys- tems. Darüber hinaus gelten die Angaben nicht nur für den konkreten bevorzugten Zusatzstoff (Wirkstoff) in der Schicht, sondern auch für andere geeignete Vertreter der jeweiligen Wirkstoffklasse. Die Mengenangaben z.B. für AFCONA - 3585 in Schicht 1 gelten somit auch für andere geeignete Netzmittel. Dies gilt entsprechend für alle in der voranstehenden Tabelle aufgeführten Wirkstoffe und die in Klammern angegebene jeweilige Wirkstoffklasse. Der nachfolgend angegebene Wert vor den Klammern stellt die in dem konkreten Ausführungsbeispiel eingesetzte Menge an Wirkstoff dar. [80] The amounts stated in each case are not limited to the exemplary embodiment but are generally valid for corresponding layers of the invention or the additives contained therein. For example, applies. the amount of AFCONA-3585 preferably contained therein for layer 1 also in the context of the invention as a preferred amount range for AFCONA-3585 in any layer independently of the other ingredients and independently of the particular structure of the organoelectronic layer system. tems. In addition, the information applies not only to the specific preferred additive (active substance) in the layer, but also to other suitable representatives of the respective drug class. The quantities given eg for AFCONA - 3585 in layer 1 thus also apply to other suitable wetting agents. This applies mutatis mutandis to all active ingredients listed in the table above and the particular class of drug indicated in brackets. The value given in front of the parentheses represents the amount of active ingredient used in the specific embodiment.
[81] Die Zusammensetzung und Anordnung der Schicht und die Gesamtmengen einzelner Substanzen in der Schicht und im gesamten Leuchtelement sind für die optimale Funktions- weise der Erfindung von besonderer Bedeutung. [81] The composition and arrangement of the layer and the total amounts of individual substances in the layer and in the entire luminous element are of particular importance for the optimal mode of operation of the invention.
[82] Schichtpaket 1 [82] Layer package 1
Schicht 1 (Elektrodenschicht") Layer 1 (electrode layer " )
AFCONA - 3585 0,046 { 0,005[0,01 -0, 10]0, 15 } AFCONA - 3585 0.046 {0.005 [0.01 -0, 10] 0, 15}
Aquatix 8421 1 ,68 {0,5[ l,0-4,0]8,0}  Aquatix 8421 1, 68 {0,5 [l, 0-4,0] 8,0}
Acronal® A310S 16,2{0,8[4,0-25,0]30,0 }  Acronal® A310S 16.2 {0.8 [4.0-25.0] 30.0}
Ruß (Carbon Black) 16,8 { 5,0[7,0-25,0]40,0}  Carbon black 16.8 {5.0 [7.0-25.0] 40.0}
[83] Im Vergleich zu organoelektronischen Schichtsystemen, die nach dem Stand der Technik hergestellt werden, liefert das oben beschriebene Schichtsystem eine hohe Leitfähigkeit bei geringer Curl-Neigung und besitzt eine hohe Wärmestabilität bei der Verwendung als Heizelement. Es ermöglicht durch die hohe Flexibilität der Schicht kleine Biegeradien von ca. 3 mm (sowohl Zug als auch Druck) ohne dass die Leitfähigkeit darunter leidet.. Bei der Herstellung werden keine organischen Lösemittel verwendet, der Einsatz von Schwermetallen ist nicht notwendig und die Produktionskosten sind niedrig. Aufwendungen für Explosionsschutz fallen nicht an und Produktionsabfälle müssen nicht als Sondermüll entsorgt werden. [83] Compared to organoelectronic layer systems prepared according to the state of the art, the layer system described above provides high conductivity with low curl tendency and has high thermal stability when used as a heating element. Due to the high flexibility of the layer, it allows small bending radii of approx. 3 mm (both tensile and compressive) without the conductivity suffers. In the production no organic solvents are used, the use of heavy metals is not necessary and the production costs are low. Expenses for explosion protection do not accrue and production waste need not be disposed of as hazardous waste.
Beispiel 4 - Herstellung des Schichtaufbaus für ein erfindungsgemäßes Leuchtelement Example 4 - Production of the layer structure for a luminous element according to the invention
[84] Ein wasserbasiertes Leuchtelement der Erfindung wird hergestellt, indem auf eine Polyesterunterlage (Hersteller: Agfa Gevaert N.V., Dicke: 125 μπι, Handelsname Astera 125, einseitig substriert) nacheinander die nachfolgend beschriebenen Schichten (Schichtpaket 2) aufgebracht werden. Die verwendeten Bausteine (siehe die nachfolgende Tabelle) sind kommerziell erhältlich. [84] A water-based luminous element of the invention is prepared by applying to a polyester substrate (manufacturer: Agfa Gevaert NV, thickness: 125 μm, trade name Astera 125, subbed on one side) successively the layers described below (layer package 2) are applied. The building blocks used (see the table below) are commercially available.
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
[85] Die im Folgenden angeführten Aufträge der Schichtbestandteile sind in g/m2 angege- ben. Die Werte in den geschweiften Klammern geben einen sinnvollen Mengenbereich an und die Werte in den eckigen Klammern bezeichnen Mengenbereiche für ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit hoher Leuchtdichte bei guter Haltbarkeit. So werden in der Haftschicht 1 ,5 g/m2 bis 3,2 g/m2 Gelatine eingesetzt und besonders bevorzugt 1,8 g/m2 bis 2,8 g/m2. [85] The orders of the coating components listed below are given in g / m 2 . The values in the curly brackets indicate a reasonable amount range and the values in the square brackets indicate quantity ranges for a particularly preferred embodiment with high luminance with good durability. So be in the Adhesive layer 1, 5 g / m 2 to 3.2 g / m 2 gelatin used and more preferably 1.8 g / m 2 to 2.8 g / m 2 .
[86] Die jeweils genannten Mengen sind nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern gelten allgemein für entsprechende Schichten der Erfindung bzw. die darin enthalte- nen Zusatzstoffe. So gilt z.B. die für die Haftschicht erläuterte Angabe der darin bevorzugt enthaltenen Gelatinemenge im Kontext der Erfindung auch als bevorzugter Mengenbereich für Gelatine in einer beliebigen Haftschicht unabhängig von den anderen Inhaltsstoffen und unabhängig von dem jeweiligen Aufbau des Leuchtelements. Darüber hinaus gelten die Angaben nicht nur für den konkreten bevorzugten Zusatzstoff (Wirkstoff) in der Schicht, sondern auch für andere geeignete Vertreter der jeweiligen Wirkstoffklasse. Die Mengenangaben z.B. für Gelatine in der Haftschicht gelten somit auch für andere geeignete Schutzkolloide. Dies gilt entsprechend für alle in der voranstehenden Tabelle aufgeführten Wirkstoffe und die in Klammern angegebene jeweilige Wirkstoffklasse. Der Wert vor den Klammern stellt die in dem konkreten Ausführungsbeispiel eingesetzte Menge an Wirkstoff dar. [87] Die Zusammensetzung und Anordnung der einzelnen Schichten (im Beispiel fünf übereinanderliegende Schichten) und die Gesamtmengen einzelner Substanzen in den Schichten und im gesamten Leuchtelement sind für die optimale Funktionsweise der Erfindung von besonderer Bedeutung. [86] The amounts stated in each case are not limited to the exemplary embodiment, but generally apply to corresponding layers of the invention or to the additives contained therein. For example, in the context of the invention, the indication of the amount of gelatin preferably contained therein for the adhesive layer also as preferred amount range for gelatin in any adhesive layer independently of the other ingredients and independently of the respective structure of the luminous element. In addition, the information applies not only to the specific preferred additive (active substance) in the layer, but also to other suitable representatives of the respective drug class. The quantities, e.g. for gelatin in the adhesive layer thus also apply to other suitable protective colloids. This applies mutatis mutandis to all active ingredients listed in the table above and the particular class of drug indicated in brackets. The value in front of the parentheses represents the amount of active ingredient used in the specific embodiment. [87] The composition and arrangement of the individual layers (in the example five superimposed layers) and the total amounts of individual substances in the layers and in the entire luminous element are optimal Functioning of the invention of particular importance.
[88] Schichtpaket 2 Schicht 1 (Haftschicht) Gelatine 2,38 { l,5[l,8-2,8]3,2} [88] Layer Package 2 Layer 1 (Adhesive Layer) Gelatin 2.38 {l, 5 [l, 8-2.8] 3.2}
1 ,2-Benzisothiazol-3(2H)-on 0,007 {0,003[0,005-0,008]0,015 }  1, 2-Benzisothiazol-3 (2H) -one 0.007 {0.003 [0.005-0.008] 0.015}
Polyethylacrylat 0,24 {0, 15[0,18-0,28]0,32} Polyethylacrylate 0.24 {0.15 [0.18-0.28] 0.32}
Natrium-2-[methyloleoylamino]ethan-l-sulfonat 0,095 {0,072[0,095-0, l l]0, 13 }  Sodium 2- [methyl oleoylamino] ethane-l-sulfonate 0.095 {0.072 [0.095-0, L] 0, 13}
Nonylphenol-polyethylenglykolether 0,060 {0,05[0,05-0,2]0,3} Nonylphenol polyethylene glycol ether 0.060 {0.05 [0.05-0.2] 0.3}
Schicht 2 (Frontelektrode) Layer 2 (front electrode)
Clevios SV4 20,5 { 18,0[19,0-28,0]36,0} Clevios SV4 20.5 {18.0 [19.0-28.0] 36.0}
Nonylphenol-polyethylenglykolether 0,14 {0,10[0,12-0, 18]0,20} Schicht 3 (Leuchtpigmentschicht') Nonylphenol polyethylene glycol ether 0.14 {0.10 [0.12-0, 18] 0.20} Layer 3 (light-emitting pigment layer ')
Gelatine 1,80 {l,0[l,2-3,2]3,4} Gelatine 1,80 {l, 0 [l, 2-3,2] 3,4}
Leuchtpigment GG44 18,0 {10,0[16,0-24,0]28,0}  Luminous pigment GG44 18,0 {10,0 [16,0-24,0] 28,0}
Carboxymethylcellulose 0,18 {0,10[0,12-0,32]0,34}  Carboxymethylcellulose 0.18 {0.10 [0.12-0.32] 0.34}
Polyethylacrylat 0,480 {0,27[0,32-0,85]0,90}  Polyethylacrylate 0.480 {0.27 [0.32-0.85] 0.90}
Natrium-2-[methyloleoylamino]ethan- 0,192 {0,ll[0,13-0,33]0,35}  Sodium 2- [methyloleoylamino] ethane 0.192 {0, ll [0.13-0.33] 0.35}
Dynasylan F8815 0,240 {0,01[0,02-0,25]0,26} Dynasylan F8815 0.240 {0.01 [0.02-0.25] 0.26}
Schicht 4 (Dielektrikum) Layer 4 (dielectric)
Tubicoat MEA 27,4 {20,0[25,0-35,0]75,0} Tubicoat MEA 27.4 {20.0 [25.0-35.0] 75.0}
Titandioxid 9,14 {0,50[0,60-10,0]30,0}  Titanium dioxide 9.14 {0.50 [0.60-10.0] 30.0}
Gelatine 0,640 {0,60[0,60-0,80]l,5}  Gelatine 0.640 {0.60 [0.60-0.80] l, 5}
Schicht 5 (Rückelektrode) Layer 5 (back electrode)
Proxel U5 0,040 {0,01[0,02-0,08]0,16} Proxel U5 0.040 {0.01 [0.02-0.08] 0.16}
Gelatine 8,58 {4,0[5,0-9,0]9,2} Gelatin 8,58 {4,0 [5,0-9,0] 9,2}
Ruß (Carbon Black) 7,42 {7,0[7,2-10,0]14,0}  Carbon black 7.42 {7.0 [7.2-10.0] 14.0}
Nonylphenol-polyethylenglykolether 0,044 {0,04[0,042-0,08]0,10} Nonylphenol polyethylene glycol ether 0.044 {0.04 [0.042-0.08] 0.10}
Aquatix 8421 22,2 {15,0[17,0-23,0]25,0} Aquatix 8421 22.2 {15.0 [17.0-23.0] 25.0}
[89] Im Vergleich zu Leuchtelementen, die nach dem Stand der Technik hergestellt wer- den, liefert das oben beschriebene Leuchtelement eine hohe Leuchtdichte bei hoher Lebensdauer. Es ermöglicht kleine Biegeradien von ca.3 mm (sowohl Zug als auch Druck) durch die hohe Flexibilität der Schichten. Bei der Herstellung werden keine organischen Lösemittel verwendet, der Einsatz von Schwermetallen ist nicht notwendig und die Produktionskosten sind niedrig. Aufwendungen für Explosionsschutz fallen nicht an und Produktionsabfälle müssen nicht als Sondermüll entsorgt werden. Beispiel 5 - Herstellung eines alternativen Schichtaufbaus für ein erfindungsgemäßes Leuchtelement [89] Compared to luminous elements manufactured according to the state of the art, the luminous element described above provides a high luminance with a long service life. It allows small bending radii of approx. 3 mm (both tension and pressure) due to the high flexibility of the layers. No organic solvents are used in the production, the use of heavy metals is not necessary and the production costs are low. Expenses for explosion protection do not accrue and production waste need not be disposed of as hazardous waste. Example 5 - Production of an Alternative Layer Structure for a Light-emitting Element According to the Invention
[90] Das Leuchtelement wird hergestellt wie in Beispiel 4 beschrieben, mit dem Unterschied, dass Schicht 5 durch Schicht 1 aus Beispiel 3 ersetzt wird. Neben den für Beispiel 4 beschriebenen Vorteilen weist dieses Leuchtelement eine geringere Curl-Neigung und eine höhere Leuchtstärke auf. [90] The light-emitting element is prepared as described in Example 4, with the difference that layer 5 is replaced by layer 1 from Example 3. In addition to the advantages described for Example 4, this luminous element has a lower curl inclination and a higher luminous intensity.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Organoelektronisches Schichtsystem umfassend wenigstens einen Träger und wenigstens eine Kohlenstoffteilchen enthaltende Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kohlenstoffteilchen in einem wässrigen Medium dispergierbar sind und eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wobei diese Schicht auch als Elektrodenschicht bezeichnet wird. 1. An organoelectronic layer system comprising at least one support and at least one carbon particle-containing layer, characterized in that these carbon particles are dispersible in an aqueous medium and have an electrical conductivity, which layer is also referred to as an electrode layer.
2. Organoelektronisches Schichtsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschicht eine Leitfähigkeit - gemessen als Widerstand - von 50 Ω pro cm bis 5000 Ω pro cm, insbesondere von 150 Ω / cm bis 1500 Ω / cm, aufweist, wobei die Leitfähigkeit im Wesentlichen durch die Kohlenstoffteilchen hervorgerufen wird. 2. An organoelectronic layer system according to claim 1, characterized in that the electrode layer has a conductivity - measured as a resistance - of 50 Ω per cm to 5000 Ω per cm, in particular from 150 Ω / cm to 1500 Ω / cm, wherein the conductivity in the Essentially caused by the carbon particles.
3. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer Schicht, insbesondere in der Elektrodenschicht, alle Bestandteile in einem wässrigen Medium dispergierbar oder löslich sind. 3. Organoelectronic layer system according to one of claims 1 or 2, characterized in that in at least one layer, in particular in the electrode layer, all constituents are dispersible or soluble in an aqueous medium.
4. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es in wenigstens einer Schicht, insbesondere in der Elektrodenschicht, ein wässrig dispergierbares oder in einem wässrigen Medium lösliches Netzmittel umfasst, insbesondere ein organisch modifiziertes Polysiloxan. 4. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises in at least one layer, in particular in the electrode layer, an aqueous dispersible or in an aqueous medium-soluble wetting agent, in particular an organically modified polysiloxane.
5. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in wenigstens einer Schicht, insbesondere in der Elektrodenschicht, eine nicht-ionische wässrige Emulsion eines Copolymerwachses, insbesondere eines unmodifizierten oder modifizierten Ethylen-Vinylacetat Copolymerwachses, umfasst. 5. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises in at least one layer, in particular in the electrode layer, a non-ionic aqueous emulsion of a copolymer wax, in particular an unmodified or modified ethylene-vinyl acetate copolymer wax.
6. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es in wenigstens einer Schicht, insbesondere in der Elektrodenschicht, ein wässrig dispergierbares Acrylatcopolymer umfasst, dass vernetzbar ist, wobei die Vernetzung bevorzugt schon bei Raumtemperatur erfolgen kann. 6. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises in at least one layer, in particular in the electrode layer, an aqueous dispersible acrylate copolymer that is crosslinkable, wherein the crosslinking can be carried out preferably already at room temperature.
7. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Elektrodenschicht herstellbar ist durch Auftrag wässriger Dispersionen oder Lösungen. 7. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least the electrode layer can be produced by applying aqueous dispersions or solutions.
8. Verfahren zur Herstellung eines organoelektronischen Schichtsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Bestandteile der Elektrodenschicht mit einem Auftragsverfahren, insbesondere einem Gussverfahren, als wässrige Dispersionen oder Lösungen aufgebracht werden und das Schichtsystem anschließend getrocknet und ggfls. vernetzt wird. 8. A process for producing an organoelectronic layer system according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least the constituents of the electrode layer are applied by an application method, in particular a casting process, as aqueous dispersions or solutions and the layer system then dried and, if necessary. is networked.
9. Verfahren zur Herstellung eines organoelektronischen Schichtsystems nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Gussverfahren Kaskadenguss oder Vorhangguss eingesetzt werden. 9. A process for producing an organoelectronic layer system according to claim 8, characterized in that cascade casting or curtain casting are used as the casting process.
10. Verwendung eines organoelektronischen Schichtsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bzw. eines nach einem der Ansprüche 8 oder 9 hergestellten Systems zur Wärmeabgabe. 10. Use of an organoelectronic layer system according to one of claims 1 to 7 or of a heat emission system produced according to one of claims 8 or 9.
1 1 . Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bzw. eines nach einem der Ansprüche 8 oder 9 hergestellten Systems, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Leuchtelement handelt, die dafür erforderlichen Schichten aufweist und die Elektrodenschicht als Rückelektrode vorgesehen ist. 1 1. An organoelectronic layer system according to one of claims 1 to 7 or a system produced according to one of claims 8 or 9, characterized in that it is a luminous element having the necessary layers and the electrode layer is provided as a return electrode.
12. Leuchtbild, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Bildmaterial umfasst, das von einem organoelektronischen Schichtsystem nach Anspruch 1 1 durchleuchtet wird. 12. Illuminated image, characterized in that it comprises an image material which is transilluminated by an organoelectronic layer system according to claim 1 1.
13. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 1 1 bzw. eines nach einem der Ansprüche 8 oder 9 hergestellten Systems, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schicht ein in Wasser dispergierbares oder in Wasser lösliches Schutzkolloid aufweist. 13. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 7 or 1 1 or a system prepared according to any one of claims 8 or 9, characterized in that at least one layer comprises a water-dispersible or water-soluble protective colloid.
14. Organoelektronisches Schichtsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das in Wasser dispergierbare oder in Wasser lösliche Schutzkolloid enthaltende Dispersion eine Viskosität von weniger als 400 mPa-s, insbesondere von weniger als 200 mPa-s, aufweist. 14. An organoelectronic layer system according to claim 13, characterized in that the water-dispersible or water-soluble protective colloid-containing dispersion has a viscosity of less than 400 mPa · s, in particular less than 200 mPa · s.
15. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzkolloid Gelatine aufweist. 15. An organoelectronic layer system according to any one of claims 13 or 14, characterized in that the protective colloid comprises gelatin.
16. Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 1 1 oder 13 bis 15 bzw. eines nach einem der Ansprüche 8 oder 9 hergestellten Systems, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf das Trockengewicht maximal 0,05 Gew.-% organische Lösungsmittel mit Ausnahme von Ethanol enthält. 16. An organoelectronic layer system according to any one of claims 1 to 7 or 1 1 or 13 to 15 or of a system according to any one of claims 8 or 9, characterized characterized in that based on the dry weight contains a maximum of 0.05 wt .-% organic solvent with the exception of ethanol.
Organoelektronisches Schichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 1 1 oder 13 bis 16 bzw. eines nach einem der Ansprüche 8 oder 9 hergestellten Systems, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem Biegeradius von 0,5 cm nicht bricht. An organoelectronic layer system according to one of claims 1 to 7 or 1 1 or 13 to 16 or a system produced according to one of claims 8 or 9, characterized in that it does not break at a bending radius of 0.5 cm.
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