包含不超过两层不同有机材料的有机发光二极管

摘要

本发明的二极管包括：基于第一有机材料(O1)的层，该层在与阴极(7)接触的其区域(6)内n型掺杂；基于第二有机材料(O2)的层，该层在与阳极(1)接触的其区域(2)内p型掺杂；以及电致发光区域(4；4’)，所述电致发光区域结合在一个层内，接触另一层，且既非n型掺杂也非p型掺杂，由此使得可以获得特别低成本高性能的二极管。

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机发光二极管。本发明还涉及一种包括由相同基板支撑的这些二极管的网络的照明或图像显示面板。

背景技术

文献EP0498979B1-TOSHIBA公开了一种有机发光二极管，包括：

基板；

由导电材料M1制成的阴极和由导电材料M2制成的阳极；

与该阴极接触、基于n型掺杂的第一有机材料O1的第一层；

与该阳极接触、基于p型掺杂的第二有机材料O2的第二层；以及

夹置于该第一层和第二层之间、基于既非n型掺杂也非p型掺杂的第三有机材料O3的第三层。

参考图1，文献US2004-062949-NOVALED和US6566807往这种掺杂层的结构添加了阻挡层：夹置于空穴注入层O2和电致发光层O3之间的材料O4的电子阻挡层，以及夹置于电子注入层O1和电致发光层O3之间的材料O5的空穴阻挡层。

这些文献说明了不同层的各种有机材料必需的电子性能。

为了定义这些性能，特别定义了下述参数：

阴极的导电材料的功函数E_M1和阳极的导电材料的功函数E_M2；

LUMO能级(最低未占据分子轨道)的能量及HOMO能级(最高占据分子轨道)的能量：对于n型掺杂层的基础材料O1，分别为E_O1C、E_O1V；对于空穴阻挡层的基础材料O5，分别为E_O5C、E_O5V；对于电致发光层的基础材料O3，分别为E_O3C、E_O3V；对于电子阻挡层的基础材料O4，分别为E_O4C、E_O4V；以及对于p型掺杂层的基础材料O2，分别为E_O2C、E_O2V；所有这些能级都是相对于真空中无穷远处电子能量估算为正的(与功函数相同的基准)。

如图1所示，根据这些文献为了获得二极管的最优工作，重要的是：

E_M1≥E_O1C，这意味着在阴极和n型掺杂有机层之间的界面存在势能势垒，且在该界面的结不是欧姆结；该势能势垒的高度可以限制在0.5eV，或者对于更高势垒的情形，掺杂水平可以相应地调整从而有利于电子穿过该势垒；如果E_O1F表示为占据能级的质心的掺杂区域中电子的费米能级，则优选地该掺杂水平应使得E_O1F≥E_M1；

E_M2≤E_O2V，这意味着在阳极和p型掺杂有机层之间的界面存在势能势垒，且在该界面的结不是欧姆结；该势能势垒的高度可以限制在0.5eV，或者对于更高势垒的情形，掺杂水平可以相应地调整从而有利于空穴穿过该势垒；如果E_O2F表示为占据能级的质心的掺杂区域中空穴的费米能级，则优选地该掺杂水平应使得E_O2F≤E_M2。

根据上述条件，载流子即电子或空穴因此通过隧道效应被注入穿过位于该掺杂区域中的紧邻与电极即阴极或阳极的界面的所谓“耗尽区”；此外，如文献EP0498979B1(第9页，第11-12行)中所教导，该“耗尽区”的厚度非常薄，即，通常小于10nm；该厚度明显依赖于所使用的材料以及掺杂水平。

如图1所示，为了获得二极管的最优工作，另外重要的是：

E_O5C≥E_O1C-0.3eV，从而有利于电子穿过材料O1的n型掺杂层和材料O5的空穴阻挡层之间的界面，且优选地E_O5C≤E_O1C+0.3eV，从而限制在该界面的电损耗；

E_O4V≤E_O2V+0.3eV，从而有利于空穴穿过材料O2的p型掺杂层和材料O4的电子阻挡层之间的界面，且优选地E_O4V≥E_O2V-0.3eV，从而限制在该界面的电损耗；

如图1所示，为了获得二极管的最优工作，另外重要的是：

E_O4C＜E_O3C，从而有效地将电子阻挡在材料O3的电致发光层和材料O4的电子阻挡层之间的界面；

E_O4V+0.3eV≥E_O3V，从而允许空穴穿过该界面，且优选地E_O4V-0.3eV≤E_O3V，从而限制在该界面的电损耗；

E_O5V＞E_O3V，从而有效地将空穴阻挡在材料O3的电致发光层和材料O5的空穴阻挡层之间的界面；

E_O5C-0.3eV≤E_O3C，从而允许电子穿过该界面，且优选地E_O5C+0.3eV≥E_O3C，从而限制在该界面的电损耗。

在电致发光的发光层中使用掺杂有机层而非现有技术的电荷注入和传输层来注入和传输电荷即电子或空穴，其优点特别在于：

高的电学输出(yield)；

拓宽了可以使用的有机半导体材料的选择，因为比阴极材料的功函数更低的LUMO能级对于电子注入不再是禁止的，并且因为比阳极材料的功函数更高的HOMO能级对于空穴注入不再是禁止的；

拓宽了可以用于电荷注入或传输层的厚度范围，由于掺杂层的高导电性而无需要求禁止的欧姆损耗；具体而言，这使得可以更好地调整厚度从而通过干涉效应以优化光提取。

上述文献中描述的发光二极管结构的一个缺陷在于，为了充分利用在阴极侧和在阳极侧上的掺杂层所提供的优点，最好使用至少三种不同的有机材料。这是因为，如参考文献EP0498979B1-TOSHIBA的图9和12所描述，仅具有两种有机材料的结构仅在或者阳极侧或者阴极侧的一侧被电学n或p型掺杂，这使得无法充分利用由掺杂层提供的优点。这些文献中描述的所有其他结构包括介于阴极和阳极之间的至少三种不同有机材料。

本发明的目的是提供该问题的解决方案。

发明内容

为此，本发明涉及一种有机发光二极管，包括：

阴极和阳极，

以及，夹置于所述阴极和所述阳极之间的：

与所述阴极接触的基于第一有机材料的第一层，该第一层在该层的

与该阴极接触的区域内n型掺杂；

与所述阳极接触的基于第二有机材料的第二层，该第二层在该层的

与该阳极接触的区域内p型掺杂，

其特征在于，所述第一层与/或所述第二层包括电致发光区域，所述电致发光区域与另一层接触且既非n型掺杂也非p型掺杂。

该p型和n型掺杂剂为电学掺杂剂，与电致发光区域的有机材料通常掺杂的发光掺杂剂不同。

与现有技术的二极管相比，本发明的二极管的制作要容易和经济得多，因为该二极管仅包含通常不同的两个有机材料层，并因为由于使用掺杂半导体材料以在阴极侧上用于注入和传输电子以及在阳极侧上用于注入和传输空穴，该二极管具有高的输出。

本发明尤其更适用于该有机材料不聚合的情形，且因此可以通过真空蒸镀来沉积；各种区域于是可以有利地通过简单的掺杂剂共蒸镀来获得。

术语基础材料是指每个区域的“宿主”材料；因此，基于特定材料的同一层可包含：掺杂区域，包含分布在该基础材料内例如5重量％的n型电学掺杂剂；势垒区域，不掺杂电学或发光掺杂剂，除了从相邻区域扩散的杂质之外仅包含该基础材料；以及掺杂区域，包含分布在该基础材料内例如8重量％的发光掺杂剂：这三个区域是基于相同的“基础”材料。每个掺杂区域可包含多种掺杂剂。

所述二极管因此优选地不包含夹置于所述阴极和所述阳极之间的任何其他层，该层可以是基于与所述阴极材料和所述阳极材料都不同的材料。

根据一种变型，该第一和第二有机材料相同(见图5)。然而优选地，且与文献EP1347518(见第10页，第四实施例)、描述同质结的EP1071145、HARADA K“realization of organic pn-homojunction”，Proceeding of the SPIE，vol.5464，Sept.2004，pages 1-9(XP002314797)中所描述的二极管相反，所述第二有机材料不同于所述第一有机材料。使用两种不同材料，这使得可以获得更高的输出同时限制制作方法的复杂性。

第一或第二层，或者这两层因此具有：位于二极管的电极即阴极或阳极附近的掺杂区域或“切片(slice)”，以及发光且位于另一层附近的未掺杂区域或“切片”。

按照本身已知的方式采用该n或p型掺杂区域的电学掺杂剂，从而在涉及n型掺杂时，在LUMO能级附近为电子提供附加能级，或者在涉及p型掺杂时，在HOMO能级附近为空穴提供附加能级。这些n或p型掺杂剂因此称为“电学”掺杂剂，而与下述的“发光”掺杂剂相反。

该二极管可具有形成第一层的一部分的单一发光区域(见图3)，或者形成第二层的一部分的单一发光区域(见图2)，或者一个形成第一层的一部分且另一个形成第二层的一部分的两个发光区域(见图4)。借助至少一种荧光与/或磷光掺杂剂来发光掺杂该电致发光区域所属的层的有机材料，该电致发光区域的电致发光特性特别是通过本身已知的方式来达成的。可以添加着色掺杂剂从而调适该二极管的发光发射谱。特定材料固有地具有电致发光性能，且同时也是载流子即电子或空穴之一的传输体。掺杂剂可以与该“宿主”材料相关联，但不是必需如此。固有地发光的“宿主”发光材料可以是荧光或磷光的。

优选地，第一层的n型掺杂区域的厚度以及第二层的p型掺杂区域的厚度大于20nm。这些大的厚度使得可以优化光的提取而不显著增大欧姆损耗，因为掺杂使得这些区域具有高的导电性。

优选地，根据本发明的二极管还包括至少一个扩散势垒区域，该扩散势垒区域未显著掺杂且夹置于所述掺杂区域之一和所述电致发光区域之一之间。视该势垒而定，势垒区域的材料为该第一层的基础材料或者该第二层的基础材料。对于如上所述通过真空蒸镀制作的情形，该区域被有利地制作，同时避免了任何掺杂剂共蒸镀。由于来自相邻区域(掺杂区域与/或电致发光区域)的掺杂剂的扩散，该势垒区域可含有小比例的这些相邻区域的一种或多种掺杂剂，且特别地比这些相邻区域中的比例低得多。

优选地，每个扩散势垒区域的厚度小于20nm。该区域的厚度优选远小于该掺杂区域的厚度，从而限制在该二极管的厚度内的欧姆损耗。

优选地，如果阴极和阳极分别由导电材料M1和M2制成，且如果材料M1和材料M2的功函数分别用E_M1和E_M2表示，如果E_O1C表示第一有机材料O1的LUMO能级的电子亲和势或能量且E_O1V表示第一有机材料O1的HOMO能级的电离势或能量，且E_O2C表示第二有机材料O2的LUMO能级的能量且E_O2V表示第二有机材料O2的HOMO能级的能量，所有这些能级都是相对于真空中无穷远处电子能量估算为正的，则阴极的导电材料、阳极的导电材料、以及该第一和第二有机材料选择为使得：E_M1≥E_O1C且E_M2≤E_O2V。

这些条件对应于该阴极与该第一层的n型掺杂区域之间的结以及该阳极与该第二层的p型掺杂区域之间的结的非欧姆特性。尽管在这些结存在势能势垒，但是由于有助于减小该势能势垒厚度的该第一和第二层的有机材料的电学掺杂，电流以减小的电学损耗穿过这些结。

优选地，阴极的导电材料、阳极的导电材料、以及该第一和第二有机材料选择为进一步使得：E_O2C＜E_O1C与/或E_O1V＞E_O2V。

这些条件使得可以将电子与/或空穴阻挡在该两个层之间的界面。为了实现更有效的阻挡，优选地，一方面的这些LUMO能级与另一方面的这些HOMO能级之间的差值大于0.5eV。

不是绝对需要既在阴极侧上实现空穴阻挡也在阳极侧上实现电子阻挡。具体而言，对于第一有机材料(阴极侧上)对电子的传导优于空穴的情形，其阻挡空穴的用处较小；对于第二有机材料(阳极侧上)对空穴的传导优于电子的情形，其阻挡电子的用处较小。

优选地，该至少一个电致发光区域包括至少一种发光掺杂剂，该发光掺杂剂选择为使得：对于发光区域属于第一层的情形，由E_DLC定义的其LUMO能级和由E_DLV定义的其HOMO能级使得E_DLV-E_DLC＜E_O1V-E_O1C+0.3eV；以及对于发光区域属于第二层的情形，由E_DLC定义的其LUMO能级和由E_DLV定义的其HOMO能级使得E_DLV-E_DLC＜E_O2V-E_O2C+0.3eV。

该发光掺杂剂具有不包含在该发光掺杂剂所在的“宿主”材料的禁带中的LUMO能级与/或HOMO能级；由该材料的HOMO能级及LUMO能级界定的该“宿主”材料的禁带与由属于该掺杂剂的HOMO能级及LUMO能级界定的发光掺杂剂的禁带之间形成区别；为了有效的发光掺杂，重要的是该掺杂剂的禁带宽度比“宿主”材料的禁带宽度小的值在0.3eV以内。优选地，该掺杂剂的LUMO能级和HOMO能级均包含该掺杂剂所在的材料的禁带内，这提高了二极管的输出。

只要发光或着色掺杂剂具有包含在其所在材料的禁带内的LUMO能级与/或HOMO能级，则该能级无法对n或p型电学掺杂有贡献。因此可以明显地将n或p型掺杂区域的电学掺杂剂与发光区域的发光掺杂剂区分开。

优选地，第一和第二有机材料以及该至少一种发光掺杂剂选择为使得E_DLV-E_DLC＜E_O2V-E_O1C+0.3eV和使得E_DLV-E_DLC＜E_O1V-E_O2C+0.3eV。

这些条件有利地使得可以限制“复合激发态(exciplex)”的形成，即，限制电子-空穴对通过与不同材料相对应的两个能级的重合而去激发或复合。

优选地，第一有机材料选自由Bphen、BCP、DPVBi、TPBi和Alq3组成的组，以及第二有机材料选自由Spiro-TAD、TAZ和TCTA组成的组。

BCP、DPVBi和TPBi分别对应于2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(或菲咯啉(bathocuproine))、4，4-二(2，2-二苯乙烯基)、以及2，2’，2”-(1，3，5-亚苯基)三[1-苯基-1H-苯并咪唑]；这些有机材料具有充分宽的禁带(HOMO能级和LUMO能级之间的间隔)从而形成非常适于接收发射蓝光的发光掺杂剂的“宿主”材料。

本发明还涉及一种图像显示或照明面板，其特征在于包括多个根据本发明的二极管。所得到的面板尤为经济且具有非常好的输出。

附图说明

通过阅读作为非限制性示例并参考附图的下述描述，可以更清楚地理解本发明，附图中：

图1已经被描述，其代表根据现有技术的有机发光二极管结构；

图2至4代表根据本发明的具有两个有机层的二极管的三种不同实施例：在图2的情形中，具有属于阳极侧上的有机层的单个电致发光区域；在图3的情形中，具有属于阴极侧上的有机层的单个电致发光区域；在图4的情形中，具有两个相邻的电致发光区域，一个属于阳极侧上的有机层，另一个属于阴极侧上的有机层；

图5代表两种有机材料O1和O2相同的具体实施例，该单一材料于是称为O；

图6描述使得可以检查有机层的电学掺杂水平的电学测量装置；

图7和8代表根据示例1获得的二极管的电学和发光特性以及输出；

图9和10代表根据示例2获得的二极管的电学和发光特性以及输出。

具体实施方式

为了简化描述并突出本发明较本领域现有技术的差别和优点，达成相同功能的元件使用相同符号表示。

所得到的有机二极管的性能和输出很大程度上取决于阴极的材料、阳极的材料、阴极侧上的有机材料O1和阳极侧上的有机材料O2的选择；下述术语被使用：

E_M1表示阴极的材料M1的功函数且E_M2表示阳极的材料M2的功函数；

E_O1C表示材料O1的LUMO能级的能量且E_O1V表示材料O1的HOMO能级的能量；

E_O2C表示材料O2的LUMO能级的能量且E_O2V表示材料O2的HOMO能级的能量；以及

E_DLC表示发光掺杂剂的LUMO能级的能量且E_DLV表示发光掺杂剂的HOMO能级的能量。

这些材料及该掺杂剂优选选择为使得：

a)E_M1≥E_O1C和E_M2≤E_O2V；这些条件表达的事实为电极和有机材料之间的结不是欧姆结；

b)b-1)E_O2C＜E_O1C和b-2)E_O1V＞E_O2V；这些条件表达的事实为在第一层内流动的电子被阻碍进入第二层以及在第二层内流动的空穴被阻碍进入第一层；

c)如果发光掺杂剂掺入第一层的一区域则E_DLV-E_DLC＜E_O1V-E_O1C+0.3eV，以及如果发光掺杂剂掺入第二层的一区域则E_DLV-E_DLC＜E_O2V-E_O2C+0.3eV；如上文示出以及如图4所说明，两种情况可同时发生；

d)d-1)E_DLV-E_DLC＜E_O2V-E_O1C+0.3eV和d-2)E_DLV-E_DLC＜E_O1V-E_O2C+0.3eV，这限制了复合激发态的形成并使得可提高输出。

进行了材料选择之后，优选地通过真空蒸镀，在玻璃基板上或者在有源矩阵上随后制作下述叠层：

阳极1，通常厚度为10nm至200nm；

基于有机材料O2的层，通常厚度为30nm至200nm；在沉积有机材料O2的第一步骤中，空穴施主(即，电子受主)掺杂剂被共蒸镀，从而形成厚度大于20nm的p型掺杂区域2；可选地，在真空蒸镀同一有机材料O2的第二步骤中，随后不共蒸镀掺杂剂来继续该沉积，从而形成厚度小于20nm的未掺杂势垒区域3；

基于有机材料O1的层，通常厚度为30nm至200nm；在真空蒸镀有机材料O1的可选的第一步骤中，不共蒸镀掺杂剂来沉积材料O1，从而形成厚度小于20nm的未掺杂势垒区域5；在真空蒸镀同一有机材料O1的第二步骤中，共蒸镀电子施主掺杂剂来继续该沉积，从而形成厚度大于20nm的n型掺杂区域6；

阴极7，通常厚度为10nm至200nm。

在有机材料O2的沉积结束与/或在有机材料O1的沉积开始时，在共蒸镀电致发光掺杂剂的同时来实施该沉积，从而在两层之间的界面形成通常厚度为大于或等于20nm的至少一个电致发光区域4，4’。

在用于形成每层内的所有区域的沉积之后，以本身已知的方式随后沉积一封装层，该封装层旨在保护先前沉积的有机层免受劣化的风险，特别是由于气氛中的氧气和湿气引起的劣化。

得到根据本发明的二极管。

参考图2至5，可以发现根据本发明的仅具有至多两个有机层的二极管的三种不同实施例：在图2的情形中，具有属于阳极侧上材料O2的有机层的单个电致发光区域4；在图3的情形中，具有属于阴极侧上材料O1的有机层的单个电致发光区域4’；在图4的情形中，具有两个相邻的电致发光区域4，4’，其中之一4属于阳极侧上材料O2的有机层，另一个4’属于阴极侧上材料O1的有机层；最后，参考图5，可以看到两个有机材料O1和O2相同的具体实施例，该单一材料于是称为O。图2至4的实施例是优选的。

根据适用于所有上述实施例的本发明的一个变型，该结构被反转，即，首先沉积阴极，随后是材料O1的层，随后是材料O2的层，且随后是阳极。

应指出，尽管上述的势垒区域3，5由于阻挡电子或空穴而提供了优点，但这些势垒区域是可选的。

所得到的二极管具有非常良好的输出和非常良好的效率，同时该二极管制作非常经济，因为这些二极管仅包含基于不同有机材料的至多两个有机层。

下述示例说明本发明。

示例1

本示例旨在说明如图3所示的本发明实施例，其中二极管仅包括单一电致发光区域，该电致发光区域包含在与阴极接触的基于材料O1的层内。

通过真空蒸镀(除了阳极之外)，在玻璃基板上以已知方式制作下述叠层：

ITO阳极，例如通过阴极溅射形成，厚度为150nm；

基于有机材料O2＝Spiro-TAD的层，总厚度为45nm，缩写Spiro-TAD对应于名称为2，2’，7，7’-四(二苯基-胺)-9，9’-螺二芴的化合物；在旨在形成p型掺杂区域2的第一Spiro-TAD真空蒸镀步骤中，共蒸镀空穴施主(电子受主)掺杂剂，使得p型掺杂区域的厚度约为35nm，此处该空穴施主掺杂剂为F4-TCNQ，该缩写对应于名称为四氟四氰二甲基对苯醌(tetra-fluoro-tetra-cyano-quino-dimethane)的化合物；借助于基于石英天平并整合在沉积腔内的常规装置，掺杂水平调整为约2重量％；在真空蒸镀同一Spiro-TAD而旨在形成势垒区域3的第二步骤中，随后共蒸镀掺杂剂来继续该沉积，从而得到厚度约10nm的未掺杂势垒区域3；

基于有机材料O1＝Bphen的层，总厚度约为72nm，缩写Bphen对应于名称为红菲咯啉(Bathophenanthroline)或者更确切地名称为4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲的化合物；在旨在形成电致发光区域4’的第一Bphen真空蒸镀步骤中，由红荧烯(rubrene)形成的发光掺杂剂被共蒸镀以在该电致发光区域4’的约32nm厚度上获得约20重量％的红荧烯掺杂；在旨在形成另一势垒区域5的真空蒸镀同一Bphen的第二步骤中，不共蒸镀掺杂剂而随后继续该沉积，从而获得约5nm厚度的未掺杂势垒区域3；在旨在形成n型掺杂区域6的第三Bphen真空蒸镀步骤中，共蒸镀由铯形成的电子施主而继续该Bphen沉积，从而获得约35nm厚度的掺杂区域6以及每10nm厚度沉积层10至20mV的掺杂水平；该掺杂水平如此评估：使用图6所示的测量装置；在沉积腔中，材料O1同时沉积在两个金属电极(图中阴影部分)，该金属电极间距l＝1.25mm并延伸d＝14mm，且该金属电极连接到一电阻测量装置，该电阻测量装置包括串联连接的直流电压E＝10V发生器和参考电阻器R＝4.5MΩ；跨过电阻器端子的电压变化与沉积厚度(这里取10nm的台阶)的函数给出与铯掺杂水平成比例的值；

铝阴极7，厚度为150nm。

随后以本身已知的方式沉积一封装层(未示出)，该封装层旨在保护先前沉积的有机层免受劣化的风险，特别是由于气氛空气中的氧气和湿气引起的劣化。

得到根据本发明的二极管。

如果E_M1＝4.3eV表示铝的功函数且E_M2＝4.5～5.0eV表示ITO的功函数，如果E_O1C＝3.0eV表示Bphen的LUMO能级的能量且E_O1V＝6.3eV表示Bphen的HOMO能级的能量，E_O2C＝2.4eV表示Spiro-TAD的LUMO能级的能量且E_O2V＝5.3eV表示Spiro-TAD的HOMO能级的能量，E_DLC＝3.0eV表示发光掺杂剂红荧烯的LUMO能级的能量且E_DLV＝5.3eV表示发光掺杂剂红荧烯的HOMO能级的能量，则发现材料和发光掺杂剂的选择实际上对应于所有根据本发明的有利条件a)至d)：

a)E_M1(4.3)≥E_O1C(3.0)和E_M2(4.5～5.0)≤E_O2V(5.3)；

b)E_O2C(2.2)＜E_O1C(3.0)和E_O1V(6.3)＞E_O2V(5.3)；

c)E_DLV-E_DLC(＝2.3eV)＜E_O2V-E_O2C+0.3eV(＝3.2eV)，因为该发光掺杂剂掺杂第二层的区域；

d)E_DLV-E_DLC(＝2.3eV)＜E_O2V-E_O1C+0.3eV(＝2.6eV)和E_DLV-E_DLC＜E_O1V-E_O2C+0.3eV。

如此得到的二极管的电学和发光性能表示于图7和8；图7示出了电流I(mA/cm²)和亮度L(Cd/m²)的值与跨过二极管端子的电压U(V)的函数：1mA/cm²给出35.7Cd/m²并需要2.85V的电压；图8示出发光效率的两种值，一种单位为Cd/A且另一种单位为Lumen/Watt：在100Cd/m²及电压3.09V时，效率为3.12Cd/A和3.17Lumen/Watt。

因此可以看出，使用特别简单和经济的二极管结构即可得到完全可接受的性能和输出。

示例2

本示例旨在说明如图2所示的本发明实施例，其中二极管仅包括单一电致发光区域，该电致发光区域包含在与阳极接触的基于材料O2的层内。

阴极、第一有机层、第二有机层和阳极的基础材料以及该发光掺杂剂与示例1相同。采用与示例1相同的工序，除了：

在制作势垒层3期间在沉积基于有机材料O2＝Spiro-TAD的层的第二步骤之后，增加了真空蒸镀Spiro-TAD的第三步骤，该第三步骤旨在通过共蒸镀红荧烯以形成电致发光区域4，从而在电致发光区域4的约32nm厚度上获得约20重量％的红荧烯掺杂；该基于Spiro-TAD的层的总厚度于是约为77nm；

在基于有机材料O1＝Bphen的层中形成电致发光区域的第一步骤省略，相反直接前进到形成势垒层5的步骤；基于Bphen的层的总厚度于是约为40nm。

得到根据本发明的二极管。

与示例1的情形相同且由于材料及掺杂剂相同，发现材料和发光掺杂剂的选择如前文所述对应于所有根据本发明的有利条件a)至d)；仅条件c)改变，因为发光掺杂剂现在掺杂第一层的区域；该条件很好地满足，因为：E_DLV-E_DLC(＝2.3eV)＜E_O1V-E_O1C+0.3eV(＝3.6eV)。

该二极管的电学和发光性能表示于图9和10；图9示出了电流I(mA/cm²)和亮度L(Cd/m²)的值与跨过二极管端子的电压U(V)的函数：1mA/cm²给出37.1Cd/m²并需要2.57V的电压；图10示出发光效率的两种值，一种单位为Cd/A且另一种单位为Lumen/Watt：在100Cd/m²及电压2.7V时，效率为3.88Cd/A

该第二示例因此清楚地说明，使用特别简单和经济的二极管结构即可得到完全可接受的性能和输出。

示例3

本示例旨在说明参考图2的另一实施例，其中二极管仅包括单一电致发光区域，该电致发光区域包含在与阳极接触的基于材料O2的层内。

借助与示例2所述相似的方法，使用相同的掺杂水平和相同的厚度，制作下述叠层：TIO/F4-TCNQ掺杂的TAZ/TAZ/Irppy掺杂的TAZ/Bphen/Cs掺杂的Bphen/Al。第二层的有机材料在此为TAZ，TAZ为3-(4-联苯)-4-苯基-5-叔丁基苯-1，2，4-三唑的缩写名称。发光掺杂剂在此为Irppy，Irppy为三[2-(2-吡啶)苯基-C，N]-铱的缩写名称。

如果E_M1＝4.3eV表示铝的功函数且E_M2＝4.5～5.0eV表示ITO的功函数，如果E_O1C＝3.0eV表示Bphen的LUMO能级的能量且E_O1V＝6.3eV表示Bphen的HOMO能级的能量，E_O2C＝2.6eV表示TAZ的LUMO能级的能量且E_O2V＝6.6eV表示TAZ的HOMO能级的能量，E_DLC＝2.4eV表示发光掺杂剂Irppy的LUMO能级的能量且E_DLV＝5.4eV表示发光掺杂剂Irppy的HOMO能级的能量，则发现材料和发光掺杂剂的选择实际上对应于所有根据本发明的有利条件a)至d)：

a)E_M1(4.3)≥E_O1C(3.0)和E_M2(4.5～5.0)≤E_O2V(6.6)；

b)E_O2C(2.6)＜E_O1C(3.0)，这使得可以保证电子的阻挡；另一方面，由于不等式E_O1V(6.3)＞E_O2V(6.6)不满足，空穴的阻挡得不到有效保证；

c)E_DLV-E_DLC(＝3.0eV)＜E_O2V-E_O2C+0.3eV(＝4.3eV)，因为该发光掺杂剂掺杂第二层的区域；

d)E_DLV-E_DLC(＝3.0eV)＜E_O2V-E_O1C+0.3eV(＝3.9eV)和E_DLV-E_DLC(＝3.0eV)＜E_O1V-E_O2C+0.3eV(4eV)；因此这里可以看出，用于限制复合激发态的两个条件都满足，与前两个示例相同。

得到的二极管具有完全与示例1和2相当的电学和发光性能。

示例4

本示例旨在说明参考图3的另一实施例，其中二极管仅包括单一电致发光区域，该电致发光区域包含在与阴极接触的基于材料O1的层内。

借助与示例1所述相似的方法，使用相同的掺杂水平和相同的厚度，制作下述叠层：TIO/F4-TCNQ掺杂的TCTA/TCTA/红荧烯掺杂的Alq3/Alq3/Li掺杂的Alq3/Al。第一层的有机材料O1在此为Alq3，Alq3为三(8-羟基喹啉)的缩写名称。第二层的有机材料O2在此为TCTA，TCTA为4，4’，4”-三(N-咔唑)三苯基胺的缩写名称。发光掺杂剂在此仍为红荧烯。

如果E_M1＝4.3eV表示铝的功函数且E_M2＝4.5～5.0eV表示ITO的功函数，如果E_O1C＝2.9eV表示Alq3的LUMO能级的能量且E_O1V＝5.8eV表示Alq3的HOMO能级的能量，E_O2C＝2.7eV表示TCTA的LUMO能级的能量且E_O2V＝5.8eV表示TCTA的HOMO能级的能量，E_DLC＝3.0eV表示发光掺杂剂红荧烯的LUMO能级的能量且E_DLV＝5.3eV表示发光掺杂剂红荧烯的HOMO能级的能量，则发现材料和发光掺杂剂的选择实际上对应于所有根据本发明的有利条件a)至d)：

a)E_M1(4.3)≥E_O1C(2.9)和E_M2(4.5～5.0)≤E_O2V(5.8)；

b)E_O2C(2.7)＜E_O1C(2.9)和E_O1V(6.0)＞E_O2V(5.8)；

c)E_DLV-E_DLC(＝2.3eV)＜E_O1V-E_O1C+0.3eV(＝3.4eV)，因为该发光掺杂剂掺杂第一层的区域；

d)E_DLV-E_DLC(＝2.3eV)＜E_O2V-E_O1C+0.3eV(＝3.2eV)和E_DLV-E_DLC(＝3.0eV)＜E_O1V-E_O2C+0.3eV(3.6eV)；因此这里可以看出，用于限制复合激发态的两个条件都满足。

由于根据本发明的所有条件都满足，因此得到的二极管具有非常出众的电学和发光性能。本发明尤其适用于例如用于照明或图像显示的发光二极管面板；本领域技术人员清楚的是，本发明可以应用于包含多个有机发光二极管的任何系统而不背离所附权利要求的范围。