CN1602556A - 透光、热稳定的含有有机层的发光元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一热稳定、高效的，在低工作电压下运行和易于制成、透光的含有有机膜层的发光元件。这里提到的发明的任务是提供一完全透光的(70％透射)有机发光二极管，它能在降低的工作电压下运行和具有高发光效率。按照本发明此任务的解决方式是，在紧邻阳极的空穴传输层用一大的和稳定的受主型有机分子材料经p－掺杂，使在该掺杂层中的空穴导电性比未掺杂层有所提高，与此相似，在紧邻阴极的电子输入层用一大的稳定的施主型分子经n－掺杂，使电子传导性获得急剧增长。而掺杂的膜层施加在元件中的厚度大于未掺杂膜层可行的厚度，其工作电压并未因此升高，从而使位于其下的膜层，特别是发光层在透光电极(例ITO)的制造过程(溅射)时不会受到损害。
Description
本发明涉及一透光和热稳定的含有有机层的发光元件，特别是一按权利要求1或2上述要领的透光的有机发光二极管。
有机发光二极管(OLED)自从Tang等在低工作电压下演示[C.W.Tang et.al.，Appl.Phys.Lett 51(21)，913(1987)]以来，成为用于实现大面积显示器大有希望的候选者，它们是由一组优选用真空蒸发或溶液的旋转离心析出的有机材料薄膜层(典型为1nm至1μm)构成的，因而，这样一类膜层的典型(特征)性是在可见光谱区80％以上为透光的，否则OLED会通过再吸收产生微小的外部光照效应，有机层与一阳极及一阴极的接触特征是借助至少一透光电极(绝大多数情况下是用一透光的氧化物，例如铟-锡-氧化物ITO)和一金属触点实现的。这种透光接触点(例如ITO)典型的是直接在基底上。在至少一金属接触点的情况下，OLED作为整体是不透光的，而是反射或散射(通过相应的改性层，但已不属于真正的OLED构造)，在基底上用透光电极典型构造的情况下OLED的发射是通过位于底面的基底进行的。
在有机发光二极管情况下，基于一外部所加电压由接触点通过向位于它们之间的有机层注入载流子(一侧是电子，另外一侧是空穴)，此时随之在活性区形成激子(电子-空穴一对)，在激子的射线重组中产生光，并由发光二极管辐射出去。
这类基于有机物的元件与常规的以无机物(如硅、砷化镓半导体)为基础的元件相比的优点在于，有可能制成很大面积的显示器件(荧光屏幕)，与无机材料相比，有机原材料相对价格低廉(消耗材料和能量较少)，而且基于与无机材料比较，这类材料附加到柔( )性基底上的过程温度较低，从而可导致在显示技术和照明技术上开辟一系列新的用途。
含有至少一种非-透光电极的这类元件的传统组排是按一或多个下述膜层的顺序形成的：
1.载流子体，基底，
2.基础电极，是注入空穴(正极)典型透光的，
3.注入空穴层，
4.传输空穴层(HTL)
5.光辐射层(EL)
6.电子传输层(ETL)
7.电子注入层
8.覆盖电极，多为一有较低逸出功的金属，可注入电子(负极)，
9.封装，隔绝周围环境的影响。
通常情况下大都省去几层(除2.5和8外)，或者使一个膜层能起到多种性能的作用。
在所述的膜层顺序中光的射出是通过透光的基础电极和基底实现的，而覆盖电极是由非透光的金属层构成的，能用于透光基础电极的常用的材料有铟-锡-氧化物(ITO)和同族系的氧化物半导体作为空穴注入接触点(一透射简并化的半导体)，而作为电子注入物质可采用非贵重金属如铝(Al)，镁(Mg)，钙(Ca)或镁银(Ag)混合层或者这些金属与一种如同氟化锂(LiF)盐薄层的组合。
通常这种OLED是不透光的，但也有些用途，透光性具有重要意义，如制造一在断路状态下出现透光的一显示器件，使置于其后部的环境能够观察到，它在通路情况下，让观看者又能获得信息，可以设想在汽车表盘显示和通过显示而能做到不限制其活动自由的个人显示器方面有可能获得应用(例如监控管理人员用的迎面显示器)，构成透光显示器基础的这种透光OLED例如从：
1.G.Gu，V.Bulovic，P.E.Burrows，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，68，2606(1996)，
2.G.Gu，V.Khalfin，S.R.Forrest，Appl.Phys.Lett.，73，2399(1998)，
3.G.Parthasarathy et al.，Appl.Phys.Lett.，72，2138(1997)，
4.G.Parthasarathy et al.，Adv.Mater.11，907(1997)，
5.G.Gu，G.parthasarathy，S.R.Forrest，Appl.Phys。Lett，74，305(1999)，是已知的。
在(1)中达到透光性是利用传统的透光阳极ITO作为基础电极(即直接在基底上)，在这里可以确定，当ITO-阳极用专门的方式进行处理(例如臭氧-溅射，等离子体一体化)，以提高阳极的逸出功，它对OLED的工作电压是适合的(例如，C.C.Wu et al.，Appl phys.Lett.70，1348(1997)；G.Gu.Et al.，Appl.Phys.Lett.73，2399(1998)).ITO的逸出功可以例如通过臭氧化和/或氧-等离子体灰化，可改变约4.2eV至4.9eV，这样空穴能较为有效地从ITO-阳极注入到空穴传输层，ITO-阳极的这种预处理只有当阳极直接位于底基上时才是可能的，OLED的这种结构称为是不可反转的；而在底基上的阴极的OLED结构称为可反转的结构。在(1)中作为覆盖电极是采用一薄的非贵重金属(镁通过混入银达到稳定化)的半透光层和一由已知ITO构成的导电透光层的组合，这种组合应用所以必要是因为ITO的逸出功对有效的电子直接注入到电子传输层已足够高，这样就能制成使用较低的工作电压的OLEDS。为此，要采用很薄的镁中间层，由于用了薄的金属中间层形成的元件是半透光的(覆盖电极透光度约为50-80％)，而作为适于作全透光ITO阳极的透光度则超过90％，在(1)中还要经过一溅射喷镀过程在金属中间层上附加一ITO接触点，以保证能从侧面传导到OLED周围的连接触点，ITO溅喷过程带来的后果是金属中间层的厚度不能低于7.5nm(1)，否则对其下面的有机层造成溅射损害过大，这种类型的结构在下述专利中也有述及：US专利5703436(S.R.Forrestet al.)于1996.3.6日申请；US专利5757026(S.R.Forrest et al.)于1996.4.15申请；US专利5969474(M.Arai)于1997.10.24申请，在引文(2)中描述了在(1)中所述及阴极的两个OLEDs的叠加，此处制成的是一绿色和一红色OLED的叠加(叠式OLED)，因为两个OLEDs都是半透光的，可以通过加在第3电极上的适当电压，有目的地选择幅射出的颜色。
实现透光OLED另一种已知方法是用一有机中间层改善电子的注入(引文3-5)，此处一有机层位于发光层(例如铝-三醌醇化物，Alq3)和作为阴极使用的透光电极(例如ITO)之间，在大多数情况下此处是采用铜酞菁染料(CuPc)，该物质本身是一空穴传输材料，(空穴迁移率高于电子迁移率)，而其优点是热稳定性高，经溅喷上的覆盖电极对在其下的有机层不会造成很大损伤，这种CuPc中间层有较小的能带间隙(HOMO-最高占据分子轨道-到LuMO-最低未占据分子轨道的距离)是其优点而同时也是其缺点，其优点是由于LuMO的低位，使来自ITO的电子相对较易注入，但是因为在可见区里能带间隙较小产生高吸收，所以CuPc的层厚度要限制在10nm以下。此外，由CuPc往Alq3或一其它发射材料中注入电子变得困难，因为它们的LuMOs一般位居较高，另外在上述OLED中的透光阴极是创导者提出建议(US专利5457565(T.Namiki)于1993.11.18日申请)，用一由碱性的土-金属-氧化物(例如LiO2)构成薄膜层代替CuPc层实现的，它改善了从透光阴极往发光层注入电子不利的缺陷。
另外一种实现透光OLED的方法(G.Parthasarathy et al.，Appl.Phuys.Lett.，76，2 128(2000)世界专利WO 01/67825 A1(G.Parthasarathy)，2001.3.7日申请，优先权日2000.3.9日)是附加一与透光阴极(例如ITO)相接触的电子传输层(例如BCP-高电子迁移率的溶铜灵)，或者在发光层和(＜10nm)薄的电子传输层之间或者在电子传输层和ITO阴极之间有一由纯碱金属锂(Li)构成的1nm厚的膜层，该Li中间层强有力地增加来自透光电极的电子注入，这一现象的解释是Li-原子往有机层中的扩散，进而导致形成高导电中间层的“掺杂”(简并的半导体)，用这种方式获得了一透光的接触层(多为ITO)。
从上述工作中肯定了下述几点：
1.透光电极的选择是有局限性的(主要是ITO或相似的简并无机半导体)。
2.透光电极的逸出功能原则上有利于空穴的注入，但是必须对阳极进行专门处理，以进一步降低其逸出功。
3.迄今为止的开发工作都是从中找到一合适中间层来改善往有机层中注入电子。
已知对无机半导体的发光二极管而言，通过高掺杂的边界层可达到薄的空间电荷区，它在能量的热垒存在情况下，通过隧道实施有效的载流子注入，此处的掺杂(对无机半导体常用)是指通过混入外加原子/分子有目的地影响半导体层的导电性能；对有机半导体通常理解为往有机层中混入专门的幅射分子作为掺杂，这是它们的区别。有机材料的掺杂在1991.2.12日申请的US专利5693698中作了描述，但在实际应用时在不同膜层的能量平衡上会出现问题，并导致有掺杂层的发光二极管的效率降低。
此处本发明的任务是提出一个完全透光(＞70％透射)的有机发光二极管，它能在降低了工作电压下运行，但其发光效率高，同时，所有的有机层，特别是发射光的膜层在制备透光覆盖接触点时能保证不受损害，形成的元件应保持稳定(在80℃的操作温度下长期稳定性)。
按本发明结合在权利要求1的要领中所述的特征，该任务这样获得了解决，使含有受主型的有机材料的空穴传输层经P-掺杂，而含有一拖主型有机材料的电子传输层经n-掺杂，并且掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
此外，结合在权利要求2的概念中所述特征，该任务按本发明获得了解决，含有一施主型有机材料的电子传输层经n-掺杂，而含一受主型有机材料的空穴传输层经p-掺杂，掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
如在专利申请DE10135513.0(Leo et al.，于2001.7.20申请)中述及，可将OLED的膜层顺序进行反转，即将能进行空穴注入(透光)的接触点(阳极)变为覆盖电极，在反转的有机发光二极管情况下工作电压远高于对比的非反转结构的电压，其原因在于从接触点进入有机层注入的困难所致，因为接触点的逸出功并没有进行有针对性的优化，按本发明的解决方式载流子从电极往有机层的注入(是否是空穴-或电子传输层都一样)与电极逸出功本身的相关性不那么大，从而有可能在OLED结构元件的两个侧面应用相同的电极-类型，例如两个相同的透光电极，例如ITO。
提高导电性的原因是膜层中的平衡载流子密度增大，此时的传输层的层厚比在未掺杂的膜层中可行的层厚(典型为20-40nm)要大，但却不会迅即见效地提高工作电压，与之相似的是电子注入层，在其邻近为一施主型分子(优选有机分子或其断裂体，参见专利申请DEXXX Amsgars专利)的阴极时，经n-掺杂后，由于有较高的本征载流子密度而使电子导电性增大，该膜层厚度在元件中也可做到比未掺杂层的可行的层厚度大一些，因为后者会导致提高工作电压。两个膜层的厚度足以防止位于下面的膜层在制造透光电极(例如ITO)的溅射过程中受到损害。
在紧邻电极(阳极或阴极)的经掺杂的载流子传输层(空穴或电子)中形成一薄的空间电荷区，通过该区载流子能有效地注入，由于是隧道注入，通过该很薄的空间电荷区在高能量势垒情况下也不能阻止注入的进行，具有有利条件的是载流子的传输层可通过混入一有机或无机物质(掺杂剂)进行掺杂，这种大分子牢固地嵌入在载流子传输层的矩阵分子构架中，基于此，在OLED的运行(无扩散作用)时以及在热负荷状态下能达到高稳定性。
在2000.11.25提出的专利申请DE 10058578.7(参见X.Zhou等Appl.Phys.Lett.78.410(2001))中描述了含有掺杂传输层的有机发光二极管，当该掺杂传输层用适宜的方式与屏蔽层组合时，只显示出有高效的发光，所以在一优选的实施模式中透光的发光二极管也带有屏蔽层，该屏蔽层位于元件的发光层与载流子传输层之间，前者将元件通过电流注入的载流子电能转换发光。屏蔽层的物质按本发明作如下选择，在工作电压方向施加电压时，由于能级的原因在掺杂载流子传输层/屏蔽层的边界层对多数载流子(在HTL一侧：空页，在ETL一侧：电子)不能起到大的阻挡作用(低势垒)，但少数载流子能有效地在发光层/屏蔽层的边界层被阻截(高势垒)。此外，屏蔽层的载流子注入到发光层的势垒要小，使在边界层的载流子对能有力地转换成发光层的激子为优选，它能在发光层界面阻止生成降低发光率的激发态复合分子。由于载流子传输层最好具有一高能带间隙，屏蔽层可选为很薄，尽管如此，由发光层到载流子传输层的能态没有载流子隧道是可能的，这就能做到虽然有屏蔽层存在，仍可实现在低电压下工作。
按权利要求1的一种根据本发明的透光OLED的结构的一优选型式包括以下膜层(非反转结构)：
1.载流子，底基，
2.透光电极，例如ITO，能注入空穴的(阳极二正极)，
3.p-掺杂的，注入和传输空穴的膜层，
4.由一种频带能级适合于它周围膜层频带能级的材料构成的薄的空穴侧屏蔽层，
5.发光层(可能用发光染料掺杂)
6.由一种频带能级适合于它周围膜层的频带能级的材料构成的薄的电子侧屏蔽层
7.n-掺杂的注入和传输电子的膜层
8.透光电极，能注入电子的(阴极＝负极)
9.封装，用于隔绝周围环境影响
按权利要求2的一种根据本发明的透光OLED结构的第二个优选型包括如下膜层(反转结构)
1.载流子，底基，
2a.透光电极，例如ITO，能注入电子(阻挠极-负极)，
3a.n-掺杂的，注入和传输电子的膜层，
4a.由一种其频带能级适合于它周围膜层频带能级的材料构成的薄的电子侧屏蔽层，
5a.发光层(也可能用发光染料掺杂)，
6a.由一种其频带能级适合于它周围膜层频带能级的材料构成的薄的空穴侧屏蔽层，
7a.p-掺杂的，注入和传输空穴的膜层，
8a.透光电极，注入空穴的(阳极＝正极)，例如ITO，
9.封装，隔绝周围环境影响。
仅用一屏蔽层也是本发明所考虑的任务之一，因为注入与传输层和发光层的频带能级已经在一侧互相适合，此外，在膜层3和7中的载流子注入功能和载流子传输功能可分散在多层中，其中至少一层(紧邻电极的)是经过掺杂的，当掺杂层不直接与电极相邻时，则在掺杂层和相应电极之间的所有膜层都必须薄到使载流子能有效地隧穿(＜10nm)，如果它具有很高的导电性(该层的体电阻必须要小于相邻掺杂层的电阻)则这些膜层可以厚些。另按本发明的中间层可视为电极的一部分，典型的摩尔掺杂浓度在1∶10至1∶1000的范围内，掺杂剂是分子质量大于200g/mol的有机分子。
下面借助实施例，对本发明作进一步阐述。对附图作如下说明：
图1：在迄今常用的实施模式中一种透光OLED的能量示意图(无掺杂，所列数字涉及到前术宾按权利要求1 OLED的非反转型的膜层结构)，上面是描述无极限电压时的能级状态(HOMO和LuMO)，(可观察到两个电极有相等的逸出功)；下面是施加了极限电压的状态，为简便起见，此处也给入了屏蔽层4和6。
图2：含有掺杂载流子传输层和相适合的屏蔽层的一种透光OLED的能量示意图(注意在紧邻接触层的频带弯曲，此处两种情况下都是ITO)，列出数字涉及到两种上述的实施型式，上面表面元件的结构，该元件由于它的透光性，光在两个方向幅射，下面是频带结构。
图3：下面实施例的光密度-电压-特性曲线，典型的100cd/m2的监视器-光密度在4V时已达到，效率为2cd/A，然而由于工艺原因，此处的阳极材料不是应用透光接触点(例如ITO)，而是借助一半透明(50％)的全触点进行模拟，这涉及到一种半透光的OLED。
在图1表示的实施模式中接触点处没有出现空间电荷区，这种型式对载流子注入要求有一较低的能量势垒，在现有的材料条件下不能或难以达到这一要求(参照上述现有技术状况)，所以由触点注入载流子并不是很有效，OLED要有一高的工作电压。
迄今为止的结构缺陷按本发明通过采用掺杂的注入层和传输层，往往与屏蔽层相结合而得以避免，图2表示了一种相应的组排方式，此处载流子注入层和载流子传导层3和7经过掺杂，使在接触点2和8处的边界层形成空间电荷区，条件是掺杂量要足够高，使该空间电荷区能易于隧道贯穿，这样的掺杂是可能实现的，至少在文献中对空穴传输层的p-掺杂用到非透光的发光二极管方面已经做了演示(X.Q.Zhou et al.，Appl.Phys.Lett.78，410(2001)；J.Blochwitz et al.，OrganicElecronics 2，97(2001))。
这种组排设计显示有如下优点：
·电极的载流子能卓有成效地注入到掺杂的载流子传输层
·不受载流子注入材料2和8制备细节的影响
·对电极2和8也存在选择具有相对高势垒材料的可能性，例如在两种情况下用相同材料例如ITO。
下面陈述一优选的实施例，但在例中还不是用稳定的大有机掺杂剂对电子传输层进行n-掺杂，作为含有掺杂有机传输层的透光OLED方案效果的实例是用含Li的典型电子传输材料(Bphen-红菲咯啉)非稳定的n-掺杂的形式来表示(US专利601 3384(J.Kido et al.)，于1998.1.22申请；J.Kido et al.，Appl.Phys.Lett 73，2866(1998))，正如在目前技术水平所描述的，它可由Li和Brhen以约1∶1的混合物演示掺杂的效果，但是该膜层对热和在实际操作上是不稳定的，因为在该掺杂过程中要有很高的掺杂剂浓度存在，还必须认为，掺杂的机理是另外一种情况，在用有机分子和掺杂比在1∶10和1∶1000之间时，其前提是，掺杂剂对载流子传输层结构没有太大影响，而在掺杂金属，例如Li以1∶1混合时则不能这样认为了。
OLED具有如下的膜层结构(反转型构造)
-1a：底基，例如玻璃，
-2a：阴极：ITO如外购，不处理，
-3a：n-掺杂的传输电子的膜层，20nm Bphen：Li 1∶1分子混合比较，
-4a：电子侧的屏蔽层：10nm Bphen，
-5a：电致发光的膜层：20nm Alq3，可用发射区掺杂剂混合，以提高发光的内部量子效率，
-6a：空穴侧的屏蔽层：5nm三苯基二胺(TPD)
-7a：p-掺杂的空穴传输的膜层：100nm starturst m-MTDATAet F4-TCNQ掺杂剂以50∶1掺杂(至80℃热稳定)
-8a：透光电极(阳极)锢-锡-氧化物(ITO)。
混合层3和7在一蒸发过程中用真空混合蒸发制成，原则上这种膜层也可通过其它方法制备，例如可用物质的重垒蒸发，用可进行控温扩散，使物质互相渗入或通过在真空或非真空下已混合物质的其它沉积方法(例如离心法)制成，屏蔽层3和6同样是在真空中蒸发的，也可用其它方法制备，例如在真空或非真空下离心析出。
图3表示一半透光的OLED的光密度-电压-特性曲线，为了进行试验采用一种半透光的全接触点作为阳极(50％透射)，对100cd/m2光密度所需工作电压为4V。对透光OLEDs这是最小的工作电压之一，特别是用反转型膜层构造，这种OLED演示的所设想的方案是可实现的，由于是半透光的覆盖电极外部电流效率只达约为2cd/A，而不是在用纯Alq3作发光层的OLEDs时最大可预期的5cd/A。
按照本发明应用的掺杂层能使在一透光结构中达到在传统结构中通过底基单侧发射时近似相等的低工作电压和高效率，这是基于如前述高效的载流子注入，因为经过掺杂后，它相对地不受透光触点材料精确逸出功的影响，从而可以应用相同的电极材料(或者是用逸出功只有微小差别的透光电极材料)作为电子注入和空穴注入的接触。
技术人员从实施型式举例中可明显看出，所设想的本发明可以有多种改性和变体，但仍属于本发明的范畴，例如可以采用不同于ITO的透光接触作为阳极材料(如在H.Kin et al.，Appl.Phys Lett.76，259(2000)；H.Kim et al.，Appl.Phys.Lett.78，1050(2001)，此外，符合本发明的透光电极用足够薄的一种非透光金属(例如银或金)和一透光导电材料复合的厚膜层作中间层，中间层的厚度必须或可以(因为厚的掺杂的载流子传输层在溅射过程中对发光层可不造成损害)薄到整个元件在上述意义上都是透光的(在全部可见光谱区透光率775％)。另一与本发明相一致的实施型式是，掺杂的电子传输层使用的材料是，它的LuMO-能级(图1和2中的7或3a层)低于能有产往屏蔽层和发光层(6或4a和5或5a)中注入电子的能级(即图2中表示的较大的势垒)。这样才能在n-型掺杂的电子传输层(7或5a)和屏蔽层(6或4a)或者发光层(5或5a)之间用一很薄的(＜2.5nm)比掺杂的传输层的LuMO’s能级有较低逸出功的一种金属的金属层。金属层必须薄到使元件的全部透光度没有明显降低(参见L.S.Hung.M.G.Mason；Appl.Phys.Lett.78(2001)3732)。
有关的符号表
1 底基
2，2a 阳极或阴极
3，3a 空穴-或电子传输层(掺杂的)
4，4a 空穴-或电子侧的薄屏蔽层
5，5a 发光层
6，6a 电子-或空穴侧的屏蔽层
7，7a 空穴-或电子传输层(掺杂的)
8，8a 阳极或阴极
9 封装
Claims (20)
1.含有有机膜层的透光、热稳定的发光元件，特别是有机发光二极管，是由按照一透光的底基(1)，一透光的阳极(2)，一紧邻该阳极的空穴传输层(3)，至少一发光层(5)，一电子载流子传输层(7)和一透光的阴极顺序的膜层设计构成的，其特征在于，空穴传输层(3)是用一受主型的有机材料p-掺杂的，而电子传输层(7)是用一施主型的有机材料n-掺杂的和掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
2.含有有机膜层的透光、热稳定的发光元件，特别是有机发光二极管，是由按照一透光底基(1)，一透光的阴极(2a)，一紧邻该阴极的电子传输层(3a)，至少一发光层(5a)，一空穴载流子传输(7a)和一透明阳极(8a)顺序的膜层设计构成的，其特征在于，电子传输层(3a)是用一施主型的有机材料n掺杂的，而空穴传输层(7a)是用一受主型的有机材料p-掺杂的，和掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
3.按权利要求1或2的发光的元件，其特征在于，在掺杂的空穴传输层(3，7a)和发光层(5，5a)之间带有一空穴侧屏蔽层(4，6a)。
4.按权利要求1，2或3的发光元件，其特征在于，在掺杂的电子传输层(7，3a)和发光层(5，5a)之间带有一电子侧的屏蔽层(6，4a)。
5.按权利要求1至4之一的发光元件，其特征在于，选择有机掺杂剂的掺杂浓度要高到从接触层(2，8)向载流子传输层(3，7或3a，7a)能实现准一欧姆注入。
6.按权利要求1至5之一的发光元件，其特征在于，透光的两个接触点都是由铟-锡-氧化物(ITO)构成的。
7.按权利要求1至6之一的发光元件，其特征在于，透明的两个接触点都是由一种与ITO相似的材料构成的，是一种其它的简并化的氧化物半导体。
8.按权利要求1至7之一的发光元件，其特征在于，两个透光的接触是由不同的接触材料构成的。
9.按权利要求1至8之一的发光元件，其特征在于，在电子传输层(7，3a)和阴极(8，2a)和/或在阳极(2，8a)和空穴传输层(3，7a)之间各有一薄的(＜10nm)改进的接触膜层，这两个膜层都能容易隧道贯穿。
10.按权利要求1至9之一的发光元件，其特征在于，发光层(5)是由多种材料组成的混合层。
11.按权利要求1至10之一的发光元件，其特征在于，由一有机主体物质和一受主型的掺杂物质组成p-掺杂的空穴传输层(7，3a)和掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
12.按权利要求1至11之一的发光元件，其特征在于，电子传输层是通过一有机主体物质和一施主型的掺杂物质的混合，经n-型掺杂和掺杂剂的分子质量大于200g/mol。
13.按权利要求1至12一的发光元件，其特征在于，在上部的透光阴极或透光阳极(8，8a)附有一透光的保护层(9)。
14.按权利要求1至13之一的发光元件，其特征在于，在上部的透光阴极或阳极(8，8a)用一很薄(＜5nm)的金属中间层附加在其下的掺杂的载流子传输层(7，7a)上，使全部可见光谱区的透光度一直都要超过75％。
15.按权利要求1至14之一的发光元件，其特征在于，在下部的阳极或阴极(2，2a)用一很薄(＜5nm)的金属中间层附加在其上的掺杂的载流子传输层(3，3a)上，使全部可见光谱区的透光度一直都要超过75％。
16.按权利要求1至15之一的发光元件，其特征在于，由p-掺杂的空穴传输层(3，7a)和透光阳极(2，8)形成的顺序多次组排在一元件中。
17.按权利要求1至16之一的发光元件，其特征在于，由n-掺杂的电子传输层(7或3a)和透光阴极(8，2a)形成的顺序多次组排在一元件中。
18.按权利要求1至17之一的发光元件，其特征在于，在掺杂的电子传输层(7或3a)和屏蔽层(6或4a)或者发光层(5或5a)之间还有一薄(＜2.5nm)的由一种金属构成的促进电子注入层。
19.按权利要求1至18之一的发光元件，其特征在于，在空穴传输层(3，7a)和/或在电子传输层(7，3a)中，混合物的摩尔浓度掺杂分子对主体物质分子之比在1∶100000至1∶10范围内。
20.按权利要求1至19之一的发光元件，其特征在于，空穴传输层(7)，电子传输层(3)，电致发光层(5)和屏蔽层(4，6)的层厚在0.1nm至50μm范围内。
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