利用4,4',4″-tris(N-carbazolyl)triphenyl-amine (TCTA)、N,N'-dicarbazolyl -3,5- benzene (mCP)和1,3,5-tri(m-pyridin-3-ylphenyl)benzene (TmPyPB)作为主体材料制作出一系列蓝色有机电致发光器件。由于主体材料具有不同的最低未占有分子轨道(LUMO)能级和最高占有分子轨道(HOMO)能级,通过改变发光层中的主体材料和发光层数量,形成具有不同能级梯度结构的发光层,探究不同的发光层结构对蓝色磷光有机电致发光器件性能的影响。其中采用TCTA与mCP作为主体材料的双发光层结构器件A3具有最佳的性能,其最大电流密度、最大电流效率和最大亮度分别为134.94 mA/cm 2、40.28 cd/A和12070 cd/m 2。在所有器件中,器件A3也表现出低开启电压(3.25 V)和低效率滚降的特性。

在阳极和空穴传输层分别引入氧化镍纳米结构缓冲层, 制备了蓝色有机发光二极管, 对二极管的电学和光学特性进行了测试分析, 研究了采用电化学方法制备的氧化镍纳米结构对器件的影响。结果表明, 纳米结构氧化镍缓冲层能够有效地提高空穴-电子对的产生和复合效率, 它的引入带来了高效的空穴注入及发光层中的载流子平衡, 能有效提高有机发光二极管的电致发光特性。氧化镍缓冲层沉积时间为30 s的器件具有最高的亮度和电流效率, 分别为42 460 cd/m2和24 cd/A, 该器件的CIEx,y 色坐标为(0.212 9,0.325 2)。

实验采用真空热蒸镀方法，在高准确度膜厚控制仪的监控下，制备了结构为ITO/2T-NATA(25 nm)/NPB(30 nm)/BePP2(X nm)/Alq3(30 nm)/LiF(0.6 nm)/Al(80 nm)的蓝光器件，并对其发光层（BePP2）薄膜的沉积速率以及厚度对器件的亮度、发光效率影响进行了分析和实验研究.结果表明：当束源炉孔径为Φ1.5 mm，束源炉温度在120℃～150℃区域，BePP2的蒸镀速率比较平滑，斜率变化小，易于膜厚精准控制，且薄膜较致密满足器件需要；BePP2在最佳沉积速率为0.02 nm/s（蒸发温度为135℃），且发光层厚度为35 nm时，可获得启亮电压为5.34 V、发光亮度为9 100 cd/m2、发光效率达4.4 cd/A的较理想蓝光器件.

在空穴传输层(HTL)和发光层(EML)界面加入缓变结的蓝色有机电致发光器件(Cell-GJ)。与传统的异质结结构的有机电致发光器件(Cell-HJ) 相比,寿命有了明显的提高:半寿命在初始亮度为100 cd/m2的条件下达到了8460 h,比Cell-HJ的半寿命长6倍。寿命的延长归功于穿过非突变界面的局部电场的消除,减少了焦耳热的产生从而提高了器件的寿命。但是实验证实Cell-GJ的效率比Cell-HJ的效率低。为了提高Cell-GJ的效率在其TBADN/AlQ交界处蒸镀GaQ薄层制得一种新型器件Cell-GJGaQ。由于GaQ的最低未占有轨道能级介于AlQ和TBADN之间,从AlQ到GaQ再到TBADN形成的多阶势垒可以极大地提高电子(少子)注入,从而使发光效率也有了明显改善。 研究结果表明Cell-GJGaQ的效率比Cell-GJ的效率高20%,半寿命同时也达到了6998 h,比Cell-HJ长5倍,整体性能有了较大提高。