单层结构对简化有机电致发光器件(OLED)的制备工艺及降低其制造成本具有重要意义。本文采用非掺杂热激活延迟荧光(TADF)发光层, 结合C60(2 nm)/MoO3(3 nm)/C60(2 nm)修饰的ITO阳极及4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(Bphen,3 nm)修饰的Ag 阴极, 制备了单层TADF器件(TADF-OLED)。该单层TADF-OLED具有良好的空穴和电子注入能力, 开启电压为3 V, 最大电流、功率及外量子效率分别可达到37.7 cd/A、47.4 lm/W和13.24%。然后, 我们利用“探针法”研究了该单层TADF-OLED的激子分布情况, 发现大部分激子在发光层靠近阳极侧形成。最后, 我们利用经典电磁学理论对器件的光取出效率进行模拟分析, 证实了这种激子分布特性有助于实现较高的光取出效率, 进而改善器件的外量子效率。

利用Ag/tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum(Alq3)/Ag/Alq3/Ag这一金属/有机半导体多层结构作为阳极, 实现了超低效率滚降的顶发射白光器件。在该器件中, 我们在蓝光和橙光发光单元之间引入一个薄的4,4′-bis(9-carbazolyl)-2,2′-biphenyl(CBP)层, 从而减少橙光发光层与蓝光发光层的Dexter能量传递, 用以改善白光器件发光光谱及效率。通过优化微腔设计, 实现了对橙光磷光材料发射的调控。最终, 我们获得了在60 000 cd/m2亮度下效率滚降仅为17%的顶发射白光器件。在效率方面, 虽然顶发射白光器件与底发射白光器件不相上下, 但由于微腔效应的存在, 顶发射白光器件的效率滚降却远低于底发射白光器件的效率滚降。

紫外有机发光器件（OLED）的宽带隙发光分子限制了空穴注入效率, 从而导致载流子复合低效, 器件发展受限。可溶液处理工艺兼顾了低成本、高可控性及规模生产的时代特色。本文报道了利用溶液法制备的WCl6及其与聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸掺杂复合物（PEDOT∶PSS+WCl6）调控近紫外OLED的空穴注入特性, 实现了高效率近紫外有机发光。X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱等分析表明, WCl6和PEDOT∶PSS+WCl6薄膜具有优异的电子特性和光透过性。伏安特性和阻抗谱分析表明, 空穴注入能力按WCl6、PEDOT∶PSS和PEDOT∶PSS+WCl6的顺序依次增强。以PEDOT∶PSS+WCl6作空穴注入层、2-(4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-恶二唑（PBD）作发光层, 获得了最大外量子效率为2.6%、最大辐照度为8.05 mW/cm2、半峰宽为45 nm、电致发光峰为405 nm的高效率近紫外OLED。器件寿命测试对比结果表明, WCl6掺杂PEDOT∶PSS后器件的稳定性得到了增强。 该研究结果拓展了WCl6的应用领域, 对于推进高效稳定近紫外OLED的进一步发展具有一定的借鉴意义。

采用(E)-4-二腈亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定乙烯基)吡喃(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran, DCJTB)分散到PMMA中作为色转换膜(CCL), 分别结合纯蓝光和蓝绿光器件为激发光源制备得到了白光有机发光器件(WOLED)。研究结果表明, 使用发光层结构为mCP∶Firpic(10 nm)/ mCP(1 nm)/mCP∶4CzIPN(1.5 nm)的蓝绿光器件作为激发光源时, 制备得到的WOLED性能明显优于使用纯蓝光进行激发的WOLED性能, 其最大电流效率(CE) 为15.44 cd/A、显色指数(CRI) 77、色坐标(0.320 6,0.369 5)、色转换效率(CCE) 52%。为了进一步展宽电致发光(EL)光谱并提高CRI, 将DCJTB和无机荧光粉Sr2Si5N8∶Eu2+按一定比例混合后分散到PMMA中, 制备得到复合CCL并将其以不同的速率旋涂到蓝绿光器件背面。结果表明, 掺入Sr2Si5N8∶Eu2+后白光OLED的CRI获得明显改善, 这是由于通过对CCL厚度的调控, 使得掺杂后CCL的红光峰逐渐红移从而引起EL光谱更进一步地展宽; 并且当旋涂速率为750 r/min时, 获得的WOLED具备最佳的CCL厚度及EL性能, 其最大CE、CRI、色坐标、CCE分别达到11.29 cd/A、82、(0.320 6,0.369 5)和34%。

采用半透明的镁银合金阴极成功制备了直流驱动的绿光透明有机电致发光器件, 并在此基础上, 提出利用半透明的镁银合金中间连接层连接两个发光子单元的新型器件结构, 从而成功实现了交流驱动的绿光透明有机电致发光器件。在铟锡氧化物和镁银合金两侧的出光方向上, 器件的光谱完全一致, 最大亮度分别达到1 374 cd/m2和283 cd/m2, 最高效率分别达到26.1 cd/A(8.1 lm/W)和3.5 cd/A(1.7 lm/W), 铟锡氧化物一侧的性能较好是由于铟锡氧化物电极和镁银合金中间连接层的透过率不同形成的。在低频交流电驱动下, 器件的两个发光子单元交替发出绿光; 而在高频交流电驱动下, 由于人眼无法分辨交替点亮时的闪烁, 两个发光子单元对于人眼而言则是同时且稳定地发出绿光。

白光有机发光二极管可以作为照明、全彩色显示器的光源，成为显示领域研发的重点方向。但白光有机发光二极管的实现还存在性能控制较难，色坐标易漂移等问题。本文通过有机发光二极管器件白光实现及其色坐标计算，初步获得实现白光OLED 器件红、绿、蓝三基色的优化比，通过实验验证制备了色坐标为(0.31，0.35)的白光OLED 器件，进一步通过理论计算和实验优化，减少红光掺杂浓度和增加绿光掺杂比例，实现接近标准白光(0.33，0.33)的有机发光二极管器件制备。

为了研究不同厚度C60阴极耦合层对顶发射白光OLED器件光电性能的影响, 实验数值计算了半透明阴极组成的多层膜系(ETL/EIL/Mg∶Ag/C60)的透过率; 同时, 采用共阴极结构设计制备了顶发射白光OLED器件, 并对不同厚度的C60折射率匹配层制备的顶发射白光OLED器件的光电特性进行了研究。结果表明,不同C60厚度的多层膜系透过率差异较大, 在C60膜层厚度为30~40 nm时, 多层膜 在较宽波段范围内均有高的透过率, 且透过率光谱的色坐标最接近白光等能点; 通过分析不同阴极耦合层制备的顶部发光OLED器件的光电性能, 发现采用适当厚度的C60阴极耦合层材料, 可以有效 提高器件外量子效率, 并在一定程度上能够有效改善器件的色坐标, 实现接近等能白光的顶发光OLED器件制备。

顶发射结构可实现100%的开口率, 对高品质有机发光器件(OLED)显示具有重要意义。但目前OLED显示的传统制作方法难度较大, 且器件的光谱稳定性较差。为了降低OLED显示的制作难度并进一步提高器件的光谱稳定性, 本文将CdSe/ZnS量子点与聚甲基丙烯酸甲酯溶液相混合, 并通过压印法制备了具有微结构阵列的红光与绿光量子点下转换膜, 将其与高效顶发射蓝光OLED和彩色滤光片相结合, 实现了红(R)、绿(G)、蓝(B)三色顶发射OLED。RGB器件的最大电流效率分别为36、219和106 cd/A, 色坐标分别为(070, 030)、(024, 062)和(010, 020)。此外, 器件的光谱与色坐标几乎不随电压变化, 且同时具有优良的光谱角度稳定性。这种实现OLED彩色化的方法具有制作简单、成本较低等优点, 具有广阔的发展前景。