有机电致发光(OLED)作为新一代最具发展前景的平板显示技术成为当前国际研究的热点,OLED是实现高分辨率和全彩显示的核心。OLED具有发光效率高、驱动电压低、响应速度快、色彩丰富、可视化角度大等优点,符合人们对现代显示技术发展的要求。本论文从器件物理的角度出发,围绕OLED基本理论、性能改善和发光机理开展了一系列基础研究。主要创新成果有:(1)在底发射器件中,利用具有阶梯势垒的复合空穴注入层与P型掺杂的复合空穴传输层改善空穴注入和传输。首先,创新性地利用Ag2O//MoOx作为复合空穴注入层,改善空穴注入,器件的发光效率提高约34%。空穴注入能力的提高用‘only器件’得以证明,并且通过F-N隧穿理论进行解释。其次,采用P型掺杂的复合空穴传输层,控制空穴迁移率,改善载流子平衡。器件的发光效率为5.22 cd/A,比NPB作空穴传输层的器件提高约50%,并且结合能级结构进行解释和分析。最后,首次将偏电子传输和偏空穴传输的材料掺入发光层,调节发光层载流子传输特性。采用偏电子传输的[TBADN: DSA-ph: BPhen]发光体系,器件的色坐标为(0.167, 0.220),最大发光亮度为6100 cd/m2,最大流明效率为6 cd/A。而采用偏空穴传输的发光体系,器件的色坐标变为(0.184, 0.309),最大发光亮度仅为142.3cd/m2,最大流明效率仅为0.9 cd/A。实验表明,TBADN为偏空穴传输的主体发光材料,具有电子掺杂的蓝光发光系统性能改善归因于BPhen有利于TBADN俘获载流子,偏空穴掺杂会导致粹灭现象加剧。(2)在蓝光OLED研究中,由于蓝光材料能带宽,电子亲合力差,导致蓝光器件在发光效率和色纯度与实际应用还有不小差距。首先,创新性地采用Ag2O//MoOx作复合空穴注入层,获得深蓝色发光(0.148, 0.101)。器件的最大功率效率为4.08 Lm/W,比CuPc作空穴注入层的器件提高187.3 %。其次,通过改变电子传输层(Alq3)的厚度,蓝光器件发光颜色可以从深蓝色[CIE(0.15,0.12)]调节到天蓝色发射[CIE(0.18,0.30)]。器件的最佳发光性能在‘最小’色坐标和‘最大’流明效率之间某一值获得,这是蓝光发光层发光和Alq3发光协调与控制的结果。然后,详细地研究了掺杂浓度和器件结构对蓝光器件性能的影响。采用[DPVBi: BCzVB]/[DPVBi: BCzVB: C545T]双掺杂双发光层结构,获得色坐标为(0.155, 0.212)的蓝光OLED器件。器件的流明效率为6.31 cd/A,比[DPVBi: BCzVB: C545T]双掺杂单发光层器件提高约1.36倍。实验表明,合理的器件结构对提高发光亮度、发光效率和器件的稳定性具有十分重要的作用。最后,首次在具有高发光效率的[TBADN: DSA-Ph]主发光层和空穴传输层之间,插入一层超薄的色度调节层[DPVBi: BCzVB]。利用二者产生的色光合成蓝光,制备色坐标为(0.166, 0.201)、流明效率为8.43 cd/A蓝光OLED器件。(3)白光OLED要获得应用,必须解决效率、色稳定、淬灭效应和成本等实际问题。在白光OLED研究中,首先,创新性地利用“蓝光”和“白光”组成的双发光层制备白光OLED器件。通过调节蓝光发光体掺杂浓度和厚度配比,获得最优的发光亮度、发光效率、色坐标和色稳定性。电流密度为20 mA/cm2时,色坐标为(0.33, 0.37)。当电流密度从4 mA/cm2增大到200 mA/cm2时,色漂移仅为0.02个单位。同时,最大发光亮度为21 044 cd/m2,最大流明效率为9.12 cd/A。利用激子产生和扩散理论进行发光机理分析,建立发光光谱与各发光层发光效率、厚度以及激子扩散长度之间的关系式,并利用此关系式计算不同发光层厚度的光谱红蓝强度比。其次,首次采用缓变结发光层结构(DPVBi: BCzVB: X % DCJTB / DPVBi: BCzVB: Y % DCJTB,其中X<Y)提高白光器件的色稳定性。当电流密度从4 mA/cm2增大到200 mA/cm2时,色漂移仅为⊿x,y=±[0.000, 0.001]。然后,利用C545T掺杂的发光体系阐明多成分掺杂发光体系能量传递的具体途径,通过F?rster能量转移半径,证实能量传递的主要途径是从蓝光发光体DPVBi经由绿光掺杂剂C545T转移到红光掺杂剂DCJTB。最后,创新性地对不同的绿光掺杂成分在提高白光OLED发光效率和器件性能进行研究,得到最优的绿光掺杂成分。实验表明,采用Alq3掺杂可以改善器件的色坐标,提高色稳定性、抑制猝灭效应。同时,结合理论计算,阐明白光OLED器件性能改善的原因和发光机理。