随着OLEDs在智能手机、平板电脑、电视显示以及绿色照明等领域的应用,对其效率和稳定性等特性也提出了更高的要求,迫切需要开发高效率、长寿命OLEDs。开发高效OLEDs,一方面可以从新材料入手,设计合成高效率OLEDs材料;另一方面设计更高效的OLEDs器件结构,进一步提高器件效率。在器件结构设计中,有机异质结呈现出了优越的性能。研究表明,有机异质结具有高效电荷产生特性和高导电性,作为电荷注入层,实现了电荷的高效和平衡注入,提高了器件的效率和稳定性;作为中间连接层,不但成倍提高了叠层OLEDs的亮度和电流效率,也显著改善了其功率效率,解决了通常叠层器件功率效率无法提高的难题。因此,深入研究有机异质结的电荷产生机制,制备出高性能OLEDs具有重要意义。本论文开展了基于有机异质结的OLEDs的结构与性能研究,系统地探究了有机异质结的电荷产生机制,并用有机异质结作为电荷注入层和中间连接层,成功地制备出了高效率、长寿命叠层OLEDs和颜色可调的交流OLEDs。本论文的主要工作总结如下:1.研究了有机异质结的电荷产生机制。通过比较HAT-CN的N型材料和m-M、TAPC、TCTA、NPB、4P-NPB的P型材料构成的有机异质结器件在不同P型层厚度下的正反方向I-V特性,证明了有机异质结的高效电荷产生特性;不同温度HAT-CN/TAPC异质结器件的I-V特性分析表明,有机异质结的高效电荷产生过程是一个电子遂穿机制;基于Mott-Shockley模型,计算出了HAT-CN/TAPC异质结内的自由电荷密度高达4.5×10¹⁷ cm^-3,保证了异质结的高电导率特性。这些结果为有机异质结的应用奠定了物理基础。2.研究了基于HAT-CN/TAPC异质结作为电荷注入层和电荷产生层制备的单元和叠层OLEDs的结构与性能。研究表明,有机异质结具有良好的电荷注入特性,作为电荷注入层,改善了电子和空穴的注入平衡,提高了器件的效率和稳定性;同时作为电荷注入层和中间连接层,制备的叠层器件不但量子效率和电流效率得到了成倍提高,其功率效率和稳定性也得到了显著改善。制备的蓝、绿、橙、红叠层OLEDs的最大EQE、CE和PE效率分别达到了48.5%、99.2 cd A^-1和59.8 lm W^-1、42.0%、159.5 cd A^-1和92.7lm W^-1、47.2%、161.9 cd A^-1和93.2 lm W^-1和48.1%、59.0 cd A^-1和33.8 lm W^-1,绿光叠层器件在1000 cd m^-2亮度下的半衰期寿命达到了1350小时。这些结果充分显示了有机异质结用来制备高性能OLEDs的优越性。3.研究了TAPC/HAT-CN/TAPC异质结作为中间连接层制备的交流OLEDs的结构与性能。利用TAPC/HAT-CN/TAPC三层异质结在正反向电压下高效的电荷产生特性,成功制备出了蓝-橙和绿-橙两种双色交流OLEDs。通过改变交流正反向的电压值,不仅可以很好地实现蓝光与橙光和绿光与橙光之间的连续转换,也可以获得良好的白光发射,充分展示了交流器件的工作特性。这些结果为有机异质结的应用提供了新的方向。