通过采用在并五苯薄膜与源漏电极之间插入10 nm 并五苯掺杂的N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺薄膜的方法研究了基于并五苯有源层的底栅错面型有机薄膜晶体管的电学特性。研究发现: N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺的引入可以有效改善有源层和源漏电极接触界面的表面形貌,利于形成欧姆接触, 从而改善器件性能, 最终使优化器件的迁移率由 (0.1±0.01) cm2/(V·s) 提升至 (0.31±0.02) cm2/(V·s), 阈值电压由(－34.6±1.3) V 降至 (－30.1±1.2) V。

研究了二苯基邻菲罗啉以及氟化锂作为电极缓冲层对底栅顶接触型有机薄膜晶体管性能的影响，结果表明二苯基邻菲罗啉是一种比氟化锂更好的缓冲层材料。通过对二苯基邻菲罗啉缓冲层厚度的优化，获得了迁移率为0.302 cm2·V－1·s－1、阈值电压为－31.2 V、开关比为6.2×102的器件。器件性能提升的原因是由于二苯基邻菲罗啉缓冲层的引入降低了金电极与并五苯界面的空穴注入势垒与接触电阻。

利用氧化钼(MoOx)作为p型掺杂剂, 以掺杂层4,4′-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(CBP): MoOx作为空穴注入层, 制备了一种结构为ITO/MoOx/CBP∶MoOx/CBP/CBP: tris(2-phenylpyridine)iridium(III)(Ir(ppy)3)/4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(Bphen)/LiF/Al的有机电致发光器件.器件中CBP同时作为空穴注入层、空穴传输层以及发光层母体材料, 这种结构具有结构简单同时能有效降低空穴注入势垒等优点.研究发现, 随着空穴注入层厚度的增加, 器件的电流密度增加, 表明p型掺杂层的引入能够有效增强空穴的注入; 通过优化器件空穴注入层与空穴传输层厚度, 器件性能有所提高, 最大电流效率为29.8 cd/A, 可以认为合理的优化空穴注入层和空穴传输层的厚度, 使载流子在发光层中的分布更加平衡是提高器件发光效率的主要原因.值得指出的是, 从电流效率最大值到亮度为 20 000 cd/m2时, 优化后器件的效率衰减仅为17.7%, 而常规器件的效率衰减则为62.1%, 优化后器件效率衰减现象得到了明显的改善.分析认为优化后的器件中未掺杂的CBP有助于展宽激子形成区宽度, 进而减弱了三线态-三线态湮灭、三线态-极化子淬灭现象, 激子形成区的展宽是改善效率衰减的主要原因.

在Si/SiO2衬底上生长金属银作为阳极，4,4,4-tris(3-methylphenylpheny-lamino)-triphenylamine(m-MTDATA):MoOx/m-MTDATA/N,N-bis-(1-naphthyl)-N,N-diphenyl-1,1-biphenyl-4,4-diamine(NPB)作为空穴注入及传输层，发光层采用4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl(CBP)掺杂磷光染料(1-(phenyl)isoquinoline)iridium(III) acetylanetonate(Ir(piq)2(acac))的结构，4,7-di-phenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)作为空穴阻挡层及电子传输层，阴极为LiF(1 nm)/Al(2 nm)/Ag(20 nm)复合阴极结构.通过在光取出的复合阴极上方生长一层CBP光学覆盖层，有效地改善了复合阴极膜系的透射率，从而改善了顶发射结构的光学耦合输出特性，在提高器件的正向发光效率的同时还使色坐标往深红光区移动.并且生长光学覆盖层结构的器件角度依赖特性明显得到改善，这对于制作高显示质量的显示器件具有重要意义.在原有结构的基础上增加20 nm的NPB掺杂磷光染料Ir(piq)2(acac)作发光层，从而得到双发光层结构为NPB:Ir(piq)2(acac)(1%,20 nm)/CBP:Ir(piq)2(acac)(1%, 20 nm).由于NPB具有较高的空穴迁移率，避免了由于光学厚度的增加而引起器件工作电压的大幅升高，而双发光层的结构有利于增大激子复合区域，提高辐射复合几率，减少非辐射损耗，实现主客体之间高效的三线态能量传递，相对单发光层顶发射结构，双发光层结构不仅提高了器件的发光效率，而且改善了器件的色坐标.

通过采用4,4′-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-1,1′-biphenyl (BCzVBi)为蓝色荧光发光单元，绿色磷光材料fac tris(2-phenylpyridine) iridium ［Ir(ppy)3］敏化红色荧光材料4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran (DCJTB)为混合黄色发光单元，制备了一组白光有机电致发光器件。通过对染料掺杂浓度的优化，以及引入适当厚度的4,4-N,N-dicarbazole-biphenyl (CBP)作为中间层，获得了高效率、高显色指数的白光有机电致发光器件。器件在100 cd/m2亮度下的最高显色指数达到了90，此时的色坐标为(0.32,0.32), 非常接近白光等能点。该组器件的最大电流效率达到了11.00 cd/A，相应器件的最大亮度为13 330 cd/m2。

采用Li3N掺杂电子注入层Alq3∶Li3N，制作了一种结构为ITO/Alq3 Alq3∶Li3N/Alq3/NPB/MoO3/Al的倒置底发射有机发光器件.其中ITO玻璃作为透明阴极，金属Al作为顶部阳极，在ITO阴极与电子传输层之间加入Li3N n型掺杂层， 改善了该器件的电子注入和传输能力；在Al阳极与空穴传输层之间加入MoO3缓冲层，降低了Al阳极与NPB之间较大的空穴注入势垒，改善了空穴注入能力.实验表明:此结构的倒置底发射有机发光器件性能可达到传统结构的常用有机发光器件如ITO/NPB/Alq3/LiF/Al的性能，完全可以满足非晶硅薄膜晶体管有源有机发光器件中驱动电路的匹配及性能要求.

相对于传统的无机半导体材料，有机半导体材料特别是有机电子传输材料的载流子浓度和迁移率较低，从而影响了有机发光器件的亮度、效率等性能.为了提高有机发光器件器件性能必须增强电子注入和传输能力，对有机电子传输材料进行n型电学掺杂能够有效地提高电子的注入和传输能力.本文利用Li3N作为n型掺杂剂，以掺杂层Alq3∶Li3N作为电子注入层，有效地提高了有机发光器件器件的性能，在掺杂浓度为5%，掺杂层厚度为10 nm时器件性能表现为最优.Li3N在空气中稳定，并且在较低的温度和压强下能分解产生Li原子和氮气，避免了采用金属掺杂剂如Li、Cs等材料时易受空气中水分和氧气影响的缺点，有利于工艺处理.

将金属氧化物Fe3O4在空穴传输材料中进行p型掺杂并制作有机电致发光器件，使器件的开启电压由5 V降至2.5 V；20 mA/cm2电流密度下的功率效率由1.2 lm/W提高到2.0 lm/W；10 V下的亮度由1 680 cd/m2提高到30 590 cd/m2。紫外-可见-红外吸收光谱及紫外光电子能谱的测试分析结果表明，p型掺杂剂的引入不仅能够提高器件的空穴传输能力，而且使空穴的注入势垒降低了0.37 eV，从而可制作出低驱动、高效率、高亮度的有机电致发光器件的制作。

常用的EDA软件如HSPICE中没有顶发射有机发光器件的仿真模型，导致设计硅基有机发光器件微显示像素驱动电路时存在困难.为此，本文研究了用于微显示的顶发射有机发光器件的SPICE仿真模型，分别讨论了二极管连接的MOS管模型、单个二极管以及双二极管并联模型等方案，分析了其等效电路，同时根据顶发射有机发光器件的实验数据拟合了对应的电路参量，最后用HSPICE软件对三种模型的等效电路进行仿真和结果比较.比较发现采用二极管连接的MOS管模型得到的拟合误差最小，但仿真误差最大；采用单个二极管模型得到的拟合与仿真误差都较大；采用双二极管并联模型得到的拟合与仿真误差均较小且满足驱动电路设计的要求.结果表明双二极管并联模型可作为用于硅基有机发光器件微显示电路设计中的顶发射有机发光器件的SPICE仿真模型.

设计并制作了一种聚合物2×2定向耦合型电光开关.针对溶胶-凝胶法合成的有机/无机杂化电光材料膜厚较薄的情况，采用一种加载条形波导结构，利用掺有环氧丙脂的聚甲基丙烯酸甲脂-甲基丙烯酸缩水甘油脂作为引导层，在电光薄膜上构成定向耦合器，通过紫外光刻、反应离子刻蚀、电晕极化等工艺，制备了聚合物定向耦合型电光开关，并采用共面波导行波电极以电推挽方式工作.经测试，其器件损耗约为16 dB，开关电压9 V.