本文使用电荷产生层Liq/Al/HAT-CN制备了蓝黄互补的叠层有机白光器件。通过比较叠层双色器件在相同电流密度下的发光光谱、亮度及电压, 阐明了电荷产生层电荷产生及注入过程, 并进一步研究了双层结构Liq/Al。在10 mA/cm2电流密度下, 叠层白光器件的工作电压为83 V, 亮度为746 cd/m2, 分别为蓝光单节器件(42 V, 315 cd/m2)与黄光单节器件(42 V, 426 cd/m2)之和, 证明了电荷产生层的有效性。当电流密度为240 mA/cm2时, 叠层白光器件获得最高亮度11 420 cd/m2, 在1 000 cd/m2的亮度下, 电流效率为72 cd/A, 功率效率为26 lm/W。驱动电流密度从10 mA/cm2增加到30 mA/cm2时, 蓝光成分比例仅增加5%, 证明器件发光性能稳定。针对叠层器件中存在的弱微腔效应, 根据微腔理论, 通过光学模拟计算进行了深入研究, 模拟结果与实际光谱高度吻合, 说明了光学模拟计算的准确性。

以有机异质结C60/ZnPc作为电荷产生层, 制备结构为ITO/TPBi(40 nm)/C60(x nm)/ZnPc(x nm)/NPB(40 nm)/Al(120 nm)和ITO/TPBi(40 nm)/LiF(y nm)/Al(2 nm)/C60(5 nm)/ZnPc(5 nm)/MoO3(3 nm)/NPB(40 nm)/Al(120 nm)的非发光倒置器件, 其中x的值为0、5、10和15, y的值为0、0.5、1.0和1.5.实验证明, 有机异质结C60/ZnPc可在外电场下实现电荷分离, 加入LiF/Al和MoO3可更有效地提高电荷产生层的电荷分离和注入能力.基于LiF/Al/C60/ZnPc/MoO3结构, 制备绿色磷光叠层有机发光二极管, 进一步研究该电荷产生层对叠层器件的光电性能影响.结果表明, 电荷产生层的电荷分离和注入可影响叠层器件内部的电荷注入平衡, 进而对器件性能产生影响.当LiF、Al、C60、ZnPc和MoO3结构厚度分别为0.5 nm、1 nm、5 nm、5 nm和3 nm时, 电荷产生层产生的电荷与两侧电极注入的电荷达到匹配, 使叠层器件具有最佳光电性能, 获得了高效绿色磷光叠层器件, 其驱动电压明显低于单层器件2倍, 最大亮度、电流效率和功率效率分别达84 660 cd·m－2、94.7 cd·A－1和43 lm·W－1.

采用C60/pentanece作为非掺杂电荷产生层, 并在其两边各插入Al和MoO3 薄层作为C60和pentanece的电子注入层和空穴注入层, 在此基础上制备了结构为ITO/NPB/mCP∶8wt% Ir(ppy)3/TPBi/Al/C60/pentanece/MoO3/NPB/mCP∶8wt% Ir(ppy)3/TPBi/Cs2CO3/Al的双发光单元叠层绿色磷光有机发光器件(OLED)。实验表明, 增加Al和MoO3电荷注入层, 可有效改善有机电荷产生层的电荷注入能力, 提高叠层OLED器件的发光亮度和电流效率。叠层器件的启亮电压明显低于单个器件的1/2, 但电流效率是单层器件的两倍以上。当Al/C60/pentanece/MoO3的厚度分别是3、15、25和1nm时, 叠层OLED器件具有最佳的光电性能, 其最大亮度和最大电流效率分别是7920.0cd/m2和16.4cd/A。

基于溶液加工方法制备了聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/氧化锌(ZnO)/乙氧基化聚乙烯亚胺（PEIE）电荷产生层的聚合物级联发光器件, 发现PEDOT∶PSS层电导和厚度对器件的电流-电压特性影响较小, 不同PEDOT∶PSS对器件发光效率的影响主要来自于其对发光层激子不同的猝灭作用, PEDOT∶PSS厚度为60 nm的级联器件比PEDOT∶PSS 厚度为30 nm的级联器件的发光效率稍高, 原因是PEDOT∶PSS较厚时, 其表面形貌更均匀。 级联器件的发光效率和驱动电压分别与发光子单元的发光效率和驱动电压之和相近, 说明在较低的电压下电荷产生层就能够有效产生电荷并注入到发光子单元中, 级联器件的发光光谱中包含两个发光子单元的发光光谱, 说明两个发光子单元在级联器件中都能正常工作。 通过对电荷产生层的电容-电压(C-V)特性的测试, 确认了在电荷产生层中存在电荷的积累过程。 证明了PEDOT∶PSS/ZnO/PEIE为有效的电荷产生层。 首次报道了包含三个SY-PPV发光单元的级联器件, 三个发光子单元发光效率之和与级联器件的发光效率相当, 其最大发光效率和最大外量子效率分别为21.7 cd·A-1和6.95%。 在器件亮度为5 000 cd·m-2时, 器件的发光效率和外量子效率分别为20.5 cd·A-1和6.6%。 说明并没有由于发光子单元数目增加而影响级联器件的发光效率。 并且其发光光谱和发光子单元的发光光谱相接近。 通过 进一步降低CGL中空穴注入层对级联器件的影响有望提高级联器件的发光效率。

提出了一种非掺杂式电荷生成层：LiF/Al/C60/m-MTDATA,以其制作的叠层有机电致发光器件的最大电流效率和功率效率达到48.4 cd/A和19.4 lm/W,分别是单层发光器件的2.95倍和1.65倍.通过设计一系列含不同电荷生成层的倒置型器件,证实了电荷的生成和分离作用均发生在C60/m-MTDATA界面,同时通过对C60和Al的厚度以及Al蒸镀速率的研究,揭示了电荷生成和分离机制.

采用结构为LiF/Al/F4-TCNQ/NPB的电荷产生层，制备出了双发光单元叠层有机电致发光器件(OLED: Organic Light Emitting Device)。通过对比实验发现当F4TCNQ层的厚度为8 nm、Al层的厚度为5 nm时，电荷产生层产生电荷的能力较强且具有良好的透光率。基于此，本文制备了发光层为CBP:6%Ir(ppy)3的叠层OLED，通过与单发光单元OLED的性能比较发现: 采用LiF/Al/F4TCNQ/NPB作为电荷产生层制备的叠层OLED的最大电流效率与功率效率分别为516 cd/A、284 lm/W，为单发光单元OLED的216倍、18倍，此外采用这种结构的电荷产生层有效解决了叠层OLED由于工作电压高而导致功率效率并未得到提升的问题[另一方面，采用有机材料F4TCNQ代替传统无机金属氧化物作为电荷产生层中的电荷产生部分，能够避免无机金属氧化物高温升华对Al层薄膜的破坏，提升了器件的效率并且降低了器件的roll-off现象。

采用Cs2CO3∶Alq3/MoO3作电荷产生层，制备出高效双单元串联型叠层有机发光器件。双单元叠层有机发光器件发光性能受电荷产生层MoO3的厚度影响很大。当MoO3厚度为30 nm时，叠层器件表现出最好的器件性能，最大电流效率达到14.5 cd/A。在相当宽的低电流密度范围内，30 nm MoO3叠层器件的电流效率是对比单层器件电流效率的2倍以上; 但高电流密度下，叠层器件电流效率下降较快。叠层发光器件性能的提高与中间电荷产生层向上下两个发光单元有效的电子、空穴注入有关。

制备了一种基于新的电荷生成层m-MTDATA∶MoO3的叠层有机电致发光器件。叠层器件与单发光层器件相比, 发光亮度和电流效率均有成倍的提高。叠层器件的最大电流效率达到了30.06 cd/A, 最大亮度为83 210 cd/m2, 分别约为普通器件的2倍。除此之外, 叠层器件在整个电流密度范围内的电流效率都很稳定。结果表明:m-MTDATA∶MoO3可以作为高效率的叠层有机电致发光器件的电荷生成层。