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。

研制了一种结构为Ag/Glass/ITO/TAPC/mCP/mCP∶Firpic/TPBi/LiF/Al/Ag/Alq3的顶发射有机电致发光器件，通过在ITO玻璃衬底背面生长一层Ag反射膜，使器件发出的蓝光被反射膜反射到顶电极出射。利用顶电极表面的Alq3光耦合层有效地提升了金属复合阴极的透射率，降低了器件的微腔效应。实验结果表明，当光耦合层厚度为30nm时，获得了最大电流效率和最大亮度分别为8.91cd/A和5758cd/m2的蓝光顶发射有机电致发光器件(TEOLED)；同时，在10V电压下，其色坐标为(0.157,0.320)，当亮度从1cd/m2变化到5000cd/m2时，其色坐标仅漂移(0.002,0.010)，表现出良好的色稳定性。

提出基于金属薄膜-分布式布拉格反射器微腔效应增强单层二硫化钨光吸收的多层薄膜结构。运用光学传输矩阵理论研究了其输运特性，发现由于金属薄膜-分布式布拉格反射器的微腔效应，在间隔层和覆盖层之间形成电场强度极大值，有效促进入射光与单层二硫化钨的相互作用。综合优化金属层、间隔层和覆盖层厚度，单层二硫化钨在612 nm处的光吸收提高了38倍，达到78.42%。进一步探讨了光入射角、分布式布拉格反射器周期、间隔层折射率与单层二硫化钨光吸收的关系。研究结果表明，上述结构参数的变化可有效调控单层二硫化钨的吸收峰值。研究结果为制备高性能单层二硫化钨光电探测器等新型光电子器件提供了新思路。

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。

采用CsN3: Bphen/Al/HAT-CN为电荷生成单元, 制备了光谱高度稳定的高效暖白光有机电致发光器件.正面出射时, 暖白光器件的最大电流效率和功率效率分别为45.4 cd/A、28.5 lm/W; 当工作电流密度从10 mA/cm2增加到30 mA/cm2时, 器件色坐标几乎不变; 相对色温由3 135 K变至3 147 K, 均在暖白光范围内, 这可有效避免照明器件的蓝光伤害.当观察角度由0增加到60°时, 器件光谱峰值波长没有明显移动, 色坐标变化为(0.02, 0.03), 且光强分布接近理想的朗伯特体, 呈现出良好的角度特性.

以B3PyPPM作为电子传输层, 分别以TCTA和mCP为母体, 制备A、B两组结构为ITO/HATCN(5 nm)/TAPC(45 nm)/TCTA∶FIrpic(15%,15 nm)/B3PyPPM(X nm)/B3PyPPM∶Cs(15%,10 nm)/Al, ITO/HATCN(5 nm)/TAPC(45 nm)/mCP(5 nm)/mCP∶FIrpic(15%,15 nm)/B3PyPPM(X nm)/B3PyPPM∶Cs(15%,10 nm)/Al的蓝色磷光器件, 其中X的值分别为40 nm、45 nm、50 nm、55 nm.实验证明, mCP作为母体的器件最大亮度和最大电流效率分别达到14 930 cd/m2、9.9 cd/A, 亮度从500 cd/m2上升到3 000 cd/m2时, 外量子效率滚降仅仅只有10.1%, 远优于以TCTA为母体器件的效率滚降特性, 由于B3PyMPM能够改善电子的注入特性, 两组器件的开启电压分别为2.3 V和2.8 V, 低于采用其他电子传输层材料制备的Firpic蓝色磷光器件.在30 mA/cm2电流密度下, 器件光谱有一个波长在474 nm的主峰和496 nm的振动峰, 随着电子传输层厚度的增加, 振动峰的强度增强, 这是由微腔效应引起的, 通过光学模拟详细地研究了器件中存在的微腔现象.

利用Al/MoO3作为全反射阳极、Al/LiF作为半透明阴极制备了高性能的Alq3基顶发射有机发光器件。研究了在金属阴极表面分别生长高折射率的材料Alq3和MoO3作为出光耦合层后,对器件性能的影响。经过优化后的器件,其电流效率最大值达到6.43 cd/A,并且微腔器件的角度依赖问题也基本得到了解决。这些结果将为制备高性能的顶发射器件提供了新的设计思路。

在一些有机电致发光器件中, Au常被用作阳极, 研究者希望Au在导电的同时兼具半透明可出光的属性, 这要求Au在能导电的同时厚度要尽量薄。 因此制备两种金属共同组成电极成为了选择。 将半透明Au/Al层插入阳极一侧, 制备了结构为ITO/Al(16 nm)/Au(10 nm)/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件, 相对于器件ITO/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al在长波方向出现了光谱窄化现象, 通过分析和实验判断该现象是Au薄膜特有的对光的选择透过性造成, 而并非微腔效应。 阳极一侧加入了Au/Al的器件保持了广视角无角度依赖的优点, 同时可以输出滤掉部分红光的纯度更高的发光, 发光色纯度得到了改善。