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作为下一代平板显示器的有力竞争者，有机电致发光器件（organic electroluminescence device，OELD），或称为有机发光二极管（organic light-emitting diode，OLED），具有其他平板显示器件不具备的诸多优点，如主动发光，响应快，可视角度大等。要进一步提高器件的性能和满足商业化生产的要求，需要对涉及有机电致发光技术的一些重要基础性问题作更为深入细致的研究，本文便针对这些问题做了较为系统仔细的研究。文章的主要内容如下。1．氧化铟锡（ITO）导电薄膜由于具有良好的导电性和透明性而广泛被用作OLED器件的阳极。众多研究表明，通过对ITO薄膜的表面改性可以明显提高器件的亮度、寿命和稳定性，而氧等离子处理被认为是所有改性手段中最有效的方式。本文采用浓硫酸对ITO表面进行了改性处理，并与NaOH，氧等离子体和乙醇等处理方式做了对比。采用原子力显微镜（AFM），X射线光电子能谱仪（XPS），接触角分析仪（contact angle analyzer）和X射线衍射（XRD）等手段进行了表征；同时测试了各处理后ITO薄膜的表面电阻和透过率。结果表明浓硫酸、氧等离子体处理后ITO的表面粗糙度和碳污染明显下降，表面能和表面清洁度明显提高；各处理后ITO薄膜的结晶取向、表面电阻和透过率基本没有变化：对各不同处理ITO基片所制备OLED器件的性能测试表明，浓硫酸处理优于氧等离子处理ITO基片的器件性能。2．对于OLED器件的电流机制人们提出了不同的模型，包括空间电荷限制电流（space charge limited current，SCLC），陷阱电荷限制电流（trapped charge limited current，TCLC），电极隧穿注入电流（Fowler-Nordheim tunneling current，FNTC）以及热发射注入电流（thermal emission current，TEC）。相对而言，TCLC理论比较完整地描述了OLED器件电流—电压关系，其中心内容是基于有机层能隙内存在按指数分布的载流子陷阱。当外加电压逐渐升高时，由于陷阱对注入电荷的捕获作用使得器件电流与电压呈高幂指数关系，即I∞Vm（m＞2）。为验证TCLC理论的正确性，制备了一系列不同厚度的Alq3单层和双层结构器件并测试了各器件的电流—电压特性。测试和拟合结果较好地符合TCLC理论的预测结果，但是有机层内陷阱分布的复杂性使得幂指数m在一定范围内波动而并不是一固定值；同时对比分析了不同厚度OLED器件的光电性能，结果表明只有在有机层厚度一定的情况下OLED器件才具有较好的发光性能，因为此时器件内发光层内有足够多的电子和空穴载流子且它们的数目最为平衡。OLED器件流明效率变化规律是在较低电压下到达最大值然后随电压升高逐渐下降，这种变化规律是由器件内部的载流子复合机制所决定。3．研究了不同电极和温度下OLED器件的性能。器件电流—电压关系的测试结果进一步证明了TCLC理论在Alq3器件中的普适性；另外测试结果表明载流子注入水平并不唯一地由电极功函数决定，金属电极的制备过程很可能对金属／有机层界面和有机层本身造成改性和破坏，从而直接影响到载流子的注入水平。同时电极对激子的淬灭作用严重恶化了金属阳极单层OLED的发光性能，而双层器件中空穴传输层的引入使载流子复合区远离阳极而避免了这种淬灭效应，从而提高了器件的发光亮度；测试了各不同阳极双层器件的EL光谱，结果表明金属电极器件中的微腔效应使器件的EL光谱发生位移，同时光谱变窄；不同温度下OLED器件的电流随温度迅速上升，而器件效率明显下降。我们认为后者是因为OLED器件中有机层随温度升高其劣化加剧造成。4．研究了三种常用荧光染料DMQA，DCJTB和Rubrene对OLED器件的性能的影响。分析测试了各染料掺杂剂的吸收光谱、PL光谱和其掺杂器件的EL光谱。结果表明各掺杂剂和Alq3主体材料之间都存在有效的F（?）rster能量传递；对于OLED掺杂器件，掺杂位置显著影响OLED器件内载流子的复合位置，且不同掺杂剂的影响程度也不相同，采用能量传递（energy transferring，ET）过程无法解释所观察到的现象，而直接载流子俘获（direct carrier trapping，DCT）过程可以很好地解释测试结果：最后采用NPB为主体材料，DCJTB为掺杂剂研究了不同主体材料掺杂器件的发光机理。吸收谱和PL光谱测试表明NPB到DCJTB的能量传递远不及Alq3到DCJTB的能量传递有效，因此推测掺杂DCJTB的NPB主体材料器件的发光机理是由DCT过程主导。5．利用NPB材料良好的空穴传输和电子阻挡能力制备了颜色可调OLED器件，其结构为ITO／NPB（30 nm）/BAlq（10 nm）／NPB（x nm）／Alq3（10 nm）／MgAg，通过改变BAlq／Alq3界面处NPB调控层的厚度可以方便地实现器件发光从绿色到蓝色的转变：同时制备和优化了基于NPB的蓝色发光器件，获得了性能较好且EL谱峰位于440 nm附近的蓝色发光器件，其中结构为ITO／NPB（45 nm）／Alq3（3 nm）／NPB（15 nm）／BCP（3nm）／Alq3（25 nm）／MgAg的器件具有较好的发光性能。15 V时器件的亮度达到3328cd／m2，而100 cd／m2亮度下流明效率为0.17 lm／W，其亮度较普通结构NPB发光器件均提高了大约两倍。总之，本论文从材料科学与器件工程的角度，较为详细地探讨了阳极改性、有机功能薄膜的厚度优化、器件结构的改进等手段对OLED器件性能的影响，同时对OLED器件的发光机理进行了较为深入的研究。