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有机发光二极管是新一代的显示和照明技术，照明应用要求有机发光二极管不但要有低的工作电压，也要有高的亮度和效率以及良好的稳定性。叠层有机发光二极管具有上述特点，它是将几个发光单元通过电荷产生层串联在一起，因此该器件在较低电流密度下即可实现较高亮度的发射，可以大大提高器件的稳定性和寿命，同时也很容易实现白光发射。其中电荷产生层起着重要的作用，成为该领域的研究重点和难点。 在本论文中，利用有机半导体异质结实现了高效的电荷产生，它不但具有高效的电子、空穴产生特性，而且制备简单，稳定性好，是高效叠层器件连接层的理想选择。不但开发了基于有机半导体异质结的高效叠层器件，并且系统深入地探究了其工作机理，为高效叠层器件的研发奠定了理论基础。进一步，还将高效的有机半导体异质结引入到有机发光二极管的注入层和传输层，实现了高效的载流子注入以及电荷传输，展示了有机半导体异质结优异的性能以及巨大的应用潜力。具体工作如下: 1，开发了具有高效电荷产生特性的C70/pentacene平面异质结，系统深入地探究了其工作机理。通过测量C70/pentacene电容特性以及IV特性，验证了该平面异质结的高效电荷产生能力。进一步，通过异质结低温下IV特性并结合阻抗分析，确定了其电荷产生过程的隧穿模型。最后，成功制备出基于此平面异质结的高效叠层有机发光二极管，不但实现了亮度和电流效率的成倍叠加，而且功率效率也得到明显提高，表现出了优异的器件性能。 2，将有机半导体异质结C70/pentacene作为电荷注入层，成功制备出了高效率有机发光二极管，证明了有机半导体异质结的高效电荷注入特性。进一步研究发现，用有机半导体异质结作为电荷注入层，即使改变电极功函数，器件仍表现良好的性能，表现了与电极功函数无关的效率，为拓宽电极的选择提供了可能。 3，开发了pentacene:C70共混异质结电荷产生层，并用它作为连接层成功地制备出了高效率叠层有机发光二极管。该器件不但实现了电流效率、外量子效率2倍以上的增加，功率效率以及器件寿命也得到了明显改善。阻抗分析表明，合理的材料选择可以调控电子注入界面势垒以及耗尽区宽度，从而实现电子的有效隧穿注入。低温IV特性研究发现，该体异质结的电子传输过程符合陷阱主导的空间电荷限制电流模型。 4，开发了HAT-CN/m-MTDATA交替多级异质结，实现了高效电荷产生和空穴传输特性，用该多结异质结作为空穴传输层制备的红光OLED表现出了非常优异的器件性能，功率效率达到了43.1lm/W，外量子效率达到了17.7％。用该结同时作为空穴传输层和电荷产生层制备的叠层红光有机发光二极管，其功率效率达到了41.5lm/W，与单元器件相当;而外量子效率达到了36.7％，达到了单元器件的两倍，表明多结异质结作为电荷产生和注入的巨大应用价值。