有机电致发光器件(Organic light-emitting devices,OLEDs)具有体轻质薄、驱动电压低、视角宽、高亮度、高效率、耐高低温等优点,特别的是OLED技术可以实现柔性和透明显示。其中,白光OLED在显示、照明和液晶显示器背光源方面具有潜在的巨大应用,得到了世界范围内科研机构和企业的极大重视,是当前的研究热点之一。在白光OLED器件结构中,有机发光材料是其中一个最重要的成分。然而,有机发光材料容易聚集,导致发光猝灭,从而降低发光效率。为了解决这个问题,通常将发光染料掺杂在主体材料中,组成主客体结构。因为主客体的比例难以控制,采用这种结构使得工艺变得复杂,器件重复性低,良品率低,不利于OLED大面积生产。本论文,采用单层、双层、多层非掺杂超薄层结构的黄色磷光染料bis[2-(4-tertbutylphenyl)benzothiazolato-N,C2’]iridium(acetylacetonate),即(tbt)2Ir(acac)发光层,制备一系列白色OLED器件,简化了器件结构和工艺。从器件的结构设计、性能优化和理论分析方面进行深入研究,获得了高性能白光OLED器件。采用溶液方法制备OLED器件,研究蓝色磷光染料bis[(4,6-difluorophenyl)-pyridinato-N,C2’](picolinate)iridium(III)(FIrpic)光谱波峰变化的影响因素。本论文的主要内容分为以下四个方面:1.采用单层非掺杂超薄层结构(也被称为Delta发光层)的(tbt)2Ir(acac)黄光层,从多方面开展器件优化工作,研究影响WOLED器件性能的主要因素。其一,改变蓝光层掺杂浓度和黄光层厚度。结果表明,当FIrpic掺杂浓度为8%,(tbt)2Ir(acac)厚度为1 nm时,器件性能最好。其二,改变蓝光层主体材料,比较非掺杂黄光层和掺杂黄光层结构,制备了四种白光OLED器件,即N,N’-dicarbazolyl-3,5-benzene(mCP):FIrpic/(tbt)2Ir(acac)和mCP:FIrpic/mCP:(tbt)2Ir(acac),以及(tbt)2Ir(acac)/p-bis(triphenylsilyly)benzene(UGH2):FIrpic和UGH2:(tbt)2Ir(acac)/UGH2:FIrpic。与掺杂结构的器件相比,基于非掺杂黄光层结构的mCP:FIrpic/(tbt)2Ir(acac)和(tbt)2Ir(acac)/UGH2:FIrpic器件,获得了最好的电学性能:最大亮度分别为41790 cd/m2和24700 cd/m2,最大电流效率分别为58.8 cd/A和65.3cd/A,最大外量子效率分别为18.77%和19.04%,以及稳定的白光发光。其三,改变蓝光层和黄光层的相对位置,结果表明结构为(tbt)2Ir(acac)/mCP:FIrpic和UGH2:FIrpic/(tbt)2Ir(acac)的白光OLED器件,主要为蓝色发光。从而说明,由于蓝光层主体材料的载流子传输特性不同,黄光和蓝光发光层的相对位置对器件发光颜色起到重要作用。2.研究了基于双层非掺杂超薄层结构的(tbt)2ir(acac)发光层,结构为4,4’-cyclohexylidenebis[n,n-bis(4-methylphenyl)benzenamine](tapc)/(tbt)2ir(acac)/mcp:firpic/(tbt)2ir(acac)/4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(bphen)的白光oled器件。分析表明,靠近阳极的黄色发光层主要是捕获载流子作用,靠近阴极的黄色发光层贡献黄色发光。通过在阳极加入5nm薄层金作为修饰层,获得了色稳定好的白光器件。其次,采用多个非掺杂超薄层的黄光和蓝光发光层,制备了量子阱结构的白光oled,优化势垒层的材料选择及其厚度来提高器件性能。结果表明,选用6nm的mcp和2,2’,2’’-(1,3,5-benzenetriyl)-tris(1-phenyl-1-h-benzimidazole)(tpbi)作为势垒层,能够获得较为平衡的黄光和蓝光发光强度,实现白光oled器件。基于三层非掺杂超薄层的红绿蓝结构的白光器件表明,非掺杂超薄层对器件内部载流子传输和调控起到重要作用。3.采用载流子传输特性不同的tapc和tpbi作为黄光(tbt)2ir(acac)发光层和蓝光firpic发光层的主体材料,制备双层掺杂结构的白光oled器件。在双发光层之间选择加入不同的间隔层对器件进行优化,并研究了间隔层材料的不同特性对器件性能的影响。当tapc为主体时,与tpbi、tris(2,4,6-trimethyl-3-(pyridin3-yl)phenyl)borane(3tpymb)相比,bphen是最优的间隔层。采用bphen间隔层的器件,获得最大电流效率11.3cd/a和cie坐标(0.394,0.435)的稳定白光。当tpbi为主体时,与间隔层tapc、mcp、tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine(tcta)相比,采用4,4’-bis(carbazol-9-yl)biphenyl(cbp)间隔层的器件获得了最大电流效率18.1cd/a,以及cie坐标为(0.284,0.333)的相对稳定白光。分析表明,间隔层的载流子迁移率、三线态能级、能带宽度是对器件性能起到决定性的重要影响因素。分别采用bphen和cbp间隔层,能够促进载流子平衡,扩展激子复合区域,同时还可以改进发光层之间的能量传递作用,从而获得性能优化的白光oled器件。进一步,通过磷光染料敏化方法,研究表明发光层中主体三线态激子在无势垒情况下,会向邻近有机层扩散。通过引入引入激子阻挡层,将激子限制在发光层,能够显著地提高器件效率。4.溶液方法制备了蓝光和白光oled器件,观察到firpic电致发光光谱波峰的变化,并探究原因。溶液加工型蓝光器件中,改变firpic掺杂浓度和发光层溶剂,发现当firpic掺杂浓度高于20%和采用极性较高的溶剂时,firpic光谱中在长波长处的肩峰强度逐渐增强并高于在短波长处的主峰强度。理论分析可知,firpic分子和极性溶剂分子相互作用产生的溶剂化效应,影响了firpic激发态与基态之间的能量差,从而导致firpic光谱中主峰和肩峰的相对强度发生变化。制备了firpic和(tbt)2ir(acac)的溶液加工型白光oled器件,分析电致发光光谱可知,firpic光谱波峰变化与发光层厚度无关,进一步证实了溶剂化效应对FIrpic光谱波峰的作用。同时,溶液方法也获得了光电特性较好的白色发光OLED器件。综上所述,本论文采用非掺杂的单层、双层、多层超薄发光层结构,实现了高性能白光OLED器件。同时,对溶液加工型OLED器件中FIrpic光谱波峰变化的分析,对开发新型高效发光染料及其在溶液加工型OLED中的应用打下了结构和工艺基础。