由于有机发光二极管具有轻便、响应速度快、工作电压低、色域宽、视角广、高亮度、低功耗等众多优点，近年在照明和平板显示应用中得到研究人员的广泛关注。尤其是顶发射有机发光二极管可以做在不透明的基地上，而且可以在不牺牲开口率的情况下使用更加复杂的驱动电路来得到高质量的显示。但是，对于顶发射有机发光二极管来说，需要解决的问题还有很多，比如光耦合输出效率问题、由微腔效应导致的发射光谱的角度依赖性问题以及顶发射白光有机发光二极管的制备问题等。本论文正是基于这些问题，使用理论和实验相结合的方法，较为系统地研究了顶发射有机发光二极管，制备出了高性能的绿光器件，以及分别适用于显示和照明应用的多模白光和宽光谱白光顶发射器件。主要研究内容包括：　　⑴设计制备出了具有高耦合输出效率的折射率渐变的三层耦合输出结构。通过对使用不同折射率材料的耦合输出效率的理论模拟表明，耦合层材料的折射率变化越平缓，器件耦合输出效率越高。通过使用优化后的三层耦合结构制备出了高效率的绿光顶发射有机发光二极管，该器件最大的电流效率和功率效率分别达到88.4 cd/A和56.4 lm/W，外量子效率为24.3％，与单层输出耦合结构相比，器件效率提高了50％。且基于这种渐变输出耦合结构的器件其光谱也显示了非常小的角度依赖性，这主要有两方面的原因:其一是器件的谐振波长与(ppy)2Ir(acac)的本征发射光谱的峰值一致，器件光谱随角度蓝移的趋势被材料本征光谱峰值左侧的强度滚降所大大削弱;其二是耦合层中含有的NPB∶ MgF2(1∶1)掺杂层起到了粒子散射层的作用。　　⑵采用宽光谱绿光发射材料Alq3作为单元器件的发光层，通过器件腔长的调节分别实现了红、绿、蓝三基色的单色光顶发射有机发光二极管，并预测了实现多模白光顶发射器件的可能性。采用传统的双发光层的白光底发射器件结构，通过调节有机层厚度实现了高效且具有较窄的三基色发光峰的顶发射白光有机发光二极管。该器件最大的电流效率和功率效率分别为28.9 cd/A和27.5 lm/W，光谱的色域达到83.0％，这种多模白光顶发射器件的高性能被归因于其具有较宽的本征发射光谱和满足多模式发射的微腔结构。和底发射器件相比，多模白光顶发射器件光谱的发光峰与三基色滤光片相匹配，且三基色的色纯度较高，色域较宽，通过改版器件耦合层厚度可以调节器件光谱中三个发光峰之间的相对强度，且发光峰位置也可以进行微调，非常适合高质量的全彩显示应用。　　⑶用高折射率材料MoO3作为耦合层制备出了适合照明应用的高效且具有宽光谱发射的白光顶发射有机发光二极管。该器件表现了很宽的光谱发射，基本覆盖了整个蓝光区域到红光区域，且在此波长范围内腔发射光谱的强度变化很缓慢。研究发现，通过增加耦合层MoO3的厚度，可以提高顶发射器件在蓝绿光区域的发光强度，得到稳定且均衡的宽光谱白光发射。这主要是由于器件顶电极的反射率在蓝绿光区域增强，而在红橙光区域相对较弱，使得蓝绿光区域的微腔效应增强，发光光谱中该区域的强度增加，反而拓宽了顶发射器件的发光光谱。该器件最大的电流效率和功率效率分别达到34.6 cd/A和24.3 lm/W，色坐标为(0.43，0.42)，观察角度从0°增大到60°时，色坐标的移动仅为(0.02，0.01)。