作为一类最具应用潜力的蓝光聚合物,聚芴发光材料由于其高的荧光量子效率、深蓝光发光和良好的溶液可加工性,被广泛应用于有机发光二极管（OLED）、有机激光器和有机场效应晶体管等领域。在固态凝聚态结构中,聚芴材料的多级结构,是决定其光电性能和应用的关键因素。根据传统高分子物理理论,聚芴多级结构可分为初级结构（化学一级结构）、二级结构（单链的构象和形态）和三级结构（聚集态结构）。作为基本要素,首先聚芴分子的一级化学结构,主要涉及材料分子结构和立体构型,是决定聚芴分子的基本电子结构和π-电子共轭离域的主要因素;其次二级结构,聚芴分子链的构象和形态行为,主导分子链内电荷传输和激子扩散行为,最后作为三级聚集态结构的关键要素,聚芴分子链间的排列方式和堆积模式,在调制链间电荷行为和光物理过程中起着重要作用。因此,基于一维线形共轭结构,与非平面化构象相比,主链平面化构象可大幅提高聚芴材料的光物理性质。聚芴的非平面构象使分子链间产生无序聚集,可诱导窄带隙物理缺陷从而导致绿光带发光,而基于平面化构象的聚芴多级有序结构可有效抑制聚集缺陷态结构的形成,大幅提升聚芴材料的光电性能和稳定性。因此,在本论文中,基于构象转变聚芴材料的多级结构调控,我们重点研究了聚芴醇（PPFOH）非平面化构象薄膜中物理缺陷结构的形成及其对光物理性质的影响,并进一步探索聚二芳基芴（PODPF）中平面化构象抑制缺陷态结构的影响机制,制备多功能、高性能聚芴蓝光发光器件。论文的主要内容包括以下四个部分:第一部分工作中,主要聚焦于基于非平面化构象聚芴醇材料的超快光动力性质研究,系统揭示聚芴材料绿光带的聚集起源问题。以超分子聚芴醇（PPFOH）为例,系统研究无序聚集缺陷对聚芴蓝光发光性质的影响规律。芴9-位羟基基团取代,使PPFOH能够在不同状态中呈现出多样化的聚集行为,影响PPFOH的发光性质。根据时间分辨光致发光光谱分析,PPFOH的DMF稀溶液表现出裂分明显的单链特征发光行为,初步证明了PPFOH分子链骨架不存在芴酮结构的化学缺陷。然而,在PPFOH的甲苯稀溶液中在延迟1.5 ns获得的发光光谱表现出明显的500～600 nm的残留绿光带发射,主要是由于分子链间聚集缺陷结构形成的。值得注意的是,在由DMF和甲苯溶液旋涂的两种PPFOH薄膜中,均发现了从高能波段单链蓝光发光到聚集缺陷绿光带发光的有效能量转移;有趣的是,从DMF溶液（200 ps）获得的PPFOH旋涂薄膜比甲苯（600 ps）获得的薄膜,产生了更为快速而有效的能量转移,可能归因于从DMF溶液旋涂获得的PPFOH薄膜中表现更强的分子链间聚集特性。此外,与甲苯溶液得到的PPFOH薄膜中稳定的绿光带发光峰相比,DMF溶液旋涂的PPFOH薄膜在饱和DNT蒸汽中表现出绿光带发光峰红移（11 nm）现象,同样证实了两种PPFOH旋涂薄膜的绿光带发光是由不同的聚集缺陷结构引起,证明了聚芴分子链间的强聚集作用可诱导产生强的缺陷态绿光带发光。第二部分工作中主要是基于非平面化构象引起的聚芴绿光带发光问题,揭示聚二芳基芴平面化构象薄膜的光物理性质机制、稳定材料的蓝光发光。通过时间分辨荧光光谱和低温光谱分析,系统阐明了聚二芳基芴（PODPF）-β构象自掺杂薄膜中激子迁移和能量转移的光激发动力学。与第一代β构象聚芴（PFO）相比,聚二芳基芴β构象自掺杂薄膜发生能量转移的时间约为150 ps,远长于PFO的β构象薄膜的能量转移时间（＜5 ps）,主要可能与链内F（?）rster能量转移有关,从无定形态到β构象态是沿着共轭骨架（分子链内）结构缓慢的能量转移,而不是快速的链间能量转移。此外,与PFO相似,PODPF的β构象在20 K处也显示出清晰的振动发光峰,具有定向和刚性的共轭结构。有趣的是,在20 K下的聚芴非平面化构象（438nm）的0-0带发光峰,同样证实了PODPF薄膜中激子从非平面化构象向平面化构象态的迁移。此外,PODPF的平面化构象自掺杂薄膜在461 nm和483 nm呈现出较为稳定的双ASE行为,分别来自于非平面化构象和平面化构象主链,同样证明了PODPF平面化构象自掺杂薄膜中能量转移速率、效率均低于PFO的平面化构象薄膜。总之,PODPF平面化构象薄膜中,从非平面化构象到平面化构象的有效能量转移,使PODPF自掺杂薄膜中的平面化构象链成为稳定、高效的蓝光发光中心,可有效抑制非平面化构象的绿光带发光,提高聚芴材料的蓝光发光稳定性和效率。第三部分工作中,针对PODPF平面化构象固体薄膜中可能存在无序链聚集缺陷的问题,制备基于平面化构象的PODPF多级有序纳米线晶体结构,拓展其在光电器件中的应用。通过“一步法”溶剂挥发诱导界面自组装,制备了基于平面化构象的PODPF多级有序纳米线晶体,应用于发光光电领域。与前期共轭聚合物发光晶体不同的是,PODPF中9-位大位阻苯环基团可有效抑制分子主链间的聚集作用,降低晶体状态下分子共轭主链间的π-电子云耦合,提高PODPF纳米线晶体的发光效率和蓝光发光稳定性,呈现出优异的各向异性发光行为。同时,有趣的是,深蓝光纳米线作为发光层,PLED呈现出高效的分子链内激子发光行为,最大亮度为1036 cd/m~2。通过受激放大辐射（ASE）效应研究,PODPF的平面化构象纳米线薄膜表现出双ASE发光,主要归因于PODPF纳米线薄膜存在非平面化构象和平面化构象分子链;更有意思的是,基于非平面化构象主链的PODPF纳米线表现出明显的深蓝光ASE行为,峰值位于456 nm,而基于平面化构象的PODPF纳米线则表现出明显多模式随机激光现象,激光峰位于481 nm,低阈值为280 m W/cm~2,主要是由于多级有序结构的PODPF纳米线可以提供优异的微腔、降低光损耗,从而实现高效的激光增益现象。第四部分工作,基于PODPF平面化构象可有效提高蓝光发光稳定性和色纯度,通过刷涂和退火后处理工艺相结合,进一步制备了基于POPDF平面化构象的大面积蓝光发光薄膜及高效稳定性蓝光聚合物发光二极管（PLED）。众所周知,旋涂技术是一种常见的薄膜沉积工艺,用于系统研究共轭聚合物的基本光电特性,但也存在器件面积制备的限制,与不连续和不均匀的大面积薄膜形态有关。因此,引入刷涂技术来制备具有高效深蓝光发射的大规模均匀薄膜。首先,揭示了溶剂对刷涂薄膜形态的影响。与甲苯溶液相比,使用CHCl3得到的薄膜具有相对平整的薄膜和连续的形貌特征,因此,制备了具有均匀深蓝光发光和高效率（＞40%）的大面积发光薄膜。更有趣的是,刷涂薄膜中激子寿命,与原始旋涂薄膜相似（～400 ps）,表明刷涂过程中慢的溶剂蒸发引起链间重组聚集,对聚芴激发态动力学的影响较小。此外,通过刷涂和薄膜热退火后处理相结合,制备了大规模的POPDFβ-构象薄膜,β-构象含量约为20%,可诱导产生POPDFβ-构象的特征深蓝光发光。最后,构筑了大面积高效深蓝光发光二极管器件,其EQE高达1.63%,远高于通过刷涂工艺获得的非平面化构象薄膜（1.09%）和旋涂制备的β构象薄膜（退火处理,1.16%）,归因于刷涂和退火处理过程中平面化构象和取向形成的协同效应有关。因此,这种刷涂工艺是制备发光共轭聚合物薄膜及其高效稳定性的发光器件的简便有效的方法。总之,在本论文中,首先初步研究了非平面化构象聚芴醇材料中绿光带发光的起源问题,窄带隙无序聚集缺陷结构的形成,是引起聚芴绿光带发光的重要因素,从而降低聚芴蓝光发光效率和稳定性;随后,为了抑制聚芴无序聚集缺陷态结构的形成,证实了基于平面化构象链的多级有序化策略可有效抑制聚集缺陷态结构并且提高聚芴蓝光稳定性和效率。发现基于β构象的蓝光发光中心有效提高了PODPF的蓝光发光稳定性和效率,与非平面化和平面化构象链之间的高效能量转移有关;更重要的是,POPDF平面化构象链的形成,使PODPF纳米线晶体呈现优异的深蓝光电致发光和低阈值的激光行为;最后,结合刷涂和退火工艺,实现了大面积高效稳定深蓝光POPDF平面化构象发光薄膜及其高性能PLED的可控制备,表现出优异的器件效率和发光亮度。因此,本论文主是面向聚芴蓝光材料的聚集绿光带问题,系统研究并深入揭示PODPF平面化构象形成对聚芴光物理性质的影响规律,最终制备高效稳定的蓝光发光器件。