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自1987年邓青云（C.W.Tang）博士发明有机发光二极管（OLED）以来,针对OLED的材料和器件研究已经持续了超过30年。目前,相比较于其他显示技术,基于传统蓝光荧光染料和红绿光含有贵重金属原子的磷光材料相结合的商业化显示应用策略已经获得了一定程度的成功,大量高质量的全新显示产品已经面世。然而,受限于自旋统计规则,传统荧光材料只能利用25%辐射允许的单线态激子,而基于三线态-三线态湮灭（TTA）机制的荧光体系理论上最多只能利用62.5%的电生激子用于辐射过程,不利于实现超高效的电致发光器件。而相对于磷光材料而言,由于“重原子效应”的存在,该类材料的单三重态表现出显著的旋轨耦合（SOC）特征且三重态的辐射跃迁被允许,成功实现了电驱动条件下内量子效率（IQE）达到100%的要求。然而,由于材料中通常含有贵重金属原子,地壳储量少并且难以有效回收,导致其成本居高不下。针对这两类材料面临的问题,基于热活化延迟荧光（TADF）机制实现具有100%IQE的电致发光应用吸引了人们的注意。由于TADF材料具有非常小的单三线态分裂能(ΔEST),其三线态激子可以高效上转换来到单重态,进而辐射发光,从而实现100%的激子利用率。然而,要实现TADF材料的大规模应用,仍然需要解决材料设计、发光机理和器件优化上的种种问题。与磷光材料相类似,TADF材料由于同样具有微秒到毫秒级别的寿命,导致TADF材料将面临磷光材料应用当中出现的诸多相似问题,比如说在高亮度条件下较为严重的效率滚降问题、深蓝TADF发光的实现困难等。其中,由于长寿命激发态的存在导致的双分子相互作用、上转换效率的提高对激发态寿命的影响及其内在机制等关键问题亟待探索。深入了解此类基础问题可以帮助人们更合理地设计TADF的材料结构,从而实现具有高效率低滚降的电致发光应用,力争推进基于TADF机制的材料体系应用到实际显示和照明器件当中的步伐。基于此,本论文以TADF材料的激发态寿命调控作为主线,结合材料合成、量子化学理论计算、光物理激子动力学分析和器件性能表征等手段,希望探究TADF机制工作过程中的微观图像,进而为TADF材料应用面临的根本矛盾提供新的解决方法。主要针对三个根本的关键问题,开展三个章节的工作如下:1.首先,尝试探寻热活化延迟荧光材料激发态寿命调控的“决速步”因子,从而简化分子设计策略。通过调控分子的给受体二面角度、刚性、跃迁特征等对TADF激发态过程相对应的激发态速率常数实施选择性调控。通过关联材料结构、光物理性质及其电致发光的性能表现,分析并找到控制TADF激发态寿命的关键因子;2.基于上一节的认识,进一步尝试解决难以同步实现具有大的荧光辐射跃迁速率（krS）和小的ΔEST的材料设计基本矛盾。基于多辐射通道分子设计和“固态溶剂化”效应探究,找到同步实现具有高效发光和短激发态寿命的TADF分子设计策略,进而抑制TADF-OLED在高亮度条件下的效率滚降并提高其相应的外量子效率（EQE）值。3.最后一节中,通过分子能级工程调控,尝试解决难以同步实现弱的分子内电荷转移态（ICT）和小的ΔEST的基本矛盾,研发具有TADF激发态寿命的深蓝光发光材料。通过引入具有n-π*跃迁特征的化学基团的同时平面化分子骨架,成功地弱化了ICT,实现了深蓝TADF发光,最终基于该类材料实现了高效的深蓝TADF-OLED器件应用。