有机电致发光显示器件由于响应速度快,同时驱动电压低,能与数字图象技术兼容,工艺低成本,将成为未来实现超薄型大面积平板显示的关键技术,因而备受国内外学术界的密切关注。为避免三重态-三重态湮灭和浓度淬灭,通常将磷光客体材料分散到另一种有机物即主体材料中,即掺杂的方式,可以实现有效的能量转移。目前,红色和绿色磷光有机发光二极管(OLED)得到了比较广泛的研究,并且取得了较高的量子效率。但是,蓝色磷光器件的研究进展还比较缓慢,其根本原因在于高效蓝色磷光主体材料的匮乏。因此,提高蓝色磷光主体材料的性能对于高效率OLED的设计非常重要。为了防止客体到主体的能量逆流,限制三重态激子在客体发光材料,实现客体磷光发射,因此要求主体材料的三重态能要高于客体的三重态能。但是,提高三重态能的同时又不可避免地带来较宽的带隙,从而导致较大的电荷注入势垒和较高的装置开启电压。本文的目的是想通过量子化学手段对一系列氧化膦/咔唑和B-N取代的四苯基乙烯及芳香烃衍生物的磷光主体材料进行理论研究,考察分子电子结构对三重态能、载流子注入及传输性能的影响,还构建了主客体模型——探求主客体之间有效的能量转移。我们希望这些理论工作可以为磷光主体材料的设计和表征提供一定指导。该论文工作内容主要包括以下三个方面:一、利用密度泛函理论(DFT)方法对氧化膦/咔唑系列衍生物进行了主体性能研究。这种结构以受体三苯基氧化膦(TPO)为主链,供体咔唑(CZ)作为侧基连接在主链上,同时考虑取代基效应,即TPO的其中两个苯基被F或CN取代,CZ引入(或不引入)叔丁基。结果表明,这些主体分子的HOMO和LUMO能级主要受各自空穴和电子单元的影响。CZ基团引入叔丁基会对主体分子的三重态能产生较大的负面影响,特别是对主链苯基环上引入CN取代的分子影响更大。然而,TPO主链苯环上引入CN不仅可以有效地降低最低单重激发态和三重激发态的能量差(ΔEST),而且还可以引起较窄的HOMO-LUMO能隙。在所有研究的分子中,受体单元TPO引入CN、供体单元CZ未引入叔丁基的分子表现出最高的三重态能,并且还拥有平衡的电荷传输、较低的载流子注入势垒和较小的ΔEST,因此,它更适合作为潜在的蓝光主体材料。二、本文设计并研究了一系列四苯基乙烯衍生物的磷光主体材料,采用DFT方法研究了等电子B-N键取代C=C双键和引入取代基种类及连接位置的不同对主体分子的电子结构和性能的影响。结果表明,不管分子引入的取代基属于供电子性还是吸电子性,BN取代后的分子都可以大大提高近一倍的三重态能。此外,我们对BN键取代的分子分别与相应的磷光客体分子构建主客体模型,以此研究主客体之间的能量转移。吸电子基氧化膦连在N原子对位的分子除了具有最高的三重态能,还能够与蓝光客体FIrpic之间发生有效的能量转移,且主体发射光谱和客体吸收光谱也能很好地匹配,说明适合作蓝光主体材料。三、本文是基于BN键取代的芳香烃衍生物的蓝色磷光双极性主体材料的理论研究,它是在上一节工作的基础上作了进一步拓展,同样采用DFT方法对B-N键取代和取代基连接位置对电子结构和主体性能的影响。在上节工作中,虽然B-N取代的四苯基乙烯衍生物的三重态能得到了大幅度提高,但是分子的电荷传输性能并没有得到很好地改善,并且造成了电荷的传输不平衡。本文中,将四苯基乙烯换成多环芳香烃后,分子的三重态能不仅得到了进一步提高,更重要的是空穴/电子的传输性能得到了极大地改善,实现了双极性蓝色磷光主体材料,并且和客体FIrpic能够实现有效的单重态-单重态F?rster能量转移(S-S FET)和三重态-三重态Dexter能量转移(T-T DET)。