有机电致发光器件因在平板显示和固态照明等领域具有巨大的应用潜力,而备受学术界关注。传统的荧光材料内量子效率只能达到25%,而以重金属为基础的磷光材料可以同时捕获单重态激子和三重态激子,实现100%的内量子效率。对于磷光发光器件的发光层来说,拥有比磷光客体材料高的三重态能是对主体材料的基本要求,同时它还应兼具平衡电子空穴注入和快速传输激子的能力,来降低能力损失。当前,提高器件效率和合成色纯度较高的蓝色磷光主体材料是这个领域亟待解决的问题。此外,刚兴起的热活化延迟荧光材料,同样可以捕获单重态激子和三重态激子,而使其内量子产率达到100%。寻找具有较小单重态-三重态能量差的材料,以及探索内部电子和能量的转化机制,是该领域在当前的研究中心。当前,人们在研究磷光材料和延迟荧光材料上投入了大量的精力,有力的推动了电致发光器件的发展。本文采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了系列非共轭聚合物磷光主体材料和D-A-D结构类型的延迟荧光发光材料,详细讨论了这些物质作为磷光主体材料和延迟荧光发光材料时的潜在性能,同时构建主客体模型,研究主客体之间的能量和电子转移机制。我们希望这些工作能够为主体材料和延迟荧光材料的设计研究发挥出应有的贡献。本论文将从下五个部分进行讨论：第一部分,介绍有机电致发光材料的研究现状、器件构成以及工作原理,阐述磷光主体材料以及延迟荧光材料的基本要求、分子结构及其设计原理。同时对电致发光材料的发展前景进行了展望,并指出本文的研究意义。第二部分,详细的介绍本文研究所使用的相关计算理论——分子轨道理论、密度泛函理论、含时密度泛函理论、其他的重要分析方法(例如,自然成键轨道分析、Marcus电荷转移理论等)以及发光理论。第三部分,介绍利用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法对以聚苯乙烯为基础的一系列非共轭聚合物的主体分子性能展开研究。结果表明非共轭聚合物能够有效地阻止三重态激子的离域,使主体材料拥有一个较高的三重态能,同时通过引入合适的取代基(咔唑、吡咯、三苯胺等)使相关主体材料兼具好的电荷空穴传输能力。另外,结构分析结果表明,三重态和基态之间的结构变化,即三重态结构的平面化,是造成聚苯乙烯衍生物三重态能下降的本质原因。在主客体能量、主体发射光谱和客体吸收光谱以及主客体堆积模型的研究中表明,对位咔唑取代的poly(4-vinytriphenylamine)具有较小的单三态能量差,能够更好的和发光体匹配,即拥有更好的主体材料性能。第四部分,利用密度泛函和含时密度泛函以及其它相关理论对咔唑连接C/Si衍生物进行了详细的主体性能研究。通过咔唑直接连接C/Si衍生物以及它们中间引入苯环作为桥体的这两个系列分子结构的研究表明前一系列分子具有较高的三线态能、较强的分子轨道相互作用和较小的单三态能量差,这是由于三重态激子更容易分布在具有较大平面的区域,主客体之间存在有效的Forster和Dexter能量转移。通过C和Si的比较发现,Si更容易阻止三线态激子的离域。对于后一系列分子,我们在咔唑上引入甲基和叔丁基进行了进一步的研究,结果表明HOMO和LUMO之间出现好的分裂,表现出良好的轨道相互作用和较小的单-三态能量差。结合本体系的研究可以得出,咔唑基团直接连接Si原子系列更具备作为主体材料的潜能。第五部分,采用密度泛函理论和含时密度泛函理论研究了以D-A-D结构为基础的热活化延迟荧光材料。通过供体(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)和受体(2,5-phenyl-5,10-dihydrophenazine)采用邻、间、对的不同连接形式设计出一系列分子,预测它们作为延迟荧光材料的性能。结果表明供受体相邻原子之间的相互作用对单重态-三重态能量差有很大的影响。通过对激发态能量以及自然跃迁轨道方面分析表明供受体之间用C-N键相连的分子与主体分子可形成分子间的单重态-单重态、单重态-三重态和三重态-三重态的能量转移方式。