有机π-共轭材料具有柔性、易修饰以及可大面积制备的特点,在有机电致发光器件、有机场效应晶体管、有机光伏电池以及有机传感等领域具有广阔的应用前景,因此引起了科学家们的广泛关注。引入杂原子是实现有机π-共轭材料高性能化和多功能化的重要方式。利用杂原子与π-共轭体系间特殊的轨道相互作用及其自身空间结构上的特点,能够有效地调控有机光电材料的前线分子轨道能级、发光颜色、发光效率和激发态寿命等。引入硼原子进行有机π-共轭材料的修饰即为其中的典型代表,主要原因是:硼原子所固有的空的p轨道使其具有缺电子性质可以作为原子级别的受体结构,能与之相连的π-共轭结构形成有效的共轭,产生很多有趣的光电特性;另外,空的p轨道也使得硼原子具有强的路易斯酸性,容易和路易斯碱发生络合反应,当分子内存在含孤对电子的氧原子或者氮原子时,孤对电子能与硼原子发生络合反应,硼原子因此呈现四配位结构,使得整个分子骨架被固定在一个平面内,有效地增强体系的相互作用。本论文围绕硼元素,将其引入到有机光电功能材料中对其光电特性进行调控,有效改善了有机光电材料的溶液加工能力、发光效率、发光颜色以及长余辉发光等性质,具体研究内容如下:（1）由于硼原子空的p轨道需要引入较大的空间位阻基团或者刚性基团进行保护,导致含硼衍生物通常具有较差的溶解性。因此,为了改善含硼衍生物的溶解性并且探索其在溶液加工型有机电致发光器件的应用潜力,本章通过三配位硼的构筑方式以及星形和不对称的分子设计策略将硼原子引入到主体材料中,成功地制备了四个含硼衍生物。利用量子化学和实验相结合的方法,详细研究了材料的热学、光物理以及电化学等性质,这些材料均具有较好的溶解性和稳定性以及较高的三线态能级（>2.8 e V）。基于这些含硼主体材料制备的溶液加工型蓝光和白光磷光有机发光二极管均实现了优异的器件性能,其中基于不对称型分子制备的器件表现出更高的性能:最大电流效率分别为38.9和37.0 cd/A,最大功率效率分别为30.5和19.4 lm/W,最大外量子效率分别为18.5%和14.5%。本章有效地改善了含硼化合物的溶解性问题,推动了含硼化合物在溶液加工型有机电致发光器件中的发展。（2）根据带隙规则,红光材料具有较窄的带隙和较大的非辐射跃迁速率,导致其具有较低的发光效率。为了同时提高红光材料的发光效率和溶解性,本章将β-二酮二氟硼结构引入到红光热活化延迟荧光材料的设计中,利用其较强的吸电子性质,与给体之间形成较强的电荷转移,有效地降低分子的能隙以及单-三线态能级差,制备了一系列含硼红光热活化延迟荧光材料。这些材料具有较好的溶解性和成膜性,并且二氟硼分子间存在强的氢键作用有效地抑制分子的非辐射跃迁,表现出较高的发光效率,在掺杂薄膜状态下光致发光量子效率高达86%。将其应用在溶液加工型有机发光二极管中,实现了优异的器件性能,电致发光峰在605nm左右、启亮电压在4.5 V左右、最大外量子效率为8.2%,这个结果是目前报道的溶液加工型红光热活化延迟荧光器件的最好结果之一。（3）有机长余辉材料的余辉本质是来源于三线态的发光,其是自旋禁阻的过程,导致较低的余辉效率。为了增强有机长余辉材料的余辉效率,本章利用β-二酮二氟硼较强的吸电子性质,与咔唑给体单元之间形成较强的电荷转移,有效降低单-三线态能级差以及激子的陷阱深度,首次提出了高效率的热活化长余辉机理。利用热能的作用实现激子在单线态、三线态以及稳定三线态之间有效的转变,这一过程可以将原本自旋禁阻的长寿命的三线态激子转移到自旋允许的单线态发光,并且二氟硼结构可以形成较强的分子间氢键作用,能够有效地抑制分子的非辐射跃迁。因此,通过有效的激子转变以及非辐射跃迁的抑制能够解决有机长余辉效率低的本质问题,最终实现了目前报道的有机单组份长余辉效率的最高值（45%）。基于高效率的长余辉性质,本章拓展了长余辉材料在余辉寿命成像以及可视化温度检测领域中的应用。（4）有效的系间窜跃对于有机长余辉是非常重要的,为了促进激子的系间窜跃过程,实现三线态激子的高效累积,从而获得高效率的长余辉发光,本章首次设计并制备了一系列具有激发态质子转移特性的有机长余辉材料。激发态质子转移是一个光化学过程,光照条件下能够产生互变异构体,一个是烯醇式结构,另一个是酮式结构,它们的激发态电子结构是不同的,可以有效地促进激子的系间窜越过程。通过结合二氟硼结构之间较强的氢键作用,实现了热活化延迟荧光、室温磷光以及超长室温磷光的特殊三模式长余辉发射,其超长室温磷光的寿命达到了0.65秒,余辉量子效率超过30%。另外,甲基取代的化合物Cz BNHPh CH3具有明显的光活化长余辉现象,长余辉寿命从94毫秒提高到0.61秒,并且余辉颜色转变为白色,CIE坐标为（0.31,0.31）,接近于标准的白光CIE坐标（0.33,0.33）。该部分工作丰富了有机长余辉的体系,并且为白光长余辉的分子设计提供了研究思路。