有机电致发光(OLED)具有轻薄、自发光、高对比度、易于大面积制作、可用于柔性和透明显示与照明领域等优点,被誉为“梦幻显示”和下一代固态照明技术。过去的几十年里,在科学家们付出了巨大的努力下,有机电致发光(OLED)技术获得了巨大的进步。为了提升OLED的效率,在器件的设计和制备时通常采用主-客掺杂体系以避免三重态-三重态湮灭、浓度淬灭等不利因素;在OLED材料的设计与制备时则更加注重材料的热稳定性、载流子的双极性传输性能等。本文以1,5-双氮杂咔唑基团为核心,进行高效率OLED材料设计,应用于主-客掺杂体系的OLED器件中,系统的研究了其相关性能,具体内容简要概括如下:第一章:首先简述了有机电致发光器件的相关原理和基本概念、发展历程以及目前国内OLED技术的产业化进程。随后概述了氮杂咔唑基团在OLED材料应用中的发展演变及存在的问题。最后简要的阐述了本论文工作设计的基本思路与理论依据。第二章:首次制备了1,5-双氮杂咔唑基团,并通过调整桥联基团的共轭程度与取代位置,设计制备了四种可用于蓝色磷光主体材料的化合物。低温下测得的磷光发射结果表明,该系列主体化合物拥有2.85 eV的高三重态,足够应用于蓝色磷光OLED器件中;电化学循环伏安法、DFT理论计算以及单载流子器件试验结果表明1,5-双氮杂咔唑基团能够有效的调节能级结构和电子传输能力。使用该系列主体化合物构建的FIrpic蓝光磷光器件,三组FIrpic蓝光磷光器件中NCz BPhCz的器件效率最优,最大外量子效率、最大电流效率、最大功率效率,分别为24.0%、47.8 cd/A、45.6 lm/W。研究结果表明,由于引入了两个C=N双键,1,5-双氮杂咔唑基团具有一定的吸电子能力,能够有效的调节能级结构和电子传输性能,改善器件的效率;第三章:本章通过引入N-苯基-3,3’-双咔唑的大刚性基团,目的性的解决上一系列主体材料玻璃化温度偏低的不足,进一步提升器件性能的稳定性。以1,5-双氮杂咔唑基团和N-苯基-3,3’-双咔唑基团为中心,分别在苯环的对位,吡啶基团的2,5位以及2,6位进行取代,制备了一系列的主体化合物。测试结果表明,主体化合物的热分解温度(Td)均高于420℃,玻璃化转变温度(Tg)均高于140℃,相较于上一章化合物的热稳定性能有了显著的提高。采用FIrpic作为掺杂客体进行发光的蓝光磷光器件,取得了20.2%的最大外量子效率,41.1 cd/A的最大电流效率,33.1 lm/W的最大功率效率。同时器件在亮度高达1000 cd/m2的情况下,外量子效率依然达到了20.0%,效率滚降仅为1.0%。即便在10000 cd/m2的超高亮度下,16.8%外量子效率,不足20%效率滚降,依然具有十分优秀的器件效率。由此证明实验结果与分子设计理念十分吻合。第四章:为了进一步扩展1,5-双氮杂咔唑基团在OLED材料中的应用范围,本章节引入了高荧光发射效率和热稳定性优异的深蓝光发射基团,菲并咪唑基团。同时,将1,5-双氮杂咔唑基团分别在菲并咪唑基团的N1、C2苯环的对位进行取代,制备了系列的荧光、磷光多功材料。实验结果表明,该系列多功能材料的Td/Tg分别达到了413/191℃和411/130℃。以该系列化合物制备的非掺杂蓝光荧光器件,分别取得了2.59%和2.88%的最大外量子效率,同时具有(0.15,0.08)的深蓝光发射。以该系列化合物做为主体掺入Ir(ppy)3和Ir(DMQ)2(acac)客体的绿光磷光和红光磷光器件,其中绿光最大外量子效率为21.0%和18.4%,红光的为19.3%和16.3%。