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有机薄膜电致发光是新一代的平板显示器件,呈现出诱人的应用前景,是目前电致发光和平板显示领域中的研究热点。在各种蓝光材料中,联苯乙烯(distyrylarylenes,简称DSA)衍生物被认为是一类较好的蓝色发光材料。2007年Jeon等合成了一种新型的联苯乙烯类化合物(A),它作为一种掺杂剂在发光层中,器件得到了高纯度的蓝光。为了从理论上对化合物A的发光性质予以解释,并设计合成性质更加优良的蓝光材料,因此有必要对化合物A及取代衍生物、类似物的电子结构及光谱性质进行研究。基于这种目的,本文以化合物(A)为母体,首先设计了氟(-F)及三氟甲基(-CF3)取代的9种衍生物,然后通过改变主链联苯又设计了7种联苯乙烯的类似物。运用量子化学从头算HF和密度泛函理论B3LYP方法对化合物A及上述16种模型化合物进行了系统的理论计算研究。在HF优化构型的基础上采用单激发组态相互作用方法(CIS)进行激发态构型的几何优化,在基态和激发态构型优化的基础上采用含时密度泛函方法(TD-DFT)分别计算它们的吸收和发射光谱。深入探讨了化合物A及其9种-F及-CF3取代衍生物的取代基位置与轨道能量和光谱性质的关系。发现取代位置不同及取代基数目或种类不同,前线分子轨道能量的变化不同。对化合物A的7种类似物几何结构与轨道能量及光谱性质进行了深入的探讨,发现中间共轭环发生变化,影响其轨道能量和光谱性质发生变化。具体研究内容及详细结论如下:首先,对化合物A及其9种取代衍生物的电子结构和光谱性质进行了研究,得到以下结论:(1)化合物A及取代衍生物在465-474 nm蓝光区域均有一很强的主发射峰,其强度远远大于372-387 nm范围的次发射峰,这是化合物A具有高纯度发射光谱的原因之一。(2)主链苯环上的四个-F和四个-CF3取代(B1和B2)发射光谱相对于二氟取发生蓝移,既是主链苯环又是端基芳胺基苯环的全氟取代(D2)的发射光谱相对于二氟取代(D)则发生红移。(3)主链苯环上的取代(B、B1、B2、C、D、D1和D2)可有效降低化合物LUMO能级,其中全-F和全-CF3取代(B1、D1、B2和D2)相对于二氟取代(B和D)降低更明显,提高电子注入能力,增强发光效率。(4)芳胺基苯环上的取代(D、D1、D2和E)使得HOMO能级降低,电离势增加,其中芳胺基苯环上的全-F和全-CF3全取代(D1和D2)HOMO能级降低更明显,电离势增加更多,有利于抑制空穴越过发光层向电子传输层输运,减少界面处激基复合物的形成,提高发光效率。(5)既是主链苯环上取代,也是芳胺基苯环上取代衍生物(D、D1和D2)更有利于电子-空穴注入的平衡,提高器件的发光效率与纯度,可能具有更加优良的发光性质。其次,对化合物A的7种类似物的电子结构与光谱性质进行了研究,得到以下结论:(6)化合物(G1-G4和H2-H4)的HOMO能级均升高,当主链为二吡咯、二噻吩和二呋喃(H2-H4)时HOMO能级明显升高,且能量变化次序为H2>H4>H3,有利于空穴的传输。(7)化合物主链为芴、咔唑、硫芴和氧芴(G1-G4)时的吸收光谱发生蓝移,而发射光谱发生红移,且在(440-490nm)蓝光范围内,说明改变主链后(G1-G4)的斯托克斯位移增大,提高了化合物的荧光性能,主链变为二吡咯、二噻吩和二呋喃(H2-H4)时,发射光谱发生红移。因此,改变主链联苯可以改变载流子的传输性能及光谱性质。