作为新一代的显示技术,有机发光二极管(OLED)具有响应速度快、视角宽、色彩逼真、清晰度高、外观优美等优点,是公认的下一代显示和照明的新技术。作为OLED的核心技术,有机电致发光材料成为该领域竞争的焦点。第一代荧光材料尽管稳定性比较高,但是受自旋统计的影响,其内量子效率上限仅为25%。第二代磷光材料,虽然实现了电生激子100%的利用,但是所用到的铱、铂等金属资源比较有限,可能造成污染。为了利用荧光材料中三线态激子发光,近年来,研究学者提出了主要三种提高三线态激子利用率的机理,包括:三线态-三线态的湮灭(TTA),热激子(hot exciton)和杂化局域电荷转移激发态(HLCT),热活化延迟荧光(TADF)。其中,TADF吸引了人们广泛关注,成为本领域的研究的热点。对于热激活延迟荧光的分子,小的S1和T1的能量差有利于T1态的激子反系间窜越到S1态,然后从S1态辐射跃迁到基态而发出光,使内量子效率达到理论上限的100%,可以与磷光材料相媲美。作为第三代发光材料,TADF具有高效率、低成本的优势,同时发展潜力巨大,应用前景广阔。TADF在蓝光和绿光材料上已经取得了很大的进展,但TADF红光材料的研究仍然很匮乏。噻吨-9-酮-10,10-二氧化物含有硫砜和羰基,是一种强的电子受体材料。其衍生物通常在生物和医药领域应用广泛,比如抗肿瘤,抗过敏,DNA的修复等。最近Wang等人以噻吨-9-酮-10,10-二氧化物为受体单元,分别与咔唑和三苯胺给体单元连接,设计合成了3CZ-3TXO和p TPA-3TXO两种分子,前者是外量子效率为21.5%的黄光TADF材料,后者是外量子效率为18.5%的红光TADF材料。鉴于3CZ-3TXO和p TPA-3TXO的优异的TADF性能,我们进一步优化了该类材料的分子设计,通过连接位点,给受体之间距离,给体的数目,给受体的取代基等调节,进一步减小S1和T1之间能量差,增大三线态激子到单线态的反系间窜越速率,进而提高三线态激子的利用率。本论文运用DFT,TDDFT理论方法,从分子基态和激发态电子结构入手,系统计算了HOMO,LUMO以及其电子云密度分布图、电子吸收光谱和荧光发射光谱、自然跃迁轨道、离子势、电子亲和势、重组能等结构和性质参数,探究分子结构,电子结构的改变对光电学性质的影响关系,尤其是对单三线态能能隙的影响规律,为实验化学家提供理论支持。本论文主要内容涉及以下两个方面:(1)以噻吨-9-酮-10,10-二氧化物为受体,咔唑为给体小ΔEST的TADF分子设计。根据给受体活性位点的不同,考察了六种不同连接方式的分子。计算结果表明,9CZ-2TXO的能隙最小,更有利于反系间窜越过程的发生。离子势和电子亲和势计算,说明该分子具有较好的空穴注入能力和电子注入的能力。9CZ-3TXO和9CZ-2TXO的S1态能量下降,有可能作为红光的TADF材料;在6种连接方式的基础上,进一步引入苯环,作为π桥,增大给受体之间的距离,9CZ-B-2TXO的ΔEST进一步减小;将单侧取代结构变为双侧取代结构,单线态三线态的能量差没有变化。(2)以噻吨-9-酮-10,10-二氧化物为受体,三苯胺为给体的TADF分子设计。我们用三苯胺的对位和间位分别连接在受体的2位和3位,得到了4种不同连接方式的分子,m TPA-3TXO的ΔΕST能隙最小,与受体2位连接表现出更容易的空穴注入能力和电子注入;受体的3位不变,通过增加给体以及受体上的取代基,咔唑相比二苯胺类的给体,具有较大的空间位阻,HOMO和LUMO之间的重叠度减小,ΔΕST能隙变小;三苯胺的对位连接在受体的3位情况下,在受体的7位,引入吸电子能力不同的取代基:-F,-CN。结果表明,取代基吸电子能力越强,LUMO轨道上的电子云越离域,ΔΕST能隙越小。除此之外,氰基取代得到的分子很有可能成为红光的TADF材料的候选。