经济的高速发展有赖于能源的持续供给,有朝一日化石能源终将枯竭,科学家未雨绸缪在能源开采与利用上采用开源节流的方式,一方面找寻新的可持续能源,例如风能,太阳能,潮汐能等等,另一方面开发更节能的材料,例如显示照明方面利用更高效率的发光材料。分子受到外部的激发后会从基态跃迁到高能级的激发态,并将一部分能量以辐射跃迁的形式释放出来,新一代的有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)能将电能转化为光能,具有低能量需求、视角广,高分辨率,有源发光、色彩饱和,可弯曲,全固态和低驱动电压等优点。到目前为止,有机发光二极管已经被工业化为照明器件、智能手机等便携式显示器甚至是大型的电视显示器。OLED被认为是未来照明和平板显示技术的主流。本文围绕有机发光材料辐射跃迁的多方式性研究了热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fuorescence,TADF)材料,室温磷光材料(Room-temperaturephosphorescence,RTP)以及在分子聚集诱导(Aggregation-induced emission,AIE)发光方面的应用研究。本文研究的主要内容以及创新点如下:(1)以前期报道过的TADF聚合物P1为客体材料,研究不同主体材料掺杂的OLED器件中TADF性能的提升。在P1的纯膜或主体材料9-(4-叔丁基苯基)-3,6-双(三苯基甲硅烷基)-9H-咔唑(CzSi)中几乎未观察到延迟荧光。以1,3-二-9-咔唑基(mCP)为主体材料的器件的最大EQE为4.26%,而基于P1纯膜的器件的外部量子效率(EQE)仅为0.87%。结果表明,在具有mCP的器件中,可以得到约31%的内部量子效率(IQE),其中延迟荧光发射占74%,远高于具有P1纯膜的器件(约14%的延迟发射)。对于基于PO-T2T:P1混合物的器件,IQE中的延迟发射约占90%。结果清楚地证明了主体材料对于TADF聚合物中延迟荧光的发射至关重要。(2)在三重激发态辐射跃迁方式里,我们设计并合成了两个室温磷光材料M1和M2,与前期工作的M0进行对比研究。通过密度泛函理论(DFT)理论计算发现,在设计的室温磷光(RTP)分子结构中随着苯环数量的逐渐减少,分子单重激发态和三重激发态的能隙逐渐增大,三者的能隙均大于0.03 eV,表明分子利用反向系间穿越(Reverse intersystem crossing,RISC)的能力有限,三重激发态的能量能更多的被利用到磷光发射中,在能隙进一步增大以后限制了系间穿越(Intersystem crossing,ISC)的活力,导致M2较低浓度的三重态激子与较短的寿命。通过单晶解析出分子的堆积方式,并将材料应用在癌细胞治疗中并有一定效果,为室温磷光材料在癌细胞诊疗上提供指导意义。(3)设计并合成了具有四苯基乙烯(TPE)结构的高效率聚集诱导发光荧光发光材料。实验中通过在具有较高光致发光效率的聚集诱导淬灭(Aggregation caused quenching,ACQ)分子F1中引入TPE结构对分子进行聚集诱导发光的改性。在ACQ分子F1中引入TPE结构之后,随着分子扭曲程度以及分子量和结构刚性的增加,荧光发射出现了明显的红移,并且分子F3,F4,F5在固态下都具有了高效率的荧光发射能力。