有机电致发光器件（OLED）具有轻薄、低功耗、高对比度、自发光以及可柔性等优势,在显示与照明应用领域中大放光彩。有机电致发光材料作为OLED的核心组成部分,一直是学术界和产业界的研究热点。当下,提升蓝光OLED的性能、发展纯有机的电致发光材料是OLED显示技术的革新方向,也是我国在新一代显示领域打破国外技术垄断的重要突破口。从材料设计角度,开发兼具高固态发光效率(?PL)和高激子利用率（?r）的有机发光材料,是构筑高性能OLED的关键。然而,传统的有机发光材料可以在稀溶液中发光强烈,但在固态下会面临严重的聚集导致发光猝灭（ACQ）问题,这极大地限制了其在实际场景中的应用。由我国科学家唐本忠教授提出的聚集诱导发光（AIE）概念可以从根本上解决ACQ问题,为开发高固态?PL的有机发光材料提供了新的思路。另一方面,传统的有机荧光材料只有单线态激子可以用来发光,其?r的理论极限仅为25%,如何有效利用非辐射的三线态激子是提升?r的关键。目前,?r可实现100%的荧光材料主要包括热活化延迟荧光（TADF）材料、热激子材料以及利用双线态的稳定自由基发光材料。其中,由马於光教授提出的热激子机制是通过高能级的反向系间窜越（h RISC）过程实现三线态激子的利用,因而在蓝光OLED领域具有极大的优势。在此研究背景的基础上,本论文试图将AIE概念和热激子机制相结合,发挥两者的优势,发展具有自主知识产权的新型有机蓝光材料,进而构建兼具高?PL和高?r的高性能蓝光OLED。具体研究内容如下:在第二章中,以菲并咪唑作为有机蓝光材料的构筑基元,在其N1和C2位点分别引入具有吸电子能力的苯氰基基团和具有AIE性质的四苯基乙烯（TPE）共轭基团,并通过改变取代基团的间/对位连接方式,成功设计合成了六个具有蓝绿光/天蓝光发射的新型发光材料。实验与理论计算结果表明,所有分子因AIE性质而具有高的固态?PL;而N1和C2位点不同的空间结构使分子激发态中的电荷转移（CT）态组分和局域（LE）态组分可以分离构筑,在提升?r的同时可以抑制发光红移。最终,由于最大化发挥了LE态和CT态组分的优势,基于pp CTPI的非掺杂蓝绿光OLED(CIEx,y=0.211,0.402)表现出最优的性能,其最大亮度（L）、电流效率（?c）、功率效率（?p）和外量子效率(?ext)分别达到了31070 cd m?2、18.46 cd A–1、16.32 lm W–1和7.16%,并且在1000 cd m?2下的效率滚降仅为4.6%,是目前报道的含TPE基团的有机发光材料的最佳OLED性能结果。在第三章中,拓展了菲并咪唑C6/C9位点的取代修饰,通过引入不同共轭程度和给电子能力的取代基团对分子激发态进行精细调控,成功设计合成了三个具有典型的LE/CT态分布(ELE?ECT,ELE?ECT和ELE≈ECT)的蓝光/深蓝光材料。光物理测试表明,三个分子都具有聚集增强发光（AEE）和杂化局域电荷转移态（HLCT）的性质;深入研究热激子过程发现,平衡的LE/CT态分布可以通过增强三线态和单线态之间的SOC作用促进h RISC过程,进而实现?r的提高。最终,2CzPh-CNNPI的?r接近100%,其非掺杂蓝光OLED(CIEx,y=0.154,0.143)的最大?ext达到了5.09%;其不同浓度掺杂的深蓝光OLED分别在CIEx,y=0.153,0.080和CIEx,y=0.155,0.102的光色下实现了8.42%和9.02%的最大?ext,是热激子深蓝光OLED的最好性能结果之一。在第四章中,延续2CzPh-CNNPI的结构调控思路,成功设计合成了具有平衡LE/CT态分布的天蓝光材料2TPA-CNNPI。对2TPA-CNNPI的绝热激发能级分布、相应的轨道跃迁性质和SOC值、激发态动力学参数进行更精确的计算,其结果再次验证了平衡LE/CT态分布可以通过~3LE和~1HLCT之间增强的SOC作用促进h RISC速率。最终,得益于高的?r,基于2TPA-CNNPI的非掺杂天蓝光OLED(CIEx,y=0.155,0.268)和掺杂天蓝光OLED(CIEx,y=0.153,0.202)的最大?ext分别高达5.04%和7.62%。进一步利用2CzPh-CNNPI和2TPA-CNNPI蓝光发射和高?r的特点,将其作为主体材料使用,分别制备了热激子敏化绿光和敏化红光OLED,其相应的最大?ext达到了8.28%和6.17%;此外,利用主客体之间不完全的能量转移,同样实现了效率高达8.57%的热激子敏化白光OLED。本章所有敏化OLED的效率都突破了5%,这既有力地证明了热激子材料中h RISC过程的存在,也为实现高效率的全光色敏化荧光OLED提供了一种新的可行策略。在第五章中,参考菲并咪唑N1和C2位点取代基团的空间结构特征,在其C5/C10位点引入Tri PE基团实现共轭延长,在其C2取代的苯环上引入对位氰基和邻位甲基构筑扭曲的给–受体（D–A）结构,设计合成了蓝光分子2Tri PE-BPI-MCN。对比其模型分子2Tri PE-BPI发现,2Tri PE-BPI-MCN的空间结构特征同样可以实现LE态组分和CT态组分的分离构筑。理论计算结合实验表明,2Tri PE-BPI-MCN的LE态发光特征和AIE性质使其在固态下表现出高?PL的蓝光;而其高能级的CT态使其可以通过热激子过程实现?r的提升。最终,基于2Tri PE-BPI-MCN的非掺杂蓝光OLED(CIEx,y=0.153,0.147)的最大L、?c、?p和?ext分别达到了6129 cd m?2、4.72 cd A–1、3.17 lm W–1和4.60%,并且表现出极低的效率滚降。进一步地,基于菲并咪唑不同位点取代修饰的空间结构特征与LE/CT态分布的对应关系,本章从分子结构的长轴骨架、短轴骨架以及长短轴连接元素的功能角度,提炼出了构建高性能有机蓝光电致发光材料的“交叉长短轴”结构模型。在第六章中,基于提出的交叉长短轴结构模型,选择共轭更短且平面刚性的咔唑作为构筑基元,在其C2/C7位点和N9位点进行取代修饰实现LE态和CT态的分离构筑,成功设计合成了新型的紫外光材料2Bu Cz-CNCz,其固态掺杂膜的发射峰位于395nm,?PL高达70.6%。理论计算结合实验测试表明,2Bu Cz-CNCz合适的共轭程度、平面性以及结构刚度是其具有高质量紫外光发射的内在原因;交叉长短轴结构既可以利用短轴骨架的D–A结构改善载流子注入能力,又可以保留长轴骨架的LE态发光特征;同时,高能级CT态组分还可以激活热激子通道实现?r的提升。最终,基于2Bu Cz-CNCz的掺杂紫外光OLED(CIEx,y=0.161,0.031)的最大?ext高达10.79%,是紫外光OLED的效率新纪录,并且具备较小的效率滚降;此外,其非掺杂近紫外OLED(CIEx,y=0.157,0.050)也表现出高达5.24%的最大?ext以及极低的效率滚降。这些结果不仅再次证明了交叉长短轴分子设计策略的合理性,也展示了基于热激子材料实现新一代高性能OLED的巨大潜力。