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物质发生能量转换(光-电或电-光)通常经历一种高能的激发状态,对激发态的认识与调控是人类科学活动的重要内容。有机光电材料已获得广泛应用,例如以有机发光材料为基础的有机电致发光器件(OLED)已大范围应用于显示和照明领域,光吸收有机染料及聚合物在新型薄膜太阳能电池领域应用潜力巨大。在有机(聚合物)光电材料中,给受体型(D-A)分子是最重要的材料体系。例如D-A结构荧光分子具有双极性传输、激发态性质可调控的特点受到广泛的关注。近年来,基于TADF(热活化延迟荧光)机理和“热激子”原理的D-A荧光分子在OLED器件上实现了高的激子利用率,大幅度提高了器件的效率。D-A结构的设计与激发态调控还存在一些基本的问题:1)给体和受体的强度以及给受体之间的扭转角影响分子的激发态性质的规律;2)强的分子内电荷转移态引起光谱红移和辐射跃迁速率的降低的问题。在D-A结构中引入π桥的D-π-A结构荧光分子在保持双极性传输性质的情况下,分子表现出更为丰富的光物理性质和激发态能级结构,这类D-π-A分子是本论文研究的重点。本论文通过对D-π-A分子的结构和激发态的调控,设计合成高效荧光材料并研究其光物理性质,主要有以下三个方面:1.设计合成了以三苯胺(TPA)和苯基咔唑(CZP)作为给体,以蒽为π桥,以二苯甲酮(BP)作为受体的D-π-A分子TPA-AN-BP和CZP-AN-BP。光物理性质和DFT理论计算显示由于TPA比CZP具有更强的给体特性,使得TPA-AN-BP分子LE态和CT态杂化充分,具有更好的HLCT态性质,荧光量子效率更高,并且较大的ΔET2-T1与小的ΔES1-T2有助于T2向S1的反系间窜越,在器件上实现了4.39%的外量子效率和77%的高激子利用率。2.设计合成了以苯基咔唑(CZP)作为给体,以蒽为π桥,以菲并咪唑(PPI)作为受体设计合成了高荧光效率的标准蓝光的PPI-An-mCZP分子和深蓝光的mPPI-An-mCZP分子,在器件中分别实现82%和85%的高激子利用率,7.87%和6.51%的最大外量子效率,位于相应光色荧光材料的前列。3.设计合成了以菲并咪唑(PPI)为给体,以蒽为π桥,以氰基(CN)作为给体的荧光分子p-PPI-AnCN和m-PPI-AnCN,发现这两个分子具有S2态发射的性质。我们对p-PPI-AnCN和m-PPI-AnCN进行了详细的光物理性质研究,发现这两个分子具有S2态发射的原因在于S2和S1态的空间轨道耦合较小和大的ΔE2-1。p-PPI-AnCN和m-PPI-AnCN分子S2态发射的研究对于我们研究高能激发态发射和分子内的电子弛豫过程的机理有十分重要的意义。