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有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode,OLED）凭借其超薄性、可弯曲性、视角广等优点在固态照明和信息显示领域得到广泛应用。具有热活化延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）性质的材料往往在单重态第一激发态（First Single Excited State,S1）和三重态第一激发态（First Triplet Excited State,T1）之间具有较小的能差,这有利于将三重态激子上转换为单重态激子从而实现近100%的激子利用率。因此具有TADF性质的OELD器件近年来受到各大课题组的青睐。蓝光作为三基色之一是实现全彩发光的重要组成部分,但是蓝光材料存在色度不纯、器件效率较低、热稳定性不高等问题。为了开发出具有高稳定性和高效率的蓝光TADF发光材料,研究者对蓝色TADF发光分子进行了详细的理论研究,发现在供体基团和受体基团上添加取代基团会影响其得失电子能力及分子构型,这可以有效提高蓝光TADF分子发光的稳定性和高效性。通过对具有取代效应的蓝光TADF分子进行理论研究,为其在器件中的实际应用提供了理论支撑。为了进一步验证取代效应对蓝光TADF分子的影响,本论文中分别改变了取代基团的位置和种类,揭示了取代增强的发光机制。此外还研究了聚集诱导发射（Aggregation Induced Enhanced,AIE）增强以及位置效应对蓝色热活化延迟荧光分子发光性质的影响,为在器件中投入应用提供了完备的理论基础。主要研究内容及结论如下:（1）叔丁基取代对蓝色热活化延迟荧光分子激发态性质影响的理论探究。该工作选择了四个分子进行研究,均以全氟联苯（PFBP）单元为受体,9,9-二甲基-9,10-二氢-啶（DMAC）单元为给体,分别在供体-受体（Donor-Acceptor,D-A）型分子和供体-受体-供体（Donor-Acceptor-Donor,D-A-D）型分子中对供体基团进行添加叔丁基和不添加叔丁基处理,进而得到要研究的四个分子。具体计算中使用极化连续介质模型（Polarizable Continuum Model,PCM）以及量子力学和分子力学（The Combined Quantum Mechanics and Molecular Mechanics,QM/MM）方法,分别研究了四个分子在甲苯溶液和固相环境中的光物理化学性质。首先,通过研究发现,在给体上进行叔丁基取代可以有效地减小能差,增加自旋轨道耦合（Spin-Orbit Coupling,SOC）常数,因此,添加取代基可以作为提高系间窜越（Intersystem Crossing,ISC）速率和反向系间窜越（Reverse Intersystem Crossing,RISC）速率的重要方式。其次,固相环境会抑制单重态第一激发态和基态（S0）之间的几何构型变化,其中均方根位移（The Root of The Mean of Squared Displacement,RMSD）比在液相环境中有明显的减小趋势。无辐射速率随着黄昆（Huang-Rhys,HR）因子和重组能的降低而减小,这表明刚性环境中分子间相互作用的增强会抑制S1的无辐射能量耗散,并带来聚集诱导发射增强现象。同时,D-A-D型分子相较于D-A型分子的RISC速率也有明显的提高。因此,叔丁基取代的D-A-D型分子具有最卓越的TADF发光性质。此外,我们的研究为聚集诱导发射增强现象和TADF发光机制提供了理论支撑,并为TADF材料在器件中的应用提供了设计思路,可以进一步促进OLED在电致发光领域的发展。（2）甲基取代对蓝色热活化延迟荧光分子发光性质影响的理论探究与分子设计。在这项工作中,研究了位置效应（邻位、间位和对位）和甲基取代效应对九种蓝光TADF分子的光物理性质的影响,通过量子力学和分子力学方法以及热振动相关函数（Thermal Vibration Correlation Function,TVCF）方法研究了固相环境效应和激发态动力学。结果表明,由于甲基的弱给电子能力,在受体单元中引入甲基会带来显著的发射蓝移,但是会在一定程度上削弱其TADF性质。相反,在供体单元上进行甲基取代会促进反系间窜越和辐射衰变过程,可以显著提高蓝光TADF分子的发光效率。通过改变D-A之间的连接位置,可以发现对位连接最有利于增强反向系间窜越速率和辐射衰减过程。因此,可以通过在供体单元中引入甲基来提升蓝光TADF分子的TADF性质,而在受体单元中添加甲基可以实现深蓝色发光。此外,还可以将对位连接视为构建高效蓝光TADF分子的明智策略。本论文一共分为五部分:第一章为绪论,介绍了有机发光二极管及发光材料的历史发展进程,其中着重介绍了热活化延迟荧光及蓝色热活化延迟荧光的变迁,其次系统论述了取代基团在不同维度上的发展方向。第二章具体阐述了采用的理论方法,包括密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）、含时密度泛函理论（Time-Dependent Density Functional Theory,TD-DFT）、量子力学和分子力学方法以及辐射速率和非辐射速率计算方法。第三章的研究内容为叔丁基取代对蓝色热活化延迟荧光分子激发态性质影响的理论探究。第四章的研究内容为甲基取代对蓝色热活化延迟荧光分子发光性质影响的理论探究与分子设计。第五章总结了硕士期间的工作,并对未来的科研方向进行了展望。