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咔唑是光电材料中常用的功能基团,在热诱导延迟荧光（TADF）材料中常被用作电子给体单元。单一的咔唑只表现出弱给体的性质,并且其与9-位相连的受体之间的扭转角较小（46-51°）,容易发生扭转振动。因此,为了获得有效的TADF发射,一般需要在咔唑的3,6-位或2,7-位引入给电子基团或在连接受体的邻位引入甲基等位阻基团。在以上研究基础上,本论文提出了在咔唑1,8-位引入芳香基团的材料设计策略,利用位阻效应和π-π相互作用来增加给/受体间的扭转角,同时限制受体旋转,以期改善咔唑衍生物的TADF性质和给/受体间C-N单键的稳定性。主要工作内容如下:1、以9-位连接三苯基三嗪的3,6-二叔丁基咔唑为模型分子TC,在其1,8-位分别引入苯基、二苯胺基苯基和二（4-叔丁基苯基）胺基苯基,合成了三个咔唑衍生物:PTC、PAPTC和BPAPTC。单晶数据显示,芳基的引入使咔唑与受体间的扭转角增大至70°左右;PAPTC和BPAPTC中,咔唑1,8-位的芳胺基与三嗪受体间存在多重π-π相互作用,形成给体-受体-给体面对面的“夹心三明治”结构。与没有TADF的TC和PTC相比,PAPTC和BPAPTC有更高的热稳定性,并显示出明显的通过空间电荷转移（TSCT）的TADF特性,单/三重态能级差（ΔEST）分别为0.07和0.06 eV,延迟寿命为610和617 ns,光致发光量子效率（PLQY）达到78%和90%。在溶液加工制备的有机电致发光二极管（OLED）器件中,PAPTC和BPAPTC的发光峰均为520 nm,最大外量子效率（EQE）分别达到17.4%和24.3%。在 3000cd/m2时,EQE仍可保持在11.6%和19.8%。2、为了理解“夹心结构”对TADF性质的影响,设计合成了两对化合物BPAPTC/mBPAPTC 和 BPAMTC/mBPAMTC。BPAPTC 和 BPAMTC 含有两个二（4-叔丁基苯基）胺给体和一个三嗪受体,分别连接在咔唑1,8-位和9-位,组成一个“夹心三明治”结构;mBPAPTC和mBPAMTC中只有一个二（4-叔丁基苯基）胺给体和一个三嗪受体,分别连接在咔唑1-位和9-位,组成一个“开口夹心”结构。所有分子中给体和受体间均存在较强的空间共轭作用,进而产生有效的TADF发射。每一对化合物的光物理性质和电化学行为都相似,如BPAPTC/mBPAPTC和BPAMTC/mBPAMTC 的发光峰分别为 519/510 nm 和 492/491 nm,PLQY 分别为90%/90%和63%/69%。但它们的电致发光性能存在明显差异,BPAPTC和BPAMTC 的器件实现了 23.3%和 14.7%的最大 EQE,而 mBPAPTC 和 mBPAMTC的最大EQE仅为17.8%和9.5%。作为对照,胺基给体上叔丁基被甲氧基取代的化合物MPAPTC发射黄光,最大EQE为9.1%。3、利用环状胺基给体二氢吖啶、吩噁嗪或吩噻嗪取代二苯胺基给体,合成了三个咔唑衍生物:AcPTC、PxPTC和PtPTC。AcPTC的单晶数据表明,环状给体和受体之间同样存在多重π-π相互作用,形成边-面构型的“三明治”结构。化合物同样表现出TSCT性质的TADF发射,并具有高达73%的PLQY。由于给体的位阻较大,阻止了最高占有轨道（HOMO）的电子云向咔唑扩散,因此可以确定三个化合物的TADF只是来自TSCT跃迁。化合物的ΔEST均小于0.05 eV,延迟荧光组分的比例均高于80%。溶液加工制备的OLED器件发射天蓝光至黄光,最大EQE分别为10.0%、11%和5.6%,且效率滚降较小。4、为了获得蓝光发射的咔唑衍生物,以拉电子能力较弱的嘧啶或4,6-二苯基嘧啶为受体,分别合成了化合物BPAPmC和BPAPPmC。BPAPmC的发光峰位于462 nm,但是其ΔEST高达0.3 eV,只有寿命为19ns的瞬时荧光发射。BPAPPmC的发光峰红移至491 nm,ΔEST为0.12 eV,存在寿命为14 μs的延迟发射组分。在结构相同的OLED器件中,BPAPPmC的发光波长为499 nm,EQE为4.4%;BPAPmC的发光峰蓝移至437 nm,但EQE仅为0.28%。以4,6-二叔丁基三嗪为受体,在咔唑1-位或1,8-位连接一个或两个二（4-叔丁基苯基）胺基给体,合成了一对化合物mBPABTC和BPABTC。相对于苯基三嗪为受体的BPAPTC,两者发光蓝移至483 nm左右,PLQY降低至40%左右,延迟荧光寿命分别为4.3 μs和6.2 μs。mBPABTC和BPABTC的OLED发光峰均在475 nm左右,BPABTC的EQE 为 4.5%,高于 mBPABTC 的 3.4%。5、以9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶或二（4-叔丁基苯基）胺基苯基为给体、二苯甲酮及其衍生物为受体,合成了一系列具有“夹心三明治”结构的咔唑衍生物。所有化合物的ΔEST均小于0.1 eV,存在明显TADF特征。随着给/受体强度的依次变化,发光波长从487nm覆盖至653 nm,实现了全光谱发射,并且延迟寿命在478 ns到3.2 μs之间。初步表征了化合物的电致发光性能,绿光化合物OLED实现了 14.5%的最大EQE,但长波长化合物的发光性能较差,EQE小于1%。