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有机发光二极管（OLED,Organic Light-Emitting Diode）由于其在自发光、低能耗、柔性好、高响应等方面具有突出的表现而被人们广泛关注,并加以研究商业化。星状化合物由于其具有可改进的溶液可加工性,自组装性能以及有趣的电化学和电荷传输行为而倍受关注。其中,给体-受体（D-A）分子常常被用于构建有机场效应晶体管（OFET）和体异质结太阳能电池。然而,在有机发光二极管（OLED）中这种分子的应用相对较少。由于其径向分支结构,星形D-A分子在固态下能够减弱分子间相互作用,从而增强固态发射并具有良好的成膜性。此外,星状化合物可以替代聚合物,克服了聚合物分子因其分子量、纯度和多分散性因批次而异所造成器件性能可重复性不足的问题。作为用于构建星形分子的结构功能单元,三聚茚被广泛用于有机光电领域。本文围绕三聚茚有机发光材料的合成及性质研究展开。通过将咪唑类衍生物作为末端基,嫁接在三聚茚核的不同取代位点上,构建具有三支结构的D-π-A双极性星状分子。具体的研究内容分为以下三个部分:第一部分,以具有较高共轭平面的菲并咪唑作为末端基,分别嫁接在三聚茚核的3,8,13-位和2,7,12-位上构建了两个具有双极性特性的星状发光材料,分别命名为3,8,13-TPI-TAT和2,7,12-TPI-TAT。三聚茚由于其特殊的对称结构,致使其具有独特的刚性结构、π共轭平面和优异的空穴传输性能。菲并咪唑末端基的引入,不仅减弱了菲并咪唑基团自身的π-π堆积,而且减弱了由于三聚茚大π共轭平面而造成的聚集荧光猝灭（ACQ）现象。化合物3,8,13-TPI-TAT和2,7,12-TPI-TAT在溶液中的荧光发射峰分别位于440 nm和468 nm,呈现蓝光发射。通过利用循环伏安法测定计算出了化合物3,8,13-TPI-TAT和2,7,12-TPI-TAT的HOMO和LUMO能级。化合物3,8,13-TPI-TAT的HOMO和LUMO能级分别为-5.34 e V、-2.42 e V,化合物2,7,12-TPI-TAT的HOMO和LUMO能级分别为-5.30 e V、-2.54 e V。利用密度泛函理论对两个化合物的电子云分布和分子构象进行了计算。化合物3,8,13-TPI-TAT的热分解温度为461℃,化合物2,7,12-TPI-TAT的热分解温度为450℃。利用真空沉积法制备了器件结构为:ITO/PEDOT:PSS（45 nm）/PVK:PBD（7:3,wt%）:TAT化合物（x wt%）（30 nm）/TPBi（20nm）/Liq（2 nm）/Al（150 nm）的多层器件。其中,化合物2,7,12-TPI-TAT的发光器件表现出较好的器件性能。在100%掺杂（即非掺杂）情况下,最大发光亮度Lmax为2943 cd/m2,最大电流效率CEmax为3.42 cd/A,最大功率效率PEmax为1.68 lm/W,最大外量子效率EQEmax为1.93%。化合物3,8,13-TPI-TAT的发光器件在非掺杂的情况下,Lmax为784cd/m2,CEmax为2.17 cd/A,PEmax为0.94 lm/W,EQEmax为1.25%。第二部分,考虑到支状体的大共轭平面可能会对化合物的发光性能造成影响。因此,设计了自共轭平面较小的苯并咪唑作为末端基的两种双极性星状有机发光材料,命名为3,8,13-TBI-TAT和2,7,12-TBI-TAT。对化合物3,8,13-TBI-TAT和2,7,12-TBI-TAT的光致发光性能、电化学性能、热稳定性和电致发光性能进行了研究。利用真空沉积法制备了器件结构为:ITO/PEDOT:PSS（45 nm）/PVK:PBD（7:3,wt%）:TAT化合物（x wt%）（30nm）/TPBi（20 nm）/Liq（2 nm）/Al（150 nm）的多层器件。基于化合物2,7,12-TBI-TAT的发光器件显示出了较好的器件性能,在100%掺杂（即非掺杂）情况下,Lmax为10075 cd/m2,CEmax为5.35 cd/A,PEmax为3.16 lm/W,EQEmax为2.25%。化合物3,8,13-TBI-TAT的发光器件在非掺杂的情况下,Lmax为639 cd/m2,CEmax为1.33 cd/A,PEmax为0.52 lm/W,EQEmax为1.25%。第三部分,在前两部分的基础上进一步减小了末端咪唑衍生物的自共轭平面。设计了以二苯基咪唑为末端基的两个双极性星状有机发光材料3,8,13-TDPI-TAT和2,7,12-TDPI-TAT。对两个化合物的光物理、热稳定性和电化学性能进行了研究。化合物3,8,13-TDPI-TAT和2,7,12-TDPI-TAT在溶液中的荧光发射分别为423 nm和453 nm,分别呈现深蓝光和蓝光发射。通过利用循环伏安法测定计算出了化合物3,8,13-TDPI-TAT和2,7,12-TDPI-TAT的HOMO和LUMO能级。化合物3,8,13-TDPI-TAT的HOMO和LUMO能级分别为-5.23 e V、-2.31 e V,化合物2,7,12-TDPI-TAT的HOMO和LUMO能级分别为-5.27 e V、-2.52 e V。利用密度泛函理论对两个化合物的电子云分布和分子构象进行了计算。化合物3,8,13-TDPI-TAT的热分解温度为307℃,化合物2,7,12-TDPI-TAT的热分解温度为429℃。利用与第一、二章相同的方法制备了结构相同的多层器件。化合物2,7,12-TDPI-TAT的发光器件显示出了更好的器件性能,在100%掺杂（即非掺杂）情况下,Lmax为678 cd/m2,CEmax为2.52 cd/A,PEmax为1.58 lm/W,EQEmax为1.50%。化合物3,8,13-TDPI-TAT的发光器件在非掺杂的情况下,Lmax为500 cd/m2,CEmax为1.10 cd/A,PEmax为0.50 lm/W,EQEmax为1.25%。