有机发光二极管（Organic Light-emitting Diodes,OLED）显示具有画质效果佳、蓝光辐射低、无污染、制作成本低等其诸多优点,因此成为目前国际上广泛关注的一种显示技术。近年来,热活化延迟荧光（Thermally Activated Delayed Fluorescence,TADF）材料,因能够实现100%的激子利用率,被认为是OLED的第三代发光材料,并获得了快速发展。目前,大部分TADF分子材料都是由给体和受体结合形成,但是该类体系存在着设计上的矛盾,此外,分子的自吸收效应制约着其发光效率的进一步提升。为此,人们期望采用创新的设计策略以避免给受体型TADF分子的缺陷,开发具有激发态分子内质子转移（Excited State Intramolecular Proton Transfer,ESIPT）特点的TADF分子,既可以避免给受体型分子的设计矛盾,也可以利用ESIPT过程使分子的发射峰与吸收峰产生差异,从而避免分子的自吸收效应。本文将系统研究具有ESIPT特点的TADF分子的发光机制,帮助人们理解发光现象,并为该类体系的设计开发提供理论参考。主要研究工作如下:（1）研究了具有激发态质子转移特点的平面型TADF分子TQB的发光机理。我们发现TQB分子可能具有四种同分异构体:TQB-TA（无质子转移）、TQB-TB（TQB单质子转移后）、TQB-TC（TQB双质子转移后）和TQB-TD（TQB三质子转移后）。通过分析,我们发现TQB-TB与分子的发光密切相关。利用极化连续（PCM）模型及量子力学和分子力学相结合（QM/MM）的方法研究TQB在DMF溶液以及固相下的发光性质。通过计算分析分子的势能曲线、能级结构和激发态衰减速率,发现在DMF和固相中,TQB分子在最低能量激发单重态（The Lowest Energy Singlet Excited State,S₁）均容易发生质子转移。但在DMF中,最低能量激发三重态（The Lowest Energy Triplet Excited State,T₁）和第二能量激发三重态（The Second Energy Triplet Excited State,T₂）上的质子转移有些困难。而固相下,TQB分子T₁态的势垒与室温能量相当。因此我们认为:液相下,质子转移主要发生在S₁态上,而固相下,在单重态和三重态上均可以发生质子转移。虽然固相和液相下均存在多种TADF实现途径,但是液相下,TADF主要由^T2TQB-TA→^S1TQB-TB的上转换实现的。而固相下,^T2TQB-TB→^S1TQB-TB的上转换过程则是产生TADF的重要原因。基于TQB的研究,我们设计了TQB^**（存在两个氢键）和TQB^*（存在一个氢键）分子。并且发现TQB^**可以实现双发射,而TQB^*可能会发生反卡莎规则发射。我们的结果不仅有助于理解溶液和固体中ESIPT-TADF分子的发光机理,而且有利于新型发光分子的设计。（2）研究了具有激发态质子转移特点的D-Π-A-Π-D型TADF分子发光机理。通过比较研究PXZPDO和DMACPDO（具有ESIPT特点）与PXZDMEPDO和DMACDMEPDO（无ESIPT特点）的发光性质,阐明两种体系量子效率出现差异的原因。通过分析四种分子的能级结构,发现四种分子的激发态能级均具有明显的简并现象。通过对激发态势能面进行扫描,发现PXZPDO分子的单重激发态和三重激发态之间存在明显的势能面交叉。当质子移动到两个氧原子的中间位置时,S₂与T₂以及S₁与T₁的势能曲线完全重叠。通过分析势能面交叉处的电子和空穴分布,S₁和T₁都是电荷转移态,根据El-Sayed规则,T₁→S₁的跃迁是禁阻的。但是S₁态和T₂态都有电子分布相同、空穴分布异侧的现象,这将有利于跃迁的发生,并且此时的ΔE_S1-T2只有0.005 eV,很容易发生S₁和T₂的激子转换,存在T₂→S₁转换通道。研究发现,ESIPT过程导致势能面的交叉,从而打开新的上转换通道,实现了三重态激子到单重态激子的转换,提高激子利用率,从而实现分子量子效率的提高。本文共由五章组成,第一章是绪论,介绍了OLED的发展现状、发光材料的发展以及TADF分子的发展和激发态质子转移的基本知识。第二章介绍了本文用到的理论方法,主要包括密度泛函理论、含时密度泛函理论、研究过程中用到分析方法以及分子的激发态衰减理论。第三章介绍了具有激发态质子转移特点的平面型热活化延迟荧光分子TQB的发光机理研究。系统全面的研究了TQB分子在固相和液相下的激发态质子转移机理以及TADF机理,并根据研究结论,设计了两种新分子,预测了其发光性质。在第四章中,我们研究了具有激发态质子转移特点的D-Π-A-Π-D型的TADF分子的发光性质,通过对激发态势能面以及电子-空穴分布的分析,发现ESIPT能够导致势能面交叉,从而有利于三重态激子转换为单重态激子,提高了激子的利用率,实现分子量子效率的提高。在最后一章中,我们总结了本论文中的主要研究工作,获得一些启发,并对未来工作做了一点展望。