有机发光二极管(OLEDs)因在显示和照明领域都存在着巨大应用价值,被称为新一代固体照明和显示技术。特别是其可以采用工艺简单、成本低廉的溶液加工制备膜技术,发光材料的分子结构与发光颜色便于调节等特点,吸引了学术界和工业界广泛的研究。基于溶液法制备的白光有机发光二极管(WOLEDs)在发光效率、发光稳定性等方面与真空蒸镀成膜技术制备的有机小分子电致发光二极管相比仍然存在较大的差距。目前来说,以溶液法制备的OLED器件多采用以聚合物为主体材料,以含有金属原子的磷光为掺杂剂的体系来制备发射层,要制备高效率的WOLEDs器件,在很大方面上依赖于新型的主体和磷光客体材料的开发。鉴于此,本论文的主要研究目的就是通过设计、合成聚合物主体材料和磷光材料同时对器件结构进行优化设计,实现高性能的白光聚合物发光器件。1.采用给体-受体(D-A)模型设计并合成了两种具有低单-三重态能量差和分子内电荷转移的聚合物主体材料。实验表明,这两种聚合物具有较高的三线态能级、高的热稳定性、良好的双载流子传输性能、合适的能级等优异的综合性能。对分子轨道的密度泛函计算表明,该类D-A型聚合物的HOMO和LUMO具有合适的重叠,可以同时保证两种材料具有较高的荧光量子产率和较小的单-三重态能量差(ΔEST<0.5eV)。对比两种材料,研究了磷氧基团的引入对电化学、热稳定性及双极性等性能的影响。研究了该类聚合物的蓝光发射性能,并通过向聚合物中掺杂橙光材料,制备了有机层全溶液法的单一发射层的两元荧光-磷光(F-P) WOLEDs。基于该类材料为主体的器件,不必引入中间层就能实现单线态和三线态激子的分别利用,简化了器件结构。以这类聚合物的F-P WOLEDs最大电流效率为10.5cd A-1,最大外量子效率为6.1%。这两种材料优异的电化学性能、电致发光性能和载流子传输性能表明,D-A型聚合物为合成F-P WOLEDs主体材料提供了一种方法。2.设计并合成了一系列以苯基咔唑和含杂原子基团为基本构筑单元的聚合物主体材料。通过将刚性的9-苯基咔唑平面与含杂原子的三角锥或者四面体大体积基团共聚,实现了分子主链的扭曲,并保持了较高的三线态能级和热稳定性,该类聚合物可以作为蓝色磷光的主体材料。量子计算结果表明,杂原子的引入可以部分打断聚合物的共轭程度,使聚合物保持较高的三线态能级(>2.72eV)。另一方面,三苯基磷氧(或三苯基膦)单元和咔唑单元的引入能有效提高聚合物的电子和空穴的注入和传输能力。在没有电子传输层的情况下,以此类高三线态聚合物做主体采用溶液法制备的蓝光器件的效率和亮度要高于以PVK为主体的蓝光器件效率(2～9倍)和亮度(2～3倍)。因此,这类聚合物适合作为蓝光材料的主体,并且这种设计方法为高三线态聚合物的合成提供了思路。3.结合实验与量子计算研究了2-苯基苯并噻唑类配合物分子前线轨道与结构之间的关系,通过引入不同基团缩小分子能隙进而对红移发光波长做出控制。研究表明采用不同基团修饰2-苯基苯并噻唑,可以实现铱磷光材料不同幅度的发光红移。同时,通过修饰CF3基团会提高磷光材料量子产率、降低激子寿命。并且这类材料溶液及薄膜中的光致发光和电致发光光谱发射光谱保持一致,这都有利于器件性能的提高。这种调节环金属配体发射颜色和分子间的相互作用的方法,为提高发光性能提供了一种可能。4.以2-苯基苯并噻唑为基础发展了两种可以与天蓝光材料Firpic(双(4,6-二氟苯基吡啶-N,C2)吡啶甲酰合铱)互补的长波长磷光材料。将制备的磷光材料作为掺杂剂通过溶液法制备的单一发射层有机发光二极管器件表现出良好的性能。在没有电子传输层的条件下,橙光器件的电流效率达到了10.5cdA-,两元白光器件的最大效率达到了28.3cd A-1。以红色磷光材料制备两元和三元WOLEDs都表现出良好的性能,其中三元白光器件的亮度超过20000cd m-2,最大电流效率为14.6cd A-。用该类材料采用溶液法制备的两元WOLEDs,不仅获得了较高的效率同时简化了器件结构。