在各类有机光电材料中,平面共轭有机分子因其独特光电性质近年来受到研究人员的广泛关注。一般有机光电材料的芳香环之间大都以碳碳单键相连,芳香环之间具有一定的夹角,因而其分子主链结构是非平面的,即一维或三维结构。平面共轭大分子的分子主链是由连续的环状结构组成的,这样的主链空间结构是二维平面型,可以大大提高材料的电荷迁移率和分子聚集作用;其不足之处在于主链刚性太强,容易堆积,会发生光猝灭使发光量子效率（PLQY）降低,且其容易结晶,成膜性相对较差,不利于溶液法加工。在本课题组前期工作中,通过在铱配合物中引入树枝状分子,来抑制材料的聚集,减少光猝灭,同时增加材料的溶解性;位阻单元的引入可以打破共轭效应,保持材料的发光色坐标。研究表明,通过空间位阻结构单元的引入可以明显改善材料的可溶液加工性和成膜性,并提高材料的光电特性,是一种有效的光电材料设计策略。结合课题组前期工作积累,本论文选取芘和苝二酰亚胺（PDI）两类光电性能优异的大平面共轭结构单元为骨架,通过引入树枝状结构单元、改变材料的空间构型,来优化材料的光电性能,从而提高其有机电致发光和有机半导体激光输出性能。第一章,以芘为核,通过接入带有苯烷氧基链的树枝状侧链,设计合成了一系列芘基衍生物。研究发现,引入四个侧链带有甲基树枝状分子会使材料的发光显著蓝移;将材料用作有机激光增益介质,其中Py-4L表现出明显的自发光放大（ASE）现象,材料的阈值为26.73μJ/cm²,材料的光热稳定性良好,具有较高增益为60.3 cm^-1,低损耗为6.1 cm^-1。第二章,设计合成了一类基于苝二酰亚胺的V型共轭分子,通过将两个PDI的氮位与同一苯环连接,通过改变连接的位置（邻位、间位和对位）,得到了夹角不同的V型有机光电材料。研究发现,V型分子的夹角变化会对材料的聚集产生明显的影响。将其与发光聚合物F8BT进行主客体掺杂,研究了主客体间的能量传递过程,为进一步优化设计新型PDI发光材料提供了实验数据支持。