蓝色磷光有机发光二极管(PhOLED)的研发进程滞后于红绿磷光器件，已经制约了高质量信息显示与白光照明发展。蓝色磷光器件性能不尽人意的根本原因在于高效率的蓝色磷光材料的匮乏。近年来，国内外OLED研发者对蓝光磷光材料进行广泛深入的研究，有力推动了蓝光和白光器件的向前发展。但是，距商业化生产的实现仍有相当的距离，蓝色磷光材料发光效率的提高依然是今后亟待解决的课题。此外，蓝色磷光材料对器件的其他部分包括：主体材料，传输层，阻挡层提出相对苛刻的要求。特别对于主体材料，主客体的能量转移要求主体材料的三态能(大于2.65eV)高于蓝色磷光材料的三态能，来实现三态激子有效局域在磷光材料上，实现客体磷光发射。相对于红绿光主体材料，有效的双极性蓝光主体材料仍然比较缺乏，这主要是由于一个材料很难同时具备高的三态能和平衡的电子空穴注入和传输能力。本工作所采用的有效策略是通过不同方式的非共轭连接给体和受体基团，不仅可以有效提高电子和空穴的注入和传输能力，还可以通过把三态激子局域在给体或受体的方式保持其高的三态能。本论文工作的目的是想通过量子化学手段对体系的电子结构和主体性质进行调查，来解释实验报道结果，进而对设计主体材料的性能进行预测，此外，还构建了有效的能量转移主客体系统。我们希望我们的理论工作可以为蓝光主客体材料的设计和表征提供指导。论文工作分为以下四部分内容：1：采用DFT方法对具有不同的连接模式的氧化膦/苯咔唑系列杂化物进行了主体性能研究。结果表明不同的连接模式影响了最低未占有轨道(LUMO)的分布和能级，进而不同程度地改善了电子注入能力，但几乎不影响最高占有轨道(HOMO)能级和高的三线态。对于具有这样特性的主体材料，最低单三态能能差(ΔEST)被证实可作为评价主体性能的一个综合参数，即ΔEST越小，主体材料在保持高的三态能的同时具有平衡的电子空穴注入能力越好。氧化膦连接在苯咔唑的苯上的连接模式具有最低的LUMO能级和最小的ΔEST，进而具有最好的主体性能，作为双极性蓝光主体材料具有好的应用前景。2：本章是对上一章工作的一个衍生，同样采用DFT方法调查改变氧化膦在苯咔唑的苯上的连接位置、扩大氧化膦/苯混合基团和增多咔唑的个数对电子结构和主体性能的影响。同时也调查了最低单三态能，选定客体磷光材料，初步预测主客体之间的能量转移机制。结果表明：由于氧化膦对苯咔唑的苯有很强的诱导效应，使得LUMO几乎遍布整个氧化膦/苯混合基团上，但给体咔唑数量的增多几乎不会影响HOMO能级和三态能，给受体片段会对彼此产生静电相互作用，进而对能级有影响。因此系列氧化膦/苯咔唑杂化物可以通过不同程度的调节电子注入能力使空穴和电子达到平衡。从主客体最低单三态能匹配来看，该类主体化合物与深蓝光磷光材料之间可发生有效的能量转移，适合作为潜在的深蓝光主体材料。3：设计并研究了一系列双极性主体材料，通过把氧化膦和咔唑固定在类吡啶桥端基的对位和间位，调查桥上氮的位置和数量的改变对体系电子结构和主体性能的影响，预期设计不同发光颜色的磷光主体材料。结果表明，HOMO和LUMO分别分布在咔唑和中心桥上，对应能级的不同主要源于共轭效应、诱导效应和静电相互作用，使其成为调控空穴和电子注入能力的主要因素。改变桥可以有效改变三态激子的分布，进而调控三态能的大小。从主客体能级匹配的角度来看，带有不同单三态能的主体材料可能适用于不同颜色磷光客体材料。4：采用DFT方法研究了氧化膦基(三苯胺)芴主体材料(p/mPODPFs和p/mPOAPFs)，从三态能、电荷注入能力和主客体匹配等三个方面调查了电子结构以及初步预测其主体性能。特别对于最后一项，通过计算单三态能和模拟主体发射和客体吸收光谱来预测其可能的发光机制，进而探寻最适合客体材料的主体材料。理论计算证实了实验的结果：主客体之间都存在有效的F rster/Dexter能量转移，且相比于氧化膦基芴的磷光器件，三苯胺基氧化膦芴主体器件的外量子效率之所以高得多主要是源于其具有双极性注入和传输能力。结合本工作设计体系的研究，可以得出，尽管氧化膦上并没有分布三态激子，但是PO连接在芴上不同的位置对分子骨架产生的拉动作用，进而对三态性质产生很大影响。预期新设计分子可以作为高效深蓝光双极性主体材料。