随着有机发光二极管应用范围的扩大，对发光材料的研究逐渐增多。蓝光材料因其在色温管理和显色指数方面的重要作用，促使科学家们对效率更高、性能更好的新型蓝光材料进行了大量研究。通过（含时）密度泛函理论方法，对给电子取代基9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶（DMAC）、三苯胺（TPA）、10H-吩噻嗪（PTZ）、10H-吩嗪（PXZ）、苯基咔唑（PCz）和5H-吲哚［3，2，1-de］吩嗪（InPz）双取代的羟基四苯咪唑分别进行了结构优化，并研究了其光物理性质。理论计算结果表明，TPA、DMAC、PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为空穴传输材料，PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为电子传输材料。

采用高温固相法合成不同浓度Dy元素掺杂的以硅铝酸盐为基底的荧光材料。 通过X射线衍射物相分析可知, 其主要物相组成中含有Dy3Al2(AlO4)3。 通过拉曼光谱分析可知, 在该体系中, 874.5 cm-1处振动峰与Dy和铝氧四面体之间伸缩振动相关, 随着Dy掺杂量的增加, 其拉曼峰强度呈现先增后减的变化规律; 另外429.9 cm-1处测得的振动峰与Dy和铝氧四面体结构之间的弯曲振动相关。 随着Dy掺杂量的增加, 拉曼振动峰强度, 荧光分光光度计测得的荧光光谱以及拉曼光谱仪测得的光致发光光谱的峰强均呈现先增后减的变化规律。 该体系中Dy元素与铝氧四面体匹配数量逐渐增加, 当Dy掺杂量超过一定极限值时, 体系内发生浓度猝灭, 导致荧光性能下降。 与Tb元素掺杂相比, 两种体系材料的拉曼光谱峰形有很大的相似性, 又存在细微差异。 其中Tb元素掺杂体系材料的拉曼振动峰处于870.0和408.0 cm-1处。 两种不同元素掺杂的荧光材料其荧光强度变化规律具有一致性, 表明稀土元素与铝（硅）氧四面体匹配数量是决定材料荧光性能的关键因素。

采用高温固相法制备不同浓度Tb元素掺杂的硅铝酸盐荧光材料。 当烧结温度为1 350 ℃时其荧光强度达到最大值。 通过X射线衍射图谱可知体系中基质材料为CaAl2Si2O8, Tb元素以Ca2Tb8(SiO4)6O2相存在。 通过拉曼光谱分析可知, 870 cm-1处振动峰与Ca2Tb8(SiO4)6O2中Tb与硅氧四面体的伸缩振动相关; Tb原子与硅氧四面体之间的弯曲振动产生408 cm-1振动峰。 随着Tb掺杂量的增加, 拉曼振动峰强度, 荧光分光光度计测得的荧光光谱以及拉曼光谱仪测得的光致发光光谱的峰强均呈现先增后减的变化规律。 该体系中Tb元素与硅氧四面体匹配数量逐渐增加, 当Tb掺杂量超过一定极限值时, 体系内发生浓度猝灭, 导致荧光性能下降。 采用325 nm激光作为激发光源, 用拉曼光谱仪的光致发光测量模式产生的峰形与传统荧光分光光度计的光谱曲线一致, 但其光谱分辨率明显高于传统荧光分光光度计获得的光谱, 有助于对细微能级跃迁现象加以区分。

为了设计发光效率高，空穴传输能力好，同时电子和空穴传输平衡性好的蓝光材料，用吡咯、噻吩、呋喃、咪唑、噁唑代替烯醇式氧化荧光素中苯并噻唑部分的噻唑环，设计了一系列氧化荧光素相似物。用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法对这些化合物进行了一系列光电性质的研究。计算结果表明，吡咯、噻吩、呋喃和咪唑基团的引入改善了这类物质的空穴传输能力。通过比较空穴和电子重组能发现，这些化合物的空穴和电子注入的平衡性很好。烯醇式吡咯基氧化荧光素(EIN)、烯醇式噻吩基氧化荧光素(ETH)、烯醇式呋喃基氧化荧光素(EFU)、烯醇式咪唑基氧化荧光素(EIM)、烯醇式噁唑基氧化荧光素(EOX)均可作为蓝光材料。

通过密度泛函理论（DFT）MPW3PBE泛函，对甲基、甲氧基、氰基、氟原子、氨基及硝基取代的萤火虫生物发光底物酮式氧化荧光素进行了全优化。计算了它们的电离能（IP）、电子亲和势（EA）、空穴抽取能（HEP）、电子抽取能（EEP）、空穴和电子重组能（λ），评估了它们的空穴和电子传输能力。用含时密度泛函理论(TDDFT) MPW3PBE/6-31+G(d)方法计算了吸收光谱，优化了最低单重激发态S1, 最终研究了它们的荧光光谱。理论计算结果表明，KNH2可以作为空穴传输材料，KNO2、KCN、KF、KOCH3、KNH2和KCH3可以作为电子传输材料。此外，通过空穴和电子重组能及发射光谱的计算发现，所有化合物的发射跃迁都是禁阻的，因此这些化合物不能作为发光层材料。