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在荧光有机发光二极管（organic light-emitting diode,OLEDs）中,由于自旋禁阻,只有单重态激子（singlet exciton,S1）激子跃迁发光,导致OLEDs的发光的内量子效率会小于25%。那么为了提高OLEDs的发光效率,就必须将三重态激子（triplet exciton,T1）利用起来,其中最有效的方法是把T1态转换成S1从而发射荧光。现阶段,主要通过三重态激子聚变（triplet fusion,TF）和反向系间窜越（reverse intersystem crossing,RISC）这两种方式来增强发光。而近年来的研究发现,高能态T激子（high level triplet excited state,Tn）也有可能发生向单重态激子（singlet exciton,S1）转变的反向系间窜越,称作高能态反向系间窜越（high level reverse intersystem crossing,HL-RISC）过程,也可用来增强OLEDs的发光。因此,探索器件中存在HL-RISC过程是非常有必要的。迄今为止,有机半导体薄膜与器件中的磁效应（organic magnetic field effects,OMFEs）,是一种无损的探测OLEDs中多种微观过程的有效手段,对系间窜越（intersystem crossing,ISC）、反向系间窜越、激子裂变（singlet fission,SF）以及TF等微观过程具有指纹式响应。虽然利用电致发光磁效应曲线对红荧烯器件的光电磁特性做了大量的研究,但是激子之间的相互作用是一个复杂的过程,仍有必要通过光致发光磁效应来进一步认识器件中相关激子的反应过程。同时,黄色荧光材料TBRb,与红荧烯互为衍生物,许多科研工作者对基于TBRb的OLEDs也作了诸多研究,但并未从本质上认识TBRb材料激发态间的相关过程。显然,若能进一步认识TBRb的内部机理,探究高能态的反向系间窜越过程的发生条件,有助于器件光电性能的优化。本文制作了一系列基于红荧烯和TBRb材料的发光器件,测量了这些器件在光致发光和电致发光情况下随电流和温度变化的磁效应曲线。通过洛伦兹和非洛伦兹公式对相应的曲线进行量化和拟合,从而分析曲线中所反映的微观过程以及变化规律。通过这些分析,进一步认识了基于红荧烯和TBRb器件中的自旋演化机制,对提高器件中激子利用率提供了一种新的思路。本论文的内容主要分为以下几个部分:第一章首先介绍了有机发光二极管（OLEDs）的研究进展、发光原理和应用现状等基本情况。其次,由于本文对有机发光二极管的电致发光和光致发光均有研究,对两种激发发光方式下的发光原理以及激子形成方式进行了简要介绍。此外,本文研究的OLEDs主要涉及荧光材料红荧烯（5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene,Rubrene）以及其衍生物tetra（t-butyl）rubrene（TBRb）,也对这两种材料进行了简要的对比分析。然后,介绍了OLEDs中几种常见的特征磁响应曲线及其代表的微观机制。最后,阐述了本工作的研究意义和主要内容。第二章为实验部分,详细介绍了本文所用到薄膜与OLEDs的制作过程、器件光电磁特性的测量以及所用到的实验设备。第三章首先介绍了红荧烯和TBRb材料薄膜中的光致发光磁效应（magneto-photoluminescence,MPL）曲线以及微观机制。实验发现:MPL曲线表示薄膜中只存在SF过程,随温度降低,线性不发生改变且幅值逐渐减小。其原因在于红荧烯与TBRb材料的SF过程为吸热,温度降低,强度减弱。此外,我们还介绍了Rubrene与tris-[3-（3-pyridyl）mesityl]borame（3TPYMB）共混体系中的随温度和电流变化的光致发光、光电流（magneto-photocurrent,MPC）的磁效应曲线,其具体结构为ITO/3TPYMB:rubrene（150 nm）/Al（120 nm）,其中MPL曲线表现为SF过程,而MPC曲线则出现了与MPL相反的线型,该曲线包含了系间窜越（intersystem crossing,ISC）过程和三重态激子-电荷湮灭（triplet-charge annihilation,TQA）过程。其中ISC过程来自于3TPYMB材料PP态,而TQA过程则来自于红荧烯的三重态激子与注入电荷的解离作用。同时,调控外加偏压可使共混器件中的MPC幅值出现了正负转变,偏压可调控光激发情况下单重态激子与三重态激子的比例,使SF与TQA过程相互竞争从而导致MPC幅值的转变。通过对MPL与MPC曲线的研究,进一步认识了光激发情况下器件内部的激子反应。第四章介绍了具有不同电子和空穴传输层的TBRb器件中的高能态的反向系间窜越（high level reverse intersystem crossing,HL-RISC）过程。器件的结构为ITO/PEDOT:PSS（40 nm）/X（65 nm）/TBRb（30 nm）/Y（60 nm）/Li F（1 nm）/Al（120 nm）,其中X指空穴传输层（NPB或TCTA材料）,Y指电子传输层（包括Alq3、BCP、PO-T2T、3TPYMB等材料）。实验发现:虽然TBRb为红荧烯的衍生物,两者有相同的光谱与能级结构,但由于叔丁基团的影响,两者的MEL曲线表现出巨大差异。纯TBRb器件的指纹式响应表现出了纯红荧烯器件未有的热激子T2与S1态的HL-RISC过程,且这个过程可通过空穴传输层（hole transport layer,HTL）和电子传输层（electron transport layer,ETL）进行调控。器件中的MEL曲线可分为高场部分和低场部分。随着电流增大,TBRb层中T1态的数目增加,MEL曲线的高场部分出现了SF向TF过程的转变。低场部分存在ISC与HL-RISC过程的相互竞争。此外,我们还制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/NPB（50 nm）/TCTA（15 nm）/CBP:1%TBRb（或CBP:1%Rubrene）（40 nm）/PO-T2T（20 nm）/TPBi（40 nm）/Li F（1 nm）/Al（120 nm）的掺杂器件,进一步比较它们的MEL曲线,分析其中的微观过程。