有机电致发光器件（OLED）在显示和照明领域显示出极大的应用前景。尽管众多研究机构和公司投入巨资致力于OLED的研发，但是其产业化进程远远低于人们的预料，主要原因是在该领域尚有效率低、稳定性差等许多关键问题没有解决。弄清有机半导体内部的电子结构特点，以及有机光电器件中丰富的激发态过程，对提高OLED的光-电转换效率，以及器件的稳定性具有重要的意义。最近在常规OLED中发现的有机磁场效应（OMFE），成为有机半导体器件物理中新的一个研究热点。在不含任何磁性材料的常规OLED中，外加一个很小的磁场（通常为几十mT），器件的传导电流和发光强度在室温下就可以发生很显著的改变（变化幅度从百分之几到百分之几十）。OMFE的这些特点不仅使它在信息存储、传感技术和手写输入等方面具有非常重要的应用价值，在科学层面它还可以作为探测有机半导体内部的电荷传导、激子行为和自旋输运等微观过程的一种强有力的实验工具。近年来，尽管OMFE已经得到了长足的发展，但是仍有许多科学问题等待科研工作者去理解和挖掘。例如：对于OMFE的物理机制人们还存在很大争议；另一方面，如何利用OMFE来揭示OLED中对光-电转换效率“有用”或“无用”的物理过程，该方面的探索也还尚未引起人们的重视。目前，对OMFE机制的争论，主要集中在“电子-空穴对模型”、“双极化子模型”和“三线态激子-电荷作用模型”这三种解释上。而这三个模型的一个争论焦点就是：磁场到底影响的是激发态过程，还是载流子的迁移率？激基复合物（分子间CT态）的空穴和电子分别局域在不同分子上，其发光对应着分子间电子-空穴对的直接复合过程，因此它是论证“电子-空穴对模型”的理想对象。实验发现，NPB:(dppy)BF激基复合物的MEL要比NPB激子的MEL大2.7倍，而且线型可以用一个“非洛伦兹”线型拟合得很好，这就为“电子-空穴对模型”提供了直接的实验证据。另外，有、无磁场情况下瞬态电致发光曲线的上升沿重合得很好、而缓慢下降沿却彼此分开，说明磁场没有影响载流子的迁移率，而是影响了载流子的复合过程，这就证实了“电子-空穴对模型”在器件开启状态下是主导机制，而“双极化子模型”和“三线态激子-电荷作用模型”等迁移率模型则不占主导。在论证物理模型的基础上，我们就可以用MEL作为研究工具，来探索激基复合物中单、三态的相互转换过程，进而揭示制约激基复合物器件电致发光效率的因素。在激基复合物中，由于电子、空穴之间的空间距离较远，它的自旋交换能很小。这样，单线态就很容易向三线态进行转换（S→T）。通过对比m-MTDATA:Alq3激基复合物器件的MEL和NPB/Alq3激子器件的MEL，我们发现，基于激基复合物的MEL表现为正的效应，并且它的值要比基于激子的MEL大3.2倍，说明激基复合物会比激子存在更显著的S→T转换。该转换会导致单线态激子数目的减少，是激基复合物器件电致发光效率普遍较低的一个重要原因。MEL的实验结果也说明，抑制OLED中S→T的转换，对进一步提高器件的光-电转换效率具有重要意义。除了抑制S→T的转换，实现三线态激子向单线态激子的上转换（T→S），对荧光OLED中三线态激子的有效利用、设计高效率器件同样具有重要的意义。通常有两种途径可以实现T→S的上转换：一种是反向系间窜越过程（RISC），另一种是三线态-三线态相互淬灭过程（TTA）。由于这两种过程都产生延迟荧光，因此传统的时间分辨光谱很难区分这两种过程。但是，RISC和TTA的MEL响应曲线则有明显的不同：在RISC占主导的DCJTB器件中，MEL表现为在低磁场范围（<40mT）内快速下降，而后在高磁场范围（>40mT）饱和的特点。而在TTA占主导的Rubrene器件中，MEL则表现为在低磁场范围（<20mT）内有个很小的增加，而后在高磁场范围（>20mT）呈现出很大的下降的趋势。该实验结果说明，MEL响应能够成为RISC和TTA的“指纹性”特征谱，同时也能为揭示其它自旋相关的相互转换过程提供强有力的实验证据。在追求更高的光-电转换效率的同时，如何降低器件的效率滚降也是OLED研究者们努力思考的问题。先前，人们都是通过优化器件结构或者改善器件工艺，使载流子注入和传输更加平衡，从而达到抑制效率滚降的目的。与此方法不同，我们报道了一种基于dithienylbenzothiadiazole（二噻吩苯并噻二唑）的热致延迟荧光（TADF）材料red-1b，它在材料性质上能够同时满足RISC和TTA的要求。在优化的red-1b器件中，我们实现了31.25%的高激子利用率以及相对较低的效率滚降（在8000cd/m2亮度时仅27%效率滚降）。基于Guassion09理论模拟的前线轨道能级和溶剂化效应，显示red-1b具有分子内电荷转移态特征，从而能进行RISC过程；同时red-1b不同组态的激子的能量满足：S1<2T1<Tn，说明red-1b可以通过TTA作用有效地产生单线态激子。最后，MEL为我们论证了RISC和TTA在总发光中的贡献，以及它们分别在高激子利用率和低效率滚降中扮演的角色。本工作为将来设计高效率、高稳定性的有机荧光材料提供了一种新的思路：即结合RISC和TTA这两种激子过程的特点，在低电流下通过RISC获得高的激子利用率、在大电流下通过TTA抑制器件的效率滚降。