在OLED器件的研发中，需要突破的最重要的材料是发光材料
发光材料是OLED器件中最重要的材料，一般发光材料应该具备发光效率高、最好具有电子或空穴传输性能或者两者兼有、真空蒸镀后可以制成稳定而均匀的薄膜、它们的HOMO（Highest Occupied Molecular Orbital最高占有分子轨道）和LUMO（Lower Unoccupied Molecular Orbital最低未占分子轨道）能量应具有与相应的电极相匹配的特性。
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按化合物的分子结构，有机发光材料一般分为两大类：高分子聚合物(分子量10000～100000，通常是导电共轭聚合物或半导体共轭聚合物，可用旋涂方法成膜，制作简单，成本低，但其纯度不易提高，在耐久性，亮度和颜色方面比小分子有机化合物差)和小分子有机化合物（分子量为500～2000，能用真空蒸镀方法成膜）。这两种材料发光原理上相似，但这两种材料的制造方法是不同的。小分子有机化合物按分子结构又分为两类:
（1）有机小分子发光材料
主要为有机染料，具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，量子效率高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜色发射峰值等优点，但大多数有机染料在固态时存在浓度淬灭等问题，导致发射峰只变宽或红移，所以一般将它们以低浓度方式掺杂在具有某种载流子性质的主体中，主体材料通常与ETM和HTM层采用相同的材料。掺杂的有机染料应满足以下条件：
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·具有高的荧光量子效率。
·染料的吸收光谱与主体的发射光谱有较好的重迭，即主体与染料能量适配，从主体到染料能有效地传递能量。
·红绿蓝色的发射峰值尽可能窄，以获得好的色纯。
·稳定性好，能蒸发。
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红光材料主要有：罗丹明类染料如DCM，DCT，DCJT，DCJTB，DCJTI和TPBD等。绿光材料主要有：香豆素染料Coumarin6(Kodak公司第一个采用)，奎丫啶酮（quinacridone,QA）（先锋公司专利），六苯并苯(Coronene)，苯胺类(naphthalimide)。蓝光材料主要有：N-芳香基苯并咪唑类；1，2，4-三唑衍生物（TAZ）（也是ETM材料）；1，3-4-恶二唑的衍生物OXD-（P-NMe2）（高亮度；1000cd/m2）；双芪类(Distyrylarylene)；BPVBi(亮度可达6000Cd/m2)。
在小分子发光材料中，Alq3是直接单独使用作为发光层的材料。还有的是本身不能单独作为发光层，掺杂在另一种基质材料中才能发光，如红光掺杂剂DCJTB，绿光掺杂剂DMQA，蓝光掺杂剂BH1，BD1等。选择发光材料应满足下列条件：
·高量子效率的荧光特性，荧光光谱主要分布400～700nm可见光区域。
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·良好的半导体特性，即具有高的导电率，能传导电子或空穴或两者兼有。
·具有良好的成膜特性，在很薄(几十纳米)的情况下能形成均匀、致密、无针孔的薄膜。在薄膜状态下具稳定性，不易产生重结晶，不与传输层材料形成电荷转移络合物或聚集激发态。
·良好的热稳定性。
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（2）配合物发光材料
金属配合物介于有机与无机物之间，既有有机物的高荧光量子效率，又有无机物的高稳定性，被视为是最有应用前景的一类发光材料。常用金属离子有；Be2+、Zn2+、Al3+、Ca3+、In3+、Tb3+、Eu3+、Gd3+等主要配合物发光材料有：8-羟基喹啉类，10-羟基苯并喹啉类，Schiff碱类，羟基苯并噻唑（恶唑）类和羟基黄酮类等。