OLED发光材料的分类有多种，根据发光方式来分，可分为荧光发光材料和磷光发光材料。从材料的发光机制来看，根据所有原子旋转可能性组合，可以产生四种类型的激子旋转分布状态：一种非对称性的单线态激子旋转方式和三种对称性的三线态激子旋转方式。前者为荧光发光材料的发光机制，后者为磷光发光材料的发光机制。
荧光材料：在大多数情况下，单线态激子由于其快速重组速度比较高，使其发光效率相比三线态激子要优越得多。因此，注入载体将集中在一起，只能通过单一激子发光，而不能通过另外三种三线态激子发光。荧光材料成本更低，但发光效率差。载入电压产生的电能中，只有25%的光能够用于发光，剩余75%则转化成热能释放了。
磷光材料：注入一种重金属（铱Ir、铂Pt、铕Eu、锇Os）原子之后，由于重金属原子的自旋轨道耦合，使得单线态激子和三线态激子的复合率比较接近。由于注入载体能均匀分布于四种激子旋转分布状态，因此，在四种状态下都可以实现发光。磷光材料在发光过程中可以充分利用单线态和三线态激子的能量，因此理论上其量子效率可达到100%，而且还能够将荧光材料浪费掉的转化成热能的75%能量全部转化成光能。这大大提高了OLED器件的发光效率，是目前业界使用比较广的发光材料。
另外，荧光材料和磷光材料在发光现象上还有一个区别，即激发光停止照射后荧光会立即消失，而磷光则会持续一段时间。
相比荧光材料来说，磷光材料表现出了非常明显的优势。在OLED材料的整体需求中，磷光材料比重一直在增加。红色磷光材料已经大规模应用在商业AMOLED设备中，供应商主要有美国UDC、日本东丽、住友化学、默克等。绿色磷光材料在三星GalaxyS4手机上开始扩大使用率，供应商主要有美国UDC、陶氏化学、出光兴产、住友化学、新日铁化学、斗山、默克和三星SDI等。但是蓝色磷光材料目前依然在开发当中，由于其在初始亮度的95%状态下最长不能超过1000小时，使用寿命短是制约蓝色磷光材料大规模应用的一大瓶颈。
