在量子跃迁理论中，当选择忽略分子中电子的自旋轨道相互作用时，波函数中的电子自旋项可以被单独提取出来，跃迁概率正比于初末分子自旋态的内积，因此只有跃迁前后分子的自旋保持不变，跃迁概率才不为0，跃迁才有可能发生。基于此，自旋为0的单线态激子可以通过辐射跃迁回到分子基态（自旋为0），而三线态激子到基态的跃迁受到了自旋禁阻。然而事实上，所有的分子中都存在不同程度的自旋轨道相互作用，将自旋轨道耦合项加入计算会发现自旋不同的分子态之间也可以存在微小的跃迁概率。通常由轻原子构成的有机发光材料多为荧光材料，这是因为分子的自旋轨道相互作用较弱，三线态激子辐射跃迁回基态的概率极小，可视为对发光没有贡献。根据统计规律，载流子电致注入后复合形成的激子中单线态和三线态的比例为1∶3，只有占激子总数25%的单线态激子可以被利用，另外75%的三线态激子则被浪费，因此器件内量子效率的理论极限仅为25%。

1998年，美国普林斯顿大学的S.R.福雷斯特（Stephen Ross Forrest，1950～ ）等人将磷光材料引入有机电致发光器件，首次实现了高效率的有机电致磷光发光。有机磷光材料通常是含有重原子的有机金属配合物，具有很强的自旋轨道相互作用，因此可以解除不同自旋态之间的跃迁禁阻，使单线态激子到三线态激子的系间窜越和三线态激子到基态的辐射跃迁都能够高效进行。除了75%的原生三线态激子外，另外25%的单线态激子也可以通过系间窜越转变为三线态激子实现磷光发光，因此有机电致磷光器件可以实现100%的内量子效率。有机电致磷光的机制原理和能级结构如图所示。

有机电致磷光的机制原理和能级结构

有机电致磷光器件自诞生后发展迅猛，由于具有100%的理论内量子效率的绝对优势，成为有机电致发光商业化应用的主要技术选择。有机磷光器件一般采用掺杂发光的机制，一方面是由于磷光材料中通常含有贵金属元素，致使材料本身较为昂贵，采用掺杂发光可以减少磷光材料使用量，降低器件的制备成本；另一方面，选择掺杂发光可以扩展器件结构设计和材料选择的空间，提高器件性能和寿命，或实现叠串器件、白光器件等具有复杂结构的特殊功能器件。

在有机磷光材料的设计和选择方面的研究主要集中在含有铱、铂、铜等元素的有机金属配合物，其中铱配合物被认为最具潜力。