1989年美国材料物理学家和化学家邓青云（Ching W.Tang，1947-07-23～ ）等人首次将8-羟基喹啉铝（Alq₃）作为主体材料，用于传输电子。在有机电致发光器件中，主体材料一般需要有较高的三线态能级，从而将激子限制在客体材料中，防止发生激子由客体材料向主体材料的能量转移；主体材料要有与传输层匹配的最高占据分子轨道（highest occupied molecular orbital; HOMO）能级和最低未占据分子轨道（lowest unoccupied molecular orbital; LUMO）能级，从而降低空穴和电子向发光层传输时注入势垒，进而降低器件的启亮电压；主体材料要有较好的传输空穴和电子的能力，从而使空穴和电子进行有效的复合，并且将复合区域控制在发光层中；主体材料要有较好的热稳定性和形态稳定性，从而降低器件在运行过程中因为产热可能发生的相分离现象，延长器件的使用寿命。主体材料一般可分为电子传输型主体材料、空穴传输型主体材料及双极性主体材料。

电子传输型主体材料的结构中一般包含蒽二唑、二苯基膦氧化物等电子受体单元。首次用于磷光电致发光器件中的电子传输型主体材料为8-羟基喹啉铝（Alq₃），该材料具有低的三线态（T）能级从而限制了使用范围。大多数有机材料的电子迁移率比空穴迁移率差1～2个数量级，电子传输型主体材料阻挡空穴的能力和较大的电子迁移率有利于电荷在器件结构中转移。电子传输型单元结构如图1所示。

图1 电子传输型单元结构

相对于电子传输型主体材料，空穴传输型主体材料的种类较多。空穴传输型主体材料的结构中一般包含咔唑、三芳胺等电子给体单元。咔唑类空穴传输型主体材料因其三线态能级较高、空穴传输能力较好而普遍适用于有机发光器件中。咔唑类电子传输型材料以三(4-咔唑-9-基苯基)胺[Tris(4-carbazoyl-9-ylphenyl)amine; TCTA]、CBP、mCBP等典型材料为代表，均获得了高效率的有机电致发光器件。但是由于CBP材料的玻璃化转变温度较低，在器件工作中易发生结晶现象，因此会影响器件的整体效率。三芳胺类空穴传输型主体材料的三线态能级较高。相比于咔唑类空穴传输型主体材料，三芳胺类衍生物HOMO能级较高，以TCTA、TAPC、m-MTDATA为代表的三芳胺类空穴传输类材料已成为商用材料。空穴传输型单元结构如图2所示。

图2 空穴传输型单元结构

单一性载流子传输的主体材料在不足以满足器件结构的需要时，获得能够同时进行电子和空穴传输的双极性主体材料尤为重要。该类材料的结构中一般有电子给体和受体单元直接连接或通过苯环等桥进行连接。双极性主体材料需要满足的条件有：双极性性能可以调节空穴和电子的注入和传输的平衡；双极性主体材料需要具有较好的热稳定性能和形态稳定性来确保器件运行过程的稳定；双极性主体材料与邻近传输层材料要具备相匹配的HOMO和LUMO能级，用来降低电荷的注入势垒和器件的启亮电压；双极性主体材料需要具有较高的三线态能级，以便将激子限制在发光层中，阻止激子由客体材料向主体材料转移。利用双极性主体材料DPTPCz磷光器件表现出最大外量子效率为14.4%（蓝光器件）和21.2%（绿光器件），在10000坎/米²的高亮度下也能保持11.9%和20.0%的高效率。双极性主体材料中空穴和电子传输单元如图3所示。

图3 双极性主体材料中空穴和电子传输单元