制造高效OLED器件，需要重点研究的领域是OLED发光机制、发光色彩

OLED的发光原理与LED相似，在两电极之间夹上有机发光层，当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光。LED是利用三、五族材料(如Ga、In、P等)的电子及空穴结合过程的能阶转换产生光子发光，使用不同的材料会释放不同的能阶而产生不同颜色的光。而OLED发光的原理为在所施加偏压作用下，载体的电子和空穴分别由阴极和阳极注入且在电场的作用下向相反方向的移动，当电子和空穴进行再结合时将产生发光现象。OLED发光的色彩取决于器件内具有萤光特性的有机材料，若添加少量的客发光体（GuestEmitter）于多量的主发光体（HostEmitter）中将可提升其发光效率，并使发光的色彩涵盖整个可见光区域。OLED材料采用有机物质，其优点是被有机材料吸收的光子，其频率大部分落在可见光频谱外，故OLED显示器在工作时可以产生高效率的光。

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制造高效OLED的一个重要的研究方面是OLED的发光机制，它首先要解决的就是有机发光材料的能带结构。绝大多数有机电致发光材料属于有机半导体，它们长程无序，短程有序，分子间的相互作用是范德瓦尔斯力，分子内电子的局域性强，属于非晶固体，这种结构对电子的传输不利，但有机半导体具有光吸收及其电导率与温度成反比的关系，表明有机半导体也存在能带结构。无机半导体材料的结构特征是原子周期性排列，即长程有序，通过原子轨道的强交换作用形成导带和价带，外层电子可在整个晶体中运动，电荷传输容易。上述分析表明有机半导体的能带结构不能直接套用无机半导体的能带结构，需借用无机半导体的能带理论来表征。

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有机半导体的能带结构可考虑为每个分子有多个原子组成，由各原子轨道线性组合形成分子轨道时，轨道的数目不变，但能级发生变化。两个能级相近的原子轨道组合成分子轨道时，总要产生一个能级低于原子轨道的成键轨道和一个能级高于原子轨道的反键轨道。多个成键轨道或反键轨道之间交叠、简并，从而形成了一系列扩展的电子态，即电子能带。其中成键轨道中最高的被占据分子轨道(HighestOccupiedMolecularOrbits)被称为HOMO，反键轨道中最低的未被占据分子轨道(LowestUnoccupiedMolecularOrbits)被称为LUMO。与无机半导体晶体的能带相比较，可以把有机半导体中的成键轨道比作无机半导体的价带，反键轨道比作导带，HOMO则是价带顶，LUMO是导带底，这就是有机半导体的能带结构。

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而目前发光效率较佳、普遍被使用的是多层PM-OLED结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层（HoleInjectLayer；HIL）、空穴传输层（HoleTransportLayer；HTL）、电子传输层（ElectronTransportLayer；ETL）与电子注入层（ElectronInjectLayer；EIL）等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀（Evaporate）加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。

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由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成后，需经过封装保护处理。PM-OLED虽需由数层有机薄膜组成，但有机薄膜层厚度约仅1,000～1,500?(0.10～0.15μm)，整个显示板在封装加干燥剂(Desiccant)后总厚度不到200μm，具轻薄之优势。

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OLED属于载流子双注入型发光器件，释放出来的辐射光可透过玻璃或塑料基板从ITO透明阳极一侧观察到，光亮的阴极还对光起反射镜的作用。发光层材料成分不同，所发出光的颜色也就不同。通过选择不同的发光材料，可以得到红光、蓝光和绿光，实现全彩显示，也可以产生白光。OLED的发光机制简单地说是由阴极注入的电子和阳极注入的空穴在发光层相互作用形成受激的激子，激子从激发态回到基态时，将其能量差以光子的形式释放出来。