Принцип действия и механизм излучения органического светодиода аналогичны принципу действия и механизму излучения других типов светодиодов. Органический светодиод состоит из следующих элементов:

• подложки (пластиковой, стеклянной, фольги);
• катода, инжектирующего электроны в излучающий слой при прохождении тока;
• слоев органических материалов, один из которых проводит дырки, инжектируемые анодом (обычно состоит из полианилина), а второй — электроны, инжектируемые катодом; в нем и происходит излучательная рекомбинация носителей заряда;
• прозрачного анода, который при прохождении тока инжектирует дырки.

В качестве материала анода обычно используется оксид индия, легированный оловом (ITO), в качестве катода — металлы, такие, как алюминий и кальций, а в качестве светоизлучающих материалов — низкомолекулярные органические вещества и полимеры.

Основное применение органические светодиоды находят при создании устройств отображения информации, которые называются OLED-дисплеи.

Одно из важнейших применений — создание цветных дисплеев. По типу матрицы OLED-дисплеи разделяются на пассивно-матричные (PMOLED), элементы изображения которых формируются в точках пересечения перпендикулярных друг другу анодных и катодных полос, а управление осуществляется внешней схемой, и активно-матричные (AMOLED), управление которыми осуществляют тонкопленочные полевые транзисторы, формируемые в виде матрицы, располагаемой под анодной пленкой.

Существуют три варианта реализации цветных OLED дисплеев. В первом варианте в каждом элементе экрана используются три раздельных цветных эмиттера, т. е. три органических материала излучают свет базовых цветов — красный, зеленый и синий. Во втором варианте схемы используются три одинаковых белых эмиттера, излучающих через цветные фильтры. В третьем варианте применяются голубые эмиттеры и специально подобранные люминесцентные материалы для преобразования коротковолнового голубого излучения в более длинноволновое — зеленое и красное.