OLED发光大致包括以下5个基本物理过程：

1、电子和空穴注入。在外加电场的作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机薄膜层注入。

2、载流子的迁移。注入的电子和空穴分别从电子输送层和空穴输送层向发光层迁移。

3、载流子的复合。电子和空穴复合产生激子。

4、激发态能量通过辐射跃迁，产生光子，释放出能量。

对OLED的发光机理主要在以下三方面开展研究：

1、电极与有机物的界面。降低有机物与金属阴极界面势垒可以改善OLED的性质，对于ITO阳极，可采用化学掺杂的方法，改善界面，降低注入载流子的势垒。

2、电荷的注入和传输。主要是建立电荷注入模型及空间电荷限制电流模型等。为了实现复合，由阳极注入有机物的空穴数应和阴极注入的电子数相等。

3、电子-空穴的复合及发光。OLED器件的关键就是电子-空穴的复合，可用Langevin理论模拟这一电荷的复合过程。

有机发光的机理尚未完善，人们还在不断的研究中。有机发光的颜色取决于发射层有机物分子的类型，生产商会在同一片OLED上放置几种有机薄膜，这样就能构成彩色显示器。光的亮度或强度取决于施加电流的大小，电流越大，光的亮度就越高。