Princíp fungovania displeja OLED je založený na technológii organických svetelných{{0} diód (OLED), ktorá sa od tradičného LCD displeja líši tým, že nevyžaduje podsvietenie. Displeje OLED používajú veľmi tenký povlak organického materiálu a sklenený substrát (alebo flexibilný organický substrát).
Tieto organické materiály vyžarujú svetlo, keď nimi prechádza elektrický prúd. Obrazovky OLED môžu byť ľahšie a tenšie, poskytujú väčšie pozorovacie uhly a môžu výrazne ušetriť spotrebu energie.
Mechanizmus-vyžarovania svetla a proces obrazoviek OLED zahŕňajú vstrekovanie elektrónov a otvorov z katódových a anódových pólov. Injektované elektróny a diery sú transportované v organickej vrstve a rekombinujú sa vo vrstve vyžarujúcej svetlo-, čím vzrušujú molekuly vo vrstve vyžarujúcej svetlo- a vytvárajú singletové excitóny. Jedno{5}}stavové excitačné žiarenie zoslabuje a vyžaruje svetlo, čo je základný princíp technológie OLED.
Každý pixel OLED displeja možno chápať ako samostatne ovládanú guľôčku lampy. Preto nie je potrebné osvetľovať celú vrstvu podsvietenia, keď je požadovaný displej ako LCD obrazovka. Namiesto toho je potrebné zapnúť iba pixely, ktoré je potrebné zobraziť. Táto charakteristika poskytuje OLED displejom významné výhody v kontraste, pozorovacom uhle, rýchlosti odozvy a flexibilnom zobrazení.