OLED显示组件由n型有机材料、p型有机材料、阴极金属和阳极金属组成。电子(空穴)由阴极(阳极)注入，通过n型(p型)有机材料传递到发光层(一般为n型材料)，再结合放光。一般来说，OLED元件制成的玻璃基板首先以ITO为阳极，然后以真空热蒸镀的方式依次镀上P型和n型有机材料，以及低功能函数的金属阴极。因为有机材料容易与水或氧作用，产生暗点，所以元件不亮。因此，真空涂装后，元件必须在无水、无氧的环境中包装。
在阴极金属和阳极ITO之间，广泛使用的元件结构一般可分为五层。从接近ITO的侧面来看，顺序是：空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层。
至于电子传输层，它是一种n型有机材料，具有较高的电子迁移率。当电子从电子传输层到空穴电子传输层介面时，由于电子传输层的最低不占用分子轨域远高于空穴传输层的LUMO，电子不易跨越这个能障进入空穴传输层，因此被阻挡在这个介面上。此时，空穴从空穴传输层传输到介面附近，与电子再结合，产生激子(Exciton)，Exciton以放光和非放光的形式释放能量。就一般的荧光材料系统而言，只有25%的电子空穴以放光的形式结合，其余75%的能量以放热的形式释放。近年来，磷光材料正在积极开发，成为新一代OLED材料。这些材料可以打破选择率的限制，提高内部量子效率，接近100%。
在两层元件中，n型有机材料，即电子传输层，也被用作发光层，其发光波长由HOMO和LUMO的能量差决定。但是好的电子传输层——即电子迁移率高的材料——不一定是放光效率好的材料。因此，目前的一般做法是将高荧光度的有机色素掺入电子传输层中靠近空穴传输层的部分，也称为发光层，其体积比约为1%至3%。掺杂技术开发是提高原材料荧光量子吸收率的关键技术，一般选用荧光量子吸收率高的染料。
传统上，阴极金属材料采用低功率函数金属材料(或合金)，如镁合金，使电子从阴极注入电子传输层。此外，一种常见的方法是导入一层电子注入层，它构成一种极薄的低功率函数金属卤化物或氧化物，如LiF或Li2O，可以大大降低阴极和电子传输层的能力，降低驱动电压。
由于穴位传输层材料的HOMO值与ITO之间仍存在差距，此外，ITO阳极在长时间运行后可能会释放氧气，破坏有机层并产生暗点。因此，在ITO和穴位传输层之间，插入穴位注入层，其HOMO值介于ITO和穴位传输层之间，有利于穴位注入OLED元件，其膜的特性可以阻止ITO中的氧气进入OLED元件，以延长元件的使用寿命。
