彩色化技術的突破是OLED發展的關鍵，OLED的彩色化方案主要有RGB三色發光法、以藍光材料為基礎的色變換法和以白光發光層搭配彩色濾光片的白光法等，目前主要採用三色發光法和白光加濾光片法。

C。W。Tang成功製備的有機小分子發光器件的發光顏色為綠色，目前綠色OLED器件已進入了實用化階段。進一步研發的目標是實現彩色顯示。目前彩色實用化技術有兩種方案，一種是紅、藍、綠三基色方案，美國Princeton大學的Zilian Shen在1700Å的ITO上鍍12層膜構成Stacked-OLED可發出紅、藍、綠色光，而且可獨立控制，也可發出任意的混光。日本的先鋒公司用這種方案發展了全色OLED顯示；另一種是製成白色器件，再利用彩色濾光片得到紅、藍、綠及白色四種器件，能否得到穩定的紅、藍、綠及白色的器件關係到能否真正應用的問題，目前這四種器件的研究都非常活躍。

一般來說，使用彩色濾光片的方式無需分塗發光材料，因而最易於實現玻璃底板的大型化。但擴大色彩表現範圍需要增加RGB三色材料成膜的厚度。而且，彩色濾光片會增加光吸收量，有損OLED的優勢之一的面板亮度指標。在這種情況下，要想獲得與分塗方式相同的亮度，就必須提高白色發光材料的亮度，這除了會增加功耗，還會縮短壽命。也就是說，色彩表現範圍的擴大與功耗、壽命是相互矛盾的關係。

柯達試製的8。1英寸產品在擴大彩色濾光片的色彩表現範圍的同時，解決了以上問題。試製品的色彩表現範圍高達NTSC比100％。對於功耗，如果使用最新白色材料，8。1英寸面板的功耗不足2W。而同尺寸LCD面板的功耗為2～4W左右，作為產品完全可以與其競爭。另外，由於元件的結構是光線從TFT一側射出的底部發光型，因此，彩色濾光片需要在TFT底板上形成。

這些特性的提高主要歸功於兩個原因，一是在照明用途開發的帶動下，白色材料的發光效率得到了大幅提升。柯達採用的白色材料電流轉換效率約為50cd/Å，自2007年起，每年的提升幅度為50％。另一個原因是採用了W-RGBW自主亞畫素排列，並對驅動方法進行了改進。與使用傳統的RGB三色彩色濾光片相比，這種方式能夠兼顧低功耗化和色彩表現效能。具體來說，該方式是把RGB和W（白）這四種亞畫素作為1個畫素來顯示彩色畫面的。由於W部分沒有濾光片，因此，顯示全白畫面時，其功耗低於傳統方式。而且，顯示特定顏色時只需使用W與RGB三色中的兩色。其餘一色可以不發光，有助於延長壽命。

每個畫素在RGB三個子畫素的基礎上追加了一個白色（W）子畫素，也就是說由總計4個子畫素構成一個畫素。使用時則是將3種子畫素結合起來進行色彩顯示，這樣一來在這些子畫素中就一定會用到W子畫素。也就是說以GBW、BRW、RGW這樣的組合方式來使用。W子畫素的發光效率高達12。5cd/Å，分別約為R的5倍、G的2倍、B的11倍，所以與只使用RGB相比，電源利用效率就得到了提高。

荷蘭皇家飛利浦電子成功開發了576×324畫素的13英寸OLED面板，其採用的是噴墨技術來塗布高分子有機EL材料。透過將4只20英寸低溫多晶矽TFT底板粘到一起試製出了上述產品，利用噴墨技術一次性形成了OLED材料層。