實現OLED色彩的一種方法是采用不同的有機發光聚合物，可獲得發出不同顏色的光的OLED器件，還有一種方法是采用摻雜熒光材料以得到各種不同的顏色。而熒光材料還可以改善器件的發光效率，使譜線變窄。有了發出不同顏色發光的OLED后，就可以組成一個紅綠藍的像素。概括來說，材料和工藝的多樣性讓OLED有多種途徑可以實現彩色顯示。最典型的有如下幾種方式：
①采用特殊的材料，能夠在不同的驅動電壓下顯示不同的色彩。
②采用激光共振方式實現彩色顯示。
③采用多層化結構法可以提高OLED顯示器的像素精細度， Princeton大學與UDC研發的透明OLED顯示面板技術就是建立在此一技術上。其目前的缺點是由于膜層數目的增加，相對的在制程上的薄膜成長控制困難度也會增加，造成OLED顯示器可靠度下降。
④使用發出藍色光線的材料，再激發熒光物質發出各種色彩的光線。而利用熒光和變色裝置，或者用傳播介質來代替濾光片來獲得彩色的辦法更好一些。這時，藍光器件發射出的藍光通過變色介質（CCM）后變成綠光或者紅光。如果這種變色介質的轉換能力強的話，這種辦法對光線的利用率比使用濾光片更高。
⑤將紅、綠、藍三色發光膜重迭起來，構成彩色像素。采用積層色轉換法可以改善像素并置法中，R、G、B三種顏色需要不同大小的發光電流，造成驅動IC設計難度提高的問題。積層色轉換法OLED的基本結構如圖2-21所示。由于積層色轉換法驅動電路設計較容易，因此在AM-OLED中表現了較佳的特性。
⑥將不同材料發出紅、綠、藍三色，像CRT顯示器一樣，由三色像素拼接成一個彩色像素，因為可以和LCD的某些制造工藝兼容，這是目前最常用的方法。像素并置法是目前發展最成熟的OLED全彩化技術，不論高分子還是小分子OLED皆以此一技術為全彩化的基礎。像素并置法具有高發光效率，以及高穩定度等特性，而目前發展的方向在小分子方面則是朝向基板大型化以及像素精細化的方向發展，像素并置法OLED得基本結構如圖2-22所示。由于在效率上具有優勢，其余特性也有一定水準，因此此一技術為目前廠商的主要發展方向。
⑦采用發出白光的材料，像LCD顯示一樣，通過三色濾色片形成彩色像素；這種方法可以在發光器上涂上多層染料，這樣它就會發出白光。用與LCD類似的彩色濾光片能夠制造出紅、綠、藍三像素，這些濾光片能放置在單獨的平板上，利用影印成像法，覆蓋在白色發射器陣列上。這是最簡單的生產彩色OLED顯示器的辦法，但是因為只有三分之一的白光能通過彩色濾光器，因此這種方法會浪費一些光能。