有機發光二極管（Organic Light Emitting Display，OLED）技術是處于早期發展階段的相對較新技術，同場致發射（FE）、電致發光（EL）技術一樣，OLED也屬于發光型微顯技術。與LCD和LCOS相比，OLED在頭戴顯示器的應用有非常大的優勢：清晰鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等，是頭戴式顯示器發展的一大推動力。例如，四川虹視顯示技術有限公司的HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E頭戴顯示器就采用了OLED微顯示技術，其驅動芯片采用晶門科技的SSD13XX、SES114、LDS517等驅動IC，能夠提供近100萬像素的清晰立體影像，加上附設在神奇幻像鏡兩側的立體聲耳機，感覺好似于中央座位欣賞立體影片。
OLED顯示器可以使用小有機分子或聚合物，其模塊結構上有硅基片和發光材料層。從整個顯示市場來看，其可溶解的發光聚合物有主要優勢，因為它無需溫度受控的真空環境就可容易地沉淀到顯示襯底上的溶液中（如通過旋轉涂覆或噴墨印刷）。
與小分子OLED相比，聚合物技術（Polymer OLED，簡稱為P-OLED）允許制造更大屏幕尺寸的顯示器，也可在更低的電壓下工作，而且比基于小分子的顯示器功耗更低，因為它無需真空淀積處理所需的遮蔽掩模，如Micro Emissive Displays（MED）公司推出的eyescreen技術。
同時，一種新技術——主動矩陣有機發光二極管（AMOLED）能在硅基片上用淀積法生成有機發光層已經出現，可以實現完全透明的眼鏡型設計，不過尚處于商業化生產的初期階段，主要開發商有美國eMagin公司。
根據行業研究公司NanoMarkets LC數據，有機電子技術正在迅速地走出實驗室并進入實際應用，如OLED、有機薄膜晶體管和其它由有機材料制成的顯示器產品市場將從2007年的14億美元大幅增長到2012年的197億美元，并繼續在2014年實現344億美元的營收。到2012年，OLED工業（包括顯示器、標識牌和照明應用）市場有望增長到108億美元。
