有机发光二极管（Organic Light Emitting Display，OLED）技术是处于早期发展阶段的相对较新技术，同场致发射（FE）、电致发光（EL）技术一样，OLED也属于发光型微显技术。与LCD和LCOS相比，OLED在头戴显示器的应用有非常大的优势：清晰鲜亮的全彩显示、超低的功耗等，是头戴式显示器发展的一大推动力。例如，四川虹视显示技术有限公司的HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E头戴显示器就采用了OLED微显示技术，其驱动芯片采用晶门科技的SSD13XX、SES114、LDS517等驱动IC，能够提供近100万像素的清晰立体影像，加上附设在神奇幻像镜两侧的立体声耳机，感觉好似于中央座位欣赏立体影片。
OLED显示器可以使用小有机分子或聚合物，其模块结构上有硅基片和发光材料层。从整个显示市场来看，其可溶解的发光聚合物有主要优势，因为它无需温度受控的真空环境就可容易地沉淀到显示衬底上的溶液中（如通过旋转涂覆或喷墨印刷）。
与小分子OLED相比，聚合物技术（Polymer OLED，简称为P-OLED）允许制造更大屏幕尺寸的显示器，也可在更低的电压下工作，而且比基于小分子的显示器功耗更低，因为它无需真空淀积处理所需的遮蔽掩模，如Micro Emissive Displays（MED）公司推出的eyescreen技术。
同时，一种新技术——主动矩阵有机发光二极管（AMOLED）能在硅基片上用淀积法生成有机发光层已经出现，可以实现完全透明的眼镜型设计，不过尚处于商业化生产的初期阶段，主要开发商有美国eMagin公司。
根据行业研究公司NanoMarkets LC数据，有机电子技术正在迅速地走出实验室并进入实际应用，如OLED、有机薄膜晶体管和其它由有机材料制成的显示器产品市场将从2007年的14亿美元大幅增长到2012年的197亿美元，并继续在2014年实现344亿美元的营收。到2012年，OLED工业（包括显示器、标识牌和照明应用）市场有望增长到108亿美元。
