有机小分子器件所用的材料主要包括空穴传输层材料、电子传输层材料、发光层材料以及电极材料等。由于在器件中的功能不同，对这些材料的物理化学性能有不同的要求。
空穴传输层材料：主要是芳香胺类、吡唑咻类和咔唑类化合物。具有良好的空穴传输特性；具有较低的离化势，易于由阳极注入空穴；其激发能量高于发光层；具有良好的成膜性和较高的玻璃化温度，热稳定性好，可以用真空蒸发法形成致密的薄膜。
电子传输层材料：具有良好的电子传输特性；具有较低的电子亲和势，易于由阴极注入电子；其激发能量高于发光层；成膜性和化学稳定性良好。
发光层材料：要具有高效率的固态荧光，无明显的浓度淬灭现象；具有良好的化学稳定性好热稳定性，不与电极和载流子传输材料发生反应；材料易形成致密的非晶态薄膜且不易结晶；具有适当的发光波长；具有良好的电导特性及一定的载流子传输能力。小分子发光材料有8-羟基喹啉铝（Alq3）等。
电极材料：阴极主要采用以下几种形式，单层低功函数金属，如Mg、Ga、Li、Ag、Al、In等，其中最常用的是Al，原因是其稳定性和价格是首要的考虑因素；合金阴极，由于低功函数的金属化学性质活泼，容易氧化，常和稳定的金属一起共蒸形成合金，如Mg：Ag、Li：Al等；层状阴极，由一层绝缘材料和外面一层较厚的金属Al组成，如LiF/Al双层阴极，其电子注入效率和发光效率都有较大的提高。阳极绝大多数采用ITO玻璃，在可见光区有高透射率，高的红外反射率和良好的导电性能。
OLED显示屏的制备工艺，除TFT阵列之外，主要涉及薄膜工艺和表面处理技术。制备过程中的关键技术包括ITO基片的预处理、有机小分子功能薄膜的制备和预封装技术等。
ITO玻璃的选择、阳极界面漏电流和器件串扰等现象与ITO薄膜的质量密切相关，直接影响器件的寿命和稳定性，必须严格控制ITO薄膜的质量。其中有ITO薄膜的平整度、结晶性、择优取向特性、晶粒大小、晶界特性、表层碳和氧含量以及能级大小等。对ITO薄膜进行预处理是为了改变ITO的表面状态，使得ITO的表面能级与空穴传输层的能级相匹配。现在常用的ITO表面处理方法有紫外线—臭氧处理和等离子体处理两种。
有机功能薄膜的制备通常采用真空蒸镀沉积成膜，在真空中加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面逸出形成蒸汽流，淀积到衬底或基片的表面，凝结形成固态薄膜。在工艺过程中，材料的稳定性非常关键。
在OLED制备过程中的另一个关键技术就是封装。一般采用多层膜预封装，例如，用SiO2、MgF2和InO3膜等对器件进行预封装，然后再用环氧树脂和平板玻璃进行最终封装。预封装的目的是保护有机材料和金属电极不受水、氧的破坏，并使渗入封装内部的水、氧被再次隔离，延长器件寿命和提高稳定性。封装干燥剂，使渗入封装内部的水、氧和干燥剂反应吸收，一般在封装玻璃上蒸镀CaO和BaO干燥剂薄膜或者在封装玻璃上粘贴CaO和BaO干燥剂，对提高器件的寿命和稳定性是非常有效的。封装胶、紫外封装能量和温度以及加温时间直接影响器件的寿命和稳定性；氮气、氩气等不同封装气氛对器件的寿命和稳定性也有较大的影响，必须加以优化。
