當電子與空穴復合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍光。因化學(xué)性質(zhì)又分有機發(fā)光二極管OLED和無(wú)機發(fā)光二極管LED。

這種電子元件早在1962年出現，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)及紫外線(xiàn)，光度也提高到相當的光度。而用途也由初時(shí)作為指示燈、顯示板等；隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛地應用于顯示器和照明。

發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結組成，也具有單向導電性。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(cháng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線(xiàn)很陡，使用時(shí)串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)二極管的電流。

發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱(chēng)為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時(shí)會(huì )把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發(fā)光。當它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線(xiàn)，光的強弱與電流有關(guān)。

LED發(fā)光強度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來(lái)我們研究了LED的光強分布特性。這個(gè)參數實(shí)際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的小觀(guān)察角度。比如體育場(chǎng)館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對顯示屏處于較大角度的觀(guān)眾將看到失真的圖像。而且交通標志燈也要求較大范圍的人能識別。

按單顆LED的功率又可以分為小功率（0.3W以下）、中功率（0.3-0.5W）、大功率（1W及以上）三種，大功率的模組比小功率在亮度上更高，而且使用時(shí)間也更長(cháng)，是以后整個(gè)LED照明的發(fā)展趨勢，更具備實(shí)用性。