發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型半導體之間有壹個過渡層，稱為P-N結。在壹些半導體材料的PN結中，註入的少數載流子與多數載流子復合時，多余的能量會以光的形式釋放出來，從而直接將電能轉化為光能。PN結加反向電壓時，少數載流子很難註入，所以不發光。這種利用註入電致發光原理制成的二極管稱為發光二極管，俗稱led。當處於正向工作狀態時(即兩端加直流電壓)，當電流從LED的陽極流向陰極時，半導體晶體發出從紫外到紅外不同顏色的光，光的強度與電流有關。
起初，LED被用作儀器儀表的指示光源。後來，各種光色的led廣泛應用於交通信號燈和大面積顯示屏，產生了良好的經濟效益和社會效益。以12寸紅色紅綠燈為例。在美國，最初采用140瓦的長壽命低光效白熾燈作為光源，產生2000流明的白光。通過紅色濾光片後，損失了90%的光，只剩下200流明的紅光。在新設計的燈具中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損耗，* * *消耗14瓦，可以產生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的壹個重要領域。
對於壹般照明，人們更需要壹個白色光源。1998白光LED研制成功。這種LED由GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝而成。GaN芯片發出藍光(λp=465nm，Wd=30nm)，高溫燒結的含Ce3+的YAG熒光粉被這種藍光激發後發出峰值為550nm的黃光。藍色LED基板安裝在碗狀反射腔內，覆蓋壹層薄薄的混有YAG的樹脂，約200-500nm。LED基板發出的壹部分藍光被熒光粉吸收，另壹部分藍光與熒光粉發出的黃光混合得到白光。現在對於InGaN/YAG白光LED，通過改變YAG熒光粉的化學成分，調整熒光粉層的厚度，可以獲得3500-10000K的各種白光。這種通過藍光LED獲得白光的方法由於結構簡單、成本低、技術成熟度高而被廣泛應用。