發(fā)光二極管，簡稱為LED，是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 [1] 發(fā)光二極管可地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。 [2] 這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，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，能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等； 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛地應(yīng)用于顯示器和照明。

LED初用于儀器儀表的指示性照明，隨后擴(kuò)展到交通信號燈。再到景觀照明、車用照明和手機(jī)鍵盤及背光源。后來發(fā)展出微型發(fā)光二極管(micro-LED)的新技術(shù)，其將原本發(fā)光二極管的尺寸大幅縮小，用可獨立發(fā)光的紅、藍(lán)、綠微型發(fā)光二極管成陣列排列形成顯示陣列用于顯示技術(shù)領(lǐng)域。微型發(fā)光二極管具有自發(fā)光顯示特性，比自發(fā)光顯示的有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting DiodeOLED)、壽命較長、材料不易受到環(huán)境影響而相對穩(wěn)定。 [9]

發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時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很陡，使用時串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的電流。

可以在高速開關(guān)狀態(tài)工作 我們平時走在馬路上，會發(fā)現(xiàn)每一個LED組成的屏幕或者畫面都是變化莫測的。這說明LED燈是可以進(jìn)行高速開關(guān)工作的。但是，對于我們平時使用的白熾燈，則達(dá)不到這樣的工作狀態(tài)。在平時生活的時候，如果開關(guān)的次數(shù)過多，將直接導(dǎo) 致白熾燈燈絲斷裂。這個也是LED燈受歡迎的重要原因。

LED燈還有一個的特點，就是反應(yīng)的速度比較快。只要一接通電源，LED燈馬上就會亮起來。對比我們平時使用的節(jié)能燈，其反應(yīng)速度更快，在打開傳統(tǒng)燈泡時，往往需要很長的時間才能照亮房間，在燈泡徹底的發(fā)熱之后，才能亮起來。 [3]

有的蟲子天性喜熱，白熾燈和節(jié)能燈在使用一段時間之后都會產(chǎn)生熱量，這個熱量正好是蟲子喜歡的，就容易吸引蟲子過來。這無疑會對燈表面帶來很多的污染物，而且，蟲子的排泄物還會使得室內(nèi)變得很臟。但是，LED燈是冷光源，不會吸引蟲子過來的，這樣，就不會產(chǎn)生蟲子的排泄物。所以說，LED燈更加的 “干凈”。 [3]

LED發(fā)光強度是表征它在某個方向上的發(fā)光強弱，由于LED在不同的空間角度光強相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強分布特性。這個參數(shù)實際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的小觀察角度。比如體育場館的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眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識別。

LED用作袖珍計算器。數(shù)字手表和電子儀表的數(shù)字顯示，一般為七段顯示。但對臺式計算器,更靈活的顯示方式（產(chǎn)生全文字-數(shù)字）是35點矩陣，其中LED裝成7×5陣列。35點矩陣價格較高、驅(qū)動電路復(fù)雜，其應(yīng)用不及七段顯示器件廣泛。 　光耦合器件 　GaAs（或GaAsP）LED和Si－PN結(jié)探測器相結(jié)合，可以制成許多新型器件，進(jìn)行光-電和電-光的傳遞，通常稱為光耦合器件。熟知的是光耦合隔離器，它高速、可靠并可提供高至2.5千伏的電隔離。GaAsLED與Si晶體管相結(jié)合制成穿孔卡片或磁帶的光電子讀數(shù)頭，比鎢絲燈徑向分布可靠、穩(wěn)定、抗震和功耗小。采用光耦合器件的汽車點火裝置，省油、易起動、工作平穩(wěn)。GaAlAs負(fù)阻發(fā)光二極管可用作發(fā)光開關(guān)、可控發(fā)光整流器和光波長轉(zhuǎn)換等。

通信、信息處理和光耦合等應(yīng)用要求LED有良好的方向性。適于光通信應(yīng)用的兩種主要光源是高輻射度LED和半導(dǎo)體注入激光器。LED穩(wěn)定、可靠、壽命長、驅(qū)動電路簡單、功率對溫度不敏感，廣泛用作中、短距離（鐵路、電力、交通、公安等）光通信系統(tǒng)的光源。GaAlAs－GaAs面發(fā)光管的帶寬為10～20兆赫，適用于二次群光通信系統(tǒng)(可傳輸120路電話),傳輸距離大于5公里。GaAlAs-GaAs快速邊發(fā)光管帶寬50～100兆赫，適用于三級群光通信系統(tǒng)(可傳輸480路電話)，傳輸距離數(shù)公里。InGaAsP-InP LED可用于更長距離(大于10公里)的傳輸系統(tǒng)。此外，LED還用于信息處理、圖像傳輸、測距和傳感等方面。