半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用命，低光視效能的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。

壽命長：LED為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，抗震動，燈體內(nèi)也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達6萬~10萬小時，是傳統(tǒng)光源使用壽命的10倍以上。LED性能穩(wěn)定，可在-30~+50°C環(huán)境下正常工作。
多變換：LED光源可利用紅、綠、藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256X256X256（即16777216）種顏色，形成不同光色的組合。LED組合的光色變化多端，可實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。
高新技術：與傳統(tǒng)光源的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功地融合了計算機技術、網(wǎng)絡通信技術、圖像處理技術和嵌入式控制技術等。傳統(tǒng)LED燈中使用的芯片尺寸為0.25mmX0.25nm，而照明用LED的尺寸一般都要在1.0mmX1.0mm以上。LED裸片成型的工作臺式結構、倒金字塔結構和倒裝芯片設計能夠改善其發(fā)光效率，從而發(fā)出更多的光。LED封裝設計方面的包括高傳導率金屬塊基底、倒裝芯片設計和裸盤澆鑄式引線框等，采用這些方法都能設計出高功率、低熱阻的器件，而且這些器件的照度比傳統(tǒng)LED產(chǎn)品的照度更大。
一個典型的高光通量LED器件能夠產(chǎn)生幾流明到數(shù)十流明的光通量，更新的設計可以在一個器件中集成更多的LED，或者在單個組裝件中安裝多個器件，從而使輸出的流明數(shù)相當于小型白熾燈。例如，一個高功率的12芯片單色LED器件能夠輸出200lm的光能量，所消耗的功率在10~15W之間。