LED (Light Emitting Diode), світловипромінюючий діод, є твердотільним напівпровідниковим пристроєм, який може перетворювати електричну енергію у видиме світло. Він може безпосередньо перетворювати електроенергію в світло. Серцем світлодіода є напівпровідниковий чіп. Один кінець мікросхеми прикріплений до кронштейна, один кінець є негативним полюсом, а інший кінець підключений до позитивного полюса джерела живлення, так що вся мікросхема покрита епоксидною смолою.
Напівпровідниковий чіп складається з двох частин. Одна частина — напівпровідник Р-типу, в якому домінують дірки, а інший кінець — напівпровідник N-типу, в якому переважають електрони. Але коли ці два напівпровідники з'єднані, між ними утворюється PN-перехід. Коли струм діє на чіп через дріт, електрони будуть виштовхуватися в область P, де електрони рекомбінуються з дірками, а потім випромінюють енергію у вигляді фотонів. Це принцип випромінювання світлодіодів. Довжина хвилі світла, тобто колір світла, визначається матеріалом, який утворює PN-перехід.
Світлодіод може безпосередньо випромінювати червоне, жовте, синє, зелене, зелене, оранжеве, фіолетове та біле світло.
Спочатку світлодіод використовувався як джерело індикатора світла приладів і лічильників. Пізніше різні світлі світлодіоди широко використовувалися у світлофорах і дисплеях великої площі, створюючи хороші економічні та соціальні вигоди. Візьмемо для прикладу 12-дюймовий червоний світлофор. У Сполучених Штатах як джерело світла спочатку використовувалася лампа розжарювання потужністю 140 Вт із тривалим терміном служби та низькою світловою ефективністю, яка виробляла 2000 люменів білого світла. Після проходження через червоний фільтр втрата світла становить 90 відсотків, залишаючи лише 200 люменів червоного світла. У нещодавно розробленій лампі Lumileds використовує 18 червоних світлодіодних джерел світла, включаючи втрату в ланцюзі. Загальна споживана потужність становить 14 Вт, що може створити такий самий світловий ефект. Автомобільна сигнальна лампа також є важливою сферою застосування світлодіодних джерел світла.
Для загального освітлення людям потрібно більше джерел білого світла. У 1998 році білий світлодіод був успішно розроблений. Цей світлодіод виготовляється шляхом упаковки чіпа GaN та ітрій-алюмінієвого гранату (YAG). Чіп GaN випромінює синє світло（ λ P=465нм, Wd=30нм), люмінофор YAG, що містить Ce3 плюс спечений при високій температурі, випромінює жовте світло після збудження цим синім світлом з піковим значенням Світлодіодна лампа 550n м. Синя світлодіодна підкладка встановлюється в чашоподібну відбиваючу порожнину, покриту тонким шаром смоли, змішаної з YAG, приблизно 200-500 нм. Синє світло від світлодіодної підкладки частково поглинається люмінофором, а інша частина синього світла змішується з жовтим світлом від люмінофора, щоб отримати біле світло.
Для білого світлодіода InGaN/YAG змінюючи хімічний склад люмінофора YAG і регулюючи товщину шару люмінофора, можна отримати різні білі світла з колірною температурою 3500-10000K. Цей метод отримання білого світла через синій світлодіод має просту структуру, низьку вартість і високу технологічну зрілість, тому він широко використовується.