LED (Light Emitting Diode), um diodo emissor de luz, é um dispositivo semicondutor de estado sólido que pode converter energia elétrica em luz visível. Ele pode converter diretamente eletricidade em luz. O coração do LED é um chip semicondutor. Uma extremidade do chip é presa a um suporte, uma extremidade é um pólo negativo e a outra extremidade é conectada ao pólo positivo da fonte de alimentação, de modo que todo o chip é encapsulado por resina epóxi.
O chip semicondutor é composto de duas partes. Uma parte é um semicondutor do tipo P, no qual os buracos são dominantes, e a outra extremidade é um semicondutor do tipo N, no qual os elétrons são dominantes. Mas quando esses dois semicondutores são conectados, uma junção PN é formada entre eles. Quando a corrente atua no chip através do fio, os elétrons serão empurrados para a área P, onde os elétrons se recombinarão com os buracos, e então emitirão energia na forma de fótons. Este é o princípio da emissão de luz LED. O comprimento de onda da luz, ou seja, a cor da luz, é determinado pelo material que forma a junção PN.
O LED pode emitir diretamente luz vermelha, amarela, azul, verde, verde, laranja, roxa e branca.
No início, o LED foi usado como fonte de luz indicadora de instrumentos e medidores. Mais tarde, vários LEDs de cores claras foram amplamente utilizados em semáforos e displays de grandes áreas, produzindo bons benefícios econômicos e sociais. Pegue a lâmpada vermelha de sinal de trânsito de 12 polegadas como exemplo. Nos Estados Unidos, a lâmpada incandescente de 140 watts com longa vida útil e baixa eficiência luminosa foi originalmente usada como fonte de luz, que produzia 2.000 lúmens de luz branca. Depois de passar pelo filtro vermelho, a perda de luz é de 90%, deixando apenas 200 lúmens de luz vermelha. Na lâmpada recém-projetada, a Lumileds usa 18 fontes de luz LED vermelhas, incluindo perda de circuito. O consumo total de energia é de 14 watts, o que pode produzir o mesmo efeito luminoso. Lâmpada de sinal de automóvel também é um campo importante de aplicação de fonte de luz LED.
Para iluminação geral, as pessoas precisam de mais fontes de luz branca. Em 1998, o LED branco foi desenvolvido com sucesso. Este LED é feito empacotando o chip GaN e a granada de alumínio ítrio (YAG) juntos. O chip GaN emite luz azul（ λ P=465nm, Wd=30nm), o fósforo YAG contendo Ce3 plus sinterizado em alta temperatura emite luz amarela após ser excitado por esta luz azul, com um valor de pico de 550n lâmpada LED m. O substrato de LED azul é instalado na cavidade de reflexão em forma de tigela, coberta com uma fina camada de resina misturada com YAG, cerca de 200-500nm. A luz azul do substrato do LED é parcialmente absorvida pelo fósforo, e a outra parte da luz azul é misturada com a luz amarela do fósforo para obter a luz branca.
Para o LED branco InGaN/YAG, alterando a composição química do fósforo YAG e ajustando a espessura da camada de fósforo, várias luzes brancas com temperatura de cor de 3500-10000K podem ser obtidas. Este método de obtenção de luz branca através do LED azul possui estrutura simples, baixo custo e alta maturidade tecnológica, por isso é amplamente utilizado.