LED光源的概念及發展歷史
LED（Light Emitting Diode），又稱發光二極體，它是利用固體半導體晶片作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生複合，放出過剩的能量而引起光子發射產生光。套用半導體PN結髮光的原理製成的LED問世於20世紀60年代初，1964年首先出現紅色發光二極體，之後出現黃色LED。直到1994年，藍色、綠色LED才研製成功。1996年開發出白色LED。
LED發光原理
發光二極體主要有PN結晶片、電極和光學系統組成。起發光體—晶片的面積為10.2mil(1mil=0.0254平方毫米)，目前國際上出現大量晶片LED，其晶片面積達40mil。其發光過程包括三部分：正向偏壓下的載流子注入、複合輻射和光能傳輸。微小的半導體晶片被封裝在潔淨的環氧樹脂物中，當電子經過該晶片時，帶負電的電子移動到帶正電的空穴域並與之複合，電子和空穴消失的同時產生光子。電子和空穴之間的能量（帶隙）越大，產生的光子的能量就越高。光子的能量反過來與光的顏色對應，可見光的頻譜範圍內，藍色光、紫色光攜帶的能量最多，桔色光、紅色光攜帶的能量最少。由於不同的材料具有不同的帶隙，從而能夠發出不同顏色的光。
LED的主要特點
3.1 發光效率高：LED經過幾十年的技術改良，其發光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦，螢光燈50～70流明/瓦，鈉燈90～140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經改良後將達到達50～200流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發出有色可見光。3.2 耗電量少： LED單管功率0.03～0.06瓦，採用直流驅動，單管驅動電壓1.5～3.5伏，電流15～18毫安，反應速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，螢光燈管的二分之一。
3.3 使用壽命長： 採用電子光場輻射發光，燈絲髮光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而採用LED燈體積小、重量輕，環氧樹脂封裝，可承受高強度機械衝擊和震動，不易破碎。平均壽命達10萬小時。光衰為初始的50%。LED燈具使用壽命可達5～10年，可以大大降低燈具的維護費用，避免經常換燈。
3.4 安全可靠性強：能精確控制光型及發光角度，光色柔和，無眩光；不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質。內置微處理系統可以控制發光強度，調整發光方式，實現光與藝術結合。
3.5 有利於環保： LED為全固體發光體，耐震、耐衝擊不易破碎，廢棄物可回收，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發成輕便薄短小型照明產品，也便於安裝和維護。
3.6 回響時間短： 白熾燈的回響時間為毫秒級，LED燈的回響時間為納秒級。
3.7價格： LED的價格比較昂貴，較於白熾燈，幾隻LED的價格就可以與一隻白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由300～500隻二極體構成。
