1、LED發(fā)光機(jī)理：PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當(dāng)加正向偏置電壓時勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U(kuò)散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結(jié)發(fā)光的原理。
2、LED發(fā)光效率：一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內(nèi)部量子效率，其實(shí)就是組件本身的電光轉(zhuǎn)換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質(zhì)）、組件的壘晶組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。而組件的取出效率則指的是組件內(nèi)部產(chǎn)生的光子，在經(jīng)過組件本身的吸收、折射、反射后，實(shí)際在組件外部可測量到的光子數(shù)目。因此，關(guān)于取出效率的因素包括了組件材料本身的吸收、組件的幾何結(jié)構(gòu)、組件及封裝材料的折射率差及組件結(jié)構(gòu)的散射特性等。而組件的內(nèi)部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是整個組件的發(fā)光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發(fā)展集中在提高其內(nèi)部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質(zhì)量及改變壘晶的結(jié)構(gòu)，使電能不易轉(zhuǎn)換成熱能，進(jìn)而間接提高LED的發(fā)光效率，從而可獲得70%左右的理論內(nèi)部量子效率，但是這樣的內(nèi)部量子效率幾乎已經(jīng)接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內(nèi)部量子效率是不可能提高組件的總光量的，因此提高組件的取出效率便成為重要的研究課題。目前的方法主要是：晶粒外型的改變——TIP結(jié)構(gòu)，表面粗化技術(shù)。
3、LED電氣特性：電流控制型器件，負(fù)載特性類似PN結(jié)的UI曲線，正向?qū)�通電壓的極小變化會引起正向電流的很大變化（指數(shù)級別），反向漏電流很小，有反向擊穿電壓。在實(shí)際使用中，應(yīng)選擇 。LED正向電壓隨溫度升高而變小，具有負(fù)溫度系數(shù)。LED消耗功率 ，一部分轉(zhuǎn)化為光能，這是我們需要的。剩下的就轉(zhuǎn)化為熱能，使結(jié)溫升高。散發(fā)的熱量（功率）可表示為 。
4、LED光學(xué)特性：LED提供的是半寬度很大的單色光，由于半導(dǎo)體的能隙隨溫度的上升而減小，因此它所發(fā)射的峰值波長隨溫度的上升而增長，即光譜紅移，溫度系數(shù)為+2~3A/ 。LED發(fā)光亮度L與正向電流 近似成比例： ，K為比例系數(shù)。電流增大，發(fā)光亮度也近似增大。另外發(fā)光亮度也與環(huán)境溫度有關(guān)，環(huán)境溫度高時，復(fù)合效率下降，發(fā)光強(qiáng)度減小。
5、LED熱學(xué)特性：小電流下，LED溫升不明顯。若環(huán)境溫度較高，LED的主波長就會紅移，亮度會下降，發(fā)光均勻性、一致性變差。尤其點(diǎn)陣、大顯示屏的溫升對LED的可靠性、穩(wěn)定性影響更為顯著。所以散熱設(shè)計(jì)很關(guān)鍵。
6、LED壽命：LED的長時間工作會光衰引起老化，尤其對大功率LED來說，光衰問題更加嚴(yán)重。在衡量LED的壽命時，僅僅以燈的損壞來作為LED壽命的終點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)該以LED的光衰減百分比來規(guī)定LED的壽命，比如35%，這樣更有意義。
7、大功率LED封裝：主要考慮散熱和出光。散熱方面，用銅基熱襯，再連接到鋁基散熱器上，晶粒與熱襯之間以錫片焊作為連接，這種散熱方式效果較好，性價比較高。出光方面，采用芯片倒裝技術(shù)，并在底面和側(cè)面增加反射面反射出浪費(fèi)的光能，這樣可以獲得更多的有消出光。
8、白光LED：類自然光譜白光LED主要有三種：第一種是比較成熟且已商業(yè)化的藍(lán)光芯片+黃色熒光粉來獲得白光，這種白光成本最低，但是藍(lán)光晶粒發(fā)光波長的偏移、強(qiáng)度的變化及熒光粉涂布厚度的改變均會影響白光的均勻度，而且光譜呈帶狀較窄，色彩不全，色溫偏高，顯色性偏低，燈光對眼睛不柔和不協(xié)調(diào)。人眼經(jīng)過進(jìn)化最適應(yīng)的是太陽光，白熾燈的連續(xù)光譜是最好的，色溫為2500K，顯色指數(shù)為100。所以這種白光還需要改進(jìn)，比如加多發(fā)光過程來改善光譜，使之連續(xù)且足夠?qū)挕５诙�種是紫外光或紫光芯片+紅、藍(lán)、綠三基色熒光粉來獲得白光，發(fā)光原理類似于日光燈，該方法顯色性更好，而且UV-LED不參與白光的配色，所以UV-LED波長與強(qiáng)度的波動對于配出的白光而言不會特別地敏感，并可由各色熒光粉的選擇和配比，調(diào)制出可接受色溫及演色性的白光。但同樣存在所用熒光粉有效轉(zhuǎn)化效率低，尤其是紅色熒光粉的效率需要大幅度提高的問題。這類熒光粉發(fā)光穩(wěn)定性差、光衰較大、配合熒光粉紫外光波長的選擇、UV-LED制作的難度及抗UV封裝材料的開發(fā)也是需要克服的困難。第三種是利用三基色原理將RGB三種超高亮度LED混合成白光，該方法的優(yōu)點(diǎn)是不需經(jīng)過熒光粉的轉(zhuǎn)換而直接配出白光，除了可避免熒光粉轉(zhuǎn)換的損失而得到較佳的發(fā)光效率外，更可以分開控制紅、綠、藍(lán)光LED的發(fā)光強(qiáng)度，達(dá)成全彩的變色效果（可變色溫），并可由LED波長及強(qiáng)度的選擇得到較佳的演色性。但這種辦法的問題是綠光的轉(zhuǎn)換效率低，混光困難，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)復(fù)雜。另外，由于這三種光色都是熱源，散熱問題更是其它封裝形式的3倍，增加了使用上的困難。 偏振LED和三波長全彩化的白光LED將是未來的發(fā)展方向。