LED燈珠廣泛用于燈飾照明、LED大屏幕顯示、交通燈、裝飾、電腦、電子玩具禮品、交換機(jī)、電話機(jī)、廣告、城市光彩工程等諸多生產(chǎn)領(lǐng)域

電致發(fā)光現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于1923年，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起人們的注意。隨著近代技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)光器件提出了新的要求，希望發(fā)光管簡(jiǎn)單、可靠、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、小型化。所以自60年代開(kāi)始電致發(fā)光的研究非?；钴S。

原子、分子和某些半導(dǎo)體材料，能分別吸收和放出一定波長(zhǎng)的光或電磁波。根據(jù)固體能帶論，半導(dǎo)體中電子的能量狀態(tài)分為價(jià)帶和導(dǎo)帶，當(dāng)電子從一個(gè)帶中能態(tài)E1躍遷(轉(zhuǎn)移)到另一帶中的能態(tài)E2時(shí)，就會(huì)發(fā)出或吸收一定頻率(υ)的光。υ與能量差(ΔE=E2-E1)成正比，即

此式稱(chēng)為玻爾條件。式中h=6.626×10-34J·s。當(dāng)發(fā)光二極管工作時(shí)，在正偏下，通常半導(dǎo)體的空導(dǎo)帶被通過(guò)結(jié)向其中注入的電子所占據(jù)，這些電子與價(jià)帶上的空穴復(fù)合，放射出光子，這就產(chǎn)生了光。發(fā)射的光子能量近似為特定半導(dǎo)體的導(dǎo)帶與價(jià)帶之間的帶隙能量。這種自然發(fā)射過(guò)程叫作自發(fā)輻射復(fù)合（圖1）。顯然，輻射躍遷是復(fù)合發(fā)光的基礎(chǔ)。注入電子的復(fù)合也可能是不發(fā)光的，即非輻射復(fù)合。在非輻射復(fù)合的情況下，導(dǎo)帶電子失去的能量可以變成多個(gè)聲子，使晶體發(fā)熱，這種過(guò)程稱(chēng)為多聲子躍遷；也可以和價(jià)帶空穴復(fù)合，把能量交給導(dǎo)帶中的另一個(gè)電子，使其處于高能態(tài)，再通過(guò)熱平衡過(guò)程把多余的能量交給晶格，這種過(guò)程稱(chēng)為俄歇復(fù)合。隨著電子濃度的提高，這種過(guò)程將變得更加重要。帶間躍遷時(shí)，輻射復(fù)合和非輻射復(fù)合的兩種過(guò)程相互競(jìng)爭(zhēng)。有的發(fā)光材料表現(xiàn)為輻射復(fù)合占優(yōu)勢(shì)。

LED的結(jié)構(gòu)依應(yīng)用和材料摻雜情況而異。用于可見(jiàn)光指示和顯示方面的LED,要求結(jié)構(gòu)佳化以獲得率；用于光通信方面的LED,需要有高輻射度以把大功率耦合入纖維，還希望有較大的調(diào)制能力。用作指示燈和顯示器的LED的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

①提高內(nèi)量子效率,要求盡量減少晶體缺陷和有害雜質(zhì)；②提高外量子效率，結(jié)構(gòu)要便于光收集、提取和發(fā)射；③可以用攜載信息的輸出電流直接對(duì)光輸出進(jìn)行高速率的調(diào)制；④結(jié)構(gòu)要有利于散熱，減少因結(jié)溫上升引起光功率下降；⑤要有高的輻射度，因此應(yīng)用直接帶隙半導(dǎo)體和能夠在高電流密度下驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。