LED的主要结构包括:PN结芯片、电极和光学系统,它的发光休是晶片。晶片的面积为10.12mil(1mil=0.0254平方毫米),而世界上最大的晶片面积有1040mil。晶片发光的过程包括“正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输”这三个部分:
半导体晶片是被封装在洁净的环氧树脂物中的,当电子经过该晶片时,带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合,电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量(带隙)越大,产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应,可见光的频谱范围内,蓝色光、紫色光携带的能量最多,桔色光、红色光携带的能量最少,而光的颜色是由材料具有不同的带隙所决定的。