1、發光機理：PN結的端電壓構成一定勢壘，當加正向偏置電壓時勢壘下降，P區和N區的多數載流子向對方擴散。由於電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現大量電子向P區擴散，構成對P區少數載流子的註入。這些電子與價帶上的空穴復合，復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結發光的原理。
2、發光效率：一般稱為組件的外部量子效率，其為組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積。所謂組件的內部量子效率，其實就是組件本身的電光轉換效率，主要與組件本身的特性（如組件材料的能帶、缺陷、雜質）、組件的壘晶組成及結構等相關。而組件的取出效率則指的是組件內部產生的光子，在經過組件本身的吸收、折射、反射後，實際在組件外部可測量到的光子數目。因此，關於取出效率的因素包括瞭組件材料本身的吸收、組件的幾何結構、組件及封裝材料的折射率差及組件結構的散射特性等。而組件的內部量子效率與組件的取出效率的乘積，就是整個組件的發光效果，也就是組件的外部量子效率。早期組件發展集中在提高其內部量子效率，主要方法是通過提高壘晶的質量及改變壘晶的結構，使電能不易轉換成熱能，進而間接提高LED的發光效率，從而可獲得70%左右的理論內部量子效率，但是這樣的內部量子效率幾乎已經接近理論上的極限。在這樣的狀況下，光靠提高組件的內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結構，表麵粗化技術。