半導體材料有一個非常有趣的特性，就是所謂的載子；載子分為兩類：一類為電子，帶負電；另一類為電洞，帶正電。LCD的發光原理是利用兩種載子在某些條件下可以結合，釋放出的能量以光子的形式釋出而發光。

也因此，依據材料的不同，電子和電洞所佔有的能階不同，也就是說電子和電洞的相對能階高度差即是決定兩載子所結合發出能量的高低，便可以產生具有不同能量的光子，藉此可以控制LED所發出光的波長，也就是光譜或顏色。

大部分的應用，LED都以直流電的方式超作，它具有以下幾點的特性：

順偏特性：當直流電有了足夠的正電壓的時候，LED的電流就快速的上升，而這個通入的電流就稱為「順偏電流」，而LED兩端的電壓就被稱為「順偏電壓」。若電壓的範圍忽高忽低即表示品質異常，而通常波長越短的LED其電壓會越高。

逆偏特性：顧名思義就是給予LED負的電壓，也稱為「漏電壓」，一般而言，不同的LED材料會各自有其合理的電壓值，而造成逆電壓特性不良的原因是靜電放電，這個特性也可以用來評估此LED的品質。