由鎵（Ga）和氮（N）構(gòu)成的化合物半導體。帶隙為3.45eV（用光的波長表示相當于約365nm），比硅（Si）要寬3倍。利用該特性，GaN主要應用于光元件。通過混合銦（In）和鋁（Al）調(diào)整帶隙，所獲得的和藍紫色半導體激光器等發(fā)光元件已經(jīng)實用化。
GaN由于帶隙較寬，可產(chǎn)生藍色和綠色等波長較短的光。藍色LED和藍紫色半導體激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。除了帶隙較寬以外，GaN還具有盡緣破壞電場高、電場飽和速度快、導熱率高等半導體材料的優(yōu)異特性。另外，采用HEMT（High ectron Mobility Transistor）構(gòu)造的GaN類半導體元件，其載流子遷移率較高，適適用作高頻元件。原因是會產(chǎn)生名為“二維電子氣體層”的電子高速活動領(lǐng)域。而且，由于盡緣破壞電場要比Si和GaAs大，耐壓較高，可施加更高的電壓。因此，在手機基站等高頻功率放大器電路中采用GaN類HEMT的話，能夠進步電力附加效率，降低耗電。
最近，GaN作為逆變器及變壓器等電力轉(zhuǎn)換器使用的功率元件也極受期待。原因是與Si功率元件相比，GaN類功率元件可大幅降低電力損失。由于盡緣破壞電場較高，能夠通過減薄元件降低導通電阻，從而降低導通損失。
GaN類功率元件還有助于實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換器的小型化。原因是與Si功率元件相比，GaN類功率元件能夠以高開關(guān)頻率工作，可縮小周邊部件的尺寸。另外，由于導熱率高，還可縮小冷卻機構(gòu)。鑒于上述優(yōu)點，從事服務(wù)器、混合動力車和電動汽車以及白色家電業(yè)務(wù)的廠商等非常關(guān)注GaN類功率元件。據(jù)悉，2011年GaN類功率元件將有看配備于服務(wù)器電源。
倒裝芯片安裝（flip-chip bonding）
在底板上直接安裝芯片的方法之一。連接芯片表面和底板時，并不是像引線鍵合一樣那樣利用引線連接，而是利用陣列狀排列的，名為焊點的突起狀端子進行連接。與引線鍵合相比，可減小安裝面積。另外，由于布線較短，還具有電特性優(yōu)異的特點。主要用于對小型和薄型具有較高要求的便攜產(chǎn)品電路以及重視電特性的高頻電路等。另外為了將芯片發(fā)出的熱量輕易地傳遞到底板上，需要解決發(fā)熱題目的LED也有采用這種安裝技術(shù)的。
將收納于封裝中時假如采用倒裝芯片技術(shù)，發(fā)光層（發(fā)熱源）間隔封裝一側(cè)就較近。因此，輕易將LED芯片的熱量散發(fā)到封裝側(cè)。
另外，采用倒裝芯片安裝方法安裝LED芯片的話，發(fā)光層的光射出外部時不會受到電極的遮蔽。尤其是采用藍寶石底板的藍色LED等只在LED芯片一面設(shè)置電極的產(chǎn)品，其效果更為明顯。通過倒裝芯片安裝的LED的發(fā)光效率，與采用引線鍵合的安裝相比，可進步數(shù)十％。
用于LSI時可削減芯片面積
倒裝芯片安裝多用于LSI。原因是由于芯片整體擁有輸進輸出（I/O）端子，由此可縮小芯片面積。以前，采用通常使用的引線鍵合方法時，I/O端子在芯片四周，為了備齊所需的I/O數(shù)目，必須擴大芯片面積。倒裝芯片安裝方法無需引線的布線空間，所以可縮小封裝。另外還能降低電源噪聲，布線電感以及由電阻引起的電力損失。
采用倒裝芯片進步光提取效率
通過將位于發(fā)光層下部的藍寶石底板設(shè)置在上部，進步了光提取效率。
[1]
標準芯片／大型芯片（regular chip/large chip）
藍色LED和白色LED的標準芯片是收納于封裝內(nèi)的LED芯片，大體上一邊的尺寸為200～300μm。外形因用途而異，有正方形和長方形等。例如，小型液晶面板背照燈光源使用的白色LED大多配備長方形的藍色LED芯片。
相對于標準芯片，還有尺寸在1mm見方，面積為標準芯片10倍的大型芯片。另外，尺寸介于大型芯片和標準芯片之間，稱為“中型”的芯片也日漸增多。
以前，輸進功率超過1W的用具和大型背照燈用LED不使用標準芯片，而使用大型芯片。但最近安裝多個標準芯片以進步亮寧波餐飲美食網(wǎng)度的方法（多芯片型）越來越引人注目。目前在照明用途中，從最常用的輸進功率1W級的品種，到輸進功率超過10W品種的多芯片型均告實現(xiàn)，與采用大尺寸芯片的方法展開了競爭。泡也開始采用多芯片型，例如東芝照明技術(shù)2010年1月發(fā)布的產(chǎn)品，就采用了將56個標準芯片集成于一個封裝的白色LED。
通過重疊多個芯片減少特性不均
大輸出功率白色LED的實現(xiàn)方法包括使用1mm見方的大尺寸藍色LED芯片的方法，以及將多個約0.3mm見方的小尺寸藍色LED芯片收納于一個封裝內(nèi)的方法。使用多個小尺寸LED芯片，即使封裝內(nèi)的藍色LED芯片的發(fā)光特性不均，由于每個芯片的發(fā)光光譜疊加，所以不同封裝之間不輕易出現(xiàn)特性偏差。
多芯片型和大型芯片各有利弊。從照明用具廠商和用戶等使用方的角度來看，多芯片型的優(yōu)點是白色LED間的色差較少，散熱面廣。LED芯片目前仍存在發(fā)光波長不均的現(xiàn)象。通過使用多個芯片，可使發(fā)光波長均勻化，降低各個間的波長不均現(xiàn)象。此外還具有如下優(yōu)點：因LED芯片分散于封裝內(nèi)，不輕易發(fā)生熱集中現(xiàn)象，由于散熱性好，可輕松控制溫度上升。
光學設(shè)計（optical design）LED的用途包括指示器、液晶面板背照燈、照明用具以及前照燈等，范圍極廣。對白色LED的發(fā)光特性要求呈現(xiàn)出多樣化趨勢。另外，LED是，而且具有指向性較強的特點。要想滿足廣泛的用途要求，需要根據(jù)LED的這些特點，采用等光學部件，將屬于點光源且指向性強的LED光線轉(zhuǎn)變?yōu)樗诳垂鈱W特性的光學設(shè)計必不可少。光學設(shè)計將為LED增添價值。
日美歐的LED廠商正在瞄準背照燈，車載設(shè)備以及照明產(chǎn)品等新興市場擴大業(yè)務(wù)范圍。在新興市場上，與光學部件的組合使用，面向產(chǎn)品的安裝方法，產(chǎn)品整體的配光控制等越來越重要。LED廠商的目標是涉足這些領(lǐng)域，進步產(chǎn)品的附加值。
在照明用途領(lǐng)域，要想接近所期看的光學設(shè)計，不但要預備放射角各異的多種產(chǎn)品，LED廠商還在很多方面下了工夫。例如，德國歐司朗光電半導體實現(xiàn)了多種透鏡的使用。備有不同形式的高輸出功率白色LED和透鏡，將放射角各異的透鏡與白色LED相結(jié)合。在白色LED的封裝上開孔，以插進帶有突出的透鏡。這樣一來，白色LED的放射面和透鏡的光軸便可輕松結(jié)合在一起，而且一旦結(jié)合在一起，光軸就不會錯位。
面向新市場擴大業(yè)務(wù)領(lǐng)域
日美歐的LED廠商欲瞄準背照燈、車載設(shè)備以及照明產(chǎn)品等新市場擴大業(yè)務(wù)領(lǐng)域。在新市場上，與光學部件的組合使用、面向產(chǎn)品的安裝方法以及產(chǎn)品整體的配光控制越來越重要。LED廠商的目標是涉足這些領(lǐng)域，進步產(chǎn)品的附加值。
在液晶面板背照燈用途方面，在進行光學設(shè)計的基礎(chǔ)上，與LED組合使用以獲得均勻的面發(fā)光的光學部件變得越來越重要。
散熱（thermal design）
LED由于發(fā)光部較小，為局部熱源，因此必須充分考慮對該部分的散熱對策。LED亮度和壽命受溫度影響會發(fā)生大幅變化，因此假如散熱設(shè)計不完善，就無法獲得期看的特性。LED的溫度上升，正向電壓就會降低，不但會導致發(fā)光效率惡化，還會縮短壽命。照明用具和汽車車燈采用多個白色LED，使用了手機背照燈數(shù)百倍的光通量。為了增大電流，亮度越亮，就越需要采取各種散熱對策。溫度輕易升高的高功率產(chǎn)品，其封裝也需要采用具有耐熱性的珍貴材料，因此還會導致本錢增加。也就是說，散熱是關(guān)系到效率、本錢和壽命等多個方面的重要因素。
LED散熱主要是根據(jù)熱傳導原理傳遞熱量。因此，其構(gòu)造為通過向多種材料傳遞熱量，逐步擴大受熱面積，終極向空氣中散熱。傳遞途中存在多種固體材料，材料間存在接觸部分。由于固體與固體的接觸面上存在的微小凹凸以及面的彎曲等，中間會產(chǎn)生縫隙，導致出現(xiàn)熱阻現(xiàn)象。如何抑制熱阻現(xiàn)象的出現(xiàn)是進步LED整體導熱性的關(guān)鍵。
熱傳導材料方面，具有熱擴散作用的材料尤為重要。充分利用將點的發(fā)熱擴大到面的材料，使元件整體保持均勻的溫度。簡而言之，熱源與其周邊幾乎沒有溫差的狀態(tài)是LED構(gòu)造中最為理想的。
[2]
芯片→封裝→印刷底板巧妙散發(fā)熱量
要進步使用LED的產(chǎn)品的散熱性，必須將受電力輸進影響而溫度上升的LED芯片的熱量充分導出。為此，①在降低從芯片到封裝的熱阻的基礎(chǔ)上，還要②降低從封裝至印刷布線底板的熱阻，③為了散發(fā)印刷布線底板的熱量，最后還要預備一條將芯片熱量順利散發(fā)到空氣中的通道。
利用散熱片和散熱管防止LED燈過熱
豐田汽車的“雷克薩斯 LS600h”上配備的LED前照燈為了防止白色LED燈過熱，在各燈的背面設(shè)置了散熱片（a）。為了能更有效地散熱，還設(shè)置了散熱管，預防燈殼過熱（b）。通過這些措施，即使不使用基于冷卻扇的強制空冷，也可為白色LED燈散熱。
隨著高輸出功率封裝的采用不斷增加，近來，LED照明用具大多在印刷底板中使用金屬底板。不過，即便是金屬底板，確保充分散熱還是越來越困難。對此，散熱性高的新構(gòu)造底板方案被提了出來。
例如，電氣化學產(chǎn)業(yè)研究的“AGSP底板”采用在熱傳導較高的盡緣樹脂中嵌進Cu突起，將LED的熱量經(jīng)過Cu突起散發(fā)到安裝面的另一側(cè)。假如讓散熱片和外殼能夠接觸，即可實現(xiàn)有效散熱。該公司表示，假如是相當于40W白熾燈的LED，采用金屬底板即可充分散熱，但假如安裝的是相當于100W白熾燈的LED，還是AGSP底板更有效。Cu突起的直徑相對于LED芯片可實現(xiàn)足夠大的4mm左右。
散熱性優(yōu)異的AGSP底板
由電氣化學產(chǎn)業(yè)與大和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。右為安裝LED封裝的示例。經(jīng)過Cu突起將LED元件的熱量散發(fā)到底板里側(cè)。
此外，作為高輸出功率LED用底板，還有在熱傳導率較高的AlN板上印刷Ag膏的陶瓷底板。
[3]
封裝材料（packaging materials）
將LED芯片安裝到封裝中時，為了將LED芯片發(fā)出的光提取到封裝外部，封裝的一部分或者大部分采用透明材料。透明材料使用的是環(huán)氧樹脂和硅樹脂，最近還在開發(fā)玻璃材料。環(huán)氧樹脂用于作為指示器和小型液晶面板背照燈光源使用的、輸出功率較小的LED。而硅樹脂則用于輸出功率較大的LED。
硅樹脂與環(huán)氧樹脂相比，可抑制材質(zhì)劣化后光透射率的下降速度。用于照明用具和大尺寸液晶面板背照燈等的高輸出功率產(chǎn)品幾乎全部采用基于硅樹脂的封裝技術(shù)。針對波長為400nm～450nm的光，環(huán)氧樹脂最多會吸收數(shù)％，而硅樹脂還不到1％。樹脂的劣化速度也相對緩慢。有LED廠商稱，采用環(huán)氧樹脂的話，到達亮度減半時的壽命最多為1萬小時，而采用硅樹脂，亮度減半所需的時間延長到了4萬小時。順便提一下，4萬小時的元件壽命與照明產(chǎn)品的設(shè)計壽命相同，因此照明產(chǎn)品的設(shè)計壽命期間無需更換白色LED。
采用硅樹脂作為封裝材料，使用一萬小時也幾乎不會發(fā)生劣化
大輸出功率白色LED中，假如LED芯片的封裝材料使用硅樹脂，400nm左右的光的透射率比環(huán)氧樹脂高，而且點亮一萬小時后亮度也幾乎不會發(fā)生劣化（a）。另一方面，由于環(huán)氧樹脂吸收短波長的光，材質(zhì)劣化導致透射率下降，因此亮度明顯降低（b）。 采用玻璃材料，其劣化抑制效果比硅樹脂還要高。豐田合成等著手進行了研究，在陶瓷底板上設(shè)置金（Au）突起，在其上面安裝藍色LED芯片，然后利用混合了黃色熒光體的無機玻璃材料封裝藍色LED芯片整體。由于全部由無機材料構(gòu)成，因此可靠性較高。
[4]
熒光體（fluorescent materials）
在藍色LED和近紫外LED等LED元件中，為了獲得白色光等LED芯片本身發(fā)光色以外的光，需要使用熒光體。為形成白色LED而與藍色LED芯片組合使用的熒光體包括，黃色熒光體、黃色熒光體與紅色熒光體的組合、以及綠色熒光體與紅色熒光體的組合等……
在藍色LED和近紫外LED等LED元件中，為了獲得白色光等LED芯片本身發(fā)光色以外的光，需要使用熒光體。為形成白色LED而與藍色LED芯片組合使用的熒光體包括，黃色熒光體、黃色熒光體與紅色熒光體的組合、以及綠色熒光體與紅色熒光體的組合等。熒光體材料包括YAG（釔·鋁·石榴石）系、TAG（鋱·鋁·石榴石）系、SiAlON系以及BOS（原硅酸鋇）系等。
利用藍色LED芯片和熒光體構(gòu)成白色LED時，一般采用（1）將熒光體與樹脂材料混合，覆蓋到藍色LED芯片上；（2）將混合了熒光體的膜貼到藍色LED芯片上；（3）在藍色LED芯片的發(fā)光面上直接涂布熒光體等方法。其中（1）的方法最為常用。
最近比較引人關(guān)注的是方法（3）。假如采用在LED芯片上直接涂布熒光體的構(gòu)造，則只有LED芯片表面部分存在熒光體。由此，通過芯片表面部分后的光不會由于熒光體而發(fā)生漫射現(xiàn)象。另外，還能從同一個面上放射藍色和黃色光。尤其是組合使用透鏡時，具有可獲得非常完美的配光等優(yōu)點。德國歐司朗光電半導體等采用的就是該方法。
抑制熒光體的光漫射
由日本電氣化學產(chǎn)業(yè)與大和產(chǎn)業(yè)開發(fā)。右為安裝LED封裝的示例。經(jīng)過Cu突起將LED元件將熒光體直接涂布到芯片上的構(gòu)造與采用原有構(gòu)造但改變熒光體粒子大小的方法進行的比較。
以前在封裝LED芯片時，采用的是在安裝到LED芯片表面的透明硅樹脂中混合熒光體的方法。采用該方法，根據(jù)熒光體發(fā)生變化的光波在碰到其他熒光體時會發(fā)生漫射。在反復發(fā)生漫射的過程中，會導致光衰減。
白色LED（white light emitting diodes）
白色LED指將多種不同波長的光疊加輸出白色光線的二極管。主要用于液晶面板的背照燈光源、照明光源、霓虹燈、指示器光源以及汽車前照燈光源等，應用范圍較廣。由于耗電量低且壽命長，因此可代替熒光管和白熾燈成為新一代光源而備受期待。白色LED中，加強紅色調(diào)，發(fā)光顏色與白熾燈相似的品種稱為燈泡色LED。
從2008～2009年前后開始，發(fā)光效率超過80lm/W和100lm/W的白色LED相繼面世，實際使用時的光利用效率超過了熒光燈。由此照明用白色LED的可能性一舉進步。LED廠商和LED照明的業(yè)界團體，已經(jīng)制定了今后進一步進步高輸出功率產(chǎn)品的發(fā)光效率的發(fā)展藍圖。
白色LED單位亮度的價格在逐年降低。例如與熒光燈相比，獲得1lm光通量的光源價格，2005年時白色LED約高出100倍，但LED廠商通過增加生產(chǎn)設(shè)備，進步成品率，將單位亮度的價格現(xiàn)在控制在了熒光燈的2倍以內(nèi)。
[5]
將藍色LED等與熒光材料相組合
白色光的實現(xiàn)方法大體分為三種。第一，用藍色LED芯片發(fā)出的光線照射熒光體得到白色光。第二，將近紫外LED芯片發(fā)出的光線照射多種熒光材料使得光線混合成白色。第三，使R(紅色)，G（藍色），B（藍色）三色LED同時發(fā)光混色而成。
不斷進步的白色LED效率
日亞化學產(chǎn)業(yè)的量產(chǎn)白色LED的發(fā)光效率變化圖。包括脈沖發(fā)光產(chǎn)品在內(nèi)。
其中的主流方法是利用藍色LED芯片的白色LED。熒光材料包括采用黃色熒光材料、在黃色熒光體中加進紅色熒光體的材料、以及組合了綠色熒光體和紅色熒光體的材料等。例如使用黃色熒光體時，用藍色光的一部分照射熒光體，輸出黃色光，再混合藍色和黃色而獲得白色光。此時，紅色光較弱，所以只能得到近似白色光；由于色溫較高，因此形成的是藍白光（色溫較高的光）。這一題目可寧波豐胸網(wǎng)通過使用紅色熒光體減輕。假如進一步加強紅色熒光體發(fā)的光，就會形成與白熾燈相接近的光（燈泡色LED）。另外，利用近紫外LED芯片的白色LED，其發(fā)光光譜更輕易接近自然光。
藍色LED
指藍色。發(fā)光波長的中心為470nm前后。用于照明用具和指示器等藍色顯示部分的光源、的藍色光源以及液晶面板的背照燈光源等。與熒光體材料組合使用可得到白色光。目前的白色LED一般采用藍色LED與熒光材料相組合的構(gòu)造。
藍色LED得以廣泛應用的契機，是日亞化學產(chǎn)業(yè)于1993年12月在業(yè)內(nèi)首次開發(fā)出了光強達1cd以上的品種。而在此之前，還沒有藍色純度較高且具有實用光強的LED。因此，采用LED的大尺寸顯示屏無法實現(xiàn)全彩顯示。
藍色LED的材料使用氮化鎵（GaN）類半導體。以前曾盛行用硒化鋅（ZnSe）類半導體開發(fā)藍色LED，但自從1993年12月采用GaN類半導體的高亮度藍色LED被開發(fā)出來后，藍色LED的主流就變成了采用GaN類半導體的產(chǎn)品。
羅姆的藍色LED的發(fā)光情景。
藍色LED的構(gòu)造為，在藍寶石或者SiC底板等的表面上，重疊層積氮化鋁（AlN）半導體層和GaN類半導體層。在稱為活性層、發(fā)藍色光的部分設(shè)置了使p型GaN類半導體層和n型GaN類半導體層重疊的構(gòu)造。
pn結(jié)是制作所必須采用的構(gòu)造。在使用GaN以外材料的紅色等LED中，pn結(jié)很早以前就是主流構(gòu)造。而在1993年高亮度藍色LED面世之前，采用GaN類材料難以實現(xiàn)pn結(jié)。原因是制成n型GaN類半導體層雖較為簡單，但p型GaN系半導體層的制作則較為困難。之后，通過對在p型GaN類半導體層和n型GaN類半導體層之間配置的GaN類半導體層采用多重量子阱構(gòu)造，并進一步改善GaN類半導體層的質(zhì)量，光強獲得了大幅進步。
綠色LED
發(fā)射綠光的二極管。發(fā)光中心波長在560nm左右。用于霓虹燈和指示器、LED顯示器的光源以及液晶面板的背照燈光源等。
綠色LED與紅色LED及藍色LED相比，被以為尚有較大的改進余地。組合紅色LED、綠色LED和藍色LED構(gòu)成LED顯示器或液晶面板的背照燈光源時，為了調(diào)制成亮度高且均衡的白色，考慮到人眼的視覺靈敏度，RGB三色LED光量的分配比例需為約3:6:1或者約3:7:1。因綠色LED的亮度不足，因此必須使用多個綠色LED來進步輸出功率。綠色LED主要使用的GaN類半導體材料比用于藍色LED時的效率低，輸進相同的電力，光輸出功率較低。
這種狀況開始出現(xiàn)改觀。日本國內(nèi)外的大學和LED芯片廠商等已開始著手研究通過改變GaN結(jié)晶的成長面，來大幅進步效率。假如GaN類半導體的結(jié)晶面得以改變，有可能會將綠色LED的效率進步至目前的2倍以上。
目前銷售的GaN類半導體綠色LED效率低下的原因主要在于壓電場。壓電場是指因結(jié)晶構(gòu)造的應力而導致的壓電極化所產(chǎn)生的電場。市場上銷售的綠色LED多是以GaN結(jié)晶的極性面c面（0001）為成長面，以其法線方向（c軸）為成長軸的層積GaN類半導體層等。通過改變成長軸來減弱壓電極化，以與GaN類結(jié)晶的c面垂直的稱為a面或m面的非極性面，或者相對于c面傾斜的半極性面為成長面，以每個面的法線方向為成長軸的綠色LED的研究非?；钴S。
[6]
紅色LED 發(fā)射紅光的二極管。發(fā)光中心波長在620～630nm左右。主要用于霓虹燈、指示器、汽車尾燈和信號機等中的紅色顯示部分的光源、LED顯示器的紅色光源以及液晶面板的背照燈光源等，應用范圍廣泛。
目前，紅色LED的主流材料是A lInGaP化合物半導體。AlInGaP因使用Al，Ga，In和P這4種元素，所以稱為4元材料。在LED領(lǐng)域4元材料一般就是指AlInGaP。不僅僅是紅色，AlInGaP還涵蓋了從紅色到黃色的波長范圍。
進進20世紀90年代后AlInGaP的亮度迅速增加。這是由于以法為代表的氣相外延成長技術(shù)取得進步，結(jié)晶的質(zhì)量得以進步的結(jié)果。而在AlInGaP面世以前，GaAs類半導體為主流材料。采用的是液相外延成長技術(shù)。
羅姆的紅色LED的發(fā)光情景
紅色LED與藍色LED及綠色LED相比，驅(qū)動電壓和溫度特性有所不同。這是由于半導體材料不同，紅色LED采用AlInGaP，而藍色LED和綠色LED采用GaN類材料。驅(qū)動電壓（正向電壓）方面，紅色LED為2V以上，而藍色LED和綠色LED為3V以上。溫度特性方面，紅色LED的輸出功率會因溫度影響而發(fā)生較大的變化，高溫時輸出功率的降低比綠色LED和藍色LED要明顯。因這些特征上的差異，液晶面板的背照燈和LED顯示器等組合使用紅色LED、藍色LED和綠色LED時就需要采取相應的措施。例如，利用色彩傳感器監(jiān)測紅色LED的特性變化，還需要進步LED的散熱性能等。
※InGaN和AlInGaP在綠色波長帯的外部量子效率均大幅下降。
紫外LED
發(fā)射紫外光的二極管。一般指發(fā)光中心波長在400nm以下的LED，但有時將發(fā)光波長大于380nm時稱為近紫外LED，而短于300nm時稱為深紫外LED。因短波長光線的殺菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家電等的殺菌及除臭等用途……
發(fā)射紫外光的二極管。一般指發(fā)光中心波長在400nm以下的LED，但有時將發(fā)光波長大于380nm時稱為近紫外LED，而短于300nm時稱為深紫外LED。因短波長光線的殺菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家電等的殺菌及除臭等用途，以及與熒光體組合發(fā)出可視光的LED等用途。例如將紅色、綠色和藍色熒光體與紫外LED組合，可獲得白色LED。
紫外LED主要采用GaN類半導體。產(chǎn)品方面，日亞化學產(chǎn)業(yè)上市了發(fā)光中心波長從365nm～385nm不等的品種，Nitride Semiconductor上市了發(fā)光中心波長為355nm～375nm不等的品種。
日亞化學產(chǎn)業(yè)2002年發(fā)布的紫外LED
LED芯片的尺寸為1mm×1mm，為普通LED的10倍，而且收納于具有金屬封裝內(nèi)。
波長不足300nm的深紫外LED的開發(fā)活動也很活躍。2008年理化學研究所和松下電工曾公布，采用GaN類半導體的InAlGaN開發(fā)出了發(fā)光中心波長為282nm，光輸出功率為10mW的深紫外LED。波長更短的深紫外LED方面，NTT物性科學基礎(chǔ)研究所采用AlN材料開發(fā)出了發(fā)光中心波長為210nm的深紫外LED。
紅外LED
發(fā)射紅外光線的二極管。一般指發(fā)光中心波長超過700nm的LED。多用作遠控器和紅外線通訊的光源、測距傳感器光源、光電耦合器光源以及打印機機頭的光源等。紅外LED使用AlGaAsP等GaAs類半導體材料。
紅外LED的正向電壓約為1.5V。與紅色LED的2V以上和藍色LED的3V以上相比要低。
紅外LED的歷史悠久。1962年就發(fā)現(xiàn)了利用以GaAs為代表的III-Ⅴ族化合物半導體的pn結(jié)可放射出相當于紅外光的電磁波的現(xiàn)象。
壓電電場（piezoelectric fields）
根據(jù)結(jié)晶構(gòu)造的應力而產(chǎn)生的壓電極化而發(fā)生的電場。是導致以InGaN等GaN類半導體為發(fā)光層的藍色LED和綠色LED的外部量子效率降低的原因之一。該現(xiàn)象不僅限于LED，作為降低藍紫色半導體激光器耗電量的技術(shù)、以及實現(xiàn)綠色半導體激光器的技術(shù)如何避免壓電電場的出現(xiàn)備受關(guān)注。
市場上銷售的InGaN類以GaN結(jié)晶的極性面c面（0001）為生長面，以其法線方向（c軸）為生長軸，在基片上層積InGaN層等。此時，生長軸c軸方向就會產(chǎn)生壓電電場。由于該原因，注進發(fā)光層的電子和空***分離，導致促成發(fā)光的再結(jié)合的出現(xiàn)率下降。內(nèi)部量子效率由此降低，從而導致外部量子效率降低。
c軸方向產(chǎn)生壓電電場，是由于InGaN層的結(jié)晶構(gòu)造歪曲變形導致出現(xiàn)了壓電極化。構(gòu)成InGaN層的InN和GaN的a軸方向的晶格常數(shù)存在的差距是產(chǎn)生變形的原因。除了發(fā)生壓電極化外，InGaN層在結(jié)晶構(gòu)造上還會產(chǎn)生自發(fā)極化。不過，壓電極化產(chǎn)生的電場較大，自發(fā)極化產(chǎn)生的電場與壓電電場相比非常小。
在半極性面和非極性面上制作LED時的優(yōu)點
目前市場上銷售的發(fā)光層采用InGaN的藍色LED和綠色LED，是沿GaN的c面（0001）的法線（c軸）方向生長結(jié)晶的。不過，生長方向c軸方向上會產(chǎn)生壓電電場，從而導致發(fā)光效率降低等。假如在相對于c面垂直的a面和m面等非極性面的法線（a軸，m軸）方向，或者相對于c面傾斜的半極性面的法線方向生長結(jié)晶，即可減弱壓電電場對生長軸方向的影響。
壓電電場沿c軸方向產(chǎn)生，因此假如將InGaN層的生長軸設(shè)置在偏離c軸的方向上的話，壓電電場對生長軸方向的影響就會減弱，由此可進步外部量子效率。因此，以與GaN結(jié)晶的c面垂直，名為a面和m面的非極性面，或者相對于c面傾斜的半極性面為生長面，以每個面的法線方向為生長軸來制造InGaN類LED的研究活動越來越活躍。
可見光通訊（visible light communications）
指利用肉眼看得見的“可視光”傳遞信息的通訊技術(shù)。主要利用照明用具和信號機等顯示設(shè)備以及汽車車燈等配備發(fā)光二極管(LED)的設(shè)備發(fā)出的可視光，通過改變其頻率，或令其閃爍來發(fā)送數(shù)據(jù)。優(yōu)點是不存在利用無線通訊時需要的頻率分配題目。在通訊速度上，LED燈遠遠高于熒光燈。
發(fā)光場所明確的可見光通訊
可見光通訊擁有四大優(yōu)點。第一，使用可視光檢測位置，位置精度之高是電波盡對無法超越的。第二，能夠以低價格實現(xiàn)高速傳輸。第三，能夠有效利用照明設(shè)備等已有基礎(chǔ)設(shè)施。第四，由于能夠看見發(fā)光場所和行進方向，因此能夠清楚知道信息將傳送到哪里，以及是從哪個方向傳來的。圖根據(jù)慶應義塾大學的資料制作。
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