Während in konventionellen Lampen ein Glühdraht oder ein Gas Licht erzeugen, sind LEDs winzige Elektronik-Chips aus speziellen Halbleiterverbindungen. Fließt Strom durch diesen Festkörper, beginnt er zu leuchten; er „emittiert“ Licht – ein Prozess, der „Elektrolumineszenz“ genannt wird. LEDs geben ein nahezu punktförmiges Licht ohne Wärmestrahlung ab.
Die Leuchtdioden können nur einfärbiges Licht erzeugen, das in weißes Licht umgewandelt werden muss. Das derzeit beste Umwandlungsverfahren nutzt das Prinzip der „Lumineszenzkonversion“. Bei dieser Methode wird meist auf einen blauen LED-Chip eine Phosphor-Leuchtschicht aufgebracht. Sie verwandelt einen Teil des blauen Lichts durch den gelben Phosphor in weißes Licht. Die zweite Möglichkeit, weißes LED-Licht zu erzeugen, ist die Mischung von farbigem Licht unterschiedlicher Wellenlänge.
LED-Module zeichnen sich vor allem durch ihre extrem lange Lebensdauer (mehr als 50.000 Betriebsstunden) und ihre Energieeffizienz aus. LEDs erzeugen gleich viel Licht (Lichtstrom in Lumen) wie herkömmliche Lampen und benötigen dazu erheblich weniger Strom. Eine 60-Watt-Glühbirne liefert z. B. einen Lichtstrom von ca. 600 Lumen, während eine LED-Lampe nur 8 Watt benötigt, um 600 Lumen Licht zu erzeugen.
Das Rohmaterial für LEDs bilden Halbleiterkristalle, die auf einem sogenannten Wafer aufgebaut und dann zu Chips geschnitten werden. Die Leuchtdioden bestehen aus einem negativ leitenden Grundhalbleiter mit einem Überschuss an Elektronen. Darüber kommt eine sehr dünne, positiv leitende Halbleiterschicht mit einem Mangel an Elektronen, „Löcher“ genannt. Unter Spannung wandern die überzähligen Elektronen und „Löcher“ nun aufeinander zu und rekombinieren in der sogenannten Sperrschicht. Die freigesetzte Energie wird im Halbleiterkristall in Licht umgesetzt.
