隨著二極管制與半導體的結合其生產材質與制作工藝逐步升級，突破了原有光亮、顏色的限制，大量應用藍色二極管、發光二極管，提升了顯示光亮度。進而提升了LED顯示屏幕在室外環境中的優勢，可適應不同顯示要求，提升LED在不同環境中的有效價值。對于LED顯示屏性能的評價是綜合考量的結果，因其相關性能指標都是密切相關的，亮度、視角、分辨率等指標相互影響。當前在高密度、全彩色室內顯示屏中利用表貼LED器件提升顯示屏獲的視角、亮度性能。

一般情況下，紅綠藍三種顏色組合應滿足光感強度比趨于3：6：1；紅色成像敏感性更強，因此均勻散布空間顯示中的紅色；因三種顏色光強不同，人們視覺感受中呈現的分辨非線性曲線也不同，所以要利不同光強白光，糾正電視機內部射光；色彩分辨能力因個人差異、環境差異存在不同，需按一定客觀指標進行色彩再現，如：
（1）將660nm紅光，525nm綠光，470nm藍光定位基本波長。
（2）根據光強的實際狀況，利用4管或4管以上白光單元進行匹配。
（3）灰度等級為256級。
（4）LED像素要以非線性校對處理。可由硬件系統、播放系統軟件相配合進行對三基色配管的控制。

發光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

LED的價格比較昂貴，較之于白熾燈，一只LED的價格就可以與幾只白熾燈的價格相當，而通常每組信號燈需由上300～500只二極管構成。

早應用半導體P-N結發光原理制成的LED光源問世于20世紀60年代初。當時所用的材料是GaAsP，發紅光（λp=650nm），在驅動電流為20 毫安時，光通量只有千分之幾個流明，相應的發光效率約0.1流明/瓦。
70年代中期，引入元素In和N，使LED產生綠光（λp=555nm），黃光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。
到了80年代初，出現了GaAlAs的LED光源，使得紅色LED的光效達到10流明/瓦。
90年代初，發紅光、黃光的GaAlInP和發綠、藍光的GaInN兩種新材料的開發成功，使LED的光效得到大幅度的提高。在2000年，前者做成的LED在紅、橙區（λp=615nm）的光效達到100流明/瓦，而后者制成的LED在綠色區域（λp=530nm）的光效可以達到50流明/瓦。

初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內，共耗電14瓦，即可產生同樣的光效。