光效下降現象（LED droop）
光效下降現象是指，向芯片輸入較大電力時LED的發光效率反而會降低的現象。作為有助于削減單位光通量成本的技術，各LED廠商都在致力于抑制光效下降現象。如果能抑制該現象，使用相同的芯片，在輸入較大的電力時會增加光通量。因此，可減少用于獲得相同光通量的芯片數，從而削減單位光通量的成本。
抑制“光效下降現象”
作為削減單位光通量成本的方法，各LED廠商紛紛致力于抑制“光效下降現象”。
各LED廠商均沒有公布光效下降現象的發生原理及其抑制方法的詳情。然而，有廠商透露，芯片的發熱及電流集中等若干參數與光效下降現象有關。例如，輸入較大電力時，芯片的光發生量增多，同時發熱也增多。這種發熱會使芯片內部的量子效率惡化，從而導致光效下降現象。因此，有LED廠商認為，為抑制光效下降現象，采用散熱性高的封裝構造，即使輸入較大電力芯片溫度也不會上升的改進會對抑制光效下降現象有效。另外，有觀點認為，如果LED芯片內的電流密度變大，容易引發光效下降現象。
利用帶隙較寬的層夾住帶隙窄且極薄的層形成的構造。帶隙較窄的層的電勢要比周圍（帶隙較寬的層）低，因此形成了勢阱（量子阱）。在LED和半導體激光器中，量子阱構造用于放射光的活性層。重疊多層量子阱的構造被稱為多重量子阱。
藍色LED等是通過改良量子阱構造等GaN類結晶層的構造取得進展的。GaN類LED在成為MIS構造，pn接合型雙異質結構造，采用單一量子阱的雙異質結構造以及采用多重量子阱的雙異質結構造的過程中，其亮度和色純度得到了提高。采用MIS構造的藍色LED在還沒有實現p型GaN膜時，被廣泛開發并實現了產品化。缺點是光強只有數百mcd。p型GaN膜被造出來之后，采用pn接合型雙異質結構造的藍色LED得以實現。與MIS構造相比，發光亮度達到了1cd，是前者的10倍左右。如果用多重量子阱構造來取代pn接合型雙異質結構造，發光光度和色純度會進一步提高（發光光譜的半值幅度變窄）。
GaN類藍色發光二極管的構造變遷
（a）為采用MIS構造的藍色LED。
（b）為采用多重量子阱構造的藍色LED。
雙異質結構造是指在LED和半導體激光器等中，在活性層的兩側設置了能隙比活性層還要大的包覆層的構造。可獲得將電子和空穴封閉在活性層內的效果。所以發光元件采用雙異質結構造的話，可提高光輸出。另外，只在活性層的一側設置能隙較大的包覆層的構造被稱為單異質結。LED可應用于干燥箱的儀表或者照明燈的使用。
接合溫度
半導體元件內部的溫度。在LED中是指芯片內發光層（pn結間設置多重量子阱構造的位置）的溫度。LED芯片的發光層在點亮時溫度會上升。一般情況下，接合溫度越高，發光效率越低。LED隨著輸入電流的增加盡管光通量會提高，但發熱量會變大。由此會出現發光層的溫度（接合溫度）升高而使發光效率降低，功耗增加，從而使接合溫度進一步上升的惡性循環。通過降低LED芯片封裝及該封裝安裝底板的熱阻，使芯片產生的熱量得以散發，避免接合溫度上升等改進，可以提高亮度。
接合溫度為：熱阻×輸入電力+環境溫度，因此如果提高接合溫度的大額定值，即使環境溫度非常高，LED也能正常工作。例如，在白色LED中，有的LED芯片品種的可容許接合溫度高達到+185℃。接合溫度可因LED的點亮方式而大為不同。例如，脈沖驅動（向LED輸入斷續電流驅動，間歇點亮）LED時，接合溫度不容易上升，而連續驅動（向LED輸入穩定電流驅動，連續點亮）LED，接合溫度容易上升。
芯片蓄熱的話光強會降低
白色LED配備的LED芯片的發光層在點燈過程中溫度會上升。一般情況下，如果被稱為接合溫度的發光層部分的溫度上升，發光效率會降低，即使輸入電力也不亮。通過降低LED芯片封裝和封裝底板的熱阻，散發芯片上產生的熱量，設法使接合溫度不上升，能夠使發光更亮
如果使用提高了接合溫度大額定值的LED芯片，在安裝使用時能夠獲得很多優點。例如，由于增加了輸入電力，可提高輸出功率。還可以縮小底板的散熱片等。
因LED發光波長而使用不同基片的原因是為了選擇與LED發光部分——半導體結晶的晶格常數盡量接近的晶格常數的廉價基片材料。這樣做晶格常數的差距（晶格失配）會縮小，在半導體層中阻礙發光的結晶缺陷的可能性會減少。而且能降低LED芯片的單價。另外，藍紫色半導體激光器等電流密度和光輸出密度較大的元件，則采用昂貴的GaN基片。GaN基片還用于部分藍色LED。
LED和半導體激光器等的發光部分的半導體層，是在基片上生長結晶而成。采用的基片根據LED的發光波長不同而區分使用。如果是藍色LED和白色LED等GaN類半導體材料的LED芯片，則使用藍寶石、SiC和Si等作為基片，如果是紅色LED等采用AlInGaP類材料的LED芯片，則使用GaAs等作為基片
底板剝離方法示例
近年來，為了增加從LED芯片中提取光線，在基片上形成半導體結晶層后，將基片張貼到其他基片上的技術已經實用化。在粘貼到其他基片上時，與半導體結晶層之間的界面上設置了光的反射層。反射層具有反射發光層朝向基片側的光線，將其提取到LED表面側的效果。除了已用于紅色LED外，近藍色LED等GaN類半導體LED芯片也擴大了采用。采用GaN類半導體材料的LED還有不張貼基片，使之保持剝離狀態的方法。
這些方法在外形尺寸較大的LED芯片上較為有效。大尺寸芯片存在著芯片內發生的光射出芯片外時的光徑變長，導致光在這一過程中發生衰減的問題。該問題可通過張貼基片解決。
外延生長（epitaxial growth）
藍色LED、白色LED以及藍紫色半導體激光器等GaN類發光元件一般采用VPE法之一的MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法進行生產。MOCVD采用有機金屬氣體等作為原料。藍色LED在藍寶石基片和SiC基片上，藍紫色半導體激光器在GaN基片上使用MOCVD裝置使得GaN類半導體層形成外延生長。
在基片上生長結晶軸相互一致的結晶層的技術。用于制作沒有雜質和缺陷的結晶層。包括在基片上與氣體發生反應以積累結晶層的VPE（氣相生長）法、以及與溶液相互接觸以生長結晶相的LPE（液相生長）法等。
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