半導体の結晶は，電子の取り得るエネルギー状態として，エネルギーの高いレベルと低いレベルの２つの状態がある。そこに電流を注入して高いエネルギーレベルに次々と電子を送り込むと，電子はあふれ始め，順次低いエネルギーレベルに落ち，そのとき自然放出光を生じる。この原理を利用した発光素子をいう。