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視覺訊息顯示
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狀態顯示燈
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發光二極管所需推動電壓及功率低，方便由運作電壓低的微處理器控制及在以電池作電源的設備上使用，所以常被用在各種電子产品、設備的狀態指示燈。在消費性電子產品，手提嵌入式電子設備，家庭電器、玩具、各種儀器…等用途上作為工作狀態顯示燈。
單一發光二極管常被用作狀態顯示（例如電源狀況），也有制成七劃管的LED組用作顯示數字，而通常會在右下方加上「‧」、「，」，以顯示小數點等。在多年前，當顯示器技術並不發達時，有些發光二極管組能有14劃，可以顯示26個英文字母，但當微電子等顯示技術成熟後，這種發光二極管組已極少被採用。
電子螢幕等的指示燈
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攝於港鐵輕鐵第二期列車車廂內的點陣式LED顯示器
LED 交通號誌
在車輛上的應用：當LED的光度發展達至要求後，便有汽車用LED作轉向与剎车燈，主要好處是LED極高的開關速度，其亮起時間比白熾燈快0.5秒之多，且LED燈在白天時与白熾燈炮相比亮度較高、使用壽命長、點亮速度快，更可增加6m的煞車辨識距離，也可降低事故發生，這對行車安全非常重要。而車輛行駛環境中震盪、溫差變化下，LED仍然有穩定的光度及可靠性。最近有極小部份車輛開始使用白色LED作為車頭燈，其好處是光線的方向控制比白熾燈加拋物線反射鏡好。有些緊急服務車輛的閃光警標也使用LED，LED可以高速閃動的特性簡化了以往產生閃動效果的機械結構而更加可靠。
在道路上的應用：同樣工作在戶外環境的交通燈使用開關快速的LED也很適合，LED壽命較長也減少壞燈及影響交通的機會。不過在氣候較低溫的地方，LED交通燈會有被積雪蓋著的問題。此外公路的訊息顯示板也使用LED點陣顯示，這些顯示板多採用黃或紅色LED以求兼顧夜間環境。這類顯示器叫发光二极管显示器，是平板顯示器的一種。
公共場所的平板顯示器：在機場、機艙、火車站、巴士站、碼頭等…各種公共交通工具上等地方，LED被普遍地採用作為平板顯示器以顯示如班次、目的地、時間等相關訊息。而LED的可靠性與低耗電，使其也適合用作紧急出囗指示灯。
LCD顯示器背光光源
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主条目：LED背光液晶顯示電視
早在只有黑白LCD的年代（當時並未有藍及白色LED），各種單色LED便被採用作黑白LCD的背光光源，例如傳呼機，而當彩色LCD出現後多時，工程界還未能製作出白色LED，所以只好採用電致發光片，簡稱EL片作背光。而在白色LED出現後，這些產品隨即轉用LED作背光。與EL片相比，白色LED較省電，這對電池供電的產品特別重要，除此之外，白色LED免去EL片所需的高壓電源，大大減低了電磁干擾。但由於白色LED需要一定空間作導光之用，體積會比EL片略厚，儘管如此，手提電話(手機)、電子手帳、較細的手提電腦(筆電)續漸使用LED作背光。但由於LED在高光度時效率變差，不只耗電，更有過熱問題，所以當白色LED問世後數年，LCD電腦螢幕及LCD電視機仍然採用冷陰極螢光燈作為背光，近年LED在高光度下的效率不斷改進，使得亮度足以應用在LCD電腦螢幕及LCD電視機的背光。相比之前的CCFL，LED省卻了CCFL所需的高壓電源，除大幅減低了電磁干擾外，由於省卻了電壓轉換，在使用電池作電源的產品上也省卻了電壓轉換時的功率損耗，而LED的工作壽命，顏色的穩定性也比CCFL好得多。使用LED作背光的LCD顯示器常被生產商叫作LED顯示器或LED電視機等，原因可能是為了強調新產品與舊產品有所不同，但其實這些顯示器的影像仍是以LCD產生，LED只是當作光源，在技術上仍是LCD顯示器，或叫LED背光液晶顯示電視等。有些高檔產品使用三原色LED構成的白色LED作背光，有比CCFL更廣的色域。而加上依隨所顯示的影像所需而動態地控制LED的光度可以大大增加LCD顯示器的對比度，起初只有成本較高的直下式LED背光使用動態控制技術，漸漸地側照式LED背光也發展出類似功能。
顯示器
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主条目：LED顯示器
市面上現存普及的LED背光液晶顯示電視的LED只用作背光光源，嚴格上並不是LED顯示器，細小高解像度的視訊LED顯示器現都採用OLED，OLED具有自發光性、廣視角、高對比、低耗電、高反應速率等優點，OLED顯示器因為不需背光源，所以可以比LCD顯示器造得更薄，但OLED顯示器的壽命只有LCD顯示器的1/4，日本Toshiba跟Panasonic近年有新技術使OLED的壽命加倍。
OLED顯示器依驅動方式的不同又可分為被動式（Passive Matrix，PMOLED）與主動式（active matrix，AMOLED）。PMOLED的推動電流直接由透明電極傳到OLED，因為導電電極的電阻關係，尺寸不可以造得大，否則會有光暗不均的情況。而且有串擾的問題。AMOLED與薄膜電晶體液晶顯示器原理一樣，在顯示器上造出三極官控制OLED的開關。所以解決了PMOLED的問題，現在大部份的OLED顯示器都是採用AMOLED，他們大多被使用在智慧型手機中。
大型的LED顯示器已普及於戶外戶內，戶外LED顯示器對解析度要求較低，但需要較高的亮度，多採用分立單色的LED組成。戶內的由於距離觀賞者較近，所以要求較高的解析度，所以採用SMD LED元件。
以藍白LED燈組成的聖誕燈飾佈置
LED照明
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高功率發光二極管燈，使用GU5.3座及鋁散熱器，用作取代石英燈
主条目：發光二極管照明
由於發光二極管燈被稱為固態照明。傳統照明燈俱如螢光燈、白熾燈及鹵素燈都有裝載氣體的脆弱玻璃管，因而都不及全固態的LED堅固耐用。現有單一大功率發光二極管一般有1W、3W、5W等，由於發光二極管在增加光度時，效率會下降，所以有些LED燈使用多個白光LED組合成一簇構成一個光源，以增加效率；同樣的原因，在照明方面只用在對光度要求低的地方，以保持其較佳效率（省電）的特性，這些用途包括：
手電筒
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使用LED的SureFire U2手电
主条目：手電筒
以往手電筒都以白熾燈或鹵素燈作光源，而螢光燈由於體積大及需要高壓電源，不適合用於體積、重量小、以及以電池作為電源的手電筒。自白色LED面世後，堅固耐用得多的特性使其被廣泛使用於小型手電筒。但由於在高光度下LED的性能仍有所不及，所以LED還未應用於較大功率手電筒上。
要LED工作在理想狀態，其電流必控制在一定數值，低檔LED手電筒只用電阻限制電流，比較耗電，光度也會隨電池電壓下降而變暗。高檔次的LED手電筒會用電子線路產生恆流源，精確控制LED的電流，即使電池電壓下降，LED的電流也保持固定。這類設計較為省電。一些使用電池電壓比白色LED在正常工作電流下的電壓（約3V）低的電筒，會用直流-直流轉換（DC/DC）的電子線路把電壓升至足以推動LED。但不是所有採用直流/直流轉換線路的手電筒都都以恆流源控制LED電流。
緊急照明
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LED只要極小電量便能發光，因此手動發電也足以產生應急光源
由於後備緊急照明系統多用電池作電源，採用LED可以降低耗電。
手機閃光燈
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現今的行動電話常備有攝影功能，故需要閃光燈，但一般相機使用的閃光燈雖然光度比LED高很多，但體積大及較耗電，不適合用於行動電話中；反而行動電話的對光度要求低，白光LED的光度以足作閃光燈，加上不需要高電壓驅動，故能做為體積和成本都很小的完整閃光燈解決方案。除此之外，這些LED還能當成手電筒或棚燈（movie light）使用。
道路及室內照明
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由若干獨立的LED組成的單個光源
目前LED已經開始應用於道路照明及室內燈具。当前市面上的荧光灯（包括紧凑型荧光灯）效率平均为50 lm/W，而LED效率平均超过80 lm/W。
光效
理論值（lm/W）
實際（lm/W）
白熾燈
8 - 14
鹵鎢燈
15 - 24
高壓鈉燈
85 - 150[8]
水銀燈
50-55[9][10]
T8燈管（電子鎮流器）
90 - 100[11]
T5燈管
112
70 - 104[12][13]（在功率為約28W的情況下）
白光LED
260 - 300[14]
85 - 120
高功率白光LED
100 - 140（在功率為約1W的情況下）[15]
不包含轉換效率
照明應用例子
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在港鐵（MTR）列車中試驗的發光二極管照明。
台灣高雄市自由一路的路燈已經在2007年6月改用LED路燈並且正式驗收啟用，其燈具的發光效率以及光型皆達到現有的道路照明標準。
台灣高速公路及快速公路部分路段道路標誌投射燈照明改用LED照明並且正式驗收啟用。
西班牙PINTO市政公路部分路段照明设施路燈照明改用LED by GULI照明並且正式驗收啟用。
美国西雅图部分路段照明设施路燈已经改用白色LED并正式驗收啟用。西雅图市政府已经决定不再更换新的钠灯，在寿命到期之后用LED灯泡更换。[16]
LED作為輕鋼架天花板照明之實景
香港港鐵現時有一列行走荃灣綫的列車在最後一節車廂的照明都換成了發光二極管照明。另外，亦在羅湖站的新扶手電梯上面的天花板安裝一組試驗性的LED日光燈。根據前九鐵的刊物，這一組發光二極管日光燈預計可每年節省66%的電力消耗[17]。
紅外線夜視照明
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紅外線LED常被用作紅外線光源，配合CCD用作保安用的夜視鏡頭。
訊息傳輸
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由於LED開關速度快，有利資料快速傳輸及減少延遲，加上推動簡單，所以常用於各種設備中作資料、訊號傳送及感知用途。
光通訊
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電視機、錄影機等家電的遙控器
紅外線LED輕巧、省電、價廉、可靠耐用，被廣泛使用在電子、電器產品的紅外線搖控器中，以紅外線傳遞指令。
紅外線遙控玩具
近年也有遙控玩具使用同樣的方式控制玩具，相比無線電，紅外線遙控在視線外時會"失控"，但價廉，光學的紅外線接收大為減低重量及耗電量，對非常小型遙控的飛行玩具如遙控直升機這類電量與動力都細小的情況特別有利。有別於電子、電器產品的紅外線遙控，遙控玩具的紅外線發射要用上多枚紅外線LED以增大可接收的角度。
紅外通訊技術（IrDA）數碼資料傳輸
紅外線LED被使用在IrDA紅外線資料傳輸，雖然相對省電、價廉，但需要互相對準在視線內及資料傳輸速度應付不了需要下，已少有設備使用。
短距离光纖通訊
例如影音產品的數碼音樂光纖傳送系統中，LED被用作把數碼化的音訊發送，但由於成本問題，所使用的光纖品質不高，高級影音玩家（俗稱發燒友），認為光纖傳送的效果不及同軸電纜。
光照上网技术（Li-Fi），是一种无需WiFi信号，使用由發光二極管把光源转换成网络信号的形式来实现互联网交接的技术。
光電耦合元件
被廣範使用的光電耦合元件是一種以光訊號把訊息由在兩個電氣完全隔離的電路之間傳遞，其包含了兩部份，一是光源，而另一是感光體，光源部份就是使用LED。
應用例子有：把交流市電轉換成低壓直流的交換式電源供應器，低壓輸出端必需與較高壓的輸入端在電氣上完全隔離，以確保安全，這類情況便要用光電耦合以光訊號形式讓訊號能在兩端間傳遞。同樣的情況也發生的醫療儀器上，在人體測得的訊號利用光電耦合把訊號傳至以市電供電的部份，確保與人體接觸的傳感器跟市電部份在電氣上完全隔離以達至安全需要。
窄波段光學感測器
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可見光發光二極體與光檢測器都是使用能隙落在可見光波段的PN结，因此具有許多相同的物理特性，而將發光二極體應用在光檢測上，是早已被熟知的技藝，但直到最近，被稱為雙向發光二極體陣列方被提出，並應用在觸控面板上的接觸传感（touch-sensing）。2003年，Dietz、Yerazunis與Leigh發表的論文中[18]，敘述了如何把發光二極體應用為便宜的檢測元件。
在此應用中，陣列中各個發光二極體被快速地被點亮、熄滅。發光二極體點亮後，發射光照射到操作者的手指或圖案，其反射光再經由熄滅狀態的發光二極體所檢測，並在反向偏壓下操作的發光二極體上，感應出電壓，接著透過微處理器讀出該感應電壓的大小，Jeff Han的網站中提供影片展示該發光二極體陣列檢測器之操作狀況[19]。