LED truyền thống được làm từ một số chất bán dẫn vô cơ. Bảng dưới đây trình bày các loại màu sắc cùng với bước sóng, điện áp và vật liệu:

LED xanh da trời và LED tia cực tím

LED xanh da trời hiện tại dựa trên chất bán dẫn có vùng cấm rộng như GaN (gallium nitride) và InGaN (indium gallium nitride). Chúng có thể được gắn chung với LED xanh lá và LED đỏ để tạo ánh sáng trắng dù LED trắng ngày nay ít dùng cách này.

LED xanh da trời đầu tiên do Jacques Pankove làm bằng chất gallium nitride vào năm 1971 ở RCA Laboratories.[15] Tuy nhiên ánh sáng của nó quá yếu nên không dùng được trên thực tế và sau đó nghiên cứu về gallium nitride không có tiến triển gì nhiều. Vào tháng 8 năm 1989, công ty Cree Inc. bán ra LED xanh da trời đầu tiên dùng chất bán dẫn có vùng cấm gián tiếp, silíc các-bua.[16] LED bằng SiC có hiệu suất rất thấp, không quá 0.03%.

Cuối thập niên 1980, đột phá trong nghiên cứu màng mỏng GaN epitaxial và cấy p-type [17] đã dẫn tới một kỷ nguyên mới cho các thiết bị quang điện dựa trên GaN. Trên nền tảng này, vào năm 1993 LED xanh nước biển có độ sáng cao đã được hiện thực.[18]do Shuji Nakamura của công ty Nichia Corporation dùng gallium nitride.

Cuối thập kỷ 1990, LED xanh da trời đã được phổ biến rộng rãi. Chúng có một hoặc nhiều lớp kích hoạt InGaN quantum wells được kẹp giữa các lớp dày bằng GaN, gọi là lớp che phủ. Bằng cách thay đổi tỷ lệ In-Ga trong lớp InGaN quantum wells, về lý thuyết có phát ra ánh sáng từ màu tím cho đến màu hổ phách. Thay đổi tỷ lệ Al/Ga trong Aluminium gallium nitride (AlGaN) rồi dùng làm lớp che phủ và lớp kích hoạt có thể tạo được LED tia cực tím. Tuy nhiên cách này vẫn chưa có được hiệu suất cũng như độ chín muồi của công nghệ InGaN/GaN (LED xanh lá, xanh da trời). Nếu dùng GaN làm lớp kích hoạt quantum well layers thì có thể sẽ tạo được LED phát ra ánh sáng gần khu vực tia cực tím, đỉnh cực đại nằm gần 365 nm. LED xanh lá làm từ InGaN/GaN có độ sáng, hiệu suất bỏ xa so với làm từ các chất không phải hợp chất của Nitơ nhưng hiệu suất vẫn còn quá thấp so với yêu cầu thực tế cho 1 hệ thống chiếu sáng công suất lớn.

Với hợp chất nitrít có chứa nhôm, thường là AlGaN và AlGaInN, có thể phát ra bước sóng ngắn hơn tia cực tím. Các LED cực tím đang trở nên phổ biến trên thị trường. LED có bước sóng gần tia cực tím bước sóng từ 375–395 nm giá rẻ đã có trên thị trường như các đèn soi chống tiền giả, công văn giả. Các điốt có bước sóng ngắn hơn vẫn còn mắc nhưng cũng đã có trên trị trường với bước sóng nhỏ hơn 247 nm.[19] Vì độ nhạy sáng của vi sinh vật gần bằng với phổ hấp thụ của ADN, đỉnh ở gần 260 nm, các LED cực tím từ 250–270 nm sẽ trở thành thiết bị khử trùng trong tương lai. Các nghiên cứu gần đây cho thấy LED cực tím kiểu A (365 nm) đã trở thành thiết bị khử trùng hiệu quả.[20]

Bước sóng ngắn hơn tia cực tím đã đạt được trong phòng thí nghiệm dùng aluminium nitride (210 nm),[11] boron nitride (215 nm)[9][10] and kim cương (235 nm).[8]

Năm 2011, Zhong Lin Wang của Viện công nghệ Georgia đã phát hiện ra dùng dây kẽm ôxít siêu nhỏ có thể tăng hiệu suất của LED áp điện phát tia cực tím lên 4 lần, từ 2% lên 8%.[21]