Il existe une large gamme de LEDs de couleurs. Les longueurs d’onde rencontrées s’étendent de l’ultra violet à l’infra rouge. Toutefois, il n’est pas possible de trouver toutes les longueurs d’onde du visible. Par exemple on parle de « green gap » pour qualifier la zone comprise entre 550 et 570 nm. On ne sait pas, dans cet intervalle de quelques dizaines de nanomètres, produire des LEDs ayant un rendement acceptable.
On remarque que le cyan et le vert possèdent un spectre plus étalé que les autres couleurs. Ceci se traduit par une pureté moindre. Ce qui se remarque sur le diagramme de chromaticité CIE de Nichia. Les zones délimitant le vert sont, en effet, plus éloignées du bord que les autres couleurs.
De manière générale, les LEDs de couleur émettent des couleurs saturées. Ainsi le recours à des filtres est inutile. Ceci permet d'utiliser toute la lumière et de ne pas perdre de flux du fait d'un filtrage. Cette propriété explique que les LEDs aient pénétrée très tôt le marché des feux tricolores.
A l’intérieur du diagramme de chromaticité de la CIE, les constructeurs définissent des zones permettant de trier les différentes LEDs de couleur en fonction de leurs caractéristiques colorimétriques (coordonnées x, y). Ces zones sont propres à chaque constructeur et ne sont pas normalisées. Nous présentons ici les frontières du constructeur Nichia.
Généralement les couleurs disponibles sont les suivantes (valeurs Philips-Lumileds). Toutefois les valeurs données varient d’un constructeur à l’autre.
- Bleu roi (455 nm)
- Bleu (470 nm)
- Cyan (505 nm)
- Vert (530 nm)
- Ambre (590 nm)
- Rouge orangé (617 nm)
- Rouge (625 nm)
On peut visualiser sur le graphe ci-contre la répartition spectrale des LEDs de couleur (source Lumileds).
L’allure théorique du spectre d’une LED est la suivante :
On remarque que la largeur spectrale Δλ et la longueur d'inde dominante dépendent de kb (constante de Boltzmann) et de la température.
Lorsque la température augmente le spectre s'élargit et la longueur d'onde dominante augmente.