LED multi-warna adalah perangkat elektronik yang menggabungkan dioda pemancar cahaya lebih dari satu warna. Setiap dioda pemancar cahaya menghasilkan warna cahaya yang berbeda dengan mengalirkan listrik melalui semikonduktor, dan warna yang berbeda kemudian dicampur bersama untuk menciptakan warna akhir yang diinginkan. Sebagian besar warna yang dapat dilihat oleh mata manusia dapat dihasilkan dengan cara ini. Tergantung pada desainnya, LED multi-warna dapat menghasilkan cahaya dengan menggabungkan dua, tiga, atau empat warna primer; konfigurasi ini masing-masing disebut dikromatik, trikromatik, dan tetrakromatik. LED multi-warna digunakan dalam teknologi tampilan video.
Seperti semua dioda pemancar cahaya, LED multi-warna menghasilkan cahaya melalui fenomena yang disebut electroluminescence. Ketika dioda pemancar cahaya dinyalakan, arus listrik mulai mengalir melalui semikonduktor. Saat elektron berenergi tinggi yang mengalir melalui pita konduksi transisi material semikonduktor ke keadaan dasar energi material yang lebih rendah, energi yang hilang dipancarkan sebagai foton. Tingkat energi dan panjang gelombang foton ini tergantung pada bahan semikonduktor itu dibuat, dan warna cahaya yang dihasilkan tergantung pada panjang gelombangnya.
Multi-warna LED mengeksploitasi fakta bahwa ketika mata seseorang terkena beberapa panjang gelombang cahaya dari sumber yang sama, orang itu akan mengalaminya sebagai warna campuran tunggal daripada melihat warna yang sesuai dengan panjang gelombang yang berbeda secara terpisah. Misalnya, mata manusia merasakan cahaya dengan panjang gelombang 620 hingga 750 nanometer sebagai cahaya merah dan cahaya dengan panjang gelombang 495 hingga 570 nanometer sebagai cahaya hijau. Kedua panjang gelombang secara bersamaan akan menyebabkan seseorang melihat warna kuning, yang biasanya dihasilkan oleh cahaya dalam kisaran 570 hingga 590 nanometer. Hal ini memungkinkan LED multi-warna untuk menciptakan tampilan beragam warna.
Konfigurasi LED multi-warna yang paling umum, sering disebut RGB, adalah trikromatik, dengan dioda merah, hijau, dan biru. Ini dianggap sebagai warna utama penglihatan manusia normal, yang mencerminkan panjang gelombang yang berbeda di mana tiga jenis sel kerucut yang berbeda di mata manusia paling sensitif. Setiap piksel tampilan LED RGB berisi satu dioda dari masing-masing tiga warna ini, yang sangat kecil dan rapat sehingga mata manusia tidak dapat melihatnya sebagai sumber cahaya yang berbeda. Dioda di setiap piksel hidup dan mati dalam kombinasi yang berbeda sesuai kebutuhan untuk menghasilkan semua warna yang dilihat oleh pemirsa.
Tampilan LED multi-warna biasanya digunakan untuk membuat tampilan video yang sangat besar, seperti papan reklame dan layar video di stadion olahraga. Ada layar televisi yang lebih kecil yang cocok untuk ditonton di rumah menggunakan teknologi LED multi-warna, tetapi tertinggal di belakang format seperti TV plasma dan layar kristal cair dalam banyak hal. Mereka tidak harus bingung dengan layar LCD LED-backlit, yang sering disebut sebagai layar atau monitor LED tetapi sebenarnya layar kristal cair yang menggunakan LED untuk lampu latar.