Daugiaspalvis šviesos diodas yra elektroninis įrenginys, kuriame yra daugiau nei vienos spalvos šviesos diodai. Kiekvienas šviesos diodas, paleisdamas elektrą per puslaidininkį, sukuria skirtingos spalvos šviesą, o tada skirtingos spalvos sumaišomos, kad būtų sukurta norima galutinė spalva. Dauguma spalvų, kurias gali suvokti žmogaus akis, gali būti pagamintos tokiu būdu. Priklausomai nuo dizaino, kelių spalvų šviesos diodai gali skleisti šviesą derindami dvi, tris ar keturias pagrindines spalvas; šios konfigūracijos atitinkamai vadinamos dvispalvėmis, trichromatinėmis ir tetrachromatinėmis. Vaizdo rodymo technologijoje naudojami kelių spalvų šviesos diodai.
Kaip ir visi šviesos diodai, kelių spalvų šviesos diodas skleidžia šviesą per reiškinį, vadinamą elektroliuminescencija. Įjungus šviesos diodą, elektros srovė pradeda tekėti per puslaidininkį. Kai didelės energijos elektronai, tekantys per puslaidininkinės medžiagos laidumo juostą, pereina į žemesnės energijos medžiagos pagrindinę būseną, jų prarasta energija išspinduliuojama kaip fotonai. Šių fotonų energijos lygis ir bangos ilgis priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagamintas puslaidininkis, o gaunamos šviesos spalva priklauso nuo jos bangos ilgio.
Daugiaspalviai šviesos diodai išnaudoja faktą, kad kai žmogaus akis pateks kelių bangų ilgių šviesa iš to paties šaltinio, tas asmuo ją patirs kaip vieną sumaišytą spalvą, o ne suvoks spalvas, kurios atitinka skirtingus bangos ilgius. Pavyzdžiui, žmogaus akis šviesą, kurios bangos ilgis yra nuo 620 iki 750 nanometrų, suvokia kaip raudoną, o šviesą, kurios bangos ilgis nuo 495 iki 570 nanometrų – kaip žalią. Abu bangos ilgiai vienu metu paskatins žmogų pamatyti geltoną spalvą, kurią paprastai gamina šviesa 570–590 nanometrų diapazone. Tai leidžia kelių spalvų šviesos diodams sukurti įvairių spalvų vaizdą.
Dažniausia kelių spalvų LED konfigūracija, dažnai vadinama RGB, yra trichromatinė, su raudonais, žaliais ir mėlynais diodais. Tai laikomos pagrindinėmis normalaus žmogaus regėjimo spalvomis, atspindinčiomis skirtingus bangos ilgius, kuriems jautriausios yra trijų skirtingų tipų kūgio ląstelės žmogaus akyje. Kiekviename RGB LED ekrano pikselyje yra po vieną kiekvienos iš šių trijų spalvų diodą, kurie yra tokie maži ir sandariai sujungti, kad žmogaus akis negali jų suvokti kaip atskirų šviesos šaltinių. Kiekviename pikselyje esantys diodai įsijungia ir išsijungia įvairiais deriniais, kad būtų sukurtos visos žiūrovo matomos spalvos.
Daugiaspalviai LED ekranai dažniausiai naudojami kuriant labai didelius vaizdo ekranus, tokius kaip reklaminiai skydai ir vaizdo ekranai sporto stadionuose. Yra mažesni televizorių ekranai, tinkami žiūrėti namuose naudojant kelių spalvų LED technologiją, tačiau daugeliu atžvilgių jie atsilieka nuo tokių formatų kaip plazminiai ir skystųjų kristalų ekranai. Jų nereikėtų painioti su LCD ekranais su LED apšvietimu, kurie dažnai vadinami LED ekranais arba monitoriais, bet iš tikrųjų yra skystųjų kristalų ekranai, kuriuose foniniam apšvietimui naudojamas LED.