LED燈的發光方式和傳統光源有什麼不同？(LED燈的發光效率)

我想大家在開始關注LED照明的時候，都會很想了解LED照明和傳統照明在發光與照亮環境的時候有什麼不同。


絕大部份的人在開始選擇LED照明產品的時候，也一定常常被一些照明專業的數字譬如像流明數所困擾。

如果仔細去回想，無論是買燈泡或是燈管，想想我們有看過23W的節能燈泡是1350流明嗎？或是有注意到20W的二呎燈管是1450流明嗎？甚至在產品包裝上大部份都不會標示，也都是想都沒想就買了。

所以這樣的情況在從前，竟然是從來都沒有發生過的情況呢！

真要講清楚為什麼會有那麼大的差異，可能就要從LED的發光方式說起。



LED晶片是一種與過去截然不同的固態發光的方式，原理主要是使用了半導體類兩種對電有著不同電性的物質，中間利用相接而且非常薄的界面層來發光，所以LED晶片發光的部份是集中在晶片中很小的一個面上，這層發光面的厚度比一根頭髮的厚度還要薄。



LED晶片本身體積也非常小，光又那麼集中在一小片的面上，所以就必須靠封裝的方式，把晶片那麼小的光源導引並集中到同一個方向。當光以適當物質的折射率變化從晶片中導引出來後，封裝體本身的反射架構就扮演了把導出的光集中到同一個方向的重要角色，同時也在此利用適當的螢光粉轉換成我們所需要的白色或暖白色等光色。

比較傳統的光源的發光方式，從早期燃燒東西或是燃燒氣體發光、或是加熱燈絲等物體使其產生光，到後來進步到以電極的電子束激發氣體後透過螢光粉發光，不論是什麼樣的傳統發光方式，都無法像晶片的固態發光這樣，在發光材料非常接近的地方放上一個反射面把光集中到同一個方向。



所以，燈具的設計最主要的功能之一，就是在轉換這些燈源的發光方向。



上圖中，可以很清楚了解到，從發光材料的光源到製造成燈泡或燈管，最後裝進燈具中，LED照明的流程中多了一個「封裝」的重要流程。



如果要說明光源在哪一個階段被「調整修正方向」，LED的光源在封裝這個流程就已經被調整到同一個方向，而傳統發光方式的光源一直到最後被裝進燈具中，才把原來360度發光的光源調整到我們需要的方向上。

光源在調整方向的流程上是會發生一些損耗的，這些包括了一些反射、吸收、發散的損失。

流明這個單位，指的是量測光源發射出所有的發光量。所以一般在量測傳統燈泡或是燈管，在燈源是以360度發光的前題下，量測到所有方向的發光數值總和，往往會比LED燈源已經調整方向後發出的發光量總和要高出很多。

而傳統光源在裝入燈具後，真正會使用到的光，則是被燈具調整了方向，經過了一些燈具的反射、吸收、發散、甚至一些未反射到後的損失，才得到我們真正可以使用的光源量。