KR20110128411A - 지향 확산 기술의 지향확산판 혹은 지향확산필름 및 그를 이용한 엘이디 조명기기 - Google Patents

지향 확산 기술의 지향확산판 혹은 지향확산필름 및 그를 이용한 엘이디 조명기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스 및 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 전구, 캔들 및 형광등 타입 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부에 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물을 구성하여 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기 및 상기 지향확산부의 지향확산 기술을 이용한 지향확산판 혹은 지향확산 필름에 관한 것이다.

Description

지향 확산 기술의 지향확산판 혹은 지향확산필름 및 그를 이용한 엘이디 조명기기{LED General Lighting using Light Diffusion Technology}
본 발명은 지향 확산 기술의 확산판 혹은 확산필름 및 그를 이용한 엘이디 조명기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 엘이디 외부로 방출되는 광이 넓은 방사각(지향각)을 가지도록 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 구비한 지향확산부를 구성하는 전구, 캔들 또는 형광등 타입 엘이디 조명기기 및 지향확산부의 광 지향확산 기술을 이용한 금속 지향확산판 혹은 금속 지향확산 필름에 관한 것이다.
일반적으로 엘이디(LED;light emitting diode)라 하면 주지하는 바와 같이 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 발광시키는 것이다.
이러한 엘이디를 이용한 종래 전구 타입 엘이디 조명기기(10)는 도 1에 명시한 바와 같이 엘이디를 포함한 엘이디 모듈부(12)과, 상기 엘이디 모듈부(12) 상부에 형성하는 초자관(유리관,11) 및 상기 엘이디 모듈부(12) 하부에 형성하는 베이스(13)로 구성하였다.
그러나, 종래 전구 타입 엘이디 램프(10)는 엘이디로부터 발산되는 빛은 직진성이 강하며, 엘이디 램프(10)의 구조상 광 방사 180도 범위 내에서 이루어져 일반 조명으로 사용하기에는 적합하지 않았다.
이에, 근래에는 엘이디가 갖는 장점이 있기 때문에 상기한 단점(빛의 직진성)을 극복하여 일반 조명으로 사용하기 위한 램프가 소개되었다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 내부에 지향확산체(22)를 포함한 광 지향확산부(21)와, 상기 지향확산부(21) 하부에 형성하는 베이스(24) 및 상기 베이스(24) 내부에 형성하며 엘이디를 포함한 엘이디 모듈부(23)로 구성된 지향지향확산 방사형 전구 타입 엘이디 램프(20)가 그것이다.
이러한, 종래 지향지향확산 방사형 전구 타입 엘이디 램프(20)의 지향확산부(21)는 광 방사를 위해 광 확산판, 확산체(유리, 에폭시, PPA, 아크릴), 또는 실리콘 수지류 같은 재료에 지향확산체인 알루미나 혹은 산화 규소의 미립자 등을 혼합하여 광을 난반사 시키는 원리를 사용하고 있다.
하지만, 종래 확산 방사형 전구 타입 엘이디 램프(20)는 지향확산부(21)의 두께 혹은 지향확산체(22) 미립자의 농도 및 크기로 광 지향확산의 정도를 조정하는데, 이때 지향확산체(22)를 통과하여 나오는 광은 광 경로의 증가에 따른 흡수가 커져 손실이 막대하다는 문제점이 있었다.
상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 지향확산부에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 형성하여 엘이디 광의 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 전구, 캔들 또는 형광등 타입의 엘이디 조명기기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 인해 광 방사가 충분히 이루어지면서도 광의 손실을 최소화 할 수 있는 전구, 캔들 또는 형광등 타입의 엘이디 조명기기를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지향확산부의 광 지향확산 기술을 이용한 지향확산판 혹은 지향확산 필름을 제공하는데 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 엘이디 조명기기는 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스 및 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디 모듈부로 구성하는 전구 타입 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 엘이디 조명기기는 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스와, 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 캔들 타입 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 엘이디 조명기기는 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스 및 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 형광등 타입 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 Al, Ag, Cu, Ni, Ti, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체 중에서 일어나도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 다른 매개체 없이 구성하거나, 지향확산부의 매개체 내부 혹은 외부에 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 구성되는 지향확산부는 광 투과부와, 광 반사부로 구성하며, 광 반사부과 광 투과부의 면적의 비 혹은 광 반사부의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부의 매개체는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 반사막에 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 각각 반사부와 투과부를 구성, 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬의 형상은 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하는 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 구성되는 지향확산부에 있어서 광 반사부 혹은 광 투과부는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 Al, Ag, Cu, Ni, Ti, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 또는 이를 이용한 고분자 필름에 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 지향확산부의 매개체 외부에 구성 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부는 광 투과부를 제외한 나머지부분이 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하거나 이를 이용한 열방사부로 작동하도록 더 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부에서 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 스퍼터링 방법으로 증착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기에 있어서, 상기 지향확산부에서 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 용제를 이용한 분산 방법을 통하여 코팅하거나 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지향확산판 혹은 지향확산 필름은 제1, 2, 3실시 예에 따른 지향확산부의 광 지향확산 기술을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기는 지향확산부에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 형성하여 엘이디 광의 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제1, 2, 3실시 예에 따른 엘이디 조명기기는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 인해 광 방사가 충분히 이루어지면서도 광의 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지향확산판 혹은 지향확산 필름은 지향확산부의 광 지향확산 기술을 이용하여 광 방사가 충분히 이루어지는 효과가 있다.
도 1은 종래 전구 타입 엘이디 램프를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 지향확산 방사형 전구 타입 엘이디 램프를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 열방사부를 구비한 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 매개체 외부에 구성한 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 매개체 없이 구성하는 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 구성하는 방식을 전구 중심으로부터의 매개체의 크기와 밀도의 차를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 캔들 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 형광등 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 열방사부를 구비한 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 3 또는 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기(100)는 광 투과성 재질의 매개체(111)로 구성하는 지향확산부(110)와, 지향확산부(110) 하부에 형성하는 베이스(130)와, 베이스(130) 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부(120) 및 지향확산부(110)에 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도)의 넓은 방사각을 가지도록 하기 위한 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물(140)을 구성한다.
여기서, 지향확산부(110)를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체(112) 중에서 일어나도록 구성한다.
또한, 지향확산부(110)의 매개체(111)는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료로 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)로 구성되는 지향확산부(110)는 광이 반사되는 광 반사부(141)와, 광이 투과하여 외부로 방출되는 광 투과부(142)로 이루어진다. 이때, 광 반사부(141)와 광 투과부(142)는 면적의 비 혹은 광 반사부(141)의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성한다.
여기에서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)은 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)은 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개체로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 각각 반사부와 투과부를 구성 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공(160)을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것이 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)을 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름 재료와 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것도 가능하다.
이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)은 매개체(111)의 내부에 구성한다.
여기서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하며, 광 반사부(141) 혹은 광 투과부(142)는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하의 범위 내에서 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성한다.
이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬는 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하며, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)의 광 반사부(141) 면적은 최소한 광 투과부(142)의 면적보다 넓게 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)을 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부(110)는 광 투과부(142)를 제외한 나머지부분이 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하거나 이를 이용한 열방사부(150)로 작동하도록 더 구성한다.
이때, 상기한 나머지 부분은 지향확산부(110)와 베이스(130)의 결합 부분을 나타내는 것이다.
여기서, 지향확산부(110)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)을 스퍼터링 방법으로 증착하거나, 용제를 이용한 분산 방법을 통한 코팅, 혹은 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 매개체 외부에 구성한 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 매개체 없이 구성하는 전구 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 구성하는 방식을 전구 중심으로부터의 매개체의 크기와 밀도의 차를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기(100a)는 광 투과성 재질의 매개체(111a)로 구성하는 지향확산부(110a)와, 지향확산부(110a) 하부에 형성하는 베이스(130a)와, 베이스(130a) 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부(120a) 및 지향확산부(110a)에 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지도록 하기 위한 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물(140a)을 구성한다.
여기서, 지향확산부(110a)를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체(112a) 중에서 일어나도록 구성한다.
또한, 지향확산부(110a)의 매개체(111a)는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료로 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)로 구성되는 지향확산부(110a)는 광이 반사되는 광 반사부(141a)와, 광이 투과하여 외부로 방출되는 광 투과부(142a)로 이루어진다. 이때, 광 반사부(141a)와 광 투과부(142a)는 면적의 비 혹은 광 반사부(141a)의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성한다.
즉, 도 7에 도시한 바와 같이 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)에 의한 광 투과부(142a)는 전구 형상 지향확산부(110a)의 동일 높이에서 원의 둘레를 돌듯이 존재하는 것이 아니라 도 7에 도시한 바와 같이 각각의 점으로 존재한다.
이때, 도 8은 광 방출을 높이기 위한 제1실시 예에 따른 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)의 구성 방법을 나타낸 것으로, a는 전구의 중앙부와 가장자리의 광 반사부(141a) 숫자(수)는 동일하나, 광 반사부(141a)의 크기는 중앙부에서 가장자리로 갈수록 점점 커지도록 구성하는 것이고, b는 전구의 중앙부와 가장자리의 광 투과부(142a) 숫자는 동일하나, 광 투과부(142a)의 크기는 가장자리에서 중앙부로 갈수록 점점 커지도록 구성하는 것이며, c는 광 반사부(141a)의 크기는 동일하지만 광 반사부(141a)의 숫자가 전구의 가장자리로 갈수록 많아지도록 구성하는 것이고, d는 광 투과부(142a)의 크기는 동일하지만 광 투과부(142a)의 숫자가 전구의 중앙부로 갈수록 많아지도록 구성하는 것이며, 제1실시 예에 따른 지향확산부(110a)는 도 8의 a, b, c, d 중 어느 하나의 구성 방법으로 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 구성하는 것이 바람직하다.
여기에서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)은 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)은 도 8에 도시한 바와 같이 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개체로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 반사부와 투과부를 구성 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공(160a)을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것이 가능하다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름 재료와 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)은 매개체(111a)의 외부에 구성한다. 이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)은 다른(별도의) 매개체 구성 없이 설치하는 것 또한 가능하다.
즉, 도 3 및 도 4는 지향확산부(110)의 매개체(111) 내부 면에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140)을 구성한 실시 예이고, 도 5는 지향확산부(110a)의 매개채(111a) 외부 면에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 구성한 실시 예이며, 도 6은 지향확산부(110a)에 별도의 매개체 없이 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 구성한 실시 예이다.
여기서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하며, 광 반사부(141a) 혹은 광 투과부(142a)는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하의 범위 내에서 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성한다.
이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬는 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하며, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)의 광 반사부(141a) 면적은 최소한 광 투과부(142a)의 면적보다 넓게 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부(110a)는 광 투과부(142a)를 제외한 나머지부분이 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하거나 이를 이용한 열방사부(150a)로 작동하도록 더 구성한다.
이때, 상기한 나머지 부분은 지향확산부(110a)와 베이스(130a)의 결합 부분을 나타내는 것이다.
여기서, 지향확산부(110a)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140a)을 스퍼터링 방법으로 증착하거나, 용제를 이용한 분산 방법을 통한 코팅, 혹은 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기(100, 100a)는 지향확산부(110, 110a)에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140, 140a)을 형성하여 엘이디 광의 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에 따른 전구 타입 엘이디 조명기기(100, 100a)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140, 140a)로 인해 광 방사가 충분히 이루어지면서도 광의 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 캔들 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시 예에 따른 캔들 타입 엘이디 조명기기(200)는 광 투과성 재질의 매개체(211)로 구성하는 지향확산부(210)와, 지향확산부(210) 하부에 형성하는 베이스(230)와, 베이스(230) 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부(220) 및 지향확산부(210)에 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지도록 하기 위한 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물(240)을 구성한다.
여기서, 지향확산부(210)를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체(212) 중에서 일어나도록 구성한다.
또한, 지향확산부(210)의 매개체(211)는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료로 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)로 구성되는 지향확산부(210)는 광이 반사되는 광 반사부(241)와, 광이 투과하여 외부로 방출되는 광 투과부(242)로 이루어진다. 이때, 광 반사부(241)와 광 투과부(242)의 면적의 비 혹은 광 반사부(241)의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성한다.
여기에서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)은 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)은 도 8에 도시한 바와 같이 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개체로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 각각 반사부와 투과부를 구성, 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공(260)을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것이 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름 재료와 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)은 지향확산부(210)의 매개체(211) 외부에 구성한다. 이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)은 지향확산부(210)의 매개체(211) 내부에 구성, 또는, 다른(별도의) 매개체 구성 없이 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 구성하는 것도 가능하다.
도 9는 지향확산부(210)의 매개체(211) 외부 면에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 구성한 실시 예이다.
여기서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하며, 광 반사부(241) 혹은 광 투과부(242)는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하의 범위 내에서 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성한다.
이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬는 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하며, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)의 광 반사부(241) 면적은 최소한 광 투과부(242)의 면적보다 넓게 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부(210)는 광 투과부(242)를 제외한 나머지부분에 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하는 열방사부(250)를 더 구성한다.
이때, 상기한 나머지 부분은 지향확산부(210)와 베이스(230)의 결합 부분을 나타내는 것이다.
여기서, 지향확산부(210)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 스퍼터링 방법으로 증착하거나, 용제를 이용한 분산 방법을 통한 코팅, 혹은 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 캔들 타입 엘이디 조명기기(200)는 지향확산부(210)에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)을 형성하여 엘이디 광의 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제2실시 예에 따른 캔들 타입 엘이디 조명기기(200)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(240)로 인해 광 방사가 충분히 이루어지면서도 광의 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 제3실시 예에 따른 형광등 타입 엘이디 조명기기를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이 본 발명의 제3실시 예에 따른 형광등 타입 엘이디 조명기기(300)는 광 투과성 재질의 매개체(311)로 구성하는 지향확산부(310)와, 지향확산부(310) 하부에 형성하는 베이스(330)와, 베이스(330) 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부(320) 및 지향확산부(310)에 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도)의 넓은 방사각을 가지도록 하기 위한 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물(340)을 구성한다.
여기서, 지향확산부(310)를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체(312) 중에서 일어나도록 구성한다.
또한, 지향확산부(310)의 매개체(311)는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료를 구성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)로 구성되는 지향확산부(310)는 광이 반사되는 광 반사부(341)와, 광이 투과하여 외부로 방출되는 광 투과부(342)로 이루어진다. 이때, 광 반사부(341)와 광 투과부(342)의 면적의 비 혹은 광 반사부(341)의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성한다.
여기에서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)은 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)은 도 8에 도시한 바와 같이 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개체로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 각각 반사부와 투과부를 구성 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공(360)을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 Ag, Cu, Al, Ni, TI, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름 재료와 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)은 지향확산부(310)의 매개체(311) 외부에 구성한다. 이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)은 지향확산부(310)의 매개체(311) 내부에 구성, 또는, 다른(별도의) 매개체 구성 없이 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 구성하는 것도 가능하다.
도 10은 지향확산부(310)의 매개체(311) 외부 면에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 구성한 실시 예이다.
여기서, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하며, 광 반사부(341) 혹은 광 투과부(342)는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하의 범위 내에서 구성한다.
또한, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성한다.
이때, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬는 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하며, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)의 광 반사부(341) 면적은 최소한 광 투과부(342)의 면적보다 넓게 구성한다.
그리고, 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 매개체(311) 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부(310)는 도 10에 도시하지는 아니하였지만 광 투과부(342)를 제외한 나머지부분에 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하는 열방사부를 더 구성하는 것이 가능하다.
이때, 상기한 나머지 부분은 지향확산부(310)와 베이스(330)의 결합 부분을 나타내는 것이다.
여기서, 지향확산부(310)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 스퍼터링 방법으로 증착하거나, 용제를 이용한 분산 방법을 통한 코팅, 혹은 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 형광등 타입 엘이디 조명기기(300)는 지향확산부(310)에 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)을 형성하여 엘이디 광의 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제3실시 예에 따른 형광등 타입 엘이디 조명기기(300)는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(340)로 인해 광 방사가 충분히 이루어지면서도 광의 손실을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
마지막으로, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지향확산판 혹은 지향확산 필름은 상기 제1, 2, 3실시 예에 따른 지향확산부(110, 110a, 210, 310) 즉, 매개체(111, 111a, 211, 311) 및 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물(140, 140a, 240, 340)의 광 지향확산 기술을 이용하여 구성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 100a, 200, 300 : 엘이디 조명기기
110, 110a, 210, 310 : 지향확산부
111, 111a, 211, 311 : 매개체
112, 112a, 212, 312 : 공기층 혹은 기체
120, 120a, 220, 320 : 엘이디 모듈부
130, 130a, 230, 330 : 베이스
140, 140a, 240, 340 : 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물
141, 141a, 241, 341 : 광 반사부
142, 142a, 242, 342 : 광 투과부
150, 150a, 250 : 열방사부
160, 160a, 260, 360 : 천공

Claims (19)

  1. 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스 및 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 전구 타입 엘이디 조명기기에 있어서,
    상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 하는 전구 타입 엘이디 조명기기.
  2. 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스와, 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 캔들 타입 엘이디 조명기기에 있어서,
    상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 하는 캔들 타입 엘이디 조명기기.
  3. 광 투과성 재질의 지향확산부와, 상기 지향확산부 하부에 형성하는 베이스 및 상기 베이스 내부에 형성하는 엘이디를 포함한 엘이디모듈부로 구성하는 형광등 타입 엘이디 조명기기에 있어서,
    상기 지향확산부가 반사체, 반사패턴 또는 반사구조물로 구성되어 광 방사 특성이 180도 이상(지향각 180도 이상)의 넓은 방사각을 가지는 것을 특징으로 하는 형광등 타입 엘이디 조명기기.
  4. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 Al, Ag, Cu, Ni, Ti, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 혹은 이를 이용한 고분자 필름 혹은 고분자 패턴 필름으로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  5. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 지향확산부를 구성하는 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물의 광 반사 혹은 분산 혹은 산란에 의한 광 경로 연장이 공기층 혹은 기체 중에서 일어나도록 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  6. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 다른 매개케 없이 구성하거나, 지향확산부의 매개체 내부 혹은 외부에 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  7. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 구성되는 지향확산부는 광 투과부와, 광 반사부로 구성하며, 광 반사부과 광 투과부는 면적의 비 혹은 광 반사부의 수(광 반사부의 밀도)로 광원의 조도 혹은 광의 강도를 조절할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  8. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 지향확산부의 매개체는 유리, 에폭시, PPA, 아크릴, 실리콘 수지류 중 어느 하나로 투과율이 90% 이상의 특성을 가지는 재료로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  9. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물에서 막의 두께는 1,000 마이크론 이하로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  10. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 엘이디의 발광부로부터, 혹은 광이 수직으로 입사하는 부분으로부터 방사상으로 각이 가장 큰 부분에 이르기까지 점차적으로 광 반사 면적 혹은 반사하는 광량이 점진적으로 늘어 나도록 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  11. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 투명한 필름 혹은 투명한 막을 매개로 하여 이 위에 금속 반사막 패턴을 설치하거나, 혹은 투명한 필름 혹은 투명한 막 없이 각각 반사부와 투과부를 구성, 혹은 고분자 재료 반사 필름에 천공을 하거나 혹은 망 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  12. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물에 있어서 형성하는 패턴 혹은 무늬의 형상은 보통 원형 혹은 n 각형 (n= 3,4,5···∞)으로 구성하는 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  13. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물로 구성되는 지향확산부에 있어서 광 반사부 혹은 광 투과부는 형상에 관계없이 각각 그 크기가 최대 대각선의 길이로 500 nm 이상 5 mm이하인 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  14. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 Al, Ag, Cu, Ni, Ti, W, Au 중 어느 하나의 금속막 혹은 이들 금속의 복수 다층막 혹은 금속막 패턴, 또는 수지계의 복수 굴절율 다층막 또는 이를 이용한 고분자 필름에 형광체를 함께 혼합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  15. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물은 지향확산부의 매개체 외부에 구성 가능한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  16. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 내부 또는 외부에 설치한 지향확산부는 광 투과부를 제외한 나머지부분이 방열 혹은 열 방사작용을 위해 금속막으로 형성하거나 이를 이용한 열방사부로 작동하도록 더 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  17. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 지향확산부에서 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 스퍼터링 방법으로 증착하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  18. 제 1항 내지 제 2항, 혹은 제 3항에 있어서,
    상기 지향확산부에서 반사체, 반사패턴 또는 반사 구조물을 용제를 이용한 분산 방법을 통하여 코팅하거나 스크린 인쇄 방법으로 구성하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명기기.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 지향확산부의 광 지향확산 기술을 이용한 지향확산판 혹은 지향확산 필름.
KR1020100047841A 2010-05-24 2010-05-24 지향 확산 기술의 지향확산판 혹은 지향확산필름 및 그를 이용한 엘이디 조명기기 KR20110128411A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101470385B1 (ko) * 2013-07-03 2014-12-08 한국광기술원 전구용 반사장치 및 이를 이용한 등기구
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