KR100970204B1 - Ｏｌｅｄ 시편 시험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀폐된 공간에서 플레시블 OLED 시편의 기계적 변형과 광학적 특성을 동시에 측정하기 위한 OLED 시편 시험장치에 관한 것으로, 이를 위해 상기 시편의 양측을 클램핑하여 액츄에이터의 작동에 의해 시편에 반복적으로 연신과 피로하중과 밴딩과 같은 기계적 변형을 가하는 시험기;와, 상기 시험기에 클램핑된 시편에 다양한 세기를 갖는 전류 및 전압을 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자의 단락여부와 전기적 저항과, 전류의 통전량을 측정하는 전기적 소스-측정기;와, 상기 시편에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 물성과 전류의 세기, 전기적 저항에 따른 광학적 특성을 측정하는 광센서;와, 상기 시험기 및 전기적 소스-측정기 및 광센서와 전기적으로 연결되는 제어박스;를 포함하여 이루어지되, 상기 시험기 및 광센서는 외부와 밀폐되도록 챔버 내 설치되는 것을 특징으로 한다.
OLED, 광센서, 플렉시블, 디스플레이, 시험, 시편

Description

ＯＬＥＤ 시편 시험장치{TESTING APPARATUS FOR TEST PIECE OF OLED}
본 발명은 밀폐된 진공상태 또는 질소가 충진된 밀폐된 공간에서 클램핑된 OLED 시편에 연신과 피로하중과 굽힘과 같은 기계적 변형을 가해 재료적 특성을 파악하고, 또한 다양한 세기를 갖는 전류를 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자의 단락여부와 전기적 저항을 측정하고, 또한 시편의 발광소자에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 변형에 따른 전기적 특성과 광학적 특성을 측정할 수 있는 구조의 OLED 시편 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제품이 일상 생활에 깊숙이 침투하기 시작하면서 플라즈마(PDP), 액정(LCD), 유기발광다이오드(OLED) 등 첨단 디스플레이에 대한 소비자들의 관심이 무척 높아지고 있다.
이 때문에 개발업체들은 최첨단 디스플레이 기술 개발에 치열한 경쟁을 펼치고 있으며, 현재까지는 고화질, 초슬림, 초경량의 디스플레이가 기술 경쟁의 핵심이 되고 있으나 이제는 휘는 디스플레이 연구개발에도 박차를 가하고 있다.
여기서 플렉시블 디스플레이(Flexible Display)라고 부르는 이 기술은 플라스틱 등 휠 수 있는 기판에 만들어진 평판 디스플레이로 우수한 화면표시 특성을 그대로 지니면서 구부리거나 두루마리 형태로 둘둘 말 수 있는 편리함 때문에 차세대 평판 디스플레이의 총아로 떠오르고 있다.
플렉시블 디스플레이는 기존의 LCD나 OLED에서 액정을 싸고 있는 유리로 된 기판을 플라스틱 필름으로 대체함으로써 유리기판을 사용하는 LCD나 OLED에 비해 얇고 가볍고 충격에도 강한 유연성을 갖고 있다.
특히 백라이트가 없는 OLED 플렉시블 디스플레이는 그 형태를 구부리거나 두루마리 형태로 가변되기 때문에 기계적 변형에 따른 발광소자의 전기적 및 광학적 특성이 매우 중요함으로 다양한 역학과 연관된 광학특성 실험이 요구된다.
아울러 종래에는 OLED 플렉시블 디스플레이 시편을 통해 다양한 전류의 세기에 따른 광학 특성만 측정하였다.
하지만 이러한 OLED은 가시 광선 영역에서만 빛의 특성이 나타나므로 노출된 공간에서는 그 빛의 광학 특성을 파악하기가 매우 어려운 단점이 있다.
또한 OLED는 노출된 공간에서는 발광하는 유기화합물(Organic)이 분해(Degradation)현상으로 인해 광 특성을 정확히 측정하기가 힘든 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 밀폐된 진공상태 또는 질소가 충진된 밀폐된 공간에서 클램핑된 OLED 시편에 연신과 피로하중과 굽힘과 같은 기계적 변형을 가해 재료적 특성을 파악하고, 또한 다양한 세기를 갖는 전류를 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자의 단락여부와 전기적 저항을 측정하고, 또한 시편의 발광소자에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 변형에 따른 전기적 특성과 광학적 특성을 측정할 수 있는 구조의 OLED 시편 시험 장치를 제공하는데 있다.
더 나아가 본 발명의 목적은, 시편의 양측을 클램핑하여 액츄에이터의 작동에 의해 시편에 반복적으로 연신과 피로하중과 밴딩과 같은 기계적 변형을 가하는 시험기;와, 상기 시험기에 클램핑된 시편에 다양한 세기를 갖는 전류 및 전압을 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자의 단락여부와 전기적 저항과, 전류의 통전량을 측정하는 전기적 소스-측정기;와, 상기 시편에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 물성과 전류의 세기, 전기적 저항에 따른 광학적 특성을 측정하는 광센서;와, 상기 시험기 및 전기적 소스-측정기 및 광센서와 전기적으로 연결되는 제어박 스;를 포함하여 이루어지되, 상기 시험기 및 광센서는 외부와 밀폐되도록 챔버 내 설치되는 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 OLED 시편 시험장치에 따르면, 본 발명은 진공 또는 질소가 충진된 밀폐된 공간에서 클램핑된 OLED 시편에 연신과 피로하중과 굽힘과 같은 기계적 변형을 가해 재료적 특성을 파악하고, 또한 다양한 세기를 갖는 전류를 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자의 단락여부와 전기적 저항을 측정하고, 또한 시편의 발광소자에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 변형에 따른 전기적 특성과 광학적 특성을 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한 밀폐된 진공상태 또는 질소가 충진된 밀폐된 공간에서 OLED의 유기성화화물이 분해되지 않아 보다 정확한 광 측정이 이루어지는 특성이 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 OLED 시편 시험장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예에 따른 OLED 시편 시험장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 진공 또는 질소가 충진된 밀폐된 공간에서 플렉시블한 OLED 시편(10)의 광학적/전기적/재료적/기계적 물성을 시험하기 위한 OLED 시편 시험장치(100)에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 OLED 시편 시험장치(100)는 4부분으로 구성되는데, 이는 시편(10)을 클램핑하여 기계적 변형을 가하는 시험기(20)와, 상기 시편(10)에 전기적 소스를 공급하고 전기적 물성을 측정하는 전기적 소스-측정기(50)와, 공급된 전기적 소스를 통해 시편(10)에서 조사되는 광을 센싱하는 광센서(30)와 상기 시험기의 광센서와 전기적으로 연결되는 제어박스(40)로 구성된다.
이 때 시험기(20) 및 광센서(30)는 외부와 밀폐되도록 챔버(60) 내 설치되는 구조이다. 상기 챔버(60)의 내부는 OLED의 유기화합물(Organic)이 분해(Degradation)되는 현상을 방지하기 위해 진공상태 또는 진공상태에서 질소가 충진된 상태인 것이 바람직하다
또한 상기 챔버(60)는 외부의 빛이 차단되도록 불투명 재질인 것이 바람직하다.
여기서 OLED 시편(10)은 기계적 변형을 가할 수 있도록 플렉시블(Flexible)한 것이 바람직하며, 이러한 시편(10)은 폴리머 재질의 기질층(14)과, 형광 및 인광소자로 구성된 유기성화합물(13)과, 상기 유기성화합물(13)에 전원을 인가하기 위한 인듐 틴 옥사이드(ITO: Indium Tin Oxide) 재질의 투명전극박막층(12) 및 알루미늄박판층(11)으로 구성된다.
아울러 시험기(20)는 시편(10)의 양측을 클램핑하여 액츄에이터(28)의 작동에 의해 시편(10)에 반복적으로 연신과, 피로하중과, 굽힘과 같은 기계적 변형을 가하여 재료적 특성을 파악하는 기능을 한다.
이러한 상기 시험기(20)는 시편(10)을 클램핑할 수 있는 2개의 클램프(25)가 구비되어 있으며, 상기 2개의 클램프(25) 중 어느 하나는 액츄에이터(28)와 연결되어 기계적 변형을 반복적으로 가하고, 다른 하나의 클램프(25)는 로드셀(24)에 연결되어 있어 액츄에이터(28)를 통해 시편으로 가해지는 힘을 감지할 수 있도록 구성된다. 이 때 다른 일례로 시편(10) 양측에 액츄에이터(28)를 장착하여도 무방하다.
이러한 상기 시험기(20)는 베이스(21)와, 베이스(21)에 상부에 고정되는 액츄에이터(28)와, 상기 액츄에이터(28)와 일정간격을 두고 수평이동가능하게 상기 베이스(21)의 상부면에 배치되는 이동형판(22)과, 상기 이동형판(22)에 상부에 고정되어 상/하/좌/우 위치 및 회전각도를 조절하는 정렬부(23)와, 상기 정렬부(23)의 전방에 고정되어 액츄에이터(28)의 힘을 측정하는 로드셀(24)과, 상기 로드셀(24) 및 액츄에이터(28)에 고정되어 시편(10)의 양측을 클램핑하는 고정수단(25)으로 구성된다.
여기서 이동형판(22)은 시편의 크기에 따라 베이스(21)의 상부에 구비된 가이드레일(211)에 설치되어 상기 가이드레일(211)을 따라 전/후로 이동되어 액츄에이터(28)와의 거리를 조절할 수 있도록 구성된다.
따라서 이동형판(22)에 순차적으로 결합된 정렬부(23) 및 로드셀(24) 역시 이동형판(22)과 동반 이송되는 구조이다.
아울러 정렬부(23)는 마이크로미터 단위로 움직이는 2축 포지셔너(231)와, 고니어미터(232)와, 로테이셔너(233)의 4자유도를 갖는 스테이지로 구성되며, 각 고정수단(25)에 고정된 시편(10)의 수평을 맞출 수 있도록 구성된다.
그리고 상기 고정수단(25)은 시편(10)을 클램핑할 수 있도록 하부고정대(251)와 상부고정대(252)로 상호 분리구성되어 볼팅 결합되는 클램프(25)와, 상기 클램프(25)와 힌지 결합되는 밀판(26)으로 구성된다.
이 때 상기 밀판(26)은 도 5와 같이, 클램프(25)의 상단이 일정각도로 벌어지도록 클램프(25)와 밀착되는 면의 상단이 만곡되는 구조이다.
여기서 2개의 밀판(26) 중 어느 하나의 밀판(26)은 액츄에이터(28)와 연결되고, 다른 하나의 밀판(26)은 로드셀(24)과 연결되는 구조이다.
따라서 액츄에이터(28)의 전진에 따라 밀판(26)이 클램프(25)를 들어올려 클램프(25)는 양측으로 벌어지게 되어 시편(10)을 밴딩시키게 되는 것이다. 이와 같은 구조는 클램프(25)가 시편(10)과 함께 각도가 변경되어 시편이 손상되는 것을 방지할 수 있는 구조이다.
이 후 액츄에이터(28)가 후진하면 클램프(25)는 다시 재자리로 복귀되고 시편(10) 역시 평편하게 펴진다.
이와 같은 과정을 반복하면서 시편(10)의 연신과 피로하중과 굽힘과 같은 기계적 변형을 가할 수 있게 되는 것이다.
아울러 상기 각 상부고정대(252)에는 전기적 소스-측정기(50)를 통해 시편(10)에 전류 및 전압이 공급되도록 전기적 소스-측정기(50)와 연결되는 "I" 형상의 전극핀(252a)이 다수 연결되는 구조이다. 이러한 전극핀(252a)은 시편(10)의 투명전극박막층(12)에 연결되어 전기를 공급받을 수 있도록 한다.
여기서 전극핀(252a)의 하단은 상부고정대(252)를 지나 시편(10)의 투명전극 박막층(12)과 밀착되며, 상단은 상부고정대(252)의 상부면으로 노출되어 전기적 소스-측정기(50)와 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.
상기 전기적 소스-측정기(electric source-measure unit)(50)는 시험기(20)의 기계적 변형에 따른 OLED 시편(13)의 단락여부와 전기적 저항과 전류의 통전량을 측정할 수 있도록 다양한 세기를 갖는 전류를 발진하는 기능을 하며, 상기 각 상부고정대(252)에 노출된 전극핀(252a)에 연결되는 구조이다.
그리고 상기 광센서(30)는 시편(10)에서 발광하는 광을 수광하여 시편(10)에 기계적 변형이 가해짐에 따라 전기적 저항 및 전류의 통전량 변화에 의한 광학적 특성 변화를 측정하는 기능을 한다.
한편 상기 광센서(30)는 시편(10)과 일정간격을 두고 이격 설치되어 시편(10)에서 발광하는 광의 파장과, 광도, 복사도와, 색상을 검출하는 것으로, 별도의 제어박스(40)에 연결되는 구조이며, 상기 제어박스(40)의 디스플레이를 통해 시편(10)에서 조사되는 광의 파장과, 광도, 복사도와, 색상을 검사할 수 있도록 구성된다.
한편 액츄에이터(28), 로드셀(24) 역시 제어박스(40)에 연결되어 인위적인 기계적 변형의 크기에 따른 광의 파장과, 광도, 복사도와, 색상을 관찰할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 발광소자 시편 시험장치(100)는 도 6과 같이, 하나의 제어박스(40)에서 로드셀(24) 액츄에이터(28), 광센서(30), 전기적 소스-측정기(50)를 제어하고 데이터를 수집하고 디스플레이 할 수 있는 구조이다. 따라서 각 조건에 따른 시편의 광학적/전기적/재료적/기계적 물성을 동시에 시험할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 시험기를 도시한 구성도이고, 도 8은 도 7에 따른 시편의 기계적물성에 따른 형상 변화를 나타내는 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시험기(20)는 베이스(21)와, 수평이동가능하게 상기 베이스(21)의 상부면에 배치되는 이동형판(22)과, 상기 이동형판(22)에 상부에 고정되어 상/하/좌/우 위치 및 회전각도를 조절하는 정렬부(23)와, 상기 정렬부(23)의 전방에 고정되는 로드셀(24)과, 상기 로드셀(24)의 전방 및 베이스(21)의 상부에 고정된 지지대(27)의 전방에 고정되어 시편(10)의 양측을 클램핑하는 고정수단(25)과, 상기 시편(10)의 수직선상인 베이스(21)에 장착되어 승강하는 액츄에이터(28)로 구성된다.
상기에서 고정수단은 클램프(25)와 밀판(26)으로 구성되는데, 이 때 상기 밀판(26)은 상기 로드셀(24)의 전방 및 베이스(21)의 상부에 고정된 지지대(27)의 전방에 각각 고정되는 구조이다.
따라서, 도 8과 같이, 시편(10)의 저면에 밀착된 액츄에이터(28)가 구동하여 승강하면 상기 클램프(25)는 밀판(26)에 대해 만곡 부위를 따라 기울려지게 되고, 상기 클램프(25)에 클램핑된 시편(10)은 굽힘과 펼쳐짐이 반복되는 밴딩작용이 연속되어 연신과, 피로하중과, 굽힘과 같은 기계적 변형을 가하게 구성된다.
이와 같은 구성은 시편(10)이 액츄에이터(28) 방향, 즉, 하향으로 굽혀지는 것을 방지하여 시편(10)과 광센서(30)의 거리 차로 인한 광센서의 센싱 감도와 오 작동을 방지할 수 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.
도 1은 본 발명에 따른 발광소자 시편 시험장치의 구성도,
도 2는 도 1에서 발췌된 시편의 개념도,
도 3은 도 1에서 발췌된 클램프를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도,
도 5는 도 3에서 시편의 기계적물성에 따른 형상 변화를 나타내는 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 발광소사 시편 시험장치의 블럭도,
도 7은 다른 실시예에 따른 시험기를 도시한 구성도,
도 8은 도 7에 따른 시편의 기계적물성에 따른 형상 변화를 나타내는 개념도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 시편 11: 알루미늄박판층
12: 투명전극박막층 13: 유기성화합물
14: 기질층
20: 시험기 21: 베이스
211: 가이드레일 22: 이동형판
23: 정렬부 231: 2축 포지셔너
232: 고니어미터 233: 로테이셔너
24: 로드셀 25: 클램프
251: 하부고정대 252: 상부고정대
252a: 전극핀 26: 밀판
27: 지지대 28: 액츄에이터
30: 광센서 40: 제어박스
50: 전기적 소스-측정기
60: 챔버
100: 본 발명에 따른 발광소자 시편 시험장치

Claims (8)

  1. 시편(10)의 양측을 클램핑하여 액츄에이터(28)의 작동에 의해 시편(10)에 반복적으로 연신과 피로하중과 밴딩과 같은 기계적 변형을 가하는 시험기(20)와 ; 상기 시험기(20)에 클램핑된 시편(10)에 다양한 세기를 갖는 전류 및 전압을 가하여 기계적 변형에 따른 발광소자(13)의 단락여부와 전기적 저항과, 전류의 통전량을 측정하는 전기적 소스-측정기(50)와 ; 상기 시편(10)에서 조사되는 광을 수광하여 시편의 기계적 물성과 전류의 세기, 전기적 저항에 따른 광학적 특성을 측정하는 광센서(30)와 ; 상기 시험기(20) 및 전기적 소스-측정기(50) 및 광센서(30)와 전기적으로 연결되는 제어박스(40)를 포함하여 이루어지되, 상기 시험기(20) 및 광센서(30)는 외부와 밀폐되도록 챔버(60)의 내부에 설치하여 구성되어 플렉시블 OLED 시편의 기계적 변형과 광학적 특성을 동시에 측정하기 위한 시험장치에 있어서,
    상기 시험기(20)는 베이스(21)와,
    수평이동가능하게 상기 베이스(21)의 상부면에 배치되는 이동형판(22)과,
    상기 이동형판(22)에 상부에 고정되어 상/하/좌/우 위치 및 회전각도를 조절하는 정렬부(23)와,
    상기 정렬부(23)의 전방에 고정되는 로드셀(24)과,
    상기 로드셀(24) 및 베이스(21)의 상부에 고정된 지지대(27)에 고정되어 시편(10)의 양측을 클램핑하는 고정수단(25)과,
    상기 시편(10)의 하부 수직선상인 베이스(21)에 장착되어 승강하는 액츄에이터(28)로 구성되는 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 챔버(60) 내에는 진공 상태 또는 질소가 충진된 구조인 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정수단(25)은 시편(10)을 고정할 수 있도록 하부고정대(251)와 상부고정대(252)로 이루어지는 클램프(25)와, 상기 클램프(25)와 힌지 결합되는 밀판(26)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 밀판(26)은 클램프(25)가 일정각도로 벌어지도록 밀착부분 상단이 만곡된 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 각 상부고정대(252)에는 전기적 소스-측정기(50)를 통해 시편(10)에 전류 및 전압이 공급되도록 전기적 소스-측정기(50)와 연결되는 "I" 형상의 전극핀(252a)이 다수 연결되는 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광센서(30)는 시편(10)과 이격 설치되어 시편(10)의 발광소자(13)에서 조사되는 광의 파장과, 광도, 복사도와, 색상을 검출하는 것을 특징으로 하는 OLED 시편 시험장치.
KR1020080085342A 2008-08-29 2008-08-29 Ｏｌｅｄ 시편 시험장치 KR100970204B1 (ko)

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