KR100973976B1

KR100973976B1 - 플렉서블 기판에 형성된 코팅 박막의 벤딩 시험 장치

Info

Publication number: KR100973976B1
Application number: KR1020080076454A
Authority: KR
Inventors: 박진우; 김겸; 송민경; 장용준; 김수현
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-08-05
Also published as: KR20100016826A

Abstract

본 발명에 따라서 플렉서블 기판에 형성된 코팅 박막에 대한 벤딩 시험 장치가 제공된다. 상기 장치는 상기 벤딩 시험 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤 박스와; 상기 플렉서블 기판의 일단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제1 구동 기구와, 상기 플렉서블 기판의 타단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제2 구동 기구를 포함하고, 상기 제1 구동 기구와 제2 구동 기구는 그 중심축이 수직 방향으로 서로 편의된 상태로 장착 부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 기판에 형성된 코팅 박막의 벤딩 시험 장치{BENDING TEST APPARATUS FOR THIN FILM FOMRED ON FLEXIBLE SUBSTRATE}

본 발명은 벤딩 시험 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 플렉서블 기판(flexible substrate)에 형성된 코팅 박막에 대해 곡률 시험을 수행할 수 있는 벤딩 시험 장치에 관한 것이다.

최근 들어 플렉서블 기판이 널리 적용되고 있다. 즉, 플렉서블 기판은 기존의 FR4, Si 기판과 같은 기능은 유지하면서 동시에 flexibility가 추가된 기판이다. 대면적, 휴대용 전자 기기의 활용이 증가함에 따라, 그 필요성이 증대되고 있으며, flexibility, foldability, 저비용, 저중량 등이 주요한 특성으로 요구된다. 이러한 플렉서블 기판은 터치 스크린이나, 태양 전지, e-paper 등에 응용될 수 있다.

한편, 이러한 플렉서블 기판은 스크래치에 약하고 내습성이 낮으며, 전도성이 거의 없어 제품으로 응용하기에 어렵다. 따라서, 내스크래치성, 내습성을 강화하고, 전도성을 부여하기 위해 다양한 코팅을 하여 그 응용을 확대하고 있다.

그러나, 다양한 코팅을 함에 따라 문제점이 발생하게 되는데, 대표적인 예가 크랙(crack)이다. 즉, 반복되는 인장 응력이나 휨 응력 등에 의해 코팅 박막에 크랙이 발생하는데, 이 크랙으로 인해 코팅 박막은 전기적, 광학적 특성을 소실하여 플렉서블 기판의 기능을 상실하게 된다. 기판의 기능을 향상시키기 위한 코팅 박막이 기판의 주요 특성인 flexibility를 제한하는 결과를 가져오기 때문이다.

따라서, 코팅의 flexibility를 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 방법으로서 역학적 관점에서 재료 자체의 연성을 향상시키는 방법이 있고, 또한 재료가 flexible 거동을 할 때 전기적, 광학적 특성의 저하를 줄이는 방법이 있다. 이러한 연구의 일부분으로 코팅 박막의 기능 소실을 분석하기 위해서는 무엇보다도 flexibility 확인이 중요하므로, 플렉서블 기판의 벤딩 시험(bending test)을 수행하여야 한다.

그런데, 기존의 기판은 그 특성상 벤딩 시험이 필요하지 않았고, 또한 기존의 벤딩 시험은 현재 개발 중인 플렉서블 기판에 적용하기에는 적절하지 않다.

예컨대, 플렉서블 기판에 대한 벤딩 시험 방법이 확립되어 있지 않은 현재의 기술 상황에서, 종래의 벤딩 시험 방법을 이용하여 플렉서블 기판에 대해 벤딩 시험을 수행한다. 이에 따르면, 플렉서블 기판의 양단을 소정의 부재에 고정한 후,상기 부재를 이동시켜 그 사이의 플렉서블 기판에 휨 응력을 가해 상기 기판이 휘어지도록 하는 방법, 또는 상기 부재 사이의 플렉서블 기판에 제2의 휨 응력 인가 부재를 접촉시켜, 예컨대 하향으로 휨 응력을 가해 기판을 휘게 하여 벤딩 시험을 수행한다.

그러나, 이러한 종래의 방법에 따르면, 플렉서블 기판의 코팅 박막에 균일한 휨 응력이 가해지지 않아, 정확한 벤딩 시험을 수행하기가 어렵다. 또한, 벤딩 시험의 특성상 반복적인 휨 응력을 가해야 하는데, 휨 응력이 균일하게 인가되지 않는다. 그 결과, 코팅 박막에 형성되는 크랙이 불균일하게 분포되고, 이로 인해 과연 코팅 박막이 소정의 균일한 휨 응력 하에서 크랙이 발생되었는지 여부를 판단하기가 어려워지게 된다(도 7의 위쪽 그림 참조). 즉, 벤딩 시험에서는 어떤 응력 하에서 크랙이 발생하였는지 여부를 확인하여야 하는데, 기판 상의 코팅 박막에 균일한 응력이 가해지지 않는다면, 그 박막에 대한 휨 특성을 평가하기가 어려워지게 된다.

또한, 플렉서블 기판은 그 특성상, 사용자의 사용 양태에 따라서 압축 응력,인장 응력을 받을 수가 있다. 그러나, 종래의 벤딩 시험 장치에 따르면, 압축 응력에 의한 벤딩 또는 인장 응력에 의한 벤딩만을 시험할 수가 있어, 각각의 응력에 따른 벤딩 시험을 수행하기 위해서는 별도의 시험 장치를 구비하여야만 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 한 가지 목적은 균일한 휨 응력을 플렉서블 기판에 인가할 수 있어, 상기 기판에 형성되어 있는 코팅 박막에 크랙을 균일하게 발생시킬 수 있는 플렉서블 기판용 벤딩 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 반복적인 휨 응력을 인가하여도 플렉서블 기판이 일정 곡률 하에서 균일한 휨 응력을 받도록 하여, 신뢰성 있는 벤딩 시험 결과를 얻을 수 있는 플렉서블 기판용 벤딩 시험 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 조작자의 특별한 조작 없이도 자동으로 인장 응력과 압축 응력을 반복적으로 인가하여 플렉서블 기판에 대해 벤딩 시험을 수행할 수 있도록 해주는 플렉서블 기판용 벤딩 시험 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라서 플렉서블 기판에 형성된 코팅 박막에 대한 벤딩 시험 장치가 제공된다. 상기 장치는 상기 벤딩 시험 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤 박스와; 상기 플렉서블 기판의 일단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제1 구동 기구와, 상기 플렉서블 기판의 타단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제2 구동 기구를 포함하고, 상기 제1 구동 기구와 제2 구동 기구는 그 중심축이 수직 방향으로 서로 편의 된 상태로 장착 부재에 설치되는 것을 특징으로 한다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 기구는 각각, 상기 컨트롤 박스에 연결되어 그 제어 하에 구동이 조절되는 구동 모터와, 상기 구동 모터의 구동축에 연결되어 구동 모터의 회전을 감소시키는 회전 감소 기구와, 상기 회전 감소 기구에 연결되고 롤러가 장착되는 롤러 장착 축과, 상기 롤러 장착 축에 회전 가능하게 장착되어, 상기 회전 감소 기구로부터 전달되는 감소된 회전력에 의해 회전하고, 상기 플렉서블 기판의 단부를 거치하는 구동 롤러를 포함할 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제2 구동 기구의 구동 롤러는 상기 제1 구동 기구의 구동 롤러보다 수직 방향으로 더 높은 위치에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 구동 기구의 구동 롤러에 거치되는 플렉서블 기판 부분에는 인장 휨 응력이 작용하고, 상기 제2 구동 기구의 구동 롤러에 거치도는 플렉서블 기판 부분에는 압축 휨 응력이 작용한다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제1 구동 기구는 상기 롤러 장착 축에 장착되는 디스크 형태의 회전판을 더 포함할 수 있고, 상기 회전판은 소정 각도만큼 절취되어 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 회전판과 대응되는 상기 장착 부재의 위치에 상기 회전판의 회전 상태를 감지하기 위한 센서가 장착되고, 이 센서는 상기 컨트 롤 박스에 연결될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 센서가 상기 회전판의 절취된 부분을 감지하였음을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 컨트롤 박스는 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작을 선택적으로 온/오프 할 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 초기 동작시 상기 제1 구동 기구의 구동 모터만이 구동되고, 상기 제1 구동 기구의 동작 중에 상기 센서에 의해 상기 회전판의 절취된 부분이 감지되면, 상기 컨트롤 박스는 상기 제1 구동 기구의 구동 모터의 동작을 오프하고, 상기 제2 구동 기구의 구동 모터를 동작시키며, 제2 구동 기구의 동작 중에, 상기 센서에 의해 상기 회전판의 절취된 부분이 다시 감지되면, 상기 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작을 오프하고, 상기 제1 구동 기구의 구동 모터를 동작시킬 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제1 구동 기구의 구동 모터의 동작시 또는 상기 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작시, 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 롤러는 서로 반대 방향으로 회전한다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 센서가 상기 회전판의 절취된 부분을 감지할 때마다 그 수가 카운트될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제2 구동 기구는 장착 프레임을 매개로 상기 장착 부재에 장착되고, 상기 장착 프레임은 상기 장착 부재에 제공되는 가이드 부재를 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 장착 프레임은, 상기 제2 구동 기구의 상기 롤러 장착 축 방향으로 설치되어 상기 제2 구동 기구를 고정 장착하기 위한 한 쌍의 수직 프레임과, 상기 한 쌍의 수직 프레임을 연결하는 제1 수평 프레임과, 상기 제1 수평 프레임과 수직 방향으로 이격되어 제공되고, 체결 부재를 매개로 상기 장착 부재의 가이드 부재의 상단에 고정되는 제2 수평 프레임과, 상기 제1 수평 프레임 및 제2 수평 프레임을 관통하여 연장되면서 이들 수평 프레임을 연결하는 수직 봉과, 상기 제2 수평 프레임을 관통하여 연장된 수직 봉에 회전 가능하게 끼워지는 핸들링 부재를 포함할 수 있으며, 상기 핸들링 부재를 회전시키면, 그 회전력이 상기 수직 봉을 매개로 상기 제1 수평 프레임에 전달되어, 이 제1 수평 프레임에 연결된 상기 한 쌍의 수직 프레임이 상기 가이드 부재를 따라 상하로 이동하도록 구성된다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 롤러는 각각 상기 플렉서블 기판의 단부를 끼워 유지할 수 있는 고정 수단을 포함할 수 있다.

한 가지 실시예에 있어서, 상기 고정 수단은 구멍이 형성된 고정 부재이며, 상기 구멍에 끼워 체결되는 체결 부재가 상기 구동 롤러의 대응 홀에 체결됨으로써 상기 구동 롤러에 고정되도록 구성되며, 상기 고정 부재와 상기 구동 롤러 사이에 상기 플렉서블 기판의 단부가 끼워져 유지될 수 있고, 별법으로서, 상기 고정 수단은 상기 플렉서블 기판의 단부를 상기 구동 롤러에 끼워 유지할 수 있는 홈일 수 있다.

본 발명의 벤딩 시험 장치에 따르면, 균일한 휨 응력을 플렉서블 기판에 인가할 수 있어, 상기 기판의 코팅 박막에 크랙을 균일하게 발생시킬 수 있어, 정확한 벤딩 시험 결과를 도출할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 반복적인 휨 응력을 인가하여도 플렉서블 기판은 일정 곡률 하에서 균일한 휨 응력을 받게 되어, 신뢰성 있는 벤딩 시험 결과를 얻을 수가 있다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 조작자의 특별한 조작 없이도 자동으로 인장 응력과 압축 응력을 반복적으로 인가하여 플렉서블 기판에 대해 벤딩 시험을 수행할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 하나의 벤딩 시험 장치를 이용하여, 다양한 두께의 코팅 박막에 대해 벤딩 시험을 수행할 수가 있고, 구동 롤러의 크기를 변화시키는 간단한 조작만으로도, 기판에 가해지는 응력의 크기를 변화시킬 수가 있어, 다양한 응력 하에서의 벤딩 시험을 수행할 수가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구동 롤러가 서로 편의된 채 배치되기 때문에, 어 느 하나의 구동 롤러를 구동시키면, 플렉서블 기판의 양단부 부근에서는 인장 휨 응력과 압축 휨 응력이 동시에 작용하게 되어, 한 번의 실험으로, 인장 및 압축 응력 하에서의 벤딩 시험을 손쉽게 수행할 수가 있게 된다.

이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서 당업자에게 널리 알려진 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다. 도 1은 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 벤딩 시험 장치의 사시도이고, 도 2는 구동 기구의 구성을 보여주는 사시도이며, 도 3은 구동 롤러의 세부적인 구성을 보여주는 사시도이다.

먼저 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 벤딩 시험 장치, 즉 박막이 형성된 플렉서블 기판에 대한 벤딩 시험 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보여준다.

도 1에 도시한 벤딩 시험 장치는 예컨대, 테이블과 같은 지지 부재에 안착되어 사용된다. 또한, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 벤딩 시험 장치는 이 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤 박스를 포함한다. 컨트롤 박스는 이하에서 설명하는 바와 같이, 구동 기구의 구동 모터 등에 연결되어 그 동작을 제어한다. 이러한 제어 기능을 갖는 컨트롤 박스는 구체적으로 설명하지 않더라도, 이하의 설명을 통해 그 구성 내지 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

도시한 바와 같이, 벤딩 시험 장치는 제1 구동 기구(100) 및 제2 구동 기구(200)를 포함하며, 이들 구동 기구는 장착 부재(400)에 설치된다. 또한, 제1 및 제2 구동 기구는 후술하는 바와 같이, 그 중심축이 수직 방향(도면에서 상하 수직 방향)으로 서로 편의된 상태로 장착 부재(400)에 설치된다. 이와 같이 장착됨으로써, 플렉서블 기판에는 인장 휨 응력과 압축 휨 응력이 동시에 인가된다.

제1 구동 기구(100) 및 제2 구동 기구(200)는 실질상 동일한 구성으로 되어 있으며, 따라서 이하에서는 제1 구동 기구(100)에 대해서만 설명한다.

도 2는 제1 구동 기구(100)의 전체적인 구성을 보여주는 사시도로서, 도시한 바와 같이, 제1 구동 기구(100)는 구동 모터(110)와, 감속기(120)와, 하우징(130)과, 롤러 장착 축(150)과 구동 롤러(170)을 포함한다.

구동 모터(110)는 컨트롤 박스에 연결되어, 그 컨트롤 박스를 통한 제어 하에서 구동이 조절된다. 한 가지 실시예에 따르면, 구동 모터(110)로서 약 1,450 rpm의 속도로 회전하는 모터가 채용된다.

감속기(120)는 구동 모터(110)의 회전력을 감소시키기 위한 것이다. 즉, 구동 모터(110)로부터 발생되는 회전은 대략 1,450 rpm으로서 그 회전수가 너무 빨라 벤딩 시험에 요구되는 변형률(예컨대, 200~500㎛/s)에 적용할 수가 없다. 따라서, 구동 모터의 회전수를 감소시킬 필요가 있는데, 본 발명에 따르면 구동 모터(110)의 구동축에 회전 감소 기구, 즉 감속기(120)를 연결하여 구동 모터의 회전을 실험에 필요한 크기만큼 감소시킨다. 한편, 이러한 회전 감소 기구, 즉 감속기의 구성은 이미 널리 알려져 있는 것으로서, 그 세부적인 동작 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

하우징(130)은 감속기와 롤러 장착 축(150)을 연결하여 장착하기 위한 것으로서, 하우징에 소정의 체결 부재를 연결하여, 제1 구동 기구(100)를 장착 부재(400)에 고정한다(도 1 참조). 그러나, 하우징(130) 없이도 롤러 장착 축을 감속기에 연결할 수 있고, 감속기에 소정의 체결 부재를 연결하여 제1 구동 기구를 장착 부재에 고정할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 하우징은 선택적으로 제공될 수가 있다.

롤러 장착 축(150)은 구동 롤러(170)를 장착하기 위한 것이다. 즉, 도면에 도시한 바와 같이, 제1 구동 기구(100)를 장착 부재(400)에 장착하면, 롤러 장착 축(150)의 선단부가 장착 부재 전방으로 돌출한다. 이 돌출된 부분에 구동 롤러(170)를 장착하여 사용하게 된다. 이때, 롤러 구동 축의 선단부에 너트와 같은 체결 부재(178)를 끼워, 구동 롤러(170)를 롤러 구동 축(150)에 대하여 고정한다(도 3 참조).

한편, 구동 롤러(170)에는 플렉서블 기판의 단부를 끼워 고정하기 위한 고정 수단이 마련된다. 즉, 후술하는 바와 같이, 플렉서블 기판은 제1 및 제2 구동 기구의 구동 롤러에 그 양단부가 끼워 고정되고, 이 상태에서 구동 롤러가 회전하면서 양단부에 인장 및 압축 휨 응력이 인가되어, 크랙 발생에 대한 시험을 수행하게 된다.

따라서, 기판의 양단부를 끼워 고정할 수단을 제공하여야 하는데, 본 발명의 한 가지 실시예에 따르면, 고정 수단은 구멍(172a)이 형성된 고정 부재(172)이다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 구동 롤러의 일부에는 홀(170a)이 형성되어 있다. 이 홀에 대응되게, 고정 부재(172)의 구멍(172a)을 위치 맞춤한 후, 체결 부재(176)를 이용하여 고정 부재(172)를 구동 롤러(170)에 고정할 수 있다. 이 때, 체결 부재(176)의 조임을 조정하여, 고정 부재(72)와 구동 롤러(170) 사이에 플렉서블 기판의 단부를 끼워 유지할 수 있다. 더욱이, 고정 부재(72)와 구동 롤러(170) 사이의 간격을 체결 부재(176)를 이용하여 조절할 수 있어, 다양한 두께의 플렉서블 기판의 단부를 상황에 따라 용이하게 끼워 고정할 수가 있게 된다.

한편, 플렉서블 기판의 단부를 고정하기 위하여, 도 3에 도시한 것과 같이 별도의 고정 부재(172)를 제공할 수도 있지만, 롤러 자체에 홈을 형성하여, 그 홈에 플렉서블 기판의 단부를 끼울 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 즉, 본 발명은 플렉서블 기판의 단부를 고정하기 위한 고정 수단의 형태와 관련하여 특별히 제한되지 않는다.

한편, 제1 구동 기구(100)는 제2 구동 기구(200)와는 달리 디스크 형태의 회전판(140)을 더 포함한다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전판(140)이 롤러 구동 축(150)에 장착되어 있다. 이 회전판(140)은 소정 각도만큼 절취된 형태로 되어 있는데, 이를 센서(160)의 동작과 연관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 회전판(140)과 대응되는 장착 부재의 소정의 위치에는 회전판(140)의 회전 상태를 감지하기 위한 센서(160)가 장착되어 있다. 이 센서는 감지 거리 내에 물체가 없어지면(즉, 회전판의 조각난 부분), 그것을 감지하여 컨트롤 박스에 신호를 보내고, 이 신호에 따라 컨트롤 박스는 구동 모터(110)의 동작을 제어하게 된다.

예컨대, 도 4를 참조하면, 좌측에 도시한 것과 같은 초기 동작 상태에서, 컨트롤 박스는 제1 구동 기구의 구동 모터(110)만을 구동시킨다. 이때, 구동 모터는 반시계 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라, 롤러 구동 축이 회전하여, 구동 롤러(170) 및 회전판(140) 역시 반시계 방향으로 회전하게 된다. 회전판이 계속 회전되어 가다가, B 위치가 센서(160)에 이르게 되면, 센서는 감지하는 물체가 없어졌다는 것을 인식하게 된다. 이러한 신호가 센서에 연결되어 있는 컨트롤 박스로 전송되고, 상기 신호를 수신한 컨트롤 박스는 제1 구동 기구의 구동 모터의 동작을 오프(off)시키고, 제2 구동 기구의 구동 모터를 동작시킨다.

제2 구동 기구의 구동 모터 역시 반시계 방향으로 구동되고, 이에 따라 제2 구동 기구의 구동 롤러 역시 반시계 방향으로 회전하게 된다. 그런데, 제1 구동 기구와 제2 구동 기구는 그 중심축이 수직 방향으로 서로 편의되게 장착 부재에 설치되어 있고, 구동 롤러 사이에 플렉서블 기판이 고정되어 있기 때문에, 제1 구동 기구의 구동 롤러는 시계 방향으로 풀림 회전하게 된다. 이에 따라, 도 4의 우측에 도시한 상태의 회전판은 시계 방향으로 회전하게 되고, 다시 좌측에 도시한 상태에 이르게 되면, 센서(140)가 이를 감지한다. 그러면, 컨트롤 박스는 이제 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작을 off 시키고, 제1 구동 기구의 구동 모터를 구동시키게 된다.

이와 같이, 센서(160)가 회전판(140)의 절취된 부분을 감지함에 따라, 제1 및 제2 구동 기구의 구동이 선택적으로 온/오프되고, 이러한 동작이 반복됨으로써, 플렉서블 기판에는 인장 휨 응력과, 압축 휨 응력이 반복적으로 자동적으로 가해지게 된다. 이러한 동작에 대해서는 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.

한편, 제2 구동 기구(200)는 제1 구동 기구(100)와는 다른 방식으로 장착 부재(400)에 장착되는데, 이를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제2 구동 기구(200)는 제1 구동 기구(100)와는 달리 장착 프레임(300)을 매개로 하여 장착 부재(400)에 장착되며, 이때 장착 프레임(300)은 장착 부재(400)에 설치되는 가이드 부재(410)를 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 장착된다.

구체적으로, 장착 프레임(300)은, 한 쌍의 수직 프레임(310)과, 제1 수평 프레임(320)과, 제2 수평 프레임(330)과, 수직 봉(340)과 핸들링 부재(340a)를 포함한다.

한 쌍의 수직 프레임(310)은 제2 구동 기구(200)의 롤러 장착 축 방향으로 설치되어, 상기 제2 구동 기구(200)를 고정 장착한다. 제1 수평 프레임(320)은 상기 한 쌍의 수직 프레임(310)을 연결하여 고정하는 프레임이다. 제2 수평 프레임(330)은 제1 수평 프레임(320)과 수직 방향으로 이격되어 제공된다. 제2 수평 프레임의 체결공(332a)과 가이드 부재(410)의 상단에 형성된 장착공(410a)을 위치 맞춤한 후, 체결 부재(332)를 상기 체결공과 장착공에 삽입하여 고정하면, 장착 프레임(300)이 가이드 부재(410)에 고정된다.

한편, 제1 수평 프레임(320)과 제2 수평 프레임(330)은 이들을 관통하여 연장되는 수직 봉(340a)에 의해 서로 연결된다. 이때, 수직 봉(340a)에는 도면에 도시한 바와 같이, 일종의 나사 홈이 형성되어 있어서, 수직 봉이 회전하면, 그 회전력이 제1 수평 프레임(320)에 전달된다. 구체적으로 설명하면, 제2 수평 프레임(330)을 관통하여 연장된 수직 봉에는 핸들링 부재(340a)가 회전 가능하게 끼워져 있다. 핸들링 부재(340a)를 회전시키면, 그 회전력이 수직 봉(340)을 매개로 제1 수평 프레임(320)에 전달된다. 제1 수평 프레임(320)에는 한 쌍의 수직 프레임(310)이 연결되어 있기 때문에, 제1 수평 프레임(320)을 통해 전달된 힘에 의해 수직 프레임(310)이 가이드 부재에 형성된 가이드 레일(412)을 따라 상하로 이동하게 된다.

따라서, 구동 기구의 구동 롤러의 크기를 변화시켜 가면서 시험을 수행할 수가 있다. 즉, 제2 구동 기구가 장착 부재에 움직이지 못하게 고정 장착되는 것이 아니라, 제2 구동 기구는 장착 부재에 대해 상하 방향으로 이동할 수가 있다. 따라서, 도 6의 상측에 도시한 바와 같이, 큰 직경의 구동 롤러를 사용하는 경우에는 핸들링 부재(340a)를 이용하여 장착 프레임을 상측으로 이동시켜 대직경의 구동 롤러를 장착하여 사용하면 되고, 반대로 장착 프레임을 하측으로 이동시켜 소직경의 구동 롤러를 장착할 수가 있다. 따라서, 구동 롤러의 크기를 변화시킬 수가 있어, 구동 롤러에 거치되는 플렉서블 기판에 인가되는 응력의 크기를 변화시킬 수가 있어, 하나의 기판에 대해 다양한 응력 하에서의 벤딩 시험을 수행할 수가 있게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 벤딩 시험 장치를 이용하여 플렉서블 기판에 대해 벤딩 시험을 수행하는 과정에 대해 설명한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 구동 기구 및 제2 구동 기구가 장착 부재에 장착되어 있는 상태에서, 코팅 박막이 형성된 플렉서블 기판을 구동 롤러(170)에 끼워 고정한다. 이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 플렉서블 기판의 두께 에 따라 체결 부재(176)의 조임을 조절하여, 기판의 양단을 고정한다.

상기 상태에서, 컨트롤 박스를 통해 전원을 투입하면, 제1 구동 기구(100)의 구동 모터(110)가 구동된다. 이때. 제2 구동 기구(200)의 구동 모터는 구동되지 않는다. 제1 구동 기구의 구동 모터(110)가 구동되면, 구동 모터의 구동축과 연결되어 있는 감속기(120)를 통해 모터의 회전력이 현저히 감소된 채 롤러 구동 축(150)에 전달되고, 이 축에 장착되어 있는 구동 롤러(170) 및 회전판(140)이 반시계 방향으로 회전한다.

구동 롤러(170)가 회전함에 따라, 구동 롤러에 끼워져 유지되고 있는 플렉서블 기판에는 인장 휨 응력이 가해지게 된다. 한편, 제2 구동 기구의 구동 모터는 구동되지 않지만, 제2 구동 기구의 구동 롤러가 플렉서블 기판을 통해 제1 구동 기구의 구동 롤러(170)에 연결되어 있기 때문에, 제2 구동 기구의 구동 롤러 역시 회전하게 된다. 그러나, 제2 구동 기구는 제1 구동 기구에 대해 수직 방향으로 편의되어 제1 구동 기구보다 높은 위치에 장착되어 있기 때문에, 제2 구동 기구의 구동 롤러(270)는 도 1에 도시한 바와 같이, 시계 방향으로 회전하고, 제2 구동 기구의 구동 롤러에 끼워져 유지된 플렉서블 기판에는 압축 휨 응력이 작용한다.

한편, 구동 롤러(170) 및 회전판(140)이 회전을 계속하다가 회전판의 절취된 부분, 즉 B 부분의 회전판이 센서(160)를 통과하게 되면, 센서는 더 이상 회전판을 검출할 수 없게 된다. 즉, 센서의 감지 범위가 벗어남에 따라, B 위치 검출 신호가 컨트롤 박스로 전송된다. 이러한 B 위치 검출은 카운트된다. 그러면, 컨트롤 박스는 제1 구동 기구의 구동 모터(110)의 구동을 off 시키고 대신에, 제2 구동 기구의 구동 모터를 구동시킨다.

제2 구동 기구의 구동 모터 역시 반시계 방향으로 회전하게 되는데, 이에 따라 제2 구동 기구의 구동 롤러(270)는 반시계 방향으로 회전하고, 제1 구동 기구의 구동 롤러 및 회전판은 시계 방향으로 회전하게 된다. 그 후, 다시 A 위치를 센서가 검출하게 되면, 그 검출이 카운트됨과 아울러, 신호가 컨트롤 박스로 전송되어, 다시 제1 구동 기구의 구동 모터가 동작되고, 제2 구동 기구의 구동 모터는 off되어, 상기한 사이클이 반복된다.

상기 사이클을 통해 기판의 코팅 박막에 형성된 크랙을 관찰한 예가 도 7에 도시되어 있다.

도 7의 맨 윗 부분의 그림은 기존의 벤딩 시험 방법을 적용하여 관찰한 크랙의 형태를 보여주는데, 크랙이 불균일하게 형성되어 있음을 알 수 있다. 이는, 벤딩 시험 중 코팅 박막에 균일한 응력이 가해지지 않았다는 것을 의미하며, 따라서 코팅 박막에 대한 벤딩 시험 결과를 정확히 얻을 수가 없다.

그러나, 본 발명에 따른 벤딩 시험 방법에 따르면, 크랙이 일정한 간격을 두 고 형성되어 있음을 알 수 있다. 즉, 코팅 박막의 두께를 달리하여 1회의 굴곡 시험을 수행한 경우(도 7의 중간 그림), 코팅 박막의 두께를 일정하게 한 채, 반복 횟수를 변화시킨 경우에도(도 7의 아래 그림) 크랙이 균일한 간격을 두고 발생하고 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 플렉서블 기판이 구동 롤러 표면에 걸쳐 균일하게 접촉하고 있고, 반복되는 시험에도 불구하고, 기판은 롤러의 곡률 반경만큼 롤러의 표면에 항상 일정하게 접촉된다. 따라서, 롤러의 곡률 반경 표면을 통해 균일한 크기의 응력이 기판에 가해지고, 따라서 정확한 벤딩 시험 결과를 얻을 수가 있게 된다.

또한, 제2 구동 기구의 수직 방향 위치를 변화시켜, 장착되는 구동 롤러의 크기를 변화시킬 수가 있으므로, 구동 롤러에 의해 기판에 가해지는 응력의 크기를 변화시킬 수가 있다. 따라서, 하나의 벤딩 시험 장치를 이용하여 다양한 응력 하에서의 벤딩 시험을 수행할 수가 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다는 것에 유의하여야 한다. 즉, 본 발명은 후술하는 특허청구범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.

도 1은 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 벤딩 시험 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 제1 구동 기구의 구성을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 한 가지 실시예에 따른 구동 롤러의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 4는 회전판의 회전 상태를 센서가 검출하는 동작 원리를 보여주는 도면이다.

도 5는 제2 구동 기구를 장착 부재에 장착하는 한 가지 실시예를 보여주는 도면이다.

도 6은 크기가 다른 구동 롤러를 이용하는 경우, 제2 구동 기구의 수직 방향으로의 위치가 변화됨을 보여주는 도면이다.

도 7은 종래 기술 및 본 발명에 따른 벤딩 시험 장치를 이용하여 측정한 플렉서블 기판 상의 코팅 박막에 형성된 크랙의 발생 양태를 보여주는 도면이다.

Claims

플렉서블 기판에 형성된 코팅 박막에 대한 벤딩 시험 장치로서,

상기 벤딩 시험 장치의 전체적인 동작을 제어하기 위한 컨트롤 박스와;

상기 플렉서블 기판의 일단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제1 구동 기구와,

상기 플렉서블 기판의 타단을 거치하여, 상기 컨트롤 박스에 의한 제어 하에 구동되면서, 상기 기판에 응력을 인가하는 제2 구동 기구를 포함하고,

상기 제1 구동 기구와 제2 구동 기구는 그 중심축이 수직 방향으로 서로 편의된 상태로 장착 부재에 설치되는 것

을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 기구는 각각,

상기 컨트롤 박스에 연결되어 그 제어 하에 구동이 조절되는 구동 모터와,

상기 구동 모터의 구동축에 연결되어 구동 모터의 회전을 감소시키는 회전 감소 기구와,

상기 회전 감소 기구에 연결되고 롤러가 장착되는 롤러 장착 축과,

상기 롤러 장착 축에 회전 가능하게 장착되어, 상기 회전 감소 기구로부터 전달되는 감소된 회전력에 의해 회전하고, 상기 플렉서블 기판의 단부를 거치하는 구동 롤러

를 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제2 구동 기구의 구동 롤러는 상기 제1 구동 기구의 구동 롤러보다 수직 방향으로 더 높은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 구동 기구의 구동 롤러에 거치되는 플렉서블 기판 부분에는 인장 휨 응력이 작용하고, 상기 제2 구동 기구의 구동 롤러에 거치도는 플렉서블 기판 부분에는 압축 휨 응력이 작용하는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 구동 기구는 상기 롤러 장착 축에 장착되는 디스크 형태의 회전판을 더 포함하고, 상기 회전판은 소정 각도만큼 절취되어 있는 것을 더 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 회전판과 대응되는 상기 장착 부재의 위치에 상기 회전판의 회전 상태를 감지하기 위한 센서가 장착되고, 이 센서는 상기 컨트롤 박스에 연결되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 센서가 상기 회전판의 절취된 부분을 감지하였음을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 컨트롤 박스는 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작을 선택적으로 온/오프 하는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 6에 있어서, 초기 동작시 상기 제1 구동 기구의 구동 모터만이 구동되고, 상기 제1 구동 기구의 동작 중에 상기 센서에 의해 상기 회전판의 절취된 부분이 감지되면, 상기 컨트롤 박스는 상기 제1 구동 기구의 구동 모터의 동작을 오프하고, 상기 제2 구동 기구의 구동 모터를 동작시키며, 제2 구동 기구의 동작 중에, 상기 센서에 의해 상기 회전판의 절취된 부분이 다시 감지되면, 상기 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작을 오프하고, 상기 제1 구동 기구의 구동 모터를 동작시키는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 제1 구동 기구의 구동 모터의 동작시 또는 상기 제2 구동 기구의 구동 모터의 동작시, 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 롤러는 서로 반대 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 센서가 상기 회전판의 절취된 부분을 감지할 때마다 그 수가 카운트되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 2 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 구동 기구는 장착 프레임을 매개로 상기 장착 부재에 장착되고, 상기 장착 프레임은 상기 장착 부 재에 제공되는 가이드 부재를 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 장착 프레임은,

상기 제2 구동 기구의 상기 롤러 장착 축 방향으로 설치되어 상기 제2 구동 기구를 고정 장착하기 위한 한 쌍의 수직 프레임과,

상기 한 쌍의 수직 프레임을 연결하는 제1 수평 프레임과,

상기 제1 수평 프레임과 수직 방향으로 이격되어 제공되고, 체결 부재를 매개로 상기 장착 부재의 가이드 부재의 상단에 고정되는 제2 수평 프레임과,

상기 제1 수평 프레임 및 제2 수평 프레임을 관통하여 연장되면서 이들 수평 프레임을 연결하는 수직 봉과,

상기 제2 수평 프레임을 관통하여 연장된 수직 봉에 회전 가능하게 끼워지는 핸들링 부재

를 포함하고, 상기 핸들링 부재를 회전시키면, 그 회전력이 상기 수직 봉을 매개로 상기 제1 수평 프레임에 전달되어, 이 제1 수평 프레임에 연결된 상기 한 쌍의 수직 프레임이 상기 가이드 부재를 따라 상하로 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 11에 있어서, 상기 제1 및 제2 구동 기구의 구동 롤러는 각각 상기 플렉서블 기판의 단부를 끼워 유지할 수 있는 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 13에 있어서, 상기 고정 수단은 구멍이 형성된 고정 부재이며, 상기 구멍에 끼워 체결되는 체결 부재가 상기 구동 롤러의 대응 홀에 체결됨으로써 상기 구동 롤러에 고정되도록 구성되며, 상기 고정 부재와 상기 구동 롤러 사이에 상기 플렉서블 기판의 단부가 끼워져 유지되는 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.
청구항 13에 있어서, 상기 고정 수단은 상기 플렉서블 기판의 단부를 상기 구동 롤러에 끼워 유지할 수 있는 홈인 것을 특징으로 하는 벤딩 시험 장치.