KR101649330B1

KR101649330B1 - 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치

Info

Publication number: KR101649330B1
Application number: KR1020140110927A
Authority: KR
Inventors: 김영석; 장승완; 김한기
Original assignee: 주식회사 준일테크
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-08-31
Also published as: KR20160024289A

Abstract

본 발명은 유연기판 상에 증착되거나 장착된 투명전도막이나 메탈 또는 메탈 유연소자 등을 곡률반경에 따라 벤딩 테스트할 때 실제 사용환경에서의 사용 결과에 근접된 테스트 결과를 얻을 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 상기 가이드레일의 상부에 서로 대향되게 설치되어 상기 가이드레일의 동작에 의해 서로 마주보는 방향으로 접근하였다가 원래 위치로 복귀하는 동작을 반복하는 제1슬라이더 및 제2슬라이더; 및 상기 테스트 영역에 설치되고, 상기 유연기판의 일단과 타단을 각기 고정하는 제1전극부 및 제2전극부를 구비하여, 상기 제1전극부 및 제2전극부는 상기 유연기판을 사이에 두고 서로 마주보는 방향으로 이동하였다가 그 반대 방향으로 이동하는 동작을 반복하여 상기 유연기판을 곡률반경에 따라 벤딩 테스트하는 것을 특징으로 한다.

Description

유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치{BENDING TEST APPARATUS BY RADIUS FOR FLEXIBLE SUBSTRATE AND FLEXIBLE DEVICE}

본 발명은 유연기판과 유연 표시소자에 대한 곡률반경(Radius)에 따른 벤딩 테스트 기술에 관한 것으로, 특히 유연기판 상에 증착된 투명전도막이나 메탈등의 유연소자를 대상으로 곡률반경에 따라 벤딩 테스트할 때 실제 사용환경에서의 사용 결과에 근접된 테스트 결과를 얻을 수 있도록 한 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 유리 기판 위에 장착된 유연(flexible) 표시 소자는 휘어지지 않기 때문에 전기적 스트레스에 의한 신뢰성 평가를 받는 것 이외의 다른 평가를 필요로 하지 않는다. 그러나, 유연기판 위에 증착되거나 장착된 투명전도막(TCO : Transparent Conducting Oxide)이나 메탈 또는 메탈 유연소자는 깨어지거나 손상되는 특성을 가지기 때문에 전기적 스트레스 외에 기계적인 스트레스를 받게 된다.

이와 같은 이유로 인하여, 유연기판 또는 유연기판의 상부에 장착되는 투명전도막이나 메탈 또는 메탈 유연소자들은 기계적인 스트레스에 대한 신뢰성 측정을 필요로 한다. 이와 같은 신뢰성 테스트의 예로써, 곡률반경에 따른 벤딩 테스트(bending test)가 있는데, 곡률반경에 따른 벤딩 테스트란 재료의 굽힘응력의 한계가 얼마인지 알아보는 테스트이다.

그런데, 종래 기술에 의한 유연기판의 벤딩 테스트 장치에 있어서는 유연기판의 기계적인 스트레스에 대한 신뢰성을 테스트할 때, 어느 한 기준점을 중심으로 비대칭적으로 구부려졌다 펴졌다 하게 되어 있으므로 실제 사용 환경에서의 사용 결과와 유사한 벤딩 테스트 결과를 얻는데 어려움이 있었다. 또한 기재의 정확한 곡률반경에 따른 굽힘응력의 결과를 측정하는데 제한적이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유연기판 상에 증착되거나 장착된 투명전도막이나 메탈 또는 메탈 유연소자 등을 테스트할 때 곡률반경에 따라 유연기판이 중심선을 기준으로 구부려졌다 펴졌다 하도록 하여 대칭적인 벤딩 테스트 결과를 얻을 수 있도록 하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치는, 테스트 영역과 제어 영역으로 구분되는 테이블; 상기 제어 영역에 설치되어 컨트롤러의 제어를 받아 동작하는 가이드레일; 상기 가이드레일이 서로 대향되게 설치되어 상기 가이드레일의 동작에 의해 서로 마주보는 방향으로 접근하였다가 원래 위치로 복귀하는 동작을 반복하는 제1슬라이더 및 제2슬라이더; 상기 테스트 영역에 설치되고, 제1마운틴 브래킷 및 제1전극부 지지용 브래킷을 통해 상기 제1슬라이더에 연결됨과 아울러 상기 유연기판의 일단을 고정하는 제1전극부 및 상기 테스트 영역에 설치되고, 제2마운틴 브래킷 및 제2전극부 지지용 브래킷을 통해 상기 제2슬라이더에 연결됨과 아울러 상기 유연기판의 타단을 고정하는 제2전극부를 포함한다.

본 발명은 유연기판 상에 증착되거나 장착된 투명전도막이나 메탈 또는 메탈 유연소자 등을 테스트할 때 제1전극부는 유연기판의 일단을 잡고, 제2전극부는 유연기판의 타단을 잡은 상태로 유연기판을 사이에 두고 서로 마주보는 방향으로 이동하였다가 그 반대 방향으로 이동하는 동작이 반복적으로 이루어지도록 함으로써, 유연기판이 중심선을 기준으로 대칭적으로 구부려졌다 펴졌다 하는 곡률반경에 따른 벤딩 테스트가 가능하게 되고, 이로 인하여 실제 사용환경에서의 사용 결과에 근접된 테스트 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 유연기판의 곡룔반경 테스트를 0.25mm 까지 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치를 보인 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치를 보인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치의 제1전극부 및 제2 전극부를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치의 조임볼트를 보인 종단면도이다.
도 6은 제1전극부의 종단면도이다.
도 7의 (a),(b)는 본 발명에 따른 인너벤딩 및 아웃터 벤딩을 나타낸 도면이다.
도 8의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트를 보인 사진이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치의 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 유연기판 테스트장치(100)는 상기 제1전극부(130) 및 제2전극부(140)를 구비한다. 유연기판(120)의 성능 테스트 시 제1전극부(130)가 유연기판(120)의 일단(121)을 잡고, 제2 전극부(140)가 상기 유연기판(120)의 타단(122)을 잡은 상태에서, 서로 마주보는 방향으로 이동하였다가 그 반대 방향으로 이동하는 동작을 반복 수행한다. 여기서, 유연기판(120)은 표면에 투명전도막이나 메탈 또는 메탈 유연소자가 형성되어 있는 기판을 의미하는 것으로 이하 '유연기판'이라 칭한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유연기판 테스트장치(100)는 테스트 영역과 제어 영역으로 구획되는 테이블(베이스)(110)을 구비한다. 상기 테스트 영역에 벤딩 테스트 대상인 유연기판(120), 제1전극부(130), 제2전극부(140), 제1가이드(137) 및 제2가이드(138)가 구비된다. 상기 제어 영역에는 가이드레일(150), 모터(151), 컨트롤러(152), 제1슬라이더(160) 및 제2슬라이더(170)가 구비된다.

제1전극부(130)는 제1전극부지지용 브래킷(162) 및 제1마운틴 브래킷(161)을 통해 슬라이더(160)에 고정 설치되어, 상기 유연기판(120)의 일단(121)을 고정하며, 상기 유연기판(120)에 전류를 인가하기 위한 단자가 구비될 수 있다.

상기 제1전극부(130)는 상부에 위치하는 상부 전극부(131)와, 상기 상부 전극부(131)와 결합하는 하부 전극부(132)로 구성된다.

상기 상부 전극부(131)와 상기 하부 전극부(132)는 볼트(B)로 결합되고, 상기 상부 전극부(131)와 상기 하부 전극부(132) 사이에는 스프링(133)이 설치된다.

상기 상부 전극부(131)와 하부 전극부(132)에는 상기 스프링(133)을 개재하여 조임볼트(134)가 체결되는데, 상기 조임볼트(134)를 조절하여 상기 상부 전극부(131)와 상기 하부 전극부(132) 사이의 고정 홈(틈새)(135) 안에 상기 유연기판(120)의 일단(121)을 고정하게 된다.

상기 제1전극부(130)의 양단에 전극 샤프트(130a)가 설치된다. 상기 전극 샤프트(130a)의 일단에 제1단자 홀더(130b)가 설치된다.

제2전극부(140)는 상기 제1전극부(130)와 동일하게 구성되어 상기 제1전극부(130)와 대향되는 위치에 설치된다.

즉, 상기 제2전극부(140)는 상부에 위치하는 상부 전극부(141)와, 상기 상부 전극부(141)와 결합하는 하부 전극부(142)로 구성된다.

상기 상부 전극부(141)와 상기 하부 전극부(142)는 볼트(B)로 결합하고, 상기 상부 전극부(141)와 상기 하부 전극부(142) 사이에는 스프링(143)이 설치된다.

상기 상부 전극부(141)와 하부 전극부(142)에는 상기 스프링(143)을 개재하여 조임볼트(144)가 체결되는데, 상기 조임볼트(144)를 조절하여 상기 상부 전극부(141)와 상기 하부 전극부(142) 사이의 고정 홈(145)안에 상기 유연기판(120)의 타단(122)을 고정하게 된다.

상기 제2전극부(140)의 양단에 전극 샤프트(140a)가 설치된다. 상기 전극 샤프트(140a)의 일단에 제2단자 홀더(140b)가 설치된다.

가이드 레일(150)은 상기 테이블(110)의 제어 영역에 설치되며, 구동 전원부(151)로부터 전원을 공급받아 작동하도록 구성된다.

제1슬라이더(160)는 상기 가이드 레일(150) 상에 슬라이딩이 가능하게 설치된다. 상기 제1슬라이더(160)의 상부에 제1마운틴 브래킷(161)이 고정 설치된다. 상기 제1마운틴 브래킷(161)의 일측에 상기 제1전극부(130)를 지지하기 위한 제1전극부지지용 브래킷(162)이 고정 설치된다.

제2슬라이더(170)는 상기 가이드 레일(150) 상에서 상기 제1슬라이더(150)에 대향되는 위치에 슬라이딩이 가능하게 설치된다. 상기 제2슬라이더(170)의 상부에 제2마운틴 브래킷(171)이 고정 설치된다. 상기 제2마운틴 브래킷(171)의 일측에 상기 제2전극부(140)를 지지하기 위한 제2전극부지지용 브래킷(172)이 고정 설치된다.

상기 테이블(110)의 제어 영역은 하우징(180)에 의해 커버되고, 상기 테이블(110)의 테스트 영역은 상기 하우징(180)에 힌지(181)로 결합되는 커버(182)에 의해서 선택적으로 커버링되도록 구성된다. 상기 하우징(180)의 전면에는 상기 제1전극부지지용 브래킷(162)과 상기 제2전극부지지용 브래킷(172)이 관통하는 개구부(183)가 형성된다. 모터(151)는 컨트롤러(152)의 제어를 받아 테이블(110)에 구비된 각 장치들이 구동하는데 필요한 회전력을 발생한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유연기판 테스트장치에 의한 상기 유연기판(120)의 곡률반경(Radius)에 따른 벤딩 테스트 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기 벤딩 테스트란 상기 유연기판(120)의 일단(121)과 타단(122)을 서로 마주보는 방향으로 접근시켰다가 원래 위치로 복귀시키는 동작을 반복하면서 유연기판(120)에 대한 기계적인 신뢰성 평가를 하는 것을 의미하는 것으로, 이 벤딩 테스트 동작에 대하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 제1전극부(130)의 조임볼트(134)를 조절하여 고정 홈(틈새)(135) 안에 상기 유연기판(120)의 일단(121)을 상기 제1전극부(130)에 고정한다. 이어서, 제2전극부(140)의 조임볼트(144)를 조절하여 고정 홈(틈새)(135) 안에 상기 유연기판(120)의 타단(122)을 고정한다.

이때, 상기 제1전극부(130)와 제2전극부(140) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 회전시켜 상기 유연기판(120)의 구부림 각도를 0도 내지 ㅁ50도 중 원하는 각도 5도 단위로 설정할 수 있다.

상기 구부림 각도란 상기 유연기판(120)의 일단(121)과 타단(122)이 마주보는 각도를 의미한다. 예를 들어, 상기 유연기판(120)의 일단(121)과 타단(122)이 동일 수평면 상에서 서로 마주볼 때의 구부림 각도는 0도가 된다. 그러나, 상기 유연기판(120)의 일단(121)을 고정시킨 상태에서 제1전극부(130)와 제2전극부(140) 중 어느 하나 이상 예를 들어, 상기 제1전극부(130)를 어느 일 방향(예: 시계방향)으로 회전시키면 그 회전 각도가 구부림 각도에 해당된다. 이때, 상기 구부림 각도는 사용자가 직접 상기 제1전극부(130)와 제2전극부(140) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 직접 회전시켜 설정할 수 있다. 상기 제1전극부(130) 또는 제2전극부(140)에서의 구부림 각도는 상기 설명에서와 같이 0 ~ ㅁ50도 사이로 설정할 수 있다.

이와 같은 상태에서, 컨트롤러(152)는 모터(151)의 구동을 제어하여 가이드 레일(150)이 구동되도록 한다.

이에 따라, 제1슬라이더(160)와 제2슬라이더(170)가 상기 가이드 레일(150) 상에서 슬라이딩 한다. 이때, 도 3에서와 같이 상기 제1슬라이더(160)와 제2슬라이더(170)가 서로 마주보는 방향으로 접근하였다가 원래 위치로 복귀하는 동작을 반복한다. 따라서, 상기 제1슬라이더(160)에 고정 설치된 제1전극부(130)가 테이블(110) 상에서 상기 제1슬라이더(160)와 동일 방향으로 슬라이딩되고, 제2슬라이더(170)에 고정 설치된 제2전극부(140)가 테이블(110) 상에서 상기 제2슬라이더(170)와 동일 방향으로 슬라이딩된다. 이에 의해 상기 유연기판(120)이 곡률반경에 따라 벤딩되므로 상기 유연기판(120)의 성능(예: 면저항의 변화)을 테스트할 수 있게 된다.

이때, 제1가이드(137)는 상기 제1전극부(130)에 고정 설치되어 상기 유연기판(120)이 상기와 같이 곡률반경에 따라 벤딩될 때 상기 제1전극부(130)에서 상기 일단(121)의 반대 방향으로 치우치는 것을 막아주고, 제2가이드(138)는 상기 제2전극부(140)에 고정 설치되어 상기 유연기판(120)이 상기 제2전극부(140)에서 상기 타단(122)의 반대 방향으로 치우치는 것을 막아주는 역할을 한다.

상기와 같은 곡률반경에 따라 벤딩 테스트 동작에서 구부림 거리를 설정하여 아웃터 벤딩(outer bending)이나 인너 벤딩(inner bending)을 구현 할 수 있다.

여기서, 인너 벤딩이란 도 7의 (a)와 같이 유연기판(120)의 벤딩 대상면이 안으로 향하게 한 상태에서 벤딩되도록 하는 것을 의미하고, 아웃터 벤딩이란 도 7의 (b)와 같이 유연기판(120)의 벤딩 대상면이 밖으로 향하게 한 상태에서 벤딩되도록 하는 것을 의미한다.

다시 말해서, 인너벤딩이란 유연기판(120)의 중앙 부위가 일단(121)과 타단(122) 간의 수평면을 기준으로 하부면에서 구부려졌다 펴졌다 하는 것을 의미하고, 아웃터 벤딩이란 유연기판(120)의 중앙 부위가 일단(121)과 타단(122) 간의 수평면을 기준으로 상부면에서 구부려졌다 펴졌다 하는 것을 의미한다.

결국, 상기 설명에서와 같이 제1전극부(130) 및 제2전극부(140)의 구동을 제어함으로써, 상기 유연기판(120)을 뒤집지 않고도 인너 벤딩(inner bending)이나 아웃터 벤딩(outer bending) 또는 스트레칭(stretching)을 선택적으로 수행할 수 있게 된다.

상기 유연기판(120)에 전압을 인가한 상태에서 벤딩테스트를 실시할 수 있는데, 이때 상기 제1전극부(130)와 제2전극부(140) 중에서 하나를 정극성 단자로 사용하고 다른 하나를 부극성 단자로 사용할 수 있다. 예를들어, 제1전극부(130)를 정극성(+) 단자로 사용하고, 제2전극부(140)를 부극성(-) 단자로 사용할 수 있다.

참고로, 상기 유연기판(120)에 대한 벤딩 테스트 시 유연기판(120)의 일단과 타단이 제1전극부(130) 및 제2전극부(140)에 의해 각기 고정된다. 이와 같은 상태에서, 제1전극부(130)와 제2전극부(140)가 최대로 이격된 거리를 벤딩 시작지점 이라 하고, 원하는 만큼 좁혀진 거리를 벤딩 종료지점(남은 거리)이라 한다. 따라서, 유연기판(120)의 길이(가로)에 따라 상기 벤딩 시작지점이 변경되므로, 벤딩 테스트 설정 단계에서 유연기판(120)의 길이에 따라 상기 벤딩 종료지점을 설정함으로써 유연기판(120)의 곡률반경을 원하는 값으로 유지한 상태에서 벤딩테스트를 할 수 있게 된다.

한편, 도 8의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 모습을 나타낸 실제 사진으로서, 제1전극부(130)와 제2전극부(140)가 서로 마주보는 방향으로 진행함에 따라 유연기판(120)의 곡률반경이 점차 변화되는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 유연기판 테스트장치 110 : 테이블
120 : 유연기판 121 : 일단
122 : 타단 130 : 제1전극부(-)
131,141 : 상부 전극부 132,142 : 하부 전극부
133,143 : 스프링 134,144 : 조임볼트
135,145 : 고정홈 137 : 제1가이드
138 : 제2가이드 140 : 제2전극부(+)
147 : 제2가이드 150 : 가이드레일
151 : 모터 152 : 컨트롤러
160 : 제1슬라이더 161 : 제1마운틴 브래킷
162 : 제1전극부지지용 브래킷 170 : 제2슬라이더
171 : 제2마운틴 브래킷 172 : 제2전극부지지용 브래킷
180 : 하우징

Claims

테스트 영역과 제어 영역으로 구획되는 테이블(베이스)(110)과;, 테스트 영역에 구성되는 제1전극부(130);, 제2전극부(140);, 제1가이드(137);, 제2가이드(138);,와, 제어 영역에 구성되는 가이드레일(150);, 모터(151);, 컨트롤러(152);, 제1슬라이더(160);, 제2슬라이더(170)로 이루어짐을 특징으로 함에 있어, 상기 제1전극부(130)와, 제2전극부(140)는 제1가이드(137)와 제2가이드(138) 내측에 각자 위치하면서, 제1가이드(137)와 제2가이드(138) 일측에 연결구성된 제1,2전극부지지용 브래킷(162)(172) 그리고 제1,2마운틴 브래킷(161)(171)에 의해 상기 가이드레일(150)의 제1,2슬라이더(160)(170)와 각각 연결구성되고, 동시에 일측단에 전류가 인가될 수 있도록 단자를 구비하여 구성하되,
상기 제1전극부(130)와 제2전극부(140)는 각각 상부 전극부(131)(141)와, 하부 전극부(132)(142)로 구분 구성하여 상호 볼트(B) 결합되게 하면서 그 사이에 스프링을 게재하여 구성하고, 또 상기 하부 전극부(132)(142)의 양단으로 각각 전극 샤프트(130a)(140a)를 설치하여 양측 전극 샤프트 중 일측 전극 샤프트에 제1,2단자홀더(130b)(140b)를 각각 구비되도록 구성하고,
상기 가이드 레일(150)은 상기 테이블(110)의 제어 영역에 설치되며, 구동 전원부(151)로부터 전원을 공급받아 작동되게 구성하고,
상기 제1전극부(130)의 제1가이드(137)와 제1마운틴 브래킷(161)로 연결되는 제1슬라이더(160)는 상기 가이드 레일(150) 상에 슬라이딩이 가능하게 설치구성하고,
상기 제2전극부(140)의 제2가이드(138)와 제2마운틴 브래킷(171)로 연결되는 제2슬라이더(170)는 상기 가이드 레일(150) 상에서 상기 제1슬라이더(160)에 대향되는 위치에 슬라이딩이 가능하게 설치구성하여 제1전극부(130)와 제2전극부(140)가 서로 마주보는 방향으로 접근하였다가 원래 위치로 복귀하는 동작을 반복실시할 수 있도록 함을 특징으로 하는 유연기판과 유연 표시소자의 곡률반경에 따른 벤딩 테스트 장치.
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