KR20160126304A - 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유연기판 위에 제작된 박막 혹은 소자를 폴딩 혹은 웨어러블 장치에 적용할 때 필요한 유연성 및 내구성 시험을 위한 장치에 관한 것으로, 동력기 받침대를 포함하는 스테이지와;
상기 동력기 받침대에 연결하는 동력기;
상기 동력기 받침대 양 측면에 위치한 가이드 레일을 따라 상기 동력기에 의해 작동하며 시험재료 양끝을 고정하는 적어도 두개 이상의 클리퍼;
상기 스테이지의 하단에 위치하며 스테이지에 고정되는 롤러 고정대;
서로 다른 위치에 이격되게 배치되어 상기 롤러 고정대에 회동 가능하게 조립되는 다수의 롤러;를 포함한다.

Description

웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치{Flexible machine for wearable device and material}

본 발명은 유연기판 위에 제작된 박막 혹은 소자를 폴딩 혹은 웨어러블 장치에 적용할 때 필요한 유연성 및 내구성 시험을 위한 장치에 관한 것이다.

최근 IT 산업의 성장과 함꼐 유연 기판을 기반으로 하는 유연 디스플레이, 웨어러블 컴퓨팅 등 다양한 제품이 개발이 되고 있다.

그러나 투명 산화물 전극(TCO), 투명 전극(TCE), 박막트랜지스터(TFT), 유기 발광 다이오드(OLED) 등과 같은 다양한 종류의 재료와 소자에 대한 기계적 유연성에 대한 정보는 부족하여, 폴딩 또는 웨어러블 소자에 적용이 어렵다.

따라서 상기와 같은 소자 및 재료들은 폴딩 또는 웨어러블 장치에 적용 하였을 때 기계적 유연성 확보를 위한 다수의 시험장치가 제안되어 있다.

예를 들어, 등록특허공보 제10-1323042호(등록일자:2013.10.22.)는 요철 구조가 설치된 무단부 벨트 또는 롤 형상 몰드를 이용한 광학 필름 제조 방법에 대해 제안하고 있다.

다른 예로써, 미국공개특허 제2012/0067134호(공개일자:2012.03.22.)는 플렉시블 디스플레이를 테스트하기 위해 디스플레이는 제1, 2 클럽에 의해 양 측면이 고정되며, 이 때 원기둥을 포함하는 구동판은 모터의 동력에 의해 디스플레이의 표면으로 진행하여 테스트 하는 것을 제안하고 있다.

등록특허공보 10-1323042(등록일자:2013.10.22.) 미국공개특허 2012/0067134(공개일자:2012.03.22.)

본 발명은 이러한 종래기술의 시험장치를 개선하여 다양한 종류의 소자에 대한 기계적 특성평가를 위한 장비를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 내, 외부 굽힘의 반복 굽힘에 대한 기계적 특성을 고속으로 평가 할 수 있는 유연 복합 시험장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 롤러의 지름은 시험 재료에 걸리는 곡률반경에 직결되는데, 고정부분이 탄성체로 이루어진 롤러가 교체 가능하여 시험 재료의 시험 조건을 다양하게 변경 할 수 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치는, 동력기 받침대를 포함하는 스테이지와; 상기 동력기 받침대에 연결하는 동력기; 상기 동력기 받침대 양 측면에 위치한 가이드 레일을 따라 상기 동력기에 의해 작동하며 시험재료 양끝을 고정하는 적어도 두개 이상의 클리퍼; 상기 스테이지의 하단에 위치하며 스테이지에 고정되는 롤러 고정대; 서로 다른 위치에 이격되게 배치되어 상기 롤러 고정대에 회동 가능하게 조립되는 다수의 롤러;를 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 기어와 연결된 상기 동력기와 풀리를 포함한 상기 클리퍼의 연결은 타이밍 벨트를 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 클리퍼는 절연체와 전도체가 나란히 접해있는 클리퍼의 제 1면과 논슬립 부가 포함되는 클리퍼의 제 2면을 더 포함한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 전도체는 전도성 테이프를 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 논슬립 부는 샌드페이퍼를 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 롤러 고정대는 서로 다른 높이에 적어도 3개 이상의 롤러가 설치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 롤러의 한 축이 탄성체로 이루어져 상기 롤러 고정대의 축으로부터 탈부착이 가능함을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 롤러의 고정부분은 동심의 원뿔형을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치는, 다수의 롤러를 통해 시험재료의 내, 외부 굽힘 시험과 유연 소자 전면에 대한 내구성 시험을 진행할 수 있어, 폴딩 장치와 웨어러블 장치에 적용하였을 때 유연 소자의 기계적 내구성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 클리퍼에 전도체가 포함되어 있어 별도의 배선 작업 없이 시험재료의 시험결과를 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치를 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 측면구성도,
도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 클리퍼의 분해도,
도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 롤러와 롤러 고정대의 결합도,
도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 작동예를 설명하기 위한 도면.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명은 동력기 받침대(110)를 포함하는 스테이지(100)와 동력기 받침대(110)에 연결하는 동력기(200)를 포함하며 이 동력기 받침대(110)는 스테이지(100) 상단에 고정이 가능하다.

이 동력기 받침대(110) 양 측면에 위치한 가이드 레일(111)을 따라 상기 동력기(200)에 의해 작동하며 시험재료(136) 양끝을 고정하는 적어도 두개 이상의 클리퍼(130)를 포함하며, 이 클리퍼(130)는 클리퍼(130)에 포함된 벨트(211)와 동력기(200)의 기어(210)에 연결되어 작동하게 된다.

또한 이 스테이지(100)의 하단에 위치하며 스테이지(100)에 고정되는 롤러 고정대(120)는 다수의 롤러(140)를 포함하며 회동 가능 하게하는 역할을 한다.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 측면구성도로 타이밍 기어(210)를 포함하는 동력기(200)와 직선 왕복 운동이 가능하게 연결된 클리퍼(130)는 동력기(200)의 구동으로 동력기 받침대(110)의 가이드 레일(111)을 따라 직선 왕복 운동이 가능하다.

한편, 동력기(200)와 클리퍼(130)의 연결수단은 반드시 타이밍 벨트(211)와 타이밍 기어(미도시)일 필요는 없으며, 클리퍼(130)를 작동시킬 수 있는 수단이면 모두 가능하다. 본 도식에서는 타이밍 벨트(211)와 타이밍 기어(미도시)의 사용으로 반복 운동 시 발생하는 슬립현상을 최소화 하였다. 또한 이 동력기(200)는 높은 토크 및 속도를 포함하고 있으며 초당 0~3회 반복 할 수 있다.

스테이지(100) 하단에 위치한 롤러 고정대(120)는 스테이지(100)와 결합이 가능하며, 이 롤러 고정대(120)에 서로 다른 높이에 적어도 3개 이상의 롤러(140)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 클리퍼(130)의 분해도이다.

도 3을 참고하면, 클리퍼(130)는 클리퍼의 제 1면(131)과 클리퍼의 제 2면(132)을 포함하고 있으며, 그 중 투명전극 측 클리퍼의 제 1면(131)에는 절연체(133)와 전도체(134)가 나란히 접해있고 클리퍼의 제 2면(132)에는 논슬립 부(135)가 포함되어 있다.

클리퍼의 제 1면(131)의 전도체(134)는 알루미늄, 은, 동 또는 구리 등으로 시험재료(136)의 측정부에 접하게 되며, 본 발명에는 전도성 테이프를 사용하여 클리퍼(130)에 따로 배선작업을 할 필요가 없음을 특징으로 한다.

클리퍼의 제 2면(132)에는 논슬립 부(135)를 포함하여, 시험재료(136)의 슬립 현상을 방지하고 본 발명에서의 논슬립 부(135)는 샌드페이퍼를 특징으로 한다.

각각의 클리퍼(130)에 투명 산화물 전극(TCO), 투명 전극(TCE), 박막트랜지스터(TFT), 유기 발광 다이오드(OLED) 등과 같은 다양한 종류의 시험재료(136)를 고정하여 폴딩 이나 웨어러블 장치에 적용할 때 필요한 유연성 및 내구성 시험을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 롤러(140)와 롤러 고정대(120)의 결합도로, 롤러 고정대의 축(121)과 롤러(140)가 결합하여 고정이 되며, 회전구동이 가능함을 특징으로 한다.

롤러의 고정부분(141)이 탄성체로 이루어져 롤러 고정대의 축(121)으로부터 탈부착이 가능한 마찰차(142)를 특징으로 하며, 롤러(140)의 지름은 시험재료(136)에 걸리는 곡률 반경에 직결되기 때문에 다양한 반경의 롤러(140)를 교체 가능하도록 구비하여 시험재료(136)의 시험 조건을 다양하게 변경 할 수 있다.

본 발명에서의 롤러의 고정부분(141)의 탄성체는 스프링으로 사용하고 마찰차(142)는 동심의 원뿔형으로 60도로 슬립현상을 최소화 하였으며, 지름별로 교체가 가능한 롤러(140)는 굽힘 반경 2mm부터 18mm 까지 시험재료(136)의 굽힘 반경을 조절 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치의 작동예를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참고하면, 도 1의 A-A 단면도로 기어(210)가 반시계 방향으로 회동할 때의 형상을 도식화 한 것이다.

기어(210)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 본 도면의 좌측 클리퍼(130)는 하강하게 됨과 동시에 우측 클리퍼(130)는 상승하게 되며, 이는 시험재료(136)가 왕복운동을 하면서 시험재료(136)의 전면적이 내부 접힘과 외부 접힘의 스트레스를 반복적으로 받게 되어 시험재료(136)의 내구성을 확인 할 수 있다.

즉, 한 쌍의 클리퍼(130)에 의해 양 측면이 고정이 되고 서로 다른 높이에 고정이 되는 롤러(140)에 의해 다수의 굽힘 상태로 놓여진 시험재료(136)는 롤러(140)를 따라 우측으로 이동하게 되어 시험재료(136)는 롤러(140)에 의해 전면적이 내ㅇ외부 굽힙의 스트레스를 반복적으로 받게 됨과 동시에 접히는 위치가 수시로 바뀌게 됨을 특징으로 한다.

기어(210)가 시계방향으로 구동할 경우, 위의 기재 사항과 반대로 상황이 일어남을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

100 : 스테이지 110 : 동력기 받침대
111 : 가이드 레일 120 : 롤러 고정대
121 : 롤러 고정대의 축 130 : 클리퍼
131 : 클리퍼의 제 1면 132 : 클리퍼의 제 2면
133 : 절연체 134 : 전도체
135 : 논슬립 부 136 : 시험재료
140 : 롤러 141 : 롤러의 고정부분
142: 마찰차 200 : 동력기
210 : 기어 211 : 벨트
212 : 풀리

Claims (8)

1. 동력기 받침대를 포함하는 스테이지와;
   상기 동력기 받침대에 연결하는 동력기;
   상기 동력기 받침대 양 측면에 위치한 가이드 레일을 따라 상기 동력기에 의해 작동하며 시험재료 양끝을 고정하는 적어도 두개 이상의 클리퍼;
   상기 스테이지의 하단에 위치하며 스테이지에 고정되는 롤러 고정대;
   서로 다른 위치에 이격되게 배치되어 상기 롤러 고정대에 회동 가능하게 조립되는 다수의 롤러;를 포함하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
2. 제 1항에 있어서, 기어를 포함하는 상기 동력기와 풀리를 포함한 상기 클리퍼의 연결은 벨트를 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 클리퍼는 절연체와 전도체가 나란히 접해있는 클리퍼의 제 1면과 논슬립 부가 포함되는 클리퍼의 제 2면을 더 포함하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 전도체는 전도성 테이프를 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 논슬립 부는 샌드페이퍼를 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
6. 제 1항에 있어서, 상기 롤러 고정대는 서로 다른 높이에 적어도 3개 이상의 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 롤러의 한 축이 탄성체로 이루어져 상기 롤러 고정대의 축으로부터 탈부착이 가능함을 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 롤러의 고정부분은 마찰차를 특징으로 하는 웨어러블 소자 및 재료의 유연 복합 시험장치.
   

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