KR20220052209A - 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유연 전자소자의 폴딩, 비틀림, 신장 시험 장치를 일체화하고 소형화하여 복합 외력에 대한 수명 측정을 편리하게 하고, 폴딩 시험 시 곡률 변경이 가능하며, 넒은 온도 구간에서 구동 가능하여 환경 신뢰성 시험을 동시에 진행할 수 있는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 베이스판(10); 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 제1시료(S1)의 일측이 안착되는 고정플레이트(21)와, 상기 고정플레이트(21)로부터 일정간격 이격되고 제1시료(S1)의 타측이 안착되되 제1회전축부(23)에 의해 회동 운동하여 상기 제1시료(S1)를 폴딩 또는 언폴딩시키는 회전플레이트(22)를 포함하는 폴딩 시험부(20); 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 제2시료(S2)의 일단을 고정 가능하고 제2회전축부(32)에 의해 회동 가능한 제1지지부재(31)를 포함하는 비틀림 시험부(30); 상기 제1지지부재(31)로부터 수평으로 이격 형성되고 상기 제2시료(S2)의 타단을 고정 가능하며 볼스크류(43)에 의해 수평방향으로 슬라이딩 이동하며 상기 제2시료(S2)를 인장 시킬 수 있는 제2지지부재(41)를 포함하는 인장 시험부(40);를 포함하여 이루어진다.
이를 위해, 본 발명은 베이스판(10); 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 제1시료(S1)의 일측이 안착되는 고정플레이트(21)와, 상기 고정플레이트(21)로부터 일정간격 이격되고 제1시료(S1)의 타측이 안착되되 제1회전축부(23)에 의해 회동 운동하여 상기 제1시료(S1)를 폴딩 또는 언폴딩시키는 회전플레이트(22)를 포함하는 폴딩 시험부(20); 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 제2시료(S2)의 일단을 고정 가능하고 제2회전축부(32)에 의해 회동 가능한 제1지지부재(31)를 포함하는 비틀림 시험부(30); 상기 제1지지부재(31)로부터 수평으로 이격 형성되고 상기 제2시료(S2)의 타단을 고정 가능하며 볼스크류(43)에 의해 수평방향으로 슬라이딩 이동하며 상기 제2시료(S2)를 인장 시킬 수 있는 제2지지부재(41)를 포함하는 인장 시험부(40);를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유연 전자소자의 폴딩, 비틀림, 인장, 전단 시험 장치를 일체화하고 소형화하여 복합 외력에 대한 수명 측정을 편리하게 하고, 폴딩 시험 시 곡률 변경이 가능하며, 넒은 온도 구간에서 구동 가능하여 환경 신뢰성 시험을 동시에 진행할 수 있는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기에 관한 것이다.
유연 전자소자(Flexible Electronic Device)는 외부의 힘이 가해질 경우 파괴되지 않고 변형이 발생할 수 있는 전자소자를 말하는 것으로, 몸에 착용하거나 부착하여 사용하는 웨어러블 디바이스(Wearable device), 플렉서블 디스플레이(Flexible Display) 등의 발전과 함께 더욱 주목받고 있다.
특히 플렉서블 디스플레이는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등에서 액정을 싸고 있는 유리 기판을 플라스틱 필름으로 대체하여 접고 펼 수 있는 유연성을 부여한 것으로서, 가볍고 충격에 강할 뿐 아니라, 휘거나 굽힐 수 있어 다양한 형태로 제작이 가능하므로 근래에 그 연구가 활발히 이루어지고 있다.
유연 전자소자는 소형화, 웨어러블(wearable), 다기능화, 내구성 확보 등의 주요 이슈가 존재한다.
이러한 유연 전자소자는 변형된 상태로 사용되기도 하고, 때때로 변형이 반복되는 환경에서 사용될 수 있다. 여기서 변형은 폴딩(folding), 뒤틀림(twisting), 늘임(stretching) 등 다양한 형태의 변형일 수 있다.
따라서 유연 전자소자는 복합적인 외력이 가해지는 환경에서 물리적 스트레스에 의한 결함 또는 파손이 발생하지 않도록 재료의 내구성이 중요하며, 이를 위해 외력에 의한 변형을 반복적으로 시험하여 유연 전자소자의 수명을 측정할 수 있는 시험기가 필요하다.
그러나 유연 전자소자의 내구성을 평가하는 기존의 수명 측정 시험기는 시험기당 하나의 시험항목을 진행할 수 있는 장치로 이루어져, 인장, 폴딩, 비틀림 시험을 진행하기 위해서는 서로 다른 측정기를 사용해야 하므로 복수의 시험기를 설치하기 위한 공간이 필요하고 사용에 번거로움이 존재한다.
또한, 폴딩 시험의 경우, 인폴딩 테스트와 아웃폴딩 테스트가 모두 수행될 필요가 있는데, 인폴딩 테스트와 아웃폴딩 테스트는 곡률 반경이 서로 다르기 때문에 인폴딩 테스트용 장비와 아웃폴딩 테스트용 장비를 별도로 구비해야 하거나 매번 지그를 교체 해야하는 한계가 존재한다.
아울러, 종래의 외력 시험장치는 환경 신뢰성 시험과 동시에 진행할 수 없어 외력 시험과 환경 신뢰성 시험을 각각 진행해야 하므로, 시험 진행 시간이 오래 소요되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유연 전자소자의 내구성 측정을 위한 여러 시험을 한번에 진행할 수 있도록 다수의 시험장치가 하나의 장치로 일체화되고 소형화된 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 다른 목적은 유연 전자소자의 폴딩 시험 시, 곡률반경 변경이 가능한 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 구동 가능한 온도 구간이 넓어 항온항습 등의 환경 신뢰성 시험 장치에 투입된 상태에서 내구성 시험이 가능하여 신뢰성 시험에 대한 시간을 단축할 수 있는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기는, 베이스판; 상기 베이스판의 상부에 설치되는 지지부와, 상기 지지부에 장착되어 제1시료의 일측이 안착되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트로부터 일정간격 이격되고 제1시료의 타측이 안착되되 제1회전축부에 의해 회동 운동하여 상기 제1시료를 폴딩 또는 언폴딩시키는 회전플레이트를 포함하는 폴딩 시험부; 상기 베이스판의 상부에 설치되되, 제2시료의 일단을 고정 가능하고 제2회전축부에 의해 회동 가능한 제1지지부재를 포함하는 비틀림 시험부; 상기 제1지지부재로부터 수평으로 이격 형성되고 상기 제2시료의 타단을 고정 가능하며 볼스크류에 의해 수평방향으로 슬라이딩 이동하며 상기 제2시료를 인장 시킬 수 있는 제2지지부재를 포함하는 인장 시험부;를 포함한다.
그리고 상기 제2지지부재의 일단에서 수직으로 연장형성되되 제3시료의 일단을 고정 가능하고 상기 볼스크류에 의해 슬라이딩 이동하는 제3지지부재와, 상기 제3시료의 타단을 고정 가능하도록 상기 제3지지부재로부터 수평방향으로 이격 배치된 제4지지부재를 포함하는 전단 시험부를 더 포함한다.
또한, 상기 제1회전축부에는, 상기 회전플레이트의 회동 시 상기 제1시료의 상측에 배치되어 상기 제1시료가 폴딩되는 각도를 조절하도록 봉 형상으로 이루어진 곡률조절부재가 더 장착되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 고정플레이트는 상기 지지부에 상하 이동 가능하도록 결합되고, 상기 회전플레이트는 상기 제1회전축부에 상하 이동 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정플레이트는, 상기 지지부에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제1장공이 형성된 제1-1프레임과, 상기 제1-1프레임으로부터 수직으로 절곡되어 상기 고정플레이트에 결합되도록 제1결합공이 형성된 제1-2프레임을 포함하는 제1이동부재를 통해 상기 지지부에 결합되고, 상기 회전플레이트는, 상기 제1회전축부에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제2장공이 형성된 제2-1프레임과, 상기 제2-1프레임으로부터 수직으로 절곡되어 상기 회전플레이트에 결합되도록 제2결합공이 형성된 제2-2프레임을 포함하는 제2이동부재에 결합됨을 통해 상기 제1회전축부에 결합되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 회전플레이트에는 상기 제2이동부재로부터 일측 및 타측으로 이동 가능하게 결합되도록 측방향으로 제3장공이 길게 형성되고, 상기 회전플레이트 및 제2이동부재에는, 상기 제2결합공 및 제3장공을 동시에 관통하여 상기 제3장공 내에서 측 방향으로 이동 가능한 고정부재가 장착되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기에 의하면, 하나의 측정기를 이용하여 폴딩시험, 인장시험, 비틀림시험을 모두 진행할 수 있으면서 공간을 효율적으로 사용하여 장치를 소형화함으로써 환경 신뢰성 장치에 투입한 상태에서 외력 수명 측정시험을 진행할 수 있어 시험 진행 시간을 단축 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 폴딩 시험부에 장착되는 곡률조절부재를 이용하여 폴딩 시험 시 곡률반경을 간편하게 변경할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 유연전자소자용 복합 외력 수명 측정기의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 복합 외력 수명 측정기를 이용한 전기분석 시험을 도시한 개념도,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 폴딩 시험 동작을 도시한 작동도,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 비틀림 시험 동작을 도시한 작동도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에에 따른 인장 시험 및 전단 시험 동작을 도시한 작동도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 작동도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 유연전자소자용 복합 외력 수명 측정기의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 복합 외력 수명 측정기를 이용한 전기분석 시험을 도시한 개념도,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 폴딩 시험 동작을 도시한 작동도,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 비틀림 시험 동작을 도시한 작동도,
도 7은 본 발명의 실시예 1에에 따른 인장 시험 및 전단 시험 동작을 도시한 작동도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 사시도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 작동도이다.
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시 예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열에 의해 본 발명의 응용이 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 다른 실시 예들로 구현될 수 있고, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또한, 장치 또는 요소의 방향 등과 같은 용어들에 관하여 실시 예에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되며, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다. 예를 들면, "제1", "제2"와 같은 용어가 본 발명을 설명하는 실시 예와 청구항에 사용되는데, 이러한 용어가 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 발명자가 발명의 용어와 개념을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념에 입각하여 기재한 것으로 해석하여야 한다.
따라서 본 발명은 제시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구 범위에 기재된 기술상의 균등한 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.
[실시예 1]
다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 1을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기을 도시한 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 유연전자소자용 복합 외력 수명 측정기의 측면도, 도 4는 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 이용하여 전기분석 시험을 진행하는 개념도, 도 5는 본 발명에 따른 폴딩 시험 동작을 도시한 작동도, 도 6은 본 발명에 따른 비틀림 시험 동작을 도시한 작동도, 도 7은 본 발명에 따른 인장 시험 및 전단 시험 동작을 도시한 작동도이다.
도 1 내지 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기는, 기본적으로 베이스판(10), 폴딩 시험부(20), 비틀림 시험부(30), 인장 시험부(40), 전단 시험부(50)를 포함하여 이루어진다.
여기서 베이스판(10)에는, 상부에 후술되는 폴딩 시험부(20), 비틀림 시험부(30), 인장 시험부(40), 전단 시험부(50)가 설치된다.
그리고 상기 폴딩 시험부(20)는, 상부에 유연 전자소자인 제1시료(S1)를 안착시키고 제1모터(M1)로부터 전달받은 회전력에 의해 상기 제1시료(S1)를 폴딩 또는 언폴딩하는 동작을 반복적으로 시험할 수 있으며, 이를 통해 제1시료(S1)의 폴딩에 대한 내구성을 평가할 수 있다.
이를 위해 상기 폴딩 시험부(20)는, 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되는 지지부(24)와, 상기 지지부(24)에 장착되어 상기 베이스판(10)으로부터 상측으로 이격 배치된 고정플레이트(21), 제1회전축부(23), 회전플레이트(22)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1회전축부(23)의 일단은 밸트(B1)를 통해 제1모터(M1)에 연결되되 상기 지지부(24)의 내측 공간에 수용될 수 있고, 상기 제1회전축부(23)의 타단은 상기 회전플레이트(22)에 연결될 수 있다.
상기 고정플레이트(21)에는 상부에 제1시료(S1)의 일측이 안착되고, 상기 회전플레이트(22)는 상기 고정플레이트(21)로부터 일정간격 이격 형성되되 상부에 제1시료(S1)의 타측이 안착된다.
그리고 상기 회전플레이트(22)는, 상기 제1회전축부(23)에 결합되어 상기 제1회전축부(23)의 회동을 따라 회동 운동하여 상기 제1시료(S1)를 폴딩 또는 언폴딩시킬 수 있다.
여기서 상기 고정플레이트(21)와 회전플레이트(22)에는, 상기 제1시료(S1)가 안착된 상태를 유지할 수 있도록 상기 제1시료(S1)를 고정시키는 고정핀(26)이 각각 장착되는 것이 바람직하고, 더욱 구체적으로, 상기 각 고정핀(26)은 상기 고정플레이트(21)와 상기 회전플레이트(22)에서 상기 제1시료(S1)의 폴딩 시 접히는 부분에 인접하도록 장착될 수 있다.
더불어, 상기 제1시료(S1)의 접힘부 상측에는 곡률조절부재(25)가 배치되어, 상기 곡률조절부재(25)에 의해서 시험하고자 하는 곡률반경을 따라 상기 제1시료(S1)가 폴딩할 수 있다.
구체적으로, 상기 곡률조절부재(25)는 상기 폴딩 시험부의 제1시료(S1)의 상부에 배치되어 상기 회전플레이트(22)의 회동 시 제1시료(S1)의 폴딩 각도를 조절하는 원통형 등으로 이루어진 봉 형상의 곡률조절부재(25)가 더 구비될 수 있다.
이때 상기 곡률조절부재(25)는 제1회전축부(23)에 고정될 수 있다.
더욱 구체적인 일례로서, 상기 곡률조절부재(25)의 일단에는 나사산이 형성된 결합돌출부가 연장형성될 수 있고, 상기 회전축부에는 나사산이 형성되어 상기 결합돌출부가 삽입되어 결합되는 결합홈이 형성될 수도 있으나, 이에 한정되고 않는다.
그리고 상기 곡률조절부재(25)는 제1시료(S1)를 다양한 곡률 반경으로 폴딩하도록 다양한 직경으로 다수 개 제작되어 준비될 수 있고, 시험하고자 하는 곡률 반경에 해당하는 곡률조절부재(25)로 간편하게 교체할 수도 있다.
그리고 상기 비틀림 시험부(30)는, 상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 유연 전자소자인 제2시료(S2)의 일단을 고정 가능하고 제2회전축부(32)에 의해 회동 가능한 제1지지부재(31)를 포함한다.
이때, 상기 제2회전축부(32)의 일단은, 공간 효율을 고려하여 상기 회전플레이트(22)의 하측에 배치됨으로써, 본 발명에 따른 복합 외력 수명 측정기에 대한 크기를 최소화할 수 있다.
아울러, 상기 인장 시험부(40)는, 상기 제1지지부재(31)로부터 수평으로 이격 형성되고 상기 제2시료(S2)의 타단을 고정 가능하며 제3모터(M3)의 구동에 의해 볼스크류(43)가 회전함에 따라서 수평방향으로 슬라이딩 이동하며 상기 제2시료(S2)를 인장 시킬 수 있는 제2지지부재(41)를 포함한다.
더욱 구체적으로, 제3모터(M3)의 구동에 의해 볼스크류(43)에 동력이 전달되어 상기 볼스크류(43)가 회전하도록 작동하고, 상기 볼스크류(43)의 양측에는 한 쌍의 레일부(44, 45')가 형성되고, 상기 볼스크류(43)의 길이방향을 따라 왕복이동 가능하도록 상기 볼스크류(43)에 이송너트(44)가 나사결합되며, 상기 이송너트(44)는 상기 제2지지부재(41)의 하측에 일체로 결합될 수 있다.
그리고 상기 제2지지부재(41) 하측에서 일단과 타측은 상기 레일에서 상기 레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 결합될 수 있다.
즉, 상기 볼스크류(43)가 제3모터(M3)의 구동에 의해 회전하게 되면, 상기 제2지지부재(41)의 하측에 배치된 이송너트(44)가 수평방향으로 이동하면서 상기 제2지지부재(41)가 레일을 따라서 슬라이딩 이동하고, 이를 통해 상기 제2시료(S2)를 신장시키는 인장 시험을 진행할 수 있다.
그리고 비틀림 시험을 위해서는, 제2시료(S2)의 일단을 상기 제1지지부재(31)에 고정하고, 제2시료(S2)의 타단을 제2지지부재(41)에 고정한 후에, 제2모터(M2)의 구동에 의해 제2회전축부(32)가 회동함에 따라서 상기 제1지지부재(31)의 비틀림 시험이 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제2지지부재(41)는 비틀림 시험과 인장 시험을 위해 공용으로 사용될 수 있어, 장치의 크기를 소형화 할 수 있도록 한다.
또한, 상기 전단 시험부(50)는, 상기 제2지지부재(41)의 일단에서 수직으로 연장형성되되 유연 전자소자인 제3시료(S3)의 일단을 고정 가능하고 상기 볼스크류(43)에 의해 슬라이딩 이동하는 제3지지부재(51)와, 상기 제3시료(S3)의 타단을 고정 가능하도록 상기 제3지지부재(51)로부터 수평방향으로 이격 배치된 제4지지부재(52)를 포함한다.
즉, 상기 제1지지부재(31)와 제2지지부재(41)에 제2시료(S2)가 고정되고, 상기 제3지지부재(51)와 제4지지부재(52)에 제3시료(S3)가 고정된 상태에서, 볼스크류(43)를 구동시키면 상기 제2지지부재(41) 및 제3지지부재(51)가 슬라이딩 이동하면서 인장시험과 전단시험을 동시에 진행할 수 있게 된다.
그리고 상기 전단시험부는, 상기 인장시험부와 하나의 모터(M3)를 공용으로 사용할 수 있어 장치의 크기를 소형화 하고 전력을 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
아울러, 상기 제1지지부재(31), 제2지지부재(41), 제3지지부재(51) 및 제4지지부재(52)는, 각 시료가 안착되는 하판(31b, 41b, 51b)과, 상기 시료를 상부에서 고정하는 상판(31a, 41a, 51a)으로 구성되어 상기 바닥판(31b, 41b, 51b)과 상기 상판(31a, 41a, 51a) 사이에 시료가 삽입될 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 상판(31a, 41a, 51a) 및 상기 하판(31b, 41b, 51b)에는 서로 대응되는 다수개의 결합공이 형성되어 상기 결합공에 볼트와 같은 결합부재가 체결되면서 상기 하판(31b, 41b, 51b)과 상기 상판(31a, 41a, 51a) 사이를 좁히면서 상기 하판(31b, 41b, 51b)과 상기 상판(31a, 41a, 51a) 사이에 삽입된 시료를 고정할 수 있다.
그리고 상기 베이스판(10)의 하단에는, 내부에 공간이 형성된 수용박스(11)가 설치되고, 상기 수용박스(11)의 내부 공간에는 상기 제1회전축부(23)과 연결되는 제1모터(M1), 상기 제2회전축부(32)와 연결되는 제2모터(M2), 상기 볼스크류(43)에 연결되는 제3모터(M3)가 설치될 수 있다.
이때, 상기 제1회전축부(23), 제2회전축부(32) 및 볼스크류(43)는와 제1모터(M1), 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)의 연결은 밸트(B1, B2, B3)를 통해 이루어질 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1회전축부(23)와 제1모터(M1)는, 밸트(B1)를 통해 연결되되 이때 밸트(B1)는 지지부의 내측공간에 수용될 수도 있다.
또한, 제2회전축부(32) 및 볼스크류(43)에 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)가 각각의 밸트(B2, B3)에 연결되어 동력을 전달받을 수 있으며, 이를 통해 상기 베이스판(10)에는 제2회전축부(32)와 제2모터(M2)를 연결하는 밸트(B2)와, 볼스크류(43)와 제3모터(M3)를 연결할 수 있는 밸트(B3)가 통과하도록 대응되는 위치에 관통공이 형성될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 복합 외력 수명 측정기는, 장치의 크기를 최소화하는 구조로 이루어져 항온항습기 등 각종 환경 신뢰성 시험 장치에 투입 가능한 사이즈로 소형화된 일체형 장비로 구성될 수 있고, 이를 통해 항온항습기 등 각종 환경 신뢰성 시험 장치에 투입하여 환경 시험을 진행함과 동시에 외력에 대한 내구성 시험도 동시에 진행할 수 있는 특징이 있다.
그리고 이를 위해서 상기 폴딩 시험부(20), 비틀림 시험부(30), 인장 시험부(40), 전단 시험부(50), 제1모터(M1), 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)는 -30 내지 80℃에서 재료의 변형없이 구동 가능한 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 복합 외력 수명 측정기는, 넓은 온도 구간에서 작동 가능하여 복합 외력에 대한 내구성 시험을 진행함과 동시에 고온과 저온 조건에서의 환경 신뢰성 시험부에 투입하여 환경 신뢰성 시험을 진행할 수 있어 시험 진행 시간이 단축될 수 있는 이점이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 제1지지부재(31), 제2지지부재(41), 제3지지부재(51), 제4지지부재(52)의 상판(31a, 41a, 51a, 52a)에는 금속핀이 삽입되도록 통과하도록 다수 개의 관통공이 형성될 수 있다.
이를 통해, 금속핀이 상기 제1관통공, 제2관통공, 제3관통공, 제4관통공(311a, 411a, 511a, 521a)에 삽입되어 상판과 하판 사이에 위치한 시료(S2, S3)에 접촉하여 시료를 구동시킴으로써 전기적인 분석 시험을 진행할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 제1지지부재(31)의 상판(31a)에는 복수의 제1관통공(311a)이 형성되고, 제2지지부재(41)의 상판(41a)에는 복수의 제2관통공(411a)이 형성되고, 제3지지부재(51)의 상판(51a)에는 복수의 제3관통공(511a)이 형성되며, 제4지지부재(52)의 상판(52a)에는 복수의 제4관통공(521a)이 형성될 수 있다.
도 4는 제3시료(S3)의 내구성 시험과 전기적인 분석 시험을 동시에 진행할 수 있도록 제3관통공(511a) 및 제4관통공(521a)에 삽입된 금속핀이 전원 공급기에 연결됨을 도시한 개념도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1관통공, 제2관통공, 제3관통공 및 제4관통공에(311a, 411a, 511a, 521a)는 금속핀이 삽입되어 장착될 수 있고, 상기 금속핀을 상판(31a, 41a, 51a, 52a)의 하측으로 내려 각 시료(S2, S3)에 접촉할 수 있으며, 금속핀은 전원 공급기에 연결될 수 있다.
이때, 제1지지부재(31)와 제2지지부재(41) 중 어느 하나의 지지부재에는 + 전극에 연결되고, 다른 하나의 지지부재는 -전극에 연결될 수 있고, 제3지지부재(51)와 제4지지부재(52) 중 어느 하나의 지지부재는 + 전극에 연결되고 다른 하나의 지지부재는 -전극에 연결될 수 있다.
즉, 디스플레이 등의 시료가 전력공급기에 연결되어 빛을 내면서 전기적인 분석 시험을 진행할 수 있으면서 동시에 비틀기, 당기기, 찢기 테스트 등의 외력 시험을 진행할 수 있다.
다음으로 도면과 더불어 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기의 작동에 대해 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 폴딩 시험 동작을 도시한 작동도, 도 6은 본 발명에 따른 비틀림 시험 동작을 도시한 작동도, 도 7은 본 발명에 따른 인장 시험 및 전단 시험 동작을 도시한 작동도이다.
먼저, 폴딩 시험의 동작에 대해 살펴보면, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 고정플레이트(21)와 회전플레이트(22)의 상면에 제1시료(S1)를 안착시키고 고정핀(26)을 이용하여 제1시료(S1)를 고정시킨 후, 상기 폴딩시험기를 작동시키면 제1모터가 구동된다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1모터(M1)의 구동에 의해 제1회전축부(23)가 일방향으로 회전하면서 상기 회전플레이트(22)를 상기 고정플레이트(21) 측으로 회동시킴에 따라 제1시료(S1)를 폴딩하는 동작을 수행할 수 있다.
그 후 상기 제1회전축부(23)가 타방향으로 회전하여 상기 회전플레이트(22)가 회동함에 따라 제1시료(S1)의 언폴딩 동작을 수행할 수 있다.
즉, 이와 같은 회전플레이트(22)의 회동을 반복하여, 제1시료(S1)의 폴딩 및 언폴딩 동작을 수행하여 제1시료의 내구성을 평가할 수 있다.
다음으로 비틀림 시험의 동작에 대해 살펴보면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2회전축부(32)는 상기 제2모터(M2)에 의해 동력을 전달받아 일방향과 타방향으로 반복적으로 회동할 수 있고, 이때 상기 제2회전축부(32)의 회동에 의해 제1지지부재(31)가 일방향 및 타방향으로 반복적으로 회동하면서 제2시료(S2)의 비틀림 시험을 진행할 수 있다.
그리고 인장시험 및 전단시험의 동작에 대해 살펴보면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 제2시료(S2) 및 제2시료(S2)를 상기 인장시험부와 상기 전단시험부에 각각 장착한다.
그리고 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 제3모터(M3)의 구동하면 볼스크류(43)의 회동에 의해 이송너트(44)가 슬라이딩하면서 상기 제2지지부재(41)가 제3시료(S3)가 늘어나는 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다.
그리고 이때 상기 제3지지부재(51)는, 상기 제2지지부재(41)로부터 연장형성되어 함께 이동하는 구성이므로 상기 제2지지부재(41)와 함께 슬라이딩 이동할 수 있다.
이때, 제4지지부재(52)는 상기 베이스판(10)에 고정된 상태로 이루어지고 상기 제3지지부재(51)만 슬라이딩 이동함에 따라 상기 제3시료(S3)의 전단 시험이 이루어질 수 있다.
더불어, 도 7에서는 사용의 일례로 인장시험과 전단시험을 동시에 진행함을 도시한 것이며, 제2시료(S2)와 제3시료(S3) 중 어느 하나의 시료만 투입하여 인장시험과 전단시험 중 어느 하나의 시험만 진행될 수 있음은 물론이다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기는, 복수의 내구성 시험장치를 일체화된 장치로 구성하여 복수의 외력 시험을 동시에 진행할 수 있으면서, 각 구성의 공간 배치를 효율적으로 하여 소형화함으로써 환경 시험장치 등에 투입 가능한 효과가 있다.
[실시예 2]
다음에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 2를 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 사시도, 도 9은 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 분해 사시도, 도 10은 본 발명의 실시예 2에 따른 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 도시한 작동도이다.
도 8 내지 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 2는 실시예 1의 구성을 포함하면서 폴딩 시험부의 고정플레이트와 회전플레이트가 슬라이딩 이동 가능한 구조로 변형된 구성으로서, 대응되는 구성에 대하여 실시예 1과 동일한 도면부호를 사용하도록 한다.
즉, 본 발명의 실시예 2는 폴딩시험부의 고정플레이트가 상하 방향으로 이동 가능하도록 이루어지고, 상기 회전플레이트(22)가 상하 및 측 방향으로 이동 가능하도록 구성된 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기를 제시한다.
이를 위해, 상기 고정플레이트(21)는, 상기 지지부(24)에 상하 이동 가능하도록 결합되고, 상기 회전플레이트(22)는, 상기 제1회전축부(23)에 상하 및 측 방향으로 이동 가능하도록 결합된다.
그리고 상기 고정플레이트(21)는, 상기 지지부(24)에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제1장공(61a)이 길게 형성된 제1-1프레임(61)과, 상기 제1-1프레임(61)의 상단으로부터 수직으로 절곡되어 상기 고정플레이트(21)에 결합되도록 제1결합공(62a)이 형성된 제1-2프레임(62)을 포함하는 제1이동부재(60)를 통해 상기 지지부(24)에 결합된다.
더욱 구체적으로, 상기 제1이동부재(61)는, 상기 제1결합공(62a)와 상기 고정플레이트(21)에 형성된 체결공(21a)을 동시에 관통하는 고정부재가 장착되어 상기 고정플레이트(21)의 하측과 결합되고, 길게 형성된 상기 제1장공(61a)을 통해 상기 지지부(24)에 고정부재가 체결됨을 통해 상기 고정부재가 상기 제1장공(61a) 내에서 이동 가능하여 상기 지지부(24)에 상기 고정플레이트(21)를 상하방향으로 슬라이딩 가능하도록 결합시킨다.
상기 회전플레이트(22)는, 상기 제1회전축부(23)에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제2장공(71a)이 길게 형성된 제2-1프레임(71)과, 상기 제2-1프레임(71)의 상단으로부터 수직으로 절곡되어 상기 회전플레이트(22)의 하측에 결합되도록 제2결합공(72a)이 형성된 제2-2프레임(72)을 포함하는 제2이동부재(70)를 통해 상기 제1회전축부(23)에 결합될 수 있다. 여기서 상기 제2장공(71a)은 상기 제1장공(61a)과 같이 높이 방향으로 길게 형성된 장홈의 형태이다.
더욱 구체적으로, 상기 제1이동부재(610)는 상기 고정플레이트(21)의 하측에 고정볼트를 통해 결합되어 상기 고정플레이트(21)의 상하 슬라이딩을 가이드하고, 상기 제2이동부재(70)는 상기 회전플레이트(22)의 하측에 고정볼트를 이용하여 결합되어 상기 회전플레이트(22)의 상하 슬라이딩을 가이드할 수 있다.
이때, 상기 회전플레이트에는 상기 제2이동부재로부터 일측 및 타측으로 이동 가능하게 결합되도록 측방향으로 제3장공이 길게 형성되고, 상기 회전플레이트 및 제2이동부재에는, 상기 제2결합공 및 제3장공을 동시에 관통하여 상기 제3장공 내에서 측 방향으로 이동 가능한 고정부재가 장착되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 회전플레이트(22)에는, 상기 회전플레이트(22)가 상기 제1회전축부(23)에 일측 및 타측 방향으로 이동 가능하게 결합되도록 측방향으로 길게 제3장공(22a)이 관통 형성되고, 상기 회전플레이트(22) 및 제2이동부재(70)에는, 상기 제2결합공 및 제3장공(22a)을 동시에 관통하여 상기 회전플레이트(22)가 상기 제2이동부재(70)에 대해 측 방향으로 이동 가능하게 고정되도록 고정부재가 장착되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 고정부재는 볼트 또는 볼트와 너트로 구성되는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 상기 회전플레이트(22)에 측 방향의 장홈 형상으로 관통형성된 제3장공(22a)에는 상기 제2이동부재(70)의 제2결합공(72a)을 통과한 고정부재가 장착되어, 상기 제2이동부재(70)와 상기 회전플레이트(22)에 장착된 고정부재가 상기 제3장공(22a) 내에서 일측 및 타측방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 결합된다.
즉, 상기 고정플레이트(21)는 상기 제1이동부재(60)와 결합되어 상기 지지부(24)에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 회전플레이트(22)는 상기 제2이동부재와(70)의 결합을 통해 상기 제1회전축부(23)에 대해 상하좌우 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 고정플레이트(21)는 높이방향으로 이동 가능하고 상기 회전플레이트(22)는 높이방향과 측방향으로 이동 가능하도록 이루어짐을 통해, 유연 전자소자의 폴딩 시험 시 시료가 접히면서 당겨지는 현상을 최소화할 수 있어 시험의 신뢰도가 향상될 수 있는 효과가 있다.
그 외의 구성 및 작용은 실시예 1과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10 : 베이스판
11 : 수용박스
20 : 폴딩 시험부 21 : 고정플레이트
21a : 체결공 22 : 회전플레이트
22a: 제3장공 23 : 제1회전축부
24 : 지지부 25 : 곡률조절부재
26 : 고정핀 30 : 비틀림 시험부
31 : 제1지지부재 31a : 상판
311a : 제1관통공 31b : 하판
32 : 제2회전축부 40 : 인장 시험부
41 : 제2지지부재 41a : 상판
411a : 제2관통공 42b : 하판
43 : 볼스크류 44 : 이송너트
45, 45' : 레일부 50 : 전단 시험부
51 : 제3지지부재 51a : 상판
511a : 제3관통공 51b : 하판
52 : 제4지지부재 52a : 상판
521a : 제4관통공 52b : 하판
60 : 제1이동부재 61 : 제1-1프레임
61a : 제1장공 62 : 제1-2프레임
62a : 제1결합공 70 : 제2이동부재
71 : 제2-1프레임 71a : 제2장공
72 : 제2-2프레임 72a : 제2결합공
M1 : 제1모터 M2 : 제2모터
M3 : 제3모터 S1 : 제1시료
S2 : 제2시료 S3 : 제3시료
B1, B2, B3 : 밸트
20 : 폴딩 시험부 21 : 고정플레이트
21a : 체결공 22 : 회전플레이트
22a: 제3장공 23 : 제1회전축부
24 : 지지부 25 : 곡률조절부재
26 : 고정핀 30 : 비틀림 시험부
31 : 제1지지부재 31a : 상판
311a : 제1관통공 31b : 하판
32 : 제2회전축부 40 : 인장 시험부
41 : 제2지지부재 41a : 상판
411a : 제2관통공 42b : 하판
43 : 볼스크류 44 : 이송너트
45, 45' : 레일부 50 : 전단 시험부
51 : 제3지지부재 51a : 상판
511a : 제3관통공 51b : 하판
52 : 제4지지부재 52a : 상판
521a : 제4관통공 52b : 하판
60 : 제1이동부재 61 : 제1-1프레임
61a : 제1장공 62 : 제1-2프레임
62a : 제1결합공 70 : 제2이동부재
71 : 제2-1프레임 71a : 제2장공
72 : 제2-2프레임 72a : 제2결합공
M1 : 제1모터 M2 : 제2모터
M3 : 제3모터 S1 : 제1시료
S2 : 제2시료 S3 : 제3시료
B1, B2, B3 : 밸트
Claims (7)
- 베이스판(10);
상기 베이스판(10)의 상부에 설치되는 지지부(24)와, 상기 지지부(24)에 장착되어 제1시료(S1)의 일측이 안착되는 고정플레이트(21)와, 상기 고정플레이트(21)로부터 일정간격 이격되고 제1시료(S1)의 타측이 안착되되 제1회전축부(23)에 의해 회동 운동하여 상기 제1시료(S1)를 폴딩 또는 언폴딩시키는 회전플레이트(22)를 포함하는 폴딩 시험부(20);
상기 베이스판(10)의 상부에 설치되되, 제2시료(S2)의 일단을 고정 가능하고 제2회전축부(32)에 의해 회동 가능한 제1지지부재(31)를 포함하는 비틀림 시험부(30);
상기 제1지지부재(31)로부터 수평으로 이격 형성되고 상기 제2시료(S2)의 타단을 고정 가능하며 볼스크류(43)에 의해 수평방향으로 슬라이딩 이동하며 상기 제2시료(S2)를 인장 시킬 수 있는 제2지지부재(41)를 포함하는 인장 시험부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제1항에 있어서,
상기 제2지지부재(41)의 일단에서 수직으로 연장형성되되 제3시료(S3)의 일단을 고정 가능하고 상기 볼스크류(43)에 의해 슬라이딩 이동하는 제3지지부재(51)와, 상기 제3시료(S3)의 타단을 고정 가능하도록 상기 제3지지부재(51)로부터 수평방향으로 이격 배치된 제4지지부재(52)를 포함하는 전단 시험부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제1항에 있어서,
상기 폴딩 시험부(20)에는,
상기 회전플레이트(22)의 회동 시 상기 제1시료(S1)의 상측에 배치되어 상기 제1시료(S1)가 폴딩되는 각도를 조절하도록 봉 형상으로 이루어진 곡률조절부재(25)가 더 장착되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스판(10)의 하단에는,
상기 제1회전축부(23), 상기 제2회전축부(32) 및 상기 볼스크류(43)에 각각 연결되는 제1모터(M1), 제2모터(M2) 및 제3모터(M3)가 설치되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제1항에 있어서,
상기 고정플레이트(21)는, 상기 지지부(24)에 상하 이동 가능하도록 결합되고,
상기 회전플레이트(22)는, 상기 제1회전축부(23)에 상하 이동 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제5항에 있어서,
상기 고정플레이트(21)는,
상기 지지부(24)에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제1장공(61a)이 형성된 제1-1프레임(61)과, 상기 제1-1프레임(61)으로부터 수직으로 절곡되어 상기 고정플레이트(21)에 결합되도록 제1결합공(62a)이 형성된 제1-2프레임(62)을 포함하는 제1이동부재(60)를 통해 상기 지지부(24)에 결합되고,
상기 회전플레이트(22)는,
상기 제1회전축부(23)에 상하 이동 가능하게 결합되도록 상하 방향으로 제2장공(71a)이 형성된 제2-1프레임(71)과, 상기 제2-1프레임(71)으로부터 수직으로 절곡되어 상기 회전플레이트(22)에 결합되도록 제2결합공(72a)이 형성된 제2-2프레임(72)을 포함하는 제2이동부재(70)를 통해 상기 제1회전축부(23)에 결합되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
- 제6항에 있어서,
상기 회전플레이트(22)에는 측 방향으로 제3장공(22a)이 형성되고,
상기 회전플레이트(22) 및 제2이동부재(70)에는, 상기 제3장공(22a) 및 제2결합공(72a)을 동시에 관통하여 상기 제3장공(22a) 내에서 측 방향으로 이동 가능한 고정부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자용 복합 외력 수명 측정기.
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| KR102400126B1 (ko) | 2022-05-18 |
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