KR20230057748A - 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법 - Google Patents

폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시편의 양단을 고정시키고 시편에 대한 접힘시험을 수행하는 접힘시험장치, 접힘시험장치를 사용한 시험 과정의 영상과 음향을 녹화하는 영상 및 음향 녹화장치 및 영상 및 음향 녹화장치로부터 전송되는 영상 및 음향을 분석하여 분석정보를 생성하고 분석정보를 기반으로 시편에 대한 임계곡률반경을 측정하는 분석 및 측정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법을 제공한다.

Description

폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법{A folding test system and method integrated with image and acoustic analyses for measuring critical curvature radius of cover glass for foldable displays}
본 발명은 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경을 정확하게 측정하기 위한 영상 및 음향 녹화 및 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 휘어질 수 있는 플렉서블(Flexible) 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치는 접히거나 만곡된 형태로 사용될 수 있어 다양한 분야에 활용될 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치는 휘어지는 정도에 따라 두루마리처럼 말 수 있는 롤러블(Rollable) 디스플레이 장치, 종이처럼 접을 수 있는 폴더블(Foldable) 디스플레이 장치 및 크기를 늘렸다 줄였다 할 수 있는 스트레처블(Stretchable) 디스플레이 장치 등으로 분류된다.
이 중 폴더블 디스플레이 장치는 화면을 접으면 휴대가 용이하고, 화면을 펼치면 대면적 디스플레이 화면을 구현할 수 있다는 장점이 있어 휴대전화, 노트북 등의 제품으로 적용이 확대 되고 있다.
이러한 폴더블 디스플레이 장치가 상용화 되는 과정에서의 가장 큰 변화 중 하나는 OLED 패널의 표면을 보호하는 커버 윈도우(cover window)이다. 기존의 커버 윈도우는 강성 확보를 위하여 0.4~0.7mm 두께의 유리(Glass)를 사용하는데 이는 일정 각도 이상으로 굽히는 것이 불가능하여 폴더블 디스플레이 장치 용으로 사용이 어렵다.
이에, 폴더블 디스플레이 장치의 커버 윈도우 소재로 CPI(Colorless Polyimide) 소재가 고려되었으나, CPI는 유리(Glass) 소재에 비해 광 투과율, 굴절율 등의 광학적 성능과 고급스러움이 떨어지고, 탄성(강성), 강도(경도) 등의 기계적 물성이 낮아 접힘, 긁힘 등의 기계적 자극에 의한 영구 변형이 쉽게 발생하며, 장치 내부를 보호하는 성능이 떨어진다. 또한 필름이 들뜨거나 터치(Touch) 감도 및 시인성 저하 등이 발생할 수 있기 때문에 제품 완성도 향상을 위해서는 유연성이 우수하면서도 자체 및 내부 층 보호 성능이 우수한 유리 소재 커버 윈도우(이하 커버글래스로 칭함) 개발 노력이 요구된다.
상기한 커버 글래스를 개발하기 위한 일환으로 유리 박막 소재에 대한 굽힘(접힘) 시험을 통해 파단 될 때의 접힘 직경(임계곡률반경 x 2)을 측정하는 기술이 있다.
파단 순간을 감지하는 방법으로 우선, 육안으로 관찰하는 방법을 고려할 수 있는데, 굽힘 속도를 가능한 느리게 하더라도, 시험자의 숙련도에 따라 측정값의 차이가 발생할 수 있으며 특히, 접힘 간격이 3 ~ 4 mm 이하로 좁아지면 파손 순간을 육안으로 감지하기가 어려워지는 문제가 있다.
다음, 레이저를 이용하는 방법을 고려할 수 있는데, 시험 대상 소재가 광 투과도가 높은 유리인 경우 이 방법을 사용하기 어렵다.
따라서, 폴더블 디스플레이 장치에 적용되어 본연의 기능을 충실히 수행할 수 있는 커버 글래스를 개발하기 위해서는 커버글래스의 파단 순간을 정확하게 감지하여 임계접힘직경 혹은 임계곡률반경 측정 신뢰성을 높일 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-2155315호(2020.09.07.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-2021-0056102호(2021.05.18.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 접힘시험 과정의 영상과 음향을 녹화하고 시험 후 녹화된 정보를 기반으로 분석 장치를 사용하여 커버글래스의 임계곡률반경을 측정하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 시편의 양단을 고정시키고 상기 시편에 대한 접힘시험을 수행하는 접힘시험장치; 상기 접힘시험장치를 사용한 시험 과정의 영상과 음향을 녹화하는 영상 및 음향 녹화장치; 및 상기 영상 및 음향 녹화장치로부터 전송되는 상기 영상 및 음향을 분석하여 분석정보를 생성하고 상기 분석정보를 기반으로 상기 시편에 대한 임계곡률반경을 측정하는 분석 및 측정장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 접힘시험장치는, 지면 위에 안착되는 지지부; 및 상기 지지부의 상부에 배치되는 고정부재, 상기 고정부재와 마주보도록 상기 지지부의 상부에 배치되는 이동부재, 상기 고정부재의 상단과 상기 이동부재의 상단에 각각 위치하여 상기 시편을 고정하고 상기 이동부재의 이동에 따른 상기 시편의 휨에 따라 피벗운동하는 한 쌍의 시편고정부재, 상기 이동부재와 연결되어 상기 이동부재가 직선운동을 하도록 동력을 전달하는 이송나사축 및 상기 이송나사축과 연결되어 상기 이송나사축에 회전동력을 제공하는 구동모터를 포함하는 접힘시험부; 상기 이송나사축을 회전시키는 구동모터와 전기적으로 연결되어 상기 이송나사축의 회전에 따라 상기 이동부재가 이동한 거리를 기반으로 상기 고정부재의 일면과 상기 고정부재의 일면과 마주보는 상기 이동부재의 타면 사이의 이격거리를 표시하는 거리표시부; 및 상기 접힘시험부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 접힘시험 조건의 설정, 제어 및 상기 이격거리의 표시 오류를 보정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 구동모터로 제어신호를 전송하여 상기 이송나사축을 회전시켜 상기 이동부재가 상기 고정부재를 향하여 등속도로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동부재가 상기 제1 등속도로 이동하다가 파단예상구간 내로 진입할 경우, 상기 제어부는 상기 영상 및 음향 녹화를 시작 시킴과 동시에 상기 구동모터로 제2 제어신호를 전송하여 상기 이송나사축의 회전에 의해 상기 이동부재가 상기 고정부재를 향하여 제2 등속도로 이동하도록 제어하고, 상기 제2 등속도는 상기 제1 등속도보다 느린 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 영상 및 음향 녹화장치는 상기 시편에 대한 접힘시험 과정의 상기 영상과 음향을 획득 및 저장하고, 상기 영상은 상기 접힘시험부에 대한 영상과 상기 거리표시부에 대한 영상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석정보는 상기 영상 및 음향 녹화장치를 통하여 획득된 상기 영상 및 음향을 분석한 정보로서, 상기 시편이 파단되었을 때의 음향인 파단음향 및 상기 파단음향이 발생된 순간의 이격거리를 포함하고, 상기 분석 및 측정장치는 상기 파단음향을 찾은 후 상기 파단음향이 발생된 순간에 상기 거리표시부에 표시되는 상기 이격거리 즉, 임계곡률직경 (= 임계곡률반경 X 2)을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 시편은 폴더블 디스플레이용 커버글래스인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 접힘시험장치에 구비된 고정부재의 상단 및 고정부재를 향하여 이동하는 이동부재의 상단에 위치하는 시편고정부재에 시편을 고정시키는 단계; (b) 상기 접힘시험장치에 구비된 제어부가 상기 이동부재를 제1 등속도로 이동하도록 제어하여 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격거리가 상기 시편의 파단예상구간에 근접하도록 상기 시편에 대한 접힘시험을 준비하는 단계; (c) 영상 및 음향 녹화장치가 상기 접힘시험장치에 구비된 접힘시험부 및 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격거리를 표시하는 거리표시부에 대한 영상 및 음향 획득을 시작하는 단계; (d) 상기 제어부가 상기 이동부재를 제2 등속도로 이동시키고 상기 파단예상구간을 지난 후 정지하도록 제어하여 상기 시편에 대한 접힘시험을 진행시키는 단계; (e) 상기 제어부가 상기 영상 및 음향 녹화장치의 동작이 정지되도록 제어하는 단계; 및 (f) 분석 및 측정장치가 상기 영상 및 음향을 분석한 분석정보를 기반으로 상기 시편에서 파단음향이 발생된 순간 상기 거리표시부에 표시된 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격 거리 즉, 상기 시편의 임계곡률직경(=임계곡률반경 X 2)을 결정(측정)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 커버글래스에 대한 접힘시험 과정을 영상 및 음향 녹화장치로 기록하고 이 정보들을 분석하여 파단음향 발생 순간의 고정부재-이동부재 이격거리를 결정하는 방법으로 커버 글래스의 임계곡률반경을 정확하게 파악할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 나타낸 정면사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 나타낸 배면사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 거리표시부가 접힘시험 과정에서의 고정부재와 이동부재 사이의 이격거리를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 거리표시부가 접힘시험이 완료되었을 시 고정부재와 이동부재 사이의 이격거리를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 분석 및 측정장치가 영상 및 음향을 동시에 분석하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 분석 및 측정장치가 음향을 심층분석하는 것을 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템(700)
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템을 나타낸 정면사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 나타낸 배면사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템(700)은 접힘시험장치(100), 영상 및 음향 녹화장치(200), 분석 및 측정장치(300)를 포함한다.
접힘시험장치(100)는 시편(10)의 양단을 고정시키고 시편(10)에 대한 접힘시험을 수행하되, 시편(10)이 파단된 이후에도 동작한다. 여기서, 시편(10)은 폴더블 디스플레이용 커버글래스이다.
이를 위한 접힘시험장치(100)는 지지부(110), 접힘시험부(120), 거리표시부(130), 제어부(150), 구동모터(160) 및 시편지지부(170)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 지지부(110)는 지면 위에 안착되기 위해 소정의 두께를 가지는 평판일 수 있다.
도 2를 참조하면, 접힘시험부(120)는 고정부재(121), 이동부재(122), 가이드축(123), 이송나사축(볼스크류)(124), 시편고정부재(125) 및 가이드축 고정부(126)를 포함한다.
고정부재(121)와 이동부재(122)는 지지부(110)의 상부에 마주보도록 배치되며 마주보는 두 면은 평행이며 이송나사축(124) 및 지지부(110)와 수직이 되도록 한다.
또한, 이동부재(122)의 하부 양측에는 지지부(110)와 평행하는 한 쌍의 가이드축(123)이 삽입되며 이동부재(122)의 하부 중앙에는 한 쌍의 가이드축(123)과 평행하는 이송나사축(124)이 삽입된다.
한 쌍의 가이드축(123)의 양측부는 각각 고정부재(121)와 가이드축고정부재(126)에 고정되며, 이송나사축(124)의 일측부는 고정부재(121) 고정된 베어링에 삽입되며 타측부는 구동모터(160) 축에 고정된다.
상기한 이동부재(122)는 이송나사축(124)에 의해 한 쌍의 가이드축(123)을 따라 고정부재(121)를 향하여 이동하고, 시편(10)이 파단된 이후에도 고정부재(121)를 향하여 이동한 후 사전에 설정한 위치에 이르면 정지한다.
즉, 이동부재(122)는 최초 시편(10)을 시편고정부재(125)에 고정시키기 위하여 고정부재(121)와 이격된 상태에서 고정부재(121)와 근접한 위치까지 고정부재(121)를 향하여 이동하는 것이다.
한 쌍의 시편고정부재(125)는 고정부재(121)의 상단과 이동부재(122)의 상단에 각각 위치하되 고정부재(121)와 이동부재(122)의 마주보는 면 및 지지부(110)와 평행하도록 배치되어 시편(10)을 고정하고 이동부재(122)의 이동에 따라 시편(10)이 지지부(110) 방향으로 자연스럽게 휘도록 피벗운동한다.
가이드축고정부(126)는 이동부재(122)와 구동모터(160) 사이에 위치하면서 지지부(110)의 상면에 결합된다.
또한, 가이드축고정부(126)의 중앙부에는 이송나사축(124)이 접촉없이 통과하도록 구멍을 형성한다.
거리표시부(130)는 이송나사축(124)를 회전시키는 구동모터(160)와 전기적으로 연결되어 구동모터(160)의 회전에 따른 이동부재(122)가 이동한 거리를 기반으로 고정부재(121)와 이동부재(122)의 마주보는면 사이의 이격거리를 표시한다.
제어부(150)는 접힘시험부(120), 영상 및 음향 녹화장치(200)의 동작을 제어한다.
상기한 제어부(150)는 구동모터(160)로 제1 제어신호를 전송하여 이송나사축(124)의 회전에 의해 이동부재(122)가 고정부재(121)를 향하여 제1 등속도로 이동하도록 제어한다.
한편, 이동부재(122)가 제1 등속도로 이동하다가 파단예상구간 내로 진입할 경우, 제어부(150)는 영상 및 음향 녹화를 시작 시킴과 동시에 구동모터(160)로 제2 제어신호를 전송하여 이송나사축(124)의 회전에 의해 이동부재(122)가 고정부재(121)를 향하여 제2 등속도로 이동하도록 제어한다. 여기서, 파단예상구간은 유사 시편에 대한 예비 접힘시험을 통해 획득하여 설정하는 값으로 시편의 재질, 두께, 가공조건 등에 따라 달라질 수 있다.
또한, 제2 등속도는 제1 등속도보다 느리다. 상기한 이유는 시편(10)의 파단시점, 즉 임계곡률반경을 정확하게 측정하기 위함이다.
추가적으로 제어부(150)는 접힘시험 조건의 설정, 제어 및 이격거리의 표시 오류를 보정하는 기능을 포함할 수도 있다.
구동모터(160)는 이송나사축(124)과 연결되어 이송나사축(124)을 회전시킨다.
구체적으로 구동모터(160)는 제어부로부터 제1 제어신호 또는 제2 제어신호를 수신하면, 제1 제어신호 또는 제2 제어신호에 따라 이송나사축(124)를 회전시킴에 따라 이동부재(122)를 고정부재(121)를 향하여 직선 운동 시킨다.
시편지지부(170)는 시편(10)을 시편고정부재(125)에 고정시킬 때 시편이 자중에 의해 아래로 휘어짐을 방지하여 고정 작업을 쉽게 하기 위한 목적으로 사용될 수 있으며, 시편지지고정부재(171) 및 시편지지이동부재(172)를 포함한다.
시편지지고정부재(171)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 지지부(110)의 상면에 결합되고 고정부재(121)와 이동부재(122)의 후방에 위치한다.
시편지지이동부재(172)는 시편지지고정부재(171)의 상부에 위치하고, 앞 뒤로 미끄럼 이동 시킬 수 있다.
상기한 시편(10)을 시편고정부재(125)에 고정시키기 위해서는 고정부재(121)와 이동부재(122)를 시편의 긴 폭만큼 벌리고 그 사이로 시편지지 이동부재(172)를 이동시키며 시편고정부재(125)의 상면(들)은 시편지지 이동부재(172)의 상면과 수평이 되도록 한다.
이후, 시편(10)을 시편지지이동부재(172)의 길이방향 중간쯤에 놓고 긴 폭의 양 끝을, 접착력이 지나치게 크기 않은 테이프 등을 사용하여 고정부재(121)에 고정시키며 이 작업이 완료되면 시편지지이동부재(172)를 뒤로 복귀 이동시켜, 접힙시험을 위하여 이동부재(122)가 고정부재(121) 방향으로 이동할 때 걸리지 않도록 한다.
원점감지부(180)는 원점감지이동부재(181) 및 원점감지센서부재(182)를 포함한다.
원점감지이동부재(181)는 이동부재(122)의 일측면에 결합되어 이동부재(122)와 함께 이동하면서, 원점조절부(190)의 상면에 결합된 감지센서부재(182)의 감지 위치에 이르면 이동부재(122)가 미리 설정한 원점위치(예, 220 mm)에 있음을 제어부(150)가 인식하도록 한다.
원점조절부(190)는 마이크로스테이지로 베이스(191), 슬라이딩부재(192), 거리조절부재(193) 및 조임부재(194)를 포함한다.
원점조절부(190)는 슬라이딩부재(192)의 상면에 결합된 감지센서부재(182)가 고정부재(121)의 일면과 소정 거리(예, 220 mm) 이격 되도록 지지부(110)의 상면 후방에 설치한다.
슬라이딩부재(192)는 베이스(191)의 상면에 위치하고, 거리조절부재(193)의 조절에 따라 베이스(191)의 상면에서 좌우로 미끄럼 이동된다.
이동부재(122)를 파단예상구간 안으로 이동시키고 그 일면과 고정부재(121)의 타면 사이의 이격거리를 거리 정밀측정장치(해상도 0.01 mm 이하)로 측정하고 거리표시부에 표시되는 값과 비교하여, 차이가 있는 경우 거리조절부재(193)을 회전시켜 (감지센서부재를 이동시켜) 차이가 없도록 한다.
상기한 원점감지부(180)와 원점조절부(190)는 고정부재(121)와 이동부재(122) 사이의 이격거리 표시 정확도를 높이기 위한 원점 조절을 하기 위한 구성요소로서, 본 발명에서는 상기한 구성요소에 의해 이동부재(122)가 고정부재(121)와 소정의 이격거리(예, 220mm)의 이격거리를 가지도록 원점이 조절된다.
영상 및 음향 녹화장치(200)는 접힘시험장치(100)를 사용한 시편(10)에 대한 접힘시험 과정의 상기 영상과 음향을 기록한다..
이때, 음향은 접힘시험에 의해 시편(10) 파단될 때 발생하는 소리를 포함하며, 영상은 지지부(110), 접힘시험부(120), 거리표시부(130)에 대한 이미지를 포함한다.
본 발명에서 영상 및 음향 녹화장치(200)로 시험 과정을 녹화하는 이유는 시험 중 시편(10)의 파단에 의해 파단 음향이 발생된 순간에 거리표시부(130)에 표시되는 이격거리를 확인하여 시편(10)의 임계곡률반경을 정확하게 측정하기 위함이다.
상기한 영상 및 음향 녹화장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 접힘시험장치(100)의 정면을 향하도록 위치하며 시험 중 실시간으로 기록한 지지부(110), 접힘시험부(120) 및 거리표시부(130)에 대한 영상 및 음향을 시험 종료 후 분석 및 측정장치(300)로 전송한다.
분석 및 측정장치(300)는 영상 및 음향 녹화장치(200)로부터 전송되는 영상 및 음향을 분석하여 시편(10)이 파단된 순간의 고정부재(121)와 이동부재(122) 사이의 이격거리 즉, 상기 시편에 대한 임계곡률직경(임계곡률반경 x 2)을 측정한다.
2. 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법은 (a) 접힘시험장치(100)에 구비된 고정부재(121)의 상단 및 고정부재(121)를 향하여 이동하는 이동부재(122)의 상단에 위치하는 시편고정부재(125)에 시편(10)을 고정시키는 단계(S100), (b) 접힘시험장치(100)에 구비된 제어부(150)가 이동부재(122)를 제1 등속도로 이동하도록 제어하여 고정부재(121)와 이동부재(122) 사이의 이격거리가 시편(10)의 파단예상구간에 근접하도록 하여 시편(10)에 대한 접힘시험을 준비하는 단계(S200), (c) 영상 및 음향 녹화장치(200)가 접힘시험장치(100)에 구비된 접힘시험부(120) 및 고정부재(121)와 이동부재(122) 사이의 이격거리를 표시하는 거리표시부(130)에 대한 영상 및 음향 획득을 시작하는 단계(S300), (d) 제어부(150)가 이동부재(122)를 제2 등속도로 이동시키고 파단예상구간을 지난 후 정지하도록 제어하여 시편(10)에 대한 접힘시험을 진행시키는 단계(S400), (e) 제어부(150)가 영상 및 음향 녹화장치(200)의 동작이 정지되도록 제어하는 단계(S500), 및 (f) 분석 및 측정 장치(300)가 영상 및 음향을 분석한 분석정보를 기반으로 시편(10)에서 파단음향이 발생된 순간 거리표시부(150)에 표시된 고정부재(121)와 이동부재(122) 사이의 이격 거리 즉, 임계곡률직경(=임계곡률반경X 2)을 결정하는 단계(S600)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 거리표시부가 접힘시험 과정에서의 고정부재와 이동부재 사이의 이격거리를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 거리표시부가 접힘시험이 완료되었을 시 고정부재와 이동부재 사이의 이격거리를 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 분석 및 측정장치가 영상 및 음향을 동시에 분석하는 것을 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템에 구비된 분석 및 측정장치가 음향을 심층분석하는 것을 나타낸 도면이다.
다음, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 (f) 단계는, (f1) 분석 및 측정장치(300)가 파단음향을 찾는 단계 및 (f2) 분석 및 측정장치(300)가 파단음향에 나타나는 파단시점을 이용하여 임계곡률직경 (= 임계곡률반경 X 2)을 측정하는 단계를 포함한다.
여기서, 분석정보는 시편(10)이 파단되었을 때의 음향인 파단음향 및 파단음향이 발생한 시점에서의 이격거리를 포함한다.
또한, 파단음향은 시편(10)이 파단되기 전에 시편(10)에서 발생하는 일정한 크기의 음향보다 큰 음향으로서, 도 6의 음향 피크(peak) 및 도 7에서 파형이 큰 부분을 의미한다.
구체적으로 분석 및 측정장치(300)는 영상 및 음향 녹화장치(200)에서 획득된 파단음향이 발생한 순간의 이격거리를 찾아 임계곡률직경 (= 임계곡률반경 X 2)을 결정(측정)한다.
정리하면, 고정부재(121)와 이동부재(122) 상단의 시편고정부재(125)에 시편(10)이 펴진 상태에서 고정된 후 제어부(150)가 제어신호를 모터부(160)로 전송하도록 하여 이동부재(122)가 제1 등속도로 고정부재(121)를 향하여 직선운동하면, 고정된 시편(10)이 지지부(110) 방향으로 'U'자 모양으로 구부러지고, 이동부재와 고정부재 사이의 이격거리가 시편의 파단예상구간에 접근하면 시편(10)에 대한 접힘시험 준비가 완료되고, 영상 및 음향 녹화장치(200)가 지지부(110), 접힘시험부(120) 및 이격거리를 표시하는 거리표시부(130)가 포함된 영상 및 음향을 실시간으로 녹화하기 시작한다.
다음, 제어부(150)가 제2 제어신호를 모터부(160)로 전송하여 이동부재(122)가 제2 등속도로 이동하도록 제어하면, 시편(10)에 대한 접힘시험이 진행되고, 파단 발생 후 이동부재(122)가 파단예상구간을 벗어나면 이동부재(122)의 이동은 정지하도록 한다. 이때의 시험 영상 및 음향은 녹화장치(200)에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 실시간으로 영상에 담긴다.
다음, 분석 및 측정장치(300)는 도 7에 도시된 바와 같이 영상 및 음향을 동시에 분석한다.
구체적으로 분석 및 측정장치(300)는 시험과정에서의 음향을 분석하여, 획득된 음향 중 진폭이 가장 크게 형성된 파단음향의 시작점(파단점(Pf))을 찾고, 이때 거리표시부에 표시된 이격거리를 결정하여 시편(10)에 대한 임계곡률반경을 측정한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 접힘시험장치
110: 지지부
120: 접힘시험부
121: 고정부재
122: 이동부재
123: 가이드축
124: 이송나사축
125: 시편고정부재
126: 가이드축 고정부
130: 거리표시부
150: 제어부
160: 구동모터
170: 시편지지부
171: 시편지지고정부재
172: 시편지지이동부재
180: 원점감지부
181: 원점감지이동부재
182: 원점감지센서부재
190: 원점조절부
191: 베이스
192: 슬라이딩부재
193: 거리조절부재
194: 조임부재
200: 영상 및 음향 녹화장치
300: 분석 및 측정장치
700: 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템

Claims (9)

  1. 시편의 양단을 고정시키고 상기 시편에 대한 접힘시험을 수행하는 접힘시험장치;
    상기 접힘시험장치를 사용한 시험 과정의 영상과 음향을 녹화하는 영상 및 음향 녹화장치; 및
    상기 영상 및 음향 녹화장치로부터 전송되는 상기 영상 및 음향을 분석하여 분석정보를 생성하고 상기 분석정보를 기반으로 상기 시편에 대한 임계곡률반경을 측정하는 분석 및 측정장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접힘시험장치는,
    지면 위에 안착되는 지지부; 및
    상기 지지부의 상부에 배치되는 고정부재, 상기 고정부재와 마주보도록 상기 지지부의 상부에 배치되는 이동부재, 상기 고정부재의 상단과 상기 이동부재의 상단에 각각 위치하여 상기 시편을 고정하고 상기 이동부재의 이동에 따른 상기 시편의 휨에 따라 피벗운동하는 한 쌍의 시편고정부재, 상기 이동부재와 연결되어 상기 이동부재가 직선운동을 하도록 동력을 전달하는 이송나사축 및 상기 이송나사축과 연결되어 상기 이송나사축에 회전동력을 제공하는 구동모터를 포함하는 접힘시험부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 접힘시험장치는,
    상기 구동모터와 전기적으로 연결되어 상기 이송나사축의 회전에 따라 상기 이동부재가 이동한 거리를 기반으로 상기 고정부재의 일면과 상기 고정부재의 일면과 마주보는 상기 이동부재의 타면 사이의 이격거리를 표시하는 거리표시부; 및
    상기 접힘시험부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 접힘시험 조건의 설정, 제어 및 상기 이격거리의 표시 오류를 보정하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 구동모터로 제어신호를 전송하여 상기 이송나사축을 회전시켜 상기 이동부재가 상기 고정부재를 향하여 등속도로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 이동부재가 상기 제1 등속도로 이동하다가 파단예상구간 내로 진입할 경우, 상기 제어부는 상기 영상 및 음향 녹화를 시작 시킴과 동시에 상기 구동모터로 제2 제어신호를 전송하여 상기 이송나사축의 회전에 의해 상기 이동부재가 상기 고정부재를 향하여 제2 등속도로 이동하도록 제어하고,
    상기 제2 등속도는 상기 제1 등속도보다 느린 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 영상 및 음향 녹화장치는 상기 시편에 대한 접힘시험 과정의 상기 영상과 음향을 획득 및 저장하고,
    상기 영상은 상기 접힘시험부에 대한 영상과 상기 거리표시부에 대한 영상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 분석정보는 상기 영상 및 음향 녹화장치를 통하여 획득된 상기 영상 및 음향을 분석한 정보로서, 상기 시편이 파단되었을 때의 음향인 파단음향 및 상기 파단음향이 발생된 순간의 이격거리를 포함하고,
    상기 분석 및 측정장치는 상기 파단음향을 찾은 후 상기 파단음향이 발생된 순간에 상기 거리표시부에 표시되는 상기 이격거리로부터 임계곡률직경 (= 임계곡률반경 X 2)을 측정하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 시편은 폴더블 디스플레이용 커버글래스인 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 시스템.
  9. (a) 접힘시험장치에 구비된 고정부재의 상단 및 고정부재를 향하여 이동하는 이동부재의 상단에 위치하는 시편고정부재에 시편을 고정시키는 단계;
    (b) 상기 접힘시험장치에 구비된 제어부가 상기 이동부재를 제1 등속도로 이동하도록 제어하여 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격거리가 상기 시편의 파단예상구간에 근접하도록 상기 시편에 대한 접힘시험을 준비하는 단계;
    (c) 영상 및 음향 녹화장치가 상기 접힘시험장치에 구비된 접힘시험부 및 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격거리를 표시하는 거리표시부에 대한 영상 및 음향 획득을 시작하는 단계;
    (d) 상기 제어부가 상기 이동부재를 제2 등속도로 이동시키고 상기 파단예상구간을 지난 후 정지하도록 제어하여 상기 시편에 대한 접힘시험을 진행시키는 단계;
    (e) 상기 제어부가 상기 영상 및 음향 녹화장치의 동작이 정지되도록 제어하는 단계; 및
    (f) 분석 및 측정장치가 상기 영상 및 음향을 분석한 분석정보를 기반으로 상기 시편에서 파단음향이 발생된 순간 상기 거리표시부에 표시된 상기 고정부재와 상기 이동부재 사이의 이격 거리 즉, 상기 시편의 임계곡률직경(=임계곡률반경 X 2)을 결정(측정)하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 커버글래스의 임계곡률반경 측정을 위한 영상 및 음향 분석법을 적용한 접힘시험 방법.
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