With the development of thin film manufacturing technology, it is changing from rigid substrate products to flexible products that can transform the shape of products. Examples of products using this flexible thin film can be used in various fields such as organic photocells, substrate printing, and display technology, and play an important role in the development and research of materials with new properties. However, thin films used in industry are rarely designed to withstand external stress and are vulnerable to external stress due to their thin structure. In order to solve the problem of mechanical reliability of products using thin films, it is essential to understand the mechanical properties of thin films to predict and prevent mechanical damage to products. Thin film structures do not exist alone in the actual environment, but in the actual process of laminating other materials, such as substrates, residual stress occurs due to the interaction between the thin film and the substrate, resulting in bending behavior. In addition, since the main behavior of flexible devices manufactured using a thin film is the bending behavior, it is necessary to measure the bending behavior of the thin film. In this thesis, we propose a pure bending device for measuring the bending behavior of a thin film. The moment-curvature diagram generated by the bending of the thin film was shown through the developed experimental equipment, and the flexural rigidity, which is a mechanical property related to the bending behavior of the thin film, was measured through the diagram. In addition, two experimental verifications were conducted to secure the reliability of the designed experimental equipment, and as a result, the reliability of the designed experimental equipment was secured.
박막 제조 기술의 발달로 견고한 기판 제품에서 제품의 형태를 변형시킬 수 있는 유연한 제품으로 변화하고 있다. 이러한 플렉서블 박막을 사용한 제품의 예는 유기 광전지, 기판 인쇄, 디스플레이 기술 등 다양한 분야에서 사용될 수 있으며, 새로운 물성을 갖는 재료의 개발 및 연구에 중요한 역할을 한다. 그러나, 산업에서 사용되는 박막은 외부의 스트레스를 견딜 수 있도록 설계된 경우가 드물고, 얇은 구조로 인해 외부의 스트레스에 취약하다. 박막을 이용한 제품의 기계적 신뢰성 문제를 해결하기 위해서는 박막의 기계적 특성을 이해하여 제품의 기계적 손상을 예측하고 방지하는 것이 필수적이다. 박막 구조는 실제 환경에서 단독으로 존재하는 것이 아니라 기판 등 다른 물질을 적층하는 실제 과정에서 박막과 기판의 상호작용에 의해 잔류응력이 발생하여 휨 거동이 발생하게 된다. 또한, 박막을 사용하여 제조된 플렉서블 소자의 주요 거동은 굽힘 거동이므로, 박막의 굽힘 거동을 측정할 필요가 있다. 본 논문에서는 박막의 굽힘 거동을 측정하기 위한 순수 굽힘 장치를 제안한다. 개발된 실험장비를 통해 박막의 굽힘에 의해 생성된 모멘트-곡선도를 보여주고, 이 도표를 통해 박막의 굽힘 거동과 관련된 기계적 물성인 굴곡강성을 측정하였다. 또한 설계된 실험장비의 신뢰성을 확보하기 위해 두 가지 실험 검증을 수행하였으며, 그 결과 설계된 실험장비의 신뢰성을 확보하였다.
