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영어

This study comparatively evaluates the local mechanical properties of display-grade polymer coating films, polyethylene terephthalate (PET) and thermoplastic polyimide (TPI), using instrumented indentation testing. Indentation experiments were conducted under three applied loads of 1 mN, 5 mN, and 15 mN to represent surface-dominant, transition, and plastic-dominant deformation regimes relevant to display processing environments. Mechanical parameters including Martens hardness, indentation hardness, indentation modulus, elastic work ratio, maximum indentation depth, and recovery ratio were quantified. The results show that TPI exhibits approximately 55-80% higher hardness and about 40-45% higher indentation modulus than PET across all loading conditions, along with reduced indentation depth and enhanced recovery behavior. The mechanical superiority of TPI persists at the intermediate load of 5 mN, indicating that the difference arises from intrinsic structural rigidity rather than surface effects. Statistical validation using independent sample t-tests and Cohen's d analysis confirmed significant differences (p < 0.01) with very large effect sizes. These findings provide load-dependent and statistically validated mechanical data for material selection and reliability design of display coating film.

한국어

본 연구에서는 디스플레이용 고분자 코팅막인 PET(Polyethylene terephthalate)와 TPI(Thermoplastic Polyimide)의 국부 기계적 특성을 계장화 압입시험을 통해 비교 분석하였다. 디스플레이 공정에서 발생하는 국부 접촉 하중 조건을 단계적으로 모사하기 위하여 1 mN(표면 지배 영역), 5 mN(탄성-소성 전이 영역), 15 mN(소성 지배 영역)의 세 가지 하중 조건에서 시험을 수행하였다. 복합경도, 소성경도, 탄성계수, 탄성율, 최대 압입 깊이 및 회복률을 정량적으로 도출하였다. 실험 결과, TPI는 모든 하중 조건에서 PET 대비 약 55~80% 높은 경도와 약 40~45% 높은 탄성계수를 나타내었으며, 최대 압입 깊이는 감소하고 회복률은 증가하는 경향을 보였다. 특히 5 mN 전이 구간에서도 재료 간 차이가 유지되어, 구조적 강직성에 기인한 본질적 물성 차이가 확인되었다. 반복 측정 데이터를 기반으로 독립표본 t-검정과 효과크기(Cohen's d) 분석을 수행한 결과, 주요 기계적 인자에서 통계적으로 유의한 차이(p < 0.01)가 확인되었으며, 효과크기 또한 매우 큰 수준으로 나타났다. 본 연구는 하중 의존 거동 분석과 통계 검증을 통해 디스플레이용 코팅막의 국부 변형 저항성과 공정 안정성 평가에 대한 정량적 근거를 제시한다.

저자

• 신성환 [ Seong-Whan Shinn ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700