KR20190134447A - 광학 필름의 홀 형성 장치 및 광학 필름의 홀 형성 방법 - Google Patents

광학 필름의 홀 형성 장치 및 광학 필름의 홀 형성 방법 Download PDF

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Abstract

홀 형성 방법에 있어서, 광학 필름을 준비한다. 광학 필름에 홀 절삭 공구의 회전 운동을 통해 예비 홀을 형성한다. 회전 운동을 유지하면서 홀 절삭 공구를 수평적으로 이동시키며 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성한다. 절삭날의 회전 및 이동에 의해 절삭면의 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

광학 필름의 홀 형성 장치 및 광학 필름의 홀 형성 방법{APPARATUS FOR FORMING HOLE IN OPTICAL FILM AND METHOD OF FORMING HOLE IN OPTICAL FILM}
본 발명은 광학 필름의 홀 형성 장치 및 광학 필름의 홀 형성 방법 에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 절삭 공구를 이용한 광학 필름의 홀 형성 장치 및 광학 필름의 홀 형성 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 장치 등과 같은 화상 표시 장치에는 위상차 필름, 편광 필름, 휘도 향상 필름 등과 같은 광학 필름이 삽입될 수 있다. 상기 화상 표시 장치가 결합된 스마트폰의 경우, 상단부 및 하단부에 각각 카메라, 스피커, 홈버튼 등의 부가 기능을 구현하기 위해 상기 광학 필름 일부를 제거하거나, 광학 특성을 제거할 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2016-0130360호는 편광판에 국부적으로 편광도를 해소시키는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 편광도의 국부적 해소는 복잡한 물리적, 화학적 공정이 필요하며, 편광도의 완전한 해소는 실질적으로 어렵다.
따라서, 광학 필름의 일부분을 제거하여 홀을 생성하는 물리적, 화학적 방법을 사용하는 것이 제안된다. 그러나, 화학적인 홀 가공법은 역시 별도의 복잡한 화학 공정이 필요하므로, 고비용이 소요된다. 물리적인 홀 가공법은 광학 필름의 재질에 따라 깨끗한 가공면이 형성되지 않을 수 있으며, 홀 주변에 크랙이 발생할 수 있다.
한국공개특허 제10-2016-0130360호
본 발명의 일 과제는 향상된 공정 신뢰성 및 효율성을 갖는 광학 필름의 홀 형성 장치, 광학 필름의 홀 형성 방법 및 이에 의해 홀이 형성된 광학필름을 제공하는 것이다.
1. 광학 필름을 준비하는 단계; 상기 광학 필름에 홀 절삭 공구를 삽입하여 상기 광학 필름이 절삭된 예비 홀을 형성하는 단계; 및 상기 홀 절삭 공구를 수평적으로 이동시키며 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성하는 단계를 포함하는, 홀 형성 방법.
2. 위 1에 있어서, 상기 홀 절삭 공구를 수평적으로 이동시키는 단계는 상기 홀 절삭 공구를 원 운동 또는 나선 운동시키는 것을 포함하는, 홀 형성 방법.
3. 위 1에 있어서, 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성하는 단계는 상기 광학 필름의 변의 일부가 상기 홀 절삭 공구의 이동 궤도 내에 포함되어, 상기 홀은 상기 광학 필름의 상기 변에 의해 상부가 절단된 형상을 갖고, 상기 홀의 상부는 상기 광학 필름의 외부와 연통된 입구를 포함하는, 홀 형성 방법.
4. 위 3에 있어서, 상기 입구를 정의하는 상기 광학 필름의 양 단부를 라운딩 처리하는 것을 더 포함하는, 홀 형성 방법.
5. 위 1에 있어서, 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성한 후 상기 홀 절삭 공구를 상기 광학 필름의 일 변까지 수평적으로 이동시켜 상기 홀로부터 상기 일 변을 향해 확장된 연장 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는, 홀 형성 방법.
6. 위 5에 있어서, 상기 연장 영역은 상기 홀로부터 상기 광학 필름의 상기 일 변까지 너비가 일정한, 홀 형성 방법.
7. 위 5에 있어서, 상기 연장 영역은 상기 홀로부터 상기 광학 필름의 상기 일변으로 갈수록 너비가 증가하는, 홀 형성 방법.
8. 위 5에 있어서, 상기 예비 홀을 형성하는 단계는 상기 홀 절삭 공구를 회전 운동시키며 상기 광학 필름을 절삭하는 것을 포함하며; 상기 확장된 홀을 형성하는 단계 및 상기 연장 영역을 형성하는 단계는 상기 홀 절삭 공구의 상기 회전 운동을 유지하면서 상기 홀 절삭 공구를 이동시키는 것을 포함하는, 홀 형성 방법.
9. 위 1에 있어서, 상기 광학 필름은 2 이상의 화상 표시 장치용 기능성 필름을 포함하는 적층체인, 홀 형성 방법.
10. 광학 필름이 안치되는 로딩부; 상기 광학 필름에 홀을 형성하기 위한 홀 절삭 공구; 상기 홀 절삭 공구를 회전시키는 제1 회전 모터; 및 상기 홀 절삭 공구를 원 운동 또는 나선 운동 시키는 제1 이동부를 포함하는, 홀 형성 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 광학 필름의 홀 형성 시 절삭 공구를 광학 필름의 두께 방향으로 삽입하여 상기 광학 필름이 절단된 예비 홀을 먼저 형성할 수 있다. 이후, 상기 절삭 공구를 이동시키며 상기 예비 홀이 확장된 홀이 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 절삭 공구를 회전 운동이 유지된 채로 이동시켜 상기 예비 홀이 확장된 홀이 형성될 수 있다. 상기 절삭 공구는 회전하면서 상기 회전 운동의 회전축이 원 궤도 혹은 나선 궤도 등을 따라 움직이도록 이동될 수 있다.
또한 상기 광학 필름의 변의 일부가 상기 홀 내에 위치하도록 확장된 홀을 형성하여, 오메가(Ω)와 같이 원의 일부가 개방된 형태의 홀을 단시간에 광학 필름에 크랙 없이 형성할 수 있으며, 홀을 형성하는 과정에서 광학 필름이 받는 데미지를 감소시킬 수 있다. 또한, 홀 제조 공정의 생산성 및 효율성이 향상될 수 있다.
또한 상기 광학 필름의 내에 상기 확장된 홀을 형성한 후 상기 홀 절삭 공구를 상기 광학 필름의 어느 한 변까지 수평적으로 이동하여, 오메가(Ω)와 같이 원의 일부가 개방된 형태의 홀을 단시간에 광학 필름 상에 크랙 없이 형성할 수 있으며, 홀을 형성하는 과정에서 광학 필름이 받는 데미지를 감소시킬 수 있다. 또한, 홀 제조 공정의 생산성 및 효율성이 향상될 수 있다.
상기 절삭 공구의 이동에 의해 홀의 절삭면이 실질적으로 연마될 수 있으며, 절단 잔류물, 크랙 발생을 효과적으로 억제하면서 원하는 치수의 깨끗한 절삭면을 형성할 수 있다. 또한, 상기 절삭 공구의 이동에 의해 홀이 점진적으로 확장되므로 치수 안정성 및 정밀성이 향상될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치의 절삭 공구를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치의 절삭 공구를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 홀 절삭 공구의 이동을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 홀 절삭 공구의 이동을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8 및 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 홀이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 10 및 도 11은 예시적인 실시예들에 따른 홀의 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 12 및 도 13은 예시적인 실시예들에 따른 홀 및 연장 영역이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 14 및 도 15는 예시적인 실시예들에 따른 홀 및 연장 영역의 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도들이다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따라 홀이 형성된 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 절삭 공구의 회전 운동 및 원운동(또는 나선 운동)이 동시에 수행되어 향상된 신뢰성을 갖는 광학 필름의 홀 형성 방법 및 홀 형성 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1에서, 동일한 평면 상에서 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 제1 방향 및 제2 방향으로 정의한다. 예를 들면, 상기 제1 방향은 광학 필름(50)의 너비 방향일 수 있으며, 상기 제2 방향은 광학 필름(50)의 길이 방향일 수 있다. 상기 제1 방향 및 제2 방향에 수직한 방향은 제3 방향으로 정의한다. 상기 제3 방향은 예를 들면, 광학 필름(50)의 두께 방향일 수 있다.
도 1을 참조하면, 홀 형성 장치(100)는 로딩부(110) 및 홀 절삭 공구(130)를 포함하며, 측면 절삭 공구(150)를 더 포함할 수도 있다.
로딩부(110) 상에는 광학 필름(50)이 홀 가공을 위해 안치될 수 있다. 예를 들면, 광학 필름(50)은 로딩부(110)의 일단부 상에 안치될 수 있다. 로딩부(110)는 광학 필름(50)이 안치되는 고정부(예를 들면, 고정 플레이트)를 더 포함할 수도 있다.
광학 필름(50)의 저면은 로딩부(110)와 접촉할 수 있으며, 광학 필름(50)의 상면은 보호 플레이트(115)에 의해 덮힐 수 있다. 보호 플레이트(115)에 의해 광학 필름(50) 중 홀이 형성되는 부분을 제외한 나머지 영역이 보호될 수 있다. 또한, 보호 플레이트(115)에 의해 광학 필름(50)에 압력이 인가되어 고정될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 보호 플레이트(115)에는 제1 절삭 공구(130)가 삽입되어 광학 필름(50) 절삭이 수행될 수 있도록 리세스가 형성될 수도 있다.
광학 필름(50)은 비제한적인 예로서, 위상차 필름, 휘도 향상 필름, 광 확산 필름, 편광판, 편광필름, 지문 방지 필름, 방오 필름, 하드 코팅 필름 등과 같은 화상 표시 장치의 각종 기능성 필름을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광학 필름(50)은 예를 들면, 연신된 폴리비닐알코올(PVA) 수지로 형성된 편광자(52)를 포함하는 편광판일 수 있다. 이 경우, 광학 필름(50)은 편광자(52)의 양면들 상에 각각 형성된 보호 필름들(56, 58)을 더 포함할 수 있다. 보호 필름들(56, 58)은 셀룰로오스 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 올레핀 수지, 폴리카보네이트 수지, 시클로올레핀 수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 같은 수지 물질을 포함할 수 있다. 보호 필름(56, 58)들 상에는 적어도 하나의 이형 필름이 더 형성될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 광학 필름(50)은 이중층 이상의 적층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 광학 필름(50)은 상술한 기능성 필름들 중 2 이상의 적층 구조를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 2 이상의 화상 표시 장치용 기능성 필름을 포함한 광학 필름(50)을 홀 형성 장치(100)에 도입할 경우, 적층 구조에 의한 화상 표시 장치용 기능성 필름간의 지지력에 의해 단층의 광학 필름(50)에 홀을 형성하는 경우보다 광학 필름(50) 상에 크랙 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
광학 필름(50)이 로딩되면, 홀 절삭 공구(130)는 광학 필름(50)의 위로 정렬될 수 있다. 광학 필름(50)은 제1 이동부(120)에 의해 고정된 채로 이동될 수 있다. 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 위치 위로 정렬될 수 있도록 제1 이동부(120) 및 로딩부(110)는 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 이동될 수 있다.
홀 절삭 공구(130)는 상기 제3 방향으로 이동하며, 광학 필름(50) 내로 삽입되어 광학 필름(50)을 절삭할 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(50) 내에 예비 홀이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 홀 절삭 공구(130)는 예를 들면, 원형 나이프와 같은 절삭 날을 포함하며, 상기 절삭 날에 의해 광학 필름(50)이 절삭된 예비 홀이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 홀 절삭 공구(130)는 제1 회전 모터(140) 내에 고정되어 상기 제3 방향으로 이동하며 광학 필름(50) 내로 삽입될 수 있다. 홀 절삭 공구(130)는 예를 들면, 엔드 밀(end mill) 형태의 절삭 날을 포함하며, 제1 회전 모터(140)에 의해 상기 절삭 날이 회전하며 광학 필름(50)을 관통할 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(50) 내에 예비 홀이 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 예비 홀 형성 시 홀 절삭 공구(130)는 상기 제3 방향으로의 직선을 따라 위 아래로 반복 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 홀 및 후술하는 홀 확장 공정의 용이성을 확보할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 홀 형성 후 홀 절삭 공구(130)는 원 궤도 혹은 나선 궤도를 따라 이동하면서 광학 필름(50)을 절삭할 수 있다. 이에 따라, 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 홀 절삭 공구(130)는 상기 원 궤도 또는 나선 궤도로 이동되는 동안 회전 운동을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 절삭 날의 회전이 유지되면서 상기 절삭 날의 수평적 이동에 의해 상기 예비 홀로부터 직경이 점진적으로 확장될 수 있다.
홀 절삭 공구(130)가 상기 원 궤도 또는 나선 궤도를 따라 이동할 수 있도록 제1 이동부(120)가 홀 절삭 공구(130)를 구동 또는 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 회전 모터(140)는 홀 절삭 공구(130)의 회전 운동을 유도하며, 제1 이동부(120)는 홀 절삭 공구의 원 운동 혹은 나선 운동을 유도할 수 있다.
상술한 바와 같이, 홀 절삭 공구(130)의 이동에 따라 직경이 점진적으로 확장되도록 원 운동 혹은 나선 운동이 함께 수행될 수 있다. 따라서, 홀 형성을 위한 절삭 공정 및 홀의 절삭면의 연마 공정이 함께 수행될 수 있다. 그러므로, 상기 절삭면에서의 거칠기가 감소되고, 홀 형성 위치로부터 발생하는 크랙, 절삭 잔류물들이 상기 연마 공정과 함께 제거되거나 감소할 수 있다. 또한, 상기 예비 홀이 형성된 후, 홀 확장이 점진적으로 수행되므로, 홀의 치수 정밀성이 보다 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 홀 형성 장치(100)는 측면 절삭 공구(150)를 더 포함할 수 있다. 측면 절삭 공구(150)는 광학 필름(50)의 측면을 연마 혹은 평활화 하기 위한 절삭 날을 포함할 수 있다. 측면 절삭 공구(150)는 제2 회전 모터(160)에 의해 회전 되며, 제2 이동부(170)에 의해 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 이동하면서 광학 필름(50)의 상기 측면을 절삭할 수 있다.
예를 들면, 측면 절삭 공구(150)는 로딩부(110) 및 제2 이동부(170)의 상대 이동에 의해 광학 필름(50)의 상기 측면에 접촉된 후 광학 필름(50)의 4개의 측면들을 따라 이동하며, 측면 연마 공정이 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 측면 절삭 공구(150)에 의해 광학 필름(50)의 상기 측면 연마 공정이 수행된 후, 홀 절삭 공구(130)에 의한 홀 형성 공정이 수행될 수 있다.
홀 절삭 공구(130) 및 측면 절삭 공구(150)의 회전 및 이동은 제어부(180)에 의해 조절될 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)에 의해 제1 회전 모터(140) 및 제2 회전 모터(160)의 회전 속도, 제1 이동부(120)에 의한 원 운동 또는 나선 운동 속도 및 제2 이동부(170)의 수평 이동 속도가 조절될 수 있다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치의 홀 절삭 공구를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 홀 절삭 공구(130)는 공구 바디(132) 및 공구 바디(132)의 일단부에 형성된 절삭 날(134)을 포함할 수 있다.
절삭 날(134)은 도 2에 도시된 바와 같이 나선 형으로 트위스팅된 형상 또는 엔드 밀 형상을 가질 수 있다. 절삭 날(134)이 형성된 부분은 상기 예비 홀 형성을 촉진하기 위해 공구 바디(132) 보다 상대적으로 직경이 감소되어, 예를 들면 절삭 날(134)이 포함된 니들(needle) 형상을 가질 수 있다.
도 2에 도시된 홀 절삭 공구(130)의 형상은 예시적인 것이며, 예를 들면 광학 필름(50)의 재질에 따라 절삭 날(134)의 형상은 적절히 변경될 수 있다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치의 절삭 공구를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 홀 절삭 공구(130)는 원형 나이프 형상을 가질 수 있다. 홀 절삭 공구(130)는 공구 바디(133) 및 공구 바디(133)의 말단부 또는 저면 상에 형성된 절삭 날(136)을 포함하며, 절삭 날(136)은 공구 바디(133)의 저면 상에서 원형 둘레를 따라 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 절삭 날(136)의 형상은 예시적인 것이며, 절삭 날(136)의 높이, 절삭 날의 경사 각도 등은 적절히 변경될 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 4를 참조하면, 예를 들면, 엔드 밀 형상의 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 두께 방향(예를 들면, 제3 방향)으로 이동하며 실질적으로 홀 절삭 공구(130)의 직경에 대응하는 제1 직경(D1)을 갖는 예비 홀이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 예비 홀 형성 시, 홀 절삭 공구(130)는 회전축(135)을 따라 회전하며 상기 두께 방향으로 이동할 수 있다.
이후, 홀 절삭 공구(130)가 수평적으로 원 운동 혹은 나선 운동 등에 의해 이동하면서 상기 예비 홀이 확장된 홀이 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회전축(135)은 회전 운동을 유지하면서 원 운동 혹은 나선 운동에 의해 이동될 수 있다. 이에 따라, 제1 직경(D1)으로부터 제2 직경(D2)으로 확장된 홀이 형성될 수 있다. 상기 홀 확장이 수행되는 동안, 회전축(135)을 중심으로 홀 절삭 공구(130)는 계속 회전할 수 있으므로 홀 절삭면의 미세 연마가 함께 구현될 수 있다.
도 5는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5를 참조하면, 예를 들면 원형 나이프 형상의 절삭 날(136)을 포함하는 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 두께 방향으로 관통하여 제1 직경(D1)의 예비 홀이 형성될 수 있다.
이후, 홀 절삭 공구(130)의 이동 축(139)이 수평적으로 원 운동 혹은 나선 궤도 운동을 통해 이동하며, 제2 직경(D2)으로 확장된 홀이 형성될 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 홀 절삭 공구의 이동을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 도 1을 참조로 설명한 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성될 수 있다.
이후, 홀 절삭 공구(130)는 수평 이동한 후 원 궤도(65)를 따라 원 운동할 수 있다. 상기 원 운동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 홀 절삭 공구의 이동을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성될 수 있다.
이후, 홀 절삭 공구(130)는 홀 형성 지점(C)으로부터 반경이 점차적으로 확장되는 나선 궤도(67)를 따라 운동할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 나선 운동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다. 홀 절삭 공구(130)는 점진적으로 이동 반경이 확장되며 이동하므로, 홀 치수의 보다 정밀한 조절이 구현되며, 절삭 면에서의 크랙이 효과적으로 방지될 수 있다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 홀이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 8을 참조하면, 홀(60)은 광학 필름(50)의 일 변, 예를 들면 상변(51)과 겹치도록 형성될 수 있다.
예를 들면, 광학 필름(50)의 상변(51)에 의해 상부가 절단된 형상을 가지며, 상변(51) 측으로 폭이 좁아진 입구(61)를 포함하는 홀(60)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(50)의 상기 상부에는 광학 필름(50)의 외부로 홀(60)을 연통시키는 입구(61)가 형성될 수 있다. 입구(61)는 광학 필름(50)의 상변에 형성된 양 단부(62) 사이의 영역으로 정의될 수 있다.
홀 절삭 공구(130)를 이용하여 광학 필름(50) 상에 광학 필름(50)의 외부로 홀(60)을 연통시키는 입구(61)가 형성함에 따라, 홀 절삭 공구(130)는 광학 필름(50)의 내부 및 상변(51)에 가하는 데미지가 적어, 광학 필름(50)의 내부 및 상변(51)에 크랙 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 광학필름(50)의 일 변 상에 광학필름(50)의 용도에 적합한 형상(예를 들면, 오메가 형상(Ω), 상부가 절단된 원 형상)을 갖는 홀(60)을 광학필름(50)의 상변(51)에 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 외부와 연통된 입구(61)를 포함한 홀을 포함한 광학 필름(50)은 이를 카메라 디바이스 홀 등에 적용할 경우 입구(61)는 외부와 연통되어 홀(60)을 통과하는 빛에 영향을 주지 않는 개방된 영역이므로, 광학필름(50)과 홀(60)의 경계에서 발생할 수 있는 빛이 회절 또는 산란 등을 방지하여 광학필름(50) 광학 특성이 향상될 수 있다.
입구(61)의 너비(D3)는 약 1.3mm 이상이며(endmill 1mm / 연마절삭량 0.3mm), 홀(70)의 직경(상술한 제2 직경(D2))은 약 1.3mm 이상 일 수 있다. 입구(61)의 너비(D3)의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면 입구(61)의 너비(D3)는 약 3mm 이하, 약 4mm 이하 또는 약 5mm 이하일 수 있다. 상기 범위에서, 홀 절삭 공구(130)에 의해 광학 필름(50)이 받는 데미지가 감소하여, 광학필름(50)의 일 변 상에 크랙의 발생 없이 오메가(Ω) 형태 또는 상부가 절단된 원 형상의 홀(60)을 용이하게 형성할 수 있다.
도 9는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 홀(60)의 입구(61)를 정의하는 광학 필름(50)의 양 단부(62)들은 라운딩 처리될 수 있다. 홀(60)의 입구(61)를 정의하는 광학 필름(50)의 양 단부들(62)을 라운딩 처리하여 점선원으로 표시된 부분과 같이 연마된 라운딩 부(64)를 형성할 수 있다.
예를 들면, 라운딩 처리는 측면 절삭 공구에 의한 기계적 연마에 의해 수행될 수 있다. 홀(60)의 입구(61)를 정의하는 광학 필름(50)의 양 단부(62)를 라운딩 처리함에 따라, 뾰족한 형상을 갖는 광학 필름(50)의 양 단부(62)가 외부의 충격 등에 의해 쉽게 깨지는 문제 등를 방지할 수 있다.
또한, 라운딩 처리된 양 단부(62)를 포함하는 광학 필름(50)을 카메라 디바이스 홀 등에 적용함에 있어, 양 단부(62)에서 발생할 수 있는 빛이 회절 또는 산란 등을 방지하여 광학필름(50) 광학 특성이 향상될 수 있다. 라운딩부(64)를 포함하는 광학 필름(50)을 후술할 표시 장치(200) 등에 적용함에 있어 라운딩 처리하지 않은 양 단부(62)의 뾰족한 부분에 의해 표시 장치(200) 등이 손상되는 문제 등을 방지할 수 있다.
도 10 및 도 11은 예시적인 실시 예들에 따른 광학 필름의 홀 홀 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 예를 들면, 도 10 및 도 11은 도 8 및 도 9를 참조로 설명한 홀의 형성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성될 수 있다.
이후, 도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 홀 절삭 공구(130)는 수평 이동한 후 원 궤도(65)를 따라 원 운동할 수 있다. 상기 원 운동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다. 원 궤도(65)의 내부에는 광학 필름의 변의 일부가 위치할 수 있다.
도 11을 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성될 수 있다.
이후, 도 7을 참조로 설명한 바와 같이 홀 절삭 공구(130)는 홀 형성 지점(C)으로부터 반경이 점차적으로 확장되는 나선 궤도(67)를 따라 운동할 수 있다. 나선 궤도(67) 내부에는 광학 필름의 변의 일부가 위치할 수 있다. 홀 절삭 공구(130)는 점진적으로 이동 반경이 확장되며 이동하므로, 홀 치수의 보다 정밀한 조절이 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 홀 절삭 공구(130)의 원 궤도(65) 또는 나선 궤도(67) 내부에 광학 필름의 변의 일부가 위치할 경우, 광학 필름의 어느 한 변에 오메가(Ω) 형상 또는 상부가 절단된 원 형상의 홀(60)이 포함된 광학 필름을 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 상술한 홀 절삭 공구(130)의 원 궤도(65) 또는 나선 궤도(67) 내부 광학 필름의 변의 일부를 위치됨으로써, 제조 과정에서 발생할 수 있는 광학 필름(50)의 변에서의 크랙을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 홀(60) 및 연장영역(70)이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 12를 참조하면, 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀(60)을 형성한 후 홀 절삭 공구(130)를 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 이동시켜, 상기 홀로부터 상기 일 변을 향해 확장된 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(50)상에 오메가(Ω) 형상 또는 연장 영역(70) 및 연장 영역(70)에 의해 상부가 절단된 형상을 갖는 홀(60)을 광학 필름(50)상에 크랙 등의 불량 발생 없이 용이하게 형성할 수 있다.
도 12를 참조하면, 상부가 절단된 홀(60)으로부터 광학 필름(50)의 상기 일 변까지의 거리를 연장 영역(70)의 길이(d)로 정의할 수 있으며, 연장 영역(70)의 길이(d)와 수직한 방향으로의 길이를 연장 영역(70)의 너비(w)로 정의할 수 있다. 예를 들면, 연장 영역(70)의 길이(d) 및 너비(w)는 일정할 수 있으며, 이 경우 연장 영역(70)은 연장 영역(70)의 길이(d) 및 너비(w)가 일정한 사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 광학필름(50) 상에 연장 영역(70)에 의해 홀(60)의 상부가 절단된 형상이 형성될 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 홀(60) 및 연장영역(70)이 형성된 광학 필름을 나타내는 개략적인 부분 평면도이다.
도 13을 참조하면, 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀(60)을 형성한 후 홀 절삭 공구(130)를 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 이동시켜, 상기 홀로부터 상기 일 변을 향해 그 너비가 점차 넓어지는 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 또한, 광학필름(50) 상에 연장 영역(70)에 의해 홀(60)의 상부가 절단된 형상이 형성될 수 있다. 예를 들면, 홀(60) 및 너비가 증가하는 연장 영역(71)에 의해 시계추 형상 등을 광학 필름(50) 상에 용이하게 형성할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 공구(130)를 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 지그재그 운동 또는 나선 운동하여 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 상기 지그재그 운동 또는 나선 운동의 폭이 증가하여, 연장영역(70) 내에 홀(60)로부터 광학 필름(50)의 일 변 방향으로 너비(w)가 연속적으로 넓어지는 연장 영역(71)이 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 연장 영역(70)의 길이(d) 및 너비(w)가 일정하게 증가하는 경우 연장 영역(70)은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 광학 필름(50) 내 연장 영역(70)의 단부 사이의 거리가 넓어져, 광학 필름이 통과하는 빛이 광학 필름(50)과 연장 영역(70)의 경계에서 발생할 수 있는 빛의 굴절 또는 산란을 방지하여, 광학 필름(50)의 광학적 특성이 더욱 향상될 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 홀(60)의 상부가 연장 영역(70)에 의해 절단된 형상을 갖는 홀(60) 및 연장 영역(70)을 포함한 광학 필름(50)은 이를 카메라 디바이스 홀 등에 적용할 경우 연장 영역(70)은 개방된 영역으로 홀(60)을 통과하는 빛에 영향을 줄 수 있는 광학 필름(50)의 영역이 감소하므로, 광학필름(50)과 홀(60)의 경계에서 발생할 수 있는 빛이 회절 또는 산란 등을 방지하여 광학필름(50) 광학 특성이 향상될 수 있다.
이에 따라 이를 카메라 디바이스 홀에 적용하는 경우, 카메라 디바이스에 적절한 홀의 형상(예를 들면, 시계추 형상 등)을 용이하게 형성할 수 있어, 전체 공정의 생산성이 증가되며, 광학 필름(50)의 향상된 광학적 특성으로 인해 카메라 디바이스의 화질, 선명도 등이 더욱 향상될 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 연장 영역의 길이(d)는 약 1.3mm 이상 일 수 있다. 연장 영역의 길이(d)의 상한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 연장 영역의 길이(d)는 약 3mm 이하, 약 4mm 이하 또는 약 5mm 이하일 수 있다. 상기 길이(d) 범위에서 광학 필름의 용도에 맞는 적절한 형상을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 상술한 홀 절삭 공구(130)에 의해 광학 필름(50)이 받는 데미지가 감소하여, 광학필름(50) 상에 크랙 등의 불량 발생하지 않은 광학 필름(50)을 용이하게 제조할 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 연장 영역의 너비(w)는 약 1.3mm 이상 일 수 있다. 연장 영역의 너비(w)의 상한 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 연장 영역의 너비(w)는 약 3mm 이하, 약 4mm 이하 또는 약 5mm 이하일 수 있다. 상기 너비(w) 범위에서 광학 필름의 용도에 맞는 적절한 형상을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 이를 카메라 디바이스 홀에 적용하는 경우, 광학 필름(50)을 통과하는 빛이 광학 필름(50)과 홀(60) 및 연장 영역(70)의 경계에서 굴절, 회절 또는 산란되는 것을 방지하여, 광학 필름(50)의 광학 특성이 향상될 수 있다.
도 14 및 도 15는 일부 실시예들에 따른 홀(60) 및 연장 영역(70) 형성 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 14를 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성되며, 이후, 홀 절삭 공구(130)는 도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 수평 이동한 후 원 궤도(65)를 따라 원 운동할 수 있다. 상기 원 운동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다.
이 후, 홀 절삭 공구(130)는 홀(60)로부터 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 연장 영역 형성 궤도(72)를 이동할 수 있다. 예를 들면, 홀 절삭 공구(130)는 상술한 지그재그 운동 또는 나선 운동하며, 연장 영역 형성 궤도(72) 방향으로 이동하여, 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 상기 홀 절삭 공구(130)의 연장 영역 형성 궤성(72) 방향으로의 이동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다.
도 15를 참조하면, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50)의 홀 형성 지점(C)으로 회전하며 삽입되어 예비 홀이 형성되며, 이 후, 홀 절삭 공구(130)는 도 7을 참조로 설명한 바와 같이, 홀 형성 지점(C)으로부터 반경이 점차적으로 확장되는 나선 궤도(67)를 따라 운동할 수 있다. 홀 절삭 공구(130)는 점진적으로 이동 반경이 확장되며 이동하므로, 홀 치수의 보다 정밀한 조절이 구현될 수 있다.
이 후, 홀 절삭 공구(130)는 홀(60)로부터 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 연장 영역 형성 궤도(72)를 이동할 수 있다. 예를 들면, 홀 절삭 공구(130)는 상술한 지그재그 운동 또는 나선 운동하며, 연장 영역 형성 궤도(72) 방향으로 이동하여, 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 상기 홀 절삭 공구(130)의 연장 영역 형성 궤성(72) 방향으로의 이동 및 절삭 날의 회전 운동이 함께 수행되며 홀 형성 공정이 수행될 수 있다.
상술 드린 바와 같이, 홀 절삭 공구(130)가 홀(60)로부터 광학 필름(50)의 일 변까지 수평적으로 이동하여, 광학 필름(50)상에 홀(60) 및 연장 영역(70)을 용이하게 형성할 수 있다. 이를 통해 광학 필름(50)상에 오메가(Ω) 형상 또는 한 쪽이 개방된 원 형상을 포함하는 홀(60) 및 연장 영역(70)을 제조할 수 있다.
또한, 광학 필름의 종류, 용도 및 기능에 따라 필요한 홀을 형태를 용이하게 제조할 수 있으며, 홀 절삭 공구(130)로부터 광학필름(50)이 받는 데미지 감소하여, 광학필름(50)의 내부 및 일 변 상에 크랙 등의 불량 발생을 방지할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 공구(130)를 광학 필름(50)의 일 변까지 일정한 너비(w)로 지그재그 운동 또는 나선 운동하여 연장 영역(70)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 홀(60)로부터 광학 필름(50)의 상기 일 변까지 점진적으로 연장 영역(70)을 형성하여, 광학 필름(50)이 홀 절삭 공(130)로부터 받는 데미지를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 홀(60) 및 연장영역(70)을 형성하는 과정에서 광학 필름(50)의 변 및 내부에 크랙 등의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따라 홀이 형성된 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 16은 스마트 폰의 윈도우 측 외부 형상을 도시한 평면도이다.
도 16을 참조하면, 화상 표시 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다.
예를 들면, 화상 표시 장치(200)의 상단부의 주변 영역(230)에는 디바이스 홀(230)이 배치될 수 있다. 디바이스 홀(230)은 예를 들면, 화상 표시 장치(200)의 카메라 홀, 마이크 홀, 스피커 홀 등을 포함할 수 있다.
디바이스 홀(230)은 화상 표시 장치(200)의 편광판과 같은 광학 필름을 관통하며, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치를 통한 공정에 의해 형성될 수 있다.
화상 표시 장치(200)의 표시 영역(210)이 확장되는 경우, 디바이스 홀(230)은 표시 영역(210) 내에 형성될 수도 있다. 이 경우, 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치 및 공정을 통해 절삭 면의 신뢰성이 향상된 홀이 형성되므로, 표시 영역(210)에서의 이미지 저하를 방지하며, 광학 필름의 유효 면적을 충분히 확보할 수 있다.
50: 광학 필름 60: 홀
70: 연장 영역 100: 홀 형성 장치
110: 로딩부 120: 제1 이동부
130: 홀 절삭 공구 140: 제1 회전 모터
150: 측면 절삭 공구 160: 제2 회전 모터
170: 제2 이동부 180: 제어부
200: 화상 표시 장치 210: 표시 영역
220: 주변 영역 230: 디바이스 홀

Claims (10)

  1. 광학 필름을 준비하는 단계;
    상기 광학 필름에 홀 절삭 공구를 삽입하여 상기 광학 필름이 절삭된 예비 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 홀 절삭 공구를 수평적으로 이동시키며 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성하는 단계를 포함하는, 홀 형성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 홀 절삭 공구를 수평적으로 이동시키는 단계는 상기 홀 절삭 공구를 원 운동 또는 나선 운동시키는 것을 포함하는, 홀 형성 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성하는 단계는 상기 광학 필름의 변의 일부가 상기 홀 절삭 공구의 이동 궤도 내에 포함되어,
    상기 홀은 상기 광학 필름의 상기 변에 의해 상부가 절단된 형상을 갖고, 상기 홀의 상부는 상기 광학 필름의 외부와 연통된 입구를 포함하는, 홀 형성 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 입구를 정의하는 상기 광학 필름의 양 단부를 라운딩 처리하는 것을 더 포함하는, 홀 형성 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 예비 홀로부터 직경이 확장된 홀을 형성한 후 상기 홀 절삭 공구를 상기 광학 필름의 일 변까지 수평적으로 이동시켜 상기 홀로부터 상기 일 변을 향해 확장된 연장 영역을 형성하는 단계를 더 포함하는, 홀 형성 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 연장 영역은 상기 홀로부터 상기 광학 필름의 상기 일 변까지 너비가 일정한, 홀 형성 방법.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 연장 영역은 상기 홀로부터 상기 광학 필름의 상기 일변으로 갈수록 너비가 증가하는, 홀 형성 방법.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 예비 홀을 형성하는 단계는 상기 홀 절삭 공구를 회전 운동시키며 상기 광학 필름을 절삭하는 것을 포함하며;
    상기 확장된 홀을 형성하는 단계 및 상기 연장 영역을 형성하는 단계는 상기 홀 절삭 공구의 상기 회전 운동을 유지하면서 상기 홀 절삭 공구를 이동시키는 것을 포함하는, 홀 형성 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 필름은 2 이상의 화상 표시 장치용 기능성 필름을 포함하는 적층체인, 홀 형성 방법.
  10. 광학 필름이 안치되는 로딩부;
    상기 광학 필름에 홀을 형성하기 위한 홀 절삭 공구;
    상기 홀 절삭 공구를 회전시키는 제1 회전 모터; 및
    상기 홀 절삭 공구를 원 운동 또는 나선 운동 시키는 제1 이동부를 포함하는, 홀 형성 장치.
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