KR20210115308A - 홀 절삭 공구, 이를 포함하는 광학 필름의 홀 형성 장치 및 이를 사용한 광학 필름의 홀 형성 방법 - Google Patents

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KR20210115308A
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Abstract

본원 홀 절삭 공구는 공구 바디, 공구 바디의 일단부로부터 연장된 측면 절삭 날; 및 측면 절삭 날의 말단부로부터 연장되며 측면 절삭 날보다 직경이 작은 홀 절삭 날을 포함할 수 있다. 따라서, 홀 가공 공정 및 광학 필름의 측면 연마 공정의 가공 능력 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

홀 절삭 공구, 이를 포함하는 광학 필름의 홀 형성 장치 및 이를 사용한 광학 필름의 홀 형성 방법{HOLE CUTTING TOOL, APPARATUS FOR FORMING HOLE IN OPTICAL FILM INCLUDING THE SAME AND METHOD OF FORMING HOLE IN OPTICAL FILM USING THE SAME}
본 발명은 홀 절삭 공구, 이를 포함하는 광학 필름의 홀 형성 장치 및 이를 사용한 광학 필름의 홀 형성 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 절삭 날을 포함하는 홀 절삭 공구, 이를 포함하는 광학 필름의 홀 형성 장치 및 이를 사용한 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 홀 절삭 공구 및 이를 포함하는 광학 필름의 홀 절삭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 공정 신뢰성 및 효율성을 갖는 광학 필름의 홀 절삭 방법을 제공하는 것이다.
1. 공구 바디; 상기 공구 바디의 일단부로부터 연장된 측면 절삭 날; 및 상기 측면 절삭 날의 말단부로부터 연장되고, 상기 측면 절삭 날보다 직경이 작은 홀 절삭 날을 포함하는, 홀 절삭 공구.
2. 위 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날은 삼각형 단면의 단부를 포함하는, 홀 절삭 공구.
3. 위 1에 있어서, 상기 측면 절삭 날의 직경에 대한 상기 홀 절삭 날의 직경비는 0.17 내지 0.83인, 홀 절삭 공구.
4. 위 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 경사각(θ1) 및 상기 측면 절삭날의 경사각(θ2) 은 각각 20° 내지 50°인, 홀 절삭 공구.
5. 위 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 상기 단부의 돌출각은 90° 내지 150°인, 홀 절삭 공구.
6. 광학 필름이 안치되는 로딩부; 및 상기 광학 필름에 홀을 형성하고, 상기 광학 필름의 일 측면을 연마하는 청구항 1의 홀 절삭 공구를 포함하는, 홀 형성 장치.
7. 위 6에 있어서, 상기 광학 필름의 홀 형성 및 측면 연마에 따라 상기 홀 절삭 공구의 높이를 조절하는 제1 이동부를 더 포함하는, 홀 형성 장치.
8. 위 6에 있어서, 상기 홀 절삭 공구에 의해 연마되지 않는 상기 광학 필름의 측면들을 연마하는 측면 절삭 공구를 더 포함하는, 홀 형성 장치.
9. 광학 필름을 준비하는 단계; 청구항 1의 홀 절삭 공구의 상기 홀 절삭 날을 상기 광학 필름에 삽입하여 홀을 형성하는 단계; 및 상기 광학 필름의 일 측면을 상기 홀 절삭 공구의 상기 측면 절삭 날을 사용하여 연마하는 단계를 포함하는, 광학 필름의 홀 형성 방법.
10. 위 9에 있어서, 상기 홀 절삭 공구의 상기 측면 절삭 날에 의해 연마되지 않는 상기 광학 필름의 측면들을 별도의 측면 절삭 공구로 연마하는 것을 더 포함하는, 광학 필름의 홀 형성 방법.
본 발명의 실시예들에 따른 홀 절삭 공구는 측면 절삭 날 및 상기 측면 절삭 날로부터 연장되며, 상기 측면 절삭 날보다 직경이 작은 홀 절삭 날을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 홀 절삭 공구를 사용한 홀의 형성 및 측면 연마가 서로 다른 직경을 갖는 절삭 날을 통해 각각 수행되므로, 홀 형성 및 측면 연마 공정의 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 동시에 가공될 수 있는 광학 필름의 처리 매수가 증가될 수 있다.
또한, 직경이 큰 측면 절삭 날을 사용하여, 상기 광학 필름의 측면을 연마하므로, 얇은 홀 절삭 날을 사용하여 상기 광학 필름의 측면을 연마하는 경우와 달리 상기 홀 절삭 공구의 흔들림에 의한 불량을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 광학 필름의 홀 형성 및 측면 연마 공정의 생산성 및 효율성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 홀 절삭 공구의 상기 홀 절삭 날의 단부는 삼각형 단면을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 홀 절삭 공구가 드릴 형태를 가져 상기 홀의 치수 안정성 및 정밀성이 향상될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 홀 절삭 공구를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 측면 연마 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따라 홀이 형성된 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 6은 본원 실시예들 및 비교예들에 따른 홀 절삭 날의 단부 단면을 나타내는 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 본원 홀 절삭 공구는 측면 절삭 날 및 상기 측면 절삭 날보다 직경이 작은 홀 절삭 날을 포함하여, 향상된 신뢰성 및 공정 효율을 갖는 광학 필름의 홀 형성 장치 및 홀 형성 방법을 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 안된다.
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 포함할 수 있다. 예를 들면, 홀 형성 장치(100)는 측면 절삭 공구(150)를 더 포함할 수 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) 상의 영역 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, 적층된 화상 표시 장치용 기능성 필름들간의 지지력에 의해 단층의 광학 필름(50)에 홀을 형성하는 경우보다 광학 필름(50) 내에 크랙 등의 불량이 발생하는 것을 효과적으로 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 또는 광학 필름(50)의 측면 위로 정렬될 수 있도록 제1 이동부(120) 및 로딩부(110)는 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 이동될 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공구를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 홀 절삭 공구(130)는 공구 바디(132) 및 공구 바디(132)의 일단부에 형성된 측면 절삭 날(134) 및 측면 절삭 날(134)의 말단부로부터 연장되며 측면 절삭 날(134)보다 직경이 작은 홀 절삭 날(136)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 날(136)은 광학 필름(50)에 삽입되어 홀을 형성하며, 측면 절삭 날(134)은 광학 필름(50)의 일측면을 연마할 수 있다.
이 경우, 상기 홀의 형성 및 상기 일측면 연마가 서로 다른 절삭 날을 통해 수행되므로, 홀 절삭 공구(130) 당 처리할 수 있는 광학 필름의 매수가 증가될 수 있다.
또한, 측면 절삭 날(134)의 직경이 홀 절삭 날(136)보다 크므로, 직경이 작은 홀 절삭 날(136)을 사용하여 광학 필름(50)의 상기 일 측면을 연마할 때 보다, 절삭 날의 떨림에 의한 불량 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 날(136)은 삼각형 단면의 단부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 홀 절삭 날(136)의 단부 단면이 평면 또는 오목한 형태이거나, 삼지창 형태인 경우와 달리, 홀 절삭 날(136)의 단부가 삼각형 단면을 포함할 경우 홀 절삭 날(136)이 드릴 형태를 가질 수 있다. 따라서, 홀 절삭 날(136)을 광학 필름(50)에 삽입하는 과정에서 홀 절삭 날(136)의 떨림에 의한 홀 형성 공정의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 날(136)의 상기 단부는 오목부를 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 홀 절삭 날(136)을 광학 필름(50)에 삽입하는 과정에서 상기 오목부에 의해 홀 절삭 공구(130)가 광학 필름(50) 내로 삽입되지 못하고, 떨리는 문제점을 최소화 할 수 있다.
홀 절삭 날(136)의 단부의 돌출각(α)은 약 90° 내지 150°일 수 있다. 도 2를 참고하면, 돌출각(α)은 상기 홀 절삭 날(136)에 포함된 삼각형 단면의 두 변 사이의 각을 의미할 수 있다. 상기 범위에서, 홀 절삭 날(136)을 상기 광학 필름에 삽입하는 과정에서 홀 절삭 공구(130)의 떨림에 의한 광학 필름의 손상 및 홀 공정의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
측면 절삭 날(134) 및 홀 절삭 날(136)은 도 2에 도시된 바와 같이 나선 형으로 트위스팅(twisting)된 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 측면 절삭 날(134)은 엔드 밀(end-mil) 형상을 가지고, 홀 절삭 날(136)은 드릴(drill) 형상을 가질 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 절삭 날(134)의 직경에 대한 홀 절삭 날(136)의 직경비는 약 0.17 내지 0.83일 수 있다. 바람직하게는 상기 직경비는 약 0.2 내지 0.35일 수 있다. 상기 범위에서, 홀 절삭 날(136)에 의한 미세한 홀을 형성한 후 측면 절삭 날(134)에 의한 측면 연마 과정에서 측면 절삭 날(134)의 떨림에 의한 광학 필름의 손상을 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서, 홀 절삭 공구(130)에 의해 동시에 처리될 수 있는 상기 광학 필름의 매수가 증가하여, 홀 형성 공정의 효율 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 홀 절삭 날(136)의 직경은 약 1.0mm 내지 2.5mm일 수 있다. 상기 범위에서, 미세한 크기의 홀을 높은 신뢰도로 형성할 수 있으며, 상기 홀을 형성하는 과정에서 홀 절삭 공구(130)의 떨림에 의한 광학 필름의 손상 및 신뢰도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 홀 절삭 공구(130)가 동시에 처리할 수 있는 상기 광학 필름의 매수가 증가될 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 절삭 날(134)의 직경은 약 3.0mm 내지 6.0mm일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 홀 절삭 공구(130)를 사용한 광학 필름(50)의 측면 연마 과정에서 측면 절삭 날(134)의 떨림에 의한 광학 필름(50)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 홀 절삭 날(136)의 경사각(θ1)은 약 20° 내지 50°일 수 있다. 바람직하게는 홀 절삭 날(136)의 경사각(θ1)은 약 20° 내지 30°일 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 경사각(θ1)은 홀 절삭 공구(130)의 회전 축과 홀 절삭 날(136)의 절삭 날이 이루는 각도를 의미할 수 있다. 홀 절삭 날(136) 경사각(θ1)이 상기 범위를 만족하는 경우, 홀 절삭 날(136)의 절삭 날 사이에 상기 홀을 형성하는 과정에서 발생한 잔여물의 축적을 효과적으로 방지하여, 상기 잔여물의 축적에 따른 홀 형성 공정의 효율 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에 따르면, 측면 절삭 날(134)의 경사각(θ2)는 약 20° 내지 50°일 수 있다. 바람직하게는 측면 절삭 날(134)의 경사각(θ2)은 약 30° 내지 50°일 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 경사각(θ2)은 홀 절삭 공구(130)의 회전 축과 측면 절삭 날(134)의 절삭 날이 이루는 각도를 의미할 수 있다. 측면 절삭 날(134)의 경사각(θ2) 상기 범위를 만족하는 경우, 측면 절삭 날(134)을 사용한 광학 필름(50)의 측면 연마 과정에서 측면 절삭 날(134)에 의한 광학 필름(50)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 홀 절삭 공구(130)가 동시에 처리할 수 있는 광학 필름(50)의 처리 매수가 증가될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 홀 절삭 공구(130)는 제1 이동부(120)에 의해 상기 제3 방향으로 이동하며, 광학 필름(50) 내로 삽입되어 광학 필름(50)을 절삭할 수 있다.
예를 들면, 제1 이동부(120)는 광학 필름(50)의 홀 형성 및 측면 연마 공정에 따라 홀 절삭 공구(130)의 높이를 조절할 수 있다.
예를 들면, 제1 이동부(120)는 광학 필름(50) 내에 홀 절삭 날(136)을 삽입하여, 홀 절삭 날(136)에 의해 광학 필름(50) 내에 홀을 형성할 수 있도록 홀 절삭 공구(130)의 높이를 조절할 수 있다.예를 들면, 제1 이동부(120)는 광학 필름(50)의 측면에 홀 절삭 공구(130)의 측면 절삭 날(134)이 접촉될 수 있도록, 홀 절삭 공구(130)의 높이를 조절할 수 있다.
예를 들면, 제1 이동부(120)는 광학 필름(50)의 홀 형성 및 측면 연마에 따라, 홀 절삭 공구(130)의 위치를 상기 제1 방향 또는 제2 방향으로 수평 이동시킬 수도 있다.
예를 들면, 광학 필름(50) 내에 홀을 형성하는 경우, 제1 이동부(120)는 홀 절삭 공구(130)를 수평 이동 시켜 광학 필름의 홀 형성 영역 상에 위치시킬 수 있다. 예를 들면, 광학 필름(50)의 측면을 연마 혹은 평활화하는 경우, 제1 이동부(120)는 홀 절삭 공구(130)를 수평 이동 시켜 광학 필름의 측면 상에 위치시킬 수 있다.
도 3은 일부 예시적인 실시예들에 따른 홀 형성 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 3을 참조하면, 홀 절삭 공구(130)의 홀 절삭 날(136)이 광학 필름(50)의 두께 방향(예를 들면, 제3 방향)으로 이동하며 실질적으로 홀 절삭 날(136)의 직경에 대응하는 제1 직경(D1)을 갖는 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, 제1 회전 모터(140)에 의해 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 제1 이동부(120)에 의해 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.
이 후, 홀 절삭 공구(130)의 홀 절삭 날(136)을 광학필름(50)의 표면에 대해 평행한 방향으로 원 궤도 혹은 나선 궤도 등을 따라 이동하면서 확장된 홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 직경(D1)를 갖는 예비 홀을 제2 직경(D2)을 갖는 홀로 확장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 예비 홀 형성 후 홀 절삭 공구(130)는 제1 이동부(120)에 의해 원 궤도 혹은 나선 궤도 등을 따라 광학 필름(50)의 표면에 대해 평행한 방향으로 이동하면서 광학 필름(50)을 절삭할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 홀 절삭 날(136)은 회전축(135)을 따라 회전 운동을 유지하면서 원 궤도 혹은 나선 궤도를 따라 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 절삭 날의 회전이 유지되면서 상기 절삭 날이 광학 필름(50)의 표면에 대해 평행한 방향으로 이동함에 따라 상기 예비 홀로부터 직경이 점진적으로 확장될 수 있다.
예를 들면, 상기 홀 확장이 수행되는 동안, 회전축(135)을 중심으로 홀 절삭 날(136)은 계속 회전할 수 있으므로 홀 절삭면의 미세 연마가 함께 구현될 수 있다.
따라서, 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 또는 제2 방향으로 이동하면서 광학 필름(50)의 상기 측면을 절삭할 수 있다.
도 4는 일부 예시적인 실시예들에 따른 측면 연마 공정을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.
도 4를 참고하면, 광학 필름(50) 상에 홀 절삭 공구(130)의 홀 절삭 날(136)을 사용한 홀 형성 후, 홀 절삭 공구(130)의 측면 절삭 날(134)을 사용하여, 광학 필름(50)의 일 측면을 연마할 수 있다.
예를 들면, 홀 절삭 공구(130)는 로딩부(110) 및 제1 이동부(120)의 상대 이동에 의해 광학 필름(50)의 일측면을 연마 혹은 평활화 할 수 있다.
이 후, 측면 절삭 공구(150)를 사용하여, 홀 절삭 공구(130)의 측면 절삭 날(134)에 의해 연마되는 광학 필름(50)의 일 측면을 제외한 나머지 측면들을 연마할 수 있다.
예를 들면, 측면 절삭 공구(150)는 로딩부(110) 및 제2 이동부(170)의 상대 이동에 의해 홀 절삭 공구(130)에 의해 연마되지 않는 광학 필름(50)의 측면들을 연마할 수 있다.
예를 들면, 로딩부(110) 상에 광학 필름(50)이 위치함에 따라, 광학 필름(50)의 측면 중 로딩부(110)의 내측에 위치하는 측면은 측면 절삭 공구(150)의 접촉이 용이하지 않을 수 있다. 이 경우, 광학 필름(50) 상에 위치한 홀 절삭 공구(130)의 측면 절삭 날(134)을 사용하여, 측면 절삭 공구(150)가 접촉할 수 없는 광학 필름(50)의 일측면을 용이하게 연마할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 측면 절삭 날(134)은 홀 절삭 공구(130)의 회전축(135)을 따라 회전 운동을 유지하면서 광학 필름(50)의 일 측면을 이동할 수 있다.
또한, 측면 절삭 공구(150)도 측면 절삭 공구(150)의 회전축을 따라 회전 운동을 유지하면서 광학 필름(50)의 측면들을 이동할 수 있다.
상기 측면 연마 공정이 수행되는 동안, 각 회전축을 중심으로 측면 절삭 날(136) 및 측면 절삭 공구(150)는 계속 회전할 수 있으므로 측면의 미세 연마가 함께 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 측면 절삭 날(134)의 직경은 측면 절삭 공구(150)의 직경과 동일할 수 있다. 따라서, 광학 필름(50)의 측면 절삭 공정에서 발생할 수 있는 광학 필름(50)의 손상을 효과적으로 억제할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 측면 절삭 공구(150)에 의해 광학 필름(50)의 측면 연마 공정은 홀 절삭 공구(130)에 의한 홀 형성 및 측면 연마 공정 전에 수행될 수 있으며, 홀 절삭 공구(130)에 의한 공정 후에 수행될 수도 있다. 예를 들면, 측면 절삭 공구(150)에 의한 광학 필름(50)의 측면 연마 공정은 홀 절삭 공구(130)의 측면 절삭 날(134)에 의한 측면 연마 공정과 함께 수행될 수도 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 광학 필름(50) 표면에 대해 평행한 방향으로의 이동 속도가 조절될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따라 홀이 형성된 광학 필름을 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 평면도이다. 예를 들면, 도 5는 스마트 폰의 윈도우 측 외부 형상을 도시한 평면도이다.
도 5를 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.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
홀 절삭 날 및 측면 절삭 날을 포함하는 홀 절삭 공구, 측면 절삭 공구 및 광학 필름을 준비하였다. 상기 측면 절삭 날의 직경은 4mm이고, 상기 측면 절삭 날의 직경은 1.3mm이며, 상기 홀 절삭 날의 단부 단면은 삼각형(도 6의 (a)의 말단 빗금 영역)이었다. 또한, 측면 절삭 공구의 직경은 4mm이었다.
상기 홀 절삭 공구를 상기 광학 필름 상에 위치시킨 후 상기 홀 절삭 날을 상기 광학 필름에 삽입할 후 수평 이동시켜, 홀을 형성하였다.
이 후 상기 홀 절삭 공구를 상기 광학 필름의 일측면으로 이동시킨 후 측면 절삭 날을 상기 일측면과 접촉시켰다. 상기 측면 절삭 날을 2회 수평 이동시키면서 상기 광학 필름의 일측면을 연마하였다.
이 후, 상기 측면 절삭 날에 의해 연마되지 않은 상기 광학 필름의 나머지 3개 측면들을 상기 측면 절삭 공구를 사용하여 연마하였다.
실시예 2 내지 3
상기 홀 절삭 날의 직경이 각각 하기 표 1과 같은 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 홀 형성 및 측면 연마 공정을 수행하였다.
비교예 1 내지 2
실시예 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 말단부 단면(도 6 (b) 및 (c)의 빗금 영역 참조)이 각각 하기 표 1과 같은 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 홀 형성 및 측면 연마 공정을 수행을 형성하였다.
도 6 (b)는 비교예 1에 따른 홀 절삭 날의 단부를 나타내는 개략적인 평면도이고, 도 6 (c)는 비교예 2에 따른 홀 절삭 날의 단부를 나타내는 개략적인 평면도이다.
비교예 3
홀 절삭 날은 포함하고, 측면 절삭 날은 포함하지 않는 홀 절삭 공구, 측면 절삭 공구 및 광학 필름을 준비하였다.
상기 광학 필름의 상기 일측면 연마가 상기 홀 절삭 공구의 홀 절삭 날을 사용하여 수행되는 점을 제외하고 실시예 1과 동일한 방식으로 홀 형성 및 측면 연마 공정을 수행하였다.
비교예 4 내지 9
비교예 3에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 직경 및 수평 이동 횟수가 하기 표 1과 같은 점을 제외하고, 비교예 3과 동일한 방식으로 광학 필름 상에 홀을 형성 하였다.
구분 홀 절삭 공구 구성 홀 절삭 공구의 말단부 단면 모양 측면 절삭 날 직경(mm) 홀 절삭 날 직경(mm) 수평 이동 회수
실시예 1 홀 절삭 날, 측면 절삭 날 삼각형 4 1.3 2회
실시예 2 홀 절삭 날, 측면 절삭 날 삼각형 4 1.2 2회
실시예 3 홀 절삭 날, 측면 절삭 날 삼각형 4 1.0 2회
비교예 1 홀 절삭 날, 측면 절삭 날 평면형 4 1.3 2회
비교예 2 홀 절삭 날, 측면 절삭 날 삼지창형 4 1.3 2회
비교예 3 홀 절삭 날 삼각형 - 1.3 2회
비교예 4 홀 절삭 날 삼각형 - 1.3 3회
비교예 5 홀 절삭 날 삼각형 - 1.3 3회
비교예 6 홀 절삭 날 삼각형 - 1.2 2회
비교예 7 홀 절삭 날 삼각형 - 1.2 3회
비교예 8 홀 절삭 날 삼각형 - 1.0 2회
비교예 9 홀 절삭 날 삼각형 - 1.0 3회
실험예
홀 직경 및 품질 평가
형성된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 9의 광학 필름에 형성된 홀의 직경을 측정하였다.
또한, 상기 홀의 모양 및 홀 절삭면에 대해 하기 기준에 따라 평가하였다. 상기 측정 결과 및 평가 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
◎: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 없음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 없음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
○: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 없음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
△: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 있음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
X: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 있음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 있음
측면부 품질 평가
형성된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 9의 광학 필름 측면들에 대해 하기 기준에 따라 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
◎: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 없음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 없음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
○: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 없음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
△: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 있음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 없음
X: 50um 이상의 Crack 및 100um 이상 PF/SP 들뜸 현상 있음 / 가공면의 부분적으로 50um 이상의 점착제 빠짐 현상 있음, 가공 단차 10um 이상 현상 있음
가공 능력 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 9에 따른 홀 절삭 공구를 사용하여, 두께 250㎛의 광학 필름을 가공하였다. 이 경우, 상기 홀 절삭 공구를 사용하여 동시에 가공 가능한 광학 필름의 최대 두께 및 최대 매수를 측정하였다.
또한, 하기 식 1에 따라 절삭 공구 교체 시간 30분을 기준으로 실시예들 및 비교예들에 따른 홀 절삭 공구의 가공 능력(매수/월)을 계산하였다.
[식 1]
가공 능력(매수/월) = 동시에 가공 가능한 광학 필름의 최대 매수 X 총 가공 시간 X 1일 가동 시간 X 수율 X (365일/12개월)
(가동 시간 = 24시간 - 1일 설비 유휴 시간 - 절삭 공구 교체 시간;
1일 설비 유휴 시간: 작업자 교대 시간, 설비 청소 시간, 장비 점검 시간 등을 포함;
절삭 공구 교체 시간: 절삭 공구 교환, 설비 세팅, 이상 확인 시간, 가공 크기 보정 시간 등을 포함)
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 9에 따른 홀 절삭 공구의 가공 능력(%)을 실시예 1를 기준으로 평가하였다.
상기 동시에 가공 가능한 광학 필름의 최대 두께 및 가공 능력(%) 평가 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
구분 가공 후
홀 크기(mm)		 홀(Hole)
품질		 측면부 품질 동시 가공 가능한 광학 필름 두께(mm) 가공
능력(%)
실시예 1 2.0 ◎ ◎ 8 100
실시예 2 1.9 ◎ ◎ 8 100
실시예 3 1.7 ◎ ◎ 7 87.5
비교예 1 2.0 △ ◎ 8 100
비교예 2 2.0 △ ◎ 8 100
비교예 3 2.0 ◎ X 8 100
비교예 4 2.0 ◎ △ 7 85
비교예 5 2.0 ◎ ○ 4 40이하
비교예 6 1.9 ◎ X 8 100
비교예 7 1.9 ◎ ○ 3 30이하
비교예 8 1.7 ◎ X 7 87.5
비교예 9 1.7 ◎ ○ 1 10이하
상기 표 2를 참고하면, 홀 절삭 공구가 홀 절삭 날 및 측면 절삭 날을 모두 포함하는 실시예 1 내지 3의 경우 홀 절삭 날만을 포함하는 비교예 3 내지 9와 비교할 때 얇은 홀 절삭 날이 아닌 상대적으로 두꺼운 측면 절삭 날을 사용하여 광학 필름의 측면을 가공하며, 광학 필름 측면부의 가공 품질이 우수하였다.
또한, 두께가 얇은 홀 절삭 날을 사용하여 측면을 가공함에 따른 품질 저하를 방지하기 위하여, 가공 횟수를 증가시킨 비교예 4, 비교예 5, 비교예 7 및 비교예 9의 경우 가동 시간 감소 등으로 인하여 가공 능력(%)이 저하되었다.
또한, 홀 절삭 날의 말단부 단면이 삼각형인 실시예 1 내지 3의 경우 홀 절삭 날의 말단부 단면이 삼각형이 아닌 비교예 1 및 2와 비교할 때 홀 절삭 날을 삽입하는 과정에서 발생하는 홀 절삭 날의 떨림의 감소하여, 가공된 홀의 품질이 우수하였다.
50: 광학 필름 100: 홀 형성 장치
110: 로딩부 120: 제1 이동부
130: 홀 절삭 공구 132: 공구 바디
134: 측면 절삭 날 136: 홀 절삭 날
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 α: 돌출각
θ: 경사각

Claims (10)

  1. 공구 바디;
    상기 공구 바디의 일단부로부터 연장된 측면 절삭 날; 및
    상기 측면 절삭 날의 말단부로부터 연장되고, 상기 측면 절삭 날보다 직경이 작은 홀 절삭 날을 포함하는, 홀 절삭 공구.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날은 삼각형 단면의 단부를 포함하는, 홀 절삭 공구.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 측면 절삭 날의 직경에 대한 상기 홀 절삭 날의 직경비는 0.17 내지 0.83인, 홀 절삭 공구.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 경사각(θ1) 및 상기 측면 절삭날의 경사각(θ2)은 각각 20° 내지 50°인, 홀 절삭 공구.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 홀 절삭 날의 상기 단부의 돌출각은 90° 내지 150°인, 홀 절삭 공구.
  6. 광학 필름이 안치되는 로딩부; 및
    상기 광학 필름에 홀을 형성하고 상기 광학 필름의 일 측면을 연마하는 청구항 1의 홀 절삭 공구를 포함하는, 홀 형성 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 광학 필름의 홀 형성 및 측면 연마에 따라 상기 홀 절삭 공구의 높이를 조절하는 제1 이동부를 더 포함하는, 홀 형성 장치,
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 홀 절삭 공구에 의해 연마되지 않는 상기 광학 필름의 측면들을 연마하는 측면 절삭 공구를 더 포함하는, 홀 형성 장치.
  9. 광학 필름을 준비하는 단계;
    청구항 1의 홀 절삭 공구의 상기 홀 절삭 날을 상기 광학 필름에 삽입하여 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 광학 필름의 일 측면을 상기 홀 절삭 공구의 상기 측면 절삭 날을 사용하여 연마하는 단계를 포함하는, 광학 필름의 홀 형성 방법,
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 홀 절삭 공구의 상기 측면 절삭 날에 의해 연마되지 않는 상기 광학 필름의 측면들을 별도의 측면 절삭 공구로 연마하는 것을 더 포함하는, 광학 필름의 홀 형성 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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