KR20200099402A - 홀 형성 장치 - Google Patents

Abstract

홀 형성 장치는 커터날을 결합 고정하는 제1 금형, 대상물 지지대를 구비하고 제1 금형과 선택적으로 결합하는 제2 금형을 구비한다. 커터날은 대상물의 외곽을 절단하고 제1 길이를 갖는 외곽 커터날, 대상물의 외곽에서 내측으로 이격되는 위치에 홀을 형성하고 외곽 커터날보다 긴 제2 길이를 가져 외곽 커터날보다 돌출하는 홀 커터날을 구비한다.

Description

홀 형성 장치{Apparatus for Piercing Hole}

본 발명은 홀 형성 장치에 관한 것으로, 상세하게는 터치센서 등에 홀을 형성할 때 크랙(crack) 발생을 방지할 수 있는 홀 형성 장치에 관한 것이다.

홀 형성 장치는 보통 상부 금형, 하부 금형으로 이루어지고, 상부 금형은 커터날 홀더를, 하부 금형은 대상물 지지대를 구비하고 있다. 홀 형성 장치는 하부 금형의 대상물 지지대에 대상물을 올려놓고 상부 금형을 하부 금형에 프레스 압착하여 대상물에 홀을 형성한다.

특허공개 제2014-0013835호(인발다이스의 홀 형성 장치)는, 요동 운동을 생성하는 요동 캠, 요동 캠의 유동에 따라 상하로 일정 간격 유동하는 상하축, 상하축의 하측에 구비되고 대상물의 중앙부에 홀을 성형하는 가공침, 대상물을 지지하는 테이블, 테이블을 상하로 이동시키는 테이블 구동수단, 테이블에 놓인 대상물을 눌러 고정하는 고정단, 고정단의 상하 이동을 안내하고 조절하는 고정단 조절수단 등으로 구성하여, 가공침의 끼임 방지, 작업 능률 향상 등을 달성하고 있다.

특허등록 제0784977호(착탈 가능한 홀 형성 블럭이 장착된 피나클 금형의 구조)를 보면, 지지판과 커터날이 형성된 피나클 금형에서, 원지의 스크랩이 배출될 수 있도록 홀 형성 블럭의 측면에 스크랩 배출구를 형성하고 있다. 스크랩 배출구에서 배출되는 스크랩은 홀 형성 블럭의 하부에 구비되는 스크랩 수집 공간부에 모아진다.

이와 같이, 종래의 홀 형성 장치는 커터날이 대상물에 끼는 것을 방지하거나 잘려진 스크랩을 배출하는 것 등을 도모하고 있는데, 종래의 홀 형성 장치를 이용하여 터치센서에 홀을 형성해 보면, 형성되는 홀의 가장자리에 크랙(crack)이 발생하고 있다. 홀이 대상물의 외곽에 인접할 때, 크랙은 홀과 외곽 사이의 영역에서 주로 발생하는데, 특히 홀 커터날과 외곽 커터날을 이용하여 외곽 컷팅과 홀 컷팅을 동시에 수행할 때 크랙이 심하게 발생하고 있다.

도 1a,1b는 종래의 홀 형성 장치를 이용한 홀 형성 결과를 도시하고 있다.

도 1a,1b에 도시한 바와 같이, 상부 금형(10)에 구비되는 외곽 커터날(11)과 홀 커터날(12)의 길이가 같을 경우, 홀의 가장자리에서 크랙이 발생하였다.

이와 같이, 대상물에 홀을 형성할 때, 홀과 대상물의 외곽 라인을 동일한 힘으로 동시에 커팅하면, 상대적으로 면적이 작은 홀 근처에서 크랙이 발생할 수 있고, 특히 홀이 대상물의 외곽에 가깝게 위치할수록 크랙 발생률이 높아질 수 있다. 또한, 대상물이 경도가 높은, 예를들어 ITO, IZO 등과 같은 결정화된 무기물의 금속산화물로 구성되는 경우, 크랙이 발생하기 쉽다.

[선행기술문헌] 특허공개 제2014-0013835호, 특허등록 제0784977호

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외곽 컷팅과 홀 컷팅을 동시에 수행할 때 홀과 외곽 사이에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있는 홀 형성 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 홀 형성 장치는 제1 금형, 제2 금형을 포함하여 구성할 수 있다.

제1 금형은 커터날을 결합 고정할 수 있다.

제2 금형은 대상물 지지대를 구비하고, 제1 금형과 선택적으로 결합할 수 있다.

커터날은 외곽 커터날, 홀 커터날을 구비할 수 있다.

외곽 커터날은 대상물의 외곽을 절단하고 제1 길이를 가질 수 있다.

홀 커터날은 대상물의 외곽에서 내측으로 이격되는 위치에 홀을 형성하고, 외곽 커터날보다 긴 제2 길이를 가져 외곽 커터날보다 돌출할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에서, 제1 금형은 상부에 위치하고 제2 금형은 하부에 위치할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에서, 홀 커터날의 길이(제2 길이)는 외곽 커터날의 길이(제1 길이)보다 '50㎛ ~ 대상물 두께'만큼 길게 할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에서, 제2 길이는 제1 길이보다 50~250㎛ 길 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치는 대상물 지지대 상에 대상물을 지지하는 캐리어 필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 대상물 지지대는 캐리어 필름을 고정할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에서, 대상물 지지대는 캐리어 필름을 고정하는 클램프를 포함할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에서, 대상물은 터치센서 또는 터치센서 일면에 편광판이 접합된 편광판 적층 터치센서일 수 있다. 터치센서는 투명 금속산화물을 포함할 수 있다.

본 발명의 홀 형성 장치에 의해 형성되는 홀은 원형이고, 터치센서의 전극패턴 피치보다 작은 직경을 가질 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 홀 형성 장치에 의하면, 홀 커터날과 외곽 커터날을 사용하여 외곽 컷팅과 홀 컷팅을 동시에 수행할 때, 홀 커터날의 길이를 외각 커터날의 길이보다 길게 구성함으로써, 홀과 외곽 사이에서 발생하는 크랙을 방지할 수 있다.

도 1a,1b는 종래의 홀 형성 장치를 이용한 홀 형성 결과를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명에 따른 홀 형성 장치의 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 홀 형성 장치의 상부 금형을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 홀 형성 장치에서 홀 커터날과 외곽 커터날의 길이 관계를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 홀 형성 장치를 이용하여 홀을 형성한 터치센서를 도시하고 있다.
도 6a,6b는 본 발명에 따른 홀 형성 장치를 이용한 홀 형성 결과를 도시하고 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 홀 형성 장치의 결합 사시도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 홀 형성 장치는 상부 금형(100), 하부 금형(200) 등으로 구성할 수 있다.

상부 금형(100)은 상측이 프레스 등에 결합하여 하측으로 선택적으로 가압될 수 있다. 상부 금형(100)은 하측에 커터날을 결합 고정하는 커터날 홀더(미도시)를 구비할 수 있다.

하부 금형(200)은 상측이 상부 금형(100)의 하측과 선택적으로 결합할 수 있다. 하부 금형(200)은 상측에 대상물 지지대(미도시), 대상물 고정구(미도시) 등을 구비할 수 있다. 대상물 지지대(미도시)는 터치센서 등과 같은 대상물을 지지할 수 있고, 대상물 고정구(미도시)는 대상물의 일측을 고정할 수 있다.

상부 금형(100)과 하부 금형(200)은 상대적으로 상하로 이동하면서 선택적으로 결합할 수 있는데, 상부 금형(100)과 하부 금형(200) 중 하나, 또는 모두가 승강할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 홀 형성 장치의 상부 금형을 도시하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 커터날은 외곽 커터날(310), 홀 커터날(320) 등을 포함할 수 있다.

외곽 커터날(310)은 대상물의 외곽, 즉 테두리를 절단하여 대상물의 외형을 형성하는 것으로, 상부 금형(100)의 하측 표면에서 수직되게 돌출할 수 있다. 대상물이 터치센서이면, 외곽 커터날(310)은 대략 사각 형상으로 구성할 수 있다.

홀 커터날(320)은 대상물에 홀을 형성하는 것으로, 상부 금형(100)의 하측 표면에서 수직되게 돌출할 수 있다. 홀 커터날(320)은 외곽 커터날(310)에서 내측으로 이격되는 지점에 위치할 수 있다. 홀 커터날(320)은 원형, 사각형 등 다양한 형상의 홀을 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 홀 형성 장치에서 홀 커터날과 외곽 커터날의 길이 관계를 도시하고 있다.

외곽 커터날(310)은 제1 길이(L1)를 가지면서 상부 금형(100)에서 하측으로 돌출할 수 있다.

홀 커터날(320)은 외곽 커터날(310)의 내부에 위치하고 제2 길이(L2)를 가지면서 상부 금형(100)에서 하측으로 돌출할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)는 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 길게 구성할 수 있다. 이와 같이, 홀 커터날(320)을 외곽 커터날(310)보다 길게 하면, 외곽에 인접하여 형성되는 홀의 외곽 측에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도4와 같이 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 길게 구성하면 홀을 먼저 절단할 수 있고, 이에 따라 홀 절단 시 홀 주변 영역이 절단되지 않은 상태로 지탱됨으로써 홀 주변에 가해지는 힘이 분산되어 크랙 발생이 방지될 수 있다.

아래의 표 1은, 홀과 외곽 사이의 간격이 1mm, 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)가 2mm, 홀 직경이 3mm, 대상물 두께가 400㎛일 때, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 50㎛씩 길게 하면서, 크랙의 발생과 캐리어 필름의 손상 여부를 측정한 것이다.

L1(mm)	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
L2(mm)	2.00	2.05	2.10	2.15	2.20	2.25	2.30
크랙 발생	○	×	×	×	×	×	×

위의 표 1에서 보듯이, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 50㎛ 이상으로 길게 구성하면, 대상물에 크랙이 발생하는 것을 차단할 수 있음을 확인할 수 있다.

그런데, 위의 표 1에서, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 길게 하더라도, 대상물의 두께인 400㎛ 이상으로 길게 하면, 캐리어 필름에 손상이 발생할 수 있다.

따라서, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 길게 하여 크랙 발생을 최소화하되, 길이 차이는 '50㎛ ~ 대상물의 두께' 만큼으로 하여 부작용을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.

아래의 표 2는 위의 표 1에서 대상물의 두께만 300㎛로 변경한 경우의 실험 결과이다.

L1(mm)	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
L2(mm)	2.00	2.05	2.10	2.15	2.20	2.25	2.30
크랙 발생	○	×	×	×	×	×	×

위의 표 2에서 보듯이, 두께가 300㎛인 대상물에 대해 실험한 결과, 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)를 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)보다 50㎛ 이상 길게 형성하면, 여전히 대상물에 크랙이 발생하는 것을 차단할 수 있음을 확인할 수 있다.

터치센서는 기재필름, 전극층, 보호층 등으로 구성되고, 터치센서 상에는 편광판이 추가로 적층될 수 있다. 편광판 적층 터치센서의 경우, 편광판에도 터치센서와 중첩되는 홀을 포함할 수 있고, 편광판 적층 터치센서는 접합된 상태에서 외곽 및 홀이 동시에 커팅될 수 있다.

터치센서 또는 편광판 적층 터치센서에서 크랙이 주로 발생하는 부분은 전극층, 즉 센서층이다. 편광판 적층 터치센서에서, 편광판은 보통 50㎛ 두께로 형성되는데, 이 경우 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)와 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)의 최소 차이는 50㎛로 하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 위의 표 1,2에 나타난 결과와 동일하다. 한편, 편광판 적층 터치센서는 전체 두께를 최소 250㎛로 형성할 수 있는데, 이 경우 캐리어 필름의 손상을 방지하려면 홀 커터날(320)의 제2 길이(L2)와 외곽 커터날(310)의 제1 길이(L1)의 차이는 최대 250㎛로 설정할 수 있다.

위의 도 2~4에서, 홀 형성 장치는 대상물 지지대 상에 대상물을 지지하는 캐리어 필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 대상물 지지대는 캐리어 필름을 고정할 수 있다. 대상물 지지대는 캐리어 필름을 고정하는 클램프를 포함할 수 있다.

또한, 위의 도 2~4에서, 커터날을 상부 금형에 결합하는 것으로 도시 및 설명하였으나, 커터날을 하부 금형에 결합하고 대상물을 상부 금형에 지지하는 형태로 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 홀 형성 장치를 이용하여 홀을 형성한 터치센서를 도시하고 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 홀 형성 장치는 투명 전극층을 포함하는 터치센서(400)에 홀(H)을 형성할 수 있다. 홀(H)은 최외측이 터치센서(400)의 외곽에서 예를들어 1.0~10.0mm 만큼 내측으로 이격된 지점에 위치할 수 있다. 다만, 홀과 외곽의 이격 거리가 가까울수록 크랙 발생 가능성이 높으므로, 홀과 외곽의 이격 거리를 홀의 직경 대비 150% 이상으로 하는 것이 바람직할 수 있다.

터치센서(400)는 다수의 감지셀을 구비할 수 있다. 터치센서(400)는 투명기판에 가로(X축) 방향으로 배열되는 다수의 감지셀을 연결하여 제1 감지전극을 구성하고, 세로(Y축) 방향으로 배열되는 다수의 감지셀을 연결하여 제2 감지전극을 구성할 수 있다. 제1,2 감지전극은 가로, 세로 방향으로 다수를 배열할 수 있다. 감지셀은 섬(island) 형태로 구성할 수 있고, 감지셀 사이의 전기적 연결은 도전성 브릿지 등을 이용할 수 있다.

터치센서(400)는 가로방향 및 세로방향으로 배열되는 감지전극을 다수 묶어 배선부에 연결할 수 있는데, 다수가 묶여진 그룹 간의 간격을 패턴 피치(pattern pitch)라 할 수 있다. 터치센서(400)는 보통 3~4mm의 패턴 피치를 갖는데, 이러한 구성에서, 홀(H)은 패턴 피치보다 작은 직경, 즉 4mm 미만의 크기로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

도 6a,6b는 본 발명에 따른 홀 형성 장치를 이용한 홀 형성 결과를 도시하고 있다.

도 6a,6b에 도시한 바와 같이, 홀 커터날(320)을 외곽 커터날(310)보다 길게 구성하면, 홀을 형성할 때 홀 가장자리에서 크랙 발생이 방지됨을 확인할 수 있다.

이상, 본 발명을 실시예로서 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면 이러한 실시예를 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

10, 100 : 상부 금형 200 : 하부 금형
11, 310 : 외곽 커터날 12, 320 : 홀 커터날
400 : 터치센서 H : 홀
L1 : 외곽 커터날 길이 L2 : 홀 커터날 길이
20 : 터치센서

Claims (9)

1. 커터날을 결합 고정하는 제1 금형;
   대상물 지지대를 구비하고, 상기 제1 금형과 선택적으로 결합하는 제2 금형을 포함하고,
   상기 커터날은
   대상물의 외곽을 절단하고 제1 길이를 갖는 외곽 커터날;
   상기 대상물의 외곽에서 내측으로 이격되는 위치에 홀을 형성하고, 상기 외곽 커터날보다 긴 제2 길이를 가져 상기 외곽 커터날보다 돌출하는 홀 커터날을 포함하는, 홀 형성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 금형은 상부에 위치하고 상기 제2 금형은 하부에 위치하는, 홀 형성 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 '50㎛ ~ 대상물 두께'만큼 긴, 홀 형성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 50~250㎛ 긴, 홀 형성 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 대상물 지지대 상에 상기 대상물을 지지하는 캐리어 필름을 포함하고,
   상기 대상물 지지대는 상기 캐리어 필름을 고정하는. 홀 형성 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 대상물 지지대는
   상기 캐리어 필름을 고정하는 클램프를 포함하는, 홀 형성 장치.
7. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 대상물은
   터치센서 또는 터치센서 일면에 편광판이 접합된 편광판 터치 적층체인, 홀 형성 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 터치센서는
   투명 금속산화물을 포함하는, 홀 형성 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 홀은
   원형이고, 상기 터치센서의 전극패턴 피치보다 작은 직경을 갖는, 홀 형성 장치.
   

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