KR102650288B1 - 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 굴곡부를 갖는 유리 기판 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 장치, 이를 이용한 유리 기판의 제조 방법, 및 상기 제조 방법에 의해 제조된 유리 기판에 관한 것이다. 본 발명에서, 유리 기판의 제조에 사용되는 하부 금형이 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비된다.
이에 따라, 본 발명은 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판, 즉 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 간단한 장치 및 방법으로 제조할 수 있고, 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 용이하게 취출할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판, 즉 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 간단한 장치 및 방법으로 제조할 수 있고, 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 용이하게 취출할 수 있다.
Description
본 발명은 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 굴곡부를 갖는 유리 기판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 이를 이용하여 제조된 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판에 관한 것이다.
종래에는 디스플레이로서 평판 디스플레이(flat panel display)를 사용하였으나, 최근에는 스마트폰이나 태블릿과 같은 전자기기에 있어서 측면 부분이 곡면으로 처리된 엣지(edge) 디스플레이가 상용화되고 있다. 이러한 엣지 디스플레이의 경우 화면의 평면부 뿐만 아니라 측면부도 디스플레이로 활용할 수 있으므로 베젤부를 줄이고 표시 영역을 극대화할 수 있다. 또한, 엣지부에 다양한 사용자 인터페이스(UI)를 적용하여 사용자의 편의를 향상시킬 수 있고, 디자인적으로도 디스플레이 장치의 심미감을 높일 수 있다는 장점이 있다.
이러한 엣지 디스플레이의 개발에 따라, 디스플레이 소자를 보호하는 커버글라스 형상 또한 단순한 평판 형상이 아니라 곡면 또는 수직면을 갖는 엣지 형상으로 제조하기 위한 기술이 개발되고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 제10-1523497호는 모바일 기기용 곡면 윈도우 글라스 제조방법에 관한 것으로, 유리 기판을 블로잉 몰드 또는 진공 몰드에 세팅한 후 가열시킴으로써 곡면 윈도우 글라스를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술의 경우 사용되는 몰드의 구조가 유리 기판에 90° 이하의 곡률각을 갖는 굴곡부를 형성하도록 설계되어 있다. 또한, 유리 기판에서 굴곡부를 형성하고자 하는 영역 뿐만 아니라, 유리 기판의 전 영역에 열이 가해지기 때문에, 평면부에 열흔과 같은 결함이 형성되어 균일도가 저하될 수 있다.
이러한 평면부의 결함 문제를 해결하기 위한 기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1893830호는 평판상 유리 기판의 가장자리를 따라 연속되는 성형 부분만을 선택적으로 열 변형할 수 있는 금형을 이용함으로써, 평판 형상인 유리 기판의 가장자리에 엣지를 형성하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술에 의해 제조된 유리 기판 또한 굴곡부의 변형 곡률각이 최대 90°에 불과한 한계가 있다. 따라서, 차세대 디스플레이 장치에 적용하기 위해 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
이와 같은 상황에서, 본 발명의 발명자들은 유리 기판의 성형에 사용되는 하부 금형의 설계를 변형함으로써, 간단한 장치 및 방법으로 언더컷을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있으면서 굴곡부 성형에 의한 결함을 최소화할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제조하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 유리 기판의 제조 장치는 하부 금형을 포함하고, 상기 하부 금형은 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명에서, 상기 지지부는 상하 이동이 가능한 이동 블록을 포함할 수 있으며, 이 때 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는, 상기 이동 블록의 하방 이동에 따라 상기 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는, 상기 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명의 제조 장치는, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 슬라이딩하기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 지지부에 상하 이동이 가능한 이동 블록이 포함되는 경우, 상기 제조 장치는 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 슬라이딩하기 위한 제 1 구동부 및 상기 이동 블록을 상하 이동하기 위한 제 2 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 장치는, 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가열하는 가열부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 장치는, 상기 유리 기판의 폭 방향 양 측부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키는 이동 금형을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 장치는, 상기 유리 기판의 상부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하여 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 형성시키는 상부 금형을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 장치는, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치일 수 있다.
본 발명은 또한, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 장치로서, 상기 유리 기판의 제조 장치는 하부 금형 및 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 빔 조사 장치를 포함하고, 상기 하부 금형은 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부가, 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키기 위한 진공 형성 부재를 포함하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명에서, 상기 레이저 빔은 스팟 레이저 빔(spot laser beam) 또는 라인 레이저 빔(line laser beam)일 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명은 또한, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 제조 방법은, 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하는 하부 금형을 준비하는 단계; 예비 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 성형하여, 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 상기 성형된 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 성형된 유리 기판을 상기 하부 금형으로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 지지부는 상하 이동이 가능한 이동 블록을 포함할 수 있으며, 이 때, 상기 분리하는 단계는 상기 이동 블록을 하방 이동시키는 단계; 및 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 간의 이격 거리가 줄어들도록 상기 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 분리하는 단계는, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 상기 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 예비 유리 기판은, 평판상 유리 기판, 또는 폭 방향 양 단부에 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판일 수 있다.
본 발명에서, 상기 성형하는 단계는, 상기 준비된 예비 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 예비 유리 기판의 양 측부로부터 상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 예비 유리 기판을 준비하는 단계는, 볼록상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계; 상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계; 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 평판상 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 새깅(sagging) 또는 가압하여, 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 볼록상의 예비 성형 금형은 상기 하부 금형과 동일한 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 예비 유리 기판을 준비하는 단계는, 오목상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계; 상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계; 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 평판상 유리 기판을 상기 예비 성형 금형에 진공 흡착시켜, 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 방법으로서, 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하는 하부 금형을 준비하는 단계; 예비 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 조사하여 가열하는 단계; 상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착시켜 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 상기 성형된 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 성형된 유리 기판을 상기 하부 금형으로부터 분리하는 단계를 포함하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 제조 방법에 의해 제조된 유리 기판으로서, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제공한다.
본 발명에 따르면, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판, 즉 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 간단한 장치 및 방법으로 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 엣지에 화면부가 형성된 차세대 디스플레이 기기의 커버 글라스 제작에 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 유리 기판의 제조 장치에서 유리 기판의 굴곡부와 접하는 금형의 일부가 슬라이딩 가능하도록 구성함으로써, 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 용이하게 취출할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고, 곡률각(θ)이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 두께 방향으로 절단한 단면 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치에서, 제1 및 제2 벤딩 성형부가 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비된 하부 금형의 사용 상태도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치에서, 제1 및 제2 벤딩 성형부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비된 하부 금형의 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 레이저 조사 및 진공 흡착에 의해 유리 기판을 제조하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 이동 금형을 더 포함하는 유리 기판 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 이동 금형 및 상부 금형을 더 포함하는 유리 기판 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 볼록상의 예비 성형 금형 및 새깅을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 볼록상의 예비 성형 금형 및 가압을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 오목상의 예비 성형 금형 및 진공 흡착을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 제조 장치의 일 예(a) 및 본 발명에 의해 제조된 유리 기판(b)을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치에서, 제1 및 제2 벤딩 성형부가 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비된 하부 금형의 사용 상태도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치에서, 제1 및 제2 벤딩 성형부가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비된 하부 금형의 사용 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 레이저 조사 및 진공 흡착에 의해 유리 기판을 제조하는 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 이동 금형을 더 포함하는 유리 기판 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 이동 금형 및 상부 금형을 더 포함하는 유리 기판 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 볼록상의 예비 성형 금형 및 새깅을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 볼록상의 예비 성형 금형 및 가압을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 제조 방법에 있어서, 예비 유리 기판을 준비하는 단계에서 오목상의 예비 성형 금형 및 진공 흡착을 이용하는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 제조 장치의 일 예(a) 및 본 발명에 의해 제조된 유리 기판(b)을 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
본 발명은 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제조하는 장치 및 이를 이용하여 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 상기 유리 기판은 평판부, 및 상기 평판부의 폭 방향 단부에 형성된 굴곡부를 포함하는 커브드 글래스(curved glass)일 수 있으며, 바람직하게는 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 굴곡부가 형성된 것일 수 있다.
본 발명에서 "폭 방향", "두께 방향" 및 "길이 방향"은 본 발명의 제조 장치 및 제조 방법에서 위치 및 방향을 구분하여 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 설명에 있어서 사각 형상의 유리 기판을 기준으로 일 변의 방향을 "폭 방향"이라고 정의하였을 때, 상기 "폭 방향"의 변과 수직하는 다른 변의 방향을 "길이 방향"으로, 상기 유리 기판의 면과 수직하는 방향을 "두께 방향"으로 정의한다. 특히, 본 발명에서 "폭 방향"은 유리 기판의 양측에 굴곡부가 형성될 때 두 굴곡부를 가로지르는 방향을 의미한다.
본 발명에서, 상기 유리 기판의 굴곡부의 곡률각은 90°를 초과할 수 있다. 다만, 상기 곡률각의 범위는 본 발명의 기술적 특징을 강조하여 설명하기 위한 것으로 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 제조 장치는 곡률각이 90° 이하인 유리 기판의 제조에도 사용될 수 있다.
도 1은 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 일 예를 도시한 것으로서, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성된 굴곡부를 포함하는 유리 기판(F)에 있어서, 상기 굴곡부의 곡률각(θ)이 180° 인 유리 기판(F)을 두께방향으로 절단한 단면 형상을 나타낸 것이다.
종래 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조하는 기술에 의하면, 굴곡부의 곡률각(θ)이 최대 90°에 불과한 한계가 있었다. 그러나 본 발명은 이러한 종래 기술의 한계를 극복하여, 굴곡부의 곡률각이 90° 이하인 유리 기판 뿐만 아니라 90°를 초과하는 유리 기판, 즉 언더컷(undercut)을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있다. 또한, 유리 기판 제조시 열, 압력 및 금형에 의한 영향을 최소화함으로써, 열흔 및 균일성 저하과 같은 결함을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 유리 기판의 굴곡부와 접하는 금형의 일부가 슬라이딩 가능하도록 구성함으로써, 제조된 유리 기판이 언더컷 형상을 가짐에도 불구하고 금형에서 쉽게 취출될 수 있다.
본 발명은 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제조하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 유리 기판의 제조 장치는 하부 금형을 포함할 수 있으며, 상기 하부 금형은 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하며, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
본 발명에서, 상기와 같이 언더컷 성형면을 갖는 하부 금형을 사용하고, 하부 금형의 벤딩 성형부를 슬라이딩 가능하도록 설계함으로써, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 언더컷 형상을 갖는 유리 기판을 제조 장치로부터 용이하게 취출할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유리 기판의 제조 장치는 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩 시키기 위한 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하부 금형의 지지부는 상하 이동이 가능한 이동 블록을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 이동 블록의 하방 이동에 따라 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 유리 기판(F)의 제조 장치에서, 하부 금형(100)의 지지부(110)는 상하 이동이 가능한 이동 블록(115)을 포함할 수 있다. 이러한 구조에서, 도 2의 (a)와 같이 상기 이동 블록(115)이 하부 금형(100)에 내장된 상태로 유리 기판(F)의 굴곡부를 성형할 수 있다. 이 후, 도 2의 (b)와 같이, 상기 이동 블록(115)이 하방으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 도 2의 (c)와 같이, 제1 및 제2 벤딩 성형부(120, 130) 중 적어도 하나가 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다. 이 때, 상기 유리 기판의 제조 장치는 제1 및 제2 벤딩 성형부(120, 130) 중 적어도 하나를 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩하기 위한 제1 구동부(미도시) 및 이동 블록(115)을 상하 이동하기 위한 제2 구동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 이동 블록(115)은 지지부(110) 내에 포함되는 것으로, 지지부(110)에서 분리가 용이하도록 상하 이동이 가능한 형상의 단면 구조를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 이동 블록은 유리 기판의 굴곡부를 성형한 후 유리 기판으로부터 두께 방향으로 이격되는 방향, 즉 하방으로 분리될 수 있도록, 폭 방향 단면의 두께가 상부로 갈수록 작아지는 사다리꼴 형상의 단면 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시 형태에 따르면, 이동 블록이 하부 금형으로부터 분리됨으로써 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나가 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩하여 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있으므로, 언더컷을 갖는 유리 기판의 취출을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 하부 금형 내부에 가열 수단을 설치하거나, 외부의 진공 시스템과 연통시키는 매니폴드를 형성하기 위한 공간 확보가 용이해져 설계의 자유도가 높은 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 금형의 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는 상기 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 유리 기판(F)의 제조 장치에서, 하부 금형(200)은 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부(210)와, 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부(220, 230)를 포함하고, 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면(225, 235)을 구비할 수 있다. 이러한 구조에서, 도 3의 (a)와 같이, 하부 금형(200)을 이용하여 유리 기판(F)의 굴곡부를 성형하고, 이후 도 3의 (b)와 같이, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나가 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나가 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩하여 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있으므로, 언더컷을 갖는 유리 기판의 취출을 용이하게 할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유리 기판의 제조 장치는, 유리 기판을 가열하기 위한 가열부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 가열부는 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가열하기 위한 것으로, 유리 기판을 소정 온도 이상으로 가열시키는 역할을 할 수 있다. 상기 가열부에 의해 유리 기판은 300℃ 이상, 예를 들어 500℃ 내지 1,000℃의 온도로 가열될 수 있으며, 이에 따라 유리 기판의 단부가 소정 점도를 가지는 무른 상태로 변화하게 되어, 성형 또는 가공이 용이한 상태가 될 수 있다.
본 발명에서, 상기 가열부는 유리 기판의 온도를 상승시킬 수 있는 열원을 포함하며, 예를 들어 전기 히터, 열선, 레이저 조사 장치 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 가열부는 하부 금형 및 후술하는 이동 금형의 내부에 구비되거나 그 외부에 하부 금형 및 이동 금형과 접하여 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 가열부의 위치는 유리 기판에 에너지를 전달할 수 있는 한 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 가열부는 레이저 빔 조사 장치를 포함할 수 있다. 이 때, 하부 금형에는 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키기 위한 진공 형성 부재가 포함되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 유리 기판의 제조 장치로서, 레이저 빔 조사 장치를 포함하는 가열부(300) 및 진공 형성 부재를 포함하는 하부 금형(200)을 포함하는 제조 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4를 참고하면, 상기 유리 기판 제조 장치는 유리 기판(P)의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 국부적으로 조사하여 가열하는 가열부(300), 및 진공 형성 부재를 포함하는 하부 금형(200)을 포함할 수 있으며, 상기 진공 형성 부재는 적어도 하나의 진공홀(250) 및 상기 진공홀(250)과 연통하는 적어도 하나의 매니폴드(255)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 금형(200)의 제1 및 제2 벤딩 성형부에는 적어도 하나의 진공홀(250)이 형성될 수 있다. 상기 진공홀(250)은 유리 기판(P)의 폭 방향 양 단부를 제1 및 제2 벤딩 성형부에 진공 흡착시키기 위한 것으로, 진공홀(250)의 적어도 하나는 제1 및 제2 벤딩 성형부의 언더컷 성형면에 형성될 수 있다. 그리고, 하부 금형(200)의 내부에는 진공홀(250)과 연통하는 적어도 하나의 매니폴드(255)가 형성될 수 있으며, 이러한 매니폴드(255)는 배기구(260)를 통해 외부의 진공 시스템(미도시)과 연결될 수 있다.
이에 따라, 가열부(300)의 레이저 빔에 의해 가열된 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 진공에 의해 제1 및 제2 벤딩 성형부의 언더컷 성형면에 흡착됨으로써, 유리 기판의 굴곡부가 90°를 초과하는 곡률각을 갖도록 성형할 수 있다.
상기 가열부(300)는 레이저 빔을 조사함으로써 유리 기판을 소정 온도, 예를 들면 300℃ 이상, 바람직하게는 500 내지 1,000℃로 가열시킬 수 있으며, 유리 기판이 흡수하여 소정 온도로 가열될 수 있는 파장을 갖는 레이저 빔을 방출할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 레이저 빔의 파장은 1 내지 100μm, 바람직하게는 2 내지 15μm일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유리 기판의 구체적인 성분, 재질 등에 따라 레이저 빔의 파장은 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 형태에서, 상기 가열부(300)의 레이저 조사 장치는 스팟 레이저 빔(spot laser beam) 또는 라인 레이저 빔(line laser beam)을 방출할 수 있다.
상기 스팟 레이저 빔은 점 형태의 초점을 갖는 레이저 빔으로서, 초점의 크기는 굴곡부의 면적에 따라 달라질 수 있으며, 초점의 크기를 조절하기 위하여 빔 확대기(beam expander)가 사용될 수 있다. 또한, 레이저 빔으로서 스팟 레이저 빔을 사용하는 경우, 스팟 레이저 빔을 유리 기판의 길이 방향으로 이동시키기 위한 스팟 레이저 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 라인 레이저 빔은 레이저 빔의 단면의 형태가 가로와 세로 길이 중 일방이 상대적으로 긴 형태를 갖는 레이저 빔으로서, 초점의 단면이 선형을 나타낸다. 따라서, 라인 빔을 사용하는 경우 직선 형태의 초점을 갖는 레이저 빔이 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 적용될 수 있으므로, 유리 기판의 양 단부를 빠르고 간편하게 가열시킬 수 있다. 본 발명에서, 레이저 빔으로서 라인 레이저 빔을 사용하는 경우, 라인 레이저 빔을 유리 기판의 폭 방향으로 이동시키기 위한 라인 레이저 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치를 이용하면, 평면 유리 기판(S)으로부터 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판(F), 즉 언더컷을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있다. 따라서, 곡률각이 90° 이하인 유리 기판(P)을 별도로 준비하는 공정을 생략할 수 있으므로, 간단한 공정으로 언더컷을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있다.
더욱이, 상기 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치를 이용하면, 추가적인 금형 및 가압을 이용한 2단계 핫 프레싱(hot pressing) 공정 없이 언더컷을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있다. 2단계 핫 프레싱 공정의 경우, 유리 기판을 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖도록 1차 가공하고, 그 다음 곡률각이 90°를 초과하도록 2차 가공하는 단계가 필요하며, 이러한 반복 공정을 위하여 가열 및 냉각을 반복하여야 한다. 이러한 과정에서 유리 기판의 미세조직이 변화하여 기계적 특성이 저하될 수 있으며, 열팽창 및 수축의 반복에 따라 치수 정확도가 떨어질 수 있고, 열흔과 같은 결함이 발생할 수 있다. 또한, 금형과의 접촉에 의해 단부에 과도한 스트레스가 가해지거나, 핫 프레싱에 사용되는 금형의 위치에 따라 굴곡부의 형상이 달라질 수 있는 리스크가 있다. 그러나, 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 유리 기판 장치를 이용하면 2단계 공정 없이 곡률각이 90°를 초과하도록 성형할 수 있으므로, 기계적 특성 및 치수 정확성 저하 문제를 해결할 수 있으며, 열흔과 같은 결함의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유리 기판 제조 장치는, 유리 기판의 굴곡부 외측에 위치하는 이동 금형을 더 포함할 수 있다.
도 5는 상기 이동 금형을 포함하는 유리 기판 제조 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치(1000)는 하부 금형(100) 및 유리 기판의 폭 방향 양 측부로부터 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하는 이동 금형(400)을 포함할 수 있다.
상기 이동 금형(400)은 유리 기판의 폭 방향으로 이동 가능하며, 유리 기판의 양 측부로부터 무른 상태로 변한 유리 기판의 굴곡부를 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하여, 유리 기판에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키는 역할을 한다.
상기 실시 형태에 따르면, 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판(P)을 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판(F)으로 성형할 수 있다.
본 발명에서, 상기 유리 기판 제조 장치는, 유리 기판의 상부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하는 상부 금형을 더 포함할 수 있다.
도 6은 상기 상부 금형을 포함하는 유리 기판 제조 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유리 기판 제조 장치(2000)는 전술한 유리 기판 제조 장치(1000)와 비교하여, 평판상의 유리 기판의 상부로부터 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하여 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 형성시키는 상부 금형(500)을 더 포함하는 구조를 가질 수 있다.
이에 따라, 상부 금형(500)을 이용하여 평판상의 유리 기판(S)의 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 형성시킨 후, 하부 금형(100)을 이용하여 굴곡부의 곡률각을 90°를 초과하도록 성형할 수 있으므로, 하나의 장치에 의해 평판상의 유리 기판(S)을 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판(F)으로 성형할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 유리 기판 제조 장치를 이용하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 방법을 제공하며, 상기 유리 기판 제조 방법은 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하는 하부 금형을 준비하는 단계; 예비 유리 기판을 준비하는 단계; 상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시키는 단계; 상기 준비된 예비 유리 기판의 굴곡부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 성형하여, 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 상기 성형된 유리 기판의 굴곡부로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 성형된 유리 기판을 상기 하부 금형으로부터 분리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 하부 금형에 대한 설명은 상기 유리 기판의 제조 장치에 대한 설명에서 서술한 바와 동일하므로, 중복을 피하기 위하여 구체적인 설명을 생략한다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 예비 유리 기판을 준비하는 단계는 평판상 유리 기판을 준비하는 단계 또는 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계일 수 있으며, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판은 새깅(sagging), 가압, 진공 흡착 등 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 방법에 의해 준비될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 예비 유리 기판으로서 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계에서 사용될 수 있는 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계는, 볼록상의 예비 성형 금형을 이용하여 수행될 수 있다.
도 7을 참고하면, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계는, 볼록상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계; 상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계; 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 평판상 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 새깅(sagging)하여, 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 새깅(sagging)이란 가열된 유리 기판의 폭 방향 단부가 중력(g)에 의해 휘는 것으로, 이에 따라 유리 기판은 볼록상의 예비 성형 금형에 상응하는 표면 형상을 갖게 된다.
또는, 도 8을 참고하면, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계는, 볼록상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계; 상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계; 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 평판상 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하여, 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압함에 따라, 유리 기판은 볼록상의 예비 성형 금형에 상응하는 표면 형상을 갖게 된다. 상기 가압은 전술한 상부 금형에 의한 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 볼록상의 예비 성형 금형은 전술한 하부 금형과 동일한 것일 수 있고, 이 경우, 하나의 제조 장치에 의해 평판상의 유리 기판을 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판으로 성형할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계는 오목상의 예비 성형 금형을 이용하여 수행될 수도 있다.
도 9를 참고하면, 상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계는, 오목상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계; 상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계; 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 평판상 유리 기판을 상기 예비 성형 금형에 진공 흡착시켜, 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오목상의 예비 성형 금형은 성형 과정에서 가열된 유리 기판을 진공에 의해 흡착하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 오목상의 예비 성형 금형에는 유리 기판을 예비 성형 금형에 흡착시키기 위한 진공 형성 부재가 형성될 수 있다. 상기 진공 형성 부재는 적어도 하나의 진공홀(250) 및 상기 진공홀(250)과 연통하는 적어도 하나의 매니폴드(255)를 포함할 수 있으며, 이러한 매니폴드(255)는 배기구(260)를 통해 외부의 진공 시스템(미도시)과 연결된 형태를 가질 수 있다.
가열된 유리 기판을 예비 성형 금형에 진공 흡착함에 따라, 유리 기판은 오목상의 예비 성형 금형에 상응하는 표면 형상을 갖게 되어, 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻을 수 있다.
상기 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판을 준비하는 단계에서, 상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계는 유리 기판을 300℃ 이상, 예를 들면 500 내지 1,000℃의 온도로 가열하는 단계일 수 있고, 이에 따라 유리 기판은 소정 점도를 가지는 무른 상태로 변화하게 된다. 유리 기판을 가열하기 위한 가열부는 예비 성형 금형의 내부에 구비되거나, 그 외부에 예비 성형 금형과 접하여 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 제조 방법에서, 예비 유리 기판이 준비되면, 상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시킨 후, 예비 유리 기판의 양 단부가 언더컷 성형면에 밀착되도록 성형하는 단계를 수행한다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 성형 단계는, 준비된 예비 유리 기판의 양 단부에 레이저 빔을 조사하여 가열하고, 예비 유리 기판의 양 단부를 언더컷 성형면에 진공 흡착시키는 것에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저 조사 및 진공 흡착은 도 4의 유리 기판 제조 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저 빔을 이용한 성형 단계에서, 예비 유리 기판으로서 평판상 유리 기판 또는 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판이 준비될 수 있으며, 상기 레이저 빔 성형 단계는, 준비된 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 조사하여 가열하는 단계; 및 상기 예비 유리 기판의 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착시켜, 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 실시 형태에 따르면, 곡률각이 90° 이하인 유리 기판(P)을 별도로 준비하는 공정 없이, 평판상 유리 기판(S)으로부터 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판(F)을 제조하는 것이 가능하므로, 공정을 간단하게 설계할 수 있다.
더욱이, 상기 실시 형태에 따르면, 추가적인 금형 및 가압을 이용한 2단계 핫 프레싱(hot pressing) 공정 없이 언더컷을 갖는 유리 기판을 제조할 수 있다. 2단계 핫 프레싱 공정의 경우, 유리 기판을 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖도록 1차 가공하고, 그 다음 곡률각이 90°를 초과하도록 2차 가공하는 단계가 필요하며, 이러한 반복 공정을 위하여 가열 및 냉각을 반복하여야 한다. 이러한 과정에서 유리 기판의 미세조직이 변화하여 기계적 특성이 저하될 수 있으며, 열팽창 및 수축의 반복에 따라 치수 정확도가 떨어질 수 있고, 열흔과 같은 결함이 발생할 수 있다. 또한, 금형과의 접촉에 의해 단부에 과도한 스트레스가 가해지거나, 핫 프레싱에 사용되는 금형의 위치에 따라 굴곡부의 형상이 달라질 수 있는 리스크가 있다. 그러나, 본 발명의 상기 실시 형태에 따른 제조 방법을 이용하면 2단계 공정 없이 유리 기판의 굴곡부가 90°를 초과하는 곡률각을 갖도록 성형할 수 있으므로, 기계적 특성 및 치수 정확성 저하 문제를 해결할 수 있으며, 열흔과 같은 결함의 발생을 방지할 수 있다.
상기 레이저 빔은 스팟 레이저 빔(spot laser beam) 또는 라인 레이저 빔(line laser beam)일 수 있다.
상기 스팟 레이저 빔을 사용하는 경우, 레이저 빔을 유리 기판의 길이 방향으로 이동시키면서 유리 기판의 단부를 가열할 수 있다. 또는, 상기 라인 레이저 빔을 사용하는 경우, 레이저 빔을 유리 기판의 폭 방향으로 이동시킴으로써, 유리 기판의 단부를 가열할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 성형 단계는, 준비된 유리 기판을 가열하고, 유리 기판의 양 측부로부터 유리 기판의 양 단부를 가압하는 것에 의해 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 가압은 도 5의 유리 기판 제조 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 가압 성형 단계에서, 예비 유리 기판으로서 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판이 준비될 수 있으며, 상기 가압 성형 단계는 준비된 예비 유리 기판을 가열하는 단계; 및 상기 예비 유리 기판의 양 측부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하여, 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서, 상기 성형 단계가 완료되면 성형된 유리 기판을 하부 금형으로부터 분리하는 단계를 수행하며, 상기 분리 단계는 하부 금형의 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 슬라이딩 시킴으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 분리 단계는, 하부 금형의 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 시킴으로써 수행될 수 있다. 이 때, 상기 하부 금형으로는 도 2에 도시된 바와 같이 이동 블록을 포함하는 하부 금형이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 폭 방향 분리 단계는, 하부 금형의 이동 블록을 하방 이동시키는 단계; 및 하부 금형의 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 간의 이격 거리가 줄어들도록 상기 평판부의 폭 방향으로 슬라이딩 시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 상기 분리 단계는, 하부 금형의 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩 시킴으로써 수행될 수 있다. 이 때, 상기 하부 금형으로는 도 3에 도시된 하부 금형을 사용할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제조 방법을 이용하면, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조할 수 있으며, 유리 기판의 굴곡부와 접하는 금형의 일부가 슬라이딩 가능하도록 구성된 제조 장치를 이용함으로써, 제조된 유리 기판이 언더컷 형상을 가짐에도 불구하고 금형에서 쉽게 취출될 수 있다.
도 10의 (a)는 본 발명의 유리 기판의 제조 방법에 이용될 수 있는 제조 장치의 일 구현예이고, 도 10의 (b)는 본 발명에 의해 얻어진 유리 기판을 촬영한 사진이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법에 따라, 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제조 장치 또는 제조 방법을 이용하여 제조된 유리 기판으로서, 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판을 제공한다.
상기 유리 기판의 두께는 10nm 내지 10cm, 바람직하게는 100nm 내지 1cm, 더 바람직하게는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
상기 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판은 스마트폰이나 태블릿과 같은 디스플레이 장치의 커버 글라스로 이용될 수 있고, 특히 차세대 디스플레이인 엣지 디스플레이를 적용한 디스플레이 장치의 커버 글라스로 이용될 수 있다.
이상으로 본 발명의 내용의 특정부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100, 200: 하부 금형
110, 210: 지지부
115: 이동 블록
120, 130, 220, 230: 제1 및 제2 벤딩 성형부
125, 135, 225, 235: 언더컷 성형면
250: 진공홀
255: 매니폴드
260: 배기구
300: 가열부
400: 이동 금형
500: 상부 금형
1000, 2000: 유리 기판의 제조 장치
F: 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판
P: 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판
S: 평판상의 유리 기판
110, 210: 지지부
115: 이동 블록
120, 130, 220, 230: 제1 및 제2 벤딩 성형부
125, 135, 225, 235: 언더컷 성형면
250: 진공홀
255: 매니폴드
260: 배기구
300: 가열부
400: 이동 금형
500: 상부 금형
1000, 2000: 유리 기판의 제조 장치
F: 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖는 유리 기판
P: 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 갖는 유리 기판
S: 평판상의 유리 기판
Claims (20)
- 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 장치로서,
상기 유리 기판의 제조 장치는 하부 금형을 포함하고,
상기 하부 금형은 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하며,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하고,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는, 상기 지지부가 유리 기판을 지지하는 상태에서, 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있도록 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비되는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를 슬라이딩하기 위한 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가열하는 가열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유리 기판의 폭 방향 양 측부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키는 이동 금형을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 유리 기판의 상부로부터 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 가압하여 곡률각이 90° 이하인 굴곡부를 형성시키는 상부 금형을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 장치로서,
상기 유리 기판의 제조 장치는 하부 금형 및 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 빔 조사 장치를 포함하고,
상기 하부 금형은 상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하며,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하고,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부가, 상기 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착하여 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 형성시키기 위한 진공 형성 부재를 포함하며,
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나는, 상기 지지부가 유리 기판을 지지하는 상태에서, 상기 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있도록 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하도록 구비되는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 레이저 빔이 스팟 레이저 빔(spot laser beam) 또는 라인 레이저 빔(line laser beam)인 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치. - 삭제
- 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하는 하부 금형을 준비하는 단계;
예비 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시키는 단계;
상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 성형하여, 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를, 상기 지지부가 유리 기판을 지지하는 상태에서, 상기 성형된 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있도록 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 성형된 유리 기판을 상기 하부 금형으로부터 분리하는 단계
를 포함하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 삭제
- 삭제
- 제 12 항에 있어서,
상기 예비 유리 기판이, 평판상 유리 기판, 또는 폭 방향 양 단부에 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판인 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 성형하는 단계가,
상기 예비 유리 기판을 가열하는 단계; 및
상기 예비 유리 기판의 양 측부로부터 상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부가 상기 언더컷 성형면에 밀착되도록 가압하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 예비 유리 기판을 준비하는 단계가,
볼록상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계;
상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계;
상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및
상기 평판상 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 새깅(sagging) 또는 가압하여, 폭 방향 양 단부에 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 예비 유리 기판을 준비하는 단계가,
오목상의 예비 성형 금형을 마련하는 단계;
상기 예비 성형 금형에 평판상 유리 기판을 거치하는 단계;
상기 거치된 평판상 유리 기판을 가열하는 단계; 및
상기 평판상 유리 기판을 상기 예비 성형 금형에 진공 흡착시켜, 폭 방향 양 단부에 곡률각 90° 이하의 굴곡부를 갖는 유리 기판을 얻는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판의 제조 방법으로서,
상기 유리 기판의 평판부를 면접하여 지지하는 지지부, 및 상기 지지부의 폭 방향 양 단부로부터 연장 형성되고 상기 유리 기판의 굴곡부를 성형 안내하는 제1 및 제2 벤딩 성형부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 벤딩 성형부는 벤딩 각도가 90°를 초과하는 언더컷 성형면을 구비하는 하부 금형을 준비하는 단계;
예비 유리 기판을 준비하는 단계;
상기 예비 유리 기판을 상기 하부 금형 상에 위치시키는 단계;
상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부에 레이저 빔을 조사하여 가열하는 단계;
상기 예비 유리 기판의 폭 방향 양 단부를 상기 언더컷 성형면에 진공 흡착시켜 유리 기판이 폭 방향 양 단부에 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 갖도록 성형하는 단계; 및
상기 제1 및 제2 벤딩 성형부 중 적어도 하나를, 상기 지지부가 유리 기판을 지지하는 상태에서, 상기 성형된 유리 기판의 굴곡부로부터 이격될 수 있도록 평판부의 길이 방향으로 슬라이딩시켜, 상기 성형된 유리 기판을 상기 하부 금형으로부터 분리하는 단계
를 포함하는, 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 방법. - 제 12 항 또는 제 19 항의 방법에 의해 제조되고,
평판부 및 상기 평판부의 폭 방향 양 단부에 형성되고 곡률각이 90°를 초과하는 굴곡부를 포함하는 유리 기판.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052999A KR102650288B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 굴곡부를 갖는 유리 기판 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052999A KR102650288B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 굴곡부를 갖는 유리 기판 |
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|---|---|
| KR20220146121A KR20220146121A (ko) | 2022-11-01 |
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| KR1020210052999A KR102650288B1 (ko) | 2021-04-23 | 2021-04-23 | 굴곡부를 갖는 유리 기판의 제조 장치 및 제조 방법, 및 굴곡부를 갖는 유리 기판 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101647411B1 (ko) * | 2015-02-06 | 2016-08-10 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 빔을 이용한 유리 성형 장치 및 유리 성형 방법 |
| CN111204961A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 维达力实业（赤壁）有限公司 | 双曲折弯模具装置、双曲折弯玻璃及其制作方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102461107B1 (ko) * | 2017-12-14 | 2022-10-31 | 삼성디스플레이 주식회사 | 커버 글래스 및 이의 제조 방법 |
| KR102474889B1 (ko) * | 2018-07-12 | 2022-12-06 | 주식회사 엘지화학 | 유리의 곡면 성형 장치 및 방법 |
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2021
- 2021-04-23 KR KR1020210052999A patent/KR102650288B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| CN111204961A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-05-29 | 维达力实业（赤壁）有限公司 | 双曲折弯模具装置、双曲折弯玻璃及其制作方法 |
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