KR20140146836A - 커버 윈도우 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우 제조 방법 - Google Patents

커버 윈도우 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표시 장치에 사용되는 커버 윈도우의 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우의 제조 방법을 제공한다. 커버 윈도우 제조 장치는 복수의 고정판, 복수의 이동판, 복수의 금형, 및 구동부를 포함한다. 복수의 고정판은 서로간 거리를 두고 상호 적층되어 위치한다. 복수의 이동판은 복수의 고정판 각각의 하부에 위치하며, 서로간 거리를 두고 상호 적층되고, 복수의 연결 부재에 의해 일체로 연결된다. 복수의 금형은 복수의 이동판 각각에 배치되며, 커버 윈도우 성형을 위한 내부 공간을 형성한다. 구동부는 복수의 이동판 중 어느 하나의 이동판과 결합되고, 복수의 이동판을 상승시켜 복수의 금형을 복수의 고정판에 가압시킨다.

Description

커버 윈도우 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우 제조 방법 {DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OF COVER WINDOW}
본 기재는 표시 장치에 사용되는 커버 윈도우의 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 복수의 화소를 구비하여 이미지를 표시하는 표시 패널과, 표시 패널의 표시면을 덮는 투명한 커버 윈도우를 포함한다. 표시 패널과 커버 윈도우 사이에는 터치 인식을 위한 터치 스크린 패널이 위치할 수 있다. 커버 윈도우는 외부 충격과 사용 중 가해지는 스크래치 등으로부터 터치 스크린 패널과 표시 패널을 보호하는 기능을 한다.
최근 들어 스마트 폰과 태블릿 피씨(tablet PC) 등과 같은 다양한 전자 기기의 사용이 증가하면서 디자인적인 다양성이 요구되고 있다. 이러한 디자인적인 다양성을 만족시키기 위해 휘어지는(flexible) 표시 패널과 더불어 입체적인 형상의 커버 윈도우가 제안되었다.
유리를 이용하여 입체적인 형상의 커버 윈도우를 제작하기 위해서는 평판 유리를 하측 금형 위에 배치하고 대략 800℃의 고온으로 가열 후 상측 금형으로 평판 유리를 가압시켜 성형하고, 성형된 커버 윈도우를 냉각시키는 과정을 거치게 된다. 그런데 종래의 금형은 금형 하나당 하나의 커버 윈도우를 제작하는 구조이므로 정해진 공정 시간 내에 많은 양의 커버 윈도우를 생산할 수 없어 대량 생산에 불리하다.
본 기재는 정해진 공정 시간 내에 보다 많은 양의 커버 윈도우를 생산할 수 있는 커버 윈도우 제조 장치 및 이를 이용한 커버 윈도우 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 기재의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 장치는 복수의 고정판, 복수의 이동판, 복수의 금형, 및 구동부를 포함한다. 복수의 고정판은 서로간 거리를 두고 상호 적층되어 위치한다. 복수의 이동판은 복수의 고정판 각각의 하부에 위치하며, 서로간 거리를 두고 상호 적층되고, 복수의 연결 부재에 의해 일체로 연결된다. 복수의 금형은 복수의 이동판 각각에 배치되며, 커버 윈도우 성형을 위한 내부 공간을 형성한다. 구동부는 복수의 이동판 중 어느 하나의 이동판과 결합되고, 복수의 이동판을 상승시켜 복수의 금형을 복수의 고정판에 가압시킨다.
복수의 고정판과 복수의 이동판 및 복수의 금형 전체는 가열로의 내부에 위치할 수 있다.
복수의 고정판은 복수의 수직 고정부에 의해 일체로 결합될 수 있으며, 복수의 수직 고정부는 같은 높이로 형성되어 복수의 고정판이 일정한 거리를 유지하도록 할 수 있다. 복수의 고정판 중 최하부에 위치하는 고정판은 가열로의 내부에 위치하는 지지대에 체결 부재를 이용하여 고정될 수 있다.
복수의 이동판 각각은 복수의 고정판 각각의 하부에 위치할 수 있고, 복수의 연결 부재는 같은 높이로 형성되어 복수의 이동판이 일정한 거리를 유지하도록 할 수 있다. 복수의 이동판 각각은 금형을 복수개로 적재할 수 있다.
복수의 고정판 중 적어도 하나의 고정판은 복수의 연결 부재 각각을 둘러싸는 복수의 개구부를 형성할 수 있다. 구동부는 복수의 이동판 중 최하부 이동판에 결합된 피스톤을 포함하는 유압 실린더와, 유압 실린더로 유압을 제공하는 유압 펌프를 포함할 수 있다.
복수의 금형 각각은 돌출부와 오목부 중 어느 하나를 형성하는 하측 금형과, 돌출부와 오목부 중 다른 하나를 형성하는 상측 금형을 포함할 수 있다. 돌출부와 오목부 각각은 평탄면과, 평탄면에 연결되는 곡면으로 구성될 수 있다.
본 기재의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 방법은, 가열로 내부에 복수의 고정판과 복수의 이동판을 배치하는 단계와, 평판 유리를 사이에 두고 적층된 하측 금형과 상측 금형으로 이루어진 복수의 금형을 복수의 이동판 각각에 배치하는 단계와, 가열로를 작동시켜 평판 유리를 가열하는 단계와, 복수의 이동판을 상승시켜 복수의 금형을 복수의 고정판에 압착시킴으로써 복수의 금형으로 성형 압력을 제공하는 단계를 포함한다.
복수의 고정판은 가열로 내부에서 설정된 위치를 유지할 수 있고, 복수의 이동판은 구동부에 결합되어 구동부 작동에 의해 상승 또는 하강할 수 있다. 하측 금형은 돌출부와 오목부 중 어느 하나를 형성하고, 상측 금형은 돌출부와 오목부 중 다른 하나를 형성하며, 평판 유리는 평탄부와 곡면부를 포함하는 커버 윈도우로 성형될 수 있다.
본 기재의 실시예들에 따르면, 복수의 이동판이 적층 구조로 이루어짐에 따라 보다 많은 양의 금형을 한 번에 적재할 수 있고, 단일 구동부를 이용하여 복수의 금형을 향해 동시에 압력을 가할 수 있다. 따라서 정해진 공정 시간 내에 보다 많은 수의 커버 윈도우를 제조할 수 있으므로 대량 생산에 유리하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 커버 윈도우 제조 장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 커버 윈도우 제조 장치 중 금형의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시한 제4 단계의 커버 윈도우 제조 장치를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “상에” 또는 “위에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 “바로 위에” 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, “~ 상에” 또는 “~ 위에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시한 커버 윈도우 제조 장치의 일부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1과 도 2를 참고하면, 커버 윈도우 제조 장치(100)는 복수의 고정판(10), 복수의 이동판(20), 복수의 금형(30), 및 구동부(40)를 포함한다. 복수의 고정판(10)과 복수의 이동판(20) 및 복수의 금형(30) 전체는 가열로(50)의 내부에 위치하고, 구동부(40)는 가열로(50)의 내부와 외부에 걸쳐 위치할 수 있다.
복수의 고정판(10)은 서로간 거리를 두고 상호 적층되어 위치하고, 복수의 이동판(20) 각각은 복수의 고정판(10) 각각의 하부에서 서로간 거리를 두고 상호 적층되어 위치한다. 도 1에서는 세 개의 고정판(10)과 세 개의 이동판(20)을 예로 들어 도시하였으나, 고정판(10)과 이동판(20)의 개수는 도시한 예로 한정되지 않는다.
복수의 고정판(10) 중 최하부에 위치하는 고정판(10)은 가열로(50) 내부에 위치하는 지지대(51) 위에 놓일 수 있고, 볼트와 같은 체결 부재(52)에 의해 지지대(51)와 결합되어 지지대(51)에 견고하게 고정될 수 있다. 지지대(51)는 중앙 개구부를 형성하여 고정판(10)의 가장자리를 지지한다. 체결 부재(52)는 볼트로 한정되지 않으며, 고정판(10)을 지지대(51)에 견고하게 고정시킬 수 있는 구성이면 모두 적용 가능하다.
복수의 고정판(10)은 수직 고정부(11)에 의해 일체로 결합된다. 수직 고정부(11)는 상하 방향으로 이웃한 두 개의 고정판(10) 사이에 위치하여 이웃한 두 개의 고정판(10)을 연결시킨다. 수직 고정부(11)는 모두 같은 높이로 형성되며, 복수의 고정판(10)은 서로간 일정한 거리를 유지한다.
수직 고정부(11)는 기둥 모양이나 막대 모양 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 도 2에서는 원기둥 모양의 수직 고정부(11)가 고정판(10)의 네 코너측에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 수직 고정부(11)의 위치와 형상은 도시한 예로 한정되지 않는다.
복수의 고정판(10) 중 최하부에 위치하는 고정판(10)이 지지대(51)에 견고하게 고정되고, 복수의 고정판(10)이 수직 고정부(11)에 의해 일체로 결합되어 있으므로, 복수의 고정판(10)은 가열로(50) 내부에서 초기 설정된 위치(높이)를 그대로 유지할 수 있다.
복수의 이동판(20) 각각은 복수의 고정판(10) 각각의 하부에 위치하며, 복수의 고정판(10)과 비접촉 상태를 유지하는 연결 부재(21)에 의해 일체로 결합된다. 연결 부재(21)는 상하 방향으로 이웃한 두 개의 이동판(20) 사이에 위치하여 이웃한 두 개의 이동판(20)을 연결시킨다. 연결 부재(21)는 모두 같은 높이로 형성되고, 복수의 이동판(20)은 서로간 일정한 거리를 유지한다.
연결 부재(21)는 기둥 모양이나 막대 모양 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 도 2에서는 원기둥 모양의 연결 부재(21)가 이동판(20)의 네 가장자리 중앙에 위치하는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 연결 부재(21)의 위치와 형상은 도시한 예로 한정되지 않는다.
복수의 고정판(10) 중 적어도 하나의 고정판(10)은 연결 부재(21)를 둘러싸는 개구부(12)를 형성하여 연결 부재(21)와 접촉하지 않는다. 연결 부재(21)가 원기둥 모양으로 형성된 경우, 개구부(12)의 직경은 연결 부재(21)의 단면 직경보다 크게 형성된다.
구동부(40)는 복수의 이동판(20) 중 최하부에 위치하는 이동판(20)에 결합될 수 있으며, 복수의 이동판(20)을 상승 또는 하강시킨다. 구동부(40)는 높은 압력을 발생시킬 수 있는 유압 실린더로 구성되거나, 구동 모터와 기어 박스의 조립체 등으로 구성될 수 있다.
도 1에서는 복수의 이동판(20) 중 최하부 이동판(20)에 결합된 피스톤(41)을 포함하는 유압 실린더(42)와 유압 펌프(43)로 구성된 구동부(40)를 예로 들어 도시하였다.
복수의 이동판(20)이 하강한 상태에서 이동판(20)과 그 상부에 위치하는 고정판(10) 사이의 거리는 금형(30)의 높이보다 크다. 따라서 복수의 이동판(20)이 하강한 상태에서 복수의 금형(30)을 이동판(20) 위에 배치할 수 있다. 이때 각 이동판(20)은 복수의 금형(30)을 배치할 수 있도록 복수의 금형(30)을 합한 면적보다 큰 면적으로 형성된다.
도 3은 도 1에 도시한 커버 윈도우 제조 장치 중 금형의 분해 사시도이다.
도 3을 참고하면, 금형(30)은 하측 금형(31)과 상측 금형(32)을 포함하며, 하측 금형(31)과 상측 금형(32) 사이에 제조하고자 하는 커버 윈도우의 형상과 동일한 모양의 내부 공간이 형성된다.
예를 들어, 하측 금형(31)은 돌출부(33)를 형성할 수 있고, 상측 금형(32)은 돌출부(33)와 일정한 거리를 두고 돌출부(33)를 수용하는 오목부(34)를 형성할 수 있다. 반대로 상측 금형(32)에 돌출부(33)가 형성되고, 하측 금형(31)에 오목부(34)가 형성될 수도 있다.
돌출부(33)와 오목부(34) 각각은 평탄면과, 평탄면의 양측에 위치하는 곡면으로 구성될 수 있다. 이 경우 평탄부(61)와, 평탄부(61)의 양측에 위치하는 곡면부(62)로 이루어진 커버 윈도우(60)를 제작할 수 있다.
커버 윈도우(60)는 그 전체가 하나의 곡면부로 형성되거나, 복수의 곡면부가 연속으로 이어진 모양으로 형성되거나, 평탄부의 네 가장자리 모두에 곡면부가 연결된 모양 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 돌출부(33)와 오목부(34)는 제조하고자 하는 커버 윈도우(60)의 형상에 맞게 가공된다.
다시 도 1을 참고하면, 복수의 금형(30)은 복수의 이동판(20)이 상승할 때 고정판(10)에 밀착되어 가압되며, 구동부(40)가 설정된 시간 동안 금형(30)으로 커버 윈도우 성형에 필요한 압력을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버 윈도우 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 커버 윈도우(60)의 제조 방법은 가열로(50) 내부에 복수의 고정판(10)과 복수의 이동판(20)을 배치하는 제1 단계(S10)와, 평판 유리(65)를 내장한 복수의 금형(30)을 복수의 이동판(20) 각각에 배치하는 제2 단계(S20)와, 가열로(50)를 작동시켜 평판 유리(65)를 가열하는 제3 단계(S30)와, 복수의 이동판(20)을 상승시켜 고정판(10)과 이동판(20) 사이에 금형(30)을 압착시킴으로써 금형(30)으로 압력을 제공하는 제4 단계(S40)를 포함한다.
제1 단계(S10)에서 복수의 고정판(10)과 복수의 이동판(20)은 전술한 구성으로 이루어지며, 구동부(40)가 복수의 이동판(20) 중 최하부에 위치하는 이동판(20)에 결합되어 복수의 이동판(20)을 상승 또는 하강시키는 작용을 한다. 복수의 고정판(10)은 가열로(50) 내부에서 초기 설정된 위치(높이)를 유지하고, 복수의 이동판(20)은 하강 위치(높이)를 유지한다.
제2 단계(S20)에서 금형(30)은 전술한 하측 금형(31)과 상측 금형(32)으로 이루어지고, 하측 금형(31) 위에 평판 유리(65)와 상측 금형(32)을 적층한 상태에서 이동판(20) 위에 배치된다. 각 이동판(20)은 복수의 금형(30)을 합한 면적보다 큰 면적으로 형성되어 각 이동판(20) 위에 복수의 금형(30)을 나란히 배치할 수 있다.
제3 단계(S30)에서 가열로(50) 내부는 유리 성형 온도, 예를 들어 700℃ 내지 1000℃의 고온으로 상승한다. 이러한 가열에 의해 금형(30) 내부에 위치하는 평판 유리(65)는 성형이 가능한 상태로 연화된다.
도 5는 도 4에 도시한 제4 단계의 커버 윈도우 제조 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5를 참고하면, 제4 단계(S40)에서 구동부(40)가 작동하여 피스톤(41)이 상승함으로써 복수의 이동판(20)을 상승시킨다. 그러면 복수의 금형(30)이 고정판(10)에 밀착되면서 이동판(20)과 고정판(10) 사이에서 강하게 압착된다. 이에 따라 금형(30) 내부의 평판 유리(65)가 금형(30)의 내부 공간과 동일한 모양으로 변형되면서 커버 윈도우(60)로 성형된다.
제4 단계(S40) 이후 복수의 금형(30)은 상온까지 서냉되고, 금형(30)에서 커버 윈도우(60)가 분리된다. 필요에 따라 커버 윈도우(60)는 표면 연마 작업을 거칠 수 있으며, 화학적 처리를 통해 표면 경도를 높일 수 있다.
전술한 구성의 커버 윈도우 제조 장치(100) 및 제조 방법에 따르면, 복수의 이동판(20)이 적층 구조로 이루어짐에 따라 보다 많은 양의 금형(30)을 한 번에 적재할 수 있고, 단일 구동부(40)를 이용하여 복수의 금형(30)을 향해 동시에 압력을 가할 수 있다. 따라서 정해진 공정 시간 내에 보다 많은 수의 커버 윈도우(60)를 제조할 수 있으므로 대량 생산에 유리하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 커버 윈도우 제조 장치 10: 고정판
11: 수직 고정부 20: 이동판
21: 연결 부재 30: 금형
31: 하측 금형 32: 상측 금형
40: 구동부 50: 가열로
60: 커버 윈도우 65: 평판 유리

Claims (13)

  1. 서로간 거리를 두고 상호 적층되어 위치하는 복수의 고정판;
    상기 복수의 고정판 각각의 하부에 위치하며, 서로간 거리를 두고 상호 적층되고, 복수의 연결 부재에 의해 일체로 연결되는 복수의 이동판;
    상기 복수의 이동판 각각에 배치되며, 커버 윈도우 성형을 위한 내부 공간을 형성하는 복수의 금형; 및
    상기 복수의 이동판 중 어느 하나의 이동판과 결합되고, 상기 복수의 이동판을 상승시켜 상기 복수의 금형을 상기 복수의 고정판에 가압시키는 구동부
    를 포함하는 커버 윈도우 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 고정판과 상기 복수의 이동판 및 상기 복수의 금형 전체는 가열로의 내부에 위치하는 커버 윈도우 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 고정판은 복수의 수직 고정부에 의해 일체로 결합되며,
    상기 복수의 수직 고정부는 같은 높이로 형성되어 상기 복수의 고정판이 일정한 거리를 유지하도록 하는 커버 윈도우 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 고정판 중 최하부에 위치하는 고정판은 상기 가열로의 내부에 위치하는 지지대에 체결 부재를 이용하여 고정되는 커버 윈도우 제조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 이동판 각각은 상기 복수의 고정판 각각의 하부에 위치하고,
    상기 복수의 연결 부재는 같은 높이로 형성되어 상기 복수의 이동판이 일정한 거리를 유지하도록 하는 커버 윈도우 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 이동판 각각은 상기 금형을 복수개로 적재하는 커버 윈도우 제조 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 고정판 중 적어도 하나의 고정판은 상기 복수의 연결 부재 각각을 둘러싸는 복수의 개구부를 형성하는 커버 윈도우 제조 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 복수의 이동판 중 최하부 이동판에 결합된 피스톤을 포함하는 유압 실린더; 및
    상기 유압 실린더로 유압을 제공하는 유압 펌프
    를 포함하는 커버 윈도우 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 금형 각각은,
    돌출부와 오목부 중 어느 하나를 형성하는 하측 금형; 및
    돌출부와 오목부 중 다른 하나를 형성하는 상측 금형
    을 포함하는 커버 윈도우 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 돌출부와 상기 오목부 각각은 평탄면과, 평탄면에 연결되는 곡면으로 구성되는 커버 윈도우 제조 장치.
  11. 가열로 내부에 복수의 고정판과 복수의 이동판을 배치하는 단계;
    평판 유리를 사이에 두고 적층된 하측 금형과 상측 금형으로 이루어진 복수의 금형을 상기 복수의 이동판 각각에 배치하는 단계;
    상기 가열로를 작동시켜 상기 평판 유리를 가열하는 단계; 및
    상기 복수의 이동판을 상승시켜 상기 복수의 금형을 상기 복수의 고정판에 압착시킴으로써 상기 복수의 금형으로 성형 압력을 제공하는 단계
    를 포함하는 커버 윈도우 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 고정판은 상기 가열로 내부에서 설정된 위치를 유지하고,
    상기 복수의 이동판은 구동부에 결합되어 구동부 작동에 의해 상승 또는 하강하는 커버 윈도우 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 하측 금형은 돌출부와 오목부 중 어느 하나를 형성하고,
    상기 상측 금형은 돌출부와 오목부 중 다른 하나를 형성하며,
    상기 평판 유리는 평탄부와 곡면부를 포함하는 커버 윈도우로 성형되는 커버 윈도우 제조 방법.
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