KR20220046724A - 윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법 - Google Patents

윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법 Download PDF

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KR20220046724A
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Abstract

일 실시예의 윈도우 성형 장치는 내측 성형부, 내측 성형부 하측에 배치되고, 바닥면 및 피가공 부재가 안착되는 지지부를 포함하는 복수 개의 측면들을 포함하는 베이스 지그, 및 바닥면 상에 배치된 외측 성형부를 포함하고, 외측 성형부는 바닥면에 인접한 하부면, 하부면과 마주하는 상부면, 하부면 방향으로 오목한 제1 곡면을 갖도록 정의된 코어 캐비티, 코어 캐비티로부터 상부면 방향으로 연장되고, 제2 곡면을 갖도록 정의된 복수 개의 서브 캐비티들, 및 서브 캐비티들에 안착되어 서브 캐비티들 각각의 곡면을 따라 움직이는 복수 개의 무빙 금형들을 포함하여, 벤딩부 및 벤딩부를 사이에 두고 양 측에 각각 배치된 비벤딩부들을 포함하는 윈도우를 제공할 수 있다.

Description

윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법{WINDOW MOLDING APPARATUS AND WINDOW MOLDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 윈도우 성형 장치 및 이를 이용한 윈도우 성형 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 큰 벤딩각(large bending angle)으로 벤딩된 굴곡부를 갖는 윈도우 제조를 위한 윈도우 성형 장치 및 윈도우 성형 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 윈도우, 하우징, 및 전자 소자를 포함한다. 전자 소자는 표시 소자, 터치 소자, 또는 검출 소자 등 전기적 신호에 따라 활성화되는 다양한 소자들을 포함할 수 있다. 윈도우는 전자 소자를 보호하고, 사용자에게 활성 영역을 제공한다. 이에 따라, 사용자는 윈도우를 통해 전자 소자에 입력을 제공하거나 전자 소자에 생성된 정보를 수신한다. 또한, 전자 소자는 윈도우를 통해 외부 충격으로부터 안정적으로 보호될 수 있다.
최근, 전면, 배면, 및 측면 각각을 통해 영상을 표시하는 커브드 표시 장치나 벤딩(Bending) 표시 장치 등이 개발되고 있으며, 다양한 형태의 표시 장치에 사용될 수 있는 다양한 형상의 윈도우 가공 기술 개발을 필요로 하고 있다.
본 발명의 목적은 큰 벤딩각을 갖도록 벤딩된 벤딩부를 갖는 윈도우 제조를 위한 윈도우 성형 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 큰 벤딩각을 갖도록 벤딩된 벤딩부를 갖는 윈도우를 용이하게 가공하는 윈도우 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예는 내측 성형부; 상기 내측 성형부 하측에 배치되고, 바닥면 및 피가공 부재가 안착되는 지지부를 포함하는 복수 개의 측면들을 포함하는 베이스 지그; 및 상기 바닥면 상에 배치된 외측 성형부; 를 포함하고, 상기 외측 성형부는 상기 바닥면에 인접한 하부면; 상기 하부면과 마주하는 상부면; 상기 하부면 방향으로 오목한 제1 곡면을 갖도록 정의된 코어 캐비티; 상기 코어 캐비티로부터 상기 상부면 방향으로 연장되고, 제2 곡면을 갖도록 정의된 복수 개의 서브 캐비티들; 및 상기 서브 캐비티들에 안착되어 상기 서브 캐비티들 각각의 곡면을 따라 움직이는 복수 개의 무빙 금형들; 을 포함하는 윈도우 성형 장치를 제공한다.
상기 하부면에 수직하는 단면 상에서, 상기 무빙 금형들 각각은 상기 제2 곡면에 대응하는 제3 곡면을 갖는 곡면부, 및 상기 곡면부와 마주하는 평탄부를 포함할 수 있다.
상기 피가공 부재는 벤딩부, 및 상기 벤딩부를 사이에 두고 상기 벤딩부의 양 측에 각각 배치된 제1 비벤딩부와 제2 비벤딩부를 포함하고, 상기 제1 비벤딩부, 상기 벤딩부, 및 상기 제2 비벤딩부가 플랫한 제1 상태에서, 상기 무빙 금형들 각각의 상기 평탄부는 상기 하부면에 평행하게 배치되고, 상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티로 오목하게 굴곡된 제2 상태에서, 상기 무빙 금형들 각각의 평탄부는 상기 하부면에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티를 중심으로 서로 대칭하여 정의된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 포함하고, 상기 무빙 금형들은 상기 제1 서브 캐비티에 배치된 제1 무빙 금형 및 상기 제2 서브 캐비티에 배치된 제2 무빙 금형을 포함할 수 있다.
상기 피가공 부재는 벤딩부, 및 상기 벤딩부를 사이에 두고 상기 벤딩부의 양 측에 각각 배치된 제1 비벤딩부와 제2 비벤딩부를 포함하고, 상기 제1 비벤딩부, 상기 벤딩부, 및 상기 제2 비벤딩부가 플랫한 제1 상태에서, 상기 제1 무빙 금형 및 상기 제2 무빙 금형은 상기 피가공 부재 하측에서 서로 이웃하여 배치되고, 상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티로 오목하게 굴곡된 제2 상태에서, 상기 제1 무빙 금형 및 상기 제2 무빙 금형은 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부를 사이에 두고 서로 이격되어 마주할 수 있다.
상기 내측 성형부는 평탄 성형부 및 상기 평탄 성형부 일단에 배치되고 하부면이 곡면인 코어 성형부를 포함할 수 있다.
상기 코어 성형부의 상기 하부면은 상기 제1 곡면에 대응하는 제4 곡면을 갖고, 상기 제4 곡면의 곡률 반경은 상기 제1 곡면의 곡률 반경 이하일 수 있다.
상기 내측 성형부는 상기 평탄 성형부를 관통하고 상기 코어 성형부로 연장되어 정의된 관통홀에 삽입된 가열부재를 더 포함할 수 있다.
상기 내측 성형부를 관통하는 유로가 정의되고, 상기 유로를 통해 상기 외측 성형부 측으로 에어를 분사하는 가압부를 더 포함할 수 있다.
N개의 상기 서브 캐비티들이 정의되고, 상기 N 개의 서브 캐비티들은 두 개씩 쌍을 이루어 상기 코어 캐비티 및 상기 상부면 사이에서 정의되며, 상기 N은 2이상의 짝수일 수 있다.
상기 N 개의 서브 캐비티들 중 쌍을 이루는 두 개의 상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티를 기준으로 대칭되게 정의될 수 있다.
상기 무빙 금형들은 상기 N 개의 서브 캐비티들에 대응하여 배치된 N 개의 무빙 금형들을 포함할 수 있다.
상기 N 개의 서브 캐비티들 중 상기 코어 캐비티로부터 M번 째로 정의된 상기 서브 캐비티들의 곡률 반경과 상기 코어 캐비티로부터 (M+1)번 째로 정의된 상기 서브 캐비티들의 곡률 반경은 서로 상이하고, 상기 M은 1 이상 N/2 이하의 정수일 수 있다.
내측 성형부 및 외측 성형부를 포함하고, 상기 외측 성형부는 제1 곡면을 갖도록 오목하게 정의된 코어 캐비티, 상기 코어 캐비티로부터 연장되고 제2 곡면을 갖도록 정의된 서브 캐비티들, 및 상기 서브 캐비티들 각각의 상기 제2 곡면을 따라 움직이는 복수 개의 무빙 금형들을 포함하는 윈도우 성형 장치를 이용한 윈도우 성형 방법에 있어서, 일 실시예는 상기 내측 성형부와 상기 외측 성형부 사이에 피가공 부재를 배치하는 단계; 및 상기 피가공 부재가 상기 코어 캐비티의 곡면을 따라 굴곡된 벤딩부를 포함하도록 상기 피가공 부재를 성형하는 단계; 를 포함하는 윈도우 성형 방법 을 제공한다. 상기 피가공 부재를 성형하는 단계는 상기 피가공 부재에 열을 제공하는 단계; 및 상기 피가공 부재가 상기 벤딩부를 사이에 두고 마주하는 제1 비벤딩부 및 제2 비벤딩부를 포함하도록 열이 제공된 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계; 를 포함한다.
상기 피가공 부재는 유리 기판이고, 상기 피가공 부재에 열을 제공하는 단계는 상기 내측 성형부 및 상기 외측 성형부 중 적어도 하나에 열을 제공하여, 상기 피가공 부재의 점도를 107 포이즈(poise) 내지 109 포이즈로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 내측 성형부는 평탄 성형부 및 상기 평탄 성형부의 일단에 배치된 코어 성형부를 포함하고, 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계는 상기 피가공 부재를 사이에 두고 상기 코어 성형부와 상기 코어 캐비티가 대응하도록 상기 내측 성형부를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 내측 성형부를 관통하는 유로가 정의되고, 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계는 상기 유로를 통해 2kgf/cm2 이상 10kgf/cm2 이하의 압력을 갖는 에어를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 무빙 금형들은 각각 상기 서브 캐비티들의 곡면에 대응하는 곡면을 갖는 곡면부 및 상기 곡면부와 마주하는 평탄부를 포함하고, 성가 피가공 부재를 배치하는 단계에서 이웃하는 상기 무빙 금형들의 상기 평탄부들은 상기 피가공 부재의 하측에서 서로 이웃하여 나란하게 배열되고, 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계에서 이웃하는 상기 무빙 금형들의 상기 평탄부들은 상기 피가공 부재를 사이에 두고 서로 이격되어 마주할 수 있다.
상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티로부터 2개씩 쌍을 이루어 순차적으로 정의된 N개의 서브 캐비티들을 포함하고, 상기 무빙 금형들은 상기 N개의 서브 캐비티들에 대응하여 배치된 N개의 무빙 금형들을 포함하며, 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계에서 상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티와 근접할수록 상기 N개의 무빙 금형들 중 상기 코어 캐비티에서 이격된 무빙 금형들부터 상기 코어 캐비티와 이웃하는 무빙 금형들 순으로 순차적으로 상기 서브 캐비티들의 곡면을 따라 움직이고, 상기 N은 2 이상의 짝수일 수 있다.
상기 피가공 부재를 성형하는 단계 이후에 상기 피가공 부재를 화학 강화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예는 내측 성형부; 및 상기 내측 성형부 하측에 배치된 외측 성형부; 를 포함하고, 상기 외측 성형부는 하부면; 상기 하부면과 마주하는 상부면; 상기 하부면 방향으로 오목한 제1 곡면을 갖도록 정의된 코어 캐비티; 상기 코어 캐비티로부터 상기 상부면 방향으로 연장되고, 제2 곡면을 갖도록 정의된 적어도 2개의 서브 캐비티들; 및 상기 적어도 2개의 서브 캐비티들 각각에 대응하여 배치되고, 회전축에 따라 회전하는 적어도 2개의 무빙 금형들; 을 포함하는 윈도우 성형 장치를 제공한다.
상기 적어도 2개의 무빙 금형들은 상기 적어도 2개의 서브 캐비티들 각각으로부터 이격되어 상기 회전축에 따라 각각 회전할 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 장치는 피가공 부재를 사이에 두고 배치된 내측 성형부 및 외측 성형부를 모두 포함하여, 치수 안정성이 우수한 큰 벤딩각의 벤딩부를 갖는 윈도우 제조에 사용될 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 방법을 이용하여 큰 벤딩각을 갖는 벤딩부 및 벤딩부를 사이에 두고 배치된 평탄부들을 갖는 윈도우를 제조할 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1c는 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 1d는 일 실시예에 따른 표시 모듈의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 윈도우의 사시도이다.
도 3은 일 실시예의 윈도우를 나타낸 단면도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 윈도우의 사시도이다.
도 4b는 일 실시예의 윈도우를 나타낸 단면도이다.
도 5는 일 실시예의 윈도우 성형 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치로 가공되는 피가공 부재를 나타내 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 11b는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 12a는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 12b는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 12c는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 12d는 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 13a는 일 실시예에 따른 내측 성형부를 나타낸 사시도이다.
도 13b는 일 실시예에 따른 내측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 내측 성형부를 나타낸 단면도이다.
도 15a는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 15b는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 일 실시예의 윈도우 성형 장치의 일부에서의 온도 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 17은 일 실시예의 윈도우 성형 방법을 나타낸 순서도이다.
도 18은 일 실시예의 윈도우 성형 방법의 단계를 나타낸 순서도이다.
도 19a는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일부 단계를 나타낸 도면이다.
도 19b는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일부 단계를 나타낸 도면이다.
도 19c는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일부 단계를 나타낸 도면이다.
도 20a는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일부 단계를 나타낸 도면이다.
도 20b는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일부 단계를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치"된다는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다. 본 명세서에서 "상에 배치되는" 것은 어느 하나의 부재의 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 나타내는 것일 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된 것으로 해석된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치 및 윈도우 성형 방법에 대하여 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 전자 장치를 나타낸 사시도이다. 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 복수 개의 표시면들(IS-1, IS-2, IS-3)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 복수 개의 표시면들(IS-1, IS-2, IS-3)로 이미지를 표시할 수 있다. 도 1a 및 도 1b는 동일한 전자 장치(ED)에 대한 도면으로 바라보는 방향에 따른 사시도를 각각 나타낸 것이다. 도 1a는 제3 방향축(DR3) 방향에서 바라볼 때의 전자 장치(ED)의 사시도를 나타낸 것이고, 도 1b는 제4 방향축(DR4) 방향에서 바라볼 때의 전자 장치(ED)의 사시도를 나타낸 것이다.
한편, 도 1a와 도 1b 및 이하 도면들에서는 제1 방향축(DR1) 내지 제4 방향축(DR4)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
본 명세서에서는 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향축(DR3)과 제4 방향축(DR4)은 각각 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 제3 방향축(DR3)과 제4 방향축(DR4)은 서로 반대되는 방향으로 연장되는 방향일 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 X축(X), Y축(Y), 및 Z축(Z)을 도시하였으며, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 Z축(Z) 방향은 상부로 향하는 방향으로 정의된다. 또한, X축(X)과 Y축(Y)은 서로 직교하고, Z축(Z)은 X축(X)과 Y축(Y)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다.
일 실시예의 전자 장치(ED)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 전자 장치(ED)는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(ED)는 태블릿, 노트북, 컴퓨터, 스마트 텔레비전 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 전자 장치(ED)는 스마트 폰으로 예시적으로 도시되었다.
전자 장치(ED)는 제1 표시면(IS-1)을 포함하는 제1 평탄 영역(FA-1), 제2 표시면(IS-2)을 포함하는 제2 평탄 영역(FA-2), 및 제3 표시면(IS-3)을 포함하는 벤딩 영역(BA)을 포함하는 것일 수 있다. 벤딩 영역(BA)은 제1 평탄 영역(FA-1)과 제2 평탄 영역(FA-2) 사이에 배치된 부분일 수 있다. 도 1a 및 도 1b에서 벤딩 영역(BA)은 곡면을 갖는 것으로 도시되었으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 벤딩 영역(BA)은 제1 평탄 영역(FA-1)과 제2 평탄 영역(FA-2) 사이에 배치되며, 스테이플 형상("ㄷ"자 형상)을 갖는 것일 수 있다. 제1 평탄 영역(FA-1)과 제2 평탄 영역(FA-2)은 제3 방향축(DR3) 방향에서 서로 이격되어 마주하는 것일 수 있다.
제1 표시면(IS-1)은 제1 표시 영역(IS-DA1) 및 제1 표시 영역(IS-DA1)에 인접한 제1 주변 영역(IS-NA1)을 포함하는 것일 수 있다. 제2 표시면(IS-2)은 제2 표시 영역(IS-DA2)과 제2 표시 영역(IS-DA2)에 인접한 제2 주변 영역(IS-NA2)을 포함하고, 제3 표시면(IS-3)은 제3 표시 영역(IS-DA3)과 제3 표시 영역(IS-DA3)에 인접한 제3 주변 영역(IS-NA3)을 포함하는 것일 수 있다. 본 명세서에서, 표시 영역(IS-DA1, IS-DA2, IS-DA3)은 실제 영상이 표시되는 영역으로 정의되며, 주변 영역(IS-NA1, IS-NA2, IS-NA3)은 영상이 표시되지 않는 비표시 영역으로 정의된다. 주변 영역(IS-NA1, IS-NA2, IS-NA3)은 인쇄층을 통해 다양한 색상으로 제공될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 주변 영역(IS-NA1, IS-NA2, IS-NA3) 중 적어도 일부는 생략될 수 있다.
제1 표시면(IS-1)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 평행한 것일 수 있다. 제1 표시면(IS-1)은 평면상에서 볼 때 평탄면일 수 있다. 본 명세서 내에서 "평면상에서 볼 때 또는 평면상에서"의 의미는 제3 방향축(DR3) 방향 또는 제4 방향축(DR4) 방향에서 바라보는 경우를 의미할 수 있다. 이하에서 설명되는 각 층들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 제1 표시면(IS-1)의 제1 표시 영역(IS-DA1)은 제3 방향축(DR3) 방향으로 이미지를 제공하는 것일 수 있다.
또한, 일 실시예의 전자 장치(ED)에서 제2 표시면(IS-2)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면에 평행한 것일 수 있다. 제2 표시면(IS-2)은 평면상에서 볼 때 평탄면일 수 있다. 제2 표시면(IS-2)은 제1 표시면(IS-1)과 평행한 것일 수 있다. 제2 표시면(IS-2)의 제2 표시 영역(IS-DA2)은 제4 방향축(DR4) 방향으로 이미지를 제공하는 것일 수 있다.
제3 표시면(IS-3)은 제1 표시면(IS-1)과 제2 표시면(IS-2) 사이에 배치된 부분으로 제3 표시면(IS-3)을 기준으로 제1 표시면(IS-1)과 제2 표시면(IS-2)은 180° 각도로 벤딩된 부분일 수 있다. 제3 표시면(IS-3)의 제3 표시 영역(IS-DA3)은 제3 방향축(DR3)과 제4 방향축(DR4) 사이의 방향으로 이미지를 제공할 수 있다. 제3 표시면(IS-3)을 사이에 두고 제1 표시면(IS-1)과 제2 표시면(IS-2)은 제3 방향축(DR3) 또는 제4 방향축(DR4) 방향으로 서로 이격되어 있는 것일 수 있다. 제3 표시면(IS-3)은 외측으로 볼록한 곡면 형상을 가질 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 표시면(IS-3)은 평탄(flat)면이거나, 도시된 것과 달리 곡면의 형상이 제1 방향축(DR1)과 제3 방향축(DR3)이 정의하는 면과 평행한 단면 상에서 반타원형을 갖는 것이거나, 또는 제3 표시면(IS-3)은 곡면 및 평탄면을 모두 포함하는 것일 수 있다. 한편, 제3 표시면(IS-3)은 제1 표시면(IS-1)과 제2 표시면(IS-2)의 이미지 제공 방향과 다른 방향으로 이미지를 제공하며, 제1 표시면(IS-1)과 제2 표시면(IS-2) 사이에서 굴곡부를 포함하는 형태로 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
제1 내지 제3 표시 영역들(IS-DA1, IS-DA2, IS-DA3) 각각은 서로 다른 이미지를 표시할 수 있다. 제1 내지 제3 표시 영역들(IS-DA1, IS-DA2, IS-DA3)에 표시되는 이미지들은 하나의 동일한 이미지이거나, 서로 다른 이미지들일 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 표시 영역들(IS-DA1, IS-DA2, IS-DA3) 각각으로부터 표시되는 이미지들이 연결되어 하나의 이미지가 표시될 수 있다. 제1 내지 제3 표시 영역들(IS-DA1, IS-DA2, IS-DA3) 각각은 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
도 1c는 일 실시예에 따른 전자 장치의 단면도이다. 도 1d는 일 실시예의 전자 장치에 포함된 표시 모듈의 단면도이다. 도 1d는 도 1c에서 AA' 영역에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다.
도 1c를 참조하면 일 실시예에 따른 전자 장치(ED)는 표시 모듈(DM) 및 표시 모듈(DM) 상에 배치된 윈도우(WP)를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 윈도우(WP)는 표시 모듈(DM)의 외측에 배치된 것일 수 있다. 윈도우(WP)는 표시 모듈(DM)의 외측 전체를 커버하는 것일 수 있다. 윈도우(WP)는 표시 모듈(DM)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 표시 모듈(DM)은 평탄부(FP1-DP, FP2-DP) 및 벤딩부(BP-DP)를 포함하는 것일 수 있다. 벤딩부(BP-DP)는 제2 방향축(DR2)과 나란한 일 방향으로 연장되는 벤딩축(BX)을 기준으로 벤딩된 부분일 수 있다.
일 실시예에서 표시 모듈(DM)과 윈도우(WP) 사이에는 접착층(AM)이 배치될 수 있다. 접착층(AM)은 광학투명접착층(Optically Clear Adhesive)일 수 있다.
도 1d를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM)은 전자 장치(ED)에 표시되는 이미지를 출력하는 표시 패널(DP)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 유기 발광 소자, 퀀텀닷 발광 소자, 마이크로 엘이디 발광 소자, 또는 나노 엘이디 발광 소자 등을 포함하는 발광 소자층(DP-ED)을 포함하는 것일 수 있다. 발광 소자층(DP-ED)은 영상을 실질적으로 생성하는 구성일 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기 발광 표시 패널로 설명되나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 도 1c에 도시된 것과 같이 벤딩된 상태의 형상을 갖는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 표시 패널(DP)은 도 1c에 도시된 것과 상이한 형태의 벤딩 상태를 갖는 것이거나, 또는 표시 패널(DP)은 벤딩되거나 펼쳐질 수 있는 가요성(flexible) 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 가요성을 갖는 표시 패널(DP)은 큰 벤딩각을 각도록 벤딩된 윈도우(WP)의 내측에 삽입되도록 벤딩될 수 있다.
표시 패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 회로층(DP-CL), 발광 소자층(DP-ED) 및 상부 절연층(TFE)을 포함한다. 베이스층(BL)은 플라스틱 기판, 유리 기판, 메탈 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 적어도 하나의 폴리이미드층을 포함할 수 있다.
회로층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층, 반도체 패턴들, 및 도전 패턴들을 포함한다. 절연층은 적어도 하나의 무기층과 적어도 하나의 유기층을 포함한다. 반도체 패턴들, 및 도전 패턴들은 신호라인들, 화소 구동회로, 및 스캔 구동회로를 구성할 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 발광 소자층(DP-ED)의 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)을 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터 등을 포함하는 것일 수 있다.
발광 소자층(DP-ED)은 표시 소자, 예컨대 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3)를 포함한다. 발광 소자층(DP-ED)은 화소 정의막(PDL)과 같은 유기층을 더 포함할 수 있다. 표시 모듈(DM)은 비발광 영역(NPXA) 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 각각에서 생성된 광이 방출되는 영역일 수 있다.
발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 각각은 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 전자 수송 영역(ETR), 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
도 1d에서는 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내에 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)의 발광층(EML-R, EML-G, EML-B)이 배치되며, 정공 수송 영역(HTR), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)은 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3) 전체에서 공통층으로 제공되는 실시예를 도시하였다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2에 도시된 것과 달리 일 실시예에서 정공 수송 영역(HTR) 및 전자 수송 영역(ETR)은 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부(OH) 내부에 패턴닝 되어 제공되는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 발광 소자(ED-1, ED-2, ED-3)의 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML-R, EML-G, EML-B), 및 전자 수송 영역(ETR) 등은 잉크젯 프린팅법으로 패턴닝되어 제공되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)에서 복수 개의 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 서로 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 표시 패널(DP)은 적색광을 방출하는 제1 발광 소자(ED-1), 녹색광을 방출하는 제2 발광 소자(ED-2), 및 청색광을 방출하는 제3 발광 소자(ED-3)를 포함할 수 있다. 즉, 표시 모듈(DM)의 적색 발광 영역(PXA-R), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 청색 발광 영역(PXA-B)은 각각 제1 발광 소자(ED-1), 제2 발광 소자(ED-2), 및 제3 발광 소자(ED-3)에 대응할 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제1 내지 제3 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 동일한 파장 영역의 광을 방출하는 것이거나, 또는 적어도 하나가 상이한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 발광 소자들(ED-1, ED-2, ED-3)은 모두 청색광을 방출하는 것일 수 있다.
상부 절연층(TFE)은 복수 개의 박막들을 포함한다. 일부 박막은 광학 효율을 향상시키기 위해 배치되고, 일부 박막은 발광 소자들을 보호하기 위해 배치된다. 상부 절연층(TFE)은 무기층/유기층/무기층의 적층구조를 포함하는 박막 봉지층을 포함할 수 있다.
한편, 표시 모듈(DM)은 센서층(ISU)을 더 포함하는 것일 수 있다. 센서층(ISU)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 센서층(ISU)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
센서층(ISU)은 연속된 공정을 통해 상부 절연층(TFE) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 센서층(ISU)은 상부 절연층(TFE) 상에 직접 배치된다고 표현될 수 있다. 직접 배치된다는 것은 센서층(ISU)과 상부 절연층(TFE) 사이에 제3 의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 센서층(ISU)과 상부 절연층(TFE) 사이에는 별도의 접착부재가 배치되지 않을 수 있다. 한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 센서층(ISU)과 상부 절연층(TFE) 사이에 접착부재(미도시)가 더 배치될 수 있다. 한편, 일 실시예에서 센서층(ISU)은 외부 입력을 감지하는 감지 전극들을 포함하며, 감지 전극들은 투명한 금속 산화물 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.도 2는 일 실시예에 따른 윈도우를 나타낸 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 윈도우를 나타낸 단면도이다. 도 3은 도 2의 II-II'선에 대응하는 부분을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 일 실시예의 전자 장치(ED, 도 1a)에 포함된 것일 수 있다. 윈도우(WP)는 전자 장치(ED)의 최상부 층에 해당할 수 있다. 윈도우(WP)는 강화 처리된 강화 유리 기판일 수 있다. 윈도우(WP) 내측(WP-IS)에 표시 모듈(DM, 도 1c)이 부착될 수 있고, 윈도우(WP) 외측(WP-OS)이 표시면(IS-1, IS-2, IS-3, 도 1a)이 되는 것일 수 있다. 윈도우(WP)는 강화 처리된 표면을 포함하여 외부 충격으로부터 표시 모듈(DM, 도 1c)을 안정적으로 보호할 수 있다.
일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 제1 부분과 제2 부분 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된 제3 부분을 포함하는 것일 수 있다. 제3 부분은 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치되고 굴곡된 부분을 포함하는 것일 수 있다. 제3 부분은 곡면을 포함하는 부분이거나 또는 평탄면일 수 있다.
이하, 본 명세서에서 제3 부분(BP)은 벤딩부(BP)로 지칭하고, 제1 부분(PP-1)과 제2 부분(PP-2)은 각각 제1 비벤딩부(PP-1) 및 제2 비벤딩부(PP-2)로 지칭한다. 일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 벤딩부(BP), 및 벤딩부(BP)의 양 측에 각각 배치된 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 내측(WP-IS) 또는 외측(WP-OS)의 가장자리에 배치된 인쇄층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄층(미도시)은 주변 영역들(IS-NA1, IS-NA2, IS-NA3, 도 1a, 도 1b)에 대응하여 제공되는 부분일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서 벤딩부(BP)는 제2 방향축(DR2)과 나란한 일 방향으로 연장되는 벤딩축(BX)을 기준으로 벤딩된 부분일 수 있다. 일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서 벤딩부(BP)를 사이에 두고 배치된 제1 비벤딩부(PP-1) 및 제2 비벤딩부(PP-2)는 서로 평행하게 마주하는 것일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 비벤딩부(PP-1)의 연장면과 제2 비벤딩부(PP-2)의 연장면은 서로 평행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 벤딩부(BP)에서 이격되는 방향으로의 제1 비벤딩부(PP-1)의 연장면과 제2 비벤딩부(PP-2)의 연장면은 연장되는 방향인 제1 방향축(DR1) 방향으로 갈수록 서로 가까워지거나, 또는 연장되는 방향인 제1 방향축(DR1) 방향으로 갈수록 서로 이격된 거리가 증가될 수 있다.
일 실시예의 윈도우(WP)는 리지드(rigid)한 것일 수 있다. 일 실시예의 윈도우(WP)는 벤딩부(BP)를 사이에 두고 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)가 서로 이격되어 마주하는 형태로 고정된 것일 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3에서는 서로 마주하는 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)의 면적이 동일한 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 벤딩부(BP)를 사이에 두고 배치된 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)의 면적은 서로 상이한 것일 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 서로 마주하는 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)의 형상이 벤딩부(BP)를 기준으로 대칭되는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제1 비벤딩부(PP-1)와 제2 비벤딩부(PP-2)의 형상은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서 벤딩부(BP)는 제1 비벤딩부(PP-1)가 시작되는 부분과 제2 비벤딩부(PP-2)가 시작되는 부분 사이의 부분으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서 벤딩부(BP)는 단면 상에서 소정의 곡률 반경을 갖는 원의 일부이거나, 또는 단면 상에서 타원의 일부일 수 있다. 또한, 벤딩부(BP)는 곡면 및 평탄면을 모두 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 벤딩부(BP)의 벤딩 각도(θ)는 제1 비벤딩부(PP-1)가 시작되는 지점(PP-S1)과 제2 비벤딩부(PP-2)가 시작되는 지점(PP-S2)이 이루는 사이각으로 정의될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 일 실시예의 윈도우(WP)에서의 벤딩 각도(θ)는 180°일 수 있다.
한편, 본 발명의 윈도우 성형 장치의 실시예로 제조되는 일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서의 벤딩 각도(θ)는 120°보다 큰 것일 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 윈도우(WP)는 벤딩 각도(θ)가 120°보다 크게 큰 벤딩각(large bending angle)으로 벤딩된 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서 벤딩 각도(θ)는 180° 보다 클 수 있다. 예를 들어, 벤딩 각도(θ)는 180° 이상이고, 두 개의 비벤딩부들(PP-1, PP-2)이 서로 만나지 않는 범위 이내의 각도보다 작을 수 있다.
도 2에서는, 일 실시예에 따른 윈도우(WP)에서 윈도우의 4개의 모서리 엣지 부분들(ED-P)은 곡면인 것으로 도시되었으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면 상에서, 윈도우의 모서리 엣지 부분들(ED-P) 중 적어도 하나의 모서리 엣지 부분은 직각의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WP)의 모서리 엣지 부분들(ED-P)의 곡률 반경은 0.1mm 이상 15mm 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우(WP)의 모서리 엣지 부분들(ED-P)은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면과 나란한 평탄면일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 엣지 부분들(ED-P)은 제4 방향축(DR4) 방향으로 벤딩된 부분을 포함하는 것이 수 있다. 엣지 부분들(ED-P)은 모서리 부분에 대응하여 하나의 벤딩된 부분을 갖거나, 모서리 부분 주변으로 2개 또는 4개의 벤딩된 부분을 갖는 것일 수 있다.
윈도우(WP)는 벤딩축(BX)을 기준으로 벤딩된 벤딩부(BP)를 포함하고 벤딩부(BP)의 곡률 반경은 1mm 이상 10mm 이하일 수 있다. 윈도우 내측(WP-IS)의 곡률 반경(RI)은 윈도우 외측(WP-OS)의 곡률 반경(RO) 보다 작은 것일 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 윈도우를 나타낸 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 III-III'선에 대응하는 단면을 나타낸 도면이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 따른 윈도우(WP-a)는 제3 방향축(DR3) 또는 제4 방향축(DR4) 방향으로 서로 마주하는 제1 비벤딩부(PP-1a)와 제2 비벤딩부(PP-2a), 및 제1 비벤딩부(PP-1a)와 제2 비벤딩부(PP-2a) 사이에 배치된 벤딩부(BP-a)를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에 따른 윈도우(WP-a)에서 제1 비벤딩부(PP-1a)와 제2 비벤딩부(PP-2a)의 면적은 서로 상이한 것일 수 있다. 제2 비벤딩부(PP-2a)는 제1 비벤딩부(PP-1a)의 일부와만 중첩하는 것일 수 있다. 제1 비벤딩부(PP-1a)의 면적이 제2 비벤딩부(PP-2a)의 면적보다 큰 것일 수 있다. 한편, 도 4a 및 도 4b에서는 제2 비벤딩부(PP-2a)가 제1 비벤딩부(PP-1a)의 가운데 부분에 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 일 실시예에 따른 윈도우(WP-a)에서 제2 비벤딩부(PP-2a)는 제1 비벤딩부(PP-1a)의 일 측에 치우쳐서 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4b 등에 도시된 일 실시예에 따른 윈도우(WP, WP-a)에서 벤딩축(BX, BX-a)이 윈도우(WP, WP-a)의 단변 방향인 제2 방향축(DR2) 방향으로 나란한 경우를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 윈도우(WP, WP-a)는 도시된 것과 달리 장변 방향인 제1 방향축(DR1) 방향과 나란한 벤딩축(BX, BX-a)을 기준으로 벤딩된 벤딩부들(BP, BP-a)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 윈도우(WP, WP-a)의 형상은 본 명세서에서 도시된 것에 한정되지 않으며, 장변 및 단변의 비율 등은 도시된 것과 다르게 변경될 수 있다.
한편, 일 실시예의 윈도우 성형 장치 이를 이용한 윈도우 성형 방법으로 제조된 윈도우의 형상이 도 1 내지 도 4b 등에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 도 2 내지 도 4b 등에서는 벤딩 각도(θ)가 180°인 경우를 예시적으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 윈도우는 120° 이상의 큰 벤딩각으로 벤딩된 벤딩부를 포함하고, 벤딩부를 기준으로 양 측에 각각 비벤딩부를 포함하는 것이면 본 명세서에서 제시된 형상 이외의 다양한 형태로 제공될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치를 나타낸 사시도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치에 제공되는 피가공 부재를 나타낸 평면도이다. 도 7은 베이스 지그(BJ) 및 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 윈도우 성형 장치(PE)의 일부를 나타낸 도면이다. 도 8은 베이스 지그(BJ)의 단면 형상을 나타내기 위한 윈도우 성형 장치의 일부에 대한 단면도이다. 도 8은 도 5의 IV-IV'선에 대응하는 단면도이다.
한편, 본 명세서에서 도시된 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치(PE)에서의 각 부재들의 크기의 비율은 도시된 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 베이스 지그(BJ)와 외측 성형부(OTJ)의 높이 및 폭의 비율, 베이스 지그(BJ)와 내측 성형부(INJ)의 높이 비율 등은 도시된 것과 다르게 변화될 수 있다.
도 6에 도시된 피가공 부재(P-WP)는 벤딩되는 윈도우 성형 가공 이전의 윈도우인 예비 윈도우에 해당한다. 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)로 가공되는 피가공 부재(P-WP)는 유리 기판일 수 있다. 피가공 부재(P-WP)인 유리 기판의 두께는 0.1 mm 이상 1.0 mm 이하일 수 있다. 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)는 유리 기판인 피가공 부재(P-WP)를 가공하여 벤딩 각도(θ)가 120°보다 큰 벤딩각으로 벤딩된 윈도우(WP, 도 2)를 제공할 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치(PE)는 내측 성형부(INJ), 베이스 지그(BJ), 및 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 것일 수 있다. 내측 성형부(INJ)는 상하 방향으로 동작 제어되는 것일 수 있다. 본 명세서에서, 상하 방향으로 동작 제어되는 것은 Z축(Z)을 기준으로 위(상) 또는 아래(하) 측으로 동작되는 것을 의미한다.
윈도우 성형 장치(PE)는 지지테이블(ST)을 포함하고, 베이스 지그(BJ)는 지지테이블(ST) 상에 고정된 것일 수 있다. 베이스 지그(BJ)가 배치된 지지테이블(ST)의 상부면(US)은 X축(X) 및 Y축(Y)이 정의하는 평면과 나란한 것일 수 있다. Z축(Z)은 X축(X) 및 Y축(Y)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향을 나타내는 것일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)는 챔버(미도시) 내에 배치되는 것일 수 있다. 챔버(미도시) 내부에는 비활성 가스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 챔버(미도시) 내부로 N2 가스가 제공될 수 있다. 또한, 챔버(미도시) 내부 분위기 온도를 상승시켜 후술하는 윈도우 성형 방법을 이용한 윈도우 성형을 진행할 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)에서 피가공 부재(P-WP)는 베이스 지그(BJ)에 의해 지지되는 것일 수 있다. 성형 전의 피가공 부재(P-WP)는 내측 성형부(INJ)와 외측 성형부(OTJ) 사이에 배치된 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치(PE)는 가열 유닛(TU)을 포함하는 것일 수 있다. 가열 유닛(TU)은 베이스 지그(BJ)와 연결되어 베이스 지그(BJ)에 열을 제공하는 것일 수 있다. 이와 달리, 일 실시예에서 베이스 지그(BJ)는 직접 가열되는 것일 수 있다. 도시되지는 않았으나, 베이스 지그(BJ) 내부에는 유도가열코일(미도시)을 포함하는 것일 수 있다
일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치(PE)는 온도 센서(TS)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(TS)는 베이스 지그(BJ)와 이격되어 베이스 지그(BJ)의 일 측에 배치될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정 되는 것은 아니며 온도 센서(TS)는 베이스 지그(BJ)에 인접하여 배치될 수 있으며, 또한 복수 개의 온도 센서들(TS)이 베이스 지그(BJ)의 주변에 배치될 수 있다.
온도 센서(TS)는 베이스 지그(BJ)의 온도를 모니터링하는 것일 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나 온도 센서(TS)와 가열 유닛(TU)은 제어 유닛(미도시)을 통해 서로 연결되고, 온도 센서(TS)에서 감지된 베이스 지그(BJ)의 온도를 입력 값으로 하여 제어 유닛(미도시)이 가열 유닛(TU)에서 제공하는 열을 제어할 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)는 피가공 부재(P-WP)를 사이에 두고 배치될 수 있는 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 것일 수 있다. 내측 성형부(INJ)는 피가공 부재(P-WP)의 상측에 배치되고 외측 성형부(OTJ)는 피가공 부재(P-WP)의 하측에 배치되는 것일 수 있다. 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)에서 내측 성형부(INJ)는 윈도우 내측(WP-IS, 도 3)의 형상을 성형하고, 외측 성형부(OTJ)는 윈도우 외측(WP-OS, 도 3)의 형상을 성형하는 것일 수 있다. 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 윈도우 성형 장치(PE)를 이용하여 곡률 반경 "RI"를 갖는 윈도우 내측(WP-IS, 도 3) 및 곡률 반경 "RO"를 갖는 윈도우 외측(WP-OS, 도 3)으로 정의되는 벤딩부(BP)를 포함하는 윈도우(WP, 도 3)가 제공될 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)에서 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)는 그라파이트(Graphite)로 형성된 것일 수 있다. 또한, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)는 그라파이트 이외에, 탄화규소(Silicon carbide), 질화규소(Silicon nitride), 이규화 몰리브덴(MoSi2), 산화알루미늄(alumina), 질화알루미늄(AlN), 지르코니아(zirconia), 또는 탄화텅스텐(WC) 등을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)의 외부면은 성형 공정 이후에 피가공 부재(P-WP)로부터 용이하게 탈착될 수 있는 재료이면 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)의 외부면에는 피가공 부재(P-WP)와 접합되지 않도록 이형 처리가 되어있을 수 있다.
도 7을 참조하면, 베이스 지그(BJ)는 바닥면(BS) 및 복수 개의 측면들(SS)을 포함하는 것일 수 있다. 복수 개의 측면들(SS)은 바닥면(BS) 상에 배치되는 것일 수 있다. 복수 개의 측면들(SS)은 바닥면(BS)으로부터 절곡된 상태로 제공되며, 예를 들어 바닥면(BS) 및 측면들(SS)은 일체로 제공될 수 있다.
일 실시예에서 바닥면(BS)은 X축(X)과 Y축(Y)이 정의하는 평면과 나란하고, 평면 상에서 사각형의 형상을 갖는 것일 수 있다. 평면 상에서 바닥면(BS)의 면적은 평면 상에서의 피가공 부재(P-WP)의 면적보다 큰 것일 수 있다.
측면들(SS)은 각각 사각형 형상의 바닥면(BS)의 각 변들로부터 연장되도록 제공되는 것일 수 있다. 바닥면(BS) 및 바닥면(BS)의 네 개의 변에 각각 대응하여 배치된 네 개의 측면들(SS)에 의해 정의되는 내부 공간(ISP)에 외측 성형부(OTJ)가 배치될 수 있다. 또한, 베이스 지그(BJ)의 내부 공간(ISP)에 피가공 부재(P-WP, 도 5)가 배치될 수 있다.
측면들(SS)은 피가공 부재(P-WP)가 안착되는 지지부(SP)를 포함하는 것일 수 있다. 측면들(SS)은 사이드 지지면(SS-S) 및 사이드 지지면(SS-S)으로부터 내부 공간(ISP) 측으로 돌출된 지지부(SP)를 포함하는 것일 수 있다. 피가공 부재(P-WP, 도 5)는 지지부(SP) 상에 안착되어 지지될 수 있다.
도 7을 참조하면, 외측 성형부(OTJ)는 베이스 지그(BJ)의 내부 공간(ISP)에 배치될 수 있으며, 외측 성형부(OTJ)는 캐비티 금형(CV) 및 무빙 금형(MJ)을 포함하는 것일 수 있다. 도 7에서는 무빙 금형(MJ)이 캐비티 금형(CV)으로부터 이격된 상태로 도시되었으나, 일 실시예의 윈도우 성형 장치에서 무빙 금형들(MJ1, MJ2)은 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)에 대응하여 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에서 외측 성형부(OTJ)는 베이스 지그(BJ) 상에 고정된 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명 명세서에서 외측 성형부(OTJ)는 베이스 지그(BJ)의 가운데에 배치된 것으로 도시되었으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 외측 성형부(OTJ)는 베이스 지그(BJ)의 일 측으로 치우쳐서 배치될 수 있으며, 이에 따라 성형되는 피가공 부재(P-WP)의 벤딩부(BP, 도 6)의 위치가 달라질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 외측 성형부에 대한 사시도이다. 도 9는 외측 성형부의 캐비티 금형(CV)을 나타낸 사시도이다. 도 10은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 10은 베이스 지그(BJ) 및 베이스 지그(BJ) 상에 배치된 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 윈도우 성형 장치를 도시하였다. 도 11a 및 도 11b는 각각 일 실시예에 따른 외측 성형부를 나타낸 단면도이다. 도 11a는 도 10의 V-V'선에 대응하는 단면을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 외측 성형부(OTJ)는 캐비티 금형(CV) 및 무빙 금형(MJ)을 포함하는 것일 수 있다. 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 외측 성형부(OTJ)는 하부면(BS-CV), 하부면(BS-CV)과 마주하는 상부면(US-CV), 하부면(BS-CV) 방향으로 오목한 제1 곡면(RS1)을 갖도록 정의된 코어 캐비티(C-CV), 제2 곡면(RS2)을 갖도록 정의된 복수 개의 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2), 및 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2) 상에 배치된 복수 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)을 포함할 수 있다. 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)은 코어 캐비티(C-CV)와 상부면(US-CV) 사이에서 정의되고, 제2 곡면(RS2)은 코어 캐비티(C-CV)에서 상부면(US-CV) 방향으로 연장되면서 정의된 것일 수 있다.
캐비티 금형(CV)을 도시한 도 9의 사시도를 참조하면, 코어 캐비티(C-CV)를 정의하는 제1 곡면(RS1)은 곡률 반경 R1을 가지며, 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)을 정의하는 제2 곡면(RS2)은 곡률 반경 R2를 갖는 것일 수 있다. 제2 곡면(RS2)의 곡률 반경 R2와 제1 곡면(RS1)의 곡률 반경 R1은 동일하거나 서로 상이할 수 있다.
도 3에 도시된 윈도우의 외측(WP-OS)의 형상은 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)에서의 코어 캐비티(C-CV)의 제1 곡면(RS1)의 형상에 대응하는 것일 수 있다. 코어 캐비티(C-CV)의 제1 곡면(RS1)의 곡률 반경 R1은 윈도우 외측(WP-OS, 도 3)의 곡률 반경(RO)에 대응하는 것일 수 있다. 윈도우 외측(WP-OS, 도 3)의 곡률 반경(RO)은 코어 캐비티(C-CV)의 제1 곡면(RS1)의 곡률 반경 R1 이하일 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 무빙 금형들(MJ1, MJ2)은 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2) 각각에 안착되어 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)의 곡면을 따라 움직이는(moving) 것일 수 있다. 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 각각은 곡면부(RP) 및 평탄부(UFP)를 포함하는 것일 수 있다. 곡면부(RP)는 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)의 제2 곡면(RS2)에 대응하는 제3 곡면을 갖는 것일 수 있다. 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 곡면부(RP)의 곡률 반경 R3은 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)의 제2 곡면(RS2)의 곡률 반경 R2에 대응하는 것일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 곡면부(RP)의 곡률 반경 R3은 제2 곡면(RS2)의 곡률 반경 R2 이하일 수 있다. 또한, 이와 달리 곡면부(RP)의 곡률 반경 R3은 제2 곡면(RS2)의 곡률 반경 R2 보다 큰 것일 수 있다.
도 11a에 도시된 제1 상태에서 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP)와 캐비티 금형(CV)의 상부면(US-CV)이 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP)가 캐비티 금형(CV)의 상부면(US-CV)과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP)가 캐비티 금형(CV)의 상부면(US-CV) 보다 Z축(Z) 방향으로 돌출되어 있거나, 또는 캐비티 금형(CV)의 상부면(US-CV)이 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP) 보다 Z축(Z) 방향으로 돌출되어 있을 수 있다.외측 성형부(OTJ)는 코어 캐비티(C-CV)를 중심으로 서로 대칭하여 정의된 제1 서브 캐비티(S-CV1) 및 제2 서브 캐비티(S-CV2)를 포함할 수 있다. 또한, 외측 성형부(OTJ)는 제1 서브 캐비티(S-CV1)에 배치된 제1 무빙 금형(MJ1) 및 제2 서브 캐비티(S-CV2)에 배치된 제2 무빙 금형(MJ2)을 포함하는 것일 수 있다.
무빙 금형들(MJ1, MJ2)은 제1 상태에서 평탄부(UFP)가 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 평행하게 배치되고, 제2 상태에서 평탄부(UFP)가 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 수직하게 배치되도록 동작 제어되는 것일 수 있다. 도 11a는 제1 상태를 예시적으로 도시한 단면도이고, 도 11b는 제2 상태를 예시적으로 도시한 단면도이다. 도 11a 및 도 11b에서는 윈도우 성형 장치의 동작 설명을 위해 피가공 부재를 생략하고 도시하였다.
도 11a 및 도 11b에서는 피가공 부재를 제외하고 도시하였으나, 도 11a에 도시된 제1 상태에서 피가공 부재는 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6), 벤딩부(BP, 도 6) 및 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)가 플랫(flat)한 상태로 외측 성형부(OTJ) 상에 배치될 수 있다. 이하 본 명세서에서 제1 상태는 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6), 벤딩부(BP, 도 6) 및 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)가 동일한 평면 상에서 플랫하게 배치된 상태로 설명한다. 제1 상태에서 피가공 부재(P-WP, 도 6)는 평탄부(UFP)에 의해 지지된 상태로 배치된 것일 수 있다.
도 11b에 도시된 제2 상태에서는 피가공 부재의 벤딩부(BP, 도 6)가 코어 캐비티(C-CV)로 오목하게 굴곡된 상태로 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 일부가 캐비티 금형(CV) 내부로 삽입된 상태가 될 수 있다. 이하 본 명세서에서 제2 상태는 피가공 부재(P-WP)의 벤딩부(BP, 도 6)를 사이에 두고 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6)와 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)가 서로 마주하도록 굴곡된 상태로 설명한다. 제2 상태에서 서로 마주하는 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP) 사이에 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6)와 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)가 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 제1 상태에서 두 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)은 평탄부(UFP)가 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 평행하도록 서로 이웃하여 배치되는 것일 수 있다. 즉, 제1 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)은 피가공 부재 하측에서 서로 이웃하여 배치되는 것일 수 있다. 제1 상태에서, 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)의 평탄부(UFP)는 서로 나란하게 배치된 것일 수 있다. 즉, 제1 상태에서 피가공 부재의 벤딩부(BP, 도 6)가 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 이웃하는 부분에 중첩하여 배치되는 것일 수 있다.
또한, 제2 상태에서 두 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)은 평탄부(UFP)가 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 수직하게 배치되는 것일 수 있다. 즉, 제2 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1) 및 제2 무빙 금형(MJ2)은 평탄부(UFP)들이 서로 마주하도록 움직여 제1 및 제2 서브 캐비티(S-CV1, S-CV2) 상에 배치될 수 있다. 제2 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1) 및 제2 무빙 금형(MJ2)은 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6) 및 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)를 사이에 두고 서로 이격되어 마주하는 것일 수 있다. 제2 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1) 및 제2 무빙 금형(MJ2)의 평탄부들(UFP)의 하부면(BS-CV)에 각각 수직하게 배열될 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제2 상태에서 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP)는 피가공 부재(P-WP, 도 6)를 사이에 두고 서로 마주하는 형태로 배치되며, 이 때 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 대한 평탄부들(UFP)의 각도는 90도가 아닐 수 있다. 제2 상태에서, 마주하는 두 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부들(UFP)의 하부면(BS-CV)에 대한 경사각은 90도로 한정되지 않으며, 마주하는 두 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부들(UFP)은 서로 이격되어 마주하면서 피가공 부재(P-WP, 도 6)와 이격된 상태로 유지되는 범위에서 변화될 수 있다.
한편, 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)에서 외측 성형부(OTJ)에는 N 개의 서브 캐비티들이 정의될 수 있다. 일 실시예에서 N은 2 이상의 짝수일 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우 성형 장치(PE)는 외측 성형부(OTJ)에 N 개의 무빙 금형들을 포함할 수 있다. N 개의 무빙 금형들 각각은 N 개의 서브 캐비티들 각각에 안착된 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, N 개의 무빙 금형들 각각은 N 개의 서브 캐비티들 각각에 안착되지 않고, N 개의 무빙 금형들 각각은 별 개의 고정축들에 고정되어 지지될 수 있다. 또한, 고정축들의 회전에 따라 N 개의 무빙 금형들이 회전될 수 있다. 도 7에서는 고정축들(MX1, MX2)이 무빙 금형들(MJ1, MJ2)로부터 분리된 상태를 도시하였으나, 고정축들(MX1, MX2)은 고정홈(MXH)으로 삽입되어 무빙 금형들(MJ1, MJ2)을 고정시킬 수 있다. 고정축들(MX1, MX2)은 회전하여 Y축(Y)과 나란한 가상의 회전축(FX)을 따라 무빙 금형들(MJ1, MJ2)이 회전되도록 할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 4개의 서브 캐비티들(S-CV1,…, S-CV4)들이 정의된 외측 성형부(OTJ-a)를 도시하였다. 즉, 도 12a 및 도 12b에서는 N이 4인 경우의 외측 성형부(OTJ-a)를 예시적으로 도시하였다. 도 12a는 제1 상태인 경우의 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치에 포함된 외측 성형부(OTJ-a)를 나타낸 단면도이고, 도 12b는 제2 상태인 경우의 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치에 포함된 외측 성형부(OTJ-a)를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따른 외측 성형부(OTJ-a)에는 N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…, S-CV4)이 정의될 수 있다. N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)은 두 개씩 쌍을 이루어 정의될 수 있다. 두 개씩 쌍을 이루어 정의된 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)은 코어 캐비티(C-CV)와 상부면(US-CV) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 외측 성형부(OTJ-a)는 N 개의 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)을 포함하는 것일 수 있다. N 개의 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)은 N개의 서브 캐비티들(S-CV1,…, S-CV4) 각각에 대응하여 배치된 것일 수 있다.
N개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4) 중 쌍을 이루는 두 개의 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV2, S-CV3과 S-CV4)은 코어 캐비티(C-CV)를 기준으로 대칭되게 정의된 것일 수 있다. 쌍을 이루는 두 개의 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV2, S-CV3과 S-CV4)은 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면으로 정의될 수 있다. 또한, N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4) 모두가 동일한 곡률 반경을 갖는 곡면으로 정의될 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 12a에서 도시된 제1 상태에서 두께 방향인 Z축(Z) 방향으로 중첩하는 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV3, S-CV2와 S-CV4)은 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡면으로 정의될 수 있다. 즉, 일 실시예의 윈도우 성형 장치에서 N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4) 중 코어 캐비티(C-CV)로부터 M번 째로 정의된 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV2)의 곡률 반경과 코어 캐비티로부터 (M+1)번 째로 정의된 서브 캐비티들(S-CV3과 S-CV4)의 곡률 반경은 서로 상이한 것일 수 있다. 한편, M은 1 이상 N/2 이하의 정수일 수 있다.
도 12c 및 도 12d는 Z축(Z) 방향으로 중첩하는 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV3, S-CV2와 S-CV4)은 서로 다른 곡률 반경을 갖는 곡면으로 정의된 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 12c는 도 12a와 같이 제1 상태에서의 외측 성형부(OTJ-a1)의 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 12d는 도 12b와 같이 제2 상태인 경우의 외측 성형부(OTJ-a1)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 도 12c 및 도 12d를 참조하면, 제3 서브 캐비티(S-CV3)의 곡률 반경은 제1 서브 캐비티(S-CV1)의 곡률 반경 보다 크고, 제4 서브 캐비티(S-CV4)의 곡률 반경은 제2 서브 캐비티(S-CV2)의 곡률 반경 보다 큰 것일 수 있다. 또한, 제3 무빙 금형(MJ3)의 크기는 제1 무빙 금형(MJ1)의 크기보다 크고, 제4 무빙 금형(MJ4)의 크기는 제2 무빙 금형(MJ2) 보다 클 수 있다. 한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 12a 내지 도 12d에 도시된 것과 달리 상측에 있는 무빙 금형들의 크기가 상대적으로 하측에 있는 무빙 금형들의 크기보다 작을 수 있다.
또한, 일 실시예에서 서로 쌍을 이루는 두 개의 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV2, S-CV3과 S-CV4)의 곡률 반경은 서로 다르며, 쌍을 이루는 두 개의 서브 캐비티들(S-CV1와 S-CV2, S-CV3과 S-CV4)은 서로 비대칭의 형상을 가질 수도 있다. 즉, 서로 쌍을 이루어 배치된 두 개의 무빙 금형들의 크기가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)의 크기가 서로 다르고, 제3 무빙 금형(MJ3)과 제4 무빙 금형(MJ4)의 크기가 서로 다를 수 있다. 한편, 무빙 금형들의 크기가 다르다는 것은 비교되는 무빙 금형들의 곡률 반경, 너비, 또는 높이 등이 다른 것을 의미하는 것이다. 일 실시예의 윈도우 성형 장치에서의 서브 캐비티들 및 무빙 금형들의 형상 및 배열은 도 12a 내지 도 12d에서 도시하여 설명한 것에 한정되지 않는다. 복수 개의 무빙 금형들은 가공 대상인 피가공 부재가 성형 형태에 따라 다양하게 조합될 수 있으며, 예를 들어 동일한 크기를 갖는 무빙 금형들이 쌍을 이루어 적층되거나, 복수 개의 무빙 금형들 중 적어도 하나가 나머지와 다른 크기를 갖도록 비대칭 적으로 배열될 수도 있다.
도 12a를 참조하면, 제1 상태에서 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)의 평탄부(UFP)가 외측 성형부의 하부면(BS-CV)에 평행하도록 서로 이웃하여 배치되는 것일 수 있다. 즉, 제1 상태에서 피가공 부재(P-WP, 도 6) 하측에서 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 서로 이웃하여 배치되고, 제3 무빙 금형(MJ3)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 이웃하여 배치되는 것일 수 있다. 도 12a를 참조하면, 제1 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1)과 제3 무빙 금형(MJ3)이 중첩하고, 제2 무빙 금형(MJ2)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 중첩하여 배치되는 것일 수 있다.
도 12b를 참조하면, 제2 상태에서 쌍을 이루는 두 개의 무빙 금형들(MJ1과 MJ2, MJ3과 MJ4)은 서로 마주하도록 이격되는 것일 수 있다. 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)은 대응하는 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)의 곡면을 따라 움직여 쌍을 이루는 두 개의 무빙 금형들(MJ1과 MJ2, MJ3과 MJ4)의 평탄부(UFP)가 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 제2 상태에서 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6) 및 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)를 사이에 두고 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 서로 이격되어 마주하고, 제3 무빙 금형(MJ3)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 서로 이격되어 마주하는 것일 수 있다. 제2 상태에서 제1 무빙 금형(MJ1)과 제3 무빙 금형(MJ3)이 중첩하고, 제2 무빙 금형(MJ2)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 중첩하여 배치되는 것일 수 있다. 제2 상태에서 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)의 평탄부들(UFP)은 하부면(BS-CV)에 각각 수직하게 배열될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 상태에서 제2 상태로 변화되면서 M 번째의 무빙 금형들부터 코어 캐비티에 인접한 무빙 금형들 순으로 순차적으로 동작되는 것일 수 있다. 도 12a 내지 도 12b를 참조하면, 도 12a에 도시된 제1 상태에서 도 12b에 도시된 제2 상태로 변화되면서 제3 무빙 금형(MJ3)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 각각 제3 서브 캐비티(S-CV3)와 제4 서브 캐비티(S-CV4)의 곡면을 따라 이동되어 서로 마주하게 되고, 이후 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 각각 제1 서브 캐비티(S-CV1)와 제2 서브 캐비티(S-CV2)의 곡면을 따라 이동되어 서로 마주하게 되는 것일 수 있다.
도 12a 및 도 12b에서는 4개의 서브 캐비티들 및 4개의 무빙 금형들을 포함하는 경우를 도시하여 예시적으로 설명하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치는 6개 이상의 서브 캐비티들, 및 서브 캐비티들 각각에 대응하여 배치된 6개 이상의 무빙 금형들을 포함하는 것일 수 있으며, 이 경우에도 상술한 도 11a 내지 도 12b에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
도 13a는 일 실시예의 윈도우 성형 장치에 포함된 내측 성형부를 나타낸 사시도이다. 도 13b는 일 실시예의 윈도우 성형 장치에 포함된 내측 성형부를 나타낸 단면도이다. 도 13b는 도 13a의 VI-VI'선에 대응하는 단면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 일 실시예에 따른 내측 성형부(INJ)는 평탄 성형부(FP) 및 코어 성형부(CRP)를 포함하는 것일 수 있다. 코어 성형부(CRP)는 평탄 성형부(FP)의 일단에 배치된 것일 수 있다. 평탄 성형부(FP)는 코어 성형부(CRP)와 일체로 제공되는 부분일 수 있다.
코어 성형부(CRP)는 제4 곡면(RS4)을 갖는 것일 수 있다. 코어 성형부(CRP)의 제4 곡면(RS4)은 코어 캐비티(C-CV, 도 11a)의 제1 곡면(RS1, 도 11a)에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 제4 곡면(RS4)의 곡률 반경(R4)은 제1 곡면(RS1, 도 11a)의 곡률 반경(R1) 이하일 수 있다. 제4 곡면(RS4)의 곡률 반경(R4)은 윈도우 외측(WP-OS, 도 3)의 곡률 반경(RO) 이상이고, 코어 캐비티(C-CV)를 정의하는 곡면의 곡률 반경(R1) 이하일 수 있다.
코어 성형부(CRP)의 제4 곡면(RS4)은 표면의 평균 거칠기가 10Å 이하인 것일 수 있다. 예를 들어, 코어 성형부(CRP)의 제4 곡면(RS4)은 표면의 평균 거칠기가 2Å 내지 5Å일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 표면 거칠기(surface roughness)는 산술 평균 조도를 나타낸다. 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치에서, 피가공 부재(P-WP)에 직접 접촉하는 코어 성형부(CRP)의 제4 곡면(RS4)의 평균 거칠기가 10Å 이하이므로 윈도우의 내측(WP-IS, 도 3)의 표면이 추가 연마 공정이 필요하지 않는 정도의 양호한 평균 거칠기 값을 가질 수 있다.
내측 성형부(INJ)에는 관통홀(TH)이 정의되고 관통홀(TH)에는 가열부재(TC)가 삽입되어 배치될 수 있다. 관통홀(TH)은 평탄 성형부(FP)를 관통하고 코어 성형부(CRP)로 연장되어 정의된 것일 수 있다. 가열부재(TC)는 관통홀(TH)을 따라 평탄 성형부(FP) 및 코어 성형부(CRP) 내부에 배치될 수 있다. 가열부재(TC)를 이용하여 내측 성형부(INJ)에 열을 제공할 수 있다. 예를 들어, 가열부재(TC)를 통해 전달된 열로 코어 성형부(CRP)를 가열시키고, 가열된 코어 성형부(CRP)를 피가공 부재(P-WP)에 접촉시켜 피가공 부재(P-WP)에 열을 전달하여 벤딩부(BP)를 성형할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치(PE, 도5)는 내측 성형부(INJ)의 상하 동작을 제어하는 동작 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 동작 제어부(미도시)는 내측 성형부(INJ)를 상하방향으로 이동시키는 동작 모터, 또는 내측 성형부(INJ)를 고정시키는 고정부 등을 포함하는 것일 수 있다. 동작 제어부(미도시)는 내측 성형부(INJ)의 상부 또는 내측 성형부(INJ)의 측면 등에 배치되고 내측 성형부(INJ)와 연결될 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 내측 성형부를 도시한 단면도이다. 도 14에 도시된 일 실시예에 따른 내측 성형부(INJ-a) 내부에는 유로(FH)가 정의된 것일 수 있다. 유로(FH)는 내측 성형부(INJ-a)를 관통하여 정의된 것일 수 있다. 내측 성형부(INJ-a)에 정의된 유로(FH)를 통해 내측 성형부(INJ-a)로부터 외측 성형부(OTJ, 도 5) 측으로 에어(Air)가 분사될 수 있다. 유로(FH)를 통해 전달되는 에어(Air)는 가열된 고온의 비활성 기체일 수 있다. 유로(FH)를 통해 전달되는 에어(Air)는 10kgf/cm2 이하의 압력으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 유로(FH)를 통해 전달되는 에어(Air)의 압력은 2kgf/cm2 이상 10kgf/cm2 이하일 수 있다.
일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치는 가압부(AP)를 더 포함하는 것일 수 있다. 가압부(AP)는 내측 성형부(INJ-a)로 에어(Air)를 공급하는 부분일 수 있다. 또한, 가압부(AP)는 내측 성형부(INJ-a)로 제공되는 에어(Air)의 압력을 조절하는 부분일 수 있다.
도 14에 도시된 일 실시예에 따른 내측 성형부(INJ-a)를 사용할 경우 내측 성형부(INJ-a)가 피가공 부재(P-WP, 도 6)와 직접 접촉되지 않아 피가공 부재(P-WP) 표면의 손상 없이 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 벤딩부(BP, 도 6)를 성형할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 내측 성형부(INJ-a)를 포함하는 윈도우 성형 장치로 피가공 부재(P-WP, 도 6)를 성형할 경우 윈도우의 내측(WP-IS, 도 3)은 추가 연마 공정이 필요하지 않는 정도의 양호한 평균 거칠기 값을 가질 수 있다.
도 15a 및 도 15b는 각각 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치를 나타낸 사시도이다. 도 15a 및 도 15b에서는 윈도우 성형 장치의 단면 형상을 나타내기 위해 베이스 지그(BJ), 외측 성형부(OTJ), 및 내측 성형부(INJ)의 일부가 절단된 상태의 단면을 포함하도록 도시하였다.
도 15a는 제1 상태에서의 윈도우 성형 장치를 도시한 것이고, 도 15b는 제2 상태에서의 윈도우 성형 장치를 도시한 것이다. 도 15a 및 도 15b에서는 피가공 부재(P-WP)를 제외하고 도시하였다.
도 15a를 참조하면, 내측 성형부(INJ) 하측에 베이스 지그(BJ)가 배치되고, 베이스 지그(BJ)의 내측 공간(ISP)에 외측 성형부(OTJ)가 배치된 것일 수 있다. 외측 성형부(OTJ)는 베이스 지그(BJ)의 바닥면(BS)에 배치된 것일 수 있다. 일 실시예에서 외측 성형부(OTJ)의 캐비티 금형(CV)은 별개의 구성으로 베이스 지그(BJ) 상에 고정될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 캐비티 금형(CV)은 베이스 지그(BJ)와 일체로 제공되는 것일 수 있다.
제1 상태에서 내측 성형부(INJ)는 외측 성형부(OTJ)의 무빙 금형(MJ) 상에 배치된 것일 수 있다. 외측 성형부(OTJ)에서 코어 캐비티(C-CV)는 내측 성형부(INJ)와 이격되어 있고, 무빙 금형(MJ)은 내측 성형부(INJ)와 인접하여 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)에 안착된 것일 수 있다. 도시되지는 않았으나, 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 벤딩부(BP, 도 6)가 외측 성형부(OTJ)의 무빙 금형(MJ)과 내측 성형부(INJ)의 코어 성형부(CRP) 사이에 배치될 수 있다. 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 상부면은 코어 성형부(CRP)와 접촉하고, 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 하부면은 무빙 금형(MJ)과 접촉하는 것일 수 있다. 피가공 부재(P-WP, 도 6)는 코어 성형부(CRP) 및 무빙 금형(MJ)으로부터 전달되는 열을 제공받아 성형이 용이한 점도 범위까지 변성될 수 있다.
도 15b를 참조하면, 내측 성형부(INJ)는 코어 캐비티(C-CV) 및 마주하는 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 사이로 정의되는 공간으로 삽입되는 것일 수 있다. 제2 상태에서 내측 성형부(INJ)의 코어 성형부(CRP)는 코어 캐비티(C-CV)에 대응하여 코어 캐비티(C-CV) 내에 배치되는 것일 수 있다. 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)은 제1 서브 캐비티(S-CV1)와 제2 서브 캐비티(S-CV2)의 곡면을 따라 움직여서 서로 이격되어 마주하게 되며, 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 마주하며 이격된 공간 사이로 내측 성형부(INJ)의 평탄 성형부(FP)가 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 도 15b로 도시된 제2 상태에서 피가공 부재(P-WP, 도 6)가 벤딩된 상태로 외측 성형부(OTJ)와 내측 성형부(INJ) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 벤딩부(BP, 도 6)가 외측에서 코어 캐비티(C-CV)와 접촉하고, 내측에서 코어 성형부(CRP)와 접촉할 수 있다. 제1 비벤딩부(PP-1) 및 제2 비벤딩부(PP-2)는 평탄 성형부(FP)를 사이에 두고 서로 마주하는 것일 수 있다.
한편, 일 실시예의 윈도우 성형 장치가 도 14에 도시된 일 실시예에 따른 내측 성형부(INJ-a)를 포함할 경우 제2 상태에서도 내측 성형부(INJ-a)가 피가공 부재(P-WP, 도 6)와 이격되어 있을 수 있다. 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치는 내측 성형부(INJ-a)의 유로(FH)를 통해 공급되는 고온의 에어를 이용하여 피가공 부재와의 접촉 없이 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 벤딩부(BP, 도 6)를 가공할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치에서 베이스 지그(BJ)와 외측 성형부(OTJ)에서의 온도 프로파일을 나타낸 도면이다. 온도 스케일 바를 참조하면, 외측 성형부(OTJ) 및 외측 성형부(OTJ)가 배치된 베이스 지그(BJ)의 가운데 부분에서 온도가 가장 높게 나타나고 외측 성형부(OTJ)에서 멀어질수록 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 즉, 피가공 부재(P-WP, 도 6)의 벤딩부(BP, 도 6) 및 이와 인접한 부분에서의 윈도우 성형 장치의 온도가 가장 높고, 벤딩부(BP, 도 6)에서 이격될수록 온도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 외측 성형부(OTJ)에서의 최고 온도는 640℃ 이상일 수 있다. 하지만. 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 피가공 부재(P-WP, 도 6)가 유리 기판인 경우 유리 기판의 점도가 107 포이즈(poise) 내지 109 포이즈 범위가 되도록 외측 성형부(OTJ)의 온도가 제어될 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 장치는 내측 성형부, 및 복수 개의 캐비티들과 무빙 금형을 포함하는 외측 성형부를 포함하여, 벤딩부 및 벤딩부를 사이에 두고 서로 마주하는 두 개의 평탄부들을 포함하는 윈도우 제조에 사용될 수 있다. 일 실시예의 윈도우 성형 장치는 내측 성형부, 및 내측 성형부 하측에 배치되고 피가공 부재가 성형됨에 따라 이동되는 무빙 금형을 포함하는 외측 성형부를 모두 포함하여 윈도우의 내측 및 외측을 동시에 벤딩 가공하는 데 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우 성형 장치는 윈도우의 내측 및 외측을 동시에 성형함으로써 치수 안정성 및 윈도우 표면 품질이 개선된 180° 벤딩 윈도우 제조에 사용될 수 있다.
이하 도 17 내지 도 20b 등을 참조하여 일 실시예의 윈도우 성형 방법을 설명한다. 이후 설명하는 일 실시예의 윈도우 성형 방법은 상술한 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치를 이용한 윈도우 성형 방법에 해당한다. 이하 일 실시예의 윈도우 성형 방법을 설명하는 데 있어서, 상술한 일 실시예의 윈도우 성형 장치에 대하여 설명한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며 차이점을 위주로 설명한다.
도 17은 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법을 나타낸 순서도이다. 도 18은 도 17의 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법 중 일 단계에 대한 순서를 나타낸 도면이다. 도 19a 내지 도 19c는 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 단계들을 개략적으로 나타낸 도면이다.
일 실시예의 윈도우 성형 방법은 내측 성형부(INJ) 및 외측 성형부(OTJ)를 포함하는 상술한 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치를 이용하는 것일 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 방법(S10)은 내측 성형부와 외측 성형부 사이에 피가공 부재를 배치하는 단계(S100), 피가공 부재가 코어 캐비티의 곡면을 따라 굴곡된 벤딩부를 포함하도록 피가공 부재를 성형하는 단계(S300)를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우 성형 방법(S10)은 피가공 부재를 화학 강화하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 방법(S10)에서 피가공 부재를 성형하는 단계(S300)는 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310) 및 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)를 포함하는 것일 수 있다. 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)는 피가공 부재가 벤딩부(BP, 도 6)를 사이에 두고 마주하는 제1 비벤딩부(PP-1, 도 6)와 제2 비벤딩부(PP-2, 도 6)를 포함하도록 열이 제공된 상태의 피가공 부재를 벤딩하는 단계일 수 있다.
피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)는 내측 성형부 및 외측 성형부 중 적어도 하나에 열을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)는 내측 성형부 및 외측 성형부 중 적어도 하나에 열을 제공하여 피가공 부재를 가열하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)에서 제공되는 열에 의해 피가공 부재는 점탄성을 갖는 온도까지 가열될 수 있다. 예를 들어, 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)에서 피가공 부재인 유리 기판은 내측 성형부 및 외측 성형부 중 적어도 하나로부터 제공받은 열에 의해 점도가 107 포이즈 내지 109 포이즈로 감소될 수 있다.
일 실시예에서 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)에서 내측 성형부 및 외측 성형부 중 적어도 하나로부터 제공되는 열에 의해 피가공 부재의 온도는 550℃ 이상으로 가열될 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 피가공 부재에 열을 제공하는 단계(S310)를 포함하여 유리 기판인 피가공 부재가 열 성형될 수 있다.
도 19a는 내측 성형부와 외측 성형부 사이에 피가공 부재를 배치하는 단계(S100)를 개략적으로 나타낸 것이다. 피가공 부재(P-WP)는 외측 성형부(OTJ)의 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 상에 배치될 수 있다. 피가공 부재(P-WP)는 평편한 상태로 내측 성형부(INJ)와 외측 성형부(OTJ) 사이에 배치될 수 있다. 피가공 부재를 배치하는 단계(S100)에서 이웃하는 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부들(UFP)은 피가공 부재(P-WP)의 하측에서 서로 이웃하여 나란하게 배열될 수 있다.
피가공 부재(P-WP)가 내측 성형부(INJ)와 외측 성형부(OTJ) 사이에 배치된 이후 내측 성형부(INJ)의 코어 성형부(CRP) 및 외측 성형부(OTJ)의 무빙 금형들(MJ1, MJ2)을 통해 제공되는 열로 피가공 부재(P-WP)가 가열될 수 있다.
도 19b는 피가공 부재를 성형하는 단계(S300)의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 19b는 제1 상태에서 제2 상태로 변경되는 중간 단계를 도시한 것이다. 도 19b를 참조하면 피가공 부재를 성형하는 단계(S300)에서 내측 성형부(INJ)는 외측 성형부(OTJ) 방향인 아래 방향(BD)으로 이동하고, 무빙 금형(MJ1, MJ2)은 서브 캐비티(S-CV1, S-CV2)의 곡면을 따라 회전하는 방향(UD)으로 움직이는 것일 수 있다.
내측 성형부(INJ)는 자체의 무게에 의해 아래 방향(BD)으로 이동할 수 있다.내측 성형부(INJ)의 이동에 따라 이웃하는 두 개의 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 사이로 피가공 부재(P-WP)가 삽입되어 굴곡될 수 있다. 한편, 일 실시예에서 내측 성형부(INJ)는 자체 무게 이외에 추가적으로 가압될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법에서 내측 성형부(INJ)는 별도의 가압 부재로부터 제공된 압력에 의해 아래 방향(BD)으로 이동되어 피가공 부재(P-WP)를 벤딩시킬 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치를 이용한 윈도우 성형 방법에서 도 14에 도시된 내측 성형부(INJ-a)가 사용될 경우 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)에서 내측 성형부(INJ-a)는 피가공 부재(P-WP)와 비접촉하고 유로(FH, 도 14)를 통해 2kgf/cm2 이상 10kgf/cm2 이하의 압력을 갖는 에어를 주입하여 피가공 부재(P-WP)를 벤딩할 수 있다.
도 19c는 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 19c를 참조하면, 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)에서 피가공 부재(P-WP)를 사이에 두고 내측 성형부(INJ)가 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 및 코어 캐비티(C-CV)로 정의된 공간에 삽입될 수 있다. 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)에서 이웃하는 무빙 금형들(MJ1, MJ2)의 평탄부(UFP)들은 피가공 부재(P-WP)를 사이에 두고 서로 이격되어 마주하는 것일 수 있다. 또한, 피가공 부재(P-WP)의 비벤딩부들(PP-1, PP-2, 도 6)은 내측 성형부(INJ)의 평탄 성형부(FP)를 사이에 두고 서로 마주하는 것일 수 있다.
도 20a 및 도 20b는 각각 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 일 단계들을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 20a 및 도 20b에 도시된 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법의 단계들은 상술한 도 12a 및 도 12b의 외측 성형부(OTJ-a)의 구성을 포함하는 윈도우 성형 장치를 이용한 실시예들을 예시적으로 도시한 것이다.
도 12a와 도 12b, 및 도 20a와 도 20b를 참조하면, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치는 코어 캐비티(C-CV)로부터 두 개씩 쌍을 이루어 순차적으로 정의된 N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 윈도우 성형 장치는 N 개의 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)에 대응하는 N개의 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)을 포함하는 것일 수 있다. 한편, N은 2 이상의 짝수일 수 있다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 피가공 부재를 벤딩하는 단계(S330)에서 N 개의 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4)은 코어 캐비티(C-CV)에서 이격된 것부터 순차적으로 동작하는 것일 수 있다. 피가공 부재(P-WP)의 벤딩부(BP, 도 6)가 코어 캐비티(C-CV)에 근접하는 방향으로 벤딩됨에 따라 N 개의 무빙 금형들(MJ1,…,MJ4) 중 코어 캐비티(C-CV)에서 이격된 무빙 금형들(MJ3, MJ4)부터 코어 캐비티(C-CV)에 이웃한 무빙 금형들(MJ1, MJ2) 순으로 순차적으로 서브 캐비티들(S-CV1,…,S-CV4)의 곡면을 따라 움직일 수 있다.
도 20a 및 도 20b에서는 N이 4인 경우의 실시예를 예시적으로 도시하였다. 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 내측 성형부(INJ)가 아래 방향(BD)으로 이동함에 따라 코어 캐비티(C-CV)와 상대적으로 이격된 서브 캐비티들(S-CV3, S-CV4)에 안착된 제3 무빙 금형(MJ3)과 제4 무빙 금형(MJ4)이 서브 캐비티들(S-CV3, S-CV4)의 곡면에 따른 회전 방향(UD)으로 우선 움직이게 된다. 이후 상대적으로 코어 캐비티(C-CV)와 인접한 제1 무빙 금형(MJ1)과 제2 무빙 금형(MJ2)이 서브 캐비티들(S-CV1, S-CV2)의 곡면에 따른 회전 방향(UD)으로 움직이게 된다.
이후 피가공 부재(P-WP)가 벤딩되어 내측 성형부(INJ)의 코어 성형부(CRP)와 외측 성형부(OTJ)의 코어 캐비티(C-CV) 사이에 배치될 때, 쌍을 이루는 두 개의 무빙 금형들(MJ1과 MJ2, MJ3과 MJ4)은 피가공 부재(P-WP)를 사이에 두고 서로 이격되어 마주하는 것일 수 있다.
도 17을 참조하면, 일 실시예의 윈도우 성형 방법(S10)은 피가공 부재를 화학 강화하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다. 피가공 부재를 화학 강화하는 단계(S500)는 강화 용융염에서 상술한 일 실시예에 따른 윈도우 성형 방법으로 가공하여 벤딩된 피가공 부재(P-WP)를 화학 강화 처리하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 피가공 부재를 화학 강화하는 단계(S500)는 400℃ 내지 500℃의 온도 범위에서 수행될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 일 실시예의 윈도우 성형 방법(S10)은 피가공 부재를 연마하는 단계를 더 포함할 수 있다. 피가공 부재를 연마하는 단계는 피가공 부재를 성형하는 단계(S300) 이후에 수행될 수 있다. 피가공 부재를 연마하는 단계에서 피가공 부재의 외측 면만 연마될 수 있다. 연마하는 단계가 수행된 윈도우의 외측(WP-OS, 도 3)의 표면 거칠기는 3Å 내지 7Å 범위일 수 있다. 또한, 연마가 진행되지 않은 윈도우의 내측(WP-IS, 도 3)의 표면 거칠기는 3Å 이하일 수 있다.
일 실시예의 윈도우 성형 방법은 내측 성형부 및 내측 성형부 하측에 배치된 외측 성형부를 포함한 윈도우 성형 장치를 이용하여 열 성형함으로써 큰 벤딩각으로 벤딩된 벤딩부를 포함하는 윈도우 제조에 사용될 수 있다. 특히, 일 실시예의 윈도우 성형 방법은 벤딩부를 기준으로 양 측에 배치된 비벤딩부들이 서로 평행하게 마주하는 180° 벤딩 윈도우 제조에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예의 윈도우 성형 방법은 내측 성형부 및 외측 성형부를 포함한 윈도우 성형 장치로 윈도우의 내측 및 외측을 동시에 성형하여 치수 안정성이 우수하고 표면 품질이 개선된 윈도우 제조에 사용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
PE : 윈도우 성형 장치 WP, WP-a : 윈도우
INJ : 내측 성형부 BJ : 베이스 지그
OTJ : 외측 성형부 MJ : 무빙 금형

Claims (22)

  1. 내측 성형부;
    상기 내측 성형부 하측에 배치되고, 바닥면 및 피가공 부재가 안착되는 지지부를 포함하는 복수 개의 측면들을 포함하는 베이스 지그; 및
    상기 바닥면 상에 배치된 외측 성형부; 를 포함하고,
    상기 외측 성형부는
    상기 바닥면에 인접한 하부면;
    상기 하부면과 마주하는 상부면;
    상기 하부면 방향으로 오목한 제1 곡면을 갖도록 정의된 코어 캐비티;
    상기 코어 캐비티로부터 상기 상부면 방향으로 연장되고, 제2 곡면을 갖도록 정의된 복수 개의 서브 캐비티들; 및
    상기 서브 캐비티들에 안착되어 상기 서브 캐비티들 각각의 곡면을 따라 움직이는 복수 개의 무빙 금형들; 을 포함하는 윈도우 성형 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부면에 수직하는 단면 상에서,
    상기 무빙 금형들 각각은 상기 제2 곡면에 대응하는 제3 곡면을 갖는 곡면부, 및 상기 곡면부와 마주하는 평탄부를 포함하는 윈도우 성형 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 피가공 부재는 벤딩부, 및 상기 벤딩부를 사이에 두고 상기 벤딩부의 양 측에 각각 배치된 제1 비벤딩부와 제2 비벤딩부를 포함하고,
    상기 제1 비벤딩부, 상기 벤딩부, 및 상기 제2 비벤딩부가 플랫한 제1 상태에서, 상기 무빙 금형들 각각의 상기 평탄부는 상기 하부면에 평행하게 배치되고,
    상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티로 오목하게 굴곡된 제2 상태에서, 상기 무빙 금형들 각각의 평탄부는 상기 하부면에 수직하게 배치되는 윈도우 성형 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티를 중심으로 서로 대칭하여 정의된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 포함하고,
    상기 무빙 금형들은 상기 제1 서브 캐비티에 배치된 제1 무빙 금형 및 상기 제2 서브 캐비티에 배치된 제2 무빙 금형을 포함하는 윈도우 성형 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 피가공 부재는 벤딩부, 및 상기 벤딩부를 사이에 두고 상기 벤딩부의 양 측에 각각 배치된 제1 비벤딩부와 제2 비벤딩부를 포함하고,
    상기 제1 비벤딩부, 상기 벤딩부, 및 상기 제2 비벤딩부가 플랫한 제1 상태에서, 상기 제1 무빙 금형 및 상기 제2 무빙 금형은 상기 피가공 부재 하측에서 서로 이웃하여 배치되고,
    상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티로 오목하게 굴곡된 제2 상태에서, 상기 제1 무빙 금형 및 상기 제2 무빙 금형은 상기 제1 비벤딩부 및 상기 제2 비벤딩부를 사이에 두고 서로 이격되어 마주하는 윈도우 성형 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 내측 성형부는 평탄 성형부 및 상기 평탄 성형부 일단에 배치되고 하부면이 곡면인 코어 성형부를 포함하는 윈도우 성형 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코어 성형부의 상기 하부면은 상기 제1 곡면에 대응하는 제4 곡면을 갖고, 상기 제4 곡면의 곡률 반경은 상기 제1 곡면의 곡률 반경 이하인 윈도우 성형 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 내측 성형부는 상기 평탄 성형부를 관통하고 상기 코어 성형부로 연장되어 정의된 관통홀에 삽입된 가열부재를 더 포함하는 윈도우 성형 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 내측 성형부를 관통하는 유로가 정의되고,
    상기 유로를 통해 상기 외측 성형부 측으로 에어를 분사하는 가압부를 더 포함하는 윈도우 성형 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    N개의 상기 서브 캐비티들이 정의되고,
    상기 N 개의 서브 캐비티들은 두 개씩 쌍을 이루어 상기 코어 캐비티 및 상기 상부면 사이에서 정의되며,
    상기 N은 2이상의 짝수인 윈도우 성형 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 N 개의 서브 캐비티들 중 쌍을 이루는 두 개의 상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티를 기준으로 대칭되게 정의된 윈도우 성형 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 무빙 금형들은 상기 N 개의 서브 캐비티들에 대응하여 배치된 N 개의 무빙 금형들을 포함하는 윈도우 성형 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 N 개의 서브 캐비티들 중 상기 코어 캐비티로부터 M번 째로 정의된 상기 서브 캐비티들의 곡률 반경과 상기 코어 캐비티로부터 (M+1)번 째로 정의된 상기 서브 캐비티들의 곡률 반경은 서로 상이하고,
    상기 M은 1 이상 N/2 이하의 정수인 윈도우 성형 장치.
  14. 내측 성형부 및 외측 성형부를 포함하고, 상기 외측 성형부는 제1 곡면을 갖도록 오목하게 정의된 코어 캐비티, 상기 코어 캐비티로부터 연장되고 제2 곡면을 갖도록 정의된 서브 캐비티들, 및 상기 서브 캐비티들 각각의 상기 제2 곡면을 따라 움직이는 복수 개의 무빙 금형들을 포함하는 윈도우 성형 장치를 이용한 윈도우 성형 방법에 있어서,
    상기 내측 성형부와 상기 외측 성형부 사이에 피가공 부재를 배치하는 단계; 및
    상기 피가공 부재가 상기 코어 캐비티의 곡면을 따라 굴곡된 벤딩부를 포함하도록 상기 피가공 부재를 성형하는 단계; 를 포함하고,
    상기 피가공 부재를 성형하는 단계는
    상기 피가공 부재에 열을 제공하는 단계; 및
    상기 피가공 부재가 상기 벤딩부를 사이에 두고 마주하는 제1 비벤딩부 및 제2 비벤딩부를 포함하도록 열이 제공된 상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계; 를 포함하는 윈도우 성형 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 피가공 부재는 유리 기판이고,
    상기 피가공 부재에 열을 제공하는 단계는 상기 내측 성형부 및 상기 외측 성형부 중 적어도 하나에 열을 제공하여, 상기 피가공 부재의 점도를 107 포이즈(poise) 내지 109 포이즈로 감소시키는 단계를 포함하는 윈도우 성형 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 내측 성형부는 평탄 성형부 및 상기 평탄 성형부의 일단에 배치된 코어 성형부를 포함하고,
    상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계는 상기 피가공 부재를 사이에 두고 상기 코어 성형부와 상기 코어 캐비티가 대응하도록 상기 내측 성형부를 이동시키는 단계를 포함하는 윈도우 성형 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 내측 성형부를 관통하는 유로가 정의되고,
    상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계는 상기 유로를 통해 2kgf/cm2 이상 10kgf/cm2 이하의 압력을 갖는 에어를 주입하는 단계를 포함하는 윈도우 성형 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 무빙 금형들은 각각 상기 서브 캐비티들의 곡면에 대응하는 곡면을 갖는 곡면부 및 상기 곡면부와 마주하는 평탄부를 포함하고,
    성가 피가공 부재를 배치하는 단계에서 이웃하는 상기 무빙 금형들의 상기 평탄부들은 상기 피가공 부재의 하측에서 서로 이웃하여 나란하게 배열되고,
    상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계에서 이웃하는 상기 무빙 금형들의 상기 평탄부들은 상기 피가공 부재를 사이에 두고 서로 이격되어 마주하는 윈도우 성형 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 서브 캐비티들은 상기 코어 캐비티로부터 2개씩 쌍을 이루어 순차적으로 정의된 N개의 서브 캐비티들을 포함하고, 상기 무빙 금형들은 상기 N개의 서브 캐비티들에 대응하여 배치된 N개의 무빙 금형들을 포함하며,
    상기 피가공 부재를 벤딩하는 단계에서 상기 벤딩부가 상기 코어 캐비티와 근접할수록 상기 N개의 무빙 금형들 중 상기 코어 캐비티에서 이격된 무빙 금형들부터 상기 코어 캐비티와 이웃하는 무빙 금형들 순으로 순차적으로 상기 서브 캐비티들의 곡면을 따라 움직이고,
    상기 N은 2 이상의 짝수인 윈도우 성형 방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    상기 피가공 부재를 성형하는 단계 이후에 상기 피가공 부재를 화학 강화하는 단계를 더 포함하는 윈도우 성형 방법.
  21. 내측 성형부; 및
    상기 내측 성형부 하측에 배치된 외측 성형부; 를 포함하고,
    상기 외측 성형부는
    하부면;
    상기 하부면과 마주하는 상부면;
    상기 하부면 방향으로 오목한 제1 곡면을 갖도록 정의된 코어 캐비티;
    상기 코어 캐비티로부터 상기 상부면 방향으로 연장되고, 제2 곡면을 갖도록 정의된 적어도 2개의 서브 캐비티들; 및
    상기 적어도 2개의 서브 캐비티들 각각에 대응하여 배치되고, 회전축에 따라 회전하는 적어도 2개의 무빙 금형들; 을 포함하는 윈도우 성형 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 무빙 금형들은 상기 적어도 2개의 서브 캐비티들 각각으로부터 이격되어 상기 회전축에 따라 각각 회전하는 윈도우 성형 장치.
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