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KR101649408B1 - 입체 유리 기판 제조 장치 - Google Patents

입체 유리 기판 제조 장치 Download PDF

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KR101649408B1
KR101649408B1 KR1020140126253A KR20140126253A KR101649408B1 KR 101649408 B1 KR101649408 B1 KR 101649408B1 KR 1020140126253 A KR1020140126253 A KR 1020140126253A KR 20140126253 A KR20140126253 A KR 20140126253A KR 101649408 B1 KR101649408 B1 KR 101649408B1
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elevating device
glass substrate
manufacturing
upper mold
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김보선
김태경
양승화
함영준
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(주) 예스티
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

본 발명은 입체 유리 기판 제조 장치에 관한 것으로서, 프레임(101) 내에 상부 승강 장치(102); 상기 상부 승강 장치(102) 하부에 승강축과 연결된 상부 금형부(105); 및 상기 상부 금형부(105)의 외부 빈 공간을 정의하도록 상기 상부 금형부(105)의 주위를 둘러싸도록 배치된 쿼츠 튜브(106); 를 포함하는 상부 제조부(100)와, 하부 승강 장치(202); 상기 하부 승강 장치(202) 상부에 승강축과 연결된 하부 금형부(205); 및 상기 하부 금형부(205) 아래에 상기 하부 승강 장치(202)와 연결된 텐션 도어(206); 를 포함하는 하부 제조부(200)를 포함한다.
상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205)가 맞닿을 때, 상기 쿼츠 튜브(106) 및 상기 텐션 도어(206)는 상기 상부 및 하부 금형부(105, 205) 주위에 밀폐된 빈 공간을 형성한다.

Description

입체 유리 기판 제조 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING THREE-DIMENSIONAL GLASS}
본 발명은 유리 기판 제조 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 금형부 주위에 구조적으로 공간을 형성하여 이물질로부터 금형부를 보호하고, 금형부의 이동에 의한 충격을 방지하는 입체 유리 기판 제조 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 단말기에서 처리되는 텍스트, 사진 또는 영상 등의 정보를 표시하는 장치를 말한다. 이러한 디스플레이 장치는 정보를 표시하는 디스플레이 패널을 보호하기 위해 투명/반투명의 유리 기판을 포함하여 제작된다.
최근 기존의 유연성이 없는 평평한 기판 대신에 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치가 차세대 표시장치로 주목을 받고 있다. 플렉서블 디스플레이 장치는 휘어져 굴곡을 가진 상태에서도 평판 디스플레이 장치의 우수한 표시특성을 동일하게 가질 수 있고, 경량화 및 박형화를 구현하기 용이한 차세대 디스플레이 방식 중의 하나이다.
하지만, 플렉서블 디스플레이 패널은 기계적 강도가 약하기 때문에 외부 충격에 쉽게 파손되거나 변형되는 단점이 있다. 이는 플렉서블 디스플레이 장치의 신뢰성 및 표시품질을 저하시키는 요인이다. 따라서, 플렉서블 디스플레이 패널을 덮는 유리 기판은 굴곡이 있는 디스플레이 패널을 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 수행하기 위해서, 평판 유리 기판의 기계적 강도와 투명도를 유지한 채로, 디스플레이 패널의 굴곡을 따라 정교하게 금형 및 제조되어야 한다.
입체 유리 기판 제조 장치는 이러한 플렉서블 디스플레이 장치에 이용되는 입체 유리 기판을 만드는 장치를 말한다. 입체 유리 기판은 이물질이 유입되지 않는 청결한 환경에서 오차가 일어나지 않게 제작되어야 하고, 또한 입체적 형상을 정교하고 용이하게 제어하여 제조되어야 하므로, 이러한 요구를 충족시킬 수 있는 입체 유리 기판을 제조할 수 있는 장치가 요구된다.
일본특허공보 제3190366호
본 발명은 유리 기판을 제조하는 과정에서 금형부에 이물질이 침투하는 것을 차단하고, 금형부가 이동하는 충격에 의해 금형부의 정렬이 변경되지 않는 유리 기판 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 유리 기판 제조 장치는, 유리 기판의 상부틀을 포함하는 상부 금형부; 상기 유리 기판의 하부틀을 포함하는 하부 금형부; 쿼츠 튜브; 및 텐션 도어를 포함하고, 상기 쿼츠 튜브 및 상기 텐션 도어는 상기 상부 금형부 및 상기 하부 금형부 주위에 공간을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 예열 장치는 상기 상부 금형부를 이동시키는 상부 승강 장치; 및 상기 하부 금형부를 이동시키는 하부 승강 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 예열 장치는 상기 상부 금형부에 전달되는 충격을 완화하는 충격 완화부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 예열 장치는 상기 충격 완화부는 충격을 흡수하는 스프링; 및 충격에 의한 상부 금형부의 평행을 맞추는 원형 금구를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 예열 장치는 상기 충격 완화부는 상기 상부 승강 장치 및 상기 상부 금형부 사이에 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유리 기판 예열 장치는 상기 상부 승강 장치의 움직임을 감지하는 압력 감지 유닛을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 상부금형부 및 하부금형부가 맞물릴 때 쿼츠 튜브 및 하부 텐션 도어가 구조적으로 금형부 주위에 밀폐된 공간을 생성함에 따라 금형부에 이물질이 침투하는 것을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스프링 구조 및 원형 금구를 이용하여 금형부에 전달하는 충격 및 금형부의 정렬이 변형되는 것을 완화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 유리 기판 제조 장치가 제조 대기 상태의 측단면도다.
도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 유리 기판 제조 장치가 제조 압축 상태의 측단면도다.
도 3은 본 발명의 실시예와 관련된 유리 기판 제조 장치 내 충격 완화부의 측단면도다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에서 유리 기판은 디스플레이에 이용되는 유리 기판으로, 플렉서블 디스플레이에 포함될 수 있다. 플렉서블 디스플레이에 포함되는 유리 기판은 유리 기판 내 특정 영역이 휘어져 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 유리 기판의 제작 과정에서 오차를 줄이기 위한 장치가 제공된다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 관련된 유리 기판 제조 장치를 보여주는 측단면도들이다. 도 1은 유리 기판 제조 장치의 제조 대기 상태의 측단면도이고, 도 2는 유리 기판 제조 장치의 제조 압축 상태의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 관련된 유리 기판 제조 장치는 상부 제조부(100)와 하부 제조부(200)를 포함한다.
상부 제조부(100)는 상기 상부 제조부(100) 내 구성요소를 둘러싸는 플레임(101), 상부 금형부(105)를 상하 이동시키는 상부 승강 장치(102), 상하 이동의 동력을 제공하는 상부 서보 모터(103), 상하 이동의 움직임을 감지하는 압력 감지 유닛(104), 유리 기판의 상부틀을 포함하여 유리 기판에 압력을 가하는 상부 금형부(105), 상기 상부 금형부(105)의 주위에 공간을 형성하는 쿼츠 튜브(quartz tube)(106), 압력에 필요한 가스를 가열하는 에어히터(107), 충격완화부(108) 및 가스 이동부(109) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하부 제조부(200)는 유리 기판의 압축에 이용되는 가스가 이동하는 냉각 통로(201), 하부 금형부(205)를 상하 이동시키는 하부 승강 장치(202), 상하 이동의 동력을 제공하는 하부 서보 모터(203), 볼스플라인(204), 유리 기판의 하부틀을 포함하여 유리 기판에 압력을 가하는 하부 금형부(205) 및 상기 하부 금형부(205)의 주위에 공간을 형성하는 텐션 도어(206) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 금형부는 상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 관련된 유리 기판 제조 장치는 상기 상부 승강 장치(102)에 의해 이동된 상기 상부 금형부(105)와 상기 하부 승강 장치(202)에 의해 이동된 하부 금형부(205)가 맞물려 유리 기판을 제조하기 위해 압축한다.
상부 제조부(100)는 프레임(101) 내에서 승강 및 하강하여 압력을 제공할 수 있는 상부 승강 장치(102)를 포함할 수 있다. 상기 상부 승강 장치(102)의 일 측에는 상부 서보 모터(103)가 배치되어 상기 상부 승강 장치(102)의 상하 운동의 동력을 제공한다. 일례로, 상기 상부 승강 장치(102)에 볼 스크루가 배치되어 상기 상부 서보 모터(103)를 통해 볼 스크루가 회전 운동함에 따라 상기 상부 승강 장치(102)의 직선운동, 즉 승강 및 하강 운동의 동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 승강 장치(102)의 일 측에 압력 감지 유닛(104)이 배치될 수 있다. 상기 압력 감지 유닛(104)은 상기 상부 승강 장치(102)에 가해지는 압력 값을 감지 및 출력할 수 있다. 상기 압력 감지 유닛(104)을 통해 검출된 압력 값은 예를 들어 제어부(미도시)에 전달되어 압력 제어를 가능하게 할 수 있다. 일례로, 상기 압력 감지 유닛(104)은 로드 셀(load cell)일 수 있고, 이 로드 셀에 의해 상기 상부 서보 모터(103)의 토크를 제어할 수 있다.
상기 상부 승강 장치(102)는 승강축과 연결되어 상기 승강축의 상하 운동을 제공하고, 상기 승강축의 끝부분에는 상부 금형부(105)가 배치되어 아래 방향으로 압력을 제공한다. 상기 상부 금형부(105)는 이후에 설명될 하부 제조부(200)의 하부 금형부(205)와 정렬되도록 배치되어 금형부에 놓이는 유리 기판에 압력을 가하도록 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 금형부(105)의 주변부에는 쿼츠 튜브(106)가 배치된다. 상기 쿼츠 튜브(106)는 상기 상부 금형부(105)를 둘러싸도록 배치되되, 상기 상부 금형부(105)와 상기 쿼츠 튜브(106) 사이에 빈 공간을 형성하도록 제공된다. 상기 쿼츠 튜브(106)는 상기 가압 플레이트(105)를 외부 이물질 등으로부터 차단 및 보호하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 외부 이물질은 유리 기판의 제조에 이용되지 않는 것을 의미한다. 상기 쿼츠 튜브(106)는 상기 상부 금형부(105)를 주변을 감싸도록 형성되되, 상기 상부 금형부(105)가 하부 제조부(200)의 하부 금형부(205)와 만나는 일측면은 개방되도록 형성된다. 상기 쿼츠 튜브(106)의 외부에는 노 히터(furnace heater)(111)가 배치되어 제조될 유리 기판 및 상기 쿼츠 튜브(106) 내의 환경에 열을 제공하여, 최적의 금형 분위기를 조성하는 역할을 수행할 수 있다.
하부 제조부(200)는 상부에 제조될 유리 기판을 올려놓을 수 있는 하부 금형부(205)를 포함한다. 상기 하부 금형부(205)는 제조될 유리 기판을 올려놓아 제조 공정 시 상기 상부 제조부(100)의 상기 상부 금형부(105)와 맞닿을 수 있도록 정렬된다. 자세히 도시하지 않았으나, 상기 하부 금형부(205) 상에는 제조될 유리 기판의 입체적 형상을 갖는 금형틀이 제공될 수 있다. 그에 따라 상기 상부 및 하부 금형부(105, 205)가 맞닿아 유리 기판이 가열 가압됨으로써, 금형틀에 따라 입체적 형상을 갖는 입체 유리 기판이 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하부 제조부(200)는 상기 상부 제조부(100)와 유사한 방식으로, 상기 하부 금형부(205)가 승강축과 연결되도록 배치되어 승강 및 하강 운동을 할 수 있도록 제공된다. 일례로, 상기 하부 금형부(205)는 하부 승강 장치(202)와 연결되고, 상기 하부 승강 장치(202)의 일 측에는 하부 서보 모터(203)가 배치되어 상기 하부 승강 장치(202)의 상하 운동의 동력을 제공할 수 있다. 일례로 상기 하부 승강 장치(202)에는 볼 스크루가 배치되어 상기 하부 서보 모터(203)를 통해 볼 스크루가 회전 운동함에 따라 상기 승강 장치(202)의 직선운동, 즉 승강 및 하강 운동의 동력을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 승강 장치(202)의 일 측에 압력 감지 유닛이 배치될 수 있으며, 상기 압력 감지 유닛은 상기 하부 승강 장치(202)에 가해지는 압력 값을 감지 및 출력할 수 있다. 일례로, 상기 압력 감지 유닛은 로드 셀(load cell)일 수 있고, 이 로드 셀에 의해 상기 하부 서보 모터(203)의 토크를 제어할 수 있다.
상기 상부 서보 모터(103) 및 상기 하부 서보 모터(203)에 의해 상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205)가 이동하여 도 2에 도시된 바와 같이 맞물려 제조 압축 상태가 되면, 상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205) 주위 공간은, 상기 상부 제조부(100)의 상기 쿼츠 튜브(106) 및 상기 하부 제조부(200)의 상기 텐션 도어(206)에 의해 밀폐된 공간이 형성된다. 이에 따라 상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205)에는 이물질이 들어올 수 없고, 외부 파티클 등이 제한된 상태로 유리 기판의 금형을 위한 가열 가압 단계가 진행된다. 일례로, 상기 쿼츠 튜브(106) 및 상기 텐션 도어(206)에 의해 밀폐된 공간은 질소 가스로 채워져 금형 공정이 진행될 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 금형부에 전달하는 충격 및 금형부의 정렬이 변형되는 것을 완화하는 충격 완화부(108)에 대해서 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예와 관련된 유리 기판 제조 장치 내 충격 완화부의 측단면도다.
도 3을 참조하면, 상기 상부 제조부(100)에서, 상기 상부 승강 장치(102)와 상기 상부 금형부(105) 사이에 충격 완화부(108)가 제공될 수 있다. 상기 충격 완화부(108)는 상기 상부 서보 모터(103)의 동력이 상기 상부 승강 장치(102)를 통해 상기 상부 금형부(108)에 전달되기 시작할 때, 상기 상부 금형부(108)에 전달되는 충격을 완화하고, 상기 상부 금형부(105)의 정렬에 영향이 없도록 충격을 흡수할 수 있다.
구체적으로, 상기 충격 완화부(108)는 스프링(109) 및 원형 금구(110)를 포함할 수 있다. 상기 스프링(109)는 상기 상부 승강 장치(102)로부터 전달되는 동력에 의한 충격을 완화하고 흡수할 수 있다. 그리고, 상기 원형 금구(110)는 상부 금형부(105)의 평행이 틀어지더라도 모든 방향으로 틸팅이 가능한 구조로 구성되고, 상부 금형부(105)의 정렬에 유리한 구조로 설계될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 상기 충격 완화부(108)는 유리 기판의 가열 가압 단계를 위하여 상기 상부 금형부(105)와 상기 하부 금형부(205)가 맞닿아 접촉할 때, 상기 하부 금형부(205)에 놓인 유리 기판에 충격을 완화하여 유리 기판이 깨지거나 오정렬되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

  1. 프레임(101) 내에 상부 승강 장치(102); 상기 상부 승강 장치(102) 하부에 승강축과 연결된 상부 금형부(105); 및 상기 상부 금형부(105)의 외부 빈 공간을 정의하도록 상기 상부 금형부(105)의 주위를 둘러싸도록 배치된 쿼츠 튜브(106); 를 포함하는 상부 제조부(100)와,
    하부 승강 장치(202); 상기 하부 승강 장치(202) 상부에 승강축과 연결된 하부 금형부(205); 및 상기 하부 금형부(205) 아래에 상기 하부 승강 장치(202)와 연결된 텐션 도어(206); 를 포함하는 하부 제조부(200),
    를 포함하는 입체 유리 기판 제조 장치에 있어서,
    상기 상부 금형부(105) 및 상기 하부 금형부(205)가 맞닿을 때, 상기 쿼츠 튜브(106) 및 상기 텐션 도어(206)는 상기 상부 금형부(105) 및 하부 금형부(205) 주위에 밀폐된 빈 공간을 형성하는 입체 유리 기판 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 금형부(105) 및 하부 금형부(205) 주위에 밀폐된 빈 공간은 질소 가스로 채워지는 입체 유리 기판 제조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 제조부(100)는 상기 상부 승강 장치(102) 및 상기 상부 금형부(105) 사이에 충격 완화부(108)를 더 포함하는 입체 유리 기판 제조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 충격 완화부(108)는,
    충격을 흡수하는 스프링(109); 및
    충격에 의한 상부 금형부의 평행을 맞추는 원형 금구(110)를 포함하는 입체 유리 기판 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 제조부는 상기 상부 승강 장치의 일 측에 배치되어 상기 상부 승강 장치에 동력을 제공하는 서보 모터를 더 포함하고,
    상기 상부 승강 장치는 압력 감지 유닛을 포함하여,
    상기 압력 감지 유닛을 통해 상기 서보 모터로부터 상기 상부 승강 장치에 전달되는 동력을 제어하는 입체 유리 기판 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 제조부는 상기 하부 승강 장치의 일 측에 배치되어 상기 하부 승강 장치에 동력을 제공하는 서보 모터를 더 포함하고,
    상기 하부 승강 장치는 압력 감지 유닛을 포함하여,
    상기 압력 감지 유닛을 통해 상기 서보 모터로부터 상기 하부 승강 장치에 전달되는 동력을 제어하는 입체 유리 기판 제조 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 압력 감지 유닛은 로드 셀(load cell)인 입체 유리 기판 제조 장치.
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