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KR102343108B1 - 유리 기판 성형 장치 및 유리 기판 성형 방법 - Google Patents

유리 기판 성형 장치 및 유리 기판 성형 방법 Download PDF

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KR102343108B1
KR102343108B1 KR1020150061144A KR20150061144A KR102343108B1 KR 102343108 B1 KR102343108 B1 KR 102343108B1 KR 1020150061144 A KR1020150061144 A KR 1020150061144A KR 20150061144 A KR20150061144 A KR 20150061144A KR 102343108 B1 KR102343108 B1 KR 102343108B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 순차적으로 배치된 예열 유닛, 성형 유닛 및 냉각 유닛을 포함하며, 상기 예열 유닛은 예열부 몸체 및 유리 기판 거치대를 포함하며, 상기 성형 유닛은, 하나 이상의 진공 포트를 갖는 성형부 몸체; 상기 성형부 몸체상에 배치되며, 유리 기판의 가장자리를 지지하는 성형 지지대; 및 상기 성형부 몸체를 가열하는 가열 수단;을 포함하며, 상기 냉각 유닛은 냉각부 몸체 및 냉각 플레이트를 포함하는 유리 기판 성형 장치를 제공한다.

Description

유리 기판 성형 장치 및 유리 기판 성형 방법{APPARATUS FOR MOLDING GLASS SUBSTRATE AND METHOD FOR MOLDING GLASS SUBSTRATE}
본 발명은 유리 기판 성형 장치 및 유리 기판 성형 방법에 대한 것이다.
최근 표시장치로, 액정 표시패널, 플라즈마 표시패널, 일렉트로 루미네센스 표시패널, 및 유기발광 표시패널을 이용하여 화상을 표시하는 표시장치가 주목받고 있다. 이러한 표시장치는 평판 또는 만곡된(curved) 형태로 만들어질 수 있다.
만곡된(curved) 표시장치를 제조하기 위해 곡면 윈도우가 필요하다. 이러한 곡면 윈도우는 접촉 몰드를 이용하여 유리 기판을 가압 성형하는 공정으로 만들어질 수 있다. 그런데, 접촉 가압 성형 과정에서 유리 기판의 표면이 손상될 수 있다. 따라서, 표면의 손상 없이 유리 기판을 성형할 수 있는 방법과 장치들이 연구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는, 유기 기판과 성형 유닛의 접촉 면적을 줄여 성형 과정에서 유리 기판의 손상을 최소화할 수 있는 유리 기판 성형 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 유리 기판의 손상을 최소화할 수 있는 유리 기판 성형 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 순차적으로 배치된 예열 유닛, 성형 유닛 및 냉각 유닛을 포함하며, 상기 예열 유닛은 예열부 몸체 및 유리 기판 거치대를 포함하며, 상기 성형 유닛은, 하나 이상의 진공 포트를 갖는 성형부 몸체; 상기 성형부 몸체상에 배치되며, 유리 기판의 가장자리를 지지하는 성형 지지대; 및 상기 성형부 몸체를 가열하는 가열 수단;을 포함하며, 상기 냉각 유닛은 냉각부 몸체 및 냉각 플레이트를 포함하는 유리 기판 성형 장치를 제공한다.
상기 유리 기판 성형 장치는 상기 성형 유닛 상부에 배치된 마이크로파 조사장치를 더 포함한다.
상기 마이크로파 조사장치는 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 갖는 마이크로파를 발생한다.
상기 성형 지지대는 유전 발열층을 포함한다.
상기 유전 발열층은 카본 블래계 유전 발열체 및 탄화 규소계 유전 발열체 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 유리 기판 성형 장치는 상기 성형 유닛 상부에 배치된 원적외선 조사장치를 더 포함한다.
상기 원적외선 조사장치는 1㎛ 내지 2㎛의 파장을 갖는 원적외선을 조사한다.
상기 유리 기판 성형 장치는 상기 예열 유닛, 상기 성형 유닛 및 상기 냉각 유닛의 상부에 걸쳐 배치된 이송 레일; 및 상기 이송레일에 배치된 이송 유닛;을 더 포함한다.
상기 이송 유닛은 상기 예열 유닛과 상기 성형 유닛 사이에 배치된 제1 이송 수단 및 상기 성형 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치된 제2 이송 수단을 포함한다.
상기 제1 이송수단과 상기 제2 이송수단은 각각 진공 포트를 갖는 흡착 지그; 및 흡착 지그 가열부;를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 유리 기판을 예열하는 예열 단계; 상기 예열된 유리 기판을 성형 유닛에 배치하는 단계; 상기 성형 유닛에 배치된 유리 기판의 가장자리를 가열하는 가열 단계; 상기 가열된 유리 기판을 진공 새깅(sagging)하여 상기 유리 기판의 가장자리에 만곡부를 형성하는 유리 기판 성형 단계; 및 상기 성형된 유리 기판을 냉각하는 냉각 단계;를 포함하며, 상기 성형 유닛은 상기 유리 기판의 가장자리를 지지하는 성형 지지대를 포함하며, 상기 유기 기판의 가장자리가 상기 성형 지지대에 안착되는 유리 기판 성형 방법을 제공한다.
상기 가열 단계는 상기 성형 지지대에 마이크로파를 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 성형 지지대는 유전 발열층을 포함하며, 상기 마이크로파가 상기 유전 발열층에 조사된다.
상기 마이크로파는 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 갖는다.
상기 가열 단계는 상기 유기 기판에 원적외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 원적외선은 1㎛ 내지 2㎛의 파장을 갖는다.
상기 유리 기판 성형 방법은, 상기 성형 단계 후 상기 성형된 유리 기판을 냉각하는 냉각 플레이트로 이동시키는 이송 단계를 포함하며, 상기 이송 단계는 진공 포트를 갖는 흡착 지그를 이용하여 상기 성형된 유기 기판을 흡착하는 단계를 포함한다.
상기 이송 단계는 상기 흡착 지그를 450℃ 내지 550℃의 온도로 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치를 이용하여 유리 기판을 성형하는 경우, 유리 기판을 가압하여 성형하는 몰드 성형법과 비교하여 유리 기판 표면의 손상이 감소된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치의 개략도이다.
도 2는 성형 유닛의 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 4a와 4b는 각각 성형 지지대의 단면도이다.
도 5는 흡착 지그의 사시도이다.
도 6a는 도 5의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 6b는 도 5의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치의 개략도이다.
도 8a 내지 8e는 유리 기판의 성형 공정도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 표현하기 위해 사용된 용어들로, 이러한 용어는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 할 것이다.
도면에서, 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서, 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 또한, 동일한 기능을 하는 구성요소는 동일한 부호로 표시된다.
어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소의 '상'에 있다 라고 기재되는 것은 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 층이나 구성요소와 '인접'한다 또는 '이웃'한다고 기재되는 것은 그 구성요소가 다른 구성요소와 직접 접촉하여 나란히 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 구성요소가 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
이하, 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(10)의 개략도이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(10)는 순차적으로 배치된 예열 유닛(200), 성형 유닛(300) 및 냉각 유닛(400)을 포함한다.
예열 유닛(200), 성형 유닛(300) 및 냉각 유닛(400)은 장치 프레임(110)내에 배치된다. 장치 프레임(110)은 단열 재료를 포함할 수 있다. 장치 프레임(110)은 예열 유닛(200), 성형 유닛(300) 및 냉각 유닛(400)을 보호하며, 이들을 단열하는 역할을 한다.
예열 유닛(200)은 예열부 몸체(210) 및 유리 기판 거치대(220, 230)를 포함한다. 또한, 예열 유닛(200)는 가열 수단(미도시)을 포함할 수 있다. 가열 수단은 예열부 몸체(210) 내에 배치될 수도 있고, 예열부 몸체(210)와 분리되어 배치될 수도 있다.
유리 기판(101)은 유리 기판 거치대(220, 230)에 배치되어 예열된다. 예열 유닛(200)에 의하여 유리 기판(101)은 300℃ 내지 500℃의 온도로 예열된다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 유리 기판(101)은 300℃ 미만 또는 500℃ 초과의 온도에서 예열될 수도 있다.
성형 유닛(300)은 예열 유닛(200)에 이웃하여 배치된다. 성형 유닛(300)은 예열된 유리 기판(101)을 성형한다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 성형 유닛(300)은 성형 챔버(301) 내에 배치된다. 성형 챔버(301)는 성형 유닛(300)을 보호하며, 진공을 이용하여 유리 기판(101)을 성형할 때 진공이 형성되도록 한다. 또한, 성형 챔버(301)는 마이크로파를 차단하는 역할을 한다.
도 2는 성형 유닛(300)의 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
성형 유닛(300)은 하나 이상의 진공 포트(350)를 갖는 성형부 몸체(310) 및 성형부 몸체(310)상에 배치된 성형 지지대(320, 330)을 포함한다. 성형 지지대(320, 330)는 예열된 유리 기판(101)의 가장자리를 지지한다.
성형 유닛(300)은 성형부 몸체(310)를 가열하기 위한 가열 수단(360)을 포함한다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면 가열 수단(360)은 성형부 몸체(310)에 배치된다. 가열 수단(360)은 성형 유닛(300)의 온도가 500℃ 내지 650℃가 되도록 가열한다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 성형 유닛(300)은 500℃ 미만 또는 650℃ 초과의 온도에서 가열될 수도 있다.
진공 포트(350)는 진공 펌프(500)와 연결된다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면 진공 펌프(500)는 장치 프레임(110) 외부에 배치된다. 또한, 진공 포트(350)는 성형부 몸체(310) 표면에 형성된 흡입 홀(351)과 연결된다. 진공 펌프(500)에 의하여 성형 지지대(320, 330) 사이의 공간에 저압 환경이 형성되며, 이러한 저압 환경에 의하여 유리 기판(101)이 성형된다. 이하, 0.5 기압 이하의 저압 상태를 진공이라 한다.
유리 기판(101)은 성형 지지대(320, 330)에 안착되는데, 유리 기판(101)의 가장자리가 성형 지지대(320, 330)에 의해 지지된다. 성형 지지대(320, 330)는 안착면(321, 331) 및 완만한 경사를 갖는 경사면(322, 332)을 포함한다. 안착면(321, 331)에 유리 기판(101)의 가장자리가 안착된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 성형 지지대(320, 330)에 의해 지지되는 유리 기판(101)의 가장자리가 선택적으로 가열된 상태에서 유리 기판(101)이 성형되어 유리 기판(101)의 가장자리가 만곡된다.
유리 기판(101)의 가장자리가 선택적으로 가열되도록 하기 위해, 성형 유닛(300) 상부에 마이크로파 조사장치(151, 152)가 배치된다.
마이크로파 조사장치(151, 152)는 장치 프레임(110) 내부 또는 외부에 배치될 수도 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 2개의 마이크로파 조사장치(151, 152)가 장치 프레임(110) 내부의 성형 지지대(320, 330) 상부에 각각 배치된다. 또한, 성형 챔버(301)의 상부 벽에 마이크로파를 투과시킬 수 있는 윈도우가 배치된다.
한편, 마이크로파 조사장치(151, 152)가 장치 프레임(110)의 외부에 배치되는 경우, 마이크로파가 장치 프레임(110)의 상부 벽을 투과할 수 있도록 하기 위해 장치 프레임(110)의 상부 벽에 윈도우가 배치된다.
마이크로파 조사장치(151, 152)는 300MHz 내지 300GHz의 파장을 갖는 마이크로파를 성형 지지대(320, 330)에 조사한다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 마이크로파 조사장치(151, 152)는 공업적으로 이용가능한 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 갖는 마이크로파를 발생한다. 보다 구체적으로, 마이크로파 조사장치(151, 152)는 2.4GHz 내지 2.5GHz의 파장을 갖는 마이크로파를 발생할 수 있다.
성형 지지대(320, 330)는 마이크로파에 감응하여 발열하는 유전 발열층(336)을 포함한다 유전 발열층(336)은 유전 발열체를 포함한다. 유전 발열층(336)은 공지의 유전 발열체를 이용하여 만들어질 수 있다. 유전 발열체의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 예를 들어, 카본 블래계 유전 발열체 또는 탄화 규소계 유전 발열체가 사용될 수 있다.
마이크로파 조사장치(151, 152)에서 발생된 마이크로파가 유전 발열층(336)에 조사되어 유전 발열층이 가열됨으로써, 유리 기판(101)의 가장자리가 선택적으로 가열된다.
도 4a와 4b는 각각 성형 지지대(330a, 330b)의 단면도이다.
도 4a에 도시된 성형 지지대(330a)는 지지 몸체(335) 및 지지 몸체(335)의 절개부에 배치된 유전 발열층(336)을 포함한다. 유전 발열층(336)은 유전 발열체를 지지 몸체(335)의 절개부에 증착하거나 코팅하는 것에 의하여 형성될 수 있다. 유전 발열층(336)의 상부면이 안착면(331)이며, 안착면은 경사면(332)과 연결되어 있다.
도 4b에 도시된 성형 지지대(330b)는 유전 발열층(336) 하부에 형성된 쐐기부(337)를 포함한다. 쐐기부(337)에 의해 유전 발열층(336)이 지지 몸체(335)에 안정적으로 고정된다.
성형 지지대(320, 330)에 배치된 유전 발열층(336)에 의해 유리 기판(101)의 가장자리가 선택적으로 가열된 후, 진공 펌프(500)에 의하여 성형 지지대(320, 330) 사이의 공간에 저압 환경이 형성되면, 유리 기판의 자중 및 진공 흡인력에 의해 유리 기판(101)이 새깅(sagging)되어 가장자리가 만곡된 성형된 유리 기판(102)가 만들어진다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(10)에 의해 유리 기판(101)이 성형되는 경우, 유리 기판(101)의 가장자리만이 성형 유닛(300)과 접촉하기 때문에, 유리 기판(101)의 전면에 성형 몰드를 배치한 후 가압하여 유리 기판(101)을 성형하는 방법과 비교하여, 유리 기판(101) 표면의 손상이 적다.
냉각 유닛(400)은 성형 유닛(300)에 이웃하여 배치된다. 냉각 유닛(400)은 성형 유닛(300)에서 성형된 유리 기판(102)을 냉각한다.
냉각 유닛(400)은 냉각부 몸체(410) 및 냉각부 몸체(410)상에 배치된 냉각 플레이트(420)를 포함한다. 성형 유닛(300)에서 성형된 유리 기판(102)은 냉각 플레이트(420)에서 냉각된다.
냉각 유닛(400)은 또한, 냉각부 몸체(410)의 온도를 조절하는 온도 조절 장치를 포함한다. 냉각부 몸체(410)의 온도 조절에 의해 냉각 플레이트(420)의 온도가 조정되며, 그에 따라 성형된 유리 기판(102)의 냉각 속도가 조정될 수 있다.
일반적으로 2단계 냉각에 의해 성형된 유리 기판(102)이 냉각된다. 따라서, 온도 조절 장치는 적어도 2단계에 걸쳐 냉각부 몸체(410)의 온도를 조정한다.
예를 들어, 1차 냉각을 위해 하는 냉각 플레이트(420)의 온도는 450℃ 내지 500℃로 조정될 수 있으며, 2차 냉각을 위해 냉각 플레이트(420)의 온도는 250℃ 내지 300℃로 조정될 수 있다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 유리 기판(101)의 종류, 두께, 용도에 따라 냉각 플레이트(420)의 온도가 달라질 수 있다.
장치 프레임(110)상에 이송 레일(120)이 배치된다. 이송 레일(120)은 장치 프레임(110)과 접촉하여 배치될 수도 있고, 이격되어 배치될 수도 있다.
이송 레일(120)은 예열 유닛(200), 성형 유닛(300) 및 냉각 유닛(400)의 상부에 걸쳐 배치된다. 즉, 이송 레일(120)은 예열 유닛(200), 성형 유닛(300) 및 냉각 유닛(400)의 상부를 지난다.
이송 레일(120)에 이송 유닛(121, 122)이 배치된다.
이송 유닛(121, 122)은 유리 기판(101) 또는 성형된 유리 기판(102)을 이송한다.
구체적으로, 이송 유닛은 예열 유닛(200)과 성형 유닛(300) 사이에 배치된 제1 이송 수단(121) 및 성형 유닛(300)과 냉각 유닛(400) 사이에 배치된 제2 이송 수단(122)을 포함한다.
제1 이송 수단(121)은 예열 유닛(200)에서 예열된 유리 기판(101)을 성형 유닛(300)으로 이송한다. 또한, 제2 이송 수단(122)은 성형 유닛(300)에서 성형된 유리 기판(102)을 냉각 유닛(400)으로 이동한다.
제1 이송 수단(121)과 제2 이송 수단(122)은 각각 이송 레일(120)과 결착된 무빙 모듈(131, 141), 무빙 모듈(131, 141)과 연결된 흡착 지그(130, 140) 및 흡착 지그(130, 140)를 가열하는 흡착 지그 가열부(143)를 포함한다.
도 5는 흡착 지그(140)의 사시도이다. 도 6a는 도 5의 II-II'를 따라 자른 단면도이고, 도 6b는 도 5의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 이송 수단(122)의 흡착 지그(140)는 흡착 몸체(145), 흡착 몸체(145)에 형성된 진공 포트(142)를 포함한다. 또한, 흡착 몸체(145) 내부에 흡착 지그 가열부(143)가 배치된다.
흡착 몸체(145)에 형성된 진공 포트(142)는 진공 펌프와 연결되며, 흡착 지그(140)는 진공 흡착력을 이용하여 성형된 유리 기판(102)을 흡착한다. 마찬가지로, 제1 이송 수단(122)의 흡착 지그(130)는 진공 흡착력을 이용하여 유리 기판(102)을 흡착한다.
무빙 모듈(131, 141)은 흡착 지그(130, 140)의 높낮이를 조정할 수 있으며, 흡착 지그(130, 140)를 이동시킨다.
이하, 성형 유닛(300)에서 성형된 유리 기판(102)을 냉각 유닛(400)으로 이동시키기 위해 제2 이송 수단(122)의 작동 메커니즘을 설명한다.
먼저, 무빙 모듈(141)에 의해 제2 이송 수단(122)이 성형 유닛(300)의 상부로 이동된다. 다음, 무빙 모듈(141)은 흡착 지그(140)를 하강시키고, 흡착 지그(140)는 진공 흡인력을 이용하여 성형된 유리 기판(102)을 흡착한다.
이 때, 흡착 지그(140)와 성형된 유리 기판(102)의 온도 차이가 큰 경우 성형된 유리 기판(102)이 손상될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 흡착 지그(140)는 성형된 유리 기판(102)과 동일 또는 유사한 온도로 가열된다. 흡착 지그(140)를 가열하기 위해 흡착 지그 가열부(143)가 사용된다.
성형된 유리 기판(102)이 흡착 지그(140)에 흡착되면, 무빙 모듈(141)은 흡착 지그(140)를 상승시켜 성형된 유리 기판(102)이 성형 유닛(300)으로부터 완전히 분리되도록 한다. 다음, 무빙 모듈(141)은 제2 이송 수단(122)을 냉각 유닛(400) 상부로 이동시킨다.
제2 이송 수단(122)이 냉각 유닛(400) 상부로 이동되면, 무빙 모듈(132)은 흡착 지그(140)를 하강시켜 흡착 지그(140)가 냉각 유닛(400)의 냉각 플레이트(420)와 인접하도록 한다. 다음, 흡착 지그(140)의 진공이 해제되어, 성형된 유리 기판(102)이 냉각 유닛(400)의 냉각 플레이트(420)에 배치된다. 다음, 냉각 유닛(400)에서 성형된 유리 기판(102)이 냉각된다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 이하, 중복을 피하기 위해, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(20)의 개략도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(10)는 순차적으로 배치된 예열 유닛(200), 성형 유닛(600) 및 냉각 유닛(400)을 포함한다.
성형 유닛(600)은 하나 이상의 진공 포트(650)를 갖는 성형부 몸체(610) 및 성형부 몸체(610)상에 배치된 성형 지지대(620, 630)을 포함한다. 성형 지지대(620, 630)는 예열된 유리 기판(101)의 가장자리를 지지한다.
성형 유닛(600)은 성형부 몸체(610)를 가열하기 위한 가열 수단(660)을 포함한다. 진공 포트(650)는 진공 펌프(500)와 연결된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(20)는 성형 유닛(600) 상부에 배치된 원적외선 조사장치(700)를 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(20)는 원적외선을 이용하여 유리기판(101)을 가열한다.
원적외선 조사장치(700)는 유리 기판(101)에 원적외선을 조사한다. 원적외선 조사장치(700)로부터 발생되는 원적외선의 파장에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 원적외선 조사장치(700)는 1㎛ 내지 2㎛의 파장을 갖는 원적외선을 유리 기판(101)에 조사한다.
원적외선 조사장치(700)는 장치 프레임(110) 내부에 배치될 수도 있고, 외부에 배치될 수도 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따르면 원적외선 조사장치(700)는 장치 프레임(110)의 외부에 배치된다. 이 경우, 원적외선 조사장치(700)로부터 발생된 원적외선이 장치 프레임(110)의 상부 벽을 투과할 수 있도록 하기 위해, 장치 프레임(110)의 상부 벽에 윈도우가 배치된다.
이하, 도 8a 내지 8e를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(10)를 이용한 유리 기판 성형 방법을 설명한다.
도 8a 내지 8e는 유리 기판(10)의 성형 공정도이다.
먼저, 예열 유닛(200)에 의해 유리 기판(10)이 예열된다(도 8a).
예열 단계에서, 유리 기판(101)은 300℃ 내지 500℃의 온도로 예열된다.
예열된 유리 기판(101)은 제1 이송 수단(121)에 의해 성형 유닛(300)으로 이송된다. 이 때, 제1 이송 수단(121)의 흡착 지그(130)가 예열된 유리 기판(101)을 흡착한 상태에서 이송이 이루어진다.
예열된 유리 기판(101)이 성형 유닛(300)의 성형 지지대(320, 330)에 배치된다. 이 때, 성형 유닛(300)은 500℃ 내지 650℃의 온도로 가열된 상태이다.
다음, 유리 기판(101)의 가장자리를 지지하고 있는 성형 지지대(320, 330)에 마이크로파가 조사된다(도 8b).
마이크로파는 마이크로파 조사장치(151, 152)로부터 발생되어 성형 지지대(320, 330)에 조사된다. 구체적으로, 성형 지지대(320, 330)는 유전 발열층(336)을 포함하며, 마이크로파가 유전 발열층(336)에 조사되어 유전 발열층(336)이 발열된다. 그에 따라, 유리 기판(101)의 가장자리가 부분 가열된다.
마이크로파는 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 가질 수 있는데, 예를 들어, 2.4GHz 내지 2.5GHz의 파장을 가진다.
가장자리가 부분 가열된 유리 기판(101)이 진공 새깅(sagging)된다.
진공 새깅(sagging)을 위해 진공 펌프(500)가 사용된다.
성형 유닛(300)의 성형부 몸체(310)는 하나 이상의 진공 포트(350)를 포함하며, 진공 포트(350)는 진공 펌프(500)와 연결된다. 진공 펌프(500)에 의하여 성형 지지대(320, 330) 사이의 공간에 저압 환경이 형성되며, 이러한 저압 환경에 의하여 유리 기판(101)이 성형된다. 진공 새깅(sagging)을 위해 0.5 기압 이하의 저압 상태가 만들어질 수 있으며, 0.1 기압 이하의 초저압 상태가 만들어질 수도 있다.
유리 기판(101)의 자중 및 진공 펌프(500)에 의한 진공 흡인력에 의해 유리 기판이 성형 지지대(320, 330) 하부로 새깅(sagging)되면서, 유리 기판(101)의 가장자리에 만곡부가 형성된다. 그에 따라, 만곡된 가장자리를 갖는 성형된 유리 기판(102)이 만들어진다(도 8c).
제2 이송 수단(122)에 의해 성형된 유리 기판(102)이 냉각 유닛(400)으로 이송된다(도 8d).
성형된 유리 기판(102)의 이송을 위해, 제2 이송 수단(122)이 사용된다. 구체적으로, 제2 이송 수단(122)이 성형 유닛(300) 상부로 이동되며, 진공 흡인력을 이용하여 흡착 지그(140)가 성형된 유리 기판(102)을 흡착한다.
이 때, 흡착 지그(140)는 450℃ 내지 550℃의 온도로 가열된다. 흡착 지그(104)의 가열온도는 성형된 유리 기판(102)의 온도에 따라 달라질 수 있다. 흡착 지그(140)는 450℃ 미만 또는 550℃ 초과의 온도로 가열될 수도 있다.
성형된 유리 기판(102)이 흡착 지그(140)에 흡착되면, 제2 이송 수단(122)이 냉각 유닛(400) 상부로 이동된다.
제2 이송 수단(122)이 냉각 유닛(400) 상부로 이동된 후, 흡착 지그(140)의 진공이 해제되어, 성형된 유리 기판(102)이 냉각 유닛(400)의 냉각 플레이트(420)에 배치된다.
성형된 유리 기판(102)은 냉각 유닛(400)의 냉각 플레이트(420)에서 냉각된다(도 8e).
냉각 단계는, 성형된 유기 기판(102)을 1차 냉각하는 단계 및 1차 냉각된 성형된 유기 기판(102)을 2차 냉각하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 성형된 유기 기판(102)은 냉각 유닛(400)에서 서냉된다.
1차 냉각을 위해 냉각 플레이트(420)의 온도는 450℃ 내지 500℃로 조정되고, 2차 냉각을 위해 냉각 플레이트(420)의 온도는 250℃ 내지 300℃위로 조정될 수 있다.
필요에 따라 3차 냉각이 이루어질 수 있으며, 1차 냉각과 2차 냉각 사이에 중간 냉각이 이루어질 수도 있다.
냉각 플레이트(420)의 온도는 성형된 유리 기판(102)의 조성, 두께, 크기 및 용도에 따라 달라질 수 있다.
2차 냉각이 이루어진 성형된 유기 기판(102)은 유리 기판 성형 장치(10)로부터 배출된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(20)에 의해 유리 기판(101)이 성형될 수도 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 유리 기판 성형 장치(20)에 의해 유리 기판(101)이 성형되는 경우, 유리 기판(101)에 원적외선이 조사된다. 원적외선은 1㎛ 내지 2㎛의 파장을 가질 수 있다.
이상 실시예와 도면을 참고하여 본 발명의 설명하였다. 상기 실시예와 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 상기 실시예나 도면에 의하여 한정되지 않는다.
10, 20: 유리 기판 성형 장치
110: 장치 프레임 120: 이송 레일
130, 140: 흡착 지그 142: 진공 포트
143: 흡착 지그 가열부 151, 152: 마이크로파 조사장치
200: 예열 유닛 210: 예열부 몸체
220, 230: 유리 기판 거치대
300, 600: 성형 유닛 301: 성형 챔버
310, 610: 성형부 몸체 320, 330, 620, 630: 성형 지지대
321, 331: 안착면 322, 332: 경사면
336: 유전 발열층 337: 쐐기부
350: 진공 포트 351: 흡입 홀
400: 냉각 유닛 410: 냉각부 몸체
420: 냉각 플레이트 500: 진공 펌프
700: 원적외선 조사장치

Claims (18)

  1. 순차적으로 배치된 예열 유닛, 성형 유닛 및 냉각 유닛; 및
    마이크로파 조사장치를 포함하며,
    상기 예열 유닛은 예열부 몸체 및 유리 기판 거치대를 포함하며,
    상기 성형 유닛은,
    하나 이상의 진공 포트를 갖는 성형부 몸체;
    상기 성형부 몸체상에 배치되며, 유리 기판의 가장자리를 지지하는 성형 지지대; 및
    상기 성형부 몸체를 가열하는 가열 수단;을 포함하며,
    상기 냉각 유닛은 냉각부 몸체 및 냉각 플레이트를 포함하고,
    상기 성형 지지대는,
    상기 성형부 몸체 상에 배치된 지지 몸체; 및
    상기 지지 몸체 상에 배치된 유전 발열층을 포함하고,
    상기 유리 기판의 상기 가장자리는 상기 유전 발열층 상에 안착되고, 상기 마이크로파 조사장치는 상기 유전 발열층에 마이크로파를 조사하여 상기 유리 기판의 상기 가장자리를 선택적으로 가열하도록 구성되는 유리 기판 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 조사장치는 상기 성형 유닛 상부에 배치된 유리 기판 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로파 조사장치는 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 갖는 마이크로파를 발생하는 유리 기판 성형 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 유전 발열층은 카본 블랙계 유전 발열체 및 탄화 규소계 유전 발열체 중 적어도 하나를 포함하는 유리 기판 성형 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 예열 유닛, 상기 성형 유닛 및 상기 냉각 유닛의 상부에 걸쳐 배치된 이송 레일; 및
    상기 이송레일에 배치된 이송 유닛;을 더 포함하는 유리 기판 성형 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이송 유닛은 상기 예열 유닛과 상기 성형 유닛 사이에 배치된 제1 이송 수단 및 상기 성형 유닛과 상기 냉각 유닛 사이에 배치된 제2 이송 수단을 포함하는 유리 기판 성형 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 이송수단과 상기 제2 이송수단은 각각
    진공 포트를 갖는 흡착 지그; 및
    흡착 지그 가열부;를 포함하는 유리 기판 성형 장치.
  11. 유리 기판을 예열하는 예열 단계;
    상기 예열된 유리 기판을 성형 유닛에 배치하는 단계;
    상기 성형 유닛에 배치된 유리 기판의 가장자리를 가열하는 가열 단계;
    상기 가열된 유리 기판을 진공 새깅(sagging)하여 상기 유리 기판의 가장자리에 만곡부를 형성하는 유리 기판 성형 단계; 및
    상기 성형된 유리 기판을 냉각하는 냉각 단계;를 포함하며,
    상기 성형 유닛은 상기 유리 기판의 가장자리를 지지하는 성형 지지대를 포함하며,
    상기 성형 지지대는,
    성형부 몸체 상에 배치된 지지 몸체; 및
    상기 지지 몸체 상에 배치된 유전 발열층을 포함하고,
    상기 유리 기판의 가장자리가 상기 유전 발열층 상에 안착되고,
    상기 가열 단계는 마이크로파 조사장치가 상기 유전 발열층에 마이크로파를 조사하여 상기 유리 기판의 상기 가장자리를 선택적으로 가열하는 단계를 포함하는 유리 기판 성형 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서, 상기 마이크로파는 2.0GHz 내지 3.0GHz의 파장을 갖는 유리 기판 성형 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제11항에서 있어서, 상기 성형 단계 후 상기 성형된 유리 기판을 냉각하는 냉각 플레이트로 이동시키는 이송 단계를 포함하며,
    상기 이송 단계는, 진공 포트를 갖는 흡착 지그를 이용하여 상기 성형된 유리 기판을 흡착하는 단계를 포함하는 유리 기판 성형 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 이송 단계는 상기 흡착 지그를 450℃ 내지 550℃의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 유리 기판 성형 방법.
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