TWI567034B - 用於塑形玻璃基板的設備 - Google Patents

Description

用於塑形玻璃基板的設備

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2013年10月28日所申請之韓國專利申請案No.10-2013-0128537之優先權，其全部內容於所有方面係藉由參照併入於此。

本發明關於一種用於塑形玻璃基板的設備，且更具體地，為一種用於塑形玻璃基板的設備，其係藉由連續塑形為平面區域(area)的區域以及形成為曲面區域的另一區域或周圍區域，而在減少其品質或外觀缺陷下能夠塑形玻璃基板以具有三維(3D)形狀。

為了塑形使用於資訊科技(IT)裝置及顯示裝置的三維(3D)玻璃產品，目前使用三種主要方法。然而，目前使用的方法根據其特性係具有限制。

例如，當產品的設計為複雜的或產品形狀在限制區域明顯地改變時，使用真空形成三維形狀的方法在塑形產物以具有預期的形狀上面臨了困難。此外，使用兩個模具即上模具及下模具的塑形方法，相較於使用真空的方法而言，能實現相當複雜的形 狀。然而，由於上模具及下模具兩個需要一起使用，因此需要長週期時間以提升位在模具內的玻璃基板的溫度至玻璃基板為可塑形的溫度層級。特別是，在這樣使用上模具及下模具兩個的塑形方法中裝入及塑形玻璃基板，於產物設計具有非對稱結構的情況下則為明顯地困難。因此，很難實現這樣的形狀。此外，相較於上面提到的兩種塑形方法，使用施壓的塑形方法就塑形或週期時間而言為有利的。然而，在塑形區域之高溫環境下係難以精確地維持上模具與下模具之間的對準。當對準偏移了一點時，則可能會發生缺陷如磨損(scuff)或尺度品質上的差異。

在先前技術的背景所揭露的資訊僅提供用於較佳理解發明的背景，且不應被視為這個資訊形成所屬技術領域具有通常知識者所習知之先前技術的承認或任何形式的暗示。

先前技術文件

專利文件1：日本未審查的專利申請案(Patent Publication)No.1994-144845(1994年5月24日)。

本發明的各種態樣提供了一種用於塑形玻璃基板的設備，其藉由連續塑形作為平面區域的區域以及形成為曲面區域的另一區域或周圍區域，而在減少其品質或外觀缺陷下，能夠塑形玻璃基板以具有三維的形狀。

在本發明的態樣中，提供了一種用於塑形玻璃基板的設備，其包含：塑形爐室；設置在塑形爐室內部的上模具；以及在其一表面上具有塑形部分的下模具，其上裝載玻璃基板。當上模 具施壓至玻璃基板時，下模具支撐玻璃基板以根據塑形部分的形狀變形。上模具包含至少一第一分隔部分及至少一第二分隔部分，第二分隔部分係獨立於第一分隔部分為向上可移動的及向下可移動的，且第一分隔部分及第二分隔部分依序地分別施壓至玻璃基板的一區域及另一區域。

根據本發明的實施例，上模具可包含：核心部分(第一分隔部分)，設置在塑形爐室內部以使核心部分為向上可移動的及向下可移動的，其中當核心部分向下移動時，核心部分施壓至玻璃基板的一區域；以及側面部分(第二分隔部分)，安裝以使側面部分由核心部分為向上可移動的及向下可移動的，其中當側面部分向下移動時，側面部分施壓至玻璃基板的整個另一區域或部分另一區域。

玻璃基板的一區域可在被塑形之後為平面的，且玻璃基板的另一區域可為此區域的周圍區域且在被塑形之後變成彎曲的。

在核心部分與玻璃基板的一區域緊密接觸之後，側面部分可向下移動。

側面部分可與核心部分的側面部位緊密接觸或與核心部分的側面部位相隔。

塑形部分可具有凹面結構，凹面結構具其至少一壁面為彎曲表面。

在本文中，塑形部分可具有凹陷形狀。凹陷的大小為設定的，以使得當核心部分及側面部分向下移動時，凹陷可收納核心部分及側面部分於其中。

塑形部分可具有凸面結構，凸面結構具其至少一壁面為彎曲表面。

在本文中，核心部分可設置成面向塑形部分，塑形部分的區域對應至玻璃基板的一區域。側面部分可設置成面向玻璃基板的另一區域。

此外，設備可包含複數個下模具，複數個下模具可在塑形爐室內傳輸，且各複數個下模具可連續提供至塑形位置。

設備可進一步包含設置在塑形爐室內部的輸送帶。輸送帶係配置以傳輸複數個下模具。

上模具可僅在塑形位置為向上可移動的及向下可移動的。

根據本發明的實施例，上模具分成用於施壓至玻璃基板的一區域的核心部分，玻璃基板的此區域在塑形完成之後為平面的；以及用於施壓至玻璃基板的另一區域或周圍區域的側面部分，玻璃基板的另一區域或周圍區域在塑形完成之後變成曲面的。因此當塑形玻璃基板以具有三維形狀時，亦即塑形玻璃基板的四個周圍部位中的至少一周圍部位以變成曲面時，可能施壓及塑形玻璃基板的中心區域及接續施壓及塑形玻璃基板的周圍區域，從而得以在減少玻璃基板品質或外觀缺陷下來塑形玻璃基板。

本發明的方法及設備具有其他特徵及優點，其將從一起用於解釋本發明的特定原理之併入於本文中的附圖以及本發明的下列詳細描述中為顯而易見的，或被更詳細地說明。

100‧‧‧設備

110‧‧‧塑形爐室

111‧‧‧輸送帶

112‧‧‧加熱器

120、220‧‧‧上模具

121、221‧‧‧核心部分

122、222‧‧‧側面部分

130、230‧‧‧下模具

131、231‧‧‧塑形部分

G‧‧‧玻璃基板

第1圖為根據本發明的例示性實施例繪示一種用於塑形玻璃基板的設備的示意性配置圖；第2圖至第4圖為根據本發明的例示性實施例繪示用於塑形玻璃基板的設備的上模具及下模具的操作的示意性截面圖；以及第5圖至第7圖為根據本發明的另一例示性實施例繪示用於塑形玻璃基板的設備的上模具及下模具的操作的示意性截面圖。

現將詳細參照根據本發明的一種用於塑形玻璃基板的設備，其實施例係繪示於附圖及下面的描述中，以使本發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易地將本發明付諸實踐。

在整份文件中，應參照圖式，其中在不同圖式中使用的相同參考符號及標記表示相同或相似的構件。在本發明的下列描述中，在本發明的專利標的呈現不清楚的情況下，將省略併入本文的習知功能及構件的詳細描述。

如同第1圖所繪示的，根據本發明的例示性實施例的用於塑形玻璃基板的設備100為一種塑形具有平板形狀之玻璃基板G以具有三維(3D)形狀的設備，即塑形玻璃基板G的四個周圍部位中的至少一周圍部位變成彎曲的。用於塑形玻璃基板的設備100包含塑形爐室(shaping furnace)110、上模具120及下模具130。

塑形爐室110為一種加熱待塑形之玻璃基板G至玻璃基板G可被塑形的溫度的設備。塑形爐室110提供了空間在其中實行塑形玻璃基板G的製程。對於這一點，塑形爐室110在其一側具有入口(未示出)且在其另一側具有出口(未示出)，通過其裝入玻璃基板G至塑形爐室及從塑形爐室110釋出玻璃基板G。此外，上模具120及下模具130設置在塑形爐室110內部。根據這個例示性實施例，塑形玻璃基板G的製程可以一線連續式(in-line)進行。對於此，如同在第1圖示出的，輸送帶(conveyor belt)111設置在塑形爐室110底部以傳輸複數個下模具130。然而，這僅為一實施例，且本發明並不限於此。相反的，塑形製程可使用旋轉系統(rotary system)或以批次製程(batch process)進行。

另外，加熱器112如加熱元件係沿其中傳輸下模具130的方向設置在塑形爐室110內部。加熱器112作用於加熱裝載在下模具130上的玻璃基板G至玻璃基板G為可被塑形的溫度。如同在圖式所繪示的，根據這個例示性實施例，僅上模具120固定地設置在塑形爐室110內部，且下模具130設置成可移動的，以使下模具130可在塑形爐室110內的輸送帶111上傳輸。

如同在第2圖至第4圖所繪示的，上模具120係設置在塑形爐室110內部。當具一玻璃基板G裝載於其上的一下模具130藉由在輸送帶111上被傳輸而對準於上模具120之下方時，上模具120與下模具130作動以塑形具有平板形狀的玻璃基板G以具有三維的形狀，亦即，塑形玻璃基板G的四個周圍部位中的至少一周圍部位以變得彎曲。根據這個例示性實施例之上模具120具有兩個分隔部分。也就是說，上模具120包含第一分隔部分及第二分隔部分如核心部分121及側面部分122。

核心部分121係設置在塑形爐室110內部，使得核心部分121為向上可移動的及向下可移動的。當下模具130對準於上模具120下面時，核心部分121向下移動以施加壓力至玻璃基板G的預設區域，即在被塑形之後為平面的玻璃基板G的中心區域。在完成玻璃基板G的塑形之後，核心部分121沿朝向頂點的方向向上移動，具裝載於其上的塑形玻璃基板G的下模具130可沿朝向塑形爐室110之出口(未示出)的方向於輸送帶111上傳輸，且具裝載於其上待塑形的另一玻璃基板G的另一下模具130則藉由在輸送帶111上被傳輸而對準於上模具120下面。

另外，側面部分122係藉由核心部分121定位。上模具120從初始狀態連續地進行第一向下移動及第二向下移動。側面部分122在初始狀態係定位高於核心部分121。在第一向下移動中，側面部分122與核心部分121一起向下移動。然而，在第二向下移動中，側面部分122在核心部分121的側面上獨立於核心部分121而向下移動。因此，上模具120進行兩步驟的向下移動，即由核心部分121與側面部分122的第一向下移動以及由側面部分122的第二向下移動。側面部分122可連接至核心部分121，以使得側面部分122相對於核心部分121為向上可移動的及向下可移動的。側面部分122施壓至圍繞具有由核心部分121施加至其中的壓力之玻璃基板G之中心區域的所有區域或部分區域，即玻璃基板G的周圍區域。如同在圖式所繪示的，在核心部分121向下移動以與玻璃基板G的中心區域緊密接觸且施壓至玻璃基板G的中心區域之後，側面部分122向下移動以施壓至周圍區域。因此，玻璃基板G藉由側面部分122從平板形狀塑形至三維形狀，即玻璃基板G的四個周圍部分中的至少一周圍部分係塑形以變得 彎曲。

由於玻璃基板G在被塑形的同時為彈性地變形，施壓至玻璃基板G之核心部分121及側面部分122的總區域並不需要與玻璃基板G的總區域為相同的。另外，施壓至玻璃基板G之核心部分121及側面部分122的表面形狀並不需要與玻璃基板G的表面形狀為相同的。因此，側面部分122可具有與核心部分121的側面部位緊密接觸的形狀或與核心部分121的側面部位相隔的形狀。側面部分122的壓力施加表面的曲率(curvature)僅需要與下模具130的塑形部分131的壁部位相同。

如同在第2圖至第4圖所繪示的，根據這個例示性實施例，下模具130在其一表面上具有塑形部分131，其上裝載了玻璃基板G。這個下模具130支撐玻璃基板G，當玻璃基板G具有藉由上模具120施加至其中的壓力時，其形狀根據塑形部分131的形狀改變。根據這個例示性實施例，塑形部分131具有凹面結構。具體地，塑形部分131具有凹陷的形狀，其大小係設定以使得當核心部分121及側面部分122向下移動時塑形部分131可收納核心部分121及側面部分122於其中。具有平板形狀的玻璃基板G經受施壓至其中的壓力，且隨後根據下模具130之塑形部分131的形狀而變形，從而具有三維形狀。對於此，下模具130的塑形部分131中的至少一壁面為彎曲的表面，其曲率可與上模具120之側面部分122的壓力施加表面的曲率相同。

在玻璃基板G的兩個周圍部位旨在變得彎曲之情況下，兩個側面部分122係設置在核心部分121的兩側上，且對應至兩個側面部分122的塑形部分131的兩個壁面形成為彎曲的表面。也就是說，側面部分122的數量及塑形部分131的彎曲壁面的數 量係藉由旨在變得彎曲的玻璃基板G的周圍部分的數量決定。

現將參照根據這個例示性實施例的用於塑形玻璃基板的設備的操作。

首先，具裝載在塑形部分131上的玻璃基板G的下模具130係通過塑形爐室110的入口(未示出)而引入塑形爐室110，且隨後操作輸送帶111以沿朝向上模具120下面的位置之方向傳輸下模具130。在此時，在裝載於下模具130上之玻璃基板G到達上模具120下面之位置之前，加熱器112加熱玻璃基板G至可塑形的溫度。當下模具130位在上模具120下面，停止輸送帶111的操作，以使下模具130對準於上模具120下面。之後，為了塑形玻璃基板G，上模具120的核心部分121向下移動以施壓至玻璃基板G的中心區域。此後，上模具120的側面部分122向下移動以施壓至玻璃基板G的周圍部位，使得玻璃基板G的周圍部位根據下模具130之塑形部分131的形狀來變形。

在如同上述完成玻璃基板G的塑形之後，使得玻璃基板G的區域具有連續地施加至其中的壓力，側面部分122及隨後的核心部分121以相反於向下移動的順序向上移動，以使上模具120從下模具130分離出。之後，再次操作輸送帶111以沿朝向出口(未示出)之方向傳輸其上裝載塑形完成之玻璃基板G的下模具130並傳輸其上裝載待塑形之新玻璃基板G之另一下模具130至上模具120下面的位置。也就是說，根據這個例示性實施例的用於塑形玻璃基板的設備100係藉由一線連續式製程來持續地塑形複數個玻璃基板G以具有三維的形狀。

如同上述，在根據這個例示性實施例的用於塑形玻璃基 板的設備100中，上模具120係分成用於施壓至在塑形製程之後為平面的玻璃基板G的一區域或中心區域的核心部分121、以及用於施壓至在塑形製程之後變成曲面的玻璃基板G的另一區域或周圍區域的側面部分122。以這樣的構造，根據這個例示性實施例用於塑形玻璃基板的設備100可施壓及塑形中心區域，且隨後施壓及塑形玻璃基板G的周圍區域，從而在減少玻璃基板G品質或外觀缺陷下，來塑形玻璃基板G以具有三維的形狀。

現將搭配第5圖至第7圖參照根據本發明的另一例示性實施例之用於塑形玻璃基板的設備。

第5圖至第7圖為根據這個例示性實施例繪示用於塑形玻璃基板的設備的上模具及下模具的操作的示意性截面圖。

如同在第5圖至第7圖所繪示的，根據這個例示性實施例的用於塑形玻璃基板的設備包含塑形爐室(110；參見第1圖)、上模具220及下模具230。

由於這個例示性實施例除了上模具及下模具的結構以外係基本上相同於前述例示性實施例，故相同元件的描述將省略。

根據這個例示性實施例，為了塑形玻璃基板G成三維的形狀，下模具230的塑形部分231具有凸面的結構，其中至少一壁面形成為彎曲的表面。塑形部分231的一區域對應至玻璃基板G在被塑形之後為平面表面的區域。據此，上模具220的核心部分221係設置以面向下模具230的塑形部分231，其中此區域對應至玻璃基板G的該區域。也就是說，核心部分221的區域可對應至塑形部分231的區域。此外，設置上模具220的側面部分222，以使得上模具220的側面部分222及玻璃基板G的另一區域或周 圍區域在上下方向上係彼此面對，玻璃基板G的另一區域或周圍區域並不藉由下模具230的塑形部分231支撐。

如同根據前述例示性實施例使用上模具(120；參見第2圖)及下模具(130；參見第2圖)的連續塑形製程，在根據這個例示性實施例如同上述配置的上模具220及下模具230中，上模具220的核心部分221向下移動以施壓至玻璃基板G的一區域，且此後，安裝上模具220的側面部分222，以使得側面部分222可在核心部分221的側面向上移動及向下移動，向下移動以施壓至玻璃基板G的另一區域。這因而根據塑形部分231的彎曲壁面的形狀來變形玻璃基板G的另一區域。

根據這個例示性實施例之用於塑形玻璃基板的設備，在玻璃基板G被塑形的同時，係減少了玻璃基板G的另一區域或周圍區域與上模具220或下模具230的直接接觸，從而即便在上模具220與下模具230之間的對準為偏移的狀況下防止缺陷，如磨損(scuff)或尺度差異(dimensional variation)。

本發明的特定例示性實施例的前面描述已相對於圖式提出。其非旨在詳盡或限制本發明於所揭露的精確形式，且對於所屬技術領域具有通常知識者而言鑑於上述教示，明顯地許多修改及變化係為可能的。

因此其意旨為本發明的範圍並不限於前述實施例，而是由所附的申請專利範圍及其等效物來定義。

120‧‧‧上模具

121‧‧‧核心部分

122‧‧‧側面部分

130‧‧‧下模具

131‧‧‧塑形部分

G‧‧‧玻璃基板

Claims (11)

1. 一種用於塑形玻璃基板之設備，其包含：一上模具；以及一下模具，在該下模具的一表面上具有一塑形部分，在該表面上裝載一玻璃基板，其中當該上模具施壓至該玻璃基板時，該下模具支撐該玻璃基板以根據該塑形部分的形狀來變形，其中該上模具包含至少一第一分隔部分及至少一第二分隔部分，該第二分隔部分係獨立於該第一分隔部分為向上可移動的及向下可移動的，且該第一分隔部分及該第二分隔部分依序地分別施壓至該玻璃基板的一區域及另一區域，其中該第一分隔部分包含安裝的一核心部分，以使得該核心部分為向上可移動的及向下可移動的，其中當該核心部分向下移動時，該核心部分施壓至該玻璃基板的該區域；以及該第二分隔部分包含安裝的一側面部分，以使得該側面部分在該核心部分的一側面向上移動及向下移動，其中當該側面部分向下移動時，該側面部分施壓至該玻璃基板的整個該另一區域或部分該另一區域，其中該玻璃基板的該區域在被塑形之後為平面的，且該玻璃基板的該另一區域為該區域的一周圍區域且在被塑形之後變成彎曲的，以及 其中在該核心部分與該玻璃基板的該區域接觸之後，該側面部分獨立於該核心部分而向下移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該側面部分與該核心部分的一側面部位接觸或與該核心部分的該側面部位相隔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中該塑形部分具有一凹面結構，該凹面結構具其至少一壁面為彎曲的表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該塑形部分包含一凹陷，且該凹陷的大小為設定的，以使當該核心部分及該側面部分向下移動時，該凹陷能夠收納該核心部分及該側面部分於其中。
5. 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中該塑形部分具有一凸面結構，該凸面結構具其至少一壁面為彎曲的表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中設置該核心部分以面向該塑形部分，該塑形部分的一區域對應至該玻璃基板的該區域，且設置該側面部分以面向該玻璃基板的該另一區域。
7. 一種用於塑形玻璃基板之設備，其包含：一上模具；以及一下模具，在該下模具的一表面上具有一塑形部分，在該表面上裝載一玻璃基板，其中當該上模具施壓 至該玻璃基板時，該下模具支撐該玻璃基板以根據該塑形部分的形狀來變形，其中該上模具包含至少一第一分隔部分及至少一第二分隔部分，該第二分隔部分係獨立於該第一分隔部分為向上可移動的及向下可移動的，且該第一分隔部分及該第二分隔部分依序地分別施壓至該玻璃基板的一區域及另一區域，其中該第一分隔部分包含安裝的一核心部分，以使得該核心部分為向上可移動的及向下可移動的，其中當該核心部分向下移動時，該核心部分施壓至該玻璃基板的該區域；以及該第二分隔部分包含安裝的一側面部分，以使得該側面部分在該核心部分的一側面向上移動及向下移動，其中當該側面部分向下移動時，該側面部分施壓至該玻璃基板的整個該另一區域或部分該另一區域，以及其中該上模具從一初始狀態依序地進行一第一向下移動及一第二向下移動，該側面部分在該初始狀態中定位高於該核心部分，該核心部分及該側面部分在該第一向下移動中與彼此一同向下移動，以及僅該側面部分在該第二向下移動中向下移動。
8. 如申請專利範圍第1或7項所述之設備，其中該側 面部分係連接至該核心部分，以使該側面部分相對於該核心部分為向上可移動的及向下可移動的。
9. 如申請專利範圍第1或7項所述之設備，其中該設備包含複數個該下模具，該複數個下模具在一塑形爐室內傳輸，且該複數個下模具之每一個係連續地提供至一塑形位置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之設備，在該塑形爐室內部進一步包含一輸送帶，其中該輸送帶傳輸該複數個下模具。
11. 如申請專利範圍第9項所述之設備，該上模具僅在該塑形位置為向上可移動的及向下可移動的。