JP4705624B2

JP4705624B2 - 基板エッチング装置及びこれを利用した液晶表示素子製造ライン

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Publication number: JP4705624B2
Application number: JP2007317050A
Authority: JP
Inventors: 祥 ▲ミン▼ 朴; 圻燮林; 元燮全; 晩憲朴
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2027-12-07
Also published as: JP2008146072A; CN101881901A; TW200839928A; KR101375848B1; US20130023180A1; CN101881901B; CN101197255A; KR20080053055A; CN101197255B; US8293065B2; US9411178B2; TWI376765B; US20080135176A1

Description

本発明は基板エッチング装置及びこれを利用した液晶表示素子製造ラインに関し、特に、基板エッチング装置がインラインに設置されて基板のエッチングを迅速に行える液晶表示素子製造ラインに関する。

近年、携帯電話、ＰＤＡ、ノートブックコンピュータなどの各種携帯用電子機器が発展するにつれて、これに適用できる小型・軽量・薄型のフラットパネルディスプレイ装置に対する要求が次第に増大している。このようなフラットパネルディスプレイ装置として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＦＥＤ（Field Emission Display）、ＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）、ＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Device)などが活発に研究されているが、量産化技術、駆動手段の容易性、高画質の実現という理由により、現在は液晶表示素子（ＬＣＤ）が脚光を浴びている。

このような液晶表示素子は、携帯用電子機器に特に多く使用されるため、そのサイズと重量を減少させることにより電子機器の携帯性を向上させなければならない。液晶表示素子のサイズ又は重量を減少させる方法は様々であるが、その構造や現在の技術では液晶表示素子の必須構成要素を減らすことには限界がある。さらに、このような必須構成要素は重量が小さいため、サイズ又は重量を減少させることは極めて難しい。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、基板又は液晶パネルをエッチングすることにより液晶表示素子の重量を減少させることのできる基板エッチング装置を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、基板エッチング装置を製造ライン上に設置して自動で基板又は液晶パネルをエッチングすることにより、基板のエッチングを迅速に行うと共に液晶表示素子の製造を迅速に行うことのできる液晶表示素子製造ラインを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、前の工程が終了した基板を収納して移送するカセットと、カセットに収納された基板を取り出す第１ロボットと、第１ロボットから搬送された基板が載置されて上下に移動する第２ロボットと、基板を支持する支持部及び基板を固定するホルダを備え、第２ロボットによりローディングされた基板を固定するエッチングカセットと、少なくとも１つのエッチングカセットが固定され、設定された角度だけ回動して基板を地面と垂直に配置するカセット固定部と、カセット固定部により地面と垂直に配置された基板をエッチングするエッチング部とを含むことを特徴とする基板エッチング装置を提供する。

ホルダは、第２ロボットにより下降する基板の重力により収縮して基板を通過させた後に復元して基板を固定する。

第１ロボットは、カセットに収納された基板を取り出すロボットアームと、取り出された基板を第２ロボットに移送する回転軸とからなり、第２ロボットは、基板が載置される基板載置部と、上昇及び下降する延長軸とからなる。

また、エッチング部は、地面と垂直をなして少なくとも一面が基板と隣接するように配置され、内部にエッチング液が充填された複数の噴射板と、噴射板に形成されて基板にエッチング液を噴射する複数のノズルとからなる。

上記の目的を達成するために、本発明は、第１基板及び第２基板が交互に搬入されて配向規制力を有するように配向膜が形成される配向膜形成ラインと、配向膜が形成された第１基板が搬入されて液晶が滴下される液晶滴下ラインと、配向膜が形成された第２基板が搬入されてシール材が塗布されるシール材塗布ラインと、第１基板及び第２基板が搬入されて貼り合わせられる貼り合わせラインと、貼り合わせられた第１基板及び第２基板がエッチングされるエッチングラインと、貼り合わせられた第１基板及び第２基板が搬入されて複数の単位パネルに分離される加工ラインとから構成され、配向膜形成ライン、液晶滴下ライン、シール材塗布ライン、貼り合わせライン、エッチングライン、及び加工ラインは一体化していることを特徴とする液晶表示素子製造ラインを提供する。

本発明においては、基板及び液晶パネルを設定された厚さにエッチングすることにより、液晶表示素子の重量を大幅に減少させることができる。
また、本発明においては、前記基板及び液晶パネルのエッチングを製造ライン中に自動で実現することにより、基板及び液晶パネルのエッチングを迅速に行うことができる。

液晶表示素子の重量を左右する構成要素は様々であるが、その中でもガラスからなる基板が最も重い構成要素である。従って、液晶表示素子の重量を減少させるためには、このガラス基板の重量を減少させることが最も効率的である。
通常、ガラス基板のエッチングはＨＦなどのエッチング液により行われる。すなわち、ガラス基板をエッチング液（エッチャント）が充填された容器に入れ、このエッチング液によりガラス基板の表面をエッチングする方法である。しかし、このような方法においては、基板自体の不完全性により基板が均一にエッチングされず、また、エッチング過程で生成される不純物が基板に付着して基板の表面に凹凸が生じるという問題があった。さらに、過度なエッチング液の使用により、コストが増加して環境汚染を招くという問題が発生する。

このような問題を解決するために、基板をコンベヤにローディングして基板を移動させながら基板にエッチング液を適用させることにより基板をエッチングすることもできるが、この場合、コンベヤにローディングされた基板の表面の一部にエッチング液が残り、残っている領域の基板が過度にエッチングされて基板が全体的に不均一にエッチングされるという問題が発生する。

本発明においては、このような問題を解決するために、基板を地面と垂直に配置した後に基板の両面にエッチング液を噴射することにより基板全体を均一にエッチングできるが、図１に基板をエッチングする垂直エッチング装置の基本的な概念を示す。
前記のような基板１のエッチングは、２つのガラス母基板が貼り合わせられた状態で、又は貼り合わせられた表示パネル単位で行うことができる。すなわち、液晶表示素子やＰＤＰのように２つのガラス母基板が貼り合わせられた状態でエッチングすることもでき、貼り合わせられたパネル単位で基板をエッチングすることもできる。本発明によるエッチング装置は、前の工程ラインから移送された基板を自動でエッチングできるため、表示パネルの製造ラインに適用する場合、製造ラインの完全自動化が可能となる。すなわち、前の工程を経た基板が、自動でエッチングラインに搬入されてエッチングされた後、搬出されて次の製造ラインに自動で移送される。このように、製造ラインが自動化されることによって、表示パネルの製造が迅速になり、製造効率が大幅に向上する。

また、前記のような基板１のエッチングは、ガラス母基板単位又は加工されたガラス基板単位で行うことができる。すなわち、ガラス製造工場で製造されたガラス母基板を所望の重量及び厚さにエッチングして加工した後、液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ装置の基板として使用できる。通常、液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ装置は、２つのガラス基板を貼り合わせて使用するので、１つのガラス基板を使用する場合に比べてその強度が高い。従って、１つのガラス基板を使用する場合よりもさらに薄く製造できるので、ガラス基板の重量を大幅に減少させることができる。

このようなガラス基板のエッチングは、通常、貼り合わせられた母基板に対して行われる。液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ装置の製造時、効率を向上させるために、対向する２つの母基板にそれぞれ薄膜トランジスタやカラーフィルタなどの必要な構成を形成してこれら母基板を貼り合わせた後、単位パネルに切断してそれぞれの表示パネルを形成する。本発明の基板のエッチングは、主に単位パネルに切断する前の貼り合わせられた母基板単位で行われる。このように、貼り合わせられた母基板単位で基板をエッチングする理由は次の通りである。

基板のエッチング程度は限定されている。基板が過エッチングされてその厚さが薄すぎると、表示素子の製造工程時に基板が破損する。従って、母基板単位のガラス基板はそのエッチングに限界があった。しかし、２つの基板を貼り合わせた場合（又は、貼り合わせられたガラスパネルの場合）、母基板よりエッチング量を多くしても２つの基板が貼り合わせられているので衝撃に耐える力が増加するため、母基板に比べてエッチング量を相対的により多くすることができ、製造した表示パネルの重量をより減少させることができる。
しかし、本発明によるエッチング装置によりエッチングされる対象は、前記のような貼り合わせられた母基板に限定されず、単位母基板、加工された基板、分離された単位パネルが全てエッチング対象となる。
従って、以下に用いられる基板という用語は、貼り合わせられた母基板、単位母基板、加工された基板、分離された単位パネルを全て含む意味で用いられる。

図１に示すように、本発明による垂直エッチング装置１０は、所定の間隔で配置され、その間に基板１が配置される噴射板１２と、噴射板１２に形成された複数のノズル１３と、噴射板１２にエッチング液を供給するエッチング液貯蔵タンク１７とから構成される。噴射板１２の内部が空いており、エッチング液貯蔵タンク１７のエッチング液が供給管１５を介して噴射板１２に供給される。
噴射板１２の内部に供給されたエッチング液は、ノズル１３から基板１の表面に噴射されて基板１をエッチングする。ここで、基板１がエッチング液を噴射する噴射板１２の間に位置するため、両側に位置する噴射板１２のノズル１３から噴射されたエッチング液が基板１の両側面に到達して基板１の両側面がエッチングされる。
噴射板１２のノズル１３の数と間隔は、エッチングされる基板１のサイズと噴射板１２と基板１間の距離によって決定されるが、基板１にエッチング液を均一に噴射することができるなら、その数と間隔に制限はない。

このように構成されたエッチング装置においては、地面と垂直に配置された基板１上にエッチング液を均一に噴射して基板１をエッチングする。このように、基板１を垂直に配置することによって、基板１に噴射されたエッチング液が重力により下部に流れるので、基板１上にはエッチング液が残留しなくなり、特定領域にエッチング液が残って該当領域が過度にエッチングされることを防止できる。

一方、噴射板１２は、下部のベースから上方に延びる構造からなり、基板１が上部から搬入されて噴射板１２の間に配置される。しかし、ベースが上部に位置して噴射板１２が下方に延びる構造にしてもよい。このような構造では、基板１が下部から搬入されて噴射板１２の間に配置されるようにすることもでき、配置された基板１の両側に噴射板１２が下降するようにすることもできる。

図２Ａ〜図２Ｃは本発明による基板エッチング装置の概略的な構造を示す斜視図である。
図２Ａに示すように、基板１の両側に位置する噴射板１２の長さ及び高さは、エッチングされる基板１と同一に形成されるか、又は大きく形成されて、基板１全体にわたってエッチング液を一定の圧力で噴射することにより、基板１を迅速にエッチングする。
図２Ｂはノズル１３が形成された噴射板１２のサイズが基板１のサイズより小さい場合の基板１のエッチング方法を示す図である。このようなエッチング装置においては、噴射板１２のサイズ（又は幅）が基板１のサイズ（又は幅）より小さいため、基板１全体にわたってエッチングを行うためには、噴射板１２を基板１の両側で一定の速度で走行又は往復させながらエッチング液を基板１上に噴射しなければならない。このように、噴射板１２を一定の速度で走行又は往復させながらエッチング液を噴射するのは次のような理由による。

図３は噴射板１２のノズル１３から基板１上に噴射されるエッチング液の噴射領域Ｒを示す図である。図３に示すように、ノズル１３から噴射されたエッチング液は基板１の表面の所定領域に到達する。噴射板１２に形成された複数のノズル１３から噴射されたエッチング液が基板１全体にわたって噴射されて基板１をエッチングするためには、それぞれのノズル１３から噴射されたエッチング液の噴射領域Ｒが隣接するノズル１３から噴射されたエッチング液の噴射領域Ｒと重なるようにしなければならない。これは、噴射領域Ｒが重ならないとエッチング液が噴射されない領域が発生するためである。しかし、このようにエッチング液を重ねて噴射した場合、エッチング液が重ならない領域に比べてエッチング液が重なる重なり噴射領域Ｓに多くのエッチング液が作用して該当領域が過エッチングされ、基板１全体にわたって均一なエッチングが行われない。
また、基板１全体にわたって噴射領域Ｒを形成するためには、噴射板１２に形成されるノズル１３の数が多くなければならないが、このようにノズル１３の数が多いということは、それだけノズル１３から噴射されるエッチング液が多いということを意味する。従って、過度なエッチング液の使用によりコストが増加し、環境汚染を招くという問題が発生する。

しかし、図２Ｂに示すように、噴射板１２を基板１の両側面の端部領域に位置させた後、一定の速度で走行させながらエッチング液を噴射した場合、噴射領域Ｒが重ならないため、基板の不均一なエッチングを防止できる。また、エッチング液を噴射板１２から一定の圧力で噴射し、噴射板１２が一定の速度で走行するため、基板１全体にわたって均一な圧力でエッチング液が供給されて基板１の均一なエッチングが可能になる。また、噴射板１２を所定の周期で複数回往復させながら基板１上にエッチング液を噴射して基板１をエッチングすることもできる。

前述のように、本発明においては、噴射板１２を基板１の面積と同一にするか広くして、ノズル１３から一度に基板１全体にわたってエッチング液を噴射するか、又は基板１より小さい面積の噴射板１２を基板１に沿って走行させながら又は所定の周期で往復させながら基板１にエッチング液を噴射することにより、基板１をエッチングできる。このように噴射板１２の面積を調節するか、噴射板１２を走行させるのは、基板１上にエッチング液を均一に噴射して基板１を均一にエッチングするためである。従って、本発明においては、基板１にエッチング液を均一に噴射することができれば、エッチング装置はいかなる構成にしてもよい。
例えば、噴射板１２の面積を基板１より小さくし、噴射板１２に形成されるノズル１３の間隔を調節することにより、基板１全体にわたってエッチング液を均一に作用させることもでき、噴射板１２を基板１の側面に沿って１回又は複数回往復させながらエッチング液を噴射することにより、基板１を均一にエッチングすることもできる。

そして、図２Ｃに示すように、基板１より小さい面積の噴射板１２を複数備えて、複数の噴射板１２を基板１に沿って移動させながら又は往復させながらエッチング液を基板１に噴射することもできる。
また、噴射板１２を所定の角度及び所定の周期で振動させてより広い領域にノズル１３からエッチング液を噴射することにより、基板１全体にわたってエッチング液を均一に噴射することもできる。

一方、本発明においては、このようなエッチング装置を自動化することにより、基板エッチングの効率性を向上させる。すなわち、基板のエッチング装置へのローディング及びエッチング装置からのアンローディングが、作業者により手動で行われるのではなく、ロボットにより全製造ラインと連動して自動で行われる。このように、基板のエッチング装置へのローディング及びエッチング装置からのアンローディングが自動で行われるため、エッチングの効率を向上させるだけでなく、エッチング装置（又は、エッチングライン）を前の工程ライン及び次の工程ラインと一体化できる。

図４は本発明による自動化された基板エッチング装置を示す図である。図４に示すように、本発明による基板エッチング装置は、基板１が収納されるカセット２０と、カセット２０に収納された基板１を取り出す第１ロボット３０と、第１ロボット３０により取り出された基板１が搬送され、基板１をエッチングカセット４４に搬送する第２ロボット３５とから構成される。

カセット２０は、前の工程から移送されてきたもので、前の工程で処理された基板１が収納されて移送される。また、第１ロボット３０は回転軸３２とロボットアーム３３とを備え、カセット２０でロボットアーム３３に載置された基板１が回転軸３２の回転により第２ロボット３５の基板載置部３６に載置される。第２ロボット３５は、上下に移動する延長軸３７を備えて、その端部に形成された基板載置部３６に載置された基板１を上下に移動させる。

エッチングカセット４４はカセット固定部４０に固定されており、エッチングカセット４４には第２ロボット３５から基板１がローディングされて固定される。ここで、カセット固定部４０には複数のエッチングカセット４４が設定された間隔で固定され、エッチングカセット４４はカセット固定部４０の端部に形成された回転軸４６を中心に９０°回動する。すなわち、第１ロボット３０及び第２ロボット３５によりエッチングカセット４４に地面と水平に固定された基板１が、カセット固定部４０の回動により地面と垂直に配置される。
このように、地面と垂直に配置された基板１がコンベヤ５０によりエッチング装置に搬送されてエッチングが行われる。

図５Ａ〜図５Ｃは前記エッチング装置により基板をエッチングする方法を示す図であり、以下、図５Ａ〜図５Ｃを参照して基板をエッチングする方法を説明する。
まず、図５Ａに示すように、前の工程を経た基板１が収納されたカセット２０が搬送されてくると、第１ロボット３０のロボットアーム３３がカセット２０の内部に搬入されて、カセット２０の内部の基板１をカセット２０から搬出する。ここで、エッチング装置に搬入される基板１は多様な工程を経た基板であり得る。例えば、基板１は、ガラス基板自体でもよく、ガラス基板を特定面積に切断する切断工程を経た単位面積の基板でもよく、特定形状に加工した基板でもよい。また、２つの母基板が貼り合わせられた基板でもよく、基板が貼り合わせられて切断された単位パネルでもよい。このような工程は、特定工程に限定されるものではなく、ガラス基板を処理する全ての工程を含む。

図５Ｂに示すように、第１ロボット３０によりカセット２０から搬出された基板１は、第１ロボット３０の回転軸３２の回動により、第２ロボット３５の基板載置部３６に載置される。第２ロボット３５は、エッチングカセット４４の内部で上下に移動可能に配置されるので、第１ロボット３０により第２ロボット３５にローディングされた基板１は、第２ロボット３５が下降することによってエッチングカセット４４に固定される。
エッチングカセット４４は、ローディングされた基板１を固定し、固定された基板１をエッチング装置の内部に移送して実際にエッチングを行うためのものである。ここで、エッチングカセット４４がローディングされた基板１を自動で固定してエッチング装置の内部に移送するようにすることにより、エッチングライン全体をインライン化できる。このようなエッチングカセット４４は、特定構造に限定されるものではなく、基板１を効率的に固定することができれば、いかなる構造にしてもよい。

図６Ａ及び図６Ｂは本発明によるエッチング装置に採用されるエッチングカセットの一例を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、エッチングカセット４４は、カセット本体４５と、カセット本体４５に形成されてローディングされた基板１を支持する複数の支持部４６と、カセット本体４５に設置されてローディングされた基板１を固定する複数のホルダ４８とから構成される。支持部４６は、カセット本体４５に所定の間隔で複数形成され、その上面がローディングされた基板１の下面に接触することにより基板１を支持する。ここで、支持部４６の数は、カセット本体４５のサイズ、すなわちエッチングされる基板１のサイズと重量によって異なる。また、支持部４６は、カセット本体４５の対向する両側面にのみ形成することもでき、４側面に形成することもできる。
また、支持部４６の幅は、基板１のサイズと重量及び支持部４６の数によって異なり、支持部４６の長さ、すなわち基板の中央側に延びた長さは、基板１が液晶表示素子などに使用されるとき実際に画像が実現されないダミー領域の幅に対応する。

ホルダ４８はエッチングカセット４４にローディングされた基板１を固定する。図６Ａに示すように、ホルダ４８は、板バネのように弾性が高くて薄い材質で形成され、圧力により内側方向に移動する。図６Ａ及び図６Ｂに示すホルダ４８は一例にすぎず、本発明によるホルダ４８は、このような構造に限定されるものではなく、実質的に多様な形態に実現できる。
カセット本体４５に設置されるホルダ４８は、カセット本体４５の対向する両側面にのみ形成することもでき、４側面に形成することもでき、支持部４６に対応するように形成することもできる。

ホルダ４８と支持部４６とは、エッチングカセット４４の同一位置に対向するように形成することもできるが、異なる位置に形成することもできる。特に、ホルダ４８と支持部４６とを交互に又はジグザグ状に形成した場合、基板１の上下面の異なる領域に力が加えられることによって、ホルダ４８及び支持部４６に接触する領域には一方向への力のみ作用するので、基板１を地面と垂直に立てたとき、基板１とホルダ４８間及び基板１と支持部４６間に僅かな隙間が生じる。これにより、基板１をエッチングするとき、エッチング液が基板１とホルダ４８間の隙間及び基板１と支持部４６間の隙間に入り込むので、ホルダ４８及び支持部４６に接触する基板１の特定領域もエッチング液によりエッチングできる。

以下、前述のように支持部４６とホルダ４８とを備えたエッチングカセット４４に基板１をローディングする方法を図７Ａ〜図８Ｂを参照して説明する。ここで、図７Ａ及び図７Ｂは基板１のエッチングカセット４４へのローディングを示す図で、図８Ａ及び図８Ｂは基板１のエッチングカセット４４からのアンローディングを示す図である。

まず、基板１をエッチングカセット４４にローディングする場合、図７Ａに示すように、第１ロボット３０の回動により第２ロボット３５の基板載置部３６に基板１が載置されると、第２ロボット３５の延長軸３７が下降する。延長軸３７が下降することによって基板載置部３６に載置された基板１が下降し、基板１の縁部がホルダ４８に接触する。

次に、基板１の縁部がホルダ４８に接触することによって、基板１の重量によりホルダ４８が内側、すなわちカセット本体４５側に移動する。ホルダ４８がカセット本体４５側に移動することによって、基板１は、ホルダ４８に接触した状態で下方に移動し、結局、図７Ｂに示すように、ホルダ４８を完全に越えて支持部４６上に載置される。このとき、ホルダ４８には基板１の重量による圧力がなくなるので、弾性により再び元の形状に戻ってホルダ４８の下部領域が基板１の上面に接触して基板１を固定する。

一方、基板１をエッチングカセット４４からアンローディングする場合、まず、図８Ａに示すように、第２ロボット３５の延長軸３７を上昇させて基板載置部３６を基板１の下面に接触させる。次に、延長軸３７を継続して上昇させると、基板載置部３６に載置された基板１も上昇する。このとき、基板１の上面がホルダ４８に接触して固定されているので、基板１が上昇することによってホルダ４８に圧力が加えられる。圧力を加えることによりホルダ４８がカセット本体４５側に収縮するが、このような収縮は基板１の上昇と共に開始されて基板１がホルダ４８に接触しなくなるまで行われる。

図８Ｂに示すように、基板１が上昇してホルダ４８を完全に越えると、ホルダ４８は弾性力により元の形状に戻る。
前述のように、基板１は、重力によりホルダ４８が収縮することによってエッチングカセット４４に固定され、第２ロボット３５の上昇力によりホルダ４８が収縮することによってエッチングカセット４４から分離されるので、別途の作動なく第２ロボット３５により自動で基板１のエッチングカセット４４へのローディング又はエッチングカセット４４からのアンローディングを行うことができる。

図９は本発明によるエッチング装置に採用されるエッチングカセットの他の例を示す図である。
図９に示すように、エッチングカセット４４は、カセット本体４５と、カセット本体４５に形成されてローディングされた基板１を支持する複数の支持部４６と、カセット本体４５に設置されてローディングされた基板１を固定する複数のクランプ５２と、クランプ５２を駆動して基板１を固定させるクランプ駆動部５１とから構成される。

支持部４６は、カセット本体４５に所定の間隔で複数形成され、その上面がローディングされた基板１の下面に接触することにより基板１を支持する。ここで、支持部４６の数は、カセット本体４５のサイズ、すなわちエッチングされる基板１のサイズと重量によって異なる。また、支持部４６は、カセット本体４５の対向する両側面にのみ形成することもでき、４側面に形成することもできる。
また、支持部４６の幅は、基板１のサイズと重量及び支持部４６の数によって異なり、支持部４６の長さ、すなわち基板１側に延びた長さは、基板１が液晶表示素子などに使用されるとき実際に画像が実現されないダミー領域の幅に対応する。

クランプ５２と支持部４６とは、同一位置に対向するように形成することもでき、異なる位置、例えば交互に又はジグザグ状に形成することもできる。
クランプ５２は、クランプ駆動部５１により回転して、基板１のローディング及びアンローディング時に基板を固定及び分離する。図示していないが、カセット本体４５にはセンサが設置されており、基板１のエッチングカセット４４へのローディング及びエッチングカセット４４からのアンローディングを感知してクランプ駆動部５１を駆動する。

図１０Ａ及び図１０Ｂは図９に示すエッチングカセット４４の部分拡大図であり、図１０Ａはエッチングカセット４４から基板１がアンローディングされた状態を示し、図１０Ｂはエッチングカセット４４に基板１がローディングされた状態を示す。以下、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照してエッチングカセット４４による基板１の固定方法を詳細に説明する。

図１０Ａに示すように、カセット本体４５の上面にはクランプ駆動部５１が設置され、クランプ駆動部５１の一側には複数の連結部５４が形成され、連結部５４にはクランプ５２が固定される。ここで、クランプ５２は、その端部に設置された固定ピン５５により連結部５４に固定される。また、クランプ５２には回動ピン５７ａが備えられ、カセット本体４５には回動ピン５７ａが移動するガイド溝５７ｂが備えられており、回動ピン５７ａがガイド溝５７ｂに沿って移動すると共にクランプ５２が回動ピン５７ａを中心に回動するようになっている。すなわち、クランプ５２の回動時に回動ピン５７ａがガイド溝５７ｂに沿って移動するので、クランプ５２の回転が円滑に行われる。

また、クランプ５２の一端部に２つの第１磁石５８ａ、５８ｂが配置され、連結部５４に４つの第２磁石５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄが配置されており、磁力によりクランプ５２の第１磁石５８ａ、５８ｂと連結部５４の第２磁石５９ａ、５９ｄ又は第２磁石５９ｂ、５９ｃとがつく。このように、２対の磁石がそれぞれクランプ５２及び連結部５４に配置されるので、クランプ５２が連結部５４に堅固に固定される。
カセット本体４５に設置されるクランプ５２は、カセット本体４５の対向する両側面にのみ形成することもでき、４側面に形成することもでき、支持部４６に対応するように形成することもできる。

図１０Ａに示すように、基板１がエッチングカセット４４にローディングされていない場合、クランプ５２がカセット本体４５の一側面、すなわちクランプ駆動部５１とほぼ平行に配置される。ここで、クランプ５２は、クランプ５２の一端部に形成された第１磁石５８ａ、５８ｂと連結部５４に形成された第２磁石５９ａ、５９ｄ間の磁力により固定される。

図１０Ｂに示すように、カセット本体４５に設置されたセンサ（図示せず）により、第１ロボット３０によりカセット２０から取り出された基板１が第２ロボット３５によりエッチングカセット４４にローディングされたことが感知されると、クランプ駆動部５１が一側、すなわち基板１がカセット本体４５にローディングされる領域とは反対側（カセット本体４５の外側）に移動し始める。ここで、図示していないが、カセット本体４５にはガイドレールなどのようにクランプ駆動部５１を案内するガイド手段が形成されており、モータなどの駆動手段によりクランプ駆動部５１を移動させる。センサとしては多様なセンサを使用することができる。基板１を透過する光量を感知する光センサを使用することもでき、基板１がカセット本体４５にローディングされたときの荷重を感知する荷重センサを使用することもできる。

クランプ駆動部５１が移動することによって連結部５４が移動し、固定ピン５５により端部が連結部５４に連結されたクランプ５２の端部も移動する。一方、回動ピン５７ａはカセット本体４５に形成されたガイド溝５７ｂに沿って移動し、クランプ５２は回動ピン５７ａにより回動可能に固定されているので、回動ピン５７ａにより固定されたクランプ５２はクランプ駆動部５１が移動しても移動しない。すなわち、固定ピン５５により固定されたクランプ５２の一端部のみ移動し、クランプ５２の他端部は、回動ピン５７ａがガイド溝５７ｂに沿って移動すると共に回動ピン５７ａを中心に回動する。従って、固定ピン５５により固定されていないクランプ５２の他端部が基板１がローディングされた領域に回動する。回動したクランプ５２は、クランプ５２の一端部に形成された第１磁石５８ａ、５８ｂと連結部５４に形成された第２磁石５９ｂ、５９ｃ間の磁力により連結部５４に固定され、回動した状態をそのまま維持する。

エッチングが完了すると、再びクランプ駆動部５１が動作してクランプ５２の他端部（固定ピン５５により固定されていない端部）が移動し、回動ピン５７ａが再びガイド溝５７ｂに沿って移動して、クランプ５２が回動ピン５７ａを中心に回動するので、クランプ５２が再びカセット本体４５と実質的に平行に配列されて基板１をアンローディングできるようになる。
前述のように、基板１のローディングを感知してクランプ５２を回動させることにより、基板１を自動でエッチングカセット４４に固定及び分離できる。

図５Ｂに示すように、エッチングカセット４４には複数の基板１が固定される。最初にエッチングカセット４４に固定される基板１は、第２ロボット３５によりカセット固定部４０の最も上に固定されたエッチングカセット４４に固定される。その後、第１ロボット３０によりカセット２０から基板１が取り出されて第２ロボット３５に搬送されると、第２ロボット３５により設定された距離だけ下降して、カセット固定部４０の次の位置に固定されたエッチングカセット４４上に基板１が載置され、ホルダ４６により基板１が固定されるようにする。このような動作を繰り返すことによって、カセット固定部４０に備えられた全てのエッチングカセット４４に基板１がローディングされる。

その後、図５Ｃに示すように、基板１がローディングされたエッチングカセット４４が全てカセット固定部４０に固定されると、カセット固定部４０は、一端に設置された回転軸４６を中心に９０°回動する。カセット固定部４０が回動することによって地面と水平に配置されていた基板１が地面と垂直に配置され、この状態でカセット固定部４０がガイドやコンベヤなどのカセット移送部５０に沿ってエッチング装置に搬入されてエッチングが行われる。

図１に示すように、エッチングラインは、複数のノズルを備えてエッチング液を噴射する噴射板と、前記噴射板にエッチング液を供給するエッチング液貯蔵タンクと、前記エッチング液貯蔵タンクのエッチング液を前記噴射板に供給する供給管とから構成される。

図５Ｃにおいてコンベヤ５０に沿って移送されたカセット固定部４０は、エッチングカセット４４、すなわち基板１が図１に示す噴射板の間に位置するように、エッチング装置内に配置される。このとき、エッチング装置の噴射板の位置によって、移送されたカセット固定部４０を回動させることもできる。

また、図１においては、噴射板の下部同士が連結されて噴射板間の空間が上方に開放された構造からなっているが、噴射板の上部同士が連結されて噴射板間の空間が下方に開放された構造にすることもできる。このように、噴射板間の空間が下方に開放されることによって、エッチングカセット４４の下部に位置するカセット固定部４０が前記開放された空間に配置されて、エッチングカセット４４が噴射板の間に位置するようになる。

前述のように、カセット固定部４０がエッチング装置に搬入されて基板１が設定された厚さだけエッチングされると、基板１がエッチング装置に搬入された順序とは反対の順序でエッチング装置から搬出される。すなわち、エッチングが終了すると、エッチング装置に搬入されたカセット固定部４０が搬出されてコンベヤ５０に沿って元の位置に戻り、第２ロボット３５がエッチングカセット４４に固定された基板１を搬出する。このような基板１のアンローディングは、図８Ａ及び図８Ｂで説明した過程により行われる。

エッチングカセット４４から搬出されて第２ロボット３５の基板載置部３６に載置された基板１は、第１ロボット３０に搬送された後、カセット２０に収納される。ここで、カセット固定部４０からの基板１の搬出は、カセット固定部４０の下部に位置するものから順に行われる。
カセット２０に再収納された基板１、すなわちエッチングされた基板１は、次の工程に移送されて他の工程が行われる。

前述のように、本発明においては、前の工程が終了した基板１がカセット２０に収納されて移送されてくると、第１ロボット３０及び第２ロボット３５により基板１が自動でエッチングカセット４４にローディングされた後、エッチング装置に搬入されてエッチングされる。特に、本発明においては、カセット固定部４０に設置されたエッチングカセット４４に基板１が自動でローディングされて固定された後、地面と垂直にエッチング装置に搬入されるので、基板１を均一にエッチングできるだけでなく、迅速なエッチングが可能になる。

前記のような基板１のエッチングは、２つのガラス母基板が貼り合わせられた状態で、又は貼り合わせられた表示パネル単位で行うことができる。すなわち、液晶表示素子やＰＤＰのように２つのガラス母基板が貼り合わせられた状態でエッチングすることもでき、貼り合わせられたパネル単位で基板をエッチングすることもできる。本発明によるエッチング装置は、前の工程ラインから移送された基板を自動でエッチングできるため、表示パネルの製造ラインに適用する場合、製造ラインの完全自動化が可能となる。すなわち、前の工程を経た基板が、自動でエッチングラインに搬入されてエッチングされた後、搬出されて次の製造ラインに自動で移送される。このように、製造ラインが自動化されることによって、表示パネルの製造が迅速になり、製造効率が大幅に向上する。

また、前記のような基板１のエッチングは、ガラス母基板単位又は加工されたガラス基板単位で行うことができる。すなわち、ガラス製造工場で製造されたガラス母基板を所望の重量及び厚さにエッチングして加工した後、液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ装置の基板として使用できる。通常、液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ装置は、２つのガラス基板を貼り合わせて使用するので、１つのガラス基板を使用する場合に比べてその強度が高い。従って、１つのガラス基板を使用する場合よりもさらに薄く製造できるので、ガラス基板の重量を大幅に減少させることができる。また、ガラス基板製造工場で製造されたガラス基板（すなわち、エッチングされていない元の厚さを有するガラス基板）をフラットパネルディスプレイ装置製造ラインに移送して前記ガラス基板をエッチングするので、移送時に基板の破損を防止できる。

前述のように、本発明によるエッチング装置は、液晶表示素子製造ラインやＰＤＰ製造ラインだけでなく、多様なフラットパネルディスプレイ装置製造ラインに適用できるが、以下、説明の便宜のために液晶表示素子の製造工程を例に説明する。

図１１は液晶パネルを示す図である。図１１に示すように、液晶パネル１００は、下部基板１０３と、上部基板１０５と、下部基板１０３と上部基板１０５との間に形成された液晶層１０７とから構成される。下部基板１０３は駆動素子アレイ基板である。図示していないが、下部基板１０３には複数の画素が形成されており、それぞれの画素には薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）などの駆動素子が形成されている。上部基板１０５は、カラーフィルタ基板であって、実際にカラーを実現するためのカラーフィルタ層が形成されている。また、下部基板１０３及び上部基板１０５には、画素電極及び共通電極が形成されており、液晶層１０７の液晶分子を配向するための配向膜が塗布されている。
下部基板１０３と上部基板１０５とはシール材１０９により貼り合わせられ、その間に液晶層１０７が形成されており、下部基板１０３に形成された駆動素子により液晶分子を駆動して液晶層を透過する光量を制御することにより情報を表示する。

液晶表示素子の製造工程は、下部基板１０３に駆動素子を形成する駆動素子アレイ工程と、上部基板１０５にカラーフィルタを形成するカラーフィルタ工程と、セル工程とからなるが、このような液晶表示素子の製造工程について図１２を参照して説明する。

図１２は液晶滴下方式を適用した液晶表示素子の製造工程を示す図である。このような液晶滴下方式を用いる理由は次の通りである。
従来は液晶表示素子の液晶層を形成するために液晶ディッピング注入方式を用いていた。液晶ディッピング注入方式においては、液晶パネルに注入口を形成して前記注入口から液晶を注入することにより液晶層を形成する。ここで、液晶の注入は圧力差により行われるが、通常、真空チャンバ内に液晶が充填された容器を備え、その上部に液晶パネルを位置させて液晶パネルに形成された注入口を液晶に接触させると、液晶パネルと真空チャンバ内の圧力差により液晶パネルに液晶が注入されて液晶層が形成される。

しかし、前述のように、真空チャンバ内で液晶パネルの注入口から液晶を注入して液晶層を形成する液晶ディッピング注入方式には次のような問題があった。
第１に、液晶パネルへの液晶の注入時間が長い。一般に、液晶パネルの駆動素子アレイ基板とカラーフィルタ基板間の間隔は数μｍ程度と非常に狭いため、単位時間当たり非常に少ない量の液晶のみ液晶パネルの内部に注入される。例えば、大面積の液晶パネルを製造する場合、液晶を完全に注入するのに数十時間、長ければ数日かかるが、このような長時間の液晶注入により液晶パネル製造工程が長くなり、製造効率が低下する。
第２に、液晶消耗率が高い。容器に充填された液晶のうち実際に液晶パネルに注入される液晶の量は非常に少ない。一方、液晶は大気や特定ガスに露出するとガスと反応して劣化するだけでなく、液晶パネルとの接触時に流入する不純物により劣化する。従って、容器に充填された液晶を複数の液晶パネルに注入する場合も、注入後に余った液晶を廃棄しなければならないが、高価な液晶の廃棄は結局液晶パネルの製造コストの増加を招く。

液晶滴下方式は、パネルの内部と外部の圧力差により液晶を注入するのではなく、液晶を直接基板に滴下及び分配し、パネルの貼り合わせ圧力により滴下された液晶をパネル全体にわたって均一に分布させることにより、液晶層を形成する。このような液晶滴下方式は、短時間で液晶を直接基板に滴下するため、大面積の液晶表示素子の液晶層の形成も非常に迅速に行えるだけでなく、必要量の液晶のみを直接基板に滴下するため、液晶の消耗を最小化できるので、液晶表示素子の製造コストを大幅に低減できるという利点を有する。

図１２に示すように、下部基板１０３には、駆動素子アレイ工程により、下部基板１０３上に配列されて画素領域を定義する複数のゲートライン及びデータラインを形成し、前記画素領域のそれぞれに前記ゲートライン及びデータラインに接続される駆動素子である薄膜トランジスタを形成する（Ｓ１０１）。また、前記駆動素子アレイ工程により、前記薄膜トランジスタに接続されて該薄膜トランジスタを介して信号が供給されることによって液晶層を駆動する画素電極を形成する。
また、上部基板１０５には、カラーフィルタ工程により、カラーを実現するＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層と共通電極を形成する（Ｓ１０４）。

次に、前記薄膜トランジスタが形成された下部基板１０３及び前記カラーフィルタ層が形成された上部基板１０５にそれぞれ配向膜を塗布した後、下部基板１０３と上部基板１０５との間に形成された液晶層の液晶分子に配向規制力又は表面固定力（すなわち、プレチルト角及び配向方向）を提供するために、前記配向膜をラビングする（Ｓ１０２、Ｓ１０５）。その後、下部基板１０３の液晶パネル領域には液晶１０７を滴下し、上部基板１０５の外郭領域にはシール材１０９を塗布する（Ｓ１０３、Ｓ１０６）。

次に、下部基板１０３と上部基板１０５を整列した状態で圧力を加えることにより、シール材１０９により下部基板１０３と上部基板１０５を貼り合わせると同時に、滴下された液晶１０７が母基板単位の貼り合わせられた基板全体にわたって均一に広がるようにする（Ｓ１０７）。
その後、前述のように、貼り合わせられた基板の一面又は両面にエッチング液を噴射して液晶パネルの一面又は両面をエッチングする（Ｓ１０８）。一方、大面積の貼り合わせられた母基板には複数のパネル領域が形成され、前記パネル領域のそれぞれに駆動素子である薄膜トランジスタ及びカラーフィルタ層が形成されているので、個々の液晶パネルを製造するために前記貼り合わせられたガラス基板を切断、加工して単位パネルに分離した後（Ｓ１０８、Ｓ１０９）、個々の単位パネルを検査することにより液晶表示素子を製造する（Ｓ１１０）。

前述のように、液晶表示素子は、駆動素子アレイ工程（薄膜トランジスタ工程）、カラーフィルタ工程、及びセル工程により完成する。このような各工程はそれぞれの工程ラインで行われる。すなわち、駆動素子アレイ工程ラインとカラーフィルタ工程ラインで薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が製造されて液晶滴下及びシール材塗布が行われ、セル工程ラインでこれら薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が貼り合わせられてエッチングされた後に加工されて液晶パネルが完成する。また、前記駆動素子アレイ工程ライン、カラーフィルタ工程ライン、及びセル工程ラインは、１つの工程ラインからなるものではなく、複数のラインからなる。

前記セル工程ラインに含まれる基板のエッチングラインにおいては、図４に示すエッチング装置を備える。図４に示すように、エッチング装置は、前の工程で処理された基板を自動で搬入してエッチングした後に次の工程に移送するので、セル工程ラインを自動化できる。

前記のような液晶滴下方式が適用された液晶表示素子の製造方法を行う製造ラインを図１３Ａ〜図１３Ｅに示す。図１３Ａ及び図１３Ｂはそれぞれ薄膜トランジスタライン及びカラーフィルタラインの一部を示し、図１３Ｃ〜図１３Ｅはセル工程ラインを示す。

まず、図１３Ａに示すように、薄膜トランジスタラインで薄膜トランジスタが形成された下部基板１０３は、配向膜形成ライン、ラビングライン、及び液晶滴下ラインを経る。配向膜形成ラインにおいては、薄膜トランジスタが形成された下部基板１０３を洗浄して配向膜を積層した後に高温の熱を加えて前記配向膜を焼成する。また、ラビングラインにおいては、下部基板１０３に形成された配向膜にラビングを行って配向規制力を形成し、液晶滴下ラインにおいては、配向膜が形成された下部基板１０３を洗浄した後にその上に液晶を滴下する。

一方、図１３Ｂに示すように、カラーフィルタラインでカラーフィルタ層が形成された上部基板１０５は、下部基板１０３と同様に、配向膜形成ライン及びラビングラインで上部基板１０５上に配向規制力が提供された配向膜が形成され、シール材塗布ラインで下部基板１０３と上部基板１０５を貼り合わせるためのシール材が上部基板１０５の外郭部に塗布される。
一般的に、配向膜形成ラインとラビングライン、ラビングラインと液晶滴下ライン、ラビングラインとシール材塗布ラインは連続ラインではない。図示していないが、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す各工程ライン間には、該当工程が完了した基板１０３、１０５を次の工程ラインに移送するための手段、例えばロボットなどの装置が設置されている。

図１３Ａに示す配向膜形成ライン及び液晶滴下ラインは薄膜トランジスタラインであり、図１３Ｂに示す配向膜形成ライン及びシール材塗布ラインはカラーフィルタラインである。これは、駆動素子アレイ工程、配向膜塗布及びラビング工程、液晶滴下工程は下部基板１０３に行われる工程であり、カラーフィルタ工程、配向膜塗布及びラビング工程、シール材塗布工程は上部基板１０５に行われる工程であるためであり、それ以降の工程は下部基板１０３及び上部基板１０５を共に対象とする工程である。

図１３Ｃに示すように、薄膜トランジスタラインで配向膜が形成されて液晶が滴下された薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルタラインで配向膜が形成されてシール材が塗布されたカラーフィルタ基板が、それぞれ第１移送装置及び第２移送装置により貼り合わせラインに搬入され、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が整列された状態で圧力が加えられて貼り合わせられる。加えられた圧力により薄膜トランジスタ基板に滴下された液晶が広がり、基板全体に均一な液晶層が形成される。これと同時に、整列された基板に熱又は紫外線などが加えられてシール材が硬化することにより基板が貼り合わせられる。

図１３Ｄに示すように、貼り合わせラインを通過した基板（貼り合わせられた母基板）はエッチングラインに搬入され、両側面又は一側面が設定された厚さだけエッチングされた後に洗浄される。ここで、エッチングラインは、図４に示すように、第３移送装置により移送されるカセットに収納された原板単位の貼り合わせられた基板を第１ロボット３０及び第２ロボット３５によりエッチングカセット４４に自動で固定させた後にエッチングし、エッチング後には反対の順序でエッチングされた原板単位の貼り合わせられた基板が搬出されて洗浄工程により洗浄される。
その後、エッチングラインでエッチングされた貼り合わせられた基板は、図１３Ｅに示すように、切断ラインに搬入されて切断されることにより複数の単位パネルに分離され、分離された単位パネルは研磨ラインに搬入されて研磨された後に洗浄される。この研磨された単位パネルが検査ラインに搬入されて検査が行われることにより液晶パネルが完成する。

図に示すように、液晶滴下方式液晶表示素子製造ラインは、配向膜形成ライン、ラビングライン、液晶滴下ライン、シール材塗布ライン、貼り合わせライン、エッチングライン、切断ライン、及び研磨ラインにより液晶パネルを形成する。ここで、それぞれのライン間の基板の移送は、基板を収納するカセットを移送する自動台車などの移送手段により自動で行われ、基板のそれぞれのラインへのローディング又はそれぞれのラインからのアンローディングは、ロボットなどのローディング及びアンローディング手段により自動で行われる。
また、本発明による液晶表示素子製造方法においては、貼り合わせられたガラス母基板の一面又は両面をエッチング装置により設定された量だけエッチングするので、製造される液晶パネルの重量を大幅に減少させることができる。また、液晶パネルのエッチングラインが前の製造ライン及び次の製造ラインと一体化して自動化されており、迅速な液晶パネルのエッチングが可能になる。

一方、本発明による液晶表示素子製造ラインは、前述のように複数のラインに設置することもできるが、１つのライン、すなわちインラインに設置することもできる。すなわち、薄膜トランジスタアレイ工程で薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板、及びカラーフィルタ工程でカラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板には、同一の製造ラインで配向膜が塗布されてラビングにより配向膜に配向規制力が提供される。また、同一のラインで前記薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板に配向膜形成、液晶滴下、及びシール材塗布が行われる。
また、同一のラインで前記原板単位の基板を貼り合わせ、貼り合わせられた原板単位の基板をエッチングした後に単位パネルに加工し、形成された単位パネルに異常があるか否かを検査して液晶パネルを完成する。

前記のような液晶滴下方式が適用された液晶表示素子の製造方法を行うインライン形態の製造ラインを図１４に示す。
図１４に示すように、液晶滴下方式液晶表示素子製造ラインは、配向膜形成ライン、ラビングライン、液晶滴下ライン、シール材塗布ライン、貼り合わせライン、エッチングライン、加工ライン、及び検査ラインが一体に形成されてフルインラインとなっており、このフルインラインを基板が通過することによって液晶パネルが完成する。

前記配向膜形成ラインには、薄膜トランジスタ工程により薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ工程によりカラーフィルタ層が形成されたカラーフィルタ基板とが交互に搬入されて配向膜が形成される。ここで、前記薄膜トランジスタ基板と前記カラーフィルタ基板のうちいずれの基板を先に搬入してもよいが、図には薄膜トランジスタ基板を先に搬入した場合を例示する。
第１ラインの配向膜形成ラインに搬入された薄膜トランジスタ基板は、洗浄後に配向膜が塗布されて熱が加えられて焼成される。前記薄膜トランジスタ基板の配向膜形成工程が終了すると、前記薄膜トランジスタ基板がバッファラインに搬入されると共に、前記配向膜形成ラインにカラーフィルタ基板が搬入される。

前記バッファラインは、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板を同期化するためのものである。本実施形態の製造ラインにおいては、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板が一体化した製造ラインに交互に搬入されてそれぞれの工程が行われるため、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板との工程が終了する時間が異なる。また、隣接した２つの工程（ライン）にかかる時間も異なるので、時間差により薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板間に干渉が発生する。従って、１つの工程が終了した薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板をバッファラインに所定時間保存することにより、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板の時間を同期化する。
例えば、薄膜トランジスタ基板の配向膜形成工程が終了すると、前記薄膜トランジスタ基板はラビングラインに搬入され、カラーフィルタ基板が配向膜形成ラインに搬入されるが、前記ラビングラインと前記配向膜形成ラインの工程時間には時間差が発生するので、配向膜形成工程が終了したカラーフィルタ基板はバッファラインに所定時間留まる。

前述のように、配向膜形成工程が終了した薄膜トランジスタ基板は、バッファラインに所定時間留まってからラビングラインに搬入されて配向膜に配向規制力が提供され、カラーフィルタ基板は、配向膜形成工程に搬入された後にラビングラインに搬入されて配向膜に配向規制力が提供される。

ラビング工程後、薄膜トランジスタ基板とカラーフィルタ基板とには別の工程が行われる。すなわち、薄膜トランジスタ基板には液晶滴下工程が行われ、カラーフィルタ基板にはシール材塗布工程が行われる。従って、ラビングラインを経た薄膜トランジスタ基板は、液晶滴下工程に搬入されて液晶が滴下された後、シール材塗布ラインではいかなる工程も行われずに通過する。一方、カラーフィルタ基板は、薄膜トランジスタ基板の液晶滴下工程中にラビングラインの次のバッファラインに待機し、液晶滴下工程が終了した薄膜トランジスタ基板がシール材塗布ラインの次のバッファラインに待機した状態で、前記カラーフィルタ基板がシール材塗布ラインに搬入されて基板の外郭部にシール材が塗布される。

実質的に本発明においては、前記液晶滴下ラインと前記シール材塗布ラインの順序を変えることがより好ましいこともある。これは、薄膜トランジスタ基板が先に搬入される場合、ラビング工程が終了した薄膜トランジスタ基板がシール材塗布ラインをそのまま通過して液晶滴下ラインに搬入されて液晶滴下工程が行われる間、ラビング工程が終了したカラーフィルタ基板がシール材塗布ラインに搬入されてシール材塗布工程が行われるようにすることができるためである。すなわち、シール材塗布ラインを液晶滴下ラインの前に位置させる場合、薄膜トランジスタの液晶滴下工程とカラーフィルタ基板のシール材塗布工程が所定時間同時に行われるため、このような製造ラインの配置によりさらに迅速な製造工程が可能になる。

また、本発明においては、薄膜トランジスタ基板にシール材を塗布し、カラーフィルタ基板に液晶を滴下することもできる。この場合も、前記液晶滴下ラインと前記シール材塗布ラインに搬入される基板の種類が変わるだけで、実質的な工程順序は同一である。

貼り合わせられた薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板は、エッチングラインにより設定された厚さだけエッチングされる。ここで、エッチングラインには、原板単位の貼り合わせられた薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板を固定するエッチングカセットと、前記エッチングカセットを固定してエッチング装置に搬入されるカセット固定部とが備えられており、貼り合わせられた原板単位の基板が前記エッチングカセットにローディングされるとき、重力によるホルダの収縮により自動で固定された状態、又はセンサの検出によるクランプの動作により固定された状態で、エッチング装置にローディングされてエッチングされた後、再びロボットの上昇力によりホルダから自動で分離されるか、又はクランプの解除により分離される。

前記エッチングラインは、前のライン（すなわち、液晶滴下ライン）及び次のライン（検査ライン）とインラインに形成されるので、図４に示すように、原板単位の貼り合わせられた基板を移送するカセットが必要ではない。すなわち、前記基板のエッチングラインへのローディングは、前のラインで処理された基板がコンベヤなどの移送手段により自動で移送されてくると、その移送されてきたそれぞれの基板をロボットによりエッチング装置に搬入することによって行われ、前記基板のアンローディングは、エッチングが終了した原板単位の貼り合わせられた基板をロボットによりエッチング装置から搬出した後、コンベヤなどの移送装置により後続ラインに移送することによって行われる。
すなわち、本実施形態においては、前のラインで加工された貼り合わせられた基板が順に第１ロボット３０に移送されると、第１ロボット３０から搬入された基板が順に第２ロボット３５に搬送され、第２ロボット３５からローディングされた基板がエッチングカセット４４に固定され、このエッチングカセット４４が設置されたカセット固定部４０がエッチング装置に搬入されて基板がエッチングされる。

エッチングが終了した基板は、エッチングラインに搬入された順序とは反対の順序でエッチングラインから搬出されて次のライン、すなわち加工ラインに移送される。ここで、前のラインからエッチングラインへの基板の移送やエッチングラインから次のラインへの基板の移送は、コンベヤなどの移送装置により行われる。
加工ラインに搬入された貼り合わせられた基板は単位パネルに加工され、この加工された単位パネルが検査ラインで検査されることにより液晶パネルが完成する。

前述のように、本実施形態においては、一体化したインライン形態の製造ラインに薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板を搬入して液晶パネルを完成する。本実施形態においては、一体化した１つのラインにより工程が行われるため、製造ラインの数を減少させることができ、製造コストを低減することができる。また、本実施形態においては、各ライン間で基板又は液晶パネルを移送する高価な自動移送装置が必要ではないため、液晶表示素子の製造コストをより低減できるだけでなく、製造時間を大幅に短縮できる。

以上、本発明の説明において液晶表示素子の構造を限定して説明したが、本発明は、特定構造の液晶表示素子に限定されるものではなく、全ての液晶表示素子の構造に適用できる。また、本発明は、特定基板のエッチングに限定されるものではなく、ガラス母基板、貼り合わせられたガラス母基板、加工されたガラス基板、貼り合わせられた単位パネルのエッチングにも使用できる。
さらに、本発明は、液晶表示素子にのみ適用されるものではなく、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＶＦＤ、ＯＬＥＤなどの多様なフラットパネルディスプレイ装置の製造方法に適用できる。

本発明による基板エッチング装置の基本的な構造を示す図である。本発明による基板エッチング装置の概略的な構造を示す斜視図である。本発明による基板エッチング装置の概略的な構造を示す斜視図である。本発明による基板エッチング装置の概略的な構造を示す斜視図である。図２Ａに示す基板エッチング装置から基板に噴射されたエッチング液の噴射領域を示す図である。本発明による基板エッチング装置を示す図である。本発明による基板エッチング装置を利用した基板エッチング方法を示す図である。本発明による基板エッチング装置を利用した基板エッチング方法を示す図である。本発明による基板エッチング装置を利用した基板エッチング方法を示す図である。本発明による基板エッチング装置のエッチングカセットの斜視図である。本発明による基板エッチング装置のエッチングカセットの断面図である。基板のエッチングカセットへのローディングを示す図である。基板のエッチングカセットへのローディングを示す図である。基板のエッチングカセットからのアンローディングを示す図である。基板のエッチングカセットからのアンローディングを示す図である。本発明による基板エッチング装置のエッチングカセットの他の構造を示す斜視図である。図９に示すエッチングカセットから基板がアンローディングされた状態の部分拡大図である。図９に示すエッチングカセットに基板がローディングされた状態の部分拡大図である。一般的な液晶表示素子の構造を示す図である。本発明による液晶表示素子製造方法を示すフローチャートである。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する液晶表示素子製造ラインのブロック図である。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する液晶表示素子製造ラインのブロック図である。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する液晶表示素子製造ラインのブロック図である。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する液晶表示素子製造ラインのブロック図である。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する液晶表示素子製造ラインのブロック図である。図１２に示す液晶表示素子製造方法を実行する一体化した液晶表示素子製造ラインのブロック図である。

符号の説明

１基板
１２噴射板
１３ノズル
２０カセット
３０第１ロボット
３５第２ロボット
４０カセット固定部
４４エッチングカセット
５０コンベヤ
５１クランプ駆動部
５２クランプ

Claims

基板が載置されて上下に移動する第１ロボットと、
前記第１ロボットによりローディングされた基板を固定するエッチングカセットと、
少なくとも１つの前記エッチングカセットが固定され、設定された角度だけ回動して基板を地面と垂直に配置するカセット固定部と、
前記カセット固定部により地面と垂直に配置された基板をエッチングするエッチング部とを含み、
前記エッチングカセットが、
前記エッチングカセットの少なくとも対向する縁部に複数形成され、前記ロボットによりローディングされた基板を支持する支持部と、
前記エッチングカセットの少なくとも対向する縁部に形成され、前記ローディングされた基板を固定する複数のホルダと
を含み、
前記ホルダは、前記ロボットにより下降する基板の重力により収縮して前記基板を通過させた後に復元して前記基板を固定するように構成されたことを特徴とするエッチング装置。
前記ホルダは、前記第１ロボットにより前記基板が前記ホルダに対して上昇されるときにも収縮して前記基板を通過させた後に復元するように構成され、これにより前記基板がアンロードされることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
前記ホルダが、前記ホルダに対して前記基板が上方に移動するとき及び下方に移動するときの両方において伸縮する板バネを含むことを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
基板が載置されて上下に移動する第１ロボットと、
前記第１ロボットによりローディングされた基板を固定するエッチングカセットと、
少なくとも１つの前記エッチングカセットが固定され、設定された角度だけ回動して基板を地面と垂直に配置するカセット固定部と、
前記カセット固定部により地面と垂直に配置された基板をエッチングするエッチング部とを含み、
前記エッチングカセットが、
前記エッチングカセットの少なくとも対向する縁部に複数形成され、前記ロボットによりローディングされた基板を支持する支持部と、
前記エッチングカセットの少なくとも対向する縁部に形成され、前記ローディングされた基板を固定する複数のクランプと、
前記クランプを回動させて前記基板を固定させるクランプ駆動部と、
前記クランプ駆動部に前記クランプの一端部を固定する固定ピンと、
前記エッチングカセットに前記クランプを回動可能に固定する回動ピンと、
前記エッチングカセットに形成されて前記回動ピンが移動するガイド溝と
を含み、
前記クランプ駆動部は、前記基板がローディングされる領域から遠ざかる方向に移動するときに、前記クランプ駆動部が移動することによって、前記固定ピンにより固定された前記クランプの一端部が移動し、前記回動ピンが前記ガイド溝に沿って移動し、前記回動ピンを中心に前記クランプの他端部が回動するように構成されたことを特徴とするエッチング装置。
前記ホルダと前記支持部とが対応して位置するように形成されることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記ホルダと前記支持部とが交互に位置するように形成されることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記クランプ駆動部に設置されて前記クランプを固定する連結部をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のエッチング装置。
前記クランプを固定する複数の磁石をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のエッチング装置。
前記第１ロボットは、
前記基板が載置される基板載置部と、
上昇及び下降する延長軸と
からなることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記エッチング部は、
地面と垂直をなして少なくとも一面が前記基板と隣接するように配置され、内部にエッチング液が充填された複数の噴射板と、
前記噴射板に形成されて前記基板にエッチング液を噴射する複数のノズルと
からなることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記基板が隣接する２つの前記噴射板の間に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
前記エッチング部が、前記噴射板にエッチング液を供給するエッチング液貯蔵タンクをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
前記噴射板に形成されるノズルの数が、前記基板の面積及び前記基板と前記噴射板の間隔によって決定されることを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
前記噴射板の面積が、前記基板の面積より大きいか、又は前記基板の面積と同じであることを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
前記噴射板の面積が、前記基板の面積より小さいことを特徴とする請求項１０に記載のエッチング装置。
前記噴射板が、前記基板に沿って移動しながら前記基板上にエッチング液を噴射することを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
前記複数の噴射板が、前記基板の一面に対向して前記基板にエッチング液を噴射することを特徴とする請求項１５に記載のエッチング装置。
前記複数の噴射板が、前記基板に沿って移動しながら前記基板上にエッチング液を噴射することを特徴とする請求項１７に記載のエッチング装置。
前記噴射板が設定された周期で振動することを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記基板がガラス母基板であることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記基板が切断されたガラス基板であることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記基板が貼り合わせられたガラス母基板であることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前記基板が貼り合わせられた単位表示パネルであることを特徴とする請求項１又は４に記載のエッチング装置。
前の工程が終了した基板を収納して移送するカセットと、
請求項１から請求項１１いずれか一項に記載のエッチング装置と、
前記カセットに収納された基板を取り出し、前記エッチング装置の前記第１ロボットに載置する第２ロボットと
を含むことを特徴とするエッチングライン。
前記第２ロボットは、
前記カセットに収納された基板を取り出すロボットアームと、
前記取り出された基板を前記第１ロボットに移送する回転軸と
からなることを特徴とする請求項２４に記載のエッチングライン。
第１母基板が搬入されて薄膜トランジスタが形成される薄膜トランジスタラインと、
第２母基板が搬入されてカラーフィルタ層が形成されるカラーフィルタラインと、
前記第１母基板に液晶を滴下する液晶滴下ラインと、
前記第１母基板と前記第２母基板を貼り合わせて液晶層を封入して基板を形成する貼り合わせラインと、
前記基板をエッチングする、請求項２４又は２５記載のエッチングラインとから構成され、
前記薄膜トランジスタライン、カラーフィルタライン、貼り合わせライン、及びエッチングライン間に移送装置が備えられており、工程が終了した基板を次の工程に搬送するように構成されたことを特徴とする液晶表示素子製造ライン。
前記貼り合わせラインは、
シール材により前記第１母基板と前記第２母基板を貼り合わせて液晶層を形成する貼り合わせラインと、
前記シール材を硬化する硬化ラインと
からなることを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記第１母基板が搬入されて配向規制力を有するように第１配向膜を形成する第１配向膜形成ラインと、
前記第２母基板が搬入されて配向規制力を有するように第２配向膜を形成する第２配向膜形成ラインと
をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記第２配向膜形成ラインが、前記第２母基板上にシール材を塗布するシール材塗布ラインを含むことを特徴とする請求項２７に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記エッチングされた基板を切断して単位パネルを形成する切断ラインをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記液晶層が形成された単位パネルを検査する検査ラインをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の液晶表示素子製造ライン。
第１母基板が搬入されて前記第１母基板上に液晶が滴下される液晶滴下ラインと、
第２母基板が搬入されてシール材が塗布されるシール材塗布ラインと、
前記第１母基板及び第２母基板が搬入されて貼り合わせられて基板を形成する貼り合わせラインと、
前記基板をエッチングする、請求項２４又は２５記載のエッチングラインとから構成され、
前記液晶滴下ライン、シール材塗布ライン、貼り合わせライン、及びエッチングラインが一体化されたことを特徴とする液晶表示素子製造ライン。
前記液晶が滴下される第１母基板及び前記シール材が塗布される第２母基板とが交互に搬入され、配向規制力を有するように配向膜が形成される配向膜形成ラインをさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記配向膜形成ラインは、
前記交互に搬入される第１母基板及び第２母基板に配向膜を塗布する配向膜塗布ラインと、
前記塗布された配向膜を焼成する焼成ラインと、
前記焼成された配向膜をラビングして配向方向を決定するラビングラインと
からなることを特徴とする請求項３３に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記基板が搬入されて複数の単位パネルに分離される加工ラインをさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記第１母基板が薄膜トランジスタが形成された薄膜トランジスタ基板であり、前記第２母基板がカラーフィルタ層が形成されたカラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示素子製造ライン。
それぞれのライン間に設置されて前記第１母基板と前記第２母基板を同期化する少なくとも１つのバッファラインをさらに含むことを特徴とする請求項３２に記載の液晶表示素子製造ライン。
前記分離された単位パネルを検査する検査ラインをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の液晶表示素子製造ライン。