JP5923951B2 - タッチパネルセンサ基板およびその基板の製造方法 - Google Patents
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この結果、照明光のような環境光(外光)がより多く反射してコントラストが低下してしまうとともに、表示装置によって表示される映像光の透過率が低下してしまう。
また、投影型容量結合方式等のタッチパネルセンサ層は、透明な導電体をパターニングしてなるセンサ部60aを有していて、このセンサ部60aは表示面上に配置される。
したがって、センサ部60aをなす透明導電体パターンは、視認されにくくするため、非常に薄く形成される。すなわち、投影型容量結合方式のタッチパネルセンサ層のセンサ部60aは、非常に複雑で損傷しやすく、且つ、損傷したことを認識されにくくなっている。
通常、センサ電極を形成する透明電極は、典型的には、多結晶ITOが用いられている。
しかしながら、タッチパネルセンサ基板を用いた表示基板を製造する過程において、タッチパネルセンサ層を形成する工程で、該基板に施される各種処理工程から受ける物理的あるいは化学的な影響を排除することはできない。
また、透明導電体層75cで配線端子接続部75aを被覆した積層構造の端子部であっても、配線端子接続部の端縁部において透明導電体層が薄肉化、あるいは十分な積層被覆構造を取り得ないためやはり同様の剥離を生じる問題がある(図14の比較例2)。
その際、保護層が搬送手段の搬送コロや吸着パッドあるいは支持ピンなどと擦れ、キズや汚れが発生し、外観品質を低下させている。
また、基板加熱をより低い温度で行うか、あるいは基板加熱しないで、スパッタリング法によりアモルファス状のITOを成膜し、次に、アニール処理することによりITOを結晶化させ、その後、王水で不要ITOをエッチングして、多結晶ITOパターンを得る方法もある(特許文献4、5)。
したがって、上記のような不都合のためITOパターニングが困難になるという問題を生じる。
しかしながら、表面保護フィルムの貼着は、作業が繁雑であり、コストアップにつながり、さらに、生産性が低下する。
製造過程で、必ず、保護フィルムは除去されることとなり、保護フィルムで表面を保護する工程は、一時的な保護のための工程にすぎず、無駄な工程であり、コストアップに繋がるものである。
それゆえ、共通する透明基板を挟んで、その一方の面にタッチパネルセンサ部、他方の面にカラーフィルタ部が形成されているタッチパネルセンサ一体型カラーフィルタが用いられるようになっている。
しかも、端子部については、外部との電気的な導通接続をとる必要があり、保護層を形成することができないため、特に、端子部がダメージを受け、剥がれや腐食、あるいは導通不良などが生じ、接続安定性が失われる。
ッチパネルセンサ基板を提供することを目的とする。
周縁配線は前記複数の第1センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第1取り出し配線と、前記複数の第2センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第2取り出し配線を備え、
各第1取り出し配線は、その一端において当該第1取り出し配線と対応する第1センサ電極と接続され、その他端において外部との接続端子として機能する端子部に接続する第1配線端子接続部が形成されており、
各第2取り出し配線は、その一端において、当該第2取り出し配線と対応する第2センサ電極と接続され、その他端において、外部との接続端子として機能する端子部に接続する第2配線端子接続部が形成され、
そして、端子部構造は、第1の実施の端子部の態様として、前記端子部が、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層による端子部と、前記第1配線端子接続部または第2配線端子接続部を備え、
前記第1配線端子接続部および第2配線端子接続部は、透明基材上に形成され、該各配線端子接続部上に重ね合わされ各配線端子接続部の周縁を被覆している前記ITO透明導電体層と、前記透明基材、配線端子接続部及び前記ITO透明導電体層が積層された積層部分及び積層縁部を被覆する保護層とを有する端子部構造を備えることにより、あるいは、第2の実施の端子部の態様として、前記端子部が、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層による端子部と、前記第1配線端子接続部または第2配線端子接続部を備え、前記第1配線端子接続部および第2配線端子接続部は、透明基材上に形成された前記ITO透明導電体層と、前記ITO透明導電体層上に重ね合わされた前記第1及び第2配線端子接続部と、前記透明基材、前記ITO透明導電体層及び前記各配線端子接続部が積層された積層部分及び積層縁部を被覆する保護層とを有することにより、上記課題を解決するものである。
しかも、金属ライン上に金属ラインの幅方向に金属ライン幅より広く形成した結晶化ITO導電体層を被覆し、かつ端子部にも連続してITO導電体層を形成し、ITO導電体層からなる端子部とすることにより、金属ラインの縁部テーパー部のITO層が薄膜化することがなく、確実に金属ラインの縁部テーパーを被覆、保護することができ、エッチング液の浸透を確実に防ぎ、金属ラインが剥がれることがない。
金属ラインとITOが面接触した積層構造となることから、配線が途中で断線していることによるオープン不良が少なくなる。
従って、有機材料の保護膜を形成したものに比べて、キズ、汚れが十分に低減されるので、製造工程における歩留まりが向上する。しかも、保護膜を形成することなく、タッチパネルセンサ基板を形成することができることから、タッチパネルセンサ一体型カラーフィルタを含むタッチパネルセンサ基板の製造工程の工程数が削減でき、そのことにより生産性が向上し、かつコストダウンに繋がる。
まず、図1〜図7aを参照して、本発明による第1の実施の形態について説明する。
このように、表示パネル30は、表示装置10が映像を表示することを可能とするための構成と、表示装置10がタッチパネルとして機能することを可能にするための構成と、を含んでいる。そして、このような表示パネル30のうち、主に映像表示装置として機能するための構成、具体的には、第1基板40のカラーフィルタ層50および第2基板35について、まず、説明する。
本発明において、カラーフィルタ層50は、第1の基材45上に形成される。本発明における、該第1の基材45は、例えば、樹脂製の板材や無アルカリガラスから構成される。
また、本発明において、各サブ画素を構成する貫通開口には、当該サブ画素の表示色に着色された第1〜第3の着色部52が形成されている。具体例として、第1着色部52Gは緑色に着色され、第2着色部52Rは赤色に着色され、第3着色部52Bは青色に着色されている。
次に、表示パネル30に含まれる主にタッチパネルとして機能するための構成、すなわち、タッチパネルセンサ層60の構成について説明する。
第1センサ電極は、並列配置された複数の第1センサ電極61を構成し、第2センサ電極は、並列配置された複数の第2センサ電極66を構成している。各第1センサ電極61は、基材45の一側の面45aと平行な第1方向に延び、各第2センサ電極66は、ブリッジ部68により第1方向と交差する方向であって基材45の一側の面45aと平行な第2方向に延びている。
そして、第1センサ電極61の長手方向および第2センサ電極66の長手方向は、基材45の一側の面45a上において、直交している。
この結果、第1センサ電極61および第2センサ電極66は、互いから非接触状態で、交差することになる。なお、図4a、4bにおいては、図示および理解のしやすさから便宜上、カラーフィルタ層50を省略している。
以下、センサ部60aを構成するセンサ電極の構成についてさらに詳述する。
センサ部60aは、第1センサ電極61、第2センサ電極66、ブリッジ部68からなり、各電極及びブリッジ部は、通常、同じ材料により形成される。第1センサ電極61と第2センサ電極66は、同一平面に同時に形成されるため同じ材料であることが好ましく、また、均一な透明性や導電性を得るために、ブリッジ部68は、第1センサ電極61、第2センサ電極66と同じ材料であることが好ましいが、導電材料である金属であっても狭幅で、誘電体層あるいはセンサ電極により被覆される限りにおいて本発明では採用できる。
まず、第1センサ電極61について説明する。複数の第1センサ電極61は、透明な導電性材料、例えば、ITOから形成されている。図3に示すように、複数の第1センサ電極61は、前記第1方向および前記第2方向の両方向に並べて配置された多数の第1センサ電極主部62と、多数の第1センサ電極主部62のうちの第1方向に並べられた複数の第1センサ電極主部62を、互いに接続するライン部63と、を有している。
すなわち、第1方向に隣り合う二つの第1センサ電極主部62の間に、それぞれ、ライン部63が、これらの二つの第1センサ電極主部62と一体として設けられ、これらの二つの第1センサ電極主部62を連結している。このようにして、第1方向に並べられた複数の第1センサ電極主部62と、それらの間を接続するライン部63と、によって、各第1センサ電極61が構成されている。
一方、ライン部63は、基材45の一側の面45a上に形成した第1方向及び第1方向と直交する第2方向に並べられて、導電体からなる複数のブリッジ部68を被覆する誘電体層上を横切り、第1方向に延びる細長い長方形状の形状を有している。そして、第1方向に直交する方向における第1センサ電極61の幅は、ライン部63において最も細くなっている。
次に、第2センサ電極66について説明する。複数の第2センサ電極66は、第1センサ電極61と同様に、透明な導電性材料、例えばITOから形成されている。図3に示すように、複数の第2センサ電極66は、前記第1方向および前記第2方向の両方向に並べられて、複数の第1センサ電極61の間に当該複数の第1センサ電極61から離間して、配置された多数の第2センサ電極主部67と、多数の第2センサ電極主部67のうちの第2方向に並べられた複数の第2センサ電極主部67を、互いに連結するブリッジ部68と、を有している。
図2および図4aに示されているように、各ブリッジ部68は、金属ライン又は透明導電体などの導電体からなり、基材45の一側の面45a上に、第1方向及び第1方向に交差する第2方向に並べられて設けられている。この複数のブリッジ部68が第2方向に隣り合う各二つの第2センサ電極66の間を接続している。
この結果、第1センサ電極61は、誘電体層70を介して非接触状態で複数のブリッジ部68を横切り、第2方向に並べて等間隔で配置されている。
一方、ブリッジ部68は概ね第2方向に長方形状に延びており、第2方向に直交する方向におけるブリッジ部68の幅は、第2センサ電極主部67と接続される両端部分以外において概ね一定となっている。そして、第2方向に直交する方向における第2センサ電極66の幅は、ブリッジ部68のうちの隣り合う第2センサ電極主部67間上に位置する領域にて最も細くなっている。
この結果、上面視において、第1センサ電極61と第2センサ電極66とが重なり合っている部分が非常に小さくなる。
このため、第1センサ電極主部とライン部、第2センサ電極主部は同一平面上にあり、第2センサ電極66は、外部導体の接触面として機能する表示面12の側からみて、そのブリッジ部のみが第1センサ電極61のライン部と立体交差し、裏側に位置するようになるが、第2センサ電極66での検出感度が、第1センサ電極61での検出感度と比較して、大幅に低下してしまうことはない。
次に、取り出し部60bの周縁配線について説明する。図3に示すように、取り出し部60bに設けられる周縁配線は、基板上の周辺端部の領域に形成される複数の第1センサ電極61にそれぞれ対応して設けられた複数の第1取り出しライン73と、複数の第2センサ電極66にそれぞれ対応して設けられた複数の第2取り出しライン74と、を含んでいる。そして、周縁配線は、端子部領域において外部に露出する端子部73t、74tと接続される。
同様に、各第2取り出しライン74は、その一端において、当該第2取り出しライン74と対応する第2センサ電極66と接続され、その他端に、外部との接続端子として機能する端子部74tに接続する第2配線端子接続部を含んでいる。
本発明の端子部は、従来の金属ライン又は金属ラインと金属ラインを被覆する導電体層の構造ではなく、上記のような周縁配線部の取り出しラインの導電積層構造に対応して、導電積層端子部構造を取るものである。
本発明の端子部領域の具体的な端子部構造は、以下のタッチパネルセンサ基板の形成において詳しく説明する。
[端子部構造1]
本発明において、周縁配線の各取り出しライン73、74は、端子部73t、74tに接続する第1及び第2配線端子接続部73e、74eが、端子部領域において、図5に拡大図として示した端子部構造となるように端子部と接続、配置されている。
すなわち、端子部構造は、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層から構成される接続端子部73t、74tと、各取り出しライン73、74の端子部領域側に形成された第1配線端子接続部73e及び第2配線端子接続部74eとを備える。
このことにより、配線端子接続部73e、74eは、端子部に形成されず、端子部を構成せず、直接、外部に露出することがない。しかも、その配線端子接続部の縁部は、ITO透明導電体層75b、75c及び保護層42の2重に被覆、保護される。
そして、配線端子接続部の縁部が、端子部に入り込むことなく、むしろ、ITO透明導電体層及び保護層の層厚分だけ端子部境界より僅かに基板周端部から離れた側に位置する構造となる。
したがって、従来の金属層の配線端子接続部73e、74eで形成された端子部あるいは、従来の金属層の配線端子接続部73e、74eを透明導電体層で被覆した積層構造で形成された端子部のように、エッチング処理によるエッチング液が、配線端子接続部73e、74e及びその縁部に浸透し又は腐食することにより、金属ライン部75aの基材45からの剥離の起点となりやすい配線端子接続部73e、74eが、基材45から剥離することを効果的に抑制することができる。
次に、以上のような構成からなるタッチパネル基板40を製造する方法の一例について説明する。
ここで、基材は、基材それ自体だけを意味するものではなく、基板の表面を表面処理した基板も含め、単に、基板と表現する。
例えば、タッチパネルセンサ、カラーフィルタを形成し、光が透過するため透明導電体層とガラス基板の間には、薄膜干渉効果にて、透明導電体層の有る部分と無い部分の透過率、反射率を同程度にして、センサ電極のパターンが容易に視認できなくする不可視化のための層を設ける場合、基材に屈折率調整層を成膜処理し、インデックスマッチング層などを形成する場合があり、そのような基板の表面を表面処理した基板も含むものである。
まず、基材45上の第1取り出しライン73および第2取り出しライン74を形成する(図7aの工程Sa1)。
第1取り出しライン73および第2取り出しライン74のうちの、金属ライン部75aが形成される。第1取り出しライン73および第2取り出しライン74は、上述したように、アクティブエリアA1に形成されたセンサ部60aと、制御部20とを接続するために、非アクティブエリアA2に形成され、端子部領域へと延びるように形成される。
したがって、金属ライン部75aは、表示面12の表示領域外に形成されるものであり、銅、アルミニウム、銀若しくはそれらを含む合金等の透明でない高導電率金属から形成され得る。
他の例としては、スクリーン印刷により、所望のパターンで、第1取り出しライン73および第2取り出しライン74のうちの金属ライン部75aを基材45上に成膜することもできる。
次に、第1導電体層(ブリッジ部)を形成する(図7aの工程Sa2)。
本発明の第1のタッチパネルセンサ層の実施態様において、ブリッジ部68が、導電体である金属ラインで形成される場合は、上述した取り出しライン部の配線を形成する工程において、取り出しラインを形成する金属ライン部のパターニングと同時に、ブリッジ部もパターニング形成することができる。この場合は、第1導電体層の形成は省略され、誘電体層の形成に進むことになる。
この第1導電体層は、200℃〜250℃の基板加熱を伴う蒸着又はスパッタリング成膜により形成された多結晶ITO薄膜から形成する場合の他に、基板加熱を伴わない蒸着又はスパッタリング成膜により形成されたアモルファス状のITO薄膜をアニール処理することにより結晶化したITO薄膜から形成する場合もある。
ITO(酸化インジウムスズ)を蒸着又はスパッタリングにより第1基材45に一側から付着させ、ITOをからなる第1導電体層を一定の厚みで成膜することができる。
このパターニングは、主に、形成した第1導電体層から本発明の第1方向及び第2方向に配置された複数の第2センサ電極の内、隣り合う第2センサ電極を接続するために複数のブリッジ部を第1方向及び第1方向と直交する第2方向に配置した複数のブリッジ部をパターンニング形成するものである。
まず、感光性材料を第1導電体層上にコーティングして、感光性材料層を成膜する。次に、この感光性材料層を所望のパターンで露光し、さらに現像する。これにより、感光性材料層から、第1導電体層上に所望のパターンを有したレジストマスクが、形成される。
そして、このレジストマスク越しに、第1導電体層上をエッチングすることにより、レジストマスクのパターンに対応するパターン、すなわち第2方向に長方形の複数のブリッジ部68の配列パターン、取り出しライン73、74及び配線端子接続部73e、74eの配列パターン及び端子部73t、74tの配列パターンに、第1導電体層をパターニングすることができる。
その後、基材45の一側の表面45a上に形成したブリッジ部表面領域を第2センサ電極と接続する部位を残してブリッジ部68を被覆するように第2方向に長方形の誘電体層70を形成する(図7aの工程Sa3)。
この工程において、誘電体層70は、アクティブエリアA1周辺部の非アクティブエリアA2を被覆するように成膜することで、取り出しライン73、74、金属ライン部75aなどを被覆するコーティングが実行される。
誘電体層70は、透明な絶縁性材料、例えばアクリル系ポリマーやSiO2を、基材45上にコーティングすることにより形成される。とりわけ、本実施の形態においては、誘電体層70が、感光性材料、より詳細には、露光されると硬化するネガ型の感光性材料から、成膜される。
誘電体層をパターニングした後、第2導電体層を形成する(図7aの工程Sa4)。
本発明のタッチパネルセンサ部を形成する第2導電体層は、第1センサ電極61および第2センサ電極66の主部67を形成するための層である。この工程では、フォトリソグラフィ技術を用いて、次のようにして、第2導電体層をパターニングする。
ITO(酸化インジウムスズ)を蒸着又はスパッタリングにより第1基材45に一側から付着させ、ITOをからなる第2導電体層を一定の厚みで成膜することができる。
第1センサ電極61は、誘電体層70を介し、非接触状態で各ブリッジ部68を横切っている。図示する例では、複数の第1センサ電極61は、第2方向に並べて等間隔で配置されている。
これにより、ITOからなる第2センサ電極主部67となる第2導電体層が形成されることになる。蒸着またはスパッタリングによれば、成膜対象物の表面が凹凸形状として形成されていたとしても、当該凹凸形状に沿って延びる、厚みが薄く且つ一定である膜(層)を形成することができる。
したがって、矩形の誘電体層70の両端部からはみ出て、表面に露出しているブリッジ部両端域の表面に重なり電気的に接続し、所望の厚みの第2導電体層を形成することができる。
このパターニングは、フォトリソグラフィ技術を用いて、第2導電体層をパターニングする。その結果、図2および図3に示すように、第1方向及び第2方向の両方向に並べて配置される第1センサ電極61及び複数の第2センサ電極主部67が、第2導電体層から形成される。
図2及び図4aに示すように、第2センサ電極主部67は、第2方向の誘電体により覆われていないブリッジ部68の両端域においてブリッジ部68と重なり、電気的に接続するように位置する。その結果、第2センサ電極66を形成するようになる。
この結果、第1取り出しライン73および第2取り出しライン74上の第1導電部75bが露出している。また、第2導電体層を形成する工程では、露出した非アクティブエリアA2にも第2導電体層が形成されている。そして、第2導電体層をパターニングする工程においては、露出した第1導電部75b上に形成された第2導電体層を除去することなく残し、第1導電部75b上に第2透明導電部75cを積層した構造に形成してもよい(図4b参照)。
基材45表面は、実質的に第1及び第2センサ電極61、66で覆われている。しかも、該センサ電極を構成する材料は、硬度が鉛筆硬度で6H以上と高く、キズ汚れを防ぐことができる透明導電材料であり、また、タッチパネルセンサ層の表面全体が、硬度の高い平面状のセンサ電極主部とセンサ電極の幅狭のライン部とが整列して配置され、該ライン部が誘電体層の厚みだけ突出した小領域として所定間隔で配置されている表面構造となる。
したがって、タッチパネルセンサ層60の表面は、表面硬度の高いセンサ電極主部62、67により実質的に保護される。
この結果、期待した機能を発揮し得るタッチパネルセンサ層60を有した表示装置用基板40が安定して得られるようになる。
また、本発明では、ブリッジ部68と交差した、第1センサ電極のライン部63がセンサ電極主部62より突出した場合、さらに、確実に表面を保護するために、図8又は図11に示すように、タッチパネルセンサ表面の当該ライン部とブリッジ部との交差する領域又は少なくともブリッジ部とスルーホールに、保護層42を成膜するように配置することによりタッチパネルセンサ表面をより確実に保護することができる。
本発明では、少なくとも、本発明の端子部領域をエッチング液から保護するために上記端子部73t、74tの一部分を除き、取り出しライン部60bの取り出しライン73、74及び該配線端子接続部73e、74eを保護層42により被覆するものである(図4a、4b、図5及び図6、図7aの工程Sa5)。
保護層42を前記突出した領域に施し、保護領域を小さくすることで、異物による歩留まりの低下を抑制することもできる。また、保護領域を小さくすることによりタッチパネルセンサの透過率を向上することができる。
なお、保護層42は、タッチパネルセンサ層60を形成する工程の後であってカラーフィルタ層60を形成する工程の前に、形成することが好ましい。
このような方法によれば、タッチパネルセンサ層60の所望の領域のみを覆う保護層42を成膜することができる。あるいは、保護層42は、蒸着またはスパッタリングによって、例えばSiO2、SiON等の無機材料をタッチパネルセンサ層60上に付着させることによっても、成膜することができる。
このような態様によれば、取り出し部60bは、外部との接続に必要となる取り出し端子として機能する端子部73t、74tを除き、保護層42によって覆われる。
次に、基材45の他側の面45b上に、カラーフィルタ層50を作製する工程について説明する。
図9は、カラーフィルタ層50の製造方法を説明するためのフローチャートとともに、作成されつつあるカラーフィルタ層の状態を示す模式図を示している。
これらの各工程Sb1〜Sb6において、それぞれ、コーティング、蒸着又はスパッタリング等による材料層の形成工程、材料層を露光する工程、材料層を現像する工程が実施される。
したがって、損傷を受けやすい表面領域は、殆どがセンサ電極で覆われ、センサ電極のうち第1センサ電極のライン部が誘電体層70の厚み分だけ他のセンサ電極層より突出するものの、センサ電極はほぼ平面状であり、しかも、センサ電極を形成している透明導電材料は、従来の樹脂保護層よりも硬度が高いことから、透明であるため損傷したことを発見しにくいセンサ部60aが、損傷してしまうことを、極めて効果的に防止することができる。
化のために、通常、200℃〜250℃である。
すなわち、カラーフィルタ部50の透明電極を、まず、アモルファス状のITO薄膜として成膜し、シュウ酸水溶液等のシュウ酸を主成分とする弱酸を用いてエッチング加工し、その後、前記アモルファス状のITO薄膜をアニール処理して結晶化させることにより低抵抗な透明電極を形成することにより、タッチパネルセンサ層60側に形成した端子部73t、74t、センサ電極61、66などがエッチングにより腐食されることを防止するようにしたものである。
このようにして得られた第1基板40は、タッチパネルセンサ層60を有したカラーフィルタ基板として、液晶表示装置10に組み込まれる。
しかも、タッチパネルセンサ部60に形成されたセンサ電極61、66及び端子部73t、74tをエッチング液により腐食されることなく、タッチパネルセンサ機能の不良、端子部の電気不良、圧着条件の安定化といったFPC圧着不良の低減ができ、かつ断線不良も低減できる。
したがって、この表示装置10は、高感度のタッチパネル装置として機能するとともに、映像を表示する装置としても機能する。
上述したように、損傷や汚れの付着を防止しながら、タッチパネルセンサ層60が安定して作製され得るため、表示装置10も安定した感度で接触位置または接近位置の検出を行うことができるようになる。
この表示装置10は、表示装置とは別個に形成されたタッチパネル装置が表示装置に貼り付けられている装置と比較して、照明等の環境光(外光)や映像光等を反射し得る界面の数を減じることができる。これにより、映像光の透過率が上昇してエネルギ効率が向上するとともに、環境光の反射を抑制して表示装置10に表示される映像のコントラストを向上させることができる。
以上のことから、本実施の形態による表示装置10によれば、タッチパネル機能を付与されているものの、優れた画質の映像を表示することができる。
すなわち、タッチパネルセンサ層60は、取り扱い中における外部との接触に対し、例えばカラーフィルタ層60の形成中における搬送手段のローラーとの接触に対し、優れた耐久性を示す。
次に、図6を主に参照して、本発明における端子部構造の第2の実施の形態について説明する。ここで、図6は、タッチパネルセンサ基板の端子部の拡大した断面図である。なお、図1〜図5と同じ部分については同じ符号を付して、その詳しい説明を省略する。
上述した第1の端子部構造の実施の形態では、基材45の一側の表面上45aに形成された高導電率導電材料層の金属ラインからなる取り出しライン73、74及びその配線端子接続部73e、74eをITO透明導電体層75b及び又は75cで被覆し、さらに保護層42により被覆された積層構造で電気的に接続され、かつ保護され、しかも、ITO透明導電体層のみにより端子部73t、74tが形成された構造のものである。
すなわち、端子部73t、74tは、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層から構成される接続端子部75bと、端子部を形成するITO透明導電体層が取り出しライン部へと伸びており、そのITO透明導電体層上に各取り出しライン73、74の端子部領域側に形成される第1配線端子接続部73e及び第2配線端子接続部74eとを備え、さらに取り出しラインを保護層42で被覆した積層構造を形成する。
本発明の端子部73t、74tと各配線端子接続部73e、74eとの接続部は、図6に示したように、前記透明基材、前記ITO透明導電体層及び配線端子接続部が積層された積層部分(配線部)及びITO透明導電体層上に積層形成した配線端子接続部73e、74eを保護層42により被覆されている。
そのことにより、配線端子接続部73e、74eは、端子部に入り込むことなく、直接、外部に露出することがなく、しかも、その端縁は、ITO透明導電体層75b及び保護層42により包囲されるように被覆、保護される。
本発明の端子部と取り出しラインとの接続は、配線端子接続部73e、74eがITO透明導電体層75b上で保護層42により包囲されるように被覆されていることから、保護層の厚さを調整することで配線端子接続部の端縁を保護層でしっかりと確実に保護される。
該透明導電体層を形成するITO導電体材料は、アモルファス状ITOでも多結晶ITOでもよい。
第1導電体層を成膜した後、第1導電体層をパターニングする工程が実行される。上述したようにフォトリソグラフ法でパターンを形成した後、シュウ酸を主成分とする弱酸あるいは王水等のハロゲン化水素酸でエッチングする方法により所望の形状にエッチング加工され、最終的に低抵抗な多結晶ITOにしてセンサ電極を形成する。
ブリッジ部68にITO透明導電体を用いる場合は、第1導電体層のITO透明導電体層が基材45の一側の表面全面に均一に成膜され、その後、該ブリッジ部68のパターニング並びに周辺部の周縁配線が配置される非アクティブエリアA2及び端子部のパターニングが、この第1導電体層の形成工程(図7bの工程Sa1)において、同時に実行される。
上記第1導電体層をパターニングした後に、高導電率導電材料の金属を用いて取り出しライン73、74及びその配線端子接続部73e、74eを形成するため、金属層を非アクティブエリアA2の第1導電体層75bの取り出しライン部60bの上に成膜し、取り出しライン73、74及びその配線端子接続部73e、74eをパターニングし、形成する(図7bの工程Sa2)。
次いで、タッチパネルセンサ部を形成する該成膜した第2導電体層は、上記第1の実施の形態の同様に、フォトリソグラフィ技術を用いて、第1センサ電極61および第2センサ電極66の主部67をパターニングし、形成する。
この第2導電体層の形成工程において、非アクティブエリアA2にもITO透明導電材料を用いて第2導電体層を成膜し、取り出しライン部60bの取り出しライン73、74及びその配線端子接続部73e、74eに第2導電体層75cを形成してもよい。
その後、保護層42の形成工程(図7bの工程Sa5)において、形成した取り出しライン73、74及び配線端子接続部73e、74eの積層構造からなる端子部領域並びにタッチパネルセンサ部に保護層70を成膜し、被覆する。
上述した端子部構造の第1及び第2の実施の形態では、タッチパネルセンサ層は、基材45の一側の表面上に、第1センサ電極61および第2センサ電極66の主部67が配置されている。
そして、第1センサ電極61および第2センサ電極66の主部67並びに複数の第2センサ電極主部67の第2方向に隣り合う第2センサ電極主部67を連結し、電気的に接続するブリッジ部68の基材45とは反対側(主部67の一側)に、誘電体層70を介して、第1センサ電極61のライン部63が配置される。
すなわち、タッチパネルセンサ層の他の実施の形態(図10a及び10b)では、基材45の一側の表面上に、第2センサ電極66のブリッジ部68が配置されているだけで、第2センサ電極66のブリッジ部68の基材45とは反対側(ブリッジ部68の一側)表面45a上を含む基材45の表面全体を、誘電体層70で被覆するように配置されている。
そして、その誘電体層70の表面全体を、第1センサ電極61および第2センサ電極66の主部67が覆うように配置されている。
以下、図面を参照しながら、さらに詳しく説明する。
誘電体層70には、複数の各ブリッジ部68にそれぞれ対応して、スルーホール71が形成されている。スルーホール71は、対応するブリッジ部68に通じている。図10aから理解できるように、各ブリッジ部68に対して、それぞれ、二つのスルーホール71が形成されている。一つのブリッジ部68に対応して設けられた二つのスルーホール71は、第2方向に互いから離間している。
すなわち、第1センサ電極61は、誘電体層70を介し、非接触状態で第1センサ電極の幅狭のライン部63が、各ブリッジ部68を横切っている。図示する例では、複数の第1センサ電極61は、第2方向に並べて等間隔で配置されている。
誘電体層70の表面70aの領域には、第1センサ電極61及び複数の第2センサ電極主部67が配置されている。第1センサ電極61の幅狭のライン部63は、第1センサ電極の幅太の主部62よりも、基材45の一側の表面45aに位置するブリッジ部と交差するように、二つのスルーホールの間の領域の誘電体層70の表面70aに配置されている。
基材45上のアクティブエリアA1及び非アクティブエリアA2に高導電率材料の金属層を成膜し、取り出しライン部60bの取り出しライン73、74及びその配線端子接続部73e、74eと、ブリッジ部68を同時にパターニングし、金属ライン部75aを形成する(図7cの工程Sa1、図10a)。
当該ブリッジ部68を形成する際に、取り出しライン部60bの金属層75a上にITO透明導電体層75bを成膜するか及び又は第2導電体層を形成する際に、ITO透明導電体層75cを成膜し、取り出しライン73、74の金属層上にITO透明導電体層が積層した取り出しラインをパターニングし、形成する(図7cの工程Sa3、図10a)。
この第1センサ電極61及び第2センサ電極66の主部67を形成する際、ブリッジ部68を形成する際、端子部73t、74t及び配線端子接続部73e、74eに形成した第1導電体層75b上に、さらに第2導電体層75cを積層形成することができる(図7cの工程Sa3、図10a)。
第1センサ電極61の主部62および第2センサ電極66の主部67は、第1センサ電極61のライン部63と第2センサ電極66のブリッジ部68の交差する領域において、誘電体層70の表面70aに第1センサ電極の幅狭のライン部63が位置しており、タッチパネルセンサ層60の取り扱い中に、センサ部60aと外部とが局所的に接触して、センサ部60aに大きな力が加わった場合にライン部を確実に保護するため、図11に示すように、必要最小限の小領域、少なくともブリッジ部とスルーホールを保護層42により被覆するために、保護層を形成することもできる。
本実施の形態によるタッチパネルセンサ層60も、従来のものより透過率が向上し、かつ端子部を含め十分な耐久性を有している。
上述した第1及び第2のタッチパネルセンサ層の実施の形態に対して、さらに、変更を加えることが可能である。以下、別のタッチパネルセンサ層の実施の態様について図7d、図12を用いて説明する。
第1及び第2の実施の形態のタッチパネルセンサ層において、第1導電体層をパターニングすることでブリッジ部68を形成したが、本実施の形態では、第1導電体層をパターニングすることによって、第1センサ電極61及び第2センサ電極66の主部67を、基材45の一側の表面45aに直接形成する点で異なる。
基材45の表面に第1及び第2センサ電極の主部62及び67が形成されることから、タッチパネルセンサ層に積層した部位が少なく、積層部位からの剥離の発生原因が少ない、基材と確実に密接したセンサ電極層が形成され、耐久性がよいものである。
次いで、誘電体層70の形成工程(図7dの工程Sa3)において、ライン部63とブリッジ部68が交差する領域のライン部63の基材45とは反対側の表面45aに、誘電体層70を成膜し、パターニング形成する。
次いで、保護層の形成工程(図7dの工程Sa5)において、上記形成されたタッチパネルセンサ部60a及び周辺配線を保護するため端子部を除くアクティブエリアA1及び非アクティブエリアA2全面に保護層42を形成する。この場合、タッチパネルセンサ層は、ITO透明導電体層で覆われているので、保護層42を必ずしも形成しなくてもよい。
第2導電体層の形成工程において金属層を形成する場合は、特に、タッチパネルセンサ層60全面に均一に保護層42を形成することで、金属層から形成されるブリッジ部68及び取り出しライン部60bを保護することが必要である(図7dの工程Sa5)。
その結果、タッチパネルセンサ基板の取り扱い中における外部との接触によって、例えば、カラーフィルタ層60の形成中における搬送手段のローラーとの接触によって、タッチパネルセンサ基板のタッチパネルセンサ層60表面及び第2センサ電極66のブリッジ部68が損傷するのを防止することができる。
また、ブリッジ部68が突出するので、既に述べたように、幅狭であることから損傷されやすい第2センサ電極66のブリッジ部68を保護層42で被覆することにより、ブリッジ部68を効果的に保護することができ、耐久性を向上することもできる。
なお、保護層42は、タッチパネルセンサ層60を形成する工程の後であってカラーフィルタ層50を形成する工程の前に、端子部を除いた基材表面の全面に形成されることが好ましい。保護層は端子部を除く非アクティブエリアの配線端子接続部及び取り出しラインを被覆するようにしてよい。
それにより、タッチパネルセンサ層60が損傷したり、タッチパネルセンサ層60に汚れが付着したりすることを防止することができる。この結果、期待した機能を発揮し得るタッチパネルセンサ層60を有した表示装置用基板40が安定して得られるようになる。
第1センサ電極61の主部62と第2センサ電極66の主部67は、アクティブエリアA1内において、基材45上の大部分を占めていることから、タッチパネルセンサ層60の取り扱い中に、センサ部60aと外部とが局所的に接触して、センサ部60aに大きな力が加わってしまうことが、効果的に抑制される。この結果、本実施の形態によるタッチパネルセンサ層60も、損傷や汚れの付着を防止しながら、安定して作製することができる。
12 表示面
20 制御部
30 表示パネル
35 第2基板(TFT基板)
40 第1基板(表示装置用基板、タッチパネル基板、カラーフィルタ基板)
42 保護層
45 基材
45a 一側の面
45b 他側の面
50 カラーフィルタ層
60 タッチパネルセンサ層
61 第1センサ電極
62 第1センサ電極の主部(主部)
63 第1センサ電極ライン部(ライン部)
66 第2センサ電極
67 第2センサ電極の主部(主部)
68 第2センサ電極のブリッジ部(ブリッジ部)
70 誘電体層(絶縁層)
70a 表面
71 スルーホール
72 凹部
73 第1取り出しライン
74 第2取り出しライン
73e、74e 配線端子接続部
73t、74t 端子部
75a 金属ライン部
75b 第1導電体層
75c 第2導電体層
Claims (8)
- 透明基材と、
前記透明基材の一側の面上に設けられたタッチパネルセンサ層と、
前記透明基材にタッチパネルセンサ層の周辺に設けられた周縁配線を備えるタッチパネルセンサ基板であって、
前記タッチパネルセンサ層は、第1方向へ延び及び第2方向に並列配置された複数の第1センサ電極と、前記第2方向へ延び及び前記第1方向に並列配置された第2センサ電極とを備え、
周縁配線は前記複数の第1センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第1取り出し配線と、前記複数の第2センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第2取り出し配線を備え、
各第1取り出し配線は、その一端において当該第1取り出し配線と対応する第1センサ電極と接続され、その他端において外部との接続端子として機能する端子部に接続する第1配線端子接続部が形成されており、
各第2取り出し配線は、その一端において、当該第2取り出し配線と対応する第2センサ電極と接続され、その他端において、外部との接続端子として機能する端子部に接続する第2配線端子接続部が形成され、
前記端子部は、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層による端子部と、前記第1配線端子接続部または第2配線端子接続部を備え、
前記第1配線端子接続部および第2配線端子接続部は、透明基材上に直接形成されており、該各配線端子接続部上に重ね合わされ各配線端子接続部の周縁を被覆している前記ITO透明導電体層が形成され、前記透明基材、配線端子接続部及び前記ITO透明導電体層が順次積層された積層部分を構成しており、該積層部分及び積層縁部が保護層で被覆されていることを特徴とするタッチパネルセンサ基板。 - 透明基材と、
前記透明基材の一側の面上に設けられたタッチパネルセンサ層と、
前記透明基材にタッチパネルセンサ層の周囲を囲むように設けられた周縁配線を備えるタッチパネルセンサ基板であって、
前記タッチパネルセンサ層は、第1方向へ延び及び第2方向に並列配置された複数の第1センサ電極と、前記第2方向へ延び及び前記第1方向に並列配置された第2センサ電極とを備え、
周縁配線は前記複数の第1センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第1取り出し配線と、前記複数の第2センサ電極にそれぞれ対応して設けられた複数の第2取り出し配線を備え、
各第1取り出し配線は、その一端において当該第1取り出し配線と対応する第1センサ電極と接続され、その他端において外部との接続端子として機能する端子部に接続する第
1配線端子接続部が形成されており、
各第2取り出し配線は、その一端において、当該第2取り出し配線と対応する第2センサ電極と接続され、その他端において、外部との接続端子として機能する端子部に接続する第2配線端子接続部が形成されており、
前記端子部は、透明基材上に直接形成されたITO透明導電体層による端子部と、前記第1配線端子接続部または第2配線端子接続部を備え、
前記第1配線端子接続部および第2配線端子接続部は、透明基材上に形成されたITO透明導電体層上に重ね合わされ形成されており、前記透明基材、前記ITO透明導電体層及び前記各配線端子接続部が順次積層された積層部分を構成しており、該積層部分及び積層縁部が保護層で被覆されていることを特徴とするタッチパネルセンサ基板。 - 前記タッチパネルセンサ層が形成された前記透明基材の他側の面上に、カラーフィルタ層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネルセンサ基板。
- 前記タッチパネルセンサ層上に接着層を介して透明基材を更に積層したことを特徴とする請求項3に記載のタッチパネルセンサ基板。
- 前記透明基材が偏光板であることを特徴とする請求項3に記載のタッチパネルセンサ基板。
- 請求項3記載のカラーフィルタ層を有するタッチパネルセンサ基板を製造する方法において、
前記タッチパネルセンサのセンサ電極と、取り出し配線と、配線端子接続部と、端子部と保護層と、を形成した後に、前記透明基材の他方の主面上に、アモルファス状のITO薄膜層を形成し、シュウ酸を主成分とする弱酸でエッチング加工し、その後、アニール処理することにより、前記アモルファス状のITOを結晶化させてカラーフィルタ部に透明電極を形成する工程、
を備えたことを特徴とするタッチパネルセンサ基板の製造方法。 - 請求項1記載のタッチパネルセンサ基板又は請求項1を引用した請求項3を引用する請求項6記載のタッチパネルセンサ基板の製造方法において、
タッチパネルセンサを形成する工程が、前記透明基材にタッチパネルセンサ層の周囲を囲むように周縁配線を形成する工程と、その後、透明基材の一側の面上に設けられたタッチパネルセンサ層の第1及び第2センサ電極を形成すると同時に、透明基材上に直接ITO透明導電体層を成膜し、端子部を形成し、かつ、前記端子部と前記配線との接続側が透明基材上に形成された前記各配線端子接続部上にITO透明導電体層を積層し、各配線端子接続部の周縁部を被覆する工程、及び
前記透明基材、各配線端子接続部及びITO透明導電体層の積層構造部及び積層端縁部分を保護層により被覆する工程、
を備えたことを特徴とするタッチパネルセンサ基板の製造方法。 - 請求項2記載のタッチパネルセンサ基板又は請求項2を引用した請求項3を引用する請求項6記載のタッチパネルセンサ基板の製造方法において、
タッチパネルセンサを形成する工程が、透明基材の一側の面上に設けられたタッチパネルセンサ層の第1及び第2センサ電極を形成すると同時に、透明基材上に直接ITO透明導電体層を成膜し、端子部を形成し、かつ、前記端子部と周縁配線との接続側が、周縁配線が前記ITO透明導電体層上に形成されるようにITO透明導電体層を形成する工程と、
前記透明導電体層上にタッチパネルセンサ層の周囲を囲むように周縁配線を形成する工程と、
前記各配線上にITO透明導電体層を積層し、各配線端子接続部の周縁部を被覆する工程、その後
前記透明基材、ITO透明導電体層及び各配線の積層構造部及び積層端縁部分を保護層により被覆する工程、
を備えたことを特徴とするタッチパネルセンサ基板の製造方法。
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