JP3455296B2 - タッチパネル用スペーサー材料及びこれを用いたタッチパネル - Google Patents

タッチパネル用スペーサー材料及びこれを用いたタッチパネル

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JP3455296B2 JP17714094A JP17714094A JP3455296B2 JP 3455296 B2 JP3455296 B2 JP 3455296B2 JP 17714094 A JP17714094 A JP 17714094A JP 17714094 A JP17714094 A JP 17714094A JP 3455296 B2 JP3455296 B2 JP 3455296B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、感光性樹脂によるスペ
ーサー材料及びその硬化物を用いたタッチパネルに関す
るものである。更に詳しくは、タッチパネル用絶縁セパ
レーターとしてのスペーサーを、本材料の感光性を利用
して形成させるか、若しくはレジスト操作により基板上
にパターン形成をする際に、溶媒の除去行程であるプレ
キュアー後に塗膜がタックフリーとなるために密着露光
による正確なパターン書き込み、更にはアルカリ水溶液
現像が可能な材料を提供する。得られた硬化物は、硬
度、透明度、密着性、平坦性、耐熱性、耐薬品性に優れ
たタッチパネル用スペーサーとなる。
【0002】
【従来の技術】コンピューターの普及に伴い、ディスプ
レイの表示面を指又は特定のペンで軽く触れるだけで入
力できるタッチパネルの需要が高まっている。このタッ
チパネルは、様々な情報の選択入力方式として、銀行窓
口のATM(Automatic TellerMachine)装置やプラン
トコントロールシステム、検索システム、更には電子ゲ
ームにも利用されている。
【0003】タッチパネルには、光学式、容量式、音響
式、圧力検出式やメンブレン式等種々の異なった原理を
利用したものが開発されている〔参考文献:エリザベス
・パンタヤ、日経エレクトロニクス、1984, 7(2), p213
(1984)、及び、三谷雄二、PIEL、No.39 (1985)〕
が、ここでは、2枚の透明導電性フィルム若しくはその
うちの一方をガラス等の透明電極基板を用いてスペーサ
ーを介して電極を対向させる方式に適したスペーサー材
料を提供することにある。
【0004】これまで、スペーサーに使用される材料に
ついては、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリエス
テル樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコン樹脂系等の透明
なインキであれば、加熱乾燥タイプ、UV硬化タイプ等
が使用可能であると例示されている〔特開平5−18
9,150号公報、特開平5−242,759号公報、
田畑三郎監修シーエムシー発行「透明導電フィルムの製
造と応用」第12章(1986年)〕。
【0005】これらスペーサー材料を用いたスペーサー
のパターン形成方法には、スクリーン印刷法が多く用い
られてきたが、かかるスクリーン印刷法によるときは、
多くの場合、印刷時のブリード、にじみ、あるいは、ダ
レといった現象が発生し、これがために最近のペン入力
等によるタッチパネルの高精度化、高密度化に対応しき
れなくなってきている。
【0006】こうした問題点を解決するために、同様な
スペーサー材料からドライフィルム型のフォトレジスト
や、液状の現像可能なレジストインキとしたものもある
が、ドライフィルム型のフォトレジストの場合、熱圧着
の際に気泡を生じ易く、耐熱性や密着性にも不安があ
り、また、高価格である等の問題がある。
【0007】一方、フォトリソグラフィーによりスペー
サーを形成する場合、上記スペーサー材料を塗布した上
にパターン形成後に剥離可能なレジストを塗布し、次い
で所望のパターンをレジスト上に形成し、適当な現像液
でスペーサー材料をエッチングし、レジスト剥離を行う
方法を採用することもできる。しかしながら、この方法
では、レジストの塗布及び剥離の工程が追加されて工程
数が多くなり、経済性に劣るという問題がある。
【0008】更に、スペーサー材料自体に感光性を持た
せてスペーサーのパターン形成を行うことも提案されて
いる(特開平5−189,150号公報)。しかしなが
ら、この時に使用される液状レジストには、プレキュア
ー後にタックがあり、マスクの汚れの原因となって、解
像度のアップ及びテーパー付けが有利となる密着露光の
操作を適用できないという問題がある。そして、現在市
販されているものは、現像液として有機溶剤を使用して
いるため、大気汚染の問題があり、また、溶剤が高価で
ある。
【0009】例えば、特開昭61−243,869号公
報には、フェノールノボラック樹脂を主成分とする弱ア
ルカリ水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物が開示され
ているが、架橋密度が高いために硬化後の基板との密着
性が低下して本用途においてスペーサーの脱落という問
題があった。また、特開平5−70,528号公報や特
開平4−355450号公報には、耐熱性のアルカリ現
像可能な液状レジストが開示されているが、タッチパネ
ルへの適用については何も記載されていない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、これら従来の問題点に鑑み、種々のエポキシアクリ
レートをベースとしたカルボキシル基を有する光重合性
オリゴマーを合成し、その機能について鋭意検討した結
果、本発明に到達し、本発明を完成した。従って、本発
明の目的は、上記のような欠点のないタッチパネル用ス
ペーサー材料を、本材料のフォトリソグラフィー操作に
より基板上にパターン形成をする際に、溶媒の除去工程
であるプレキュアー後に塗膜がタックフリーとなるため
に密着露光で正確なパターン書き込みが可能で、更に
は、アルカリ水溶液現象が可能となる材料を提供するこ
とにある。硬化により得られた絶縁セパレーターとして
のスペーサーは、硬度、透明性、密着性、平坦性、耐熱
性、耐薬品性に優れたものを提供する。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、下
記一般式(1)
【0012】
【化5】
【0013】〔但し、式(1)において、R1 及びR2
は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又はハロゲン原
子の何れかであり、R3 は水素原子又はメチル基であ
り、Xは−CO−、−SO2 −、−C(CF3 2 、−
Si(CH3 2 −、−CH2 −、−C(CH3 2
、−O−、
【0014】
【化6】 若しくは単結合(不存在ともいう)を示し、pは0〜1
0の整数である〕で表されるエポキシ(メタ)アクリレ
ートと多塩基酸又はその酸無水物とを反応させて得られ
る(メタ)アクリレート化合物と、光重合開始剤及び/
又は増感剤と、エポキシ化合物を含有する感光性樹脂材
料からなるタッチパネル用スペーサー材料の硬化物をス
ペーサーとするタッチパネルに関するものである。
【0015】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて、(メタ)アクリレート化合物を構成する一般式
(1)で表される単位構造におけるビスフェノール成分
の具体例としては、Xとして−CO−を含むものとして
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒ
ドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ケトン、ビス
(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)ケトン
等、また、Xとして−SO2 −を含むものとしてビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒド
ロキシ−3、5−ジメチルフェニル)スルホン、ビス
(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)スルホ
ン等、更に、Xとして−C(CF3 2 −を含むものと
してビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプ
ロパン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェ
ニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−ヒドロキシ
−3,5−ジクロロフェニル)ヘキサフルオロプロパン
等、また、Xとして−Si(CH3 2 −を含むものと
してビス(4−ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、
ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)ジ
メチルシラン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロ
ロフェニル)ジメチルシラン等、更に、Xに−CH2
を含むものとしてビス(4−ヒドロキシフェニル)メタ
ン、ビス(4−ヒドロキシ−3、5−ジクロロフェニ
ル)メタン、ビス(4−ヒドロキシ−3、5−ジブロモ
フェニル)メタン、フェノールノボラック、クレゾール
ノボラック等、また、Xとして−C(CH3 2 −を含
むものとして2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジ
メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパン、2,2−
ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3クロロフェニ
ル)プロパン等、更に、Xとして−O−を含むものとし
てビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4
−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エテール、
ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)エ
ーテル等、また、Xとして
【0016】
【化7】 を含むものとして9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−
クロロフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒド
ロキシ−3−ブロモフェニル)フルオレン、9,9−ビ
ス(4−ヒドロキシ−3−フルオロフェニル)フルオレ
ン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェ
ニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス
(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)フルオ
レン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロ
モフェニル)フルオレン等、更に、Xが不存在のものと
して4,4’−ビフェノール、3,3’−ビフェノール
等から、後に例示する製造法により誘導される。
【0017】従って、本発明の感光性樹脂材料は、この
ようにエポキシ化合物から誘導されるため、上記一般式
(1)で表されるオリゴマーが若干の混合物として得ら
れるが、本感光性樹脂材料の性能には問題はない。本発
明の感光性樹脂材料については、この一般式(1)で示
される繰り返し数p=0の化合物が50%以上、より好
ましくは70%以上存在するのがよい。
【0018】また、上記一般式(1)と反応し得る多塩
基酸又はその酸無水物としては、例えば、無水マレイン
酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無
水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、
無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水
クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水
トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン
酸二無水物、及び、ビフェニルエーテルテトラカルボン
酸二無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物が挙げられ
る。
【0019】上記一般式(1)で表されるエポキシ(メ
タ)アクリレートと多塩基酸又はその酸無水物を反応さ
せて得られる(メタ)アクリレート化合物は、必ずしも
上述したものに限定されるものではなく、また、これら
は1種のみを単独で使用できるほか、2種以上を混合物
としても使用することができる。
【0020】更に、エポキシ(メタ)アクリレートと反
応させる多塩基酸若しくはその酸無水物として酸二無水
物を存在させるとより好適なスペーサー材料を与える。
すなわち、下記一般式(2)及び(3)
【0021】
【化8】
【0022】〔但し、式(2)及び(3)において、R
1 、R2 、R3 及びXは式(1)と同じであり、Yは二
塩基酸又は三塩基酸の残基を示し、Zは酸二無水物の残
基を示し、qは0又は1の整数であり、構造単位のモル
比(m/n)は0/100〜100/0の割合である〕
で表される単位構造を主体とする(メタ)アクリレート
化合物がより好適にスペーサー材料として用いられる。
【0023】ここでは、式を簡略化するために一般式
(1)におけるp=0の場合のみを示しているが、p=
1〜10の場合も上記一般式(2)及び(3)と同様に
多塩基酸が付加した構造になっている。そして、ここで
「主体とする」とは、上記一般式(1)に多塩基酸を付
加させて得られた酸付加物中において、上記一般式
(2)及び(3)で表される単位構造が50重量%以上
を占めていることをいう。
【0024】かかる残基Yを導入し得る酸無水物化合物
としては、例えば、無水マレイン酸、無水コハク酸、無
水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル
酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチル
テトラヒドロ無水フタル酸、無水トリメリット酸等が挙
げられ、これらはその1種のみを単独で用いてもよく、
また、2種以上を併用してもよく、更に、一般式(2)
においてq=0のものとq=1のものとはその何れか一
方のみであってもよく、また、両者が任意の割合で混合
しているものであってもよい。また、残基Zを導入し得
る酸二無水化合物としては、無水ピロメリット酸、ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物
が挙げられ、これらはその1種のみを単独で用いてもよ
く、また、2種以上を併用してもよい。そして、この際
に使用される酸無水物と酸二無水物の使用割合は、如何
なる割合でもよく、アルカリ現像性を考えると、好まし
くは酸無水物(m)と酸二無水物(n)とのモル比(m
/n)が1/99〜90/10となる割合である。
【0025】また、(メタ)アクリレート化合物の分子
量については、この化合物0.5gをN−メチルピロリ
ドン100mlに溶解した溶液を30℃で測定したイン
ヘレント粘度(ηinh )が0.1dl/g以上、好まし
くは0.15dl/g以上であり、塗膜乾燥後のタック
性フリーとして好ましい結果を与える。
【0026】本発明におけるスペーサー材料は、前述の
通り露光、アルカリ現像操作によって微細なパターンを
形成するのに適しているが、微細なパターンを必要とし
ない場合には、従来のスクリーン印刷により本材料を使
用してパターンを形成しても、同様な密着性、透明性、
表面硬度、平坦性、耐湿性、電機絶縁性、耐熱性、耐薬
品性に優れたタッチパネル用スペーサーを提供すること
ができる。この場合、酸無水物、酸二無水物の使用割合
は制限されない。
【0027】一般式(1)のエポキシ(メタ)アクリレ
ートと多塩基酸又はその酸無水物を反応させて得られる
(メタ)アクリレート化合物は、次のようにして製造す
ることができる。例えば、先ず、9,9−ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)フルオレンとエピクロロヒドリンと
の反応により得られる下記一般式(4)で表されるビス
フェノールフルオレン型エポキシ化合物と、下記一般式
(5)で表される(メタ)アクリル酸とを反応させるこ
とにより、下記一般式(6)で表されるビスフェノール
フルオレン型エポキシアクリレート樹脂を合成し、次い
で前記の酸無水物と、エチルセロソルブアセテート、ブ
チルセロソルブアセテート等のセロソルブ系溶媒中で加
熱し、製造される。反応温度としては、酸無水物がエポ
キシアクリレート樹脂のOH基1モル当り1/2モルと
なるように定量的に反応させることが望ましく、通常9
0〜130℃、好ましくは95〜125℃である。この
反応については、一般式(2)及び(3)の単位構造を
有する化合物全体について同様である。
【0028】
【化9】
【0029】なお、上記一般式(4)〜(6)において
も、上記一般式(2)及び(3)の場合と同様に、式を
簡略化するために一般式(1)におけるp=0の場合の
みを示しているが、p=1〜10の場合も上記一般式
(4)〜(6)と同様に表すことができる。そして、上
記一般式(1)〜(3)において、合成時には多塩基酸
無水物を上記一般式(6)のビスフェノールフルオレン
型エポキシアクリレートと反応させることが望ましい。
このことにより優れた表面硬度、耐湿性、密着性が発揮
される。
【0030】本発明の感光性樹脂材料は、上記(メタ)
アクリレート化合物を含むものであるが、これを光硬化
させるための光重合開始剤等を含む。本発明の(メタ)
アクリレート化合物(A成分)を硬化させるB成分であ
る光重合開始剤及び増感剤は、上述したA成分ばかりで
なく、必要に応じて配合される光重合性の(メタ)アク
リルモノマーや(メタ)アクリルオリゴマー等の重合性
不飽和化合物の重合開始剤としても用いられるものであ
る。このような目的で使用されるB成分としては、例え
ば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノ
ン、p−ジメチルアセトフェノン、p−ジメチルアミノ
プロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロ
ロアセトフェノン、p−tert−ブチルアセトフェノ
ン等のアセトフェノン類や、ベンゾフェノン、2−クロ
ロベンゾフェノン、p,p’−ビスジメチルアミノベン
ゾフェノン等のベンゾフェノン類や、ベンジル、ベンゾ
イン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロ
ピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベン
ゾインエーテル類や、ベンジルジメチルケタール、チオ
キサンソン、2−クロロチオキサンソン、2,4−ジエ
チルチオキサンソン、2−メチルチオキサンソン、2−
イソプロピルチオキサンソン等のイオウ化合物や、2−
エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、
1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ジフェニルア
ントラキノン等のアントラキノン類や、アゾビスイソブ
チルニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパー
オキシド等の有機過酸化物や、2−メルカプトベンゾイ
ミダゾール、2−メルカプトベンゾオキサゾール、2−
メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物等が挙
げられる。
【0031】これらの化合物は、2種以上を組み合わせ
て使用することもできる。また、それ自体では光重開始
剤として作用しないが、上記の化合物と組み合わせて用
いることにより、光重合開始剤の能力を増大させ得るよ
うな化合物を添加することもできる。そのような化合物
としては、例えば、ベンゾフェノンと組み合わせて使用
すると効果のあるトリエタノールアミン等の第三級アミ
ンを挙げることができる。
【0032】このようなB成分の配合割合は、A成分1
00重量部に対して0.1〜30重量部が適しており、
B成分の配合割合が0.1重量部未満の場合には、光重
合の速度が遅くなって感度が低下し、一方、30重量部
を超える場合には、光が基板まで達し難いため、基板と
樹脂との密着性が悪くなる。
【0033】更に、光硬化、アルカリ現像後、硬化物の
耐湿性、密着性、電気絶縁安定性を向上させるために、
上述した(メタ)アクリレート化合物と共ににエポキシ
基を有する化合物(C成分)を混合して、加熱硬化処理
を施すことが望ましい。本発明の樹脂組成物において
は、加熱処理を行なうことにより、ガラス、ITO(イ
ンジウムチンオキサイド)等の透明電極に対する密着性
が向上し、耐湿性、透明性、表面硬度、平坦性、耐熱
性、耐薬品性(本用途において、加熱硬化後にはアルカ
リに対する耐性は要求されていないが)に優れたタッチ
パネル用スペーサーを形成することができる。この加熱
硬化条件における加熱温度、加熱時間としては、例え
ば、それぞれ80〜200℃と10〜120分が挙げら
れる。
【0034】上記目的に用いられるC成分であるエポキ
シ基を有する化合物としては、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のエポキ
シ樹脂や、フェニルグリシジルエーテル、p−ブチルフ
ェノールグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシア
ヌレート、ジグリシジルイソシアヌレート、アリルグリ
シジルエーテル、グリシジルメタクリレート等のエポキ
シ基を少なくとも1個有する化合物等が挙げられる。そ
の配合割合は、A成分100重量部に対してC成分は5
〜50重量部が好ましい。加熱時にA成分に含有される
カルボキシル基とエポキシ基との反応、若しくはエポキ
シ基同士の反応により編目構造が形成されるので、A成
分100重量部に対するB成分の配合割合が5重量未満
であるとエポキシ添加の効果は顕著でないが、反対に5
0重量部を越えると、硬化時にクラックが発生し易くな
る。また、本発明の樹脂組成物及びその硬化物の性質を
損なわない範囲で前記エポキシ基と反応し得る酸無水物
を少量添加しても差し支えない。
【0035】更に、本発明の感光性樹脂材料には、上記
A成分以外に、その使用目的に合わせて熱若しくは光重
合が可能なエチレン性不飽和基を有するモノマーやオリ
ゴマー(a成分)を所定の範囲内で配合することができ
る。例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2
−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を有
するモノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリ
レート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テ
トラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ
メチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリ
スリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリト
ールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール
テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール
テトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトール
ヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)ア
クリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類を挙げる
ことができ、これらのa成分はその何れか1種を単独で
使用できるほか、2種以上を併用して使用することもで
きる。
【0036】これらa成分の使用量は、本発明の樹脂材
料及びその硬化物の性質を損なわない範囲であることが
必要であり、A成分100重量部に対して、a成分50
重量部以下、好ましくは20重量部以下の範囲で使用さ
れる。使用量が50重量部を超えるとプレキュアー後の
タック性に問題が生じる。
【0037】また、上記感光性樹脂材料には、必要に応
じて、エポキシ基硬化促進剤、熱重合禁止剤、可塑剤、
レベリング剤、消泡剤等の添加物を適宜配合させること
ができる。エポキシ基硬化促進剤としては、アミン化合
物類、イミダゾール化合物、カルボン酸類、フェノール
類、第4級アンモニウム塩類又はメチロール基含有化合
物類等が挙げられ、それらを少量併用して塗膜を加熱す
ることにより、得られるレジスト被膜の耐熱性、耐溶剤
性、耐酸性、耐メッキ性、密着性、電気特性及び硬度等
の諸特性を向上せしめることができる。また、熱重合禁
止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメ
チルエーテル、ピロガロール、tert−ブチルカテコ
ール、フェノチアジン等が挙げられる。可塑剤として
は、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリ
クレジル等が挙げられる。消泡剤、レベリング剤として
は、例えば、シリコン系、フッソ系、アクリル系の化合
物が挙げられる。
【0038】本発明におけるタッチパネル用スペーサー
は、本発明の感光性樹脂材料、すなわちスペーサー材料
を溶液にして基板表面に塗布し、次いでプレキュアーに
より溶媒を乾燥させた後、このようにして得られた被膜
の上にネガフィルムをあて、活性光線を照射して露光部
を硬化させ、更に弱アルカリ水溶液を用いて未露光部を
溶出して、形成される。
【0039】本発明におけるスペーサー材料の溶液の調
製に適した溶剤としては、例えば、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン等のケトン類や、メチルセ
ロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、セロ
ソルブアセテート等のセロソルブ類等が挙げられる。
【0040】本発明における樹脂組成物の溶液を基板に
塗布する方法としては、公知の溶液浸漬法、スプレー法
の他、ローラーコーター機、ランドコーター機やスピナ
ー機を用いる等の何れの方法をも採用することができ
る。これらの方法によって、所望の厚さに塗布した後、
溶剤を除去すれば被膜が形成される。
【0041】塗布される基板は、タッチパネルとして使
用される形態、環境によって異なるが、ガラス、透明フ
ィルム(例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエーテルスルフォン等)上にITO、
金等の透明電極が蒸着、又はパターニングされたものが
用いられる。
【0042】本発明のスペーサー材料は、光や熱によっ
ても硬化し、この光による硬化に適したものとしては、
超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプあるいはメタルハラ
イドランプ等のランプから発振される光が挙げられる。
【0043】本発明のスペーサー材料をアルカリ現像す
るのに適した現像液としては、例えば、アルカリ金属や
アルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、アルカリ金属の水
酸化物の水溶液、ジエタノールアミン等の誘起塩基の水
溶液等をあげることができるが、特に炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム、炭酸リチウム等の炭酸塩の1〜3重量%
からなる弱アルカリ性水溶液を用いて10〜50℃、好
ましくは20〜40℃の温度で現像した後、市販の現像
機や超音波洗浄機を用いて微細な画像を精密に形成する
ことができる。
【0044】本発明におけるスペーサー材料は、前述の
通り露光、アルカリ現像操作によって微細なパターンを
形成するのに敵しているが、微細なパターンを必要とし
ない場合に従来のスクリーン印刷により本材料を使用し
てパターンを形成しても、同様な密着性、透明性、表面
硬度、平坦性、耐湿性、電気絶縁性、耐熱性、耐薬品性
に優れたタッチパネル用スペーサーを提供することがで
きる。
【0045】本発明のスペーサーが用いられるタッチパ
ネルの形式は、ここでは2枚の透明導電性フィルム若し
くは透明導電基板を用いてスペーサーを介して電極を対
向させたものであれば如何なる方法においても使用する
ことができる。例えば、透明タッチパネルの構成とし
て、“透明導電フィルムの製造と応用、第11〜13
章”(シーエムシー発行、田畑三郎監修、1986年)
が例示される。前述のようにして透明導電基板若しくは
透明導電フィルム上にパターン形成されたスペーサーを
絶縁セパレーターとし、この上に対向する透明導電フィ
ルムが張り合わされて透明タッチパネルが形成される。
本発明の感光性樹脂からなるタッチパネル用スペーサー
材料を用いると、溶媒乾燥後に塗膜がタックフリーとな
り、フォトマスクの密着露光により微細かつ形状精度の
よいパターン形成が可能となり、かつ、アルカリ水溶液
による現像が可能となる。しかも、硬化後には従来のも
のでは達成できなかった表面硬度、透明性に優れ、更に
基板との密着性、平坦性、耐酸性、耐アルカリ性、耐溶
剤性、電気絶縁性等にも優れたタッチパネル用スペーサ
ーを与える。従って、本材料をもちいたタッチパネルで
は、基本キーマトリックスを小さく取ること、ペン入力
が可能となり、キー数、配置が柔軟に得られ、多様な入
力情報に対応できるものとなる。
【0046】
【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例に基づい
て、本発明を具体的に説明する。なお、以下において
「部」は「重量部」を示す。また、本発明で用いる光重
合性不飽和化合物の合成について、合成例1〜15に示
した。
【0047】合成例1 500mlの四口フラスコ中、9,9−ビス〔4−
(2,3−エポキシプロピル)フェニル〕フルオレン
(エポキシ当量231、以下「ビスフェノールフルオレ
ン型エポキシ樹脂」と略称する)231gとトリエチル
ベンジルアンモニウムクロライド450mg、2,6−
ジ−イソブチルフェノールを100mg、アクリル酸7
2.0gを混合し、空気を吹き込みながら(25ml/
min.)90〜100℃で加熱溶解した。次に、溶液
が白濁したまま徐々に昇温し、120℃に加熱して完全
溶解させた。溶液はしだいに透明粘稠になりそのまま攪
拌した。この酸価を測定し、2.0mgKOH/g未満
になるまで加熱攪拌を続けた。酸価が目標に達するまで
8時間を要した(酸価0.8)。そして室温まで冷却
し、無色透明な固体を得た。
【0048】次いで、上記反応で得られたビスフェノー
ルフルオレン型エポキシアクリレート樹脂〔一般式
(6)〕303gにセロソルブアセテート2kgを加え
て溶液とした後、1,2,3,6−テトラヒドロ無水フ
タル酸38gとベンゾフェノンテトラカルボン二酸無水
物80.5g、臭化テトラエチルアンモニウム1gを混
合し、徐々に昇温して110〜115℃で2時間反応さ
せ、化合物1(m/n=50/50)を得た。酸無水物
の反応はIRスペクトルの1780cm-1ピークの消失
により確認した。得られた化合物のインヘレント粘度は
0.3dl/gであった(ηinh =0.3)。
【0049】合成例2 合成例1で製造したビスフェノールフルオレン型エポキ
シアクリレート樹脂303gを用い、セロソルブアセテ
ート2kgを加えて溶液とした後、1,2,3,6−テ
トラヒドロ無水フタル酸121.6gとベンゾフェノン
テトラカルボン二酸無水物64.6g、臭化テトラエチ
ルアンモニウム1gを混合し、徐々に昇温して110〜
115℃で2時間反応させ、化合物2(m/n=80/
20)を得た。酸無水物の反応は合成例1と同様IRス
ペクトルにより確認した。得られた化合物のインヘレン
ト粘度は0.2dl/gであった(ηinh =0.2)。
【0050】合成例3 合成例1で製造したビスフェノールフルオレン型エポキ
シアクリレート樹脂303gを用い、セロソルブアセテ
ート2kgを加えて溶液とした後、1,2,3,6−テ
トラヒドロ無水フタル酸3.8gとベンゾフェノンテト
ラカルボン二酸無水物153.8g、臭化テトラエチル
アンモニウム1gを混合し、徐々に昇温して110〜1
15℃で2時間反応させ、化合物3(m/n=0.5/
99.5)を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルに
より確認した。得られた化合物のインヘレント粘度は
0.3dl/gであった(ηinh =0.3)。
【0051】合成例4 合成例1で製造したビスフェノールフルオレン型エポキ
シアクリレート樹脂303gを用い、セロソルブアセテ
ート2kgを加えて溶液とした後、1,2,3,6−テ
トラヒドロ無水フタル酸144.4gとベンゾフェノン
テトラカルボン二酸無水物16.1g、臭化テトラエチ
ルアンモニウム1gを混合し、徐々に昇温して110〜
115℃で2時間反応させ、化合物4(m/n=95/
5)を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確
認した。得られた化合物のインヘレント粘度は0.2d
l/gであった(ηinh =0.2)。
【0052】合成例5 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、4,4’−ジ(2,3−エポキシプロポ
キシ)ビフェニル(エポキシ当量153、以下「ビフェ
ニル型エポキシ樹脂」と略称する)153gを用いる以
外は、合成例1と同様に操作することにより酸無水物と
反応した化合物5(m/n=50/50)を得た。酸無
水物の反応はIRスペクトルにより確認した。得られた
化合物のインヘレント粘度は0.2dl/gであった
(ηinh =0.2)。
【0053】合成例6 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕ケトン(エポキシ当量163)163g
を用いる以外は、合成例1と同様に操作することにより
酸無水物と反応した化合物6(m/n=50/50)を
得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確認し
た。得られた化合物のインヘレント粘度は0.3dl/
gであった(ηinh =0.3)。
【0054】合成例7 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂にかえて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕スルホン(エポキシ当量181)181
gを用いる以外は、合成例1と同様に操作することによ
り酸無水物と反応した化合物7(m/n=50/50)
を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確認し
た。得られた化合物のインヘレント粘度は0.3dl/
gであった(ηinh =0.3)。
【0055】合成例8 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕ヘキサフルオロプロパン(エポキシ当量
221)221gを用いる以外は、合成例1と同様に操
作することにより酸無水物と反応した化合物8(m/n
=50/50)を得た。酸無水物の反応はIRスペクト
ルにより確認した。得られた化合物のインヘレント粘度
は0.4dl/gであった(ηinh =0.4)。
【0056】合成例9 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕ジメチルシラン(エポキシ当量163)
163gを用いる以外は、合成例1と同様に操作するこ
とににより酸無水物と反応した化合物9(m/n=50
/50)を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルによ
り確認した。得られた化合物のインヘレント粘度は0.
2dl/gであった(ηinh =0.2)。
【0057】合成例10 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕メタン(エポキシ当量156)156g
を用いる以外は、合成例1と同様に操作することにより
酸無水物と反応した化合物10(m/n=50/50)
を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確認し
た。得られた化合物のインヘレント粘度は0.4dl/
gであった(ηinh =0.4)。
【0058】合成例11 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビス〔4−(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニル〕プロパン(エポキシ当量170)170
gを用いる以外は、合成例1と同様に操作することによ
り、酸無水物と反応した化合物11(m/n=50/5
0)を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確
認した。得られた化合物のインヘレント粘度は0.4d
l/gであった(ηinh =0.4)。
【0059】合成例12 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、4,4’−ジ(2,3−エポキシプロピ
ル)フェニルエーテル(エポキシ当量157)157g
を用いる以外は、合成例1と同様に操作することにより
酸無水物と反応した化合物12(m/n=50/50)
を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確認し
た。得られた化合物のインヘレント粘度は0.3dl/
gであった(ηinh =0.3)。
【0060】合成例13 合成例1で製造したビスフェノールフルオレン型エポキ
シアクリレート樹脂303gを用い、セロソルブアセテ
ート2kgを加えて溶液とした後、1,2,3,6−テ
トラヒドロ無水フタル酸76.0gと臭化テトラエチル
アンモニウム1gを混合し、徐々に昇温して95〜10
0℃、4時間反応させ、化合物13(m/n=100/
0)を得た。酸無水物の反応はIRスペクトルにより確
認した。得られた化合物のインヘレント粘度は0.15
dl/gであった(ηinh =0.15)。
【0061】合成例14 合成例1におけるビスフェノールフルオレン型エポキシ
樹脂に代えて、ビフェニル型エポキシ樹脂153g(エ
ポキシ当量153)を用いる以外は、合成例13と同様
に操作することにより酸無水物と反応した化合物14
(m/n=100/0)を得た。酸無水物の反応はIR
スペクトルにより確認した。得られた化合物のインヘレ
ント粘度は0.16dl/gであった(ηinh =0.1
6)。
【0062】合成例15 合成例1で製造したビスフェノールフルオレン型エポキ
シアクリレート樹脂230gを用い、セロソルブアセテ
ート258gを加えて溶液とした後、無水トリメリット
酸18.24g及びビフェニルテトラカルボン酸二無水
物55.9gと臭化テトラエチルアンモニウム1gとを
混合し、徐々に昇温して110〜115℃、2時間反応
させ、化合物15(m/n=34/66)を得た。酸無
水物の反応はIRスペクトルにより確認した。得られた
化合物のインヘレント粘度は0.20dl/gであった
(ηinh =0.20)。また、酸価は100であった。
【0063】実施例1〜26及び比較例 上記合成例1〜15で得られた(A)成分と、(B)成
分、必要に応じて(C)成分、光重合性アクリルモノマ
ー若しくはオリゴマー及び有機溶剤を表1及び表2に示
す割合(重量部)で混合し、それぞれ実施例1〜23及
び26及び比較例のレジスト溶液、すなわち感光性樹脂
材料を調製した。
【0064】次いで、これらのレジスト溶液を、脱脂洗
浄した厚さ1.2mmのガラス板上に約2μmの厚さに
塗布して乾燥した後、フォトマスクを密着させて、50
0wの高圧水銀ランプを用いて波長365nmの照度1
0mw/cm2 の紫外線を20秒間照射した。露光後、
1wt%炭酸ナトリウム水溶液にて25℃で30秒間現
像し、塗膜の未露光部を除去した。その後、熱風乾燥機
を用いて200℃で30分間加熱乾燥処理を行った。得
られた塗膜表面は非常に平滑であった。
【0065】得られたサンプルについて、塗膜の乾燥
性、アルカリ水溶液に対する現像性、露光感度、塗膜硬
度、基板との密着性、耐熱性、耐薬品性(実施例1〜5
の場合は耐アルカリ性評価を除く)を評価し、更に、ネ
サガラス(ITO蒸着したガラス)に対する密着性につ
いても同様に評価した。結果を表3に示す。
【0066】上記実施例と同様にして新たに調製した実
施例24及び25(表2参照)のレジスト溶液をスクリ
ーン印刷機を用いて、脱脂洗浄した厚さ1.2mmのガ
ラス板上に約2μmの厚さに塗布して乾燥した後、50
0Wの高圧水銀ランプを用いて波長365nmの照度1
0mw/cm2 の紫外線を20秒間照射した後、熱風乾
燥機を用いて150℃で30分間加熱乾燥処理を行っ
た。これら塗膜についても同様に評価(但し、塗膜の現
像性評価は除く)した。結果を表3に示す。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】
【表3】
【0070】表3の結果から明らかなように、実施例1
〜23は目的の物性を達成できた。比較例1において
は、光重合性のアクリルオリゴマー(ジペンタエリスリ
トールヘキサアクリレート)の配合量が多く、プレキュ
アー後の塗膜にタック性が残り、密着露光が困難にな
る。
【0071】なお、各種物性データーは以下の条件で測
定した。 (1)塗膜の乾燥性 塗膜の乾燥性は、JIS−5400に準じて評価した。
評価のランクは次の通りである。 ○:全くタックが認められないもの △:わずかにタックが認められるもの ×:顕著にタックが認められるもの
【0072】(2)アルカリ水溶液に対する現像性 1重量%の炭酸ナトリウム水溶液に30秒間浸漬して現
像を行った。現像後、40倍に拡大して残存する樹脂を
目視で評価した。評価のランクは次の通りである。 ○:現像性の良好なもの(ガラス上にレジストが全く残
らないもの) ×:現像性の不良なもの(ガラス上にレジストが少し残
るもの)
【0073】(3)露光感度 コダックステップタブレットNo.2(イーストマンコ
ダック製、光学濃度段差0.15、21段差のネガフィ
ルム)を塗膜に密着し、500W高圧水銀ランプを用い
て200mj/cm2 の光量を照射した。次いで、この
塗膜を先述した弱アルカリ水溶液に対するステップタブ
レットの段数を調べた(この評価法では、高感度である
ほど残存する段数が多くなる。)。
【0074】(4)塗膜硬度 露光現像した後、200℃で30分間加熱した塗膜の硬
度を、JIS−K5400の試験法に準じて、鉛筆硬度
試験機を用いて荷重1kgをかけた際の塗膜にキズが付
かない最も高硬度をもって表示した。使用した鉛筆は
「三菱ハイユニ」である。
【0075】(5)基板との密着性 露光現像した後、200℃で30分間加熱した塗膜に、
少なくとも100個の碁盤目を作るようにクロスカット
を入れて、次いでセロテープを用いてピーリング試験を
行い、碁盤目の剥離の状態を目視によって評価した。評
価のランクは次の通りである。 ○:全く剥離が認められないもの ×:剥離が少しでも認められるもの
【0076】(6)耐熱性 露光現像した後、200℃で30分間加熱した塗膜を2
50℃、3時間オーブンに入れ塗膜の状態を評価した。
評価のランクは次の通りである。 ○:塗膜の外観に異常なし ×:塗膜の外観にわれ、剥離、着色あり。
【0077】(7)耐薬品性 露光現像した後、200℃で30分間加熱した塗膜を、
下記の薬品に下記の条件で浸漬し、浸漬後の外観及び密
着性を評価した。 耐酸性 5%HCl 24時間 耐アルカリ性 5%NaOH 24時間浸漬 4%KOH 50℃−10min. 1%NaOH 80℃−5min. 耐溶剤性 NMP 40℃−10min. NMP 80℃−5min. (NMP:N−メチル−ピロリドン)
【0078】(8)透明性 塗膜を塗布したものと同じガラス板をレファレンスとし
て、耐熱性試験、耐薬品性試験前後における400〜8
00nmの波長における吸収スペクトルを測定した。 ○:全領域で95%以上。 ×:95%未満になる。
【0079】実施例27 上記実施例1〜23及び26で得られた組成物を用い、
図1に示すように、ガラス表面に透明電極(ITO)4
を蒸着して形成された5インチ×5インチの大きさのネ
サガラス2の上にスピンコートにより膜厚2.4μmの
厚さに塗布し、その上に所定のパターンのマスクを密着
させて露光し、現像した後にポストベークを行って線幅
20μm及び間隔100μmのラインパターンからなる
スペーサー1を形成し、更に、この形成されたスペーサ
ー1の上には、樹脂フィルム表面に透明電極(ITO)
5が蒸着された透明導電フィルム〔帝人(株)製:T−
COAT〕3を、その透明電極(ITO)5がネサガラ
ス2の透明電極(ITO)4に対向するように、設置
し、これらネサガラス2の周辺部と透明導電フィルム3
の周辺部との間を室温硬化型エポキシ接着剤〔チバガイ
ギー社製:アラルダイト〕で接着し、試験用の簡易パネ
ルPを作製した。
【0080】一方、実施例24及び25の組成物を使用
し、ネサガラス2上にスクリーン印刷により線幅100
μm及び間隔2mmのラインパターンを印刷し、硬化さ
せてスペーサー1を形成し、上記と同様の試験用の簡易
パネルPを作製した。
【0081】上記簡易パネルPに直流電源7と電圧計8
とを接続し、透明導電フィルム3側からペン6で押圧
し、その際のネサガラス2と透明導電フィルム3との間
の電圧変化を測定し、これら各実施例1〜26の組成物
を用いた簡易パネルPがタッチパネルとして動作するこ
とを確認した。
【0082】以上の結果より、本発明の感光性樹脂材料
は、表面硬度、透明性、密着性、平滑性、耐薬品性、耐
熱性等に優れたタッチパネル用スペーサー材料であり、
また、これを用いてペン入力の可能な優れた性能を有す
るタッチパネルを提供できることが判明した。
【0083】
【発明の効果】本発明の感光性樹脂からなるタッチパネ
ル用スペーサー材料を用いると、溶媒乾燥後に塗膜がタ
ックフリーとなり、フォトマスクの密着露光により微細
かつ形状精度のよいパターン形成が可能となり、かつ、
アルカリ水溶液による現像が可能となる。しかも、硬化
後には従来のものでは達成できなかった表面硬度、透明
性に優れ、更に基板との密着性、平坦性、耐酸性、耐ア
ルカリ性、耐溶剤性、電気絶縁性等にも優れたタッチパ
ネル用スペーサーを与える。従って、本材料をもちいた
タッチパネルでは、基本キーマトリックスを小さく取る
こと、ペン入力が可能となり、キー数、配置が柔軟に得
られ、多様な入力情報に対応できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明のタッチパネル用スペーサー
材料を用いて作製した試験用の簡易パネルとその試験方
法を示す説明図である。
【符号の説明】
1…スペーサー、2…ネサガラス、3…透明導電フィル
ム、4,5…透明電極(ITO)、6…ペン、P…簡易
パネル、7…電源、8…電圧計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06F 3/033 360 G06F 3/033 360G H01J 19/50 H01J 19/50 (72)発明者 渡部 和弘 神奈川県川崎市中原区井田1618番地、新 日本製鐵株式会社 先端技術研究所内 (56)参考文献 特開 平5−189150(JP,A) 特開 平5−70528(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/00 - 7/42 G06F 3/03 315 G06F 3/033 360

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記一般式(1) 【化1】 〔但し、式(1)において、R1及びR2は水素原子、炭
    素数1〜5のアルキル基又はハロゲン原子の何れかであ
    り、R3は水素原子又はメチル基であり、Xは-CO-、-
    SO2-、-C(CF32-、-Si(CH32-、-CH
    2-、-C(CH32-、-O-、 【化2】 若しくは単結合を示し、pは0〜10の整数である〕で
    表されるエポキシ(メタ)アクリレートと多塩基酸又は
    その酸無水物とを反応させて得られる(メタ)アクリレ
    ート化合物100重量部に対して、(B)光重合開始剤
    及び/又は増感剤0.1〜30重量部と、(C)エポキ
    シ基を有する化合物5〜50重量部とを含有するアルカ
    リ現像型感光性樹脂材料からなるタッチパネル用スペー
    サー材料を硬化させて得られたことを特徴とするタッチ
    パネル用スペーサーを有するタッチパネル。
  2. 【請求項2】 エポキシ(メタ)アクリレートと多塩基
    酸又はその酸無水物とを反応させて得られる(メタ)ア
    クリレート化合物が、下記一般式(2)及び(3) 【化3】 〔但し、式(2)及び(3)において、R1、R2、R3
    及びXは式(1)と同じであり、Yは二塩基酸又は三塩
    基酸の残基を示し、Zは酸二無水物の残基を示し、qは
    0又は1の整数であり、構造単位のモル比(m/n)は
    0/100〜100/0の割合である〕で表される単位
    構造を主体とし、当該化合物の0.5gをN−メチルピ
    ロリドン100mlに溶解した溶液を30℃で測定した
    インヘレント粘度(ηinh)が0.1dl/g以上の化
    合物である請求項1記載のタッチパネル。
  3. 【請求項3】 一般式(1)、(2)又は(3)におけ
    るXが 【化4】 である請求項1又は2に記載のタッチパネル。
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