液晶单位以及扫描天线的制作方法

本发明涉及液晶单位以及扫描天线。

背景技术：

用于移动通信、卫星广播等的天线需要能改变波束方向的波束扫描功能。作为具有这种功能的天线，提出了一种使用液晶材料(包括向列液晶、聚合物分散液晶)的大介电常数各向异性(双折射率)的扫描天线(例如，专利文献1～4)。这种扫描天线具备在一对带电极的基板间隔着液晶层的构成(就是说，扫描天线用的液晶单位)。需要说明的是，在所述液晶单位的所述基板的液晶层侧设有用于控制液晶化合物的配向方向的配向膜。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2013-539949号公报

专利文献2：日本专利公开2016-512408号公报

专利文献3：日本专利公开2009-538565号公报

专利文献4：国际公开第2015/126550号

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

在扫描天线中，需要的是在千兆赫波段中具有足够等级的介电常数各向异性(δε)液晶材料。因此，作为扫描天线用的液晶材料，具备高介电常数各向异性的含异氰酸酯基液晶化合物的使用实质上处于必不可少的状态。异氰酸酯基的极性较高，是相对亲水性的。

另一方面，与液晶层接触的配向膜主要由聚酰亚胺形成。聚酰亚胺是相对疏水性的，也可以说液晶层与配向膜的亲和性低。在构成液晶层的液晶材料中，无法视觉确认但潜在地含有气体成分。这种气体成分(潜在气泡)容易集中在彼此亲和性低的液晶层与配向膜的界面上。

在扫描天线用的液晶单位中，为了确保天线特性等，因为将电极的厚度设定得很大(例如，电极的厚度为1.5μm以上)，所以电极构造的凹凸变大。因此，在液晶单位内，在液晶层侧最突出的部分与最凹陷的部分之差(间隔差)变大(例如，差约为1.5μm以上)。在这种液晶单位内，形成有与配向膜接触的液晶材料的比例相对较高，且容易受配向膜影响的液晶层的区域(就是说，液晶层的厚度小的区域)、和与配向膜接触的液晶材料的比例相对较低，且不容易受配向膜影响的液晶层的区域(就是说，液晶层的厚度大的区域)。

液晶层中存在的潜在气泡虽无法视觉确认，但特别容易聚集在与配向膜接触的液晶材料的比例相对较高的区域(液晶层的厚度小的区域)的液晶层与配向膜的界面上。

当对这种液晶单位进行低温-高温循环试验(例如，低温：-40℃，高温：90℃)时，在低温时，液晶材料容易硬化，从而液晶层容易喷出潜在气泡，此外，在高温时，构成潜在气泡的气体成分(气体分子)会膨胀。在交替地重复低温和高温的环境下，从液晶层喷出的潜在气泡(气体分子)在液晶层的厚度小的区域附近因膨胀而变大，从而产生可视觉确认程度的气泡。存在这种液晶单位中的气泡可能会妨碍扫描天线的正常工作的问题。

本发明的目的在于提供抑制气泡的产生的扫描天线用的液晶单位以及使用该液晶单位的扫描天线。

解决问题的方案

本发明的液晶单位是一种排列有多个天线单元的液晶单位，其特征在于，具备：tft基板，具有第一电介质基板、由所述第一电介质基板支承的多个tft、与所述tft电连接的多个贴片电极、以及以覆盖所述贴片电极和位于相邻的所述贴片电极之间的插槽部的方式形成的第一配向膜；插槽基板，具有第二电介质基板、包括由所述第二电介质基板支承的多个插槽的插槽电极、以及以覆盖所述插槽电极的方式形成的第二配向膜；以及液晶层，夹在以所述贴片电极和所述插槽电极相互面对的方式配置的所述tft基板与所述插槽基板之间，构成所述液晶层的液晶材料的向列相的下限温度t1为-32℃以下，且所述液晶材料的向列相的上限温度t2为110℃以上。

在所述液晶单位中，所述液晶层具有位于所述贴片电极与所述插槽电极之间的厚度小的第一区域和位于所述插槽部与所述插槽电极之间的厚度大的第二区域，所述第一区域的所述液晶层的厚度d与所述第二区域的所述液晶层的厚度d之差(d-d)优选为0.2μm以上且10.0μm以下。

在所述液晶单位中，所述液晶材料的向列相的温度范围优选为150℃以上。

在所述液晶单位中，所述液晶材料的向列相的温度范围优选为160℃以上。

在所述液晶单位中，所述液晶材料的介电常数各向异性(δε)的绝对值优选为15以上且25以下。

在所述液晶单位中，所述第一区域的所述液晶层的厚度优选为2.5μm以上且5.5μm以下。

在所述液晶单位中，所述液晶材料优选含有具有异氰酸酯基的液晶化合物。

在所述液晶单位中，所述液晶化合物优选由下述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物形成。

[化1]

在上述化学式(1)中，n¹为1～5的整数，亚苯基中的h任选地被f或cl取代。

在所述液晶单位中，所述第一配向膜以及所述第二配向膜优选由聚酰亚胺系树脂构成。

在所述液晶单位中，所述聚酰亚胺系树脂的酰亚胺化率优选为40％以上且95％以下。

在所述液晶单位中,与所述第二区域的所述液晶层接触的所述第一配向膜的厚度优选为与所述第一区域的所述液晶层接触的所述第一配向膜的厚度的2倍以上且10倍以下。

此外，本发明的扫描天线在所述液晶单位具备：上述任一项所述的液晶单位；以及反射导电板，以隔着电介质层的方式配置在所述液晶单位的第二电介质基板的外侧的主面。

发明效果

根据本发明，能够提供一种抑制气泡的产生的扫描天线用的液晶单位以及使用该液晶单位的扫描天线。

附图说明

图1是示意地表示实施例1的扫描天线的一部分的剖视图。

图2是示意地表示扫描天线所具备的tft基板俯视图。

图3是示意地表示扫描天线所具备的插槽基板的俯视图。

图4是示意地表示tft基板的天线单元区域的剖视图。

图5是示意地表示tft基板的天线单元区域的俯视图。

图6是示意地表示插槽基板的天线单元区域的剖视图。

图7是示意地表示构成扫描天线的天线单元的tft基板、液晶层以及插槽基板的剖视图。

图8是示意地表示液晶单位的构成的剖视图。

图9是示意地表示通过真空注入法注入了液晶材料的液晶单位的注入口部以及密封部附近的放大图。

图10是示意地表示液晶单位的构成的放大剖视图。

图11是示意地表示实施例1的液晶单位的构成的剖视图。

图12是示意地表示在低温环境下，在比较例1的液晶单位中产生了气泡的状态的剖视图。

图13是示意地表示在比较例1的液晶单位中，气泡在高温环境下膨胀、凝聚的状态的剖视图。

图14是示意地表示实施例5的液晶单位的构成的剖视图。

图15是示意地表示实施例6的液晶单位的构成的剖视图。

图16是示意地表示实施例16的液晶单位的构成的剖视图。

图17是示意地表示实施例20的液晶单位的构成的剖视图。

具体实施方式

〔实施例1〕

(扫描天线的基本构造)

扫描天线具备能够改变波束方向的波束扫描功能，具有具备多个天线单元的构造，所述多个天线单元使用液晶材料的大电介质常数m(εm)的各向异性(双折射率)。扫描天线对施加于各天线单元的液晶层的电压进行控制，并使各天线单元的液晶层的有效电介质常数m(εm)发生变化，由此在静电电容不同的多个天线单元中形成二维图案。需要说明的是，液晶材料的电介质常数具有频散，因此，在本说明书中，将微波的频带中的电介质常数特别标记为“电介质常数m(εm)”。

对从扫描天线射出或由扫描天线接收的电磁波(例如，微波)给出对应各天线单元的静电电容的相位差，从而根据由静电电容不同的多个天线单元形成的二维图案而在特定方向上具有很强的指向性(波束扫描)。例如，从扫描天线射出的电磁波可以通过以下方式得到：输入电磁波射入各天线单元，并且考虑由各天线单元给出的相位差来对在各天线单元散射而得到的球面波进行积分。

在此，一边参照图1等，一边对本发明的一个实施例的扫描天线的基本构造进行说明。图1是示意地表示实施例1的扫描天线1000的一部分的剖视图。本实施例的扫描天线1000是将插槽57排列成同心圆状的径向线插槽天线。在图1中示意地示出了从馈电销72开始沿着半径方向的截面的一部分，所述馈电销72设置于排列成同心圆状的插槽的中心附近。需要说明的是，在其他实施例中，插槽的排列也可以是公知的各种排列(例如，螺旋状、矩阵状)。

扫描天线1000主要具备tft基板101(第一基板的一个示例)、插槽基板201(第二基板的一个示例)、配置在它们之间的液晶层lc以及反射导电板65。扫描天线1000构成为从tft基板101侧收发微波。tft基板101以及插槽基板201配置为隔着液晶层lc相互对置。

tft基板101(第一基板的一个示例)具备：玻璃基板等电介质基板(第一电介质基板的一个示例)1；形成于电介质基板1的液晶层lc侧的多个贴片电极15以及多个tft(thinfilmtransistor)10；以及形成于液晶层lc侧的最表面的配向膜(第一配向膜的一个示例)om1。各tft10中连接有在图1中未图示的栅极总线以及源极总线。

插槽基板201(第二基板的一个示例)具备：玻璃基板等电介质基板(第二电介质基板的一个示例)51；形成于电介质基板51的液晶层lc侧的插槽电极55；以及形成于液晶层lc侧的最表面的配向膜(第二配向膜的一个示例)om2。插槽电极55具备多个插槽57。需要说明的是，将电介质基板51的液晶层lc侧的面称为第一主面，将其相反侧的面称为第二主面。

作为用于tft基板101以及插槽基板201的电介质基板1、51，优选微波的电介质损失小，可以使用除了玻璃基板以外的塑料基板。电介质基板1、51的厚度没有特别限制，但例如优选为400μm以下，更优选为300μm以下。需要说明的是，电介质基板1、51的厚度的下限没有特别限制，只要在制造工艺等中具备耐久强度即可。

反射导电板65配置为相对于插槽基板201隔着空气层54对置。就是说，反射导电板65配置为在插槽基板201的电介质基板(第二电介质基板的一个示例)51的第二主面隔着空气层(电介质层)54对置。需要说明的是，在其他实施例中，可以使用由微波的电介质常数m小的电介质体(例如，ptfe等氟树脂)形成的层来代替空气层54。在本实施例的扫描天线1000中，插槽电极55、反射导电板65、它们之间的电介质基板51以及空气层54作为波导管301来发挥功能。

贴片电极15、包括插槽57的插槽电极55的部分(以下，有时也称为“插槽电极单元57u”)以及它们之间的液晶层lc构成天线单元u。在各个天线单元u中，以一个岛状的贴片电极15与一个孔状的插槽57(插槽电极单元57u)对置的方式隔着液晶层lc对置，分别构成液晶电容。在本实施例的扫描天线1000中，同心圆状地排列有多个天线单元u。需要说明的是，天线单元u具备辅助电容，所述辅助电容与液晶电容并列地电连接。

插槽电极55在各插槽电极单元57u中构成天线单元u，并且还作为波导管301的壁来发挥功能。因此，在插槽电极55中，需要抑制微波透射的功能，由相对较厚的金属层构成。作为这种金属层，例如可以举出cu层、al层等。例如，为了使10ghz的微波降低至1/150，cu层的厚度设为3.3μm以上，al层的厚度设为4.0μm以上。此外，为了使30ghz的微波降低至1/150，cu层的厚度设为1.9μm以上，al层的厚度设为2.3μm以上。构成插槽电极55的金属层的厚度的上限没有特别限制，但当考虑到配向膜om2的形成时，可以说越薄越优选。需要说明的是，当将cu层用作金属层时，具有比al层更薄的优点。作为插槽电极55的形成方法，可以使用在以往的液晶显示装置技术中使用的薄膜沉积法、将金属箔(例如，cu箔、al箔)贴合在基板上等的其他方法。插槽电极55的厚度例如设为1.5μm以上且30μm以下，优选设为1.5μm以上且5μm。此外，在使用薄膜沉积法来形成金属层的情况下，插槽电极55的厚度例如设为5μm以下。反射导电板65例如可以使用厚度为数mm的铝板、铜板等。

贴片电极15并不像插槽电极55那样构成波导管301，因此，只要不破坏本发明的目的，也可以由厚度比插槽电极55小的金属层构成。需要说明的是，为了避免插槽电极55的插槽57附近的自由电子的振动在引起贴片电极15内的自由电子的振动时转化为热的损耗，优选电阻低。从批量生产率等观点来看，与cu层相比，优选使用al层。贴片电极15的厚度例如优选为0.5μm以上且10μm以下，更优选为1.5μm以上5μm以下。

如专利文献1所述，当将微波的波长设为λ时，天线单元u的排列间距例如设为λ/4以下和/或λ/5以下。波长λ例如为25mm，此时的排列间距例如设为6.25mm以下和/或5mm以下。

扫描天线1000通过使天线单元u所具有的液晶电容的静电电容值发生变化，来使由各贴片电极15激励(再辐射)的微波的相位发生变化。因此，作为液晶层lc，优选微波的电介质常数m(εm)的各向异性(δεm)大，此外，优选tanδm(微波的电介质正接)小。

液晶材料的电介质常数通常具有频散，但微波的介电常数各向异性δεm与可见光的折射率各向异性δn正相关。因此，可以说微波的天线单元用的液晶材料优选可见光的折射率各向异性δn大的材料。液晶层lc的厚度例如设为1μm以上且500μm以下，优选2μm以上且10μm以下，更有选的是2.5μm以上且5.5μm以下。需要说明的是，此处的液晶层lc的厚度是插槽电极55与贴片电极15之间的液晶层lc的厚度(在后文加以记述的第一区域s1的液晶层lc的厚度)。

图2是示意地表示扫描天线1000所具备的tft基板101的俯视图，图3是示意地表示扫描天线1000所具备的插槽基板201的俯视图。需要说明的是，为了方便说明，将与天线单元u对应的tft基板101的区域以及插槽基板201的区域一同称为“天线单元区域”，并将与天线单元相同的参考符号作为它们的参考符号。此外，如图2以及图3所示，在tft基板101以及插槽基板201中，将由二维排列的多个天线单元区域u划定的区域称为“收发区域r1”，将收发区域r1以外的区域称为“非收发区域r2”。在非收发区域r2中配设有端子部、驱动电路等。

以俯视视角观察时，收发区域r1呈圆环状。非收发区域r2包括位于收发区域r1的中心部的第一非收发区域r2a和配置于收发区域r1的周缘的第二非收发区域r2b。收发区域r1的外径例如为200mm以上且1，500mm以下，根据通信量等来进行适当设定。

在tft基板101的收发区域r1中设有由电介质基板1支承的多个栅极总线gl以及多个源极总线sl，利用这些配线来控制各天线单元区域u的驱动。各个天线单元区域u包括tft10和与tft10电连接的贴片电极15。tft10的源极电极与源极总线sl电连接，栅极电极与栅极总线gl电连接。此外，tft10的漏极电极与贴片电极15电连接。

在非收发区域r2(第一非收发区域r2a、第二非收发区域r2b)中配置有以包围收发区域r1的方式形成有密封件(未图示)的密封区域rs。密封件具有使tft基板101以及插槽基板201相互粘接，并且在这些基板101、201之间密封液晶材料(液晶层lc)的功能等。

在非收发区域r2中的密封区域r2的外侧配设有栅极端子部gt、栅极驱动器gd、源极端子部st以及源极驱动器sd。各个栅极总线gl经由栅极端子部gt与栅极驱动器gd连接，此外，各个源极总线sl经由源极端子部st与源极驱动器sd连接。需要说明的是，在本实施例中，源极驱动器sd以及栅极驱动器gd双方形成在tft基板101的电介质基板1上，但这些驱动器的一方或双方可以形成在插槽基板201的电介质基板51上。

此外，在非收发区域r2中设有多个传输端子部pt。传输端子部pt与插槽基板201的插槽电极55电连接。在本实施例中，在第一非收发区域r2a以及第二非收发区域r2b双方配设有传输端子部pt。在其他实施例中，也可以是仅在任一方的区域配设传输端子部pt的构成。此外，在本实施例的情况下，传输端子部pt配设在密封区域rs内。因此，作为密封件，可以使用含有导电性粒子(导电珠)的导电性树脂。

如图3所示，在插槽基板201中，在电介质基板51上以横跨收发区域r1以及非收发区域r2的方式形成有插槽电极55。需要说明的是，在图3中示出了从液晶层lc侧观察的插槽基板201的表面，为了方便说明，去掉了形成在最表面的配向膜om2。

在插槽基板201的收发区域r1中，在插槽电极55中配设有多个插槽57。这些插槽57分别被一个一个地分配给tft基板101的天线单元区域u。在本实施例的情况下，多个插槽57中的沿相互大致正交的方向延伸的一对插槽57被配置成同心圆状，以便形成径向线插槽天线。因为具有这样的一对插槽57，所以扫描天线1000能够收发偏振波。

在插槽基板201的非收发区域r2中设有多个插槽电极55的端子部it。端子部it与tft基板101的传输端子部pt电连接。在本实施例的情况下，端子部it配设在密封区域rs内，如上所述，通过由含有导电性粒子(导电珠)的导电性树脂形成的密封件来与对应的传输端子部pt电连接。

此外，在第一非收发区域r2a中设有馈电销72，所述馈电销72配置于插槽57所形成的同心圆的中心。通过该馈电销72，来将微波供给至由插槽电极55、反射导电板65以及电介质基板51构成的波导管301。需要说明的是，馈电销72与馈电装置70连接。需要说明的是，作为馈电方式，可以是直接馈电方式以及电磁结合方式中的任一种，也可以采用公知的馈电构造。

以下，对tft基板101、插槽基板201以及波导管301进行详细说明。

(tft基板101的构造)

图4是示意地表示tft基板101的天线单元区域u的剖视图，图5是示意地表示tft基板101的天线单元区域u的俯视图。在图4以及图5中，分别示出了收发区域r1的一部分的截面构成。

tft基板101的各个天线单元区域u分别具备：电介质基板(第一电介质基板)1；由电介质基板1支承的tft10；覆盖tft10的第一绝缘层11；形成在第一绝缘层11上并与tft10电连接的贴片电极15；覆盖贴片电极15的第二绝缘层17；以及覆盖第二绝缘层17的配向膜om1。

tft10具备栅极电极3、岛状的半导体层5、配置于栅极电极3与半导体层5之间的栅极绝缘层4、源极电极7s以及漏极电极7d。本实施例的tft10是具有底部栅极构造的沟道蚀刻型。需要说明的是，在其他实施例中，也可以是其他构造的tft。

栅极电极3与栅极总线gl电连接，从栅极总线gl供给扫描信号。源极电极7s与源极总线sl电连接，从源极总线sl供给数字信号。栅极电极3以及栅极总线gl可以由相同的导电膜(栅极用导电膜)形成。此外，源极电极7s、漏极电极7d以及源极总线sl可以由相同的导电膜(源极用导电膜)形成。栅极用导电膜以及源极用导电膜例如由金属膜形成。需要说明的是，有时将使用栅极用导电膜形成的层称为“栅极金属层”，将使用源极用导电膜形成的层称为“源极金属层”。

半导体层5配置为隔着栅极绝缘层4与栅极电极3重叠。如图4所示，在半导体层5上形成有源极接触层6s以及漏极接触层6d。源极接触层6s以及漏极接触层6d分别配置为在半导体层5中的形成有沟道的区域(沟道区域)的两侧对置。在本实施例的情况下，半导体层5由本征非晶硅(i-a-si)层形成，源极接触层6s以及漏极接触层6d由n+型非晶硅(n+-a-si)层形成。需要说明的是，在其他实施例中，可以由多晶硅层、氧化物半导体层等构成半导体层5。

源极电极7s设置为与源极接触层6s接触，经由源极接触层6s与半导体层5连接。漏极电极7d设置为与漏极接触层6d接触，经由漏极接触层6d与半导体层5连接。

第一绝缘层11具备到达tft10的漏极电极7d的接触孔ch1。

贴片电极15设置在第一绝缘层11上以及接触孔ch1内，在接触孔ch1内与漏极电极7d接触。贴片电极15主要由金属层构成。需要说明的是，贴片电极15可以是仅由金属层构成的金属电极。贴片电极15的材料可以与源极电极7s以及漏极电极7d相同。贴片电极15的金属层的厚度(在贴片电极15为金属电极的情况下，贴片电极15的厚度)可以与源极电极7s以及漏极电极7d的厚度相同，但优选比它们大。当贴片电极15的厚度大时，电磁波的透射率被抑制得很低，贴片电极的薄膜电阻降低，贴片电极内的自由电子的振动转化为热的损耗降低。

此外，可以使用与栅极总线gl相同的导电膜来设置cs总线cl。cs总线cl可以配置为隔着栅极绝缘层4与漏极电极7d(或漏极电极7d的延长部分)重叠，并构成以栅极绝缘层4为电介质层的辅助电容cs。

在本实施例中，在与源极金属层不同的层内形成有贴片电极15。因此，成为能够相互独立地控制源极金属层的厚度和贴片电极15的厚度的构成。

贴片电极15可以包括cu层或al层来作为主层。扫描天线的性能与贴片电极15的电阻相关，主层的厚度设定为能够得到所期望的电阻。贴片电极15优选为不阻碍电子振动的程度的低电阻。贴片电极15的厚度例如优选为0.5μm以上且10μm以下，更优选为1.5μm以上且5μm以下。需要说明的是，从提高天线特性等的观点来看，贴片电极15的厚度优选为1.5μm以上。

配向膜om1由聚酰亚胺系树脂形成。在后文将对配向膜om1的详细情况加以记述。

例如，通过以下所示的方法来制造tft基板101。首先，准备电介质基板1。作为电介质基板1，例如可以使用玻璃基板、具有耐热性的塑料基板等。在这样的电介质基板1上形成包括栅极电极3以及栅极总线gl的栅极金属层。

栅极电极3可以与栅极总线gl一体形成。在此，通过溅射法等在电介质基板1上形成栅极用导电膜(厚度：例如50nm以上且500nm以下)。接着，通过对栅极用导电膜进行构图，形成栅极电极3以及栅极总线gl。栅极用导电膜的材料没有特别限定，但例如可以适当地使用铝(al)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)等金属或其合金、或者含有其金属氮化物的膜。在此，作为栅极用导电膜，形成依次层叠有mon(厚度：例如50nm)、al(厚度：例如200nm)以及mon(厚度：例如50nm)的层叠膜。

接着，以覆盖栅极金属层的方式形成栅极绝缘层4。栅极绝缘层4可以通过cvd法等来形成。作为栅极绝缘层4，可以适当地使用氧化硅(sio2)层、氮化硅(sinx)层、氧氮化硅(sioxny、x＞y)层、氮氧化硅(sinxoy、x＞y)层等。栅极绝缘层4可以具有层叠构造。在此，作为栅极绝缘层4，形成sinx层(厚度：例如410nm)。

接着，在栅极绝缘层4上形成半导体层5以及接触层。在此，依次形成本征非晶硅膜(厚度：例如125nm)以及n+型非晶硅膜(厚度：例如65nm)，通过构图，得到岛状的半导体层5以及接触层。需要说明的是，用于半导体层5的半导体膜并不限于非晶硅膜。例如，作为半导体层5，可以形成氧化物半导体层。在该情况下，在半导体层5与源极·漏极电极之间可以不设置接触层。

接着，在栅极绝缘层4上以及接触层上形成源极用导电膜(厚度：例如50nm以上500nm以下)，通过对其进行构图，形成包括源极电极7s、漏极电极7d以及源极总线sl的源极金属层。此时，接触层也被蚀刻，形成相互分离的源极接触层6s和漏极接触层6d。

源极用导电膜的材料没有特别限定，例如可以适当地使用铝(al)、钨(w)、钼(mo)、钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铜(cu)等金属或其合金、或者含有其金属氮化物的膜。在此，作为源极用导电膜，形成依次层叠有mon(厚度：例如30nm)、al(厚度：例如200nm)以及mon(厚度：例如50nm)的层叠膜。

在此，例如，通过溅射法形成源极用导电膜，并通过湿蚀刻来进行源极用导电膜的构图(源极·漏极分离)。之后，例如通过干蚀刻，去掉接触层中的位于作为半导体层5的沟道区域的区域上的部分来形成间隔部，并分离为源极接触层6s以及漏极接触层6d。此时，在间隔部中，半导体层5的表面附近也被蚀刻(过蚀刻)。

接着，以覆盖tft10的方式形成第一绝缘层11。在该示例中，第一绝缘层11配置为与半导体层5的沟道区域接触。此外，通过公知的光刻技术，在第一绝缘层11形成到达漏极电极7d的接触孔ch1。

第一绝缘层11例如可以是氧化硅(sio2)膜、氮化硅(sinx)膜，氧氮化硅(sioxny、x＞y)膜、氮氧化硅(sinxoy、x＞y)膜等无机绝缘层。在此，作为第一绝缘层11，例如通过cvd法形成厚度例如为330nm的sinx层。

接着，在第一绝缘层11上以及接触孔ch1内形成贴片用导电膜，并对其进行构图。由此，在收发区域r1形成贴片电极15。需要说明的是，在非收发区域r2形成由与贴片电极15相同的导电膜(贴片用导电膜)构成的贴片连接部。贴片电极15在接触孔ch1内与漏极电极7d接触。

作为贴片用导电膜的材料，可以使用与栅极用导电膜或源极用导电膜同样的材料。不过，贴片用导电膜优选设定为比栅极用导电膜以及源极用导电膜厚。

在此，作为贴片用导电膜，形成依次层叠有mon(厚度：例如50nm)、al(厚度：例如1000nm)以及mon(厚度：例如50nm)的层叠膜(mon/al/mon)。

接着，在贴片电极15以及第一绝缘层11上形成第二绝缘层(厚度：例如100nm以上且300nm以下)17。作为第二绝缘层17，没有特别限定，例如可以适当地使用氧化硅(sio2)膜、氮化硅(sinx)膜、氧氮化硅(sioxny、x＞y)膜、氮氧化硅(sinxoy、x＞y)膜等。在此，作为第二绝缘层17，形成例如厚度为200nm的sinx层。

之后，通过使用了例如氟系气体的干蚀刻，来将无机绝缘膜(第二绝缘层17、第一绝缘层11以及栅极绝缘层4)一并蚀刻。在蚀刻过程中，贴片电极15、源极总线sl以及栅极总线gl作为停蚀来发挥功能。由此，在第二绝缘层17、第一绝缘层11以及栅极绝缘层4形成到达栅极总线gl的第二接触孔，在第二绝缘层17以及第一绝缘层11形成到达源极总线sl的第三接触孔。此外，在第二绝缘层17形成到达上述贴片连接部的第四接触孔。

接着，在第二绝缘层17上的第二接触孔、第三接触孔以及第四接触孔内通过例如溅射法来形成导电膜(厚度：50nm以上且200nm以下)。作为导电膜，例如可以使用ito(铟·锡氧化物)膜、izo膜、zno膜(氧化锌膜)等透明导电膜。在此，作为导电膜，使用厚度例如为100nm的ito膜。

接着，通过对上述透明导电膜进行构图，来形成栅极端子用上部连接部、源极端子用上部连接部以及传输端子用上部连接部。栅极端子用上部连接部、源极端子用上部连接部以及传输端子用上部连接部用于保护在各端子部露出的电极或配线。如此一来，得到栅极端子部gt、源极端子部st以及传输端子部pt。

接着，以覆盖第二絶縁膜17等的方式形成配向膜om1。配向膜om1的详细情况将在后文加以记述。如此一来，能够制造tft基板101。

(插槽基板201的构造)

接着，对插槽基板201的构造进行更具体的说明。图6是示意地表示插槽基板201的天线单元区域u的剖视图。

插槽基板201主要具备电介质基板(第二电介质基板)51、形成在电介质基板51的一方的板面(朝向液晶层侧的板面、朝向tft基板101侧的板面)51a上的插槽电极55、覆盖插槽电极55的第三绝缘层58、以及覆盖第三绝缘层58的配向膜om2。

在插槽基板201的收发区域r1中，在插槽电极55中形成有多个插槽57(参照图2)。插槽57是贯通插槽电极55的开口(插槽部)。在该实施例中，对各天线单元区域u分配有一个插槽57。

插槽电极55包括cu层、al层等主层55m。插槽电极55可以具有包括主层55m和以隔着主层55m的方式配置的上层55u以及下层55l的层叠构造。主层55m的厚度可以根据材料，考虑表皮效应来进行设定，例如为2μm以上且30μm以下。主层55m的厚度典型地设定为比上层55u以及下层55l的厚度大。

在该示例中，主层55m由cu层形成，上层55u以及下层55l由ti层形成。通过在主层55m与电介质基板51之间配置下层55l，能够提高插槽电极55与电介质基板51的密合性。此外，通过设置上层55u，能够抑制主层55m(例如cu层)的腐蚀。

第三绝缘层58形成在插槽电极55上以及插槽57内。作为第三绝缘层58的材料并没有特别限定，但例如可以适当地使用氧化硅(sio2)膜、氮化硅(sinx)膜、氧氮化硅(sioxny、x＞y)膜、氮氧化硅(sinxoy、x＞y)膜等。

配向膜om2与tft基板101的配向膜om1同样地由聚酰亚胺系树脂形成。配向膜om2的详细情况将在后文加以记述。

需要说明的是，在插槽基板201的非收发区域r2中设有端子部it(参照图3)。端子部it具备插槽电极55的一部分、覆盖插槽电极55的一部分的第三绝缘层58以及上部连接部。第三绝缘层58具有到达插槽电极55的一部分的开口(接触孔)。上部连接部在所述开口内与插槽电极55的一部分接触。在本实施例中，端子部it由ito膜、izo膜等导电层形成，配置在密封区域rs内，通过含有导电性粒子(例如au珠等导电珠)的密封树脂与tft基板101的传输端子部pt连接。

通过以下所示的方式来制造插槽基板201。首先，准备电介质基板51。作为电介质基板51，可以使用电磁波的透射率高(电介质常数εm以及电介质损失tanδm小)的基板，例如玻璃基板、树脂基板等。为了抑制电磁波的衰减，电介质基板51优选厚度薄。例如，通过在后文加以记述的工艺来在玻璃基板的表面形成插槽电极55等构成要素后，可以从背面侧开始将玻璃基板薄板化。由此，可以将玻璃基板的厚度例如设定为500μm以下。需要说明的是，通常，与玻璃相比，树脂的电介质常数εm以及电介质损失tanδm较小。在电介质基板51由树脂基板形成的情况下，其厚度例如为3μm以上且300μm以下。作为树脂基材的材料可以使用聚酰亚胺等。

在电介质基板51上形成金属膜，通过对其进行构图，得到具有多个插槽57的插槽电极55。作为金属膜，也可以使用厚度为1.5μm以上且5μm以下的cu膜(或al膜)。在此，使用依次层叠有ti膜、cu膜以及ti膜的层叠膜。

接着，在插槽电极55上以及插槽57内形成第三绝缘层(厚度：例如100nm以上且200nm以下)58。此处的第三绝缘层58由氧化硅(sio2)膜构成。

之后，在非收发区域r2的第三绝缘层58中形成到达插槽电极55的一部分的开口(接触孔)。

接着，在第三绝缘层58上以及第三绝缘层58的上述开口内形成透明导电膜，通过对其进行构图，在开口内形成与插槽电极55的一部分接触的上部连接部，得到用于与tft基板101的传输端子部pt连接的端子部it。

之后，以覆盖第三绝缘层58的方式形成配向膜om2。配向膜om2的详细情况将在后文加以记述。如此一来，能够制造插槽基板201。

(波导管301的构成)

波导管301构成为反射导电板65隔着电介质基板51与插槽电极55对置。反射导电板65配设为以隔着空气层54的方式与电介质基板51的背面对置。反射导电板65构成波导管301的壁，因此，优选具有表皮深度的3倍以上、优选为5倍以上的厚度。反射导电板65例如可以使用通过切削制成的、厚度为数mm的铝板、铜板等。

例如，当扫描天线1000发送信号时，波导管301以朝外侧放射状扩散的方式引导微波，所述微波由配置在排列成同心圆状的多个天线单元u的中心的馈电销72供给。当微波在波导管301中移动时，被天线单元u的各插槽57切断，由此根据所谓的插槽天线的原理来产生电场，并通过该电场的作用，在插槽电极55诱发电荷(就是说，微波被转换成插槽电极55内的自由电子的振动)。在各天线单元u，通过液晶的配向控制来使液晶电容的静电电容值发生变化，由此抑制在贴片电极15诱发的自由电子的振动的相位。当在贴片电极15诱发电荷时，产生电场(就是说，插槽电极55内的自由电子的振动向贴片电极15内的自由电子的振动移动)，从各天线单元u的贴片电极15朝向tft基板101的外侧振荡微波(电波)。通过将由各天线单元u振荡的相位不同的的微波(电波)相加，来控制波束的方位角。

需要说明的是，在其他实施例中，可以采用将波导管分为上层和下层的2层构造。在该情况下，由馈电销供给的微波首先以在下层内从中心朝向外侧放射状扩散的方式移动之后，在下层的外壁部分以在上层上升而在上层从外侧向中心集中的方式移动。通过采用这种2层构造，容易使微波均匀地遍布各天线单元u。

(液晶层lc(液晶化合物))

作为构成液晶层的液晶材料(液晶化合物)，可以使用具有大介电常数各向异性(δε)的含异氰酸酯基液晶化合物。作为含异氰酸酯基液晶化合物，例如可以使用由下述化学式(1)表示的化合物。

[化2]

在上述化学式(1)中，n¹是1～5的整数，亚苯基中的h任选地被f或cl取代。

需要说明的是，作为液晶材料，只要不损害本发明的目的，便可以含有除上述含异氰酸酯基液晶化合物以外的液晶化合物。

构成液晶层的液晶材料的介电常数各向异性(δε)的绝对值优选为15以上且25以下。当液晶材料的介电常数各向异性(δε)在这种范围内时，能使液晶材料(液晶化合物)为低极性或为疏水性，不损害天线特性(确保指向性的同时)，提高液晶层lc与配向膜om的亲和性。

此外，构成液晶层lc的液晶材料的向列相的下限温度t1为-32℃以下(优选为-35℃以下)，且构成液晶层lc的液晶材料的向列相的上限温度t1为110℃以上。当液晶材料的所述下限温度t1以及所述上限温度t2在这种范围内时，能够抑制液晶层lc中的潜在气泡变为可视觉确认的大小的气泡。

此外，构成液晶层lc的液晶材料的向列相的温度范围(温度区间)优选为150℃以上，更优选为160℃以上。当液晶材料的所述温度范围(温度区间)在这种范围内时，容易抑制液晶层lc中的潜在气泡变为可视觉确认的大小的气泡。

(配向膜om(om1、om2))

作为用于本实施例的tft基板101以及插槽基板201的配向膜om1、om2(以下，有时也将它们统一标记为“配向膜om”)，例如，由对以下述化学式(3)所示的方式来对由下述化学式(2)所示的聚酰胺酸进行亚胺化而得到的物质实施摩擦处理等配向处理而得到的物质形成。通过实施配向处理，配向膜om体现出使液晶化合物在规定方向配向的功能。

[化3]

[化4]

在上述化学式(2)以及化学式(3)中，p为任意自然数。此外，在化学式(2)以及化学式(3)中，x具有由下述化学式(4-1)～化学式(4-16)所示的构造。

[化5]

此外，在化学式(2)以及化学式(3)中，y具有由下述化学式(5-1)～化学式(5-24)所示的构造。

[化6]

此外，在化学式(2)以及化学式(3)中，z表示侧链。只要不损害本发明的目的，z的构造没有特别限定。需要说明的是，也可以不存在z。在化学式(2)以及化学式(3)中，在不存在z的情况下，上述化学式(5-1)～化学式(5-24)的键合基有任意两处即可。

由上述化学式(2)所示的聚酰胺酸的亚胺化例如可以通过在高温(例如，200～250℃)下对聚酰胺酸进行加热处理来进行。此外，例如，可以采用将乙酸酐等用作脱水剂，并将吡啶等用作催化剂的化学亚胺化法。

构成配向膜om的聚酰亚胺系树脂(例如，上述化学式(3)的聚酰亚胺等)的酰亚胺化率例如优选为40％以上且95％以下，更优选为40％以上且60％以下。当由聚酰亚胺系树脂形成的配向膜om的酰亚胺化率在这种范围内时，配向膜om有效地吸收液晶材料lc中的潜在气泡，由此能够抑制可视觉确认的大小的气泡的产生。

配向膜om可以是配向方向与基板面水平的水平配向膜，也可以是配向方向与基板面垂直的垂直配向膜。

聚酰胺酸的聚合方法没有特别限制，可以使用公知的方法。此外，聚酰胺酸适当地溶解于有机溶剂，而制备成具备流动性的液体状或溶胶状的组合物(配向剂)。

当形成配向膜om时，首先，使用涂布机将配向剂涂布在各基板101/102的面上，所述配向剂具备含有由上述化学式(2)所示的聚酰胺酸的未硬化状态的流动性。首先对该涂布物进行临时烧成(例如，在80℃下加热处理2分钟)，接着，进行正式烧成(例如，在210℃下加热处理10分钟)。之后，通过对正式烧成后的涂布物进行摩擦处理，得到具备使液晶化合物在规定方向配向的配向性的配向膜om。需要说明的是，聚酰胺酸主要在正式烧成时被亚胺化。

需要说明的是，如后述那样，配向膜om1的厚度设定为：与位于相邻的贴片电极15之间的插槽部v与插槽电极55之间的厚度大的液晶层lc的第二区域s2接触的部分比与位于贴片电极15与插槽电极55之间的厚度小的液晶层lc的第一区域s1接触的部分大(厚)。对此，插槽电极55上的配向膜om2的厚度被均匀地设定。

(天线单元u)

图7是示意地表示构成扫描天线1000的天线单元u的tft基板101、液晶层lc以及插槽基板201的剖视图。如图7所示，在天线单元u中，tft基板101的岛状的贴片电极15和插槽基板201的插槽电极55所具备的孔状(插槽状)的插槽57(插槽电极单元57u)以隔着液晶层lc的方式对置。这种扫描天线1000具备液晶单位c，所述液晶单位c具有液晶层lc、和隔着液晶层lc，并且在各个液晶层lc侧的表面包括配向膜om1、om2的一对tft基板101以及插槽基板201。需要说明的是，在本说明书中，天线单元u构成为包括一个贴片电极15和配置有至少一个与该贴片电极15对应的插槽57的插槽电极55(插槽电极单元57u)。

(密封件)

图8是示意性的表示液晶单位c的构成的剖视图。在构成液晶单位c的一对基板即tft基板101(第一基板的一个示例)与插槽基板201(第二基板的一个示例)之间以包围液晶层lc的周围的方式配置有密封件s。密封件s分别粘接于tft基板101以及插槽基板201，并具备使tft基板101和插槽基板201彼此贴合的功能。需要说明的是，tft基板101以及插槽基板201形成隔着液晶层lc，并且相互面对的一对基板。

密封件s由含有硬化性树脂的密封件组合物的硬化物构成。密封件组合物基本上使用无溶剂系的材料。作为硬化性树脂，可以使用具备由光(例如，紫外线、可见光等)硬化的光硬化性和/或由热硬化的热硬化性的树脂。密封件s的种类可以根据液晶材料的注入方法来适当选择。例如，在通过滴加注入法(odf法)来将液晶材料注入液晶单位c内的情况下，作为硬化性树脂，由于将硬化分为临时硬化和正式硬化这两个阶段而容易进行控制等的理由，可以使用具备光硬化性(例如，可见光硬化性)以及热硬化性的硬化性树脂。作为这种硬化性树脂，例如可以举出由环氧系树脂与丙烯酸系树脂的混合物构成的硬化性树脂(商品名“uvac1561”(daicelucb公司制造))等。此外，在通过真空注入法来将液晶材料注入液晶单位c内的情况下，作为硬化性树脂，可以使用光硬化性树脂或热硬化性树脂。

需要说明的是，在通过真空注入法将液晶材料注入液晶单位c内的情况下，如图9所示，在密封件s中设有注入口部sb，所述注入口部包括在预先注入液晶材料时使用的孔部。注入口部sb是密封件s的一部分，形成为与外侧和液晶层lc侧连通。在真空注入法中使用的密封件s具备包围液晶层lc的周围，并且包括注入口部sb的密封主体部sa。在使用注入口部sb将液晶材料注入密封主体部sa的内侧的空间后，注入口部sb的孔部被密封件密封。将由密封注入口部sb的密封件构成的部分称为密封部sc。在本说明书中，密封部sc构成包围液晶层lc的周围的密封件s的一部分。

(液晶单位c的详细构造)

在此，一边参照图10，一边对液晶单位c内的液晶层lc的厚度、配向膜om1、om2的厚度等进行说明。图10是示意地表示液晶单位c的构成的放大剖视图。需要说明的是，在图10中，为了方便说明，作为tft基板100，示出了形成在电介质基板1上的多个贴片电极15和以覆盖它们的方式形成在电介质基板1上的配向膜om1，此外，作为插槽基板201，示出了形成在电介质基板51上的插槽电极55和以覆盖插槽电极55的方式形成的配向膜om2。在图10中，为了方便说明，省略了插槽电极55的插槽、贴片电极15与配向膜om1之间的绝缘层、插槽电极55与配向膜om2之间的绝缘层等。需要说明的是，在以后示出的各图中也适当地省略构成来进行描述。

在液晶单位c内，tft基板101的内侧的表面中的在液晶层lc侧最突出的部分是形成有贴片电极15的部分。此外，相反地，tft基板101的内侧的表面中的最凹陷的部分是形成在相邻的贴片电极15之间的插槽部v。

此外，液晶单位c内的液晶层lc具备：第一区域s1，位于贴片电极15与插槽电极55之间(严格来说，贴片电极15上的配向膜om1(om1a)与插槽电极55上的配向膜om2之间)，且厚度小；以及第二区域s2，位于插槽部v与插槽电极55之间(严格地说，插槽部v上的配向膜om1(om1b)与插槽电极55上的配向膜om2之间)，且厚度大。

厚度小的第一区域s1的液晶层lc的与配向膜om接触的液晶材料的比例相对较高，容易受配向膜om的影响。另一方面，厚度大的第二区域s2的液晶层lc的与配向膜om接触的液晶材料的比例相对较低，不容易受配向膜om影响。需要说明的是，容易受配向膜om影响的第一区域s1的液晶层lc与形成在贴片电极15上的配向膜om1(om1a)接触。此外，不容易受配向膜om影响的第二区域s2的液晶层lc与插槽部v的配向膜om1(om1b)接触。

此外，在液晶单位c中，第一区域s1的液晶层lc的厚度d与第二区域s2的液晶层lc的厚度d之差(d-d)优选为0.2μm以上且10.0μm以下，更优选为1.2μm以上且10.0μm以下，进一步优选为1.5μm以上且10.0μm以下。当所述差(d-d)在这种范围内时，不损害天线特性，容易抑制可视觉确认的气泡的产生。

此外，在液晶单位c中，第一区域s1的液晶层lc的厚度d优选为2.5μm以上且5.5μm以下。

此外，与第一区域s1的与液晶层lc接触的贴片电极15上的配向膜om1(om1a)的厚度相比，第二区域s2的与液晶层lc接触的插槽部v的配向膜om1(om1b)的厚度被设定得很大。具体而言，与贴片电极15上的配向膜om1a相比，插槽部v的配向膜om1b优选设为2倍以上且10倍以下，更优选设为4倍以上且10倍以下。在这种条件下，当插槽部v的配向膜om1b的厚度比贴片电极15上的配向膜om1a的厚度大时，配向膜om1(特别是，配向膜om1b)容易高效地吸收液晶层lc中的潜在气泡，结果是，容易抑制可视觉确认的气泡的产生。

(扫描天线的制造方法)

扫描天线的制造方法(液晶单位c的制造方法)中包括将tft基板101和插槽基板201经由密封件s相互贴合，并且在tft基板101与插槽基板201之间注入液晶层lc的工序。作为注入液晶材料的方法，列举出滴加注入法(odf法)、真空注入法。在此，对使用了真空注入法的液晶单位c的制造方法进行说明。

首先，在预先准备的tft基板101以及插槽基板201中的任意一方的基板(在此，采用tft基板101)上，使用密封版等来赋予真空注入法用的密封件组合物。此时，为了形成密封主体部sa以及注入口部sb，将密封件组合物以规定图案赋予在所述基板上。用于形成注入口部sb的部分形成为像将框状的密封件组合物切掉一部分那样的形状。需要说明的是，密封件组合物中例如含有热硬化型环氧树脂等。

接着，对所述基板上的密封件组合物进行加热来临时硬化。之后，以隔着临时硬化后的密封件组合物的方式，将所述基板(tft基板101)和另一个基板(插槽基板201)贴合。之后，对密封件组合物进行加热来正式硬化。此时，密封件组合物正式硬化，从而形成密封主体部sa以及注入口部sb。

接着，在减压条件下，通过真空中注入法，将液晶材料(含有含硫代异氰酸酯基液晶化合物)，从注入口部sb注入液晶单位c内。之后，在常压条件下，赋予热硬化性或光硬化性的密封件组合物，以便堵塞注入口部sb。然后，通过热或光(紫外线等)来使密封件组合物硬化，从而使密封件组合物成为密封部sc。如此一来，形成由密封主体部sa、注入口部sb以及密封部sc构成的密封件s。如此一来，能够使用真空中注入法来制作液晶单位c。

如上所述，在使用真空注入法来制造出液晶单位c后，适当地以在插槽基板201(第二电介质基板51)的相反面隔着电介质体(空气层)54对置的方式将反射导电板65组装在所述盒。经过这种工序，制造本实施例的扫描天线。

在上述实施例中，举例示出了扫描天线中使用的液晶单位，但只要不损害本发明的目的，便可以是其他设备用的液晶单位(例如，将液晶用作光学元件，通过所施加的电压来控制焦点距离的液晶透镜用的液晶单位)。

[实施例]

以下，基于实施例来进一步详细说明本发明。需要说明的是，本发明并不受这些实施例的任何限定。

〔实施例1〕

(扫描天线用的液晶单位的制作)

通过以下示出的方法来制作出图11中所示的构成的液晶单位c1。首先，分别准备与上述tft基板101的基本构成相同的tft基板101a和同样与插槽基板201的基本构成相同的插槽基板201a。需要说明的是，tft基板101a的贴片电极15a以及插槽基板201a的插槽电极55a分别由cu形成，它们的厚度一同设为3.0μm。此外，以覆盖贴片电极15a的方式形成有由聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om1a，以覆盖插槽电极55a的方式形成有同样由聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om2a。水平配向膜om1a的厚度设为：覆盖贴片电极15a的表面的部分om1aa为50nm，覆盖贴片电极15a之间的插槽部v的部分om1ab为200nm。此外，水平配向膜om2a的厚度(插槽以外的表面部分的厚度)设为50nm。各水平配向膜om1a、om2a的酰亚胺化率为85％以上。此外，对各水平配向膜om1a、om2a实施基于摩擦处理的配向处理。

隔着规定光阻间隔物(photospacer)，使用密封件将配向处理后的tft基板101a和插槽基板201a相互贴合，从而使贴片电极15a上的水平配向膜om1aa与对置的插槽电极55a(除了插槽以外)上的水平配向膜om2a之间的间隔(就是说，第一区域s1的液晶层lc1的厚度)d1为3.0μm。需要说明的是，第二区域s2的液晶层lc1的厚度d1为4.5μm。接着，通过真空注入法，在两基板101a、201a之间注入含有由上述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物的后述的液晶材料之后，进行注入口的密封等，得到实施例1的液晶单位c1。

构成实施例1的液晶层lc1的液晶材料中，介电常数各向异性(δε)的值(绝对值)为21，向列相的下限温度t1为-40℃，向列相的上限温度t2为120℃，向列相的温度范围(温度区间)为160℃。

需要说明的是，液晶材料的所述下限温度t1以及所述上限温度t2通过以下方法来确定：使用基板间的距离(间隔)为100μm的ecb模式的液晶单位，使温度发生变化的同时，观察液晶材料的配向状态。对于以后的实施例等的液晶材料而言，也通过同样的方法来确定向列相的下限温度t1以及向列相的上限温度t2。

此外，通过以下的方法来求出tft基板101a的水平配向膜om1a的厚度。首先，将tft基板101a截断，通过扫描电子显微镜拍摄五处该基板的截面，得到5个sem像。然后，计算出根据这些sem图像求出的5个水平配向膜om1a的厚度的平均值，将该平均值设为水平配向膜om1a的厚度。需要说明的是，也通过同样的方法求出插槽基板201a的水平配向膜om2a的厚度以及以后的实施例等的配向膜的厚度(5个平均值)。

〔实施例2～4以及比较例1〕

除了使用介电常数各向异性(δε)、向列相的下限温度t1，上限温度t2，以及温度范围(温度区间)为表1中示出的值的液晶材料以外，以与实施例1同样的方式制作实施例2～4以及比较例1的液晶单位。

〔低温-高温循环试验〕

对实施例1～4以及比较例1的各液晶单位进行2000循环(次)低温-高温循环试验，所述低温-高温循环试验将在-40℃的低温条件下的恒温插槽内放置10小时之后，在90℃的高温条件下的恒温插槽内放置10小时的工序作为1个循环。需要说明的是，在30分钟内同时进行从低温条件向高温条件转移、以及从高温条件向低温条件转移。然后，在低温-高温循环试验中，通过目测来确认是否在各液晶单位中产生了气泡。其结果示于表1。在表1中，用记号“〇”来表示没产生气泡的情况，用记号“×”来表示确认产生了气泡的情况，一并记载有确认到气泡的试验次数。需要说明的是，在以后的表中，通过同样的方法来表示有无产生气泡、以及试验次数。

[表1]

如表1所示，在实施例1、2的液晶单位中，即使进行了2000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。可以推测：这是因为在实施例1、2中使用的液晶材料的向列相的温度区间为160℃以上，此外，下限温度t1为-40℃以下，上限温度t2为120℃以上，因此即使在低温-高温循环试验中，向列相也很稳定。

此外，在实施例3、4的液晶单位中，即使进行了1000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。可以说这些是在实际使用过程中没有问题的、能够抑制气泡的产生的液晶单位。需要说明的是，在实施例3的液晶单位中，在第1210次的低温-高温循环试验中产生了气泡，在实施例4的液晶单位中，在第1350次的低温-高温循环试验中产生了气泡。可以推测：在实施例3、4中使用的液晶材料的下限温度t1为-40℃以上，比实施例2高，因此导致从液晶材料喷出气体成分(气体分子)，此外，上限温度t2为120℃以下，也比实施例2低，因此导致气体成分(气体分子)的膨胀、凝聚。

在比较例1的液晶单位中，即使进行了500次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡，但在第600次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。可以推测：这是因为液晶材料的下限温度t1为-25℃，上限温度t2为115℃，能够维持液晶材料的向列相的温度区间小于140℃。

在此，一边参照图12以及图13，一边对在比较例1的液晶单位ccf中的液晶层lccf中产生气泡的原理进行说明。在构成液晶层lccf的液晶材料中潜在地存在无法视觉确认程度的气体成分(潜在气泡)。潜在气泡容易存在于液晶层clcf的厚度小的第一区域s1的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1aa)的界面。对此，可以推测：在液晶层clcf的厚度大的第二区域s2的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1ab)的界面存在相对少量的潜在气泡。

图12是示意地表示在低温环境下在比较例1的液晶单位ccf中产生了气泡g的状态的剖视图。可以推测：在液晶单位ccf中，在重复进行的低温-高温循环试验的低温环境下，在液晶层lccf的厚度小的第一区域s1的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1aa)的界面产生了无法视觉确认的大小的气泡g。可以推测：这是因为液晶材料在低温环境下无法维持向列相，因凝固而喷出液晶材料中所含有的潜在气泡。可以推测：这种气泡的喷出多在推测为潜在气泡大量存在的第一区域(基板间的距离短的区域)的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1aa)的界面上进行。

图13是示意地表示在比较例1的液晶单位ccf中气泡g在高温环境下膨胀、凝聚的状态的剖视图。在液晶单位ccf中，在第600次以后的低温-高温循环试验中，气泡g在高温环境下膨胀、凝聚而成为可视觉确认的大小。可以推测：这种气泡g的膨胀、凝聚容易在推测为潜在气泡大量存在的第一区域s1的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1aa)的界面产生。需要说明的是，在第二区域s2的液晶层clcf与水平配向膜om1a(om1ab)的界面几乎没有确认到气泡g的膨胀、凝聚。

〔实施例5〕

(扫描天线用的液晶单位的制作)

通过以下所示的方法来制作图14中示出的构成的液晶单位c5。首先，分别准备与上述tft基板101的基本构成相同的tft基板101b和同样与插槽基板201的基本构成相同的插槽基板201b。需要说明的是，tft基板101b的贴片电极15b、以及插槽基板201b的插槽电极55b分别由cu形成，它们的厚度一同设为2.5μm。此外，以覆盖贴片电极15b的方式形成有由与实施例1同样的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om1b，以覆盖插槽电极55b的方式形成有同样由与实施例1同样的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om2b。水平配向膜om1b的厚度设为：覆盖贴片电极15b的表面的部分的水平配向膜om1ba为50nm，覆盖贴片电极15b之间的插槽部v的部分的水平配向膜om1bb为200nm。此外，水平配向膜om2b的厚度(插槽以外的表面部分的厚度)设为50nm。各水平配向膜om1b、om2b的酰亚胺化率与实施例1同样地为85％以上。此外，以与实施例1同样的方式，对各水平配向膜om1b、om2b实施基于摩擦处理的配向处理。

隔着规定光阻间隔物，使用密封件将配向处理后的tft基板101b和插槽基板201b相互贴合，从而使贴片电极15b上的水平配向膜om1ba与对置的插槽电极55b(除了插槽以外)上的水平配向膜om2b之间的距离(就是说，第一区域s1的液晶层lc5的厚度)d5为2.7μm。需要说明的是，第二区域s2的液晶层lc5的厚度d5为3.7μm。接着，通过真空注入法，在两基板101b、201b之间注入含有由上述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物的后述的液晶材料之后，进行注入口的密封等，得到实施例5的液晶单位c5。

构成实施例5的液晶层lc5的液晶材料中，介电常数各向异性(δε)的绝对值为15，向列相的下限温度t1为-32℃，向列相的上限温度t2为118℃，向列相的温度范围(温度区间)为150℃。

〔比较例2〕

除了使用介电常数各向异性(δε)、向列相的下限温度t1、上限温度t2以及温度范围(温度区间)为表2中示出的值的液晶材料以外，以与实施例5同样的方式制作比较例2的液晶单位。

〔低温-高温循环试验〕

对实施例5以及比较例2的各液晶单位进行与实施例1同样的低温-高温循环试验。结果示于表2。需要说明的是，为了比较，在表2中还示出了实施例2、3的结果。

[表2]

如表2所示，在实施例5的液晶单位中，即使进行了1000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。可以说这些是在实际使用过程中没有问题、能够抑制气泡的产生的液晶单位。需要说明的是，在实施例5的液晶单位中，在第1550次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。可以推测：在实施例5中使用的液晶材料的向列相的温度区间为150℃，但δε为15，因此得到这种结果。

对此，在比较例2的液晶单位中，即使进行了500次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡，但在第950次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。可以推测：在比较例2中使用的液晶材料的向列相的温度区间为160℃，但δε大于26，因此配向膜与液晶材料(液晶层)的亲和性较低，潜在气泡多存在于配向膜表面，因此如上所述那样产生了气泡。

根据以上结果，确认到液晶材料的δε也影响气泡产生。液晶材料的δε在不损害天线特性的范围(能够确保指向性的范围)内优选较小，以提高与配向膜表面的亲和性。具体而言，优选将δε设为25以下。优选通过使δε小，来使液晶材料为低极性或者疏水性。需要说明的是，为了确保天线特性等，液晶材料的δε的下限值优选为15以上。

〔实施例6〕

(扫描天线用的液晶单位的制作)

通过以下示出的方法来制作出图15所示的构成的液晶单位c6。首先，分别准备与上述tft基板101的基本构成相同的tft基板101c和同样与插槽基板201的基本构成相同的插槽基板201c。需要说明的是，tft基板101c的贴片电极15c以及插槽基板201c的插槽电极55c分别由cu形成，将插槽电极55c的厚度设为3.0μm，将贴片电极15c的厚度设为0.5μm。此外，以覆盖贴片电极15c的方式形成有由与实施例1同样的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om1c，以覆盖插槽电极55c的方式形成有同样由与实施例1同样的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om2c。水平配向膜om1c的厚度设为：覆盖贴片电极15c的表面的部分的水平配向膜om1ca为30nm，覆盖贴片电极15c之间的插槽部v的部分的水平配向膜om1cb为300nm。此外，水平配向膜om2c的厚度(插槽以外的表面部分的厚度)设为30nm。各水平配向膜om1c、om2c的酰亚胺化率与实施例1同样地为85％以上。此外，以与实施例1同样的方式，对各水平配向膜om1c、om2c实施基于摩擦处理的配向处理。

隔着规定光阻间隔物，使用密封件将配向处理后的tft基板101c和插槽基板201c相互贴合，从而使贴片电极15c上的水平配向膜om1ca与对置的插槽电极55c(除了插槽以外)上的水平配向膜om2c之间的距离(就是说，第一区域s1的液晶层lc6的厚度)d6为2.5μm。接着，通过真空注入法，在两基板101c、201c之间注入与含有由上述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物的实施例1同样的液晶材料之后，进行注入口的密封等，得到实施例6的液晶单位c6。需要说明的是，在图15中，用符号d6来表示贴片电极15c之间的插槽部v上的水平配向膜om1cb与对置的插槽电极55c上的水平配向膜om2c之间的距离(就是说，第二区域s2的液晶层lc6的厚度)。

〔实施例7～10以及比较例3〕

除了将tft基板101c的铜制的贴片电极15c的厚度变为表3中示出的值的厚度以外，以与实施例6同样的方式制作实施例7～10以及比较例3的液晶单位。

〔实施例11～15以及比较例4〕

对于实施例6～10以及比较例3的各液晶单位而言，除了将所使用的液晶材料变为上述实施例4中的材料以外，以与实施例6同样的方式制作实施例11～15以及比较例4的液晶单位。

〔低温-高温循环试验〕

对实施例7～15以及比较例3、4的各液晶单位进行与实施例1同样的低温-高温循环试验。结果示于表3。需要说明的是，表3中的液晶层的厚度差为d6-d6的值。

[表3]

如表3所示，在实施例6～15的液晶单位中，即使进行了1000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。可以说这些是在实际使用过程中没有问题的、能够抑制气泡的产生的液晶单位。如此一来，当基板101c、201c之间的距离长的区域(第二区域s2)的液晶层的厚度(d6)与基板101c、201c之间的距离短的区域(第一区域s1)的液晶层的厚度(d6)之差(d6-d6)较小、且在规定范围内时，能够抑制气泡的产生。

需要说明的是，在实施例9的液晶单位中，在第1740次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡，在实施例10的液晶单位中，在第1210次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。此外，分别在以下次数的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡：在实施例12的液晶单位中，第1600次；在实施例13的液晶单位中，第1350次；在实施例14的液晶单位中，第1190次；以及在实施例15的液晶单位中，第1020次。

对此，在比较例3、4的液晶单位中，在任意不足1000次的实验次数(970次、790次)中，均产生了可视觉确认的气泡。可以推测：在液晶层的厚度差(d6-d6)较大的情况下，潜在气泡容易聚集在液晶层的厚度小的区域(第一区域s1)的液晶层与配向膜的界面，因此气泡的产生概率上升。此外，可以确认：在任意液晶层的厚度差的条件下，使用了向列相的温度区间大的液晶材料(实施例1的液晶材料，温度区间：160℃)的实施例6～10与使用了温度区间窄的液晶材料(实施例4的液晶材料，温度区间：150℃)的实施例11～15相比，不容易引起气泡的产生。

需要说明的是，以提高天线特性等为目的，液晶层的厚度差(d6-d6)优选设为1.2μm以上，更优选设为1.5μm以上。

〔实施例16〕

(扫描天线用的液晶单位的制作)

通过以下所示的方法来制作图16中示出的构成的液晶单位c16。首先，分别准备与上述tft基板101的基本构成相同的tft基板101d和同样与插槽基板201的基本构成相同的插槽基板201d。需要说明的是，tft基板101d的贴片电极15d、以及插槽基板201d的插槽电极55d分别由cu形成，它们的厚度一同设为3.0μm。此外，在tft基板101d中，以覆盖贴片电极15d的方式涂布含有酰亚胺化率为30％的聚酰亚胺系树脂的配向剂来形成涂膜，并在80℃下对该涂膜加热5分钟，由此进行临时烧成。在160℃下，对临时烧成后的涂膜加热20分钟，由此进行正式烧成之后，进行基于摩擦处理的配向处理，得到由酰亚胺化率为45％的聚酰亚胺树脂形成的水平配向膜om1d。此外，在插槽基板201d中，以覆盖插槽电极55d的方式，同样涂布含有酰亚胺化率为30％的聚酰亚胺系树脂的配向剂来形成涂膜，在与tft基板101d同样的条件下，对该涂膜进行临时烧成、正式烧成以及配向处理，得到由酰亚胺化率为45％的聚酰亚胺树脂形成的水平配向膜om2d。

水平配向膜om1d的厚度设为：覆盖贴片电极15d的表面的部分的水平配向膜om1da为10nm，覆盖贴片电极15d之间的插槽部v的部分的水平配向膜om1db为100nm。此外，水平配向膜om2d的厚度(插槽以外的表面部分的厚度)设为10nm。

隔着规定光阻间隔物，使用密封件将配向处理后的tft基板101d和插槽基板201d相互贴合，从而使贴片电极15d上的水平配向膜om1da与对置的插槽电极55d(除了插槽以外)上的水平配向膜om2d之间的距离(间隔)d16为5.0μm。需要说明的是，第二区域s2的液晶层lc16的厚度d16为7.1μm。接着，通过真空注入法，在两基板101d、201d之间注入与含有由上述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物的实施例4同样的液晶材料之后，进行注入口的密封等，得到实施例16的液晶单位c16。

〔实施例17～19以及比较例5〕

除了将正式烧成的温度条件变为如表4所示的条件，将tft基板101d的水平配向膜om1d的酰亚胺化率(％)以及插槽基板201d的水平配向膜om2d的酰亚胺化率(％)变为如表4所示的值以外，以与实施例16同样的方式制作实施例17～19以及比较例5的液晶单位。

〔低温-高温循环试验〕

对实施例17～19以及比较例5的各液晶单位进行与实施例1同样的低温-高温循环试验。结果示于表4。

[表4]

如表4所示，实施例16～19的液晶单位的酰亚胺化率为45～91％。在这种实施例16～19的液晶单位中，即使进行了1000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。可以说这是在实际使用过程中没有问题的、能够抑制气泡的产生的液晶单位。特别是，在酰亚胺化率为50％以下的实施例16、17的液晶单位中，即使进行了2000次低温-高温循环试验，也没有产生可视觉确认的气泡。在配向膜的酰亚胺化率较低的情况下，亚胺化前的聚酰胺酸中的羧基与液晶材料(液晶化合物)的异氰酸酯基的亲和性较高，因此即使液晶层的厚度差约为3.0μm，潜在气泡(气体分子)也不聚集在液晶层lc16与配向膜的界面，而是在液晶层lc16内均匀分散，其结果是，可以推测：在低温-高温循环试验中不存在气泡的产生(气体分子的凝聚)。

需要说明的是，在实施例18的液晶单位中，在第1700次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡，在实施例19的液晶单位中，在1190次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。

另一方面，如表4所示，随着配向膜的酰亚胺化率变高，可视觉确认的气泡的产生概率上升。特别是，在酰亚胺化率为96％的比较例5的液晶单位中，在980次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。可以推测：这是因为当酰亚胺化率变高时，配向膜表面的疏水性增强，配向膜与液晶材料(液晶化合物)的异氰酸酯基的亲和性降低，因此液晶材料中的潜在气泡在液晶层lc16与配向膜om1d等的界面上聚集。

〔实施例20〕

(扫描天线用的液晶单位的制作)

通过以下所示的方法来制作图17中示出的构成的液晶单位c20。首先，分别准备与上述tft基板101的基本构成相同的tft基板101e和同样与插槽基板201的基本构成相同的插槽基板201e。需要说明的是，tft基板101e的贴片电极15e、以及插槽基板201e的插槽电极55e分别由cu形成，它们的厚度一同设为3.3μm。接着，以覆盖贴片电极15e的方式，与实施例1同样地，形成有由酰亚胺化率为85％以上的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om1e，此外，以覆盖插槽电极55e的方式，同样与实施例1同样地，形成有由酰亚胺化率为85％以上的聚酰亚胺系树脂形成的水平配向膜om2e。以与实施例1同样的方式对各水平配向膜om1e、om2e实施基于摩擦处理的配向处理。

水平配向膜om1e的厚度设为：覆盖贴片电极15e的表面的部分的水平配向膜om1ea为30nm，覆盖贴片电极15e之间的插槽部v的部分的水平配向膜om1eb为300nm(配向膜薄的部分与厚的部分的厚度比＝1：10)。此外，水平配向膜om2e的厚度(插槽以外的表面部分的厚度)设为30nm。

隔着规定光阻间隔物，使用密封件将配向处理后的tft基板101e和插槽基板201e相互贴合，从而使贴片电极15e上的水平配向膜om1ea与对置的插槽电极55e(除了插槽以外)上的水平配向膜om2e之间的距离(就是说，第一区域s1的液晶层lc20的厚度)d20为3.5μm。需要说明的是，第二区域s2的液晶层lc20的厚度d20为4.1μm。接着，通过真空注入法，在两基板101e、201e之间注入与含有由上述化学式(1)所示的含异氰酸酯基液晶化合物的实施例4同样的液晶材料之后，进行注入口的密封等，得到实施例20的液晶单位c20。

〔实施例21、22以及比较例6〕

除了将形成于tft基板101e的水平配向膜om1e的厚的部分(覆盖贴片电极15e之间的插槽部v的部分的水平配向膜om1eb)的厚度变为表5中示出的厚度以外，以与实施例20同样的方式制作实施例21、22以及比较例6的液晶单位。需要说明的是，形成于tft基板101e的水平配向膜om1e的薄的部分(覆盖贴片电极15e的表面的部分的水平配向膜om1ea)的厚度均与实施例20同样地设为30nm。

〔低温-高温循环试验〕

对实施例21、22以及比较例6的各液晶单位进行与实施例1同样的低温-高温循环试验。结果示于表5。

[表5]

如表5所示，可以确认：当tft基板101e的插槽部v的水平配向膜om1eb(厚的部分的配向膜)的厚度相对于覆盖贴片电极15e的表面的部分的水平配向膜om1ea(薄的部分的配向膜)的厚度增加时，不容易引起气泡的产生。可以推测：当配向膜的厚度变大时，潜在地存在于液晶层lc20内的气泡(潜在气泡)被吸收在配向膜的内部。可以推测：当潜在气泡被吸收在配向膜的内部时，液晶层的厚度小的第一区域s1中存在的潜在气泡向贴片电极15e之间的插槽部v移动，进一步被吸收在该插槽部v的配向膜om1eb内。可以推测：通过重复进行这种潜在气泡的吸收，实质上存在于液晶层lc20内的潜在气泡的量变少。

需要说明的是，如表5所示，在实施例20～22的液晶单位中，分别在第1730次、第1190次以及第1040次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。此外，在比较例6的液晶单位中，在第910次的低温-高温循环试验中产生了可视觉确认的气泡。

附图标记说明

1…电介质基板(第一电介质基板)

3…栅极电极

4…栅极绝缘层

5…半导体层

6d…漏极接触层

6s…源极接触层

7d…漏极电极

7s…源极电极

10…tft

11…第一绝缘层

15…贴片电极

17…第二绝缘层

51…电介质基板(第二电介质基板)

55…插槽电极

55l…下层

55m…主层

55u…上层

57…插槽

57u…插槽电极单元

58…第三绝缘层

70…馈电装置

72…馈电销

101…tft基板

201…插槽基板

1000…扫描天线

u…天线单元(天线单元区域)

ch1…接触孔

lc…液晶层

c…液晶单位

gd…栅极驱动器

gl…栅极总线

gt…栅极端子部

sd…源极驱动器

sl…源极总线

st…源极端子部

pt…传输端子部

r1…收发区域

r2…非收发区域

rs…密封区域

s…密封件

om、om1、om2…配向膜