(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層と、
前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、
前記配向膜は、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有ポリマーを有し、
前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含まず、
複数のアンテナ単位が配列されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項２】
前記液晶化合物は、前記群より選ばれる少なくとも２つを含む請求項１に記載の液晶パネル。
【請求項３】
液晶層と、
前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、
前記配向膜は、カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有ポリマーを含み、
前記液晶層を構成する液晶化合物は、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含み、
複数のアンテナ単位が配列されており、
前記液晶化合物は、更に、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも２つを含む液晶パネル。
【請求項４】
前記カルボキシル基非含有ポリマーが、ポリイミド、又はカルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有アクリル系ポリマーからなる請求項３に記載の液晶パネル。
【請求項５】
液晶層と、
前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、
前記配向膜は、ポリイミドと他のポリマーとを混合した混合樹脂からなり、
複数のアンテナ単位が配列されていることを特徴とする液晶パネル。
【請求項６】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、末端に脂肪族アルキル基を有し、かつイソチオシアネート基を含む請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項７】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも２つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含まない請求項５又は請求項６に記載の液晶パネル。
【請求項８】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、−ＯＣＦ２−を一分子中に２つ以上含む請求項１、請求項３又は請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項９】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基と炭素−炭素三重結合を一分子中に含む請求項１、請求項３又は請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１０】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基と複素環を一分子中に含む請求項１、請求項３又は請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１１】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、炭素−炭素三重結合と複素環を一分子中に含む請求項１、請求項３又は請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１２】
前記液晶層を構成する液晶化合物は、炭素−炭素三重結合と−ＯＣＦ２−を一分子中に含む請求項１、請求項３又は請求項５に記載の液晶パネル。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか一項に記載の液晶パネルを備え、
前記液晶パネルの前記第１基板は、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板に支持された複数のＴＦＴ及び前記ＴＦＴに電気的に接続された複数のパッチ電極と、前記ＴＦＴ及び前記パッチ電極を覆う形で配され、前記配向膜からなる第１配向膜とを有するＴＦＴ基板からなり、
前記液晶パネルの前記第２基板は、第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板に支持され複数のスロットを含むスロット電極と、前記スロット電極を覆う形で配され、前記配向膜からなる第２配向膜とを有するスロット基板からなり、
前記液晶パネルの前記液晶層は、前記第１配向膜及び前記第２配向膜が互いに対向する前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に介在され、
前記スロット電極が形成されていない前記第２誘電体基板の反対面に、誘電体層を介して対向するように配される反射導電板を備える走査アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、及び走査アンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置以外で、一対の基板間で液晶層を挟持した液晶パネルを備えた装置が知られている。このような装置としては、例えば、走査アンテナが挙げられる（例えば、特許文献１〜３参照）。走査アンテナは、液晶（ネマチック液晶、高分子分散液晶を含む）の大きな誘電異方性（複屈折率）を利用したアンテナであり、マイクロ波等の送受信の際にビーム方向を変更可能なビーム走査機能を備えている。このような走査アンテナは、一対の電極付きの基板間で液晶層を挟んだ構成（つまり、液晶パネル）を備えている。【０００３】
また、他の装置としては、例えば、液晶レンズ（例えば、特許文献４参照）が挙げられる。液晶レンズは、光学素子として液晶を使用し、印加する電圧により焦点距離を制御するものである。このような液晶アンテナも、一対の電極付きの基板間で液晶層を挟んだ構成（つまり、液晶パネル）を備えている。【０００４】
なお、走査アンテナ、液晶レンズ等でも、従来の液晶表示装置と同様、基板の液晶層側の最表面に、通常、液晶分子の配向方向を制御するための配向膜が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５３９９４９号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１２４０８号公報
【特許文献３】特表２００９−５３８５６５号公報
【特許文献４】特許第５６９８３２８号公報
【０００６】
（発明が解決しようとする課題）
走査アンテナ等では、従来の液晶表示装置と比べて、極性の高い（誘電率異方性が大きい）液晶化合物が利用される。例えば、末端に、イソチオシアネート基を有する液晶分子（液晶化合物）が利用される。このような液晶分子を利用した場合、例えば、再配向処理のために液晶パネルが高温（例えば、８５〜９５℃）でエージングされると、配向膜の種類によっては、液晶分子と反応し、配向膜に液晶分子が一体的に付着してしまうことがあった。配向膜に付着した液晶分子は、イソチオシアネート基側が配向膜と反応し、他方の末端にある脂肪族アルキル基が液晶層側を向いているものと推測される。そのため、配向膜は、付着した液晶分子の脂肪族アルキル基等が、液晶層中の液晶化合物の末端にある脂肪族アルキル基に作用することで、液晶化合物を不必要に垂直に配向させてしまうことがあった。【０００７】
また、液晶パネルが高温（例えば、８５〜９５℃）でエージングされると、イソチオシアネート基を有する液晶分子同士が、反応して二量化し、それが結晶となって液晶層中に析出してしまうことがあった。【０００８】
液晶層中で、液晶分子の配向不良や、結晶等が発生すると、液晶パネルの動作不良の原因となり、問題となっている。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の目的は、耐熱性に優れる液晶パネル、及び走査アンテナを提供することである。
【００１０】
（課題を解決するための手段）
本発明者は、イソチオシアネート基を有する液晶化合物を含む液晶層と、カルボキシル基を有するポリマーを含む配向膜とを備えた液晶パネルを、高温（例えば、８５〜９５℃）に曝すと、液晶化合物の一部が配向膜と反応して配向膜に付着し、その付着した液晶化合物の影響により、液晶層で液晶化合物（液晶分子）の配向不良が発生し、及び液晶層中で液晶化合物の二量化した結晶が析出するという知見を得た。本発明は、このような知見に基づくものである。
【００１１】
本発明に係る液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、前記配向膜は、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有ポリマーを有し、前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含まず、複数のアンテナ単位が配列されていることを特徴とする。
【００１２】
前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、前記群より選ばれる少なくとも２つを含むものが好ましい。中でも、大きな誘電率異方性（Δε）を得るために、前記群より選ばれる少なくとも２つを１つの液晶化合物に含むものが特に好ましい。
【００１３】
前記液晶パネルにおいて、前記配向膜は、カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有ポリマーを含むものであってもよい。
【００１４】
前記液晶パネルにおいて、前記カルボキシル基含有ポリマーが、ポリアミック酸、又はカルボキシル基を有するカルボキシル基含有アクリル系ポリマーからなるものが好ましい。
【００１５】
前記液晶パネルにおいて、前記カルボキシル基非含有ポリマーが、ポリイミド、又はカルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有アクリル系ポリマーからなるものが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、前記配向膜は、カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有ポリマーを含み、前記液晶層を構成する液晶化合物は、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含み、複数のアンテナ単位が配列されていることを特徴とする。
【００１７】
前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、更に、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むものが好ましい。中でも、大きな誘電率異方性（Δε）を得るために、前記群より選ばれる少なくとも２つを含むものが更に好ましい。また、前記群より選ばれる少なくとも２つを１つの液晶化合物に含むものが特に好ましい。
【００１８】
前記液晶パネルにおいて、前記カルボキシル基非含有ポリマーが、ポリイミド、又はカルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有アクリル系ポリマーからなるものが好ましい。
【００１９】
また、本発明に係る液晶パネルは、液晶層と、前記液晶層を挟みつつ、各々の前記液晶層側の表面、又は何れか一方の前記液晶層側の表面に、配向膜を含む一対の第１基板及び第２基板とを備える液晶パネルであって、前記配向膜は、ポリイミドと他のポリマーとを混合した混合樹脂からなり、複数のアンテナ単位が配列されていることを特徴とする。
【００２０】
前記液晶パネルにおいて、前記他のポリマーは、ポリアミック酸からなることが好ましい。
【００２１】
前記液晶パネルにおいて、前記液晶層を構成する液晶化合物は、末端に脂肪族アルキル基を有し、かつイソチオシアネート基を含むものであってもよい。
【００２２】
前記液晶パネルにおいて、前記液晶層を構成する液晶化合物は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基を含まないものであってもよい。この場合、大きな誘電率異方性（Δε）を得るために、前記群より選ばれる少なくとも２つを含むものが好ましい。中でも、前記群より選ばれる少なくとも２つを１つの液晶化合物に含むものが特に好ましい。
【００２３】
前記液晶パネルにおいて、前記液晶層の誘電率異方性（Δε）は１０以上が好ましい。
【００２４】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記−ＯＣＦ２−を２つ以上含むものが好ましい。
【００２５】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記シアノ基と、前記炭素−炭素三重結合とを含むものが好ましい。
【００２６】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記シアノ基と、前記複素環とを含むものが好ましい。
【００２７】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記複素環と、前記炭素−炭素三重結合とを含むものが好ましい。
【００２８】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記トリフルオロメチル基と、前記炭素−炭素三重結合とを含むものが好ましい。
【００２９】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記炭素−炭素三重結合と、前記−ＯＣＦ２−とを含むものが好ましい。
【００３０】
大きな誘電率異方性（Δε）と良好な信頼性の観点から、前記液晶パネルにおいて、前記液晶化合物は、一分子中に、前記トリフルオロメチル基と、前記−ＯＣＦ２−とを含むものが好ましい。
【００３１】
また、本発明に係る走査アンテナは、前記何れかに記載の液晶パネルを備え、前記液晶パネルの前記第１基板は、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板に支持された複数のＴＦＴ及び前記ＴＦＴに電気的に接続された複数のパッチ電極と、前記ＴＦＴ及び前記パッチ電極を覆う形で配され、前記配向膜からなる第１配向膜とを有するＴＦＴ基板からなり、前記液晶パネルの前記第２基板は、第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板に支持され複数のスロットを含むスロット電極と、前記スロット電極を覆う形で配され、前記配向膜からなる第２配向膜とを有するスロット基板からなり、前記液晶パネルの前記液晶層は、前記第１配向膜及び前記第２配向膜が互いに対向する前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に介在され、前記スロット電極が形成されていない前記第２誘電体基板の反対面に、誘電体層を介して対向するように配される反射導電板を備える。
【００３２】
（発明の効果）
本発明によれば、耐熱性に優れる液晶パネル、及び走査アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】液晶デバイスが備える液晶パネルの構成を模式的に表した断面図
【図２】一実施形態に係る走査アンテナの一部を模式的に表した断面図
【図３】走査アンテナが備えるＴＦＴ基板を模式的に表した平面図
【図４】走査アンテナが備えるスロット基板を模式的に表した平面図
【図５】ＴＦＴ基板のアンテナ単位領域を模式的に表した断面図
【図６】ＴＦＴ基板のアンテナ単位領域を模式的に表した平面図
【図７】スロット基板のアンテナ単位領域を模式的に表した断面図
【図８】走査アンテナのアンテナ単位を構成するＴＦＴ基板、液晶層及びスロット基板を模式的に表した断面図
【図９】電圧を印加していない状態の液晶レンズの構成を模式的に表した断面図
【図１０】十分な電圧を印加して液晶化合物をスイッチングさせた状態の液晶レンズの構成を模式的に表した断面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
〔液晶パネル〕
図１は、液晶デバイスが備える液晶パネルＰの構成を模式的に表した断面図である。液晶パネルＰは、液晶層ＬＣと、液晶層ＬＣを挟みつつ、各々の液晶層ＬＣ側の表面、又は何れか一方の液晶層ＬＣ側の表面に、液晶用配向剤を利用して形成された配向膜Ｍを含む一対の第１基板１００及び第２基板２００とを備えている。なお、図１には、第１基板１００の表面、及び第２基板２００の表面に、それぞれ配向膜Ｍ，Ｍが形成されている。
【００３５】
第１基板１００は、第１電極（不図示）等を支持する第１支持基板１１０を備えており、第１電極等を覆う形で、配向膜Ｍが形成されている。また、第２基板２００は、第２電極（不図示）等を支持する第２支持基板２２０を備えており、第２電極等を覆う形で、配向膜Ｍが形成されている。なお、他の場合においては、第１電極及び第２電極は、第１基板１００又は第２基板２００の何れか一方に形成されてもよい。
【００３６】
液晶パネルＰで利用される液晶ＬＣは、例えば、極性の高い液晶化合物（誘電率異方性の高い液晶化合物）から構成される。配向膜Ｍは、液晶層を構成する液晶化合物（液晶分子）を所定方向に配向させる機能を有する高分子膜からなる。液晶パネルＰにおいて、配向膜Ｍは、液晶層ＬＣに常時、接触した状態となっている。
【００３７】
ここで、液晶パネルＰで使用される液晶層（液晶化合物）ＬＣ及び配向膜Ｍは、高温条件下（例えば、８５〜９５℃）でも、液晶層中で液晶分子の配向不良や、結晶等が発生しないように、後述する第１の態様、第２の態様及び第３の態様で示される組み合わせで使用される。以下、液晶層（液晶化合物）と配向膜の組み合わせに係る第１の態様、第２の態様及び第３の態様について、順次説明する。
【００３８】
〔第１の態様〕
（配向膜）
第１の態様の配向膜としては、（ａ）カルボキシル基を有するカルボキシル基含有ポリマー（以下、「カルボキシル基含有ポリマー」と称する）を含むものであっても良いし、（ｂ）カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有ポリマー（以下、「カルボキシル基非含有ポリマー」と称する）を含むものであってもよい。
【００３９】
＜（ａ）カルボキシル基含有ポリマー＞
カルボキシル基含有ポリマーは、配向膜として利用可能なポリマーであり、後述する所定の有機溶剤に対して溶解性を示し、かつ官能基としてカルボキシル基を含有するポリマーであれば特に制限はない。このようなカルボキシル基含有ポリマーとしては、例えば、ポリアミック酸が挙げられる。
【００４０】
ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とがアミド結合したポリマーである。ポリアミック酸としては、特に制限はないが、例えば、下記化学式（１）で表されるものが挙げられる。
【００４１】
【化１】
0006603806.tif 000002
【００４２】
化学式（１）中のｐは、任意の自然数である。また、化学式（１）中、Ｘが光官能基を有する場合、Ｘは下記化学式（２−１）〜（２−４）で表される構造を有し、Ｙが光官能基を有する場合、Ｙは下記化学式（３−１）〜（３−８）で表される構造を有し、Ｚが光官能基を有する場合、Ｚは下記化学式（４−１）〜（４−５）で表される構造を有する。なお、主鎖型のポリアミック酸の場合、Ｚはない。
【００４３】
【化２】
0006603806.tif 000003
【００４４】
【化３】
0006603806.tif 000004
【００４５】
【化４】
0006603806.tif 000005
【００４６】
上記化学式（１）において、Ｘが光官能基を有する場合、上記のように、Ｘは、アゾベンゼン基、トラン基、スチルベン基、カルコン基の何れかを含む構造を備えている。また、上記化学式（１）において、Ｙが光官能基を有する場合、上記のように、Ｙは、アゾベンゼン基、トラン基、スチルベン基、カルコン基の何れかを含む構造を備えている。また、上記化学式（１）において、Ｚ（側鎖）が光官能基を有する場合、上記のように、Ｚは、シンナメート基を含む構造を備えている。
【００４７】
なお、上記化学式（１）で表されるポリマーの具体的な構造は、液晶化合物を配向させる方向（例えば、水平配向、垂直配向）等に応じて、適宜、選択される。
【００４８】
上記化学式（１）において、Ｘが光官能基以外の構造を有する場合、Ｘの構造としては特に制限されないが、例えば、下記化学式（５−１）〜化学式（５−７）で表される構造が挙げられる。
【００４９】
【化５】
0006603806.tif 000006
【００５０】
また、上記化学式（１）において、Ｙが光官能基以外の構造を有する場合、Ｙの構造としては特に制限されないが、例えば、下記化学式（６−１）〜化学式（６−９）で表される構造が挙げられる。
【００５１】
【化６】
0006603806.tif 000007
【００５２】
また、上記化学式（１）において、Ｚが光官能基以外の構造を有する場合、Ｚの構造としては、本発明の目的を損なわない限り、特に制限されない。
【００５３】
なお、ポリアミック酸は、光官能基を備えていなくてもよい。ポリアミック酸の重合方法は、特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
【００５４】
また、他のカルボキシル基含有ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基を有するカルボキシル基含有アクリル系ポリマー（以下、「カルボキシル基含有アクリル系ポリマー」と称する）が挙げられる。
【００５５】
カルボキシル基含有アクリル系ポリマーは、官能基としてカルボキシル基を含有するアクリル系ポリマーである。
【００５６】
このようなカルボキシル基含有アクリル系ポリマーは、例えば、アクリル系モノマーと、カルボキシル基含有モノマーとの共重合体からなる。
【００５７】
上記アクリル系モノマーとしては、例えば、アルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート（以下、単に「アルキル（メタ）アクリレート」と称する）、光反応性の官能基（光官能基）を有する（メタ）アクリレート（以下、単に「光反応性（メタ）アクリレート」と称する）等が挙げられる。なお、本願明細書において、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及び／又は「メタクリル」（「アクリル」及び「メタクリル」のうち、何れか一方又は両方）を意味する。また、本明細書において、「光官能基」は、液晶化合物を配向制御する特性を光照射によって発現する官能基である。
【００５８】
上記アルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、下記化学式（７）で表される化合物を用いることができる。
【００５９】
【化７】
0006603806.tif 000008
【００６０】
上記化学式（７）中のＲ１は、水素原子又はメチル基である。また、Ｒ２は、炭素数が１〜１８の直線状又は分岐鎖状のアルキル基である。なお、Ｒ２としては、炭素数が１〜１０の直線状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数が１〜８の直線状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましい。
【００６１】
なお、アルキル（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｓ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート（ラウリル（メタ）アクリレート）、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート（ステアリル（メタ）アクリレート）、イソステアリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、単独で、又は２種以上組み合わせて用いられてもよい。
【００６２】
また、光反応性（メタ）アクリレートとしては、例えば、下記化学式（８）で表される化合物を用いることができる。
【００６３】
【化８】
0006603806.tif 000009
【００６４】
上記化学式（８）中のＲ３は、水素原子又はメチル基である。また、Ｒ４は、スペーサ部であり、単結合又は２価の有機基である。なお、Ｒ４は、必須ではなく無くてもよい。Ｒ５は、修飾基であり、１価の有機基、又は水素原子である。光反応性（メタ）アクリレートは、紫外線等の所定の光を受けると反応し、構造が変化する。
【００６５】
カルボキシル基含有アクリル系ポリマーが、上記化学式（８）等で示される光反応性（メタ）アクリレートに由来する構成単位を含む場合、そのようなアクリル系ポリマーからなる配向膜は、光配向膜として利用することができる。このような光配向膜は、所定の光（例えば、直線偏光紫外線）が特定の方向から照射（光配向処理）されると、液晶層中の液晶化合物を、特定の方向に配向させる機能を発現する。
【００６６】
カルボキシル基含有モノマーは、上記アクリル系モノマーと共重合可能な不飽和二重結合を有し、かつ官能基としてカルボキシル基を有するモノマーである。カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、ケイ皮酸等の不飽和カルボン酸、無水フマル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸無水物等が挙げられる。これらのカルボキシル基含有モノマーは、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられてもよい。
【００６７】
カルボキシル基含有アクリル系ポリマーを重合するためのモノマー組成物において、アクリル系モノマーは、例えば、全モノマー成分のうち、６０〜９９質量％の割合で含まれる。また、カルボキシル基含有モノマーは、前記モノマー組成物において、全モノマー成分のうち、１〜４０質量％の割合で含まれる。
【００６８】
カルボキシル基含有アクリル系ポリマーの重合方法は、公知の方法でよく、例えば、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等を、適宜選択することができる。なお、カルボキシル基含有アクリル系ポリマーの重合に際しては、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤等それぞれの重合方法に応じた適宜な成分が、公知乃至慣用のものの中から適宜選択して使用される。カルボキシル基含有アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はない。
【００６９】
カルボキシル基含有アクリル系ポリマーは、上述したアクリル系モノマーに由来する構成単位、カルボキシル基含有モノマーに由来する構成単位以外に、本発明の目的を損なわない限り、他のモノマーに由来する構成単位を含んでもよい。
【００７０】
なお、本発明の目的を損なわない限り、上記ポリアミック酸、カルボキシル基含有アクリル系ポリマー以外のカルボキシル基含有ポリマーを用いてもよい。
【００７１】
＜（ｂ）カルボキシル基非含有ポリマー＞
カルボキシル基非含有ポリマーは、配向膜として利用可能なポリマーであり、後述する配向剤を調製するために利用される所定の有機溶剤に対して溶解性を示し、官能基としてカルボキシル基を含有しないポリマーであれば特に制限はない。このようなカルボキシル基非含有ポリマーとしては、例えば、ポリイミドが挙げられる。
【００７２】
ポリイミドは、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とがイミド結合したポリマーである。ポリイミドとしては、特に制限はないが、例えば、上記化学式（１）で表されるポリアミック酸をイミド化したものが挙げられる。なお、ポリアミック酸のイミド化は、例えば、ポリアミック酸を高温（例えば、２００〜２５０℃）で加熱処理することによって行われる。また、例えば、無水酢酸等を脱水剤として使用し、ピリジン等を触媒として用いる化学イミド化法を用いてもよい。ポリイミドのイミド化率は、理想的には、１００％が好ましいが、本明細書では、イミド化率が９０％以上であれば、実質的にカルボキシル基が含まれていないものとする。
【００７３】
ポリイミドとしては、後述する溶剤に溶け易い可溶性ポリイミドが好ましい。また、ポリイミドは、光配向膜として利用可能な光官能基を備えてもよいし、備えていなくてもよい。
【００７４】
また、他のカルボキシル基非含有ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有アクリル系ポリマー（以下、「カルボキシル基非含有アクリル系ポリマー」と称する）が挙げられる。
【００７５】
カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーとしては、例えば、アクリル系モノマーの重合体からなる。アクリル系モノマーとしては、例えば、上述したような、アルキル（メタ）アクリレート、光反応性（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７６】
カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーが、光反応性（メタ）アクリレートに由来する構成単位を含む場合、そのようなカルボキシル基非含有アクリル系ポリマーからなる配向膜は、光配向膜として利用することができる。このような光配向膜は、所定の光（例えば、直線偏光紫外線）が特定の方向から照射（光配向処理）されると、液晶層中の液晶化合物を、特定の方向に配向させる機能を発現する。
【００７７】
（メタ）アクリル系ポリマーを配向膜として使用する場合、配向処理の容易さから光官能基を有する（メタ）アクリル系ポリマーが好ましい。何故ならば、（メタ）アクリル系ポリマーは、一般的に膜が柔らかいため、ラビング処理を行うと膜が削れる等の不良が起き易いからである。
【００７８】
カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーを重合するためのモノマー組成物において、アクリル系モノマーは、例えば、全モノマー成分のうち、６０〜１００質量％の割合で含まれる。
【００７９】
カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーの重合方法は、上記カルボキシル基含有アクリル系ポリマーと同様、公知の方法でよく、例えば、懸濁重合、塊状重合、乳化重合等を、適宜選択することができる。また、カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーの重合に際しては、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤等それぞれの重合方法に応じた適宜な成分が、公知乃至慣用のものの中から適宜選択して使用される。カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はない。
【００８０】
カルボキシル基非含有アクリル系ポリマーは、上述したアクリル系モノマーに由来する構成単位以外に、本発明の目的を損なわない限り、他のモノマーに由来する構成単位を含んでもよい。
【００８１】
なお、本発明の目的を損なわない限り、上記ポリイミド、カルボキシル基非含有アクリル系ポリマー以外のカルボキシル基非含有ポリマーを用いてもよい。
【００８２】
配向膜に利用されるポリマー（カルボキシル基含有ポリマー、カルボキシル基非含有ポリマー）は、所定の有機溶剤に溶解されて、流動性を備えた液状又はゾル状の組成物（配向剤）として調製される。前記有機溶剤としては、配向膜に利用されるポリマーを溶解可能であり、成膜後に加熱処理等により十分除去可能であれば、特に制限はない。このような有機溶剤としては、例えば、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジエチレングリコールジエチルエーテル（ＤＥＤＥ）、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル（ＤＥＤＭ）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）、ブチルセロソルブ（ＢＣ）、１−ブトキシ−２−プロパノール（ＢＰ）、シクロペンタノン（ＣＰ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１−エチル−２−ピロリドン（ＮＥＰ）等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を組み合わせてもちいてもよい。
【００８３】
上記配向剤を用いて配向膜を形成する方法としては、特に制限はなく、公知の配向膜形成方法を適用できる。例えば、配向剤が、塗布対象物である第１基板１００等の表面に、公知の塗工方法（例えば、スピンコート、インクジェット方式等）を利用して塗工される。塗工後の塗膜は、溶媒の除去や、ポリマーの硬化等を目的として、適宜、加熱される。
【００８４】
配向剤からなる塗膜に対して、配向処理が施されると、液晶化合物を所定方向に配向させる機能が発現し、前記塗膜が配向膜となる。配向処理としては、特に制限はなく、ラビング処理を行ってもよいし、塗膜が光官能基を有するポリマーからなる場合は、所定の方向から光（例えば、直線偏光紫外線）を照射する光配向処理を行ってもよい。
【００８５】
なお、配向膜の厚みは、配向性が十分に得られる３００ｎｍ以下が好ましい。
【００８６】
第１の態様の配向膜は、後述するような、極性の高い液晶化合物の配向制御に好適である。
【００８７】
（液晶層）
第１の態様の液晶層は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を含まない液晶化合物を含む。このような液晶化合物は、後述する走査アンテナ等の動作のために、大きな誘電異方性を発現することができる。しかも、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）のような反応を引き起こさない。また、液晶層は、これらの液晶化合物を含むことで、結晶化、気泡発生、配向変化等の問題を引き起こさず、大きな誘電異方性を得られる。特に、このような液晶化合物を２種類以上（好ましくは、各々５質量％以上）含むことで、信頼性、閾値電圧、弾性定数、ネマチック温度域を、誘電率を損なうことなく調節することができる。
【００８８】
前記複素環としては、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、下記化学式（９−１）〜化学式（９−６）で表される構造が好ましい。
【００８９】
【化９】
0006603806.tif 000010
【００９０】
また、前記液晶化合物は、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも２つを含むことが更に好ましい。
【００９１】
また、前記液晶化合物が末端に有する脂肪族アルキル基は、例えば、炭素数が２〜１０の直鎖状のアルキル基（例えば、エチル基（Ｃ２Ｈ５）、プロピル基（Ｃ３Ｈ７）、ブチル基（Ｃ４Ｈ９）、ペンチル基（Ｃ５Ｈ１１））からなり、一部がエステル基、エーテル基、ケトン基、アミド基、又はアルケニル基で置換されていてもよい。更に水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
【００９２】
また、前記液晶化合物を含む液晶層の誘電率異方性（Δε）は、１０以上であることが好ましく、１５以上であることが更に好ましい。このような液晶層（液晶化合物）は、例えば、後述する走査アンテナや液晶レンズに好適である。
【００９３】
第１の態様で、使用される具体的な液晶化合物としては、例えば、下記化学式（１０−１）〜化学式（１０−５）で表される化合物が挙げられる。
【００９４】
【化１０】
0006603806.tif 000011
【００９５】
少なくとも、シアノ基を含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−１）、化学式（１０−２）の液晶化合物が挙げられる。
【００９６】
少なくとも、複素環を含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−２）の液晶化合物が挙げられる。
【００９７】
少なくとも、−ＯＣＦ２−を含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−３）、化学式（１０−４）、化学式（１０−５）の液晶化合物が挙げられる。
【００９８】
少なくとも、炭素−炭素三重結合を含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−２）、化学式（１０−４）、化学式（１０−５）の液晶化合物が挙げられる。
【００９９】
少なくとも、トリフルオロメチル基を含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−５）の液晶化合物が挙げられる。
【０１００】
一分子中に、−ＯＣＦ２−を２つ以上含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−３）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０１】
一分子中に、シアノ基と、炭素−炭素三重結合とを含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−２）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０２】
一分子中に、シアノ基と、複素環とを含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−２）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０３】
一分子中に、複素環と、炭素−炭素三重結合とを含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−２）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０４】
一分子中に、トリフルオロメチル基と、炭素−炭素三重結合とを含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−４）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０５】
一分子中に、炭素−炭素三重結合と、−ＯＣＦ２−とを含む液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−４）、化学式（１０−５）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０６】
一分子中に、トリフルオロメチル基と、−ＯＣＦ２−とを液晶化合物としては、例えば、上記化学式（１０−４）の液晶化合物が挙げられる。
【０１０７】
第１の態様において、前記液晶化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられてもよい。
【０１０８】
〔第２の態様〕
（配向膜）
第２の態様の配向膜としては、カルボキシル基を有さないカルボキシル基非含有ポリマーを含むものからなる。第２の態様のカルボキシル基非含有ポリマーとしては、上述した第１の態様のカルボキシル基非含有ポリマー（例えば、ポリイミド、カルボキシル基非含有アクリル系ポリマー）を用いることができる。そのため、第２の態様におけるカルボキシル基非含有ポリマーの詳細説明は省略する。
【０１０９】
なお、第２の態様の配向膜も、上記第１の態様の配向膜と同様、カルボキシル基非含有ポリマーを、所定の有機溶剤に溶解した配向剤として調製される。また、配向膜の形成方法等も、第１の態様と同様であり、それらの詳細説明も省略する。
【０１１０】
（液晶層）
第２の態様の液晶層としては、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を含む液晶化合物を含むものからなる。液晶層が、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を含む液晶化合物を備える場合、配向膜中にカルボキシル基が存在すると、そのカルボキシル基からプロトンが遊離し、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）の反応性を高めてしまう。そのため、第２の態様では、上記のように配向膜が、カルボキシル基非含有ポリマーを含むものからなる。つまり、第２の態様では、配向膜中のカルボキシル基を、エステル化、無水物化、イミド化等することで、プロトンの遊離を抑制している。
【０１１１】
なお、熱による基板の反りを抑制するため、配向剤より塗膜を形成し、その塗膜を加熱してイミド化等するよりも、予め化学的にエステル化、無水物化、イミド化等することが好ましい。
【０１１２】
第２の態様において、前記液晶化合物は、更に、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことがこのましい。
【０１１３】
また、第２の態様において、前記液晶化合物を含む液晶層の誘電率異方性（Δε）は、１０以上であることが好ましい。このような液晶層（液晶化合物）は、例えば、後述する走査アンテナや液晶レンズに好適である。
【０１１４】
第２の態様で使用される具体的な液晶化合物としては、例えば、下記化学式（１１−１）で表される化合物が挙げられる。
【０１１５】
【化１１】
0006603806.tif 000012
【０１１６】
更に、第２の態様で使用される具体的な液晶化合物としては、例えば下記化学式（１２−１）〜化学式（１２−４）で示される液晶化合物が挙げられる。
【０１１７】
【化１２】
0006603806.tif 000013
【０１１８】
上記化学式（１２−１）〜化学式（１２−４）において、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、何れも炭素数が２〜５の直鎖状のアルキル基（例えば、エチル基（Ｃ２Ｈ５）、プロピル基（Ｃ３Ｈ７）、ブチル基（Ｃ４Ｈ９）、ペンチル基（Ｃ５Ｈ１１））である。また、上記化学式（１２−１）〜化学式（１２−４）において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９、Ｘ１０、Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３、Ｘ１４及びＸ１５は、互いに独立しており、それらは、Ｈ（水素原子）、Ｆ（フッ素原子）、ＣＨ３（メチル基）及びＣｌ（クロロ基）の何れかである。
【０１１９】
第２の態様において、前記液晶化合物は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いられてもよい。
【０１２０】
〔第３の態様〕
（配向膜）
第３の態様の配向膜としては、ポリイミドと他のポリマーとを混合した混合樹脂を含むものからなる。第３の態様のポリイミドとしては、上述した第１の態様のポリイミドを用いることができる。また、第３の態様の他のポリマーとしては、例えば、ポリアミック酸が挙げられる。ポリアミック酸としては、上述した第１の態様のポリアミック酸を用いることができる。
【０１２１】
ポリイミドとポリアミック酸とを混合する方法としては、例えば、第１の態様で例示した有機溶剤にポリイミド及びポリアミック酸を溶解する方法が挙げられる。なお、ポリイミド及びポリアミック酸の混合溶液は、配向膜を形成するための配向剤として利用される。
【０１２２】
ポリイミドと他のポリマー（例えば、ポリアミック酸）との混合比率は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はない。なお、配向膜に占めるポリイミドの割合は、１０質量％以上が好ましい。混合樹脂では、ポリイミドと他のポリマーの表面エネルギー差や分子量の差によって相分離し、成膜後の配向膜表面において、ポリイミドが大きな割合（例えば、５０％以上）を占めることが好ましい。
【０１２３】
また、他のポリマーとして、ポリアミック酸を使用した場合、少量のポリアミック酸が配向膜表面に存在することで、水分や不純物を効率的にトラップ（捕捉）することが可能となり、液晶化合物の反応を阻害する効果があることを見出した。また、ポリイミドは、溶剤に対する溶解性が低いため、ポリアミック酸とのブレンドによって溶解性が改善されつつ、相分離によって液晶と接する配向膜表面は、ポリイミドが大きな割合を占めることによって、本発明を効果的に実現することができる。
【０１２４】
第３の態様における配向膜の形成方法等は、ポリイミド及びポリアミック酸の混合溶液からなる配向剤を利用すること以外は、第１の態様と同様である。
【０１２５】
（液晶層）
第３の態様の液晶層としては、第２の態様と同様、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を含む液晶化合物を含むものであってもよいし、第１の態様と同様、シアノ基、複素環、−ＯＣＦ２−、炭素−炭素三重結合及びトリフルオロメチル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、末端に脂肪族アルキル基を有し、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を含まない液晶化合物を含むものであってもよい。
【０１２６】
つまり、第３の態様の液晶層としては、第１の態様で例示した液晶層であってもよいし、第２の態様で例示した液晶層であってもよい。そのため、第３の態様の液晶層の詳細説明は省略する。なお、第３の態様の液晶層も、誘電率異方性（Δε）が１０以上であることが好ましい。このような液晶層（液晶化合物）は、例えば、後述する走査アンテナや液晶レンズに好適である。
【０１２７】
以上のような、第１の態様〜第３の態様の液晶層及び配向膜の組み合わせが適用される液晶パネルＰを備えた液晶デバイスとしては、例えば、液晶を利用した走査アンテナ、光学素子として液晶を利用した液晶レンズ等が挙げられる。次いで、液晶用配向剤が適用される液晶デバイスの具体例として、走査アンテナについて説明する。
【０１２８】
〔走査アンテナの基本構造〕
走査アンテナは、ビーム方向を変更可能なビーム走査機能を備えており、液晶材料の大きな誘電率ｍ（εｍ）の異方性（複屈折率）を利用した複数のアンテナ単位を備えた構造を有する。走査アンテナは、各アンテナ単位の液晶層に印加する電圧を制御し、各アンテナ単位の液晶層の実効的な誘電率ｍ（εｍ）を変化させることで、静電容量の異なる複数のアンテナ単位で２次元的なパターンを形成する。なお、液晶材料の誘電率は周波数分散を有するため、本明細書では、マイクロ波の周波数帯における誘電率を、特に「誘電率ｍ（εｍ）」と表記する。
【０１２９】
走査アンテナから出射される、又は走査アンテナによって受信される電磁波（例えば、マイクロ波）には、各アンテナ単位の静電容量に応じた位相差が与えられ、静電容量の異なる複数のアンテナ単位によって形成された２次元的なパターンに応じて、特定の方向に強い指向性を有することになる（ビーム走査）。例えば、走査アンテナから出射される電磁波は、入力電磁波が各アンテナ単位に入射し、各アンテナ単位で散乱された結果得られる球面波を、各アンテナ単位によって与えられる位相差を考慮して積分することによって得られる。
【０１３０】
ここで、一実施形態に係る走査アンテナの基本構造を、図２等を参照しつつ説明する。図２は、一実施形態に係る走査アンテナ１０００の一部を模式的に表した断面図である。本実施形態の走査アンテナ１０００は、スロット５７が同心円状に配列されたラジアルインラインスロットアンテナである。図２には、同心円状に配列されたスロットの中心近傍に設けられた給電ピン７２から半径方向に沿った断面の一部が模式的に示されている。なお、他の実施形態では、スロットの配列が公知の種々の配列（例えば、螺旋状、マトリクス状）であってもよい。
【０１３１】
走査アンテナ１０００は、主として、ＴＦＴ基板１０１（第１基板１００の一例）と、スロット基板２０１（第２基板２００の一例）と、これらの間に配される液晶層ＬＣ１（液晶層ＬＣの一例）と、反射導電板６５とを備えている。走査アンテナ１０００は、ＴＦＴ基板１０１側からマイクロ波を送受信する構成となっている。ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１は、液晶層ＬＣ１を挟んで互いに対向する形で配置されている。
【０１３２】
ＴＦＴ基板１０１は、ガラス基板等の誘電体基板（第１誘電体基板、第１支持基板の一例）１と、誘電体基板１の液晶層ＬＣ１側に形成された複数のパッチ電極１５及び複数のＴＦＴ（thin film transistor）１０と、液晶層ＬＣ１側の最表面に形成された配向膜Ｍ１（配向膜Ｍの一例、第１配向膜）とを備えている。各ＴＦＴ１０には、図２で図示されないゲートバスライン及びソースバスラインが接続されている。
【０１３３】
スロット基板２０１は、ガラス基板等の誘電体基板（第２誘電体基板、第２支持基板の一例）５１と、誘電体基板５１の液晶層ＬＣ１側に形成されたスロット電極５５と、液晶層ＬＣ１側の最表面に形成された配向膜Ｍ２（配向膜Ｍの一例、第２配向膜）とを備えている。スロット電極５５は、複数のスロット５７を備えている。
【０１３４】
ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１に使用される誘電体基板１，５１としては、マイクロ波に対する誘電損失が小さいことが好ましく、ガラス基板以外にプラスチック基板を利用することができる。誘電体基板１，５１の厚みは、特に制限はないが、例えば、４００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がより好ましい。なお、誘電体基板１，５１の厚みの下限は、特に制限はなく、製造プロセス等において耐え得る強度を備えるものであればよい。
【０１３５】
反射導電板６５は、スロット基板２０１に対して空気層５４を介して対向する形で配されている。なお、他の実施形態においては、空気層５４に代えて、マイクロ波に対する誘電率ｍが小さい誘電体（例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂）で形成される層を用いてもよい。本実施形態の走査アンテナ１０００において、スロット電極５５と、反射導電板６５と、これらの間の誘電体基板５１及び空気層５４が導波路３０１として機能する。
【０１３６】
パッチ電極１５と、スロット５７を含むスロット電極５５の部分（以下、「スロット電極単位５７Ｕ」と称する場合がある）と、これらの間の液晶層ＬＣ１とがアンテナ単位Ｕを構成する。各々のアンテナ単位Ｕにおいて、１つの島状のパッチ電極１５が、１つの孔状のスロット５７（スロット電極単位５７Ｕ）と対向するように液晶層ＬＣ１を介して対向しており、それぞれ液晶容量が構成される。本実施形態の走査アンテナ１０００では、複数のアンテナ単位Ｕが同心円状に配列されている。なお、アンテナ単位Ｕは、液晶容量と電気的に並列に接続された補助容量を備えている。
【０１３７】
スロット電極５５は、各スロット電極単位５７Ｕにおいてアンテナ単位Ｕを構成すると共に、導波路３０１の壁としても機能する。そのためスロット電極５５には、マイクロ波の透過を抑制する機能が必要であり、比較的厚みのある金属層から構成される。このような金属層としては、例えば、Ｃｕ層、Ａｌ層等が挙げられる。例えば、１０ＧＨｚのマイクロ波を１／１５０まで低減するためには、Ｃｕ層の厚みは３．３μｍ以上に設定され、Ａｌ層の厚みは４．０μｍ以上に設定される。また、３０ＧＨｚのマイクロ波を１／１５０まで低減するためには、Ｃｕ層の厚みは１．９μｍ以上に設定され、Ａｌ層の厚みは２．３μｍ以上に設定される。スロット電極５５を構成する金属層の厚みの上限については、特に制限はないものの、後述するように配向膜Ｍ２の形成を考慮すると、薄ければ薄い方が好ましいと言える。なお、金属層として、Ｃｕ層を用いると、Ａｌ層よりも薄くできるという利点を有する。スロット電極５５の形成方法としては、従来の液晶表示装置の技術で利用される薄膜堆積法や、金属箔（例えば、Ｃｕ箔、Ａｌ箔）を基板上に貼り付ける等の他の方法が用いられてもよい。金属層の厚みは、例えば、２μｍ以上３０μｍ以下に設定される。また、薄膜堆積法を用いて金属層を形成する場合、金属層の厚みは例えば、５μｍ以下に設定される。反射導電板６５は、例えば厚みが数ｍｍのアルミニウム板、銅板等を用いることができる。
【０１３８】
パッチ電極１５は、スロット電極５５のように導波路３０１を構成するものではないため、スロット電極５５よりも厚みの小さい金属層によって構成される。なお、スロット電極５５のスロット５７付近の自由電子の振動がパッチ電極１５内の自由電子の振動を誘起する際に熱に変わるロスを避けるために、抵抗が低い方が好ましい。量産性等の観点からは、Ｃｕ層よりもＡｌ層を用いることが好ましく、Ａｌ層の厚みは例えば、０．５μｍ以上２μｍ以下が好ましい。
【０１３９】
アンテナ単位Ｕの配列ピッチは、マイクロ波の波長をλとすると、例えば、λ／４以下、及び／又はλ／５以下に設定される。波長λは、例えば２５ｍｍであり、その場合の配列ピッチは、例えば、６．２５ｍｍ以下、及び／又は５ｍｍ以下に設定される。
【０１４０】
走査アンテナ１０００は、アンテナ単位Ｕが有する液晶容量の静電容量値を変化させることによって、各パッチ電極１５から励振（再輻射）されるマイクロ波の位相を変化させる。したがって、液晶層ＬＣ１としては、マイクロ波に対する誘電率ｍ（εｍ）の異方性（Δεｍ）が大きいことが好ましく、またｔａｎδｍ（マイクロ波に対する誘電正接）は小さいことが好ましい。例えば、M. Wittek et al., SID 2015 DIGESTpp.824-826に記載のΔεｍが４以上で、ｔａｎδＭが０．０２以下（いずれも１９Ｇｚの値）の液晶材料を好適に用いることができる。この他、九鬼、高分子５５巻８月号pp.599-602(2006)に記載のΔεｍが０．４以上、ｔａｎδｍが０．０４以下の液晶材料を用いることができる。
【０１４１】
液晶材料の誘電率は一般的に周波数分散を有するものの、マイクロ波に対する誘電異方性Δεｍは、可視光に対する屈折率異方性Δｎと正の相関がある。そのため、マイクロ波に対するアンテナ単位用の液晶材料は、可視光に対する屈折率異方性Δｎが大きい材料が好ましいと言える。ここで５５０ｎｍの光に対するΔｎ（複屈折率）を指標に用いると、Δｎが０．３以上、好ましくは０．４以上のネマチック液晶が、マイクロ波に対するアンテナ単位用に用いられる。Δｎの上限は特に制限はない。液晶層ＬＣ１の厚みは、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下に設定される。
【０１４２】
図３は、走査アンテナ１０００が備えるＴＦＴ基板１０１を模式的に表した平面図であり、図４は、走査アンテナ１０００が備えるスロット基板２０１を模式的に表した平面図である。なお、アンテナ単位Ｕに対応するＴＦＴ基板１０１の領域、及びスロット基板２０１の領域を、説明の便宜上、共に「アンテナ単位領域」と称し、アンテナ単位と同じ参照符号を、それらの参照符号とする。また、図３及び図４に示されるように、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１において、２次元的に配列された複数のアンテナ単位領域Ｕによって画定される領域を「送受信領域Ｒ１」と称し、送受信領域Ｒ１以外の領域を「非送受信領域Ｒ２」と称する。非送受信領域Ｒ２には、端子部、駆動回路等が配設されている。
【０１４３】
送受信領域Ｒ１は、平面視した際、円環状をなしている。非送受信領域Ｒ２は、送受信領域Ｒ１の中心部に位置する第１非送受信領域Ｒ２ａと、送受信領域Ｒ１の周縁に配される第２非送受信領域Ｒ２ｂとを含んでいる。送受信領域Ｒ１の外径は、例えば２００ｍｍ以上１，５００ｍｍ以下であり、通信量等に応じて適宜、設定される。
【０１４４】
ＴＦＴ基板１０１の送受信領域Ｒ１には、誘電体基板１に支持された複数のゲートバスラインＧＬ及び複数のソースバスラインＳＬが設けられており、これらの配線を利用して各アンテナ単位領域Ｕの駆動が制御される。各々のアンテナ単位領域Ｕは、ＴＦＴ１０と、ＴＦＴ１０に電気的に接続されたパッチ電極１５とを含んでいる。ＴＦＴ１０のソース電極はソースバスラインＳＬに電気的に接続され、ゲート電極はゲートバスラインＧＬに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ１０のドレイン電極は、パッチ電極１５と電気的に接続されている。
【０１４５】
非送受信領域Ｒ２（第１非送受信領域Ｒ２ａ、第２非送受信領域Ｒ２ｂ）には、送受信領域Ｒ１を取り囲むようにシール材（不図示）が形成されたシール領域Ｒｓが配設されている。シール材は、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１を互いに接着させると共に、これらの基板１０１，２０１間で液晶材料（液晶層ＬＣ１）を封止する機能等を有する。
【０１４６】
非送受信領域Ｒ２のうち、シール領域Ｒ２の外側には、ゲート端子部ＧＴ、ゲートドライバＧＤ、ソース端子部ＳＴ及びソースドライバＳＤが配設されている。各々のゲートバスラインＧＬは、ゲート端子部ＧＴを介してゲートドライバＧＤに接続されており、また、各々のソースバスラインＳＬは、ソース端子部ＳＴを介してソースドライバＳＤに接続されている。なお、本実施形態では、ソースドライバＳＤ及びゲートドライバＧＤの双方が、ＴＦＴ基板１０１の誘電体基板１上に形成されているが、これらのドライバの一方又は双方は、スロット基板２０１の誘電体基板５１上に形成されてもよい。
【０１４７】
また、非送受信領域Ｒ２には複数のトランスファー端子部ＰＴが設けられている。トランスファー端子部ＰＴは、スロット基板２０１のスロット電極５５と電気的に接続されている。本実施形態では、第１非送受信領域Ｒ２ａ及び第２非送受信領域Ｒ２ｂの双方に、トランスファー端子部ＰＴが配設されている。他の実施形態においては、何れか一方の領域のみにトランスファー端子部ＰＴが配設される構成であってもよい。また、本実施形態の場合、トランスファー端子部ＰＴは、シール領域Ｒｓ内に配設されている。そのため、シール材として、導電性粒子（導電性ビーズ）を含有する導電性樹脂が用いられる。
【０１４８】
図４に示されるように、スロット基板２０１では、誘電体基板５１上にスロット電極５５が、送受信領域Ｒ１及び非送受信領域Ｒ２に亘って形成されている。なお、図４には、液晶層ＬＣ１側から見たスロット基板２０１の表面が示されており、説明の便宜上、最表面に形成されている配向膜Ｍ２が取り除かれている。
【０１４９】
スロット基板２０１の送受信領域Ｒ１において、スロット電極５５には複数のスロット５７が配設されている。これらのスロット５７は、ＴＦＴ基板１０１のアンテナ単位領域Ｕにそれぞれ１つずつ割り当てられている。本実施形態の場合、複数のスロット５７は、ラジアルインラインスロットアンテナを構成するように、互いに概ね直交する方向に延びる一対のスロット５７が同心円状に配置されている。このような一対のスロット５７を有するため、走査アンテナ１０００は、円偏波を送受信することができる。
【０１５０】
スロット基板２０１における非送受信領域Ｒ２には、スロット電極５５の端子部ＩＴが複数設けられている。端子部ＩＴは、ＴＦＴ基板１０１のトランスファー端子部ＰＴと電気的に接続される。本実施形態の場合、端子部ＩＴは、シール領域Ｒｓ内に配設されており、上述したように、導電性粒子（導電性ビーズ）を含む導電性樹脂からなるシール材によって対応するトランスファー端子部ＰＴと電気的に接続される。
【０１５１】
また、第１非送受信領域Ｒ２ａには、スロット５７がなす同心円の中心に配置する形で、給電ピン７２が設けられている。この給電ピン７２によって、スロット電極５５、反射導電板６５及び誘電体基板５１で構成された導波路３０１にマイクロ波が供給される。なお、給電ピン７２は、給電装置７０に接続されている。なお、給電方式としては、直結給電方式及び電磁結合方式の何れであってもよく、公知の給電構造を採用することができる。
【０１５２】
以下、ＴＦＴ基板１０１、スロット基板２０１及び導波路３０１について、詳細に説明する。
【０１５３】
（ＴＦＴ基板１０１の構造）
図５は、ＴＦＴ基板１０１のアンテナ単位領域Ｕを模式的に表した断面図であり、図６は、ＴＦＴ基板１０１のアンテナ単位領域Ｕを模式的に表した平面図である。図５及び図６には、それぞれ送受信領域Ｒ１の一部の断面構成が示されている。
【０１５４】
ＴＦＴ基板１０１の各々のアンテナ単位領域Ｕは、誘電体基板（第１誘電体基板）１と、誘電体基板１に支持されたＴＦＴ１０と、ＴＦＴ１０を覆う第１絶縁層１１と、第１絶縁層１１上に形成されＴＦＴ１０に電気的に接続されたパッチ電極１５と、パッチ電極１５を覆う第２絶縁層１７と、第２絶縁層１７を覆う配向膜Ｍ１とをそれぞれ備えている。
【０１５５】
ＴＦＴ１０は、ゲート電極３、島状の半導体層５、ゲート電極３と半導体層５との間に配されるゲート絶縁層４、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄを備える。本実施形態のＴＦＴ１０は、ボトムゲート構造を有するチャネルエッチ型である。なお、他の実施形態においては、他の構造のＴＦＴであってもよい。
【０１５６】
ゲート電極３は、ゲートバスラインＧＬに電気的に接続されており、ゲートバスラインＧＬから走査信号が供給される。ソース電極７Ｓは、ソースバスラインＳＬに電気的に接続されており、ソースバスラインＳＬからデータ信号が供給される。ゲート電極３及びゲートバスラインＧＬは、同じ導電膜（ゲート用導電膜）から形成されてもよい。また、ソース電極７Ｓ、ドレイン電極７Ｄ及びソースバスラインＳＬは同じ導電膜（ソース用導電膜）から形成されてもよい。ゲート用導電膜及びソース用導電膜は、例えば、金属膜からなる。なお、ゲート用導電膜を用いて形成された層を「ゲートメタル層」と称し、ソース用導電膜を用いて形成された層を「ソースメタル層」と称する場合がある。
【０１５７】
半導体層５は、ゲート絶縁層４を介してゲート電極３と重なるように配置されている。図５に示されるように、半導体層５上に、ソースコンタクト層６Ｓ及びドレインコンタクト層６Ｄが形成されている。ソースコンタクト層６Ｓ及びドレインコンタクト層６Ｄは、それぞれ、半導体層５のうちチャネルが形成される領域（チャネル領域）の両側に対峙する形で配置されている。本実施形態の場合、半導体層５は真性アモルファスシリコン（ｉ−ａ−Ｓｉ）層かなり、ソースコンタクト層６Ｓ及びドレインコンタクト層６Ｄはｎ+型アモルファスシリコン（ｎ+−ａ−Ｓｉ）層からなる。なお、他の実施形態においては、半導体層５を、ポリシリコン層、酸化物半導体層等から構成してもよい。
【０１５８】
ソース電極７Ｓは、ソースコンタクト層６Ｓに接するように設けられ、ソースコンタクト層６Ｓを介して半導体層５に接続されている。ドレイン電極７Ｄは、ドレインコンタクト層６Ｄに接するように設けられ、ドレインコンタクト層６Ｄを介して半導体層５に接続されている。
【０１５９】
第１絶縁層１１は、ＴＦＴ１０のドレイン電極７Ｄに達するコンタクトホールＣＨ１を備えている。
【０１６０】
パッチ電極１５は、第１絶縁層１１上及びコンタクトホールＣＨ１内に設けられており、コンタクトホールＣＨ１内でドレイン電極７Ｄと接している。パッチ電極１５は、主として、金属層から構成される。なお、パッチ電極１５は、金属層のみから形成された金属電極であってもよい。パッチ電極１５の材料は、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄと同じであってもよい。パッチ電極１５における金属層の厚み（パッチ電極１５が金属電極の場合は、パッチ電極１５の厚み）は、ソース電極７Ｓ及びドレイン電極７Ｄの厚みと同じであってもよいが、それらよりも大きい方が好ましい。パッチ電極１５の厚みが大きいと、電磁波の透過率が低く抑えられ、パッチ電極のシート抵抗が低減し、パッチ電極内の自由電子の振動が熱に変わるロスが低減する。
【０１６１】
また、ゲートバスラインＧＬと同じ導電膜を用いて、ＣＳバスラインＣＬが設けられてもよい。ＣＳバスラインＣＬは、ゲート絶縁層４を介してドレイン電極７Ｄ（又はドレイン電極７Ｄの延長部分）と重なるように配置され、ゲート絶縁層４を誘電体層とする補助容量ＣＳを構成してもよい。
【０１６２】
本実施形態では、ソースメタル層とは異なる層内にパッチ電極１５が形成されている。そのため、ソースメタル層の厚みとパッチ電極１５の厚みとを互いに独立して制御できる構成となっている。
【０１６３】
パッチ電極１５は、主層としてＣｕ層又はＡｌ層を含んでもよい。走査アンテナの性能はパッチ電極１５の電気抵抗と相関があり、主層の厚みは、所望の抵抗が得られるように設定される。パッチ電極１５は、電子の振動を阻害しない程度に低抵抗であることが好ましい。パッチ電極１５における金属層の厚みは、Ａｌ層で形成する場合、例えば０．５μｍ以上に設定される。
【０１６４】
配向膜Ｍ１は、上述した液晶用配向剤を用いて形成される。
【０１６５】
ＴＦＴ基板１０１は、例えば、以下に示される方法で製造される。先ず、誘電体基板１を用意する。誘電体基板１としては、例えば、ガラス基板、耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。そのような誘電体基板１上に、ゲート電極３及びゲートバスラインＧＬを含むゲートメタル層を形成する。
【０１６６】
ゲート電極３は、ゲートバスラインＧＬと一体的に形成され得る。ここでは、誘電体基板１上に、スパッタ法等によって、ゲート用導電膜（厚み：例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下）を形成する。次いで、ゲート用導電膜をパターニングすることによって、ゲート電極３及びゲートバスラインＧＬが形成される。ゲート用導電膜の材料は特に限定されないが、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を含む膜を適宜用いることができる。ここでは、ゲート用導電膜として、ＭｏＮ（厚み：例えば５０ｎｍ）、Ａｌ（厚み：例えば２００ｎｍ）及びＭｏＮ（厚み：例えば５０ｎｍ）をこの順で積層した積層膜を形成する。
【０１６７】
次いで、ゲートメタル層を覆うようにゲート絶縁層４を形成する。ゲート絶縁層４は、ＣＶＤ法等によって形成され得る。ゲート絶縁層４としては、酸化珪素（ＳｉＯ２）層、 窒化珪素（ＳｉＮｘ）層、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）層、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）層等を適宜用いることができる。ゲート絶縁層４は積層構造を有していてもよい。ここでは、ゲート絶縁層４として、ＳｉＮｘ層（厚み：例えば４１０ｎｍ）を形成する。
【０１６８】
次いで、ゲート絶縁層４上に半導体層５及びコンタクト層を形成する。ここでは、真性アモルファスシリコン膜（厚み：例えば１２５ｎｍ）及びｎ+型アモルファスシリコン膜（厚み：例えば６５ｎｍ）をこの順で形成し、パターニングすることにより、島状の半導体層５及びコンタクト層を得る。なお、半導体層５に用いる半導体膜はアモルファスシリコン膜に限定されない。例えば、半導体層５として酸化物半導体層を形成してもよい。この場合には、半導体層５とソース・ドレイン電極との間にコンタクト層を設けなくてもよい。
【０１６９】
次いで、ゲート絶縁層４上及びコンタクト層上にソース用導電膜（厚み：例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下）を形成し、これをパターニングすることによって、ソース電極７Ｓ、ドレイン電極７Ｄ及びソースバスラインＳＬを含むソースメタル層を形成する。このとき、コンタクト層もエッチングされ、互いに分離されたソースコンタクト層６Ｓとドレインコンタクト層６Ｄとが形成される。
【０１７０】
ソース用導電膜の材料は特に限定されず、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属またはその合金、若しくはその金属窒化物を含む膜を適宜用いることができる。ここでは、ソース用導電膜として、ＭｏＮ（厚み：例えば３０ｎｍ）、Ａｌ（厚み：例えば２００ｎｍ）及びＭｏＮ（厚み：例えば５０ｎｍ）をこの順で積層した積層膜を形成する。
【０１７１】
ここでは、例えば、スパッタ法でソース用導電膜を形成し、ウェットエッチングによりソース用導電膜のパターニング（ソース・ドレイン分離）を行う。この後、例えばドライエッチングにより、コンタクト層のうち、半導体層５のチャネル領域となる領域上に位置する部分を除去してギャップ部を形成し、ソースコンタクト層６Ｓ及びドレインコンタクト層６Ｄとに分離する。このとき、ギャップ部において、半導体層５の表面近傍もエッチングされる（オーバーエッチング）。
【０１７２】
次に、ＴＦＴ１０を覆うように第１絶縁層１１を形成する。この例では、第１絶縁層１１は、半導体層５のチャネル領域と接するように配置される。また、公知のフォトリソグラフィ技術により、第１絶縁層１１に、ドレイン電極７Ｄに達するコンタクトホールＣＨ１を形成する。
【０１７３】
第１絶縁層１１は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）膜、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）膜等の無機絶縁層であってもよい。ここでは、第１絶縁層１１として、例えばＣＶＤ法により、厚みが例えば３３０ｎｍのＳｉＮｘ層を形成する。
【０１７４】
次いで、第１絶縁層１１上及びコンタクトホールＣＨ１内にパッチ用導電膜を形成し、これをパターニングする。これにより、送受信領域Ｒ１にパッチ電極１５を形成する。なお、非送受信領域Ｒ２には、パッチ電極１５と同じ導電膜（パッチ用導電膜）からなるパッチ接続部を形成する。パッチ電極１５は、コンタクトホールＣＨ１内でドレイン電極７Ｄと接する。
【０１７５】
パッチ用導電膜の材料としては、ゲート用導電膜又はソース用導電膜と同様の材料が用いられ得る。ただし、パッチ用導電膜は、ゲート用導電膜及びソース用導電膜よりも厚くなるように設定されることがこのましい。パッチ用導電膜の好適な厚さは、例えば、１μｍ以上３０μｍ以下である。これよりも薄いと、電磁波の透過率が３０％程度となり、シート抵抗が０．０３Ω／ｓｑ以上となり、ロスが大きくなるという問題が生じる可能性があり、厚いとスロット５７のパターニング性が悪化するという問題が生じる可能性がある。
【０１７６】
ここでは、パッチ用導電膜として、ＭｏＮ（厚み：例えば５０ｎｍ）、Ａｌ（厚み：例えば１０００ｎｍ）及びＭｏＮ（厚み：例えば５０ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（ＭｏＮ／Ａｌ／ＭｏＮ）を形成する。
【０１７７】
次いで、パッチ電極１５及び第１絶縁層１１上に第２絶縁層（厚み：例えば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下）１７を形成する。第２絶縁層１７としては、特に限定されず、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ； ｘ＞ｙ）膜、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）膜等を適宜用いることができる。ここでは、第２絶縁層１７として、例えば厚さ２００ｎｍのＳｉＮｘ層を形成する。
【０１７８】
この後、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、無機絶縁膜（第２絶縁層１７、第１絶縁層１１及びゲート絶縁層４）を一括してエッチングする。エッチングでは、パッチ電極１５、ソースバスラインＳＬ及びゲートバスラインＧＬはエッチストップとして機能する。これにより、第２絶縁層１７、第１絶縁層１１及びゲート絶縁層４にゲートバスラインＧＬに達する第２のコンタクトホールが形成され、第２絶縁層１７及び第１絶縁層１１に、ソースバスラインＳＬに達する第３のコンタクトホールが形成される。また、第２絶縁層１７に、上述したパッチ接続部に達する第４のコンタクトホールが形成される。
【０１７９】
次に、第２絶縁層１７上、第２のコンタクトホール、第３のコンタクトホール、第４のコンタクトホール内に、例えばスパッタ法により導電膜（厚み：５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下）を形成する。導電膜として、例えばＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）膜、ＩＺＯ膜、ＺｎＯ膜（酸化亜鉛膜）等の透明導電膜を用いることができる。ここでは、導電膜として、厚みが例えば１００ｎｍのＩＴＯ膜を用いる。
【０１８０】
次いで、上記透明導電膜をパターニングすることにより、ゲート端子用上部接続部、ソース端子用上部接続部及びトランスファー端子用上部接続部を形成する。ゲート端子用上部接続部、ソース端子用上部接続部及びトランスファー端子用上部接続部は、各端子部で露出した電極又は配線を保護するために用いられる。このようにして、ゲート端子部ＧＴ、ソース端子部ＳＴ及びトランスファー端子部ＰＴが得られる。
【０１８１】
次いで、第２絶縁膜１７等を覆う形で、上述した液晶用配向剤を用いて塗膜を形成し、塗膜を加熱して溶媒を除去した後、前記塗膜に対して所定の配向処理（例えば、光配向処理）を施すことで配向膜Ｍ１が形成される。このようにして、ＴＦＴ基板１０１を製造することがでる。
【０１８２】
（スロット基板２０１の構造）
次いで、スロット基板２０１の構造をより具体的に説明する。図７は、スロット基板２０１のアンテナ単位領域Ｕを模式的に表した断面図である。
【０１８３】
スロット基板２０１は、主として、誘電体基板（第２誘電体基板、第２基板２００の一例）５１と、誘電体基板５１の一方の板面（液晶層側を向く板面、ＴＦＴ基板１０１側を向く板面）５１ａ上に形成されたスロット電極５５と、スロット電極５５を覆う第３絶縁層５８と、第３絶縁層５８を覆う配向膜Ｍ２とを備える。
【０１８４】
スロット基板２０１の送受信領域Ｒ１において、スロット電極５５には複数のスロット５７が形成されている（図４参照）。スロット５７はスロット電極５５を貫通する開口（溝部）である。この例では、各アンテナ単位領域Ｕに１個のスロット５７が割り当てられている。
【０１８５】
スロット電極５５は、Ｃｕ層、Ａｌ層等の主層５５Ｍを含んでいる。スロット電極５５は、主層５５Ｍと、それを挟むように配置された上層５５Ｕ及び下層５５Ｌとを含む積層構造を有していてもよい。主層５５Ｍの厚みは、材料に応じて表皮効果を考慮して設定され、例えば２μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。主層５５Ｍの厚みは、典型的には上層５５Ｕ及び下層５５Ｌの厚さよりも大きく設定される。
【０１８６】
この例では、主層５５ＭはＣｕ層からなり、上層５５Ｕ及び下層５５ＬはＴｉ層からなる。主層５５Ｍと誘電体基板５１との間に下層５５Ｌを配置することにより、スロット電極５５と誘電体基板５１との密着性を向上させることができる。また、上層５５Ｕを設けることにより、主層５５Ｍ（例えばＣｕ層）の腐食を抑制できる。
【０１８７】
第３絶縁層５８は、スロット電極５５上及びスロット５７内に形成されている。第３絶縁層５２の材料としては、特に限定されないが、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）膜、窒化珪 素（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）膜、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）膜等が適宜用いられる。
【０１８８】
配向膜Ｍ２は、ＴＦＴ基板１０１の配向膜Ｍ１と同様、上述した液晶配向剤を利用して形成される。
【０１８９】
なお、スロット基板２０１の非送受信領域Ｒ２には、端子部ＩＴが設けられている（図４参照）。端子部ＩＴは、スロット電極５５の一部と、スロット電極５５の一部を覆う第３絶縁層５８と、上部接続部とを備える。第３絶縁層５８は、スロット電極５５の一部に達する開口（コンタクトホール）を有している。上部接続部は、前記開口内でスロット電極５５の一部に接している。本実施形態において、端子部ＩＴは、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜等の導電層からなり、シール領域Ｒｓ内に配置され、導電性粒子（例えばＡｕビーズ等の導電性ビーズ）を含有するシール樹脂によって、ＴＦＴ基板１０１におけるトランスファー端子部ＰＴと接続される。
【０１９０】
スロット基板２０１は、例えば、以下に示される方法で製造される。先ず、誘電体基板５１を用意する。誘電体基板５１としては、ガラス基板、樹脂基板等の電磁波に対する透過率の高い（誘電率及び誘電損失が小さい）基板を用いることができる。誘電体基板５１は電磁波の減衰を抑制するために厚みが薄い方が好ましい。例えば、ガラス基板の表面に後述するプロセスでスロット電極５５等の構成要素を形成した後、ガラス基板を裏面側から薄板化してもよい。これにより、ガラス基板の厚みを例えば５００μｍ以下に設定できる。なお、一般的にはガラスよりも樹脂の方が誘電率及び誘電損失が小さい。誘電体基板５１が樹脂基板からなる場合、その厚みは、例えば３μｍ以上３００μｍ以下である。樹脂基材の材料としては、ポリイミド等が用いられる。
【０１９１】
誘電体基板５１上に金属膜を形成し、これをパターニングすることによって、複数のスロット５７を有するスロット電極５５が得られる。金属膜としては、厚みが２μｍ以上５μｍ以下のＣｕ膜（又はＡｌ膜）が用いられてもよい。ここでは、Ｔｉ膜、Ｃｕ膜及びＴｉ膜をこの順で積層した積層膜を用いる。
【０１９２】
次いで、スロット電極５５上及びスロット５７内に第３絶縁層（厚み：例えば１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下）５８を形成する。ここでの第３絶縁層５２は、酸化珪素（ＳｉＯ２）膜からなる。
【０１９３】
その後、非送受信領域Ｒ２において、第３絶縁層５８に、スロット電極５５の一部に達する開口（コンタクトホール）を形成する。
【０１９４】
次いで、第３絶縁層５８上、及び第３絶縁層５８の上記開口内に透明導電膜を形成し、これをパターニングすることにより、開口内でスロット電極５５の一部と接する上部接続部が形成され、ＴＦＴ基板１０１のトランスファー端子部ＰＴと接続させるための端子部ＩＴが得られる。
【０１９５】
その後、第３絶縁層５８を覆うように上述した液晶用配向剤を用いて塗膜を形成し、塗膜を加熱して溶媒を除去した後、前記塗膜に対して所定の配向処理（例えば、光配向処理）を施すことで配向膜Ｍ２が形成される。このようにして、スロット基板２０１を製造することがでる。
【０１９６】
（導波路３０１の構成）
導波路３０１は、反射導電板６５が誘電体基板５１を介してスロット電極５５と対向する形で構成されている。反射導電板６５は、誘電体基板５１の裏面と、空気層５４を介する形で対向するように配設される。反射導電板６５は、導波路３０１の壁を構成するので、表皮深さの３倍以上、好ましくは５倍以上の厚みを有することが好ましい。反射導電板６５は、例えば、削り出しによって作製され厚みが数ｍｍのアルミニウム板、銅板等を用いることができる。
【０１９７】
例えば、走査アンテナ１０００が発信する際、導波路３０１は、同心円状に並ぶ複数のアンテナ単位Ｕの中心に配置された給電ピン７２より供給されるマイクロ波を、外側に向けて放射状に広げるように導く。マイクロ波が導波路３０１を移動する際に各アンテナ単位Ｕの各スロット５７で断ち切られることで、所謂スロットアンテナの原理により電界が発生し、その電界の作用により、スロット電極５５に電荷が誘起される（つまり、マイクロ波がスロット電極５５内の自由電子の振動に変換される）。各アンテナ単位Ｕにおいて、液晶の配向制御を通して液晶容量の静電容量値を変化させることで、パッチ電極１５に誘起される自由電子の振動の位相が制御される。パッチ電極１５に電荷が誘起されると電界が発生し（つまり、スロット電極５５内の自由電子の振動が、パッチ電極１５内の自由電子の振動へ移動し）、各アンテナ単位Ｕのパッチ電極１５からＴＦＴ基板１０１の外側に向かってマイクロ波（電波）が発振される。各アンテナ単位Ｕから発振される位相の異なったマイクロ波（電波）が足し合わせられることで、ビームの方位角が制御される。
【０１９８】
なお、他の実施形態においては、導波路を上層と下層とに分かれた２層構造としてもよい。この場合、給電ピンより供給されるマイクロ波は、先ず下層内を中心から外側に向けて放射状に広がるように移動し、その後、下層の外壁部分で上層に立ち上がって上層を外側から中心に集まるように移動する。このような２層構造とすることで、各アンテナ単位Ｕにマイクロ波を均一に行き渡らせ易くなる。
【０１９９】
図８は、走査アンテナ１０００のアンテナ単位Ｕを構成するＴＦＴ基板１０１、液晶層ＬＣ１及びスロット基板２０１を模式的に表した断面図である。図８に示されるように、アンテナ単位Ｕでは、ＴＦＴ基板１０１の島状のパッチ電極１５と、スロット基板２０１のスロット電極５５が備える孔状（溝状）のスロット５７（スロット電極単位５７Ｕ）とが液晶層ＬＣ１を挟む形で対向している。このような走査アンテナ１０００は、液晶層ＬＣ１と、この液晶層ＬＣ１を挟みつつ、各々の液晶層ＬＣ側の表面に、上述した液晶用配向剤を利用して形成された配向膜Ｍ１，Ｍ２を含む一対のＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１とを有する液晶パネルＰ１を備えている。なお、本明細書において、アンテナ単位Ｕは、１つのパッチ電極１５と、そのパッチ電極１５と対応する少なくとも１つのスロット５７が配置されたスロット電極５５（スロット電極単位５７Ｕ）とを含む構成からなる。
【０２００】
（走査アンテナの製造方法）
走査アンテナを製造する際、ＴＦＴ基板１０１と、スロット基板２０１とをシール材を介して互いに貼り合わせると共に、ＴＦＴ基板１０１と、スロット基板２０１との間に液晶層ＬＣ１を封入する工程が行われる。液晶層ＬＣ１を構成する液晶材料（液晶化合物）は液晶滴下注入法（ODF：One Drop Fill）でＴＦＴ基板１０１と、スロット基板２０１との間に封入されてもよいし、真空注入法でＴＦＴ基板１０１と、スロット基板２０１との間に封入されてもよい。このようにして、液晶層ＬＣ１、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１を含む走査アンテナ１００の液晶パネルＰ１が得られる。
【０２０１】
上記のように液晶パネルＰ１を製造した後、適宜、スロット基板２０１（第２誘電体基板５１）の反対面５１ｂに、誘電体層（空気層）５４を介して対向するように反射導電板６５が前記パネル側に組み付けられる。このような工程を経て、本実施形態の走査アンテナが製造される。
【０２０２】
以上のような構成の走査アンテナに、本実施形態の液晶パネルを用いることができる。
【０２０３】
次いで、液晶パネルが適用される液晶デバイスの具体例として、液晶レンズについて説明する。
【０２０４】
〔液晶レンズの基本構造〕
液晶レンズ１０００Ｌは、液晶を用いて光学特性を可変とした液晶光学素子であり、印加する電圧により焦点距離を制御することができる。
【０２０５】
図９は、電圧を印加していない状態の液晶レンズ１０００Ｌの構成を模式的に表した断面図であり、図１０は、十分な電圧を印加して液晶化合物をスイッチングさせた状態の液晶レンズ１０００Ｌの構成を模式的に表した断面図である。なお、説明の便宜上、図９及び図１０には、Ａ領域とＢ領域にのみ液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２が図示される。
【０２０６】
液晶レンズ１０００Ｌは、平坦基板１０１Ｌ（第１基板１００の一例）と、レンズ形状基板２０１Ｌ（第２基板２００の一例）と、それらの間で挟まれる液晶層ＬＣ２（液晶層ＬＣの一例）とを有する液晶レンズ１０００Ｌ用の液晶パネルＰ２を備えている。
【０２０７】
平坦基板１０１Ｌは、第１透明基板１Ｌ（第１支持基板の一例）と、第１透明基板１Ｌ上に形成される透明電極１５Ｌと、透明電極１５Ｌを覆う形で形成される配向膜Ｍ１Ｌ（配向膜の一例）とを備えている。透明電極１５Ｌは、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜からなる。配向膜Ｍ１Ｌは、上述した本実施形態の液晶用配向剤から形成される。具体的には、透明電極１５Ｌを覆う形で、液晶用配向剤を用いて塗膜を形成し、その塗膜を加熱して溶媒を除去した後、前記塗膜に対して所定の配向処理（例えば、直線偏光紫外線を塗膜に対して所定角度から照射する光配向処理）を施すことで配向膜Ｍ１Ｌが形成される。なお、他の実施形態においては、ラビング処理により配向処理を行ってもよい。
【０２０８】
レンズ形状基板２０１Ｌは、第２透明基板５１Ｌ（第２支持基板の一例）と、第２透明基板５１Ｌに形成され、光学構造形状として同心円状に分割された各レンズ面が段差を介して接続された形状のフレネルレンズ構造３１Ｌと、フレネルレンズ構造３１Ｌを覆う形で形成される透明電極５５Ｌと、透明電極５５Ｌを覆う形で形成される配向膜Ｍ２Ｌ（配向膜の一例）とを備えている。フレネルレンズ構造３１Ｌは、モールド（金型）を利用したインプリント（転写）技術を利用して、第２透明基板５１Ｌ上に形成されている。透明電極５５Ｌは、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜からなる。配向膜Ｍ２Ｌは、配向膜Ｍ１Ｌと同様、上述した本実施形態の液晶用配向剤から形成される。具体的には、フレネルレンズ構造３１Ｌ上の透明電極５５Ｌを覆う形で、液晶用配向剤を用いて塗膜を形成し、その塗膜を加熱して溶媒を除去した後、前記塗膜に対して所定の配向処理（例えば、直線偏光紫外線を塗膜に対して所定角度から照射する光配向処理）を施すことで配向膜Ｍ２Ｌが形成される。なお、他の実施形態においては、ラビング処理により配向処理を行ってもよい。
【０２０９】
液晶層ＬＣ２は、平坦基板１０１Ｌとレンズ形状基板２０１Ｌとの間に介在され、シール材５０Ｌによって封止されている。シール材５０Ｌは、平坦基板１０１Ｌとレンズ形状基板２０１Ｌとの間で挟まれつつ、液晶層ＬＣ２を取り囲んでいる。
【０２１０】
なお、液晶レンズ１０００Ｌの製造方法等の詳細は、例えば、特許文献４（特許第５６９８３２８号公報）に示されている。
【０２１１】
図９に示されるように、電圧を印加していない状態において、配向膜Ｍ１Ｌ，Ｍ２Ｌの効果による液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２のプレチルト角は略０°である。フレネルレンズ構造３１Ｌ上に形成された配向膜Ｍ２Ｌの表面では、基板平面に沿った方向（図９中の矢印Ｄ１方向）に液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２の長軸が配向する。図９に示されるように、液晶レンズ１０００Ｌの中心を通る線を線Ｌとすると、線Ｌを境にして、分割レンズ面３１Ｌａ、３１Ｌｂに対して、電圧無印加では、液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２のプレチルト角が略０°で配向する。なお、分割レンズ面３１Ｌａ、３１Ｌｂはそれぞれ第２透明基板５１Ｌに対して右上がり、左上がりの傾斜を持つため、分割レンズ面３１ＬａのＡ領域、分割レンズ面３１ＬｂのＢ領域では液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２もそれぞれ第２透明基板５１Ｌに対して右上がり、左上がりの傾斜をもって初期配向している。フレネルレンズ構造３１Ｌの斜面の角度は、実質プレチルト角と同じ作用としてみなせる。
【０２１２】
図１０に示されるように、液晶層ＬＣ２に電圧を印加すると、配向膜Ｍ１Ｌ表面の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２は、右上がりの傾斜で初期配向しており、分割レンズ面３１Ｌａ側のＡ領域の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２も右上がりの傾斜で初期配向しているため、分割レンズ面３１Ｌａ上の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２は右上がりに立ち上がる。更に、配向膜Ｍ１Ｌ表面の右上がりの傾斜で初期配向している液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２は、強い配向規制力又は高いプレチルト角であるため、電圧無印加時には、左上がりの傾斜で配向している分割レンズ面３１ＬｂのＢ領域の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２もほとんどが右上がりに立ち上がり、分割レンズ面３１Ｌａ上の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２と同じ方向に立ち上がる。このように、電圧印加時の液晶化合物（液晶分子）ｌｃ２の配向状態は右上がりの立ち上がりが支配的になっている。
【０２１３】
このような液晶レンズ１０００Ｌの液晶パネルＰ２でも、上述した走査アンテナ１０００の液晶パネルＰ１と同様、極性の高い液晶化合物（液晶分子）が用いられる。
【０２１４】
以上のような構成の液晶レンズ１０００Ｌに、本実施形態の液晶パネルを用いることができる。
【実施例】
【０２１５】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。【０２１６】
〔走査アンテナ用の液晶パネルの作製〕
（実施例１）
上述した走査アンテナ１０００の液晶パネルＰ１が備えるＴＦＴ基板１０１と基本的な構成が同じであるＴＦＴ基板と、同じく液晶パネルＰ１が備えるスロット基板２０１と基本的な構成が同じであるスロット基板とをそれぞれ用意した。ＴＦＴ基板の配向膜、及びスロット基板の配向膜は、共に後述する配向剤１を利用して形成した。【０２１７】
配向剤１は、桂皮酸に由来する構成単位を含むアクリル系ポリマー（カルボキシル基含有アクリル系ポリマー）を、１質量％の含有率となるように、溶剤に溶解させた溶液からなる。なお、溶剤としては、ＮＭＰとブチルセロソルブとを、質量比で８：２の割合で混合した混合溶剤を使用した。
【０２１８】
ＴＦＴ基板及びスロット基板にそれぞれ配向膜を形成する際、先ず、上記配向剤１を、スピンコーターを利用して各基板上に塗布し、各基板上に配向剤１からなる塗膜をそれぞれ形成した。次いで、各塗膜を７０℃で５分間加熱し、続けて更に１５０℃で１０分間加熱して、塗膜中の溶剤の除去等を行った。その後、ＴＦＴ基板及びスロット基板の各塗膜に対して、ラビング処理（配向処理）を施すと、ＴＦＴ基板及びスロット基板の各表面に、それぞれ配向剤１からなる配向膜が形成された。【０２１９】
ＴＦＴ基板の表面（配向膜側）に、熱硬化型シール材（商品名「ＨＣ−１４１３ＦＰ」、三井化学株式会社製）を、シールディスペンサーを用いて枠状に描画し、その後、前記シール材を挟むようにＴＦＴ基板とスロット基板とを互いに貼り合わせ、１１０℃で６０分間加熱（焼成）することで、液晶材料が封入されていない空パネルを作製した。そして、その空パネル内に、真空注入法で、熱硬化型シール材に設けられている注入口を利用して後述する液晶材料Ｌ１を封入した。【０２２０】
液晶材料Ｌ１は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１０−１）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ１における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ１の誘電率異方性（Δε）は、１１（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２１】
注入口は、封止材（商品名「ＴＢ３０２６Ｅ」、株式会社スリーボンド製）を利用して封止した。【０２２２】
その後、液晶材料を封入したパネルを、１３０℃で４０分間加熱することで、液晶化合物の再配向処理を行い、液晶化合物が一様に一軸配向した液晶パネルを得た。【０２２３】
（実施例２〜５、比較例１）
液晶材料Ｌ１に代えて、後述する液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜５、及び比較例１の液晶パネルを得た。【０２２４】
液晶材料Ｌ２は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１０−２）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ２における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ２の誘電率異方性（Δε）は、１６（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２５】
液晶材料Ｌ３は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１０−３）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ３における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ３の誘電率異方性（Δε）は、１１１（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２６】
液晶材料Ｌ４は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１０−４）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ４における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ４の誘電率異方性（Δε）は、１２（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２７】
液晶材料Ｌ５は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１０−５）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ５における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ５の誘電率異方性（Δε）は、１１（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２８】
液晶材料Ｌ６は、商品名「ＭＬＣ３０１９」（メルク株式会社）（液晶１）と、上記化学式（１１−１）で示される液晶化合物（液晶２）との混合物からなる。液晶材料Ｌ６における液晶１と液晶２の混合比率（重量比率）は、液晶１：液晶２＝９５：５である。液晶材料Ｌ６の誘電率異方性（Δε）は、１０（１ｋＨｚ、２０℃）である。【０２２９】
（実施例６）
配向剤１に代えて、後述する配向剤２を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の液晶パネルを得た。【０２３０】
配向剤２は、ポリアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ、カルボキシル基非含有アクリル系ポリマー）を、１質量％の含有率となるように、溶剤に溶解させた溶液からなる。なお、溶剤としては、ＮＭＰとブチルセロソルブとを、質量比で８：２の割合で混合した混合溶剤を使用した。
【０２３１】
（実施例７〜１１）
液晶材料Ｌ１に代えて、上記液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例６と同様にして、実施例７〜１１の液晶パネルを得た。【０２３２】
（実施例１２）
配向剤１に代えて、後述する配向剤３を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１２の液晶パネルを得た。【０２３３】
配向剤３は、ポリアミック酸を、１質量％の含有率となるように、溶剤に溶解させた溶液からなる。なお、溶剤としては、ＮＭＰとブチルセロソルブとを、質量比で８：２の割合で混合した混合溶剤を使用した。
【０２３４】
（実施例１３〜１６、比較例２）
液晶材料Ｌ１に代えて、上記液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例１２と同様にして、実施例１３〜１６、及び比較例２の液晶パネルを得た。【０２３５】
（実施例１７）
配向剤１に代えて、後述する配向剤４を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例１７の液晶パネルを得た。【０２３６】
配向剤４は、ポリイミド（可溶性ポリイミド）を、１質量％の含有率となるように、溶剤に溶解させた溶液からなる。なお、溶剤としては、ＮＭＰとブチルセロソルブとを、質量比で８：２の割合で混合した混合溶剤を使用した。
【０２３７】
（実施例１８〜２２）
液晶材料Ｌ１に代えて、上記液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例１７と同様にして、実施例１８〜２２の液晶パネルを得た。【０２３８】
〔高温保存試験〕
実施例１〜２２及び比較例１，２の各液晶パネルを、９５℃の条件下で、１０００時間保存した。その後、室温条件下で、各液晶パネルを一対の偏光板で挟み、各液晶パネルの色（リダデーション）の変化を目視で確認した。なお、各液晶パネルの色の変化は、高温保存試験前に、予め目視で観察しておいた、液晶パネルを一対の偏光板で挟んだ時の液晶パネルの色と比較した。結果は、表１に示した。【０２３９】
また、１０００時間の高温保存の後、各液晶パネル中に結晶が発生したか否かを、目視で確認した。なお、液晶パネル中に、結晶が発生した場合、更に、偏光顕微鏡を利用して結晶を観察（再確認）した。結果は、表１に示した。【０２４０】
上記のように、各液晶パネルを目視で観察した後、各液晶パネルを、９５℃の条件下で、再び１０００時間（つまり、合計２０００時間）保存した。その後、室温条件下で、各液晶パネルを一対の偏光板で挟み、各液晶パネルの色（リダデーション）の変化を目視で確認した。【０２４１】
また、２０００時間の高温保存の後、各液晶パネルの色（リダデーション）の変化、及び液晶層中に気泡が発生したか否かを、上記１０００時間後の場合と同様、目視等で観察した。結果は、表１に示した。【０２４２】
【表１】
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【０２４３】
表１に示されるように、実施例１〜２２の各液晶パネルは、高温で１０００時間保存した後も、リタデーションの変化、及び結晶化（結晶の発生）は見られず、耐熱性に優れることが確かめられた。【０２４４】
これに対し、比較例１では、高温で１０００時間保存した後、リタデーションの変化、及び結晶化が見られた（２０００時間保存後も同様）。比較例１の液晶層中には、イソチオシアネート基（ＮＣＳ基）を有する液晶化合物が含まれており、また、配向膜には、桂皮酸に由来する構成単位にカルボキシル基が含まれている。液晶化合物（液晶分子）が有するＮＣＳ基は、液晶層中に含まれる極僅かな水と反応して、容易にＮＨ２基に変化すると推測される。その際に、遊離したプロトンが存在していると、ＮＣＳ基と水との反応は促進されると言える。比較例１では、配向膜中にカルボキシル基が含まれているため、配向膜と液晶層との界面で、ＮＣＳ基と水との反応が起き易くなっていると言える。【０２４５】
ＮＣＳ基がＮＨ２基へ変化した液晶化合物は、ＮＨ２基が配向膜表面に存在するカルボキシル基と、水素結合又はアミド結合して、配向膜のポリマーと一体化すると考えられる。なお、液晶化合物は、ＮＣＳ基以外に、脂肪族アルキル基を備えている。配向膜は、通常、脂肪族アルキル基よりも極性が高いため、配向膜と一体化している液晶化合物の脂肪族アルキル基は、配向膜中から排除され、配向膜の表面に露出した形となる。つまり、配向膜の表面は、液晶化合物に由来する脂肪族アルキル基で覆われた状態となり、それらによって、配向膜の表面エネルギーの低下が誘発される。【０２４６】
このような表面エネルギーの低下は、液晶層（液晶化合物）を垂直配向化させる作用を引き起こし、また、それにより液晶層の配向変化が誘起されて、液晶層のリタデーションの変化が観察されたと推測される。【０２４７】
なお、走査アンテナに使用される基板（ＴＦＴ基板等）には、電磁波の反射等を目的として、厚みが１μｍ以上の金属材料が多く用いられており、配向膜を高温で焼成すると、配向膜は、配向膜を支える基板と共に、反ってしまう虞がある。そのため、配向膜に対して、高温（例えば、２２０℃以上）で、長時間（例えば、４０分間）の加熱処理が行えない。つまり、配向膜中のカルボキシル基では、エポキシ基等の架橋基との架橋反応、カルボキシル基同士の無水物化反応、カルボキシル基のアミド結合との反応（イミド化反応）等が起き難い。そのため、上記のような問題がより一層、深刻化し易いと言える。【０２４８】
また、上記の反応中で発生したＮＨ２基は、ＮＣＳ基と反応し易いため、ＮＣＳ基を有する液晶化合物は、結果的に二量化して液晶性を失う可能性がある。これにより、液晶層中で結晶化が発生しているものと推測される。【０２４９】
また、ＮＨ２基を有する液晶化合物は、元々のＮＣＳ基を有していた時と、液晶の温度範囲や液晶化合物（液晶分子）自身の極性が低下するように変化し、その結果、元々の液晶材料との相溶性が悪くなり、結晶となって析出している可能性がある。【０２５０】
比較例２では、高温で１０００時間保存した後、リタデーションの変化が見られた。なお、比較例２では、結晶化は見られなかった。また、高温で２０００時間保存した後も、１０００時間後と同じ結果となった。【０２５１】
なお、実施例１１（ポリメタクリル酸メチル），実施例２２（ポリイミド）では、高温で２０００時間保存した後、何れも結晶化（結晶の発生）が見られた。これは、液晶層中に外部から水分が侵入しために、生じたものを推測される。なお、実施例１１（ポリメタクリル酸メチル），実施例２２（ポリイミド）では、リタデーションの変化は見られなかった。【０２５２】
（実施例２３）
配向剤１に代えて、後述する配向剤５を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２３の液晶パネルを得た。【０２５３】
配向剤５は、ポリイミド（３０質量％）と、ポリアミック酸（７０質量％）とを混合した混合樹脂（ポリマーブレンド）を、１質量％の含有率となるように、溶剤に溶解させた溶液からなる。溶剤としては、ＮＭＰとブチルセロソルブとを、質量比で８：２の割合で混合した混合溶剤を使用した。
【０２５４】
（実施例２４〜２８）
液晶材料Ｌ１に代えて、上記液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例２３と同様にして、実施例２４〜２８の液晶パネルを得た。【０２５５】
〔高温保存試験〕
実施例２３〜２８の各液晶パネルについて、実施例１等と同様、高温保存試験を行い、１０００時間後、及び２０００時間後に、リタデーションの変化、及び結晶の発生の有無を確認した。結果は、表２に示した。【０２５６】
【表２】
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【０２５７】
表２に示されるように、実施例２３〜２８の各液晶パネルは、高温で２０００時間保存した後も、リタデーションの変化、及び結晶化（結晶の発生）は見られず、耐熱性に優れることが確かめられた。なお、配向膜を構成するポリマーとしては、実施例２３〜２８のポリイミドとポリアミック酸との混合樹脂（ポリマーブレンド）が最も信頼性が良かった。これは、表面エネルギーの差によって、ポリイミドが配向膜の最表面に存在し易い一方で、ポリアミック酸は不純物をトラップする効果がポリイミドよりも強く、基板からの汚染物をトラップして、液晶層中に不純物を溶出させ難いためと推測される。【０２５８】
〔液晶レンズ用の液晶パネルの作製〕
（実施例２９）
上述した液晶レンズ１０００Ｌの液晶パネルＰ２が備える平坦基板１０１Ｌと基本的な構成が同じである平坦基板と、同じく液晶パネルＰ２が備えるレンズ形状基板２０１Ｌと基本的な構成が同じであるレンズ形状基板とをそれぞれ用意した。平坦基板の配向膜、及びレンズ形状基板の配向膜は、上記実施例２３と同じ配向剤５を利用して形成した。【０２５９】
平坦基板及びレンズ形状基板にそれぞれ配向膜を形成する際、先ず、上記配向剤５を、塗工機を利用して各基板上に塗布し、各基板上に配向剤５からなる塗膜をそれぞれ形成した。次いで、各塗膜を７０℃で５分間加熱し、続けて更に１５０℃で３０分間加熱して、塗膜中の溶剤の除去等を行った。その後、平坦基板及びレンズ形状基板の各塗膜に対して、ラビング処理（配向処理）を施すと、平坦基板及びレンズ形状基板の各表面に、それぞれ配向剤５からなる配向膜が形成された。【０２６０】
平坦基板の表面（配向膜側）に、熱硬化型シール材（商品名「ＨＣ−１４１３ＦＰ」、三井化学株式会社製）をシールディスペンサーを用いて枠状に描画し、その後、前記シール材を挟むように平坦基板とレンズ形状基板とを互いに貼り合わせ、１３０℃で４０分間加熱することで、液晶材料が封入されていない空パネルを作製した。そして、その空パネル内に、真空注入法で、熱硬化型シール材に設けられている注入口を利用して、上記実施例２３と同様、液晶材料Ｌ１を封入した。【０２６１】
注入口は、封止材（商品名「ＴＢ３０２６Ｅ」、株式会社スリーボンド製）を利用して封止した。【０２６２】
その後、液晶材料を封入したパネルを、１３０℃で４０分間加熱することで、液晶化合物の再配向処理を行い、液晶化合物が一様に一軸配向した液晶パネルを得た。なお、レンズ形状基板では、フレネルレンズ構造の表面形状に沿って液晶化合物が配向している。【０２６３】
（実施例３０〜３４）
液晶材料Ｌ１に代えて、上記液晶材料Ｌ２〜Ｌ６を使用したこと以外は、実施例２９と同様にして、液晶レンズ用の実施例３０〜３４の液晶パネルを得た。【０２６４】
〔高温保存試験〕
実施例３０〜３４の各液晶パネルについて、実施例１等と同様、高温保存試験を行い、１０００時間後、及び２０００時間後に、リタデーションの変化、及び結晶の発生の有無を確認した。結果は、表３に示した。【０２６５】
【表３】
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【０２６６】
表３に示されるように、実施例２９〜３４の液晶アンテナ用の各液晶パネルについても、上記実施例２３〜２８の走査アンテナ用の各液晶パネルと同様、高温で２０００時間保存した後も、リタデーションの変化、及び結晶化（結晶の発生）は見られず、耐熱性に優れることが確かめられた。
【符号の説明】
【０２６７】
１００...第１基板、１１０...第１支持基板、Ｍ...配向膜、ＬＣ...液晶層、２００...第２基板、２２０...第２支持基板、Ｐ...液晶パネル、１...誘電体基板（第１誘電体基板）、３...ゲート電極、４...ゲート絶縁層、５...半導体層、６Ｄ...ドレインコンタクト層、６Ｓ...ソースコンタクト層、７Ｄ...ドレイン電極、７Ｓ...ソース電極、１０...ＴＦＴ、１１...第１絶縁層、１５...パッチ電極、１７...第２絶縁層、５１...誘電体基板（第２誘電体基板）、５５...スロット電極、５５Ｌ...下層、５５Ｍ...主層、５５Ｕ...上層、５７...スロット、５７Ｕ...スロット電極単位、５８...第３電極、７０...給電装置、７２...給電ピン、８０...シール材、１０１...ＴＦＴ基板、２０１...スロット基板、１０００...走査アンテナ、Ｕ...アンテナ単位（アンテナ単位領域）、ＣＨ１...コンタクトホール、ＬＣ１...液晶層、Ｐ...複合パネル、ＧＤ...ゲートドライバ、ＧＬ...ゲートバスライン、ＧＴ...ゲート端子部、ＳＤ...ソースドライバ、ＳＬ...ソースバスライン、ＳＴ...ソース端子部、ＰＴ...トランスファー端子部、Ｒ１...送受信領域、Ｒ２...非送受信領域、Ｒｓ...シール領域、１０００Ｌ...液晶レンズ、１０１Ｌ...平坦基板、１Ｌ...第１透明基板、１５Ｌ...透明電極、Ｍ１Ｌ...配向膜、ＬＣ２...液晶層、２０１Ｌ...レンズ形状基板、５１Ｌ...第２透明基板、３１Ｌ...フレネルレンズ構造、５５Ｌ...透明電極、Ｍ２Ｌ...配向膜、ｌｃ２...液晶分子（液晶化合物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006603806.tif 000021
【図６】
0006603806.tif 000022
【図７】
0006603806.tif 000023
【図８】
0006603806.tif 000024
【図９】
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【図１０】
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