液晶单元及扫描天线制造技术

本发明专利技术的液晶单元具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙电极，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的包含至少一个缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板此两者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。

LCD Unit and Scanning Antenna

The liquid crystal unit of the present invention has a TFT substrate, a first dielectric substrate, a plurality of TFTs supported on the first dielectric substrate, and a plurality of patch electrodes electrically connected with the TFT; a slot electrode, a second dielectric substrate, and a slot electrode with multiple slots supported on the second dielectric substrate; a liquid crystal layer, which is between the TFT substrate and the slot. Between the gap substrates, the TFT substrates and the slot substrates are arranged in a way that the patch electrode side and the slot electrode side face each other; a plurality of antenna units have one of the patch electrodes, and the slot electrodes containing at least one slot in a manner corresponding to the patch electrode; an orientation film is formed in the TFT substrates and the slot electrodes. The surface of the liquid crystal layer side of the slot substrate and the liquid crystal layer side of the slot substrate is composed of polyimide resin, and the relative dielectric constant is more than 3.8.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液晶单元及扫描天线
本专利技术涉及一种液晶单元及扫描天线。
技术介绍
在移动通讯、卫星广播等中所利用的天线需要可改变波束方向的波束扫描功能。作为具有此种功能的天线，提出了利用液晶材料(包括向列型液晶、高分子分散液晶)的较大的介电各向异性(双折射率)的扫描天线(例如专利文献1～3)。此种扫描天线具有包含如下构成的扫描天线用液晶单元：在一对附有电极的基板间夹着液晶层的构成。可通过对该液晶单元的一个基板的电极与另一个基板的电极之间施加电压而使液晶层的静电电容变化，由此控制电波的发送接收方向。另外，在所述基板的液晶层侧的表面形成着使液晶层中的液晶化合物取向于规定方向的取向膜。现有技术文献专利文献[专利文献1]日本专利特表2013-539949号公报[专利文献2]日本专利特表2016-512408号公报[专利文献3]日本专利特表2009-538565号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在上述液晶单元中，为了提高作为天线的收益，理想的是由于施加电压而造成的静电电容的变化量大。然而，为了使液晶层取向而设置取向膜时的合成静电电容比液晶层单体的静电电容小。尤其是在液晶单元中使用相对介电常数低的由丙烯酸类树脂构成的取向膜(相对介电常数：2.6～3.2左右)时，合成静电电容的降低变显著。而且，如果在未施加电压时，液晶分子的立起角度(预倾角)大(例如预倾角为5度)，则未施加电压时的静电电容与预倾角相应地变高，从而造成静电电容的变化量降低此种程度。本专利技术的目的在于提供静电电容的变化量大的液晶单元、及具有所述液晶单元的扫描天线。解决问题的方案本专利技术的液晶单元具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙基板，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及包含至少一个以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的所述缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板此两者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。而且，本专利技术的液晶单元具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙基板，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及包含至少一个以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的所述缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板的任一者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。在所述液晶单元中，优选所述取向膜的相对介电常数为4.2以上。在所述液晶单元中，优选所述取向膜的膜厚为0.18μm以上。在所述液晶单元中，优选形成在所述TFT基板上的所述取向膜的膜厚与形成在所述缝隙基板上的所述取向膜的膜厚相互不同，所述取向膜的膜厚均为0.18μm以下。在所述液晶单元中，优选所述取向膜的膜厚为0.12μm以下。在所述液晶单元中，优选单元厚度为3.9μm以下。在所述液晶单元中，优选在所述天线单元中，所述贴片电极与所述缝隙电极相互重叠的长度为30μm以上。在所述液晶单元中，优选所述缝隙的宽度为60μm以上。在所述液晶单元中，优选所述取向膜使所述液晶层中所含的液晶化合物以1度以下的预倾角进行取向。在所述液晶单元中，优选所述液晶化合物具有正的介电各向异性。在所述液晶单元中，优选所述液晶化合物的介电各向异性(Δε)为10以上。在所述液晶单元中，优选所述TFT基板的所述贴片电极与所述缝隙基板的所述缝隙电极之间的未施加电压时与施加15V电压时的静电电容变化量ΔC为1000pF以上。而且，本专利技术的扫描天线具有所述任一项记载的液晶单元，且在未形成所述缝隙电极的所述第二电介质基板的相反面，具有以隔着电介质层而对向的方式配置的反射导电板。专利技术效果根据本专利技术可提供静电电容的变化量大的液晶单元、及具有所述液晶单元的扫描天线。附图说明图1是示意性表示第一实施方式的扫描天线的一部分的剖视图。图2是示意性表示扫描天线所具有的TFT基板的平面图。图3是示意性表示扫描天线所具有的缝隙基板的平面图。图4是示意性表示TFT基板的天线单元区域的剖视图。图5是示意性表示TFT基板的天线单元区域的平面图。图6是示意性表示缝隙基板的天线单元区域的剖视图。图7是示意性表示构成扫描天线的天线单元的TFT基板、液晶层及缝隙基板的剖视图。图8是示意性表示液晶单元的构成的剖视图。图9是预倾角的说明图。图10是表示在模拟中使用的液晶单元的结构的说明图。具体实施方式[第一实施方式](扫描天线的基本结构)扫描天线具有可变更波束方向的波束扫描功能，其具有如下结构，亦即具有利用液晶材料的较大的介电常数M(εM)的各向异性(双折射率)的多个天线单元。扫描天线控制对各天线单元的液晶层所施加的电压，使各天线单元的液晶层的有效介电常数M(εM)变化，由此利用静电电容不同的多个天线单元形成二维图案。另外，液晶材料的介电常数具有频率分散，因此在本说明书中将微波的频带中的介电常数特别记载为“介电常数M(εM)”。对从扫描天线射出的或被扫描天线接收的电磁波(例如微波)赋予与各天线单元的静电电容相应的相位差，与由静电电容不同的多个天线单元形成的二维图案相应地在特定方向上具有较强的方向性(波束扫描)。例如，从扫描天线射出的电磁波可通过如下方式而获得：考虑由各天线单元提供的相位差，对输入电波射入到各天线单元，被各天线单元散射而获得的球面波进行积分。此处，参考图1等，对本专利技术的一实施方式的扫描天线的基本结构加以说明。图1是示意性表示第一实施方式的扫描天线1000的一部分的剖视图。本实施方式的扫描天线1000是缝隙57排列为同心圆状的径向线缝隙天线。在图1中示意性地表示从设在排列为同心圆状的缝隙的中心附近的供电针脚72起，沿着半径方向的截面的一部分。另外，在其他实施方式中，缝隙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主要具有：TFT基板101、缝隙基板201、配置在它们之间的液晶层LC、及反射导电板65。扫描天线1000成为自TFT基板101侧收发微波的构成。TFT基板101及缝隙基板201以夹着液晶层LC而相互对向的方式进行配置。TFT基板101具有玻璃基板等电介质基板(第一电介质基板的一例)1、形成在电介质基板1的液晶层LC侧的多个贴片电极15及多个TFT(thinfilmtransistor，薄膜晶体管)10、形成在液晶层LC侧最表面的取向膜OM1。在各TFT10上连接着图1中并未图示的栅极总线及源极总线。缝隙基板201具有玻璃基板等电介质基板(第二电介质基板的一例)51、形成在电介质基板51的液晶层LC侧的缝隙电极55、形成在液晶层LC侧的最表面的取向膜OM2。缝隙电极55具有多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶单元，其特征在于，具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙基板，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及包含至少一个以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的所述缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板此两者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 JP 2016-1868741.一种液晶单元，其特征在于，具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙基板，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及包含至少一个以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的所述缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板此两者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。2.一种液晶单元，其特征在于，具有：TFT基板，具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板上的多个TFT及与所述TFT电连接的多个贴片电极；缝隙基板，具有第二电介质基板、及支撑于所述第二电介质基板上的包含多个缝隙的缝隙电极；液晶层，其介于所述TFT基板与所述缝隙基板之间，所述TFT基板与所述缝隙基板以所述贴片电极侧与所述缝隙电极侧相互面对的方式配置；多个天线单元，其分别具有一个所述贴片电极、及包含至少一个以与该一个所述贴片电极对应的方式配置的所述缝隙的所述缝隙电极；取向膜，形成在所述TFT基板及所述缝隙基板任一者的所述液晶层侧的表面，由聚酰亚胺类树脂构成，相对介电常数为3.8以上。3.根据权利要求1或2所述的液晶单元，其特征在于，所述取向膜的相对介电常...

【专利技术属性】
技术研发人员：品田庆，三宅敢，片山崇，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP