WO2019031401A1 - シール材組成物、液晶セル及び走査アンテナ - Google Patents

Abstract

本発明のシール材組成物は、不飽和カルボニル基を少なくとも２個有する不飽和カルボニル化合物と、メルカプタン基、ヒドロキシル基及び第二級アミン基からなる群より選ばれる１種又は２種以上の官能基を少なくとも２個有する化合物からなり前記不飽和カルボニル化合物と熱反応可能な硬化剤と、を有する。

Description

シール材組成物、液晶セル及び走査アンテナ

　本発明は、シール材組成物、液晶セル及び走査アンテナに関する。

　移動体通信、衛星放送等に利用されるアンテナは、ビーム方向を変更可能なビーム走査機能を必要とする。このような機能を有するアンテナとして、液晶材料（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）を利用した走査アンテナが提案されている（例えば、特許文献１～３）。この種の走査アンテナは、一対の電極付き基板間で液晶層を挟んだ構成の液晶セルを備えている。

特表２０１３－５３９９４９号公報 特表２０１６－５１２４０８号公報 特表２００９－５３８５６５号公報

（発明が解決しようとする課題）
　走査アンテナでは、ギガヘルツ帯で十分なレベルの誘電率異方性（Δε）を有する液晶化合物が必要とされる。そのため、走査アンテナ用の液晶化合物としては、高い誘電率異方性を備えたイソチオシアネート基含有液晶化合物の使用が、実質的に必要不可欠の状態となっている。

　ところで、液晶セルの基板間において液晶層を封止するシール材としては、エポキシ化合物と、硬化剤（例えば、アミン系、ヒドラジド系、メルカプタン系）との反応物が用いられている。しかしながら、この反応物（以下、エポキシ由来成分）は、反応性の高い水素基を含む官能基（ＯＨ基）を有するため、例えば、液晶層としてイソチオシアネート基含有液晶化合物を使用すると、そのイソチオシアネート基含有液晶化合物とエポキシ由来成分とが反応して、その反応物が液晶層中に析出してしまうことがあった。ここで、図１を参照しつつ、液晶層中に形成される析出物について具体的に説明する。シール材は、図１に示されるように、主として、エポキシ化合物（ａ－１）とアミン系等の硬化剤（ａ－２）との反応物であるエポキシ由来成分（ａ－３）からなる。エポキシ化合物（ａ－１）と硬化剤（ａ－２）とを反応させると、反応性の高い水素基を含む官能基（ＯＨ基）を備えたエポキシ由来成分（ａ－３）が形成されてしまう。このようなエポキシ由来成分（ａ－３）と、液晶層中のイソチオシアネート基含有液晶化合物（ａ－４）とが反応すると、図１に示されるように、「－ＮＨ－ＣＳ－Ｎ－」結合を有する化合物（ａ－５）と、「－ＮＨ－ＣＳ－Ｏ－」結合を有する化合物（ａ－６）が形成される。「－ＮＨ－ＣＳ－Ｎ－」結合及び「－ＮＨ－ＣＳ－Ｏ－」結合は、共に極性が高いため、液晶層中で化合物（ａ－５）及び化合物（ａ－６）は、溶解状態を保てず、析出物となる。析出物は、特に高温環境下（例えば、９０℃以上、場合によっては８０℃以上）で発生し易い。このような析出物が、例えば、走査アンテナ用の液晶セル内で発生すると、走査アンテナで動作不良が発生するため、問題となっている。

　本発明の目的は、走査アンテナ等に利用される液晶セルの液晶層中に析出物が形成されることを抑制するシール材組成物等を提供することである。

（課題を解決するための手段）
　本発明に係るシール材組成物は、不飽和カルボニル基を少なくとも２個有する不飽和カルボニル化合物と、メルカプタン基、ヒドロキシル基及び第二級アミン基からなる群より選ばれる１種又は２種以上の官能基を少なくとも２個有する化合物からなり前記不飽和カルボニル化合物と熱反応可能な硬化剤と、を有する。

　前記シール材組成物において、前記不飽和カルボニル基が、下記化学式（１）に示されるものからなることが好ましい。

（上記化学式（１）中、Ｒは、Ｈ又はＣ_ｍＨ_２ｍ＋１で示されるアルキル基であり、ｍは１～６の何れかの整数であり、＊は結合手である。）

　前記シール材組成物において、前記不飽和カルボニル化合物は、前記不飽和カルボニル基と結合する分子鎖として、下記化学式（２－１）～化学式（２－８）で示される何れかの構造を含むことが好ましい。

（上記化学式（２－１）～化学式（２－８）中の「＊」は、前記不飽和カルボニル基と結合する結合手であり、上記化学式（２－６）中のｎは、１～５の何れかの整数であり、上記化学式（２－７）中のＲは、Ｈ又はＣＨ_３であり、上記化学式（２－８）中のｎは、０～１２の何れかの整数である。）

　前記シール材組成物において、前記硬化剤は、前記官能基が前記メルカプタン基であるメルカプタン基含有化合物からなることが好ましい。

　前記シール材組成物において、前記硬化剤は、前記官能基が前記第二級アミン基である第二級アミン基含有化合物からなることが好ましい。

　また、本発明に係る液晶セルは、液晶層と、前記液晶層を挟みつつ、互いに向かい合う第１基板及び第２基板からなる一対の基板と、前記何れかに記載のシール材組成物の硬化物からなり、前記液晶層を取り囲みつつ、前記一対の基板にそれぞれ接着する形で、前記一対の基板の間に介在されるシール材とを備える。

　また、本発明に係る走査アンテナは、複数のアンテナ単位が配列された走査アンテナであって、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を有するＴＦＴ基板と、第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第１主面上に形成された複数のスロットを含むスロット電極とを有するスロット基板と、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に設けられた液晶層と、　前記第２誘電体基板の前記第１主面と反対側の第２主面に誘電体層を介して対向する形で配された反射導電板と、前記何れかに記載のシール材組成物の硬化物からなり、前記液晶層を取り囲みつつ、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板にそれぞれ接着する形で、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板の間に介在されるシール材とを備える。

　前記走査アンテナにおいて、前記液晶層は、イソチオシアネート基含有液晶化合物を含むことが好ましい。

　前記走査アンテナにおいて、前記イソチオシアネート基含有液晶化合物は、下記化学式（３－１）及び化学式（３－２）の何れかに示される構造を含むことが好ましい。

（上記化学式（３－１）及び化学式（３－２）において、ｎ^１、ｍ^２及びｎ^２はそれぞれ１から５の何れかの整数であり、フェニレン基中のＨは、Ｆ又はＣｌに置換されていてもよい。）

（発明の効果）
　本発明によれば、走査アンテナ等に利用される液晶セルの液晶層中に析出物が形成されることを抑制するシール材組成物等を提供することができる。

イソチオシアネート基含有液晶化合物と、エポキシ由来成分との反応を示す説明図 実施形態１に係る走査アンテナの一部を模式的に表した断面図 走査アンテナが備えるＴＦＴ基板を模式的に表した平面図 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 ＴＦＴ基板のアンテナ単位領域を模式的に表した断面図 ＴＦＴ基板のアンテナ単位領域を模式的に表した平面図 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 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 液晶セルの構成を模式的に表した断面図 不飽和カルボニル化合物と硬化剤との反応物と、イソチオシアネート基含有液晶化合物とが反応しないことを示す説明図

〔実施形態１〕
（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。

　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。

　ここで、本発明の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、実施形態１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。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。

　走査アンテナ１０００は、主として、ＴＦＴ基板１０１（第１基板の一例）と、スロット基板２０１（第２基板の一例）と、これらの間に配される液晶層ＬＣ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ＬＣを挟んで互いに対向する形で配置されている。

　ＴＦＴ基板１０１（第１基板の一例）は、ガラス基板等の誘電体基板（第１誘電体基板の一例）１と、誘電体基板１の液晶層ＬＣ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ＬＣ側の最表面に形成された配向膜ＯＭ１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。

　スロット基板２０１（第２基板の一例）は、ガラス基板等の誘電体基板（第２誘電体基板の一例）５１と、誘電体基板５１の液晶層ＬＣ側に形成されたスロット電極５５と、液晶層ＬＣ側の最表面に形成された配向膜ＯＭ２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。なお、誘電体基板５１の液晶層ＬＣ側の面を、第１主面と称し、その反対側の面を、第２主面と称する。

　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。

　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。つまり、反射導電板６５は、スロット基板２０１の誘電体基板（第２誘電体基板の一例）５１の第２主面に空気層（誘電体層）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。

　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ＬＣ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ＬＣ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。

　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。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、配向膜ＯＭ２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。

　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。

　アンテナ単位Ｕの配列ピッチは、特許文献１に記載されているように、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。

　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ＬＣ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。

　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ＬＣの厚みは、例えば、１μｍ以上５００μｍ以下に設定される。

　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。

　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。

　ＴＦＴ基板１０１の送受信領域Ｒ１には、誘導体基板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。

　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ＬＣ）を封止する機能等を有する。なお、シール材の詳細は、後述する。

　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。

　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。

　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ＬＣ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ＯＭ２が取り除かれている。

　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。

　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。

　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。

　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。

（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。

　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ＯＭ１とをそれぞれ備えている。

　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。

　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。

　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。

　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。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。

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。誘導体基板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。

　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。

　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（ＳｉＯ_２）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。

　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。

　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。

　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。

　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）。

　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。

　第１絶縁層１１は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ_２）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。

　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。

　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。

　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。

　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（ＳｉＯ_２）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。

　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。

　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。

　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。

　次いで、第２絶縁膜１７等を覆う形で、配向膜ＯＭ１が形成される。配向膜ＯＭ１の詳細は後述する。このようにして、ＴＦＴ基板１０１を製造することがでる。

（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。

　スロット基板２０１は、主として、誘電体基板（第２誘電体基板）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ＯＭ２とを備える。

　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３参照）。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。

　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。

　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。

　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（ＳｉＯ_２）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。

　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。

　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εＭ及び誘電損失ｔａｎδＭ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εＭ及び誘電損失ｔａｎδＭ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。

　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。

　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（ＳｉＯ_２）膜からなる。

　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。

　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。

　その後、第３絶縁層５８を覆うように配向膜ＯＭ２が形成される。配向膜ＯＭ２の詳細は後述する。このようにして、スロット基板２０１を製造することがでる。

（配向膜ＯＭ（ＯＭ１，ＯＭ２））
　本実施形態のＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１に利用される配向膜ＯＭ１，ＯＭ２（以下、それらをまとめて「配向膜ＯＭ」と表記する場合がある）は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの重合体であるポリアミック酸をイミド化したものに、ラビング処理等の配向処理を施したものからなる。配向膜ＯＭは、配向処理が施されることにより、液晶化合物を所定方向に配向させる機能を発現する。

　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で行われる。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。ポリアミック酸のイミド化率は、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、５０％以上が好ましい。

　配向膜ＯＭは、配向方向が基板面に対して水平な水平配向膜であってもよいし、配向方向が基板面に対して垂直な垂直配向膜であってもよい。また、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。また、ポリアミック酸は、適宜、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。

　本実施形態では、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１の双方の表面上に配向膜ＯＭ（配向膜ＯＭ１，ＯＭ２）が形成されているが、他の実施形態においては、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１の何れか一方の表面のみに配向膜ＯＭが形成される構成であってもよい。

　配向膜ＯＭを形成する際、先ず、ポリアミック酸を含有する未硬化状態の流動性を備えた配向剤（ポリアミック酸系配向剤）が、各基板１０１，２０１の面上に、塗工機を用いて塗布される。その塗布物は、仮焼成（例えば、８０℃で２分間の加熱処理）され、続いて、本焼成（例えば、２１０℃で１０分間の加熱処理）される。その後、本焼成後の塗布物をラビング処理することで、所定の方向に液晶化合物を配向させる配向性を備えた配向膜ＯＭが得られる。なお、ポリアミック酸は、仮焼成時、又は本焼成時にイミド化される。

（液晶層ＬＣ（液晶化合物））
　液晶層を構成する液晶材料（液晶化合物）としては、大きな誘電率異方性（Δε）（例えば、１０以上）を有するイソチオシアネート基含有液晶化合物が使用される。イソチオシアネート基含有液晶化合物としては、例えば、下記化学式（２－１）及び化学式（２－２）に示されるものが利用される。

　上記化学式（３－１）及び化学式（３－２）において、ｎ^１，ｍ^２及びｎ^２はそれぞれ１～５の何れかの整数であり、フェニレン基中のＨは、Ｆ又はＣｌに置換されていてもよい。

　なお、液晶材料としては、本発明の目的を損なわない限り、上記イソチオシアネート基含有液晶化合物以外の液晶化合物が含まれてもよい。液晶層ＬＣに使用される液晶化合物（液晶材料）としては、例えば、誘電率異方性（Δε）が１０以上の液晶化合物が好ましい。

（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。

　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。

　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。

（アンテナ単位Ｕ）
　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ＬＣ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ＬＣ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ＬＣと、この液晶層ＬＣを挟みつつ、各々の液晶層ＬＣ側の表面に、配向膜ＯＭ１，ＯＭ２を含む一対のＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１とを有する液晶セルＣ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に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。

（シール材）
　図９は、液晶セルＣの構成を模式的に表した断面図である。液晶セルＣを構成する一対の基板であるＴＦＴ基板１０１（第１基板の一例）と、スロット基板２０１（第２基板の一例）との間には、液晶層ＬＣの周りを取り囲む形でシール材Ｓが配されている。シール材Ｓは、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１に対してそれぞれ接着し、ＴＦＴ基板１０１とスロット基板２０１とを互いに貼り合わせる機能を備える。なお、ＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１は、液晶層ＬＣを挟みつつ、互いに向かい合う一対の基板をなしている。

　シール材Ｓは、熱硬化性を備えたシール材組成物の硬化物からなる。シール材組成物は、主として、不飽和カルボニル化合物と、硬化剤とを含有する。

　不飽和カルボニル化合物（α,β不飽和カルボニル化合物）は、不飽和カルボニル基（α,β不飽和カルボニル基）を少なくとも２個有する化合物である。不飽和カルボニル化合物は、例えば、下記化学式（１）に示されるものからなる。

　上記化学式（１）中、Ｒは、Ｈ又はＣ_ｍＨ_２ｍ＋１で示されるアルキル基であり、ｍは１～６の何れかの整数であり、＊は結合手である。なお、上記化学式（１）中のＲは、硬化剤との反応性等の観点より、Ｈ又はＣＨ_３（メチル基）が好ましく、Ｈが特に好ましい。

　不飽和カルボニル基は、熱反応性官能基であり、カルボニル基に隣接するα炭素とβ炭素との間に二重結合（炭素－炭素二重結合）が形成されている。不飽和カルボニル化合物は、上記のように、不飽和カルボニル基を少なくとも２個有し、特に分子鎖の両末端にそれぞれ１つずつ不飽和カルボニル基を有することが好ましい。なお、不飽和カルボニル化合物において、不飽和カルボニル基と結合する分子鎖の構造は、本願発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、脂肪族炭化水素及び／又は芳香族炭化水素を含む構造等が挙げられる。

　不飽和カルボニル化合物における前記分子鎖の具体例としては、下記化学式（２－１）～化学式（２－８）が挙げられる。なお、下記化学式（２－１）～化学式（２－８）中の「＊」は、不飽和カルボニル基と結合する結合手である。

　上記化学式（２－６）中のｎは、１～５の何れかの整数であり、上記化学式（２－７）中のＲは、Ｈ又はＣＨ_３（メチル基）であり、上記化学式（２－８）中のｎは、０～１２の何れかの整数である。

　硬化剤は、不飽和カルボニル化合物と熱反応可能な官能基を含む化合物からなる。硬化剤の官能基は、メルカプタン基（チオール基）、ヒドロキシル基及び第二級アミン基からなる群より選ばれる１種又は２種以上のものからなる。硬化剤は、このような官能基を、少なくとも２個有する。

　官能基がメルカプタン基（チオール基）である場合、硬化剤は、メルカプタン基含有化合物（チオール基含有化合物）からなる。メルカプタン基含有化合物としては、例えば、下記化学式（７－１）～化学式（７－８）で示される何れかの化合物が挙げられる。

　上記化学式（７－２）中のｎは１～１６の何れかの整数であり、化学式（７－８）中のｎは１～１６の何れかの整数である。

　また、官能基が第二級アミン基である場合、硬化剤は、第二級アミン基含有化合物からなる。第二級アミン基含有化合物としては、例えば、下記化学式（８－１）～化学式（８－８）で示される何れかの化合物が挙げられる。なお、下記化学式（８－１）～化学式（８－８）のＸは、アルキル基、アルコキシ基等の置換基を表す。

　上記化学式（８－２）中のｎは１～１６の何れかの整数であり、化学式（８－８）中のｎは１～１６の何れかの整数である。

　また、官能基がヒドロキシル基である場合、硬化剤は、ヒドロキシル基含有化合物からなる。ヒドロキシル基含有化合物としては、例えば、下記化学式（９－１）～化学式（９－８）に示される何れかの化合物が挙げられる。

　上記化学式（９－２）中のｎは１～１６の何れかの整数であり、化学式（９－８）中のｎは１～１６の何れかの整数である。

　シール材組成物中、不飽和カルボニル化合物の含有量は、例えば、１５質量％～３５質量％が好ましく、硬化剤の含有量は、１０質量％～３０質量％が好ましい。

　また、硬化剤の含有量に対する不飽和カルボニル化合物の含有量の割合は、例えば、１．０～１．５が好ましい。

　不飽和カルボニル化合物及び硬化剤を含むシール材組成物は、加熱されると、不飽和カルボニル化合物の不飽和カルボニル基（α，β不飽和カルボニル基）と硬化剤の官能基が互いに反応（例えば、求核共役付加反応）して、不飽和カルボニル化合物及び硬化剤からなる重合体（硬化物）が得られる。例えば、図１０に示されるように、不飽和カルボニル基を有する不飽和カルボニル化合物（ｂ－１）と、メルカプタン基含有化合物からなる硬化剤（ｂ－２）は、加熱されると、互いに反応（求核共役付加反応）して、硬化物としての化合物（ｂ－３）が得られる。なお、不飽和カルボニル化合物（ｂ－１）のＸ、及び硬化剤（ｂ－２）のＹは、任意の構造を表す。また、不飽和カルボニル化合物（ｂ－１）のＲは、Ｈ又はメチル基等のアルキル基である。このようにして得られた化合物（ｂ－３）には、反応性の高い水素基を含む官能基（－ＯＨ、－ＮＨ－）が残らないため、化合物（ｂ－３）とイソチオシアネート基含有液晶化合物（ｂ－４）のイソチオシアネート基とは反応しない。そのため、液晶層中に、シール材組成物に由来する反応物が発生（析出）することが抑制され、液晶セル及び走査アンテナの信頼性が改善される。

　シール材組成物は、本発明の目的を損なわない限り、更に、シランカップリング剤、フィラー、ゲル化剤、増感剤等の他の成分を含んでもよい。なお、シール材としては、基本的に、無溶剤系のものが利用される。

　シール材組成物は、ＴＦＴ基板１０１又はスロット基板２０１の表面上に、シール版等を使用して、所定形状（例えば、枠状）に付与される。その後、シール材組成物は、適宜、加熱硬化されると、シール材となる。

（走査アンテナの製造方法）
　走査アンテナの製造方法（液晶セルの製造方法）には、ＴＦＴ基板１０１と、スロット基板２０１とをシール材Ｓ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ＬＣを注入する工程が含まれる。液晶材料を注入する方法としては、滴下注入法（ＯＤＦ法）、真空注入法が挙げられる。ここでは、真空注入法を利用した液晶セルＣの製造方法について説明する。先ず、予め用意されたＴＦＴ基板１０１及びスロット基板２０１の何れか一方の基板（ここでは、ＴＦＴ基板１０１とする）上に、シール材組成物がシール版等を利用して付与される。その際、シール材組成物は、所定のパターン状（枠状）に付与される。次いで、前記基板上のシール材組成物が加熱されて仮硬化される。その後、仮硬化後のシール材組成物を挟む形で、前記基板（ＴＦＴ基板１０１）と他方の基板（スロット基板２０１）とが貼り合わされる。その後、シール材組成物が加熱されて本硬化される。なお、シール材組成物の硬化物には、液晶材料を注入するための注入口が形成されている。

　続いて、真空注入法により、減圧下において、前記注入口から液晶材料（イソチオシアネート基含有液晶化合物を含む）が液晶セル内Ｃに注入される。その後、常圧下において、注入口を塞ぐように、封止剤が付与される。封止剤は熱硬化性又は光硬化性であり、適宜、硬化される。このように真空注入法を利用して、液晶セルＣを作製することができる。

　液晶セルＣを製造した後、適宜、スロット基板２０１（第２誘電体基板５１）の反対面に、誘電体（空気層）５４を介して対向するように反射導電板６５が前記セ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。

　上述した実施形態では、走査アンテナに利用される液晶セルにシール材組成物を適用したが、本発明の目的を損なわない限り、他のデバイス用の液晶セル（例えば、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液晶レンズのための液晶セル）にシール材組成物を適用してもよい。

　以下、実施例に基づいて本発明を更に説明する。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。

〔実施例１〕
（走査アンテナ用の液晶セルの作製）
　上述した走査アンテナ１０００の液晶セルが備えるＴＦＴ基板１０１と基本的な構成が同じであるＴＦＴ基板と、同じく液晶セル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、ポリアミック酸を有機溶剤に溶解させてなる配向剤（ポリアミック酸系配向剤）を利用して形成した。

　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、上記配向剤を、インクジェット法を用いて付与し、各基板上にそれぞれ上記配向剤からなる塗膜を形成した。その後、各基板上の各塗膜を、それぞれ８０℃の温度条件で２分間加熱（仮焼成）し、続いて、各塗膜を２００℃の温度条件で１０分間加熱（本焼成）した。

　その後、各基板上の各塗膜に対してラビング処理（配向処理）を施すことで、ＴＦＴ基板及びスロット基板の各表面に、それぞれ上記配向剤からなる配向膜が形成された。

　ＴＦＴ基板の表面（配向膜側）上に、熱硬化性を備えた後述のシール材組成物を、シール版を使用して枠状に付与し、その枠状のシール材組成物を、１００℃の温度条件で１０分間加熱して仮硬化させた。続いて、前記シール材組成物を挟む形で、ＴＦＴ基板とスロット基板とを貼り合わせ、その状態で、２００℃の温度条件で３０分間加熱して前記シール組成物を本硬化させた。このようにして、本硬化したシール材組成物からなるシール材を介してＴＦＴ基板及びスロット基板が互いに貼り合わされてなる空セルを形成した。

　その後、真空注入法により、上記化学式（３－１）及び化学式（３－２）に示されるイソチオシアネート基含有液晶化合物を含む液晶材料（ネマチック－等方相転移温度（Ｔｎｉ）：１４５℃、Δε＝２０、Δｎ＝０．３５）を前記空セル内に注入して液晶セルを得た。なお、本明細書の液晶材料のＴｎｉは、熱特性測定装置（メトラー・トレド社製）、示差走査熱量計（ＤＳＣ）等を利用して、液晶材料の熱的挙動を解析することで求めた。

　前記シール材組成物としては、下記化学式（１０）に示される不飽和カルボニル化合物（２５質量％）と、下記化学式（１１）に示されるメルカプタン系硬化剤（２０質量％）とを含む組成物を使用した。なお、前記シール材組成物は、フィラー等の他の成分を含んでいる。

〔比較例１〕
　上記化学式（１０）に示される不飽和カルボニル化合物に代えて、下記化学式（１２）に示されるエポキシ化合物（２５質量％）を使用したこと以外は、実施例１と同様に調製されたシール材組成物を利用し、実施例１と同様にして、比較例１の液晶セルを作製した。なお、前記シール材組成物は、フィラー等の他の成分を含んでいる。

〔比較例２〕
　比較例１と同様のシール材組成物を利用し、かつイソチオシアネート基を含まない液晶材料（Ｔｎｉ：１０５℃、Δε＝７、Δｎ＝０．１２）を用いること以外は、実施例１と同様にして、比較例２の液晶セルを作製した。

（高温保存試験）
　実施例１及び比較例１，２の各液晶セルを、９０℃の恒温槽内に５００時間放置（エージング）し、放置前後（試験開始時（０時）、及び試験開始後５００時間）における液晶セルの電圧保持率（ＶＨＲ：Voltage Holding Ratio）の測定、残留ＤＣ電圧（ｒＤＣ）の測定、及び液晶材料中の析出物の有無の確認を行った。

　なお、電圧保持率は、６２５４型ＶＨＲ測定システム（株式会社東洋テクニカ製）を使用し、１Ｖ、７０℃の条件で測定した。また、残留ＤＣ電圧（Ｖ）は、温度条件が４０℃のオーブン中で、ＤＣオフセット電圧２Ｖを液晶セルに２時間印加した後、フリッカ消去法により測定した。また、液晶材料中の析出物（固体）の有無は、目視で確認した。液晶材料中に析出物が発生した場合、「有り」と表し、析出物が発生しなかった場合、「無し」と表した。各結果は、表１に示した。

　実施例１は、上記化学式（１０）に示される不飽和カルボニル化合物と、上記化学式（１１）に示されるメルカプタン系硬化剤とを含むシール材組成物を利用した場合である。実施例１の液晶セルでは、表１に示されるように、９０℃の環境下で５００時間保存した後、固体状の析出物は発生しなかった。また、５００時間放置後のＶＨＲ及びｒＤＣの増加は、比較例１と比べて小さかった。これに対し、不飽和カルボニル化合物の代わりに、上記化学式（１２）に示されるエポキシ化合物を含むシール材組成物を利用した場合（比較例１）、９０℃の環境下で５００時間保存したことにより、シール材の付近の一部に、固体状の析出物の発生が確認された。この析出物の発生は、エポキシ化合物を用いた場合、シール材（シール材組成物）の硬化反応終了後も、反応性の高い水素基（ヒドロキシル基中の水素基）が存在しており、これが液晶材料中に含まれるイソチオシアネート基と反応し（図１参照）、その結果、液晶層中で不溶物が発生したものと推測される。また、実施例１に比べて、比較例１では、５００時間放置後にＶＨＲ、ｒＤＣともに相対的に悪化した。これも液晶材料中に含まれるイソチオシアネート基と、エポキシ化合物の反応物を含むシール材との反応により、液晶層中に不純物が取り込まれたことによるものと推測される。また、比較例２は、イソチオシアネート系化合物を含まないＬＣＤ用の液晶材料を用いた場合であり、シール材の付近で不溶物の発生はなく、また、５００時間放置後のＶＨＲ、ｒＤＣともに良好であった。しかしながら、ＬＣＤ用の液晶材料は、誘電率異方性が不十分であり、ＧＨｚ帯で指向性が得られず、アンテナ用途に用いることができない。

〔実施例２〕
　実施例１のシール材組成物に代えて、下記化学式（１３）に示される不飽和カルボニル化合物（２５質量％）と、下記化学式（１４）に示されるヒドロキシル系硬化剤（２０質量％）とを含むシール材組成物を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の液晶セルを作製した。なお、前記シール材組成物は、フィラー等の他の成分を含んでいる。

　上記化学式（１３）中、ｎは、１～５の何れかの整数である。　

　また、実施例２の液晶セルについて、上述した高温保存試験を行い、実施例１と同様に、試験開始時（０時）、及び試験開始後５００時間における液晶セルのＶＨＲの測定、残留ＤＣ電圧（ｒＤＣ）の測定、及び液晶材料中の析出物の有無の確認を行った。結果は、表２に示した。

　実施例２は、上記化学式（１３）に示される不飽和カルボニル化合物と共に、硬化剤として上記化学式（１４）に示されるヒドロキシル基含有化合物（ヒドロキシル系硬化剤）を用いた場合である。この場合、高温保存試験後（５００時間後）に固体状の析出物の発生はなく、また、ＶＨＲ、ｒＤＣについても、上記比較例１と比べて良好な結果が得られた。

〔実施例３〕
　実施例２のシール材組成物において、前記ヒドロキシル系硬化剤に代えて、下記化学式（１５）に示される第二級アミン系硬化剤（２０質量％）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、実施例３の液晶セルを作製した。なお、前記シール材組成物は、フィラー等の他の成分を含んでいる。

〔比較例３〕
　実施例３のシール材組成物において、前記第二級アミン系硬化剤に代えて、下記化学式（１６）に示される第一級アミン系硬化剤（２０質量％）を用いたこと以外は、実施例３と同様にして、比較例３の液晶セルを作製した。なお、前記シール材組成物は、フィラー等の他の成分を含んでいる。

　また、実施例３の及び比較例３液晶セルについて、上述した高温保存試験を行い、実施例１と同様に、試験開始時（０時）、及び試験開始後５００時間における液晶セルのＶＨＲの測定、残留ＤＣ電圧（ｒＤＣ）の測定、及び液晶材料中の析出物の有無の確認を行った。結果は、表３に示した。

　実施例３は、上記化学式（１３）に示される不飽和カルボニル化合物と共に、硬化剤として、上記化学式（１５）に示される第二級アミン化合物（第二級アミン系硬化剤）を用いた場合である。この場合、高温保存試験後（５００時間後）に固体状の析出物の発生はなく、また、ＶＨＲ、ｒＤＣの増加は比較的小さい結果となった。

　比較例３は、上記化学式（１３）に示される不飽和カルボニル化合物と共に、硬化剤として、上記化学式（１６）に示される第一級アミン化合物（第一級アミン系硬化剤）を用いた場合である。この場合、９０℃の環境下で５００時間保存したことにより、シール材の付近の一部に、固体状の析出物の発生が確認された。これは、第一級アミン化合物を用いると、シール材組成物の硬化反応終了後も反応性の高い水素基（アミノ基中の－ＮＨ－）が存在しており、これがアンテナ用の液晶材料中に含まれているイソチオシアネート基と反応し、その結果、液晶層中で不溶物が発生したためと推測される。また、実施例３に比べて、比較例３ではＶＨＲ及びｒＤＣが、共に相対的に悪化した。これも液晶材料中に含まれるイソチオシアネート基と、アミノ基中の水素基との反応により、液晶層中に不純物が取り込まれたことによるものと推測される。

　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、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、ＬＣ…液晶層、Ｃ…液晶セル、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、Ｓ…シール材、ＯＭ，ＯＭ１，ＯＭ２…配向膜

Claims (9)

1. 　不飽和カルボニル基を少なくとも２個有する不飽和カルボニル化合物と、
   　メルカプタン基、ヒドロキシル基及び第二級アミン基からなる群より選ばれる１種又は２種以上の官能基を少なくとも２個有する化合物からなり前記不飽和カルボニル化合物と熱反応可能な硬化剤と、を有するシール材組成物。
2. 　前記不飽和カルボニル基が、下記化学式（１）に示されるものからなる請求項１に記載のシール材組成物。
   

   

   （上記化学式（１）中、Ｒは、Ｈ又はＣ_ｍＨ_２ｍ＋１で示されるアルキル基であり、ｍは１～６の何れかの整数であり、＊は結合手である。）
3. 　前記不飽和カルボニル化合物は、前記不飽和カルボニル基と結合する分子鎖として、下記化学式（２－１）～化学式（２－８）で示される何れかの構造を含む請求項２に記載のシール材組成物。
   

   

   （上記化学式（２－１）～化学式（２－８）中の「＊」は、前記不飽和カルボニル基と結合する結合手であり、上記化学式（２－６）中のｎは、１～５の何れかの整数であり、上記化学式（２－７）中のＲは、Ｈ又はＣＨ_３であり、上記化学式（２－８）中のｎは、０～１２の何れかの整数である。）
4. 　前記硬化剤は、前記官能基が前記メルカプタン基であるメルカプタン基含有化合物からなる請求項１から請求項３の何れか一項に記載のシール材組成物。
5. 　前記硬化剤は、前記官能基が前記第二級アミン基である第二級アミン基含有化合物からなる請求項１から請求項４の何れか一項に記載のシール材組成物。
6. 　液晶層と、
   　前記液晶層を挟みつつ、互いに向かい合う第１基板及び第２基板からなる一対の基板と、
   　請求項１から請求項５の何れか一項に記載のシール材組成物の硬化物からなり、前記液晶層を取り囲みつつ、前記一対の基板にそれぞれ接着する形で、前記一対の基板の間に介在されるシール材とを備える液晶セル。
7. 　複数のアンテナ単位が配列された走査アンテナであって、
   　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を有するＴＦＴ基板と、
   　第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第１主面上に形成された複数のスロットを含むスロット電極とを有するスロット基板と、
   　前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に設けられた液晶層と、
   　前記第２誘電体基板の前記第１主面と反対側の第２主面に誘電体層を介して対向する形で配された反射導電板と、
   　請求項１から請求項５の何れか一項に記載のシール材組成物の硬化物からなり、前記液晶層を取り囲みつつ、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板にそれぞれ接着する形で、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板の間に介在されるシール材とを備える走査アンテナ。
8. 　前記液晶層は、イソチオシアネート基含有液晶化合物を含む請求項７に記載の走査アンテナ。
9. 　前記イソチオシアネート基含有液晶化合物は、下記化学式（３－１）及び化学式（３－２）の何れかに示される構造を含む請求項８に記載の走査アンテナ。
   

   

   （上記化学式（３－１）及び化学式（３－２）において、ｎ^１、ｍ^２及びｎ^２はそれぞれ１から５の何れかの整数であり、フェニレン基中のＨは、Ｆ又はＣｌに置換されていてもよい。）

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