[发明专利]液晶单元和扫描天线

说明书

本发明的液晶单元(C)是排列有多个天线单位(U)的液晶单元，液晶单元(C)具备：TFT基板(101)，其具有第1电介质基板(1)、多个TFT(10)、以及电连接到TFT(10)的多个贴片电极(15)；缝隙基板(201)，其具有第2电介质基板(51)和包含多个缝隙(57)的缝隙电极(55)；以及液晶层(LC)，其夹在以贴片电极(15)和缝隙电极(55)相互面对的方式配置的TFT基板(101)与缝隙基板(201)之间，在未对贴片电极(15)与缝隙电极(55)之间施加电压的状态下，构成液晶层(LC)的液晶分子在所有方位角方向上取向。

技术领域

本发明涉及液晶单元和扫描天线。

背景技术

移动通信、卫星广播等所利用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，已提出利用了液晶材料(包含向列液晶、高分子分散液晶)的大的介电各向异性(双折射率)的扫描天线(例如专利文献1)。

这种扫描天线具备液晶单元，液晶单元具备多个天线单位。液晶单元具备一对带电极的基板以及配置在两基板之间的液晶层，由各基板所具有的电极和它们之间的液晶层构成了各天线单位。

扫描天线通过控制施加到各天线单位的液晶层的电压，使各天线单位的液晶层的有效的介电常数变化，从而调节各天线单位的静电电容。并且，由扫描天线发送接收的电磁波被给予与各天线单位的静电电容相应的相位差。

此外，在上述液晶单元的上述基板的液晶层侧设置有用于控制液晶分子的取向方向的取向膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/126550号

发明内容

发明要解决的问题

(发明要解决的问题)

以往，在扫描天线用的液晶单元中，天线特性与由取向膜所致的液晶分子的取向方向的关系完全没有得到验证。

例如，若是使用如现有的液晶显示用途的取向膜那样通过摩擦或光照射实施了取向处理的取向膜的话，则液晶分子在未被施加电压的状态下，会成为受到取向膜的作用(取向限制力)而在基板面内沿着一个方向排列的状态。图15是示出在现有的液晶单元中液晶分子由于取向膜的作用而相对于基板面101P沿着一个方向排列的状态的说明图。

在像这样排成一列的液晶分子之中，存在液晶分子lc1(以下称为第1液晶分子lc1)和液晶分子lc2(以下称为第2液晶分子lc2)，第1液晶分子lc1从基板面101P向极角方向以规定角度(例如2～3°)立起，并且在规定的方位角方向(例如方位角为0°的方向)上取向，第2液晶分子lc2在与该第1液晶分子lc1反向地相差180°的状态(例如方位角为180°的方向)下，以向极角方向立起规定角度的状态进行取向。

尽管每个液晶分子是独立的，但已知它们在向列相中表现为整体上连续(连续体)。因此，由于在如上所述的、处于方位角方向相互反向的关系的第1液晶分子lc1与第2液晶分子lc2之间要求向列相的液晶取向的连续性，因此，必然会存在与基板面101P平行的状态的液晶分子lc3(以下称为第3液晶分子lc3)。这样的第3液晶分子lc3的极角(预倾角)为0°，因此，会导致液晶分子整体的预倾角变小。

当在构成液晶层的液晶分子之中存在预倾角为0°的状态的液晶分子(第3液晶分子lc3)时，液晶单元的电容变化的响应速度会变慢而成为问题。

本发明的目的在于提供电容变化的响应速度快的扫描天线用的液晶单元和具备上述液晶单元的扫描天线。

用于解决问题的方案