JP2021520078A - 液晶移相器、液晶アンテナ及び液晶移相器の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、液晶移相器を提供し、前記液晶移相器は、対向設置される第１基板と第２基板、及び前記第１基板と第２基板との間に位置する液晶層を備え、前記第２基板に向かう第１基板の一方側には、第１金属膜層が設置され、前記第１基板に向かう第２基板の一方側には、第２金属膜層が設置され、前記第１金属膜層及び第２金属膜層はともにパターニングされた金属膜層であり、前記第１基板及び第２基板はＰＣＢ基板である。本発明は、前記液晶移相器、及びアンテナ放射ユニットを備える液晶アンテナをさらに提供する。本発明は、前記液晶移相器を製造する液晶移相器の製造方法をさらに提供する。超高周波無線通信では、基板材料の誘電率及び誘電損失値が大きいほど、誘電損失が大きく、信号が悪い。本願では、液晶アンテナの基板としてＰＣＢ基板が使用されるため、ＰＣＢ基板の誘電率及び誘電損失が液晶パネルによく使用されるガラス基板よりも低く、誘電損失がより小さくなり、超高周波帯用途での液晶アンテナの性能向上に有利である。

Description

本発明は、無線通信の技術分野に関し、具体的には、液晶移相器、液晶アンテナ及び液晶移相器の製造方法に関する。

情報ネットワークの発展は日々変化しており、さまざまな分野で大きな変化が起こっており、また、これからも起こり得る。ホットスポットとなる技術には、５Ｇ及び衛星モバイルインターネット通信技術がある。

アンテナは、通信情報を送受信するためのコア機器として、情報ネットワークのパフォーマンス指標とユーザーの使用効果に影響を与える重要な要素になっている。

現在、高低周波数帯域（センチ波以下、たとえば周波数≦１０ＧＨｚ）の無線電磁波のスペクトルリソースが不十分であるため、超高周波帯域以上（センチ波〜テラヘルツ波、１０ＧＨｚ以上）のスペクトルの開発利用が求められる。

液晶移相器は、液晶アンテナの重要な部材であり、超高周波帯域以上のスペクトルに適する液晶移相器及び液晶アンテナの設計及び製造が当業者にとって急務となっている。

上記問題を解決するために、本発明は、液晶移相器、液晶アンテナ及び液晶移相器の製造方法を提供する。

本発明は、液晶移相器を提供し、前記液晶移相器は、対向設置される第１基板と第２基板、及び前記第１基板と第２基板との間に位置する液晶層を備え、前記第２基板に向かう第１基板の一方側には、第１金属膜層が設置され、前記第１基板に向かう第２基板の一方側には、第２金属膜層が設置され、前記第１金属膜層及び第２金属膜層はともにパターニングされた金属膜層であり、前記第１基板及び第２基板はＰＣＢ基板である。

好ましくは、前記第１金属膜層と第１基板との間には、光透過性の第１キャリア層を有し、前記第２金属膜層と第２基板との間には、光透過性の第２キャリア層を有する。

好ましくは、前記第１キャリア層と第１基板との間には、第１接着剤層を有し、前記第２キャリア層と第２基板との間には、第２接着剤層を有する。

好ましくは、前記ＰＣＢ基板はＰＴＦＥ高周波基板である。

好ましくは、前記第１金属膜層と第２金属膜層は銅層である。

好ましくは、前記第１金属膜層と第２金属膜層の金属膜層の厚さはすべて２．０μｍ以上である。

好ましくは、前記第１キャリア層と第２キャリア層はＰＩ層である。

好ましくは、前記第１キャリア層と第１金属膜層は、一体化された銅張ＰＩ基材であり、前記第２キャリア層と第２金属膜層は、一体化された銅張ＰＩ基材である。

本発明は、前記液晶移相器、及びアンテナ放射ユニットを備える液晶アンテナをさらに提供する。

本発明は、前記液晶移相器を製造する液晶移相器の製造方法をさらに提供し、前記製造方法は、
第１位置合わせマークを有する第１金属膜層と、前記第１位置合わせマークの位置に対応する第１貫通孔とを有するＰＣＢ基板の第１基板を提供するステップＳ１と、
第２位置合わせマークを有する第２金属膜層と、前記第２位置合わせマークの位置に対応する第２貫通孔とを有するＰＣＢ基板の第２基板を提供するステップＳ２と、
第１貫通孔及び第２貫通孔のそれぞれを通って、第１位置合わせマークと第２位置合わせマークを用いて、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせるステップＳ３と、を含む。

好ましくは、ステップＳ３では、ＣＣＤカメラを用いて、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせる。

好ましくは、前記第１位置合わせマークは、金属位置合わせマークであり、第１金属膜層を露光してエッチングすることで得られ、前記第２位置合わせマークは、金属位置合わせマークであり、第２金属膜層を露光してエッチングすることで得られ、前記第１金属膜層と第１基板との間には、高光透過性の第１キャリア層が設置され、前記第１キャリア層は、第１位置合わせマークの支持層として機能し、前記第２金属膜層と第２基板との間には、高光透過性の第２キャリア層が設置され、前記第２キャリア層は、第２位置合わせマークの支持層として機能する。

好ましくは、前記ステップＳ１の製造方法は、
第１基板を提供し、前記第１基板上に第１接着剤層を設置し、前記第１基板に前記第１貫通孔を製造し、第１接着剤層に、前記第１貫通孔の位置に対応する第１孔を製造するステップと、
第１キャリア層を、第１孔を有する第１接着剤層に貼り合わせ、第１金属膜層を第１基板とは反対側の第１キャリア層の一面に位置付けるステップと、
第１金属膜層をパターニングして、第１位置合わせマークを含むパターニングされた第１金属膜層を得るステップと、を含む。

前記ステップＳ２の製造方法は、
第２基板を提供し、前記第２基板に第２接着剤層を設置し、第２基板に第２貫通孔を製造し、第２接着剤層に前記第２貫通孔の位置に対応する第２孔を製造するステップと、
第２キャリア層を、第２孔を有する第２接着剤層に貼り合わせ、第２金属膜層を、第２基板とは反対側の第２キャリア層の一面に位置付けるステップと、
第２金属膜層をパターニングして、第２位置合わせマークを含むパターニングされた第２金属膜層を得るステップと、含む。

好ましくは、前記第１貫通孔は、第１位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有し、前記第２貫通孔は、第２位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有する。

好ましくは、ステップＳ３では、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせる際に、大寸法基板を用いて製造し、ステップＳ３の後に、ホットプレスしてセル化するステップをさらに含み、それによって、複数の空セルを製造し、次に、小片裁断プロセスによって、単体となる請求項１に記載の液晶移相器の空セルを得る。

好ましくは、前記第１位置合わせマーク、第２位置合わせマーク、第１貫通孔、及び第２貫通孔は、大寸法基板を用いて製造するときに大寸法基板のエッジ位置に設置され、小片裁断をするときに、前記第１位置合わせマーク、第２位置合わせマーク、第１貫通孔、及び第２貫通孔は切り取られる。

従来技術に比べて、本発明は、下記の有益な効果を有する。
１．超高周波無線通信では、基板材料の誘電率及び誘電損失値が大きいほど、誘電損失が大きく、信号が悪い。本願では、液晶アンテナの基板としてＰＣＢ基板が使用されるため、ＰＣＢ基板の誘電率及び誘電損失が液晶パネルによく使用されるガラス基板よりも低く、誘電損失がより小さくなり、超高周波帯用途での液晶アンテナの性能向上に有利である。
２．さらに、ＰＣＢ基板が光を透過できないため、光透過性を用いたマーク検知方法で２枚の基板を位置合わせして貼り合わせることに不利であり、その結果、正確な位置合わせができず、アンテナの設計要件が満足できず、アンテナの性能が大幅に低下する。本願では、第１金属膜層と第２金属膜層のそれぞれに位置合わせマークを設置し、第１基板と第２基板のそれぞれに位置合わせマークの位置に対応する貫通孔を設置するように改良することによって、光透過性を用いたマーク検知で２枚を位置合わせして貼り合わせることを可能にする。
３．さらにまた、フロー及びプロセスを簡素化するために、位置合わせマークは、対応する金属膜層を露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークであり、金属位置合わせマークの寸法が貫通孔の寸法未満であり、金属膜層と対応する基板との間に光透過性のキャリア層を設置することで、光透過性のキャリア層が光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせへ影響を与えずに、露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークを支持する。

本発明の実施例１による液晶移相器の構造模式図である。 本発明の実施例１による液晶移相器を位置合わせして貼り合わせるときの第１基板、第１金属膜層、第１キャリア層の一例の構造模式図である。 本発明の実施例１による液晶移相器を位置合わせして貼り合わせるときの第１基板、第１金属膜層、第１キャリア層及び第１接着剤層の一例の構造模式図である。 本発明の実施例１による液晶移相器を位置合わせして貼り合わせるときの第１基板、第１金属膜層、第１キャリア層及び第１接着剤層の別の構造模式図である。 本発明の実施例１による液晶移相器を位置合わせして貼り合わせるときの大寸法基板の第１基板の構造模式図である。 本発明の実施例３による液晶移相器の製造方法のフローチャートである。 本発明の実施例３による液晶移相器の製造方法のステップＳ１のフローチャートである。

本発明の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明するが、明らかなように、説明する実施例は、本発明の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力を必要とせずに想到し得るすべてのほかの実施例は、本発明の特許範囲に属する。

以下、図面及び実施例を参照しながら、本発明をさらに説明する。

実施例１
図１には、本発明の実施例１が示されており、本特定実施例は液晶移相器を提供する。液晶移相器は、対向設置される第１基板１１と第２基板１２、及び第１基板１１と第２基板１２との間に位置する液晶層５０を備える。

第１基板１１と第２基板１２との間には、封止材４０をさらに有し、封止材４０は、第１基板１１と第２基板１２のエッジに位置し、液晶層５０を封止する。好ましくは、液晶層５０には、プラスチックビーズとエポキシ封止材４０を含む支持物が分布している。

第１基板１１には、第１導電層が設置され、第２基板１２には、第２導電層が設置される。

前記第２基板１２に向かう第１基板１１の一方側には、第１金属膜層２１が設置され、前記第１基板１１に向かう第２基板１２の一方側には、第２金属膜層２２が設置される。

第１金属膜層２１と第２金属膜層２２は、ともにパターニングされた金属膜層である。

第１基板１１及び第２基板１２は、安定性と絶縁効果に優れるとともに、誘電損失が極めて低い材料を用いる。第１基板１１及び第２基板１２は、ガラス基板、溶融石英、ＡＢＳ、セラミックス基材、及びセラミックスと熱硬化性ポリマーの複合材料であってもよい。本実施例では、第１基板１１及び第２基板１２は、好ましくはＰＣＢ基板である。

超高周波無線通信では、基板材料の誘電率及び誘電損失値が大きいほど、誘電損失が大きく、信号が悪い。本願では、液晶移相器の基板としてＰＣＢ基板が使用されるため、ＰＣＢ基板の誘電率及び誘電損失が液晶パネルによく使用されるガラス基板よりも低く、誘電損失がより小さくなり、超高周波帯用途での液晶移相器及び液晶アンテナの性能向上に有利である。

液晶移相器の基板として使用されるＰＣＢ基板は、ＦＲ４（エポキシ樹脂ガラス繊維）板、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）板、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド板）などの板材としてもよい。ＰＣＢ基板は好ましくは高周波基板であり、より好ましくはＰＴＦＥ高周波基板である。ＰＣＢ基板の中でも、ＰＴＦＥ高周波基板は、より低い誘電率及び誘電損失を有し、誘電損失が小さいほど、超高周波帯用途での液晶移相器及び液晶アンテナの性能が向上する。

第１金属膜層２１及び第２金属膜層２２は、高い導電性と透磁率を有する金属材料を用い、アルミニウム、銅、銀、金、カドミウム、クロム、モリブデン、ニオブ、ニッケル、鉄などの金属を用い得るが、銀、銅、金、アルミニウム及びこれらの合金が好ましい。

無線通信の損失が低いほど、その性能が良好であり、即ち、挿入損失（導体損失を含む）も低いほど、性能が良好であり、液晶移相器に必要な金属材料には高い導電率及び透磁率が求められるため、一般には、銀、銅、金、アルミニウム及びこれらの合金が使用される。

金属材料の銀、銅、金、アルミニウム及びこれらの合金のうち、銀及び金の導電率が良好であるが、高価である。コストパフォーマンスが最も好ましい形態では、金属膜層の金属材料は好ましくは銅材料である。第１金属膜層２１と第２金属膜層２２はともに銅層である。

金属材料及び金属膜層の厚さのいずれも導体損失に繋がることが知られており、表皮効果は導体損失を反映するものである。交流電流が表皮効果を有するので、表皮効果は導体の抵抗を間接的に増大し、導体のエネルギー熱損失もその分増大する。マイクロ波などの高周波帯では、表皮効果は非常に顕著である。金属材料によって表皮深さが異なる。

表皮効果について、導体に交流電流又は交流電磁場が存在する場合、導体の内部の電流分布が不均一になり、電流が導体の表皮部分に集中し、導体の表面に向かうほど、電流密度が大きくなり、リード線の内部では、実質的に電流が極めて小さい。その結果、導体の抵抗が増え、その損失電力も増える。このような現象は表皮効果（ｓｋｉｎ ｅｆｆｅｃｔ）である。

表皮深さδは、下記式により算出される。

δ＝（１／πｆμσ）^１／２
式中、μは金属材料の透磁率、σは導体の導電率、ｆは液晶アンテナが送受信する信号は周波数を表す。

液晶移相器に使用される金属材料に対して高い導電率及び透磁率が求められるので、一般には、銀、銅、金、アルミニウム及びこれらの合金が使用され、このため、液晶移相器及び液晶アンテナに求められる表皮効果は、一般には、対応する第１金属膜層２１及び第２金属膜層２２の金属膜層の厚さがそれぞれ表皮深さδの３倍〜５倍でなければならない。液晶アンテナの性能を確実に確保するために、μｍスケールの金属膜層の厚さが必要である。

第１金属膜層２１及び第２金属膜層２２がともに銅層である場合、第１金属膜層２１及び第２金属膜層２２の金属膜層の厚さはすべて２．０μｍ以上である。

２枚の基板を位置合わせして貼り合わせる際に、位置合わせ・貼り合わせ機構は、２枚の基板の背面（即ち、基板の対応する金属膜層とは反対側の一面）から光透過性を用いたマーク検知を行う。ＰＣＢ基板が光を透過できないため、光透過性を用いたマーク検知方法で２枚の基板を位置合わせして貼り合わせることに不利であり、その結果、正確な位置合わせができず、アンテナの設計要件が満足できず、アンテナの性能が大幅に低下する。手動で案内などなしで貼り合わせると、貼り合わせ精度が確保できない。この問題を解決するために、液晶移相器の製造プロセスでは、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせる際に、第１金属膜層２１には、第１位置合わせマーク２１２があり、前記第２金属膜層２２には、第２位置合わせマークがあり、第１基板１１には、第１位置合わせマーク２１２に対応して第１貫通孔１１１が設置され、第２基板１２には、第２位置合わせマークに対応して第２貫通孔が設置される。

位置合わせマークは円形マークであってもよい。又は、位置合わせマークは、互いに垂直な２つの方向におけるマークラインを含んでもよく、たとえば、位置合わせマークは、十字状マーク、又は９０度の夾角をなす２本のラインであってもよい。

本願では、第１金属膜層２１と第２金属膜層２２のそれぞれに位置合わせマークを設置し、第１基板１１と第２基板１２のそれぞれに位置合わせマークの位置に対応する貫通孔を設置することによって、光透過性についての問題を解決し、位置合わせ・貼り合わせ機構が光透過性を用いたマーク検知によって２枚の基板を位置合わせして貼り合わせることを可能にし、２枚の基板を貼り合わせてセル化するというプロセスの実施に有利である。

位置合わせ・貼り合わせを行う際に、ＣＣＤカメラを用いて、第１基板１１と第２基板１２を位置合わせして貼り合わせる。第１基板１１を例にすると、ＣＣＤカメラは、第１金属膜層２１の背面の第１基板１１で光透過性を用いたマーク検知を行い、第１基板１１の第１貫通孔１１１を通って、ＣＣＤカメラは第１位置合わせマーク２１２を検知できる。

好ましくは、第１貫通孔１１１は、第１位置合わせマーク２１２を完全に覆うほどのサイズを有し、１つの仮想平面を想定し、この平面がたとえば第１基板１１の位置する平面である場合、この平面での第１貫通孔１１１の投影は、第１位置合わせマーク２１２の平面での投影を完全に覆うことができる。同様に、第２貫通孔は、第２位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有する。

以下、第１位置合わせマーク２１２及び第２位置合わせマークを説明する。

第１位置合わせマーク２１２は、第１貫通孔１１１を通って見られるように、第１基板１１に近い第１金属膜層２１の一面に設置されてもよい。たとえば、ビアを位置合わせマークとして製造し、又は部分的な透明領域を位置合わせマークとし、又はレーザで位置合わせマークを製造するなどの方法により製造される。同様に、第２位置合わせマークは、第２貫通孔を通って見られるように、第２基板１２に近い第２金属膜層２２の一面に設置されてもよい。

より好ましくは、フロー及びプロセスを簡素化するために、位置合わせマークは、対応する金属膜層を露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークである。具体的には、第１位置合わせマーク２１２は、第１金属膜層２１を露光してエッチングすることで得られ、第２位置合わせマークは、第２金属膜層２２を露光してエッチングすることで得られ、第１位置合わせマーク２１２及び第２位置合わせマークは金属位置合わせマークである。なお、前記第１位置合わせマーク２１２と第２位置合わせマークの位置は対応している。

さらにまた、第１基板１１を例にすると、図２に示されるように、第１金属膜層２１と第１基板１１との間には、光透過性の第１キャリア層７１を有する。金属位置合わせマークの寸法は、一般には、貫通孔の寸法未満であり、金属膜層と対応する基板との間に光透過性のキャリア層を設置することで、光透過性のキャリア層が光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせへ影響を与えずに、露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークを支持する。同様に、第２金属膜層２２と第２基板１２との間には、光透過性の第２キャリア層を有する。

第１キャリア層７１及び第２キャリア層は、ＰＩ（ポリイミド）層、ＰＥＴ（ポリテレフタル酸系材料）層、又はＰＥ（ポリエチレン）層であってもよく、それらは、すべて良好な光透過性を有する。より好ましくは、第１キャリア層７１及び第２キャリア層はＰＩ層であり、ＰＩには、より良好な光透過性や良好な耐高温性などの利点がある。

実際に使用されるとき、ＰＩ基材層上に銅箔層が積層された一体化された銅張ＰＩ基材を使用することができ、銅張ＰＩ基材は、第１キャリア層７１及び第１金属膜層２１の代わりとして使用され、第１キャリア層７１及び第１金属膜層２１と一体化することができる。銅張ＰＩ基材は、接着剤層を介して対応する基板に貼着できる。図３に示されるように、第１キャリア層７１と第１基板１１との間には、第１接着剤層６１があり、第１キャリア層７１と第１基板１１は第１接着剤層６１を介して貼り合わせる。同様に、第２キャリア層と第２基板１２との間には、第２接着剤層がある。又は、別の実施例では、まず、キャリア層、たとえばＰＩ層を基板に貼着し、次にキャリア層上に金属膜層を製造又は設置する。しかし、銅張ＰＩ基材を用いた形態に比べて、銅張ＰＩ基材は、一般には従来の板材であるため、直接購入することができ、まずキャリア層たとえばＰＩ層を基板に貼着し、次に、キャリア層上に金属膜層を製造又は設置する形態に比べて、コストが削減され時間が短縮されるという利点がある。

第１接着剤層６１及び第２接着剤層は、ＰＣＢ基板によく使用される非透明接着剤、又は光透過性光学接着剤であってもよい。

第１接着剤層６１及び第２接着剤層が非透明接着剤層である場合、図４に示されるように、第１位置合わせマーク２１２に対応する前記第１接着剤層６１の位置には、第１孔６１１が設置され、第２位置合わせマークに対応する前記第２接着剤層の位置には、第２孔が設置される。第１孔６１１及び第２孔が設置されることによって、第１接着剤層６１及び第２接着剤層は光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせを邪魔することはない。

第１孔６１１は、第１位置合わせマーク２１２を完全に覆うほどのサイズを有し、１つの仮想平面を想定し、この平面がたとえば第１基板１１の位置する平面である場合、この平面での第１孔６１１の投影は、第１位置合わせマーク２１２のこの平面での投影を完全に覆う。同様に、第２孔は、第２位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有する。好ましくは、第１孔６１１のサイズは、第１基板１１の第１貫通孔１１１のサイズ以上であり、第２孔のサイズは、第２基板１２の第２貫通孔のサイズ以上である。

第１貫通孔１１１と第２貫通孔、及び第１孔６１１と第２孔は、貫通孔又は孔を製造するときにキャリア層又は金属膜層へダメージを与えることを回避するために、キャリア層を貼り合わせる前に製造される。

位置合わせ・貼り合わせを行う際に、第１基板及び第２基板は、一般には、大寸法基板である。位置合わせ・貼り合わせステップの後、液晶移相器の製造方法は、ホットプレス・セル化、小片裁断、液晶充填・封止、結合などのステップをさらに含む。なお、以上の前記第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、第２貫通孔の設置、及び第１孔６１１、第２孔の設置は、液晶移相器の２枚の基板を位置合わせして貼り合わせるときに、位置合わせ・貼り合わせ機構が基板の背面で光透過性を用いたマーク検知を行い、第１基板と第２基板を正確に位置合わせするためである。

したがって、第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、及び第２貫通孔は、一般には、液晶移相器製品のエッジ位置に設置され、後で小片裁断をするときに、第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、及び第２貫通孔は、一般には切り取られる。

液晶移相器は、それぞれ前記液晶層５０の両側に設けられる第１配向層３１及び第２配向層３２をさらに備える。パターニングされた金属膜層が形成された第１基板１１上に第１配向層３１を製造し、パターニングされた金属膜層が形成された第２基板１２上に第２配向層３２を製造する。配向層は、液晶層５０の結晶分子の初期偏向角を限定するものである。

一特定実施例では、パターニングされた第２金属膜層２２上の金属パターン２１１は移相器電極を含み、移相器電極は、マイクロ波信号を伝送するための平面伝送ラインである。平面伝送ラインは好ましくはマイクロストリップラインである。マイクロストリップラインの形状は蛇形又は螺旋形であってもよいが、マイクロストリップラインの形状については限定がなく、マイクロ波信号を伝送できればよい。パターニングされた第１金属膜層２１上の金属パターン２１１は接地電極を含み、液晶移相器はバイアスラインをさらに含む。一実施例では、バイアスラインは、第２基板１２の第２金属膜層２２に設けられてもよい。バイアスラインを介してマイクロストリップラインと接地電極との間に電圧を印加することによって、液晶の有効誘電率を変え、さらにマイクロ波信号の位相を変えることができる。

マイクロストリップラインと接地電極との間に電場が印加されていないと、液晶分子は、第１配向層と第２配向層の作用により所定の方向に配列される。マイクロストリップラインと接地電極との間に電場が印加されると、電場により液晶層５０中の液晶分子の方向が偏向するように駆動される。

マイクロ波信号は、マイクロストリップラインと接地電極との間で伝送され、マイクロ波信号の伝送中、液晶分子の偏向により位相が変わり、それによって、マイクロ波信号の移相機能が実現される。マイクロストリップラインと接地電極での電圧を制御することで、液晶層５０中の液晶の偏向角度を制御し、さらに移相中に調整される位相を制御することができる。

液晶材料の誘電異方性及び低消費電力の特性を利用して、液晶層５０に印加される電圧を制御することによって、液晶の有効誘電定数を変え、さらに移相中に調整される位相を制御する。特別に設計された、静電容量の異なる液晶アンテナユニットにより二次元パターンが形成される。アンテナから受信又は放射する電磁波には、各アンテナユニットの静電容量に対応する位相差が付与され、静電容量の異なるアンテナユニットから形成される二次元パターンが特定方向に高い指向性（ビーム走査）を有することから、アンテナが受信又は放射する電磁波とＲＦ信号（電圧信号）との間の変換機能が実現される。

従来技術に比べて、本発明は、下記の有益な効果を有する。
１．超高周波無線通信では、基板材料の誘電率及び誘電損失値が大きいほど、誘電損失が大きく、信号が悪い。本願では、液晶移相器の基板としてＰＣＢ基板が使用されるため、ＰＣＢ基板の誘電率及び誘電損失が液晶パネルによく使用されるガラス基板よりも低く、誘電損失がより小さいほど、超高周波帯用途での液晶アンテナの性能向上に有利である。
２．さらに、ＰＣＢ基板はＰＴＦＥ高周波基板であり、ＰＴＦＥ高周波基板は、より低い誘電率及び誘電損失を有し、誘電損失が小さいほど、超高周波帯用途での液晶移相器及び液晶アンテナの性能が向上する。
３．さらに、ＰＣＢ基板が光を透過できないため、光透過性を用いたマーク検知方法で２枚の基板を位置合わせして貼り合わせることに不利であり、その結果、正確な位置合わせができず、液晶移相器の設計要件が満足できず、アンテナの性能が大幅に低下する。本願では、さらに、第１金属膜層と第２金属膜層のそれぞれに位置合わせマークを設置し、第１基板と第２基板のそれぞれに位置合わせマークの位置に対応する貫通孔を設置するように改良することによって、光透過性を用いたマーク検知で２枚を位置合わせして貼り合わせることを可能にし、フロー及びプロセスを簡素化するために、位置合わせマークは、対応する金属膜層を露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークであり、金属位置合わせマークの寸法が貫通孔の寸法未満であり、金属膜層と対応する基板との間に光透過性のキャリア層を設置することで、光透過性のキャリア層が光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせへ影響を与えずに、露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークを支持する。

実施例２
本特定実施例は、液晶アンテナを提供し、この液晶アンテナは、実施例１の前記液晶移相器を備える。液晶アンテナは、アンテナ放射ユニットをさらに備え、アンテナ放射ユニットは、マイクロ波信号を放射し、マイクロ波信号の入出力を行う。

本実施例では、前記第２基板１２から離れた第１基板１１の一方側には、アンテナ放射ユニットが設置される。アンテナ放射ユニットは、高導電性材料で製造される。アンテナ放射ユニットは、矩形、円形又は角形のチップであってもよく、そして角部を切り取ったものであってもよい。表面実装プロセスによって液晶移相器に貼り付けられてもよく。又は、より好ましい形態では、アンテナ放射ユニットは、前記第２基板１２から離れた第１基板１１の一方側に設けられるパターニングされた第３金属膜層である。

実施例３
本特定実施例は、実施例１の前記液晶移相器の製造方法を提供する。図６に示されるように、この液晶移相器の製造方法は、
第１位置合わせマーク２１２を有する第１金属膜層２１と、前記第１位置合わせマーク２１２の位置に対応する第１貫通孔１１１とを有するＰＣＢ基板の第１基板１１を提供するステップＳ１と、
第２位置合わせマークを有する第２金属膜層２２と、前記第２位置合わせマークの位置に対応する第２貫通孔とを有するＰＣＢ基板の第２基板１２を提供するステップＳ２と、
位置合わせ・貼り合わせ機構は、第１貫通孔１１１及び第２貫通孔のそれぞれを通って、第１位置合わせマーク２１２及び第２位置合わせマークによって、第１基板１１と第２基板１２を位置合わせして貼り合わせるステップＳ３と、を含む。

なお、ステップＳ１及びステップＳ２の順番は調整可能である。

具体的には、ステップＳ３では、液晶パネルの位置合わせ・貼り合わせによく使用される、光透過性を用いたＣＣＤ位置合わせを用いて正確な貼り合わせを行う。つまり、ＣＣＤカメラが使用され、ＣＣＤカメラは、第１貫通孔１１１及び第２貫通孔を通って、第１位置合わせマーク２１２と第２位置合わせマークによって、第１基板１１と第２基板１２を予め位置合わせしておき、位置合わせ後、貼り合わせた状態となるまで徐々に移動させる。

第１位置合わせマーク２１２及び第２位置合わせマークの製造プロセスについて説明する。

第１位置合わせマーク２１２は、第１貫通孔１１１を通って見られるように、第１基板１１に近い第１金属膜層２１の一面に設置されてもよい。たとえば、ビアを位置合わせマークとして製造し、又は部分的な透明領域を位置合わせマークとし、又はレーザで位置合わせマークを製造するなどの方法により製造される。同様に、第２位置合わせマークは、第２貫通孔を通って見られるように、第２基板１２に近い２金属膜層２２の一面に設置されてもよい。同様に、第２位置合わせマークは、第２貫通孔を通って見られるように、第２基板１２に近い第２金属膜層２２の一面に設置されてもよい。

ただし、より好ましくは、フロー及びプロセスを簡素化するために、位置合わせマークは、対応する金属膜層を露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークである。具体的には、第１位置合わせマーク２１２は、第１金属膜層２１を露光してエッチングすることで得られ、第２位置合わせマークは、第２金属膜層２２を露光してエッチングすることで得られ、第１位置合わせマーク２１２及び第２位置合わせマークは、ともに金属位置合わせマークである。

貫通孔を通って光透過性を用いたマーク検知を行うように、金属位置合わせマークの寸法は、一般には、貫通孔の寸法未満である。露光エッチング後、金属位置合わせマークの周辺にある金属がエッチングにより除去され、金属位置合わせマークに対する支持がなくなる。改良形態として、第１金属膜層２１と第１基板１１との間には、光透過性の第１キャリア層７１を有し、第２金属膜層２２と第２基板１２との間には、光透過性の第２キャリア層を有する。金属膜層と対応する基板との間に光透過性のキャリア層を設置することで、光透過性のキャリア層が光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせへ影響を与えずに、露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークを支持する。

第１キャリア層７１及び第２キャリア層は、ＰＩ層、ＰＥＴ層、又はＰＥ層であってもよく、これらはすべて良好な光透過性を有する。より好ましくは、第１キャリア層７１及び第２キャリア層は、ＰＩ層であり、ＰＩには、より良好な光透過性や良好な耐高温性などの利点があり、後続の配向層の製造プロセスには、高温ベークに耐えられる。

実際に使用されるとき、銅張ＰＩ基材を金属膜層及びキャリア層とすることができ、銅張ＰＩ基材は、ＰＩ基材層に銅箔層が積層されたものであり、銅張ＰＩ基材は、接着剤層を介して対応する基板に貼着できる。具体的には、第１キャリア層７１と第１基板１１との間には、第１接着剤層６１があり、第２キャリア層と第２基板１２との間には、第２接着剤層がある。

又は、ほかの実施例では、まず、キャリア層たとえばＰＩ層を基板に貼着し、次に、キャリア層上に金属膜層を製造又は設置してもよい。

したがって、さらに、図７に示されるように、ステップＳ１の製造方法は、
第１基板１１を提供し、前記第１基板１１上に第１接着剤層６１を設置し、第１基板１１に第１貫通孔１１１を製造し、前記第１接着剤層６１に第１貫通孔１１１の位置に対応する第１孔６１１を製造するステップＳ１１と、
第１キャリア層７１を、第１孔６１１を有する第１接着剤層６１に貼り合わせ、第１金属膜層２１を、第１基板１１とは反対側の第１キャリア層７１の一面に位置付けるステップＳ１２と、
第１金属膜層２１をパターニングし、第１位置合わせマーク２１２を含むパターニングされた第１金属膜層２１を得るステップＳ１３と、を含む。

なお、ステップＳ１１では、第１貫通孔１１１及び第１孔６１１は、同時に製造してもよく、順次製造してもよい。

ステップＳ１２では、第１金属膜層２１及び第１キャリア層７１を一体として、第１キャリア層７１と第１接着剤層６１を貼り合わせることができ、たとえば、直接銅張ＰＩ基材を用いて、銅張ＰＩ基材を第１接着剤層６１に貼り合わせる。又は、まず、個別の第１キャリア層７１を、第１孔６１１を有する第１接着剤層６１に貼り合わせた後、第１キャリア層７１上に第１金属膜層２１を製造又は設置してもよい。

同様に、ステップＳ２の製造方法は、
第２基板１２を提供し、前記第２基板１２上に第２接着剤層を設置し、第２基板１２に第２貫通孔を製造し、第２接着剤層に、前記第２貫通孔の位置に対応する第２孔を製造するステップＳ２１と、
第２キャリア層を、第２孔を有する第２接着剤層に貼り合わせ、第２金属膜層２２を、第２基板１２とは反対側の第２キャリア層の一面に位置付けるステップＳ２２と、
第２金属膜層２２をパターニングして、第２位置合わせマークを含むパターニングされた第２金属膜層２２を得るステップＳ２３と、を含む。

なお、ステップＳ２１では、第２貫通孔及び第２孔は、同時に製造してもよく、順次製造してもよい。

ステップＳ２２では、第２金属膜層２２及び第２キャリア層を一体として、第２キャリア層と第２接着剤層を貼り合わせることができ、たとえば、直接銅張ＰＩ基材を用いて、銅張ＰＩ基材を第２接着剤層に貼り合わせる。又は、まず、個別の第２キャリア層を、第２孔を有する第２接着剤層に貼り合わせた後、第２キャリア層上に第２金属膜層２２を製造又は設置してもよい。

なお、ステップＳ３では、第１基板１１と第２基板１２を位置合わせして貼り合わせる前に、液晶移相器の製造方法は、第１金属膜層２１及び第２金属膜層２２に対する具体的なパターニングプロセス、及び、金属膜層のパターニング後の配向層及び封止材４０の製造ステップをさらに含む。

金属膜層をパターニングするプロセスの方法は、当業者にとって公知のものであり、フォトレジスト塗布、予備硬化、露光、現像、エッチング、離型のプロセスによって実施できる。

配向層は、表面上に配向溝を形成するために、従来技術であるＰＩラビングプロセスで製造されることができる。たとえば、ＡＰＲ版を用いて、予め滴下した配向液体を電極パターンを有する対応する基板上に転写し、高温ベークにより十分に反応させるとともに、溶剤を発揮させ、最後に固体の配向膜層を形成する。配向膜層上をフランネル布又は綿布で一方向へラビングし、最終的に液晶分子を所定のラビング方向に平行に配列させる。ここで詳しく説明しない。

封止材４０の製造プロセスのステップは、当業者にとって公知のものである。ここで詳しく説明しない。

ステップＳ３の後、液晶移相器の製造方法は、ホットプレス・セル化、小片裁断、液晶充填・封止、結合などのステップをさらに含む。

位置合わせ・貼り合わせを行う際に、第１基板１１と第２基板１２は、一般には、大寸法基板であり、ステップＳ３では、第１基板１１と第２基板１２を位置合わせして貼り合わせる際に、大寸法基板を用いて製造する。ステップＳ３では、位置合わせ・貼り合わせ後、液晶移相器の製造方法は、ホットプレス・セル化、小片裁断、液晶充填・封止、結合などのステップをさらに含む。

ホットプレス・セル化によって、貼り合わせられた基板が高圧高温プロセスで硬化し、一定のセル厚さを有する間隔が形成され、十分に硬化した後、粘着の強固さが高く、機械的強度が高い複数の空セル（ＣＥＬＬ）が形成される。次に小片裁断プロセスによって、単体となる複数の液晶移相器の空セルが得られる。

なお、以上の前記第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、第２貫通孔の設置、及び第１孔６１１、第２孔の設置は、液晶移相器の２枚の基板を位置合わせして貼り合わせるときに、位置合わせ・貼り合わせ機構が基板の背面で光透過性を用いたマーク検知を行い、第１基板と第２基板を正確に位置合わせするためである。

したがって、第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、及び第２貫通孔は、一般には、液晶移相器製品のエッジ位置に設置され、図５には、大寸法基板の第１基板１１の模式図が示され、この大寸法基板は、複数の独立したユニットを含み、第１貫通孔１１１は、大寸法基板のエッジにある。図５には、４個の独立したユニットを含む場合が模式的に示され、各々のユニットは、個別の封止材４０を有するが、その数は、それに制限されない。後で小片裁断をするときに、第１位置合わせマーク２１２、第２位置合わせマーク、第１貫通孔１１１、及び第２貫通孔は、一般には切り取られ、液晶移相器製品にはない。

従来技術に比べて、本発明は、下記有益な効果を有する。
本発明では、ＰＣＢ基板を基板として液晶パネルの製造方法によって液晶移相器を量産する方法が提供され、ＰＣＢ基板の誘電率及び誘電損失が液晶パネルによく使用されるガラス基板よりも低く、誘電損失が小さいほど、超高周波帯用途での液晶移相器の性能向上に有利である。
本発明では、また、従来の非透明ＰＣＢ基板では液晶パネルの光透過性を用いた位置合わせ・貼り合わせ機構で２枚の基板を正確に貼り合わせることができないという問題をさらに解決し、第１金属膜層と第２金属膜層のそれぞれに位置合わせマークを設置し、第１基板と第２基板のそれぞれに位置合わせマークの位置に対応する貫通孔を設置するように改良することによって、光透過性を用いたマーク検知で２枚を位置合わせして貼り合わせることを可能にする。
フロー及びプロセスを簡素化するために、位置合わせマークは、対応する金属膜層を露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークであり、金属位置合わせマークの寸法が貫通孔の寸法未満であり、金属膜層と対応する基板との間に光透過性のキャリア層を設置することで、光透過性のキャリア層が光透過性を用いたマーク検知による位置合わせ・貼り合わせへ影響を与えずに、露光してエッチングすることで得られた金属位置合わせマークを支持する。

なお、以上の実施例は、本発明の実施例の技術案を説明するものに過ぎず、制限するものではなく、好適実施例を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の実施例の技術案を修正したり同等置換を行ったりすることができ、これら修正又は同等置換により、修正された技術案が本発明の実施例の技術案の範囲を逸脱することはない。

１１−第１基板、２１−第１金属膜層、３１−第１配向層、１２−第２基板、２２−第２金属膜層、３２−第２配向層、１１１−第１貫通孔、２１１−金属パターン、２１２−第１位置合わせマーク、４０−封止材、５０−液晶層、６１−第１接着剤層、６１１−第１孔、７１−第１キャリア層。

Claims (10)

1. 対向設置される第１基板と第２基板、及び前記第１基板と第２基板との間に位置する液晶層を備え、前記第２基板に向かう第１基板の一方側には、第１金属膜層が設置され、前記第１基板に向かう第２基板の一方側には、第２金属膜層が設置され、前記第１金属膜層及び第２金属膜層はともにパターニングされた金属膜層であり、前記第１基板及び第２基板はＰＣＢ基板である
   ことを特徴とする液晶移相器。
2. 前記第１金属膜層と第１基板との間には、光透過性の第１キャリア層を有し、前記第２金属膜層と第２基板との間には、光透過性の第２キャリア層を有する、
   ことを特徴とする請求項1に記載の液晶移相器。
3. 前記第１キャリア層と第２キャリア層はＰＩ層である、
   ことを特徴とする請求項2に記載の液晶移相器。
4. 請求項１〜3のいずれか一項に記載の液晶移相器、及びアンテナ放射ユニットを備える液晶アンテナをさらに提供する。
5. 請求項１〜3のいずれか一項に記載の液晶移相器を製造する液晶移相器の製造方法であって、
   第１位置合わせマークを有する第１金属膜層と、前記第１位置合わせマークの位置に対応する第１貫通孔とを有するＰＣＢ基板の第１基板を提供するステップＳ１と、
   第２位置合わせマークを有する第２金属膜層と、前記第２位置合わせマークの位置に対応する第２貫通孔とを有するＰＣＢ基板の第２基板を提供するステップＳ２と、
   第１貫通孔及び第２貫通孔のそれぞれを通って、第１位置合わせマークと第２位置合わせマークを用いて、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせるステップＳ３と、を含む
   ことを特徴とする液晶移相器の製造方法。
6. 前記第１位置合わせマークは、金属位置合わせマークであり、第１金属膜層を露光してエッチングすることで得られ、前記第２位置合わせマークは、金属位置合わせマークであり、第２金属膜層を露光してエッチングすることで得られ、前記第１金属膜層と第１基板との間には、高光透過性の第１キャリア層が設置され、前記第１キャリア層は、第１位置合わせマークの支持層として機能し、前記第２金属膜層と第２基板との間には、高光透過性の第２キャリア層が設置され、前記第２キャリア層は、第２位置合わせマークの支持層として機能する、
   ことを特徴とする請求項5に記載の液晶移相器の製造方法。
7. 前記ステップＳ１の製造方法は、
   第１基板を提供し、前記第１基板上に第１接着剤層を設置し、前記第１基板に前記第１貫通孔を製造し、第１接着剤層に、前記第１貫通孔の位置に対応する第１孔を製造するステップと、
   第１キャリア層を、第１孔を有する第１接着剤層に貼り合わせ、第１金属膜層を第１基板とは反対側の第１キャリア層の一面に位置付けるステップと、
   第１金属膜層をパターニングして、第１位置合わせマークを含むパターニングされた第１金属膜層を得るステップと、を含み、
   前記ステップＳ２の製造方法は、
   第２基板を提供し、前記第２基板に第２接着剤層を設置し、第２基板に第２貫通孔を製造し、第２接着剤層に前記第２貫通孔の位置に対応する第２孔を製造するステップと、
   第２キャリア層を、第２孔を有する第２接着剤層に貼り合わせ、第２金属膜層を、第２基板とは反対側の第２キャリア層の一面に位置付けるステップと、
   第２金属膜層をパターニングして、第２位置合わせマークを含むパターニングされた第２金属膜層を得るステップと、含む、
   ことを特徴とする請求項6に記載の液晶移相器の製造方法。
8. 前記第１貫通孔は、第１位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有し、前記第２貫通孔は、第２位置合わせマークを完全に覆うほどのサイズを有する、
   ことを特徴とする請求項7に記載の液晶移相器の製造方法。
9. ステップＳ３では、第１基板と第２基板を位置合わせして貼り合わせる際に、大寸法基板を用いて製造し、ステップＳ３の後に、ホットプレスしてセル化するステップをさらに含み、それによって、複数の空セルを製造し、次に、小片裁断プロセスによって、単体となる請求項１に記載の液晶移相器の空セルを得る、
   ことを特徴とする請求項5に記載の液晶移相器の製造方法。
10. 好ましくは、第１位置合わせマーク、第２位置合わせマーク、第１貫通孔、及び第２貫通孔は、大寸法基板を用いて製造するときに大寸法基板のエッジ位置に設置され、小片裁断をするときに、第１位置合わせマーク、第２位置合わせマーク、第１貫通孔、及び第２貫通孔は切り取られる、
    ことを特徴とする請求項9に記載の液晶移相器の製造方法。

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