WO2019189151A1 - 走査アンテナ及びその関連技術 - Google Patents

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WO2019189151A1
WO2019189151A1 PCT/JP2019/012812 JP2019012812W WO2019189151A1 WO 2019189151 A1 WO2019189151 A1 WO 2019189151A1 JP 2019012812 W JP2019012812 W JP 2019012812W WO 2019189151 A1 WO2019189151 A1 WO 2019189151A1
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organic structure
substrate
scanning antenna
electrode
forming
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芳徳 木下
雄貴 高田
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Jsr株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
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    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart

Definitions

  • the present invention relates to a scanning antenna and a method for forming a scanning antenna organic structure, a radiation-sensitive resin composition, and a method for manufacturing the scanning antenna, which are related techniques.
  • Antennas for mobile communications and satellite broadcasting require a function to change the beam direction (referred to as “beam scanning” or “beam steering”).
  • beam scanning As an antenna having such a function (hereinafter referred to as a “scanned antenna”), a phased array antenna having an antenna unit is known.
  • the conventional phased array antenna is expensive and has become an obstacle to popularization in consumer products. In particular, as the number of antenna units increases, the cost increases significantly.
  • the next generation communication technology called 5G is being developed along with the progress of IoT technology and the demand for higher capacity and higher communication speed of content communication data.
  • the frequency used in 5G is expected to be an electromagnetic wave in a higher frequency band than the current frequency band up to 4G (a frequency band around 3.5 GHz or lower) targeted by many of the above-described conventional scanning antennas. ing.
  • An object of the present invention is to provide a scanning antenna, a method for forming an organic structure of a scanning antenna, a radiation-sensitive resin composition, and a method for manufacturing the scanning antenna that can be used for next-generation communication technology.
  • the present inventors have caused a phase delay of each signal by passing a signal (electromagnetic wave) that has reached the scanning antenna out of phase through a liquid crystal layer having a high dielectric constant, As a result, the idea of achieving the same phase between signals was obtained.
  • the present inventors have found that, in an antenna using liquid crystal technology, in order to improve reception sensitivity throughout the transmission and reception plane through signal amplification by in-phase, the degree of signal delay required for in-phase is increased. The inventors have found that it is only necessary to control the cell gap of the liquid crystal and suppress the fluctuation of the cell gap due to external stress in the transmission / reception surface.
  • the present invention provides a first dielectric substrate, a plurality of TFTs supported on the first dielectric substrate, and a patch supported on the first dielectric substrate corresponding to the TFT.
  • a TFT substrate having an electrode, a plurality of gate bus lines, and a plurality of source bus lines;
  • An electrode substrate having a second dielectric substrate and a slot electrode including a slot formed on the first main surface of the second dielectric substrate;
  • a liquid crystal layer provided between the TFT substrate and the electrode substrate;
  • a columnar organic structure that defines the distance between the TFT substrate and the electrode substrate by its height, A plurality of antenna units partitioned by the patch electrode, the slot electrode including the slot corresponding to the patch electrode, and the liquid crystal layer corresponding to the patch electrode are arranged,
  • the organic structure has a height of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less,
  • the present invention relates to a scanning antenna having an elastic recovery rate of 80% or more and 98% or less in a temperature range of ⁇ 40 ° C
  • the organic structure When the TFT substrate and the electrode substrate are bonded together, the organic structure is compressed and deformed, resulting in variations in the height of the organic structure within the substrate surface (ie, the distance between the substrates) or due to changes in the outside air temperature.
  • the cell structure may not follow the expansion / contraction of the liquid crystal, and voids (micro bubbles) may be generated in the cell. In either case, the phase delay degree of the received signal (electromagnetic wave) in the liquid crystal layer may deviate from the target value, and signal amplification by the same phase may not be achieved.
  • the shape of the organic structure is elastically restored to its original shape even when the organic structure is compressed and deformed due to external stress generated when the substrates are bonded together or when the liquid crystal expands or contracts due to outside air temperature. Therefore, uniform cell shape retention can be improved by suppressing fluctuations in the cell gap, and desired signal in-phase can be achieved.
  • the organic structure may be a lattice-like structure in plan view.
  • the antenna units can be arranged in a matrix, and the scanning antenna can be manufactured using the existing liquid crystal display technology, so that the design ease and the production efficiency can be improved.
  • the cross-sectional shape along the height direction of the organic structure may be tapered.
  • the organic structure preferably includes at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
  • functions and characteristics derived from fluorine compounds containing fluorine atoms and silicon compounds containing silicon atoms can be imparted to organic structures and materials for forming the same, and organic functions can be enhanced and formed.
  • the efficiency can be improved.
  • a radiation-sensitive resin composition that is a material for forming an organic structure contains a silane compound
  • the adhesion of the organic structure to the substrate and the strength of the organic structure itself increase.
  • a fluorine compound is contained, generally the surface uniformity of the coating film of a radiation sensitive resin composition will increase, and the variation in the height of an organic structure will be suppressed. Desirable characteristics can be imparted when the organic structure contains a fluorine atom or a silicon atom derived therefrom.
  • the organic structure includes a phosphorus atom.
  • a phosphorus atom-containing photopolymerization initiator is contained in a radiation-sensitive resin composition that is a material for forming an organic structure, the following characteristics are obtained. That is, since the phosphorus atom can have a valence of 5, more chromophore bonds can be formed compared to the carbon atom. If it does so, it will have an absorption region in the long wavelength side, and it can generate a radical with low energy and high sensitivity. As a result, this embodiment is advantageous in that the organic structure is formed by pattern formation of a thick photosensitive film.
  • the organic structure is preferably a cured product of a radiation sensitive resin composition.
  • An organic structure having a target shape can be efficiently formed using a photolithography technique.
  • a plane parallel to the surface of the electrode substrate and the organic structure intersect each other at 10% and 90% of the height of the organic structure from the surface of the electrode substrate.
  • the minimum diameter at the position of 90% of the height of the organic structure is defined as D top
  • the minimum diameter at the position of 10% of the height of the organic structure is defined as D bottom .
  • the variation ratio of D bottom to D top represented by the following formula is within ⁇ 15%.
  • the scanning antenna has a columnar organic structure having a height of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less, and the optimum cell for making the distance between the TFT electrode and the electrode substrate the same phase of electromagnetic waves in a high frequency band.
  • the difference between the upper and lower diameters of the organic structure can be reduced to improve the uniformity of the shape, which is useful for next-generation communication technology using electromagnetic waves in a high frequency band.
  • the present invention is a scanning antenna in which a plurality of antenna units are arranged, and includes a TFT substrate, an electrode substrate, a liquid crystal layer provided between the TFT substrate and the electrode substrate, A method of forming an organic structure in a scanning antenna comprising a columnar organic structure that defines a distance between a TFT substrate and the electrode substrate by its thickness, Forming a coating film of the radiation sensitive resin composition on the electrode substrate; Forming a columnar organic structure by a photolithography technique for the coating film, The organic structure has a height of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less,
  • the present invention relates to a method for forming an organic structure of a scanning antenna in which an elastic recovery rate of the organic structure from compression deformation is 80% to 98% in a temperature range of ⁇ 40 ° C. to 40 ° C.
  • an organic structure that provides a wide gap between substrates for high frequency band is efficiently formed in the entire transmission / reception surface by an existing photolithography technique using a radiation-sensitive resin composition. be able to.
  • the present invention relates to a radiation-sensitive resin composition used in the method for forming an organic structure of the scanning antenna.
  • the present invention is a scanning antenna in which a plurality of antenna units are arranged, and includes a TFT substrate, an electrode substrate, a liquid crystal layer provided between the TFT substrate and the electrode substrate, A method of manufacturing a scanning antenna comprising a columnar organic structure that defines a distance between a TFT substrate and the electrode substrate by its height, Forming an alignment film on the electrode substrate; Forming an organic structure on the alignment film by a method for forming an organic structure of the scanning antenna.
  • the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer are usually aligned by an alignment film.
  • an alignment film is often formed after a spacer is formed on a substrate.
  • a rubbing process that contributes to the alignment of the liquid crystal molecules is performed.
  • the organic structure may collapse during application of the alignment film forming composition, or rubbing even if it does not collapse It may fall down during processing.
  • the manufacturing method of the scanning antenna since the organic structure is formed after forming the alignment film, the influence of the alignment film forming process can be eliminated, and the collapse of the organic structure can be prevented.
  • the step of forming the organic structure comprises: (1) The process of forming the coating film of a radiation sensitive resin composition on the said electrode substrate in which the said alignment film was formed, (2) a step of exposing the coating film through a photomask; (3) A step of developing the coated film after exposure, and (4) a step of heating or exposing the coated film after development to form the organic structure.
  • the developer used in the developing step is preferably an aqueous solution containing alkali metal ions.
  • an inorganic alkaline aqueous solution By using an inorganic alkaline aqueous solution, the development process can be rapidly advanced, and an organic structure having a desired shape can be formed with high accuracy.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 3A and is a schematic diagram showing the minimum diameter of the upper cross section of the organic structure.
  • the dielectric constant of the liquid crystal material has frequency dispersion, in this specification, the dielectric constant in the microwave frequency band (also referred to as “dielectric constant for microwaves”) is referred to as “dielectric constant M ( ⁇ M )”. write.
  • a scanning antenna using an antenna unit that utilizes the anisotropy (birefringence index) of a large dielectric constant M ( ⁇ M ) of a liquid crystal material is a voltage applied to each liquid crystal layer of the antenna unit associated with a pixel of the LCD panel. Is controlled to change the effective dielectric constant M ( ⁇ M ) of the liquid crystal layer of each antenna unit, thereby forming a two-dimensional pattern for each antenna unit having a different capacitance (for displaying images on the LCD).
  • a phase difference corresponding to the capacitance of each antenna unit is given to electromagnetic waves (for example, microwaves) emitted from or received by the antenna, and formed by antenna units having different capacitances.
  • the electromagnetic wave emitted from the antenna is integrated by taking into account the phase difference given by each antenna unit by integrating the spherical wave obtained as a result of the input electromagnetic wave entering each antenna unit and being scattered by each antenna unit. can get. It can be considered that each antenna unit functions as a “phase shifter”.
  • Patent Documents 1 to 5 and Non-Patent Documents 1 and 2 for the basic structure and operating principle of a scanning antenna using a liquid crystal material.
  • the entire disclosures of Patent Documents 1 to 5 and Non-Patent Documents 1 and 2 are incorporated herein by reference.
  • the antenna unit in the scanning antenna according to this embodiment is similar to the pixel of the LCD panel. With reference to FIG.1 and FIG.2, the basic structure of the scanning antenna which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of the scanning antenna 1000 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the TFT substrate 101 in the scanning antenna 1000 of the present embodiment.
  • the scanning antenna 1000 includes a TFT substrate 101, an electrode substrate 201, a liquid crystal layer LC disposed therebetween, and a columnar organic that defines the distance between the TFT substrate 101 and the electrode substrate 201 by its height h.
  • the structure 3 and a reflective conductive plate 65 disposed to face the electrode substrate 201 with the air layer 54 interposed therebetween are provided.
  • the scanning antenna 1000 transmits and receives microwaves from the TFT substrate 101 side.
  • the TFT substrate 101 includes a first dielectric substrate 1 such as a glass substrate, a plurality of patch electrodes 15 formed on the first dielectric substrate 1, and a plurality of TFTs 10. Each patch electrode 15 is connected to the corresponding TFT 10.
  • Each TFT 10 is connected to a gate bus line GL and a source bus line SL.
  • Each of the gate bus lines GL is connected to a gate driver GD via a gate terminal portion (not shown).
  • Each source bus line SL is connected to a source driver SD via a source terminal portion (not shown).
  • the surface of the first dielectric substrate 1 including the TFT 10 and the patch electrode 15 is covered with an alignment film 8a (for example, a polyimide film) that controls the alignment of the liquid crystal.
  • the alignment film 8a is provided in contact with the liquid crystal layer LC.
  • the first dielectric substrate 1 for an antenna preferably has a small dielectric loss with respect to the microwave (the dielectric loss tangent with respect to the microwave is expressed as tan ⁇ M ).
  • the tan ⁇ M of the first dielectric substrate 1 is preferably approximately 0.03 or less, and more preferably 0.01 or less.
  • a glass substrate or a plastic substrate can be used.
  • a glass substrate is superior to a plastic substrate in terms of dimensional stability and heat resistance, and is suitable for forming circuit elements such as TFTs, wirings, and electrodes using LCD technology.
  • the material forming the waveguide is air and glass, the glass has a higher dielectric loss, so that the thinner the glass can reduce the waveguide loss, preferably 400 ⁇ m or less. And more preferably 300 ⁇ m or less.
  • the patch electrode 15 does not constitute the waveguide 301 unlike the slot electrode 55 described later, a Cu layer or an Al layer having a thickness smaller than that of the slot electrode 55 can be used.
  • the resistance is low in order to avoid a loss that changes into heat when vibration of free electrons in the vicinity of the slot 57 of the slot electrode 55 induces vibration of free electrons in the patch electrode 15.
  • the electrode substrate 201 includes a second dielectric substrate 51 such as a glass substrate, and a slot electrode 55 formed on the surface (first main surface) of the second dielectric substrate 51 on the liquid crystal layer LC side.
  • the slot electrode 55 is an electrode that outputs a wave having a uniform phase difference in the liquid crystal layer LC, and has a plurality of slots 57.
  • the scanning antenna 1000 can transmit and receive circularly polarized waves by providing slots that are substantially orthogonal to each other so as to have a T shape in plan view.
  • the second dielectric substrate 51 that constitutes the electrode substrate 201 also preferably has the same properties as the first dielectric substrate 1 that constitutes the TFT substrate 101.
  • the slot electrode 55 is preferably formed of a relatively thick Cu layer or Al layer.
  • the slot electrode 55 functions as a wall of the waveguide 301 together with the reflective conductive plate 65. Therefore, in order to suppress transmission of microwaves through the wall of the waveguide 301, it is preferable that the thickness of the wall of the waveguide 301, that is, the thickness of the metal layer (Cu layer or Al layer) is large. It is known that if the thickness of the metal layer is three times the skin depth, the electromagnetic wave is attenuated to 1/20 ( ⁇ 26 dB), and if it is five times, it is attenuated to about 1/150 ( ⁇ 43 dB). Yes.
  • the electromagnetic wave transmittance can be reduced to 1%.
  • the microwave can be reduced to 1/150.
  • the microwave can be reduced to 1/150.
  • the microwave can be reduced to 1/150.
  • the thickness of the Cu layer or Al layer there is no particular upper limit to the thickness of the Cu layer or Al layer, and it can be set as appropriate in consideration of the film formation time and cost.
  • the relatively thick Cu layer or Al layer can be formed not only by the thin film deposition method used in the LCD manufacturing process, but also by other methods such as attaching Cu foil or Al foil to the substrate.
  • the thickness of the metal layer is, for example, 2 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. When forming using a thin film deposition method, the thickness of the metal layer is preferably 5 ⁇ m or less.
  • an aluminum plate or a copper plate having a thickness of several millimeters can be used as the reflective conductive plate 65.
  • the surface of the second dielectric substrate 51 including the slot 57 and the slot electrode 55 is covered with an alignment film 8b (for example, a polyimide film) that controls the alignment of the liquid crystal.
  • the alignment film 8b is provided in contact with the liquid crystal layer LC.
  • the reflective conductive plate 65 is disposed so as to face the electrode substrate 201 with the air layer 54 interposed therebetween.
  • a layer formed of a dielectric having a low dielectric constant M with respect to microwaves for example, a fluororesin such as PTFE
  • the slot electrode 55, the reflective conductive plate 65, and the second dielectric substrate 51 and the air layer 54 between them function as the waveguide 301.
  • the patch electrode 15, the portion of the slot electrode 55 including the slot 57 corresponding to the patch electrode 15, and the liquid crystal layer LC therebetween constitute an antenna unit U.
  • one patch electrode 15 is opposed to the portion of the slot electrode 55 including one slot 57 via the liquid crystal layer LC, thereby forming a liquid crystal capacitor.
  • the antenna unit U of the scanning antenna 1000 and the pixels in the LCD panel have a configuration similar to each other.
  • the antenna unit may have an auxiliary capacitor (not shown) electrically connected to the liquid crystal capacitor in parallel.
  • the scanning antenna 1000 has a plurality of antenna units U arranged two-dimensionally.
  • a plurality of antenna units are arranged in a matrix.
  • the region of the TFT substrate 101 corresponding to the antenna unit U and the region of the electrode substrate 201 (the slot 57, the slot electrode 55, and the reflective conductive plate 65 are omitted in FIG. 2) are referred to as “antenna unit regions” and are the same as the antenna units.
  • the symbol U is given.
  • an area defined by a plurality of antenna unit areas arranged two-dimensionally is referred to as a “transmission / reception area R1”, and an area other than the transmission / reception area R1 is referred to as a “non-transmission / reception area R2”. Called.
  • the non-transmission / reception region R2 is provided with a terminal portion, a drive circuit, and the like.
  • the slots are arranged in a matrix, but the present invention is not limited to this.
  • the arrangement of the slots may be various known arrangements such as concentric circles and spirals.
  • the arrangement pitch of the antenna unit U is obtained as follows.
  • the wavelength ⁇ is 25 mm, for example.
  • the pitch of the antenna unit U is preferably ⁇ / 4 or less and / or ⁇ / 5 or less, it is 6.25 mm or less and / or 5 mm or less. This value is more than 10 times larger than the pixel pitch of a typical LCD panel. Therefore, the length and width of the antenna unit U are also about 10 times larger than the pixel length and width of the LCD panel.
  • the scanning antenna 1000 changes the phase of the microwaves excited (re-radiated) from each patch electrode by changing the capacitance value of the liquid crystal capacitance of the antenna unit U. Therefore, as the characteristics required for the liquid crystal material of the liquid crystal layer LC of the scanning antenna 1000, the anisotropy ( ⁇ M ) of the dielectric constant M ( ⁇ M ) with respect to the microwave is preferably large, and tan ⁇ M is preferably small. .
  • the dielectric constant of a liquid crystal material has frequency dispersion, but the dielectric anisotropy ⁇ M for microwaves has a positive correlation with the refractive index anisotropy ⁇ n for visible light. Therefore, it can be said that the liquid crystal material for the antenna unit for microwaves is preferably a material having a large refractive index anisotropy ⁇ n for visible light.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal material for LCD is evaluated by the refractive index anisotropy with respect to light having a wavelength of 550 nm.
  • nematic liquid crystal having ⁇ n of 0.3 or more, preferably 0.4 or more is used for an antenna unit for microwaves.
  • ⁇ n is preferably 0.4 or less.
  • the thickness of the liquid crystal layer is, for example, 1 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the distance between the TFT substrate 101 and the electrode substrate 201 is defined using the columnar organic structure 3. Since the distance between the substrates becomes the thickness of the liquid crystal layer LC as it is, the thickness of the liquid crystal layer LC is also controlled by the height h of the organic structure 3.
  • a columnar organic structure formed by a photolithography process using a radiation-sensitive resin composition is preferably used.
  • “columnar” means that the contour of the shape in plan view when viewed from the vertical direction with respect to the surface of the electrode substrate 201 is translated in the vertical direction with respect to the surface of the electrode substrate 201. It means a structure defined by a drawn trajectory or a structure similar to this.
  • the organic structure when the contour of the shape in plan view is circular, the organic structure is a columnar shape, when the contour is a quadrangle, it is a quadrangular prism shape, and when the contour is a donut shape, it is a thick cylindrical shape.
  • the height h of the organic structure 3 is not less than 5 ⁇ m and not more than 300 ⁇ m, and can be appropriately set according to the frequency of the electromagnetic wave to be transmitted / received. For example, 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m and the like are listed as the lower limit of the height h of the organic structure 3. Examples of the upper limit of the height of the organic structure 3 include 250 ⁇ m, 200 ⁇ m, 180 ⁇ m, 150 ⁇ m, and 120 ⁇ m. In the present embodiment, since the height h of the organic structure 3 is increased as described above, it is necessary to form a structure such as a pedestal for supplementing the height of the organic structure in the conventional scanning antenna. In addition, the structure of the scanning antenna and the manufacturing process can be simplified.
  • the liquid crystal layer LC between the patch electrode 15 and the slot electrode 55 that contributes to the control of the phase of the microwave.
  • the patch It is preferable that the thickness of the liquid crystal layer LC between the electrode 15 and the slot electrode 55, in other words, the uniformity of the height h of the organic structure 3 is high.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view for explaining the shape uniformity of the organic structure.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 3A and is a schematic diagram showing the minimum diameter of the upper cross section of the organic structure.
  • the cross-sections of the cross sections formed by the crossing of the plane parallel to the surface of the electrode substrate 201 and the organic structure 3 are the same.
  • the variation ratio of D bottom to D top represented by the formula is within ⁇ 15%.
  • Fluctuation ratio (%) ⁇ (D top ⁇ D bottom ) / D top ⁇ ⁇ 100
  • the variation ratio of the minimum diameter is preferably within ⁇ 12%, and more preferably within ⁇ 10%.
  • each cross section formed by intersecting the organic structure 3 with a plane parallel to the surface of the electrode substrate 201 at a position 90% of the height h of the organic structure 3 is circular ( 3B, the diameter is the minimum diameter D top , and if it is a rectangle (middle in FIG. 3B), the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangle is the minimum diameter D top , In the case of a cylindrical shape (right in FIG. 3B), the distance between one side of the inner rectangle and one side of the outer rectangle is the minimum diameter D top .
  • the cross-sectional shape along the height direction of the organic structure 3 of the present embodiment is tapered.
  • a form having a small upper diameter and a large lower diameter is also referred to as “forward taper”
  • a form having a large upper diameter and a small lower diameter is also referred to as “reverse taper”.
  • the cross-sectional shape may be either a forward taper or a reverse taper.
  • the height uniformity 6 ⁇ is preferably 0 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the height uniformity 6 ⁇ is more preferably 9 ⁇ m or less, further preferably 8 ⁇ m or less, and particularly preferably 7 ⁇ m or less.
  • the height uniformity 6 ⁇ is preferably smaller, sufficient cell gap uniformity can be obtained even when the height uniformity is 1 ⁇ m or more.
  • the method of measuring the height uniformity 6 ⁇ is as described in the examples. When the height uniformity 6 ⁇ is in the above range, the height h of the organic structure 3 in the transmission / reception region R1 can be made constant. As a result, the uniformity of the cell gap is increased and the signal phase is increased. And amplification can be efficiently achieved.
  • the elastic recovery rate from the time of compressive deformation of the organic structure 3 is preferably 80% or more and 98% or less, more preferably 82% or more and 98% or less in a temperature range of ⁇ 40 ° C. or more and 40 ° C. or less. Preferably, it is 84% or more and 98% or less. If it exceeds 98%, problems such as bubbles may occur when the glass substrates are bonded.
  • the method of measuring the elastic recovery rate is as described in the examples. If the elastic recovery rate of the organic structure 3 is in the above range, even if the organic structure 3 is compressed and deformed when the TFT substrate 101 and the electrode substrate 201 are bonded together, the shape is elastically recovered to the original shape. The distance between the substrates, that is, the thickness of the liquid crystal layer LC is maintained, so that the desired signal in-phase can be achieved by passing through the liquid crystal layer LC.
  • the accuracy of controlling the phase of the microwave in each antenna unit region U may be lowered depending on where the alignment of liquid crystal molecules is disturbed by the organic structure 3. Therefore, in order not to affect the operation of the scanning antenna, the organic structure 3 does not overlap the slot 57 and its peripheral region when viewed from the normal direction of the scanning antenna 1000, but the patch electrode 15 and its peripheral area. It is preferable that the region does not overlap. Therefore, as shown in FIG. 2, when the antenna units U are arranged in a matrix, the organic structure 3 has a plan view so as not to overlap the slot 57 and its peripheral region and the patch electrode 15 and its peripheral region. It is preferably formed in a lattice shape substantially along the gate bus line GL and the source bus line SL.
  • a cylindrical or prismatic organic structure or a rectangular cylindrical shape along the gate bus line GL and the source bus line SL in plan view may be interspersed.
  • the organic structure 3 is not particularly limited and may be arbitrary.
  • the organic structure 3 may include a component derived from a component contained in a radiation-sensitive resin composition (described later) that is a forming material.
  • the organic structure 3 includes at least one of a fluorine atom and a silicon atom.
  • the organic structure 3 contains a phosphorus atom.
  • a radiation-sensitive resin composition that is a material for forming an organic structure contains a silane compound
  • the adhesion of the organic structure to the substrate and the strength of the organic structure itself increase.
  • a fluorine compound is contained, generally the surface uniformity of the coating film of a radiation sensitive resin composition will increase, and the variation in the height of an organic structure will be suppressed. Desirable characteristics can be imparted when the organic structure contains a fluorine atom or a silicon atom derived therefrom.
  • the method for forming an organic structure in the scanning antenna according to the present embodiment includes a step of forming a coating film of a radiation-sensitive resin composition on an electrode substrate, and a columnar organic structure is formed by a photolithography technique for the coating film. Including the step of.
  • the organic structure 3 has the above-described predetermined height h and the difference between the minimum cross-sectional diameters D top -D bottom .
  • the organic structure 3 having a target shape can be efficiently formed using a photolithography technique. Details will be described in the manufacturing method of the scanning antenna.
  • the scanning antenna 1000 is accommodated in a plastic housing, for example, as necessary. It is preferable to use a material having a small dielectric constant ⁇ M that does not affect microwave transmission and reception for the housing. Moreover, you may provide a through-hole in the part corresponding to transmission / reception area
  • Dielectric anisotropy [Delta] [epsilon] M is a large liquid crystal material, there are those light tends to deteriorate, not only the ultraviolet, blue light having a short wavelength among the visible light is also preferably shielded.
  • the light shielding structure can be easily formed at a necessary location by using a light shielding tape such as a black adhesive tape.
  • the method for manufacturing a scanning antenna includes a step of forming an alignment film on an electrode substrate, and a step of forming an organic structure on the alignment film by a method for forming an organic structure of the scanning antenna.
  • the TFT substrate 101 can be manufactured by providing the TFT 10 and necessary wiring on the first dielectric substrate 1 by a conventionally known method.
  • the electrode substrate 201 can be manufactured by providing necessary electrodes and wiring on the second dielectric substrate 51 by a conventionally known method.
  • the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer LC are usually aligned by an alignment film. In a conventional manufacturing process of a liquid crystal display device, an alignment film is often formed after a spacer is formed on a substrate.
  • the organic structure When the alignment film is formed, a rubbing process that contributes to the alignment of the liquid crystal molecules is performed. However, if an alignment film is to be formed after forming the organic structure 3 corresponding to the wide cell gap, the organic structure may or may not fall when the alignment film-forming composition is applied. It may fall down during the rubbing process. In the scanning antenna manufacturing method, since the organic structure 3 is formed after forming the alignment film 8b, the influence of the alignment film forming process can be eliminated, and the collapse of the organic structure 3 can be prevented. Of course, depending on the thickness and strength of the organic structure 3, the organic structure 3 can be formed first, and then the alignment film 8b can be formed. In the present embodiment, not only the alignment film 8 b on the electrode substrate 201 but also the alignment film 8 a is formed on the TFT substrate 101.
  • a liquid crystal aligning agent is applied onto the electrode substrate 201 by a brush coating method, a dipping method, a spinner method, a spray method, a printing method, an ink jet method or the like.
  • A1-2 The solvent is evaporated from the liquid crystal aligning agent film formed on the electrode substrate 201 at 50 to 120 ° C., preferably 80 to 100 ° C.
  • the coating film after removal of the solvent is heated at 150 to 400 ° C., preferably 180 to 280 ° C.
  • A1-4 By performing rubbing on the heated coating film, an alignment film 8b having a liquid crystal alignment regulating force is formed.
  • the alignment film 8b is formed by the following procedure using a photo-alignment composition.
  • a liquid crystal aligning agent is applied on the electrode substrate 201 by a brush coating method, a dipping method, a spinner method, a spray method, a printing method, an ink jet method or the like.
  • the solvent is evaporated from the liquid crystal aligning agent film formed on the electrode substrate 201 at 50 to 120 ° C., preferably 80 to 100 ° C.
  • A2-3) Irradiate the linearly polarized light to the coating film after removing the solvent to align the liquid crystal alignment film.
  • the aligned liquid crystal alignment film is heated at 150 to 400 ° C., preferably 180 to 280 ° C. to imidize to form an alignment film 8b.
  • the alignment film 8b can be formed after the lattice-shaped organic structure 3 described later is formed.
  • the height h of the organic structure 3 is as high as 5 ⁇ m or more as in the present embodiment, and the alignment film 8b cannot be sufficiently provided with the liquid crystal alignment regulating force. Therefore, a process of forming the organic structure 3 after the rubbing treatment of the alignment film 8b is preferable.
  • the base of the lattice-like organic structure 3 becomes the alignment film 8b of the organic film, there is an effect of improving the adhesion.
  • the step of forming the organic structure according to the present embodiment includes (i) a step of forming a coating film of a radiation sensitive resin composition on the electrode substrate, and (ii) exposing the coating layer through a photomask. A step, (iii) a step of developing the coated film after exposure, and (iv) a step of heating or exposing the coated film after development to form the organic structure.
  • (I) Coating film forming step the radiation-sensitive resin composition for coating film formation is applied onto the electrode substrate 201 so that the dry film thickness satisfies the height h of the organic structure 3. .
  • the radiation sensitive resin composition is dried usually by heating at 100 to 150 ° C. for 60 to 1800 seconds. In this way, a coating film is formed on the electrode substrate 201.
  • Examples of the application method of the radiation sensitive resin composition include a slit coating method, a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a spin coating method, a curtain coating method, a gravure printing method, a silk screen method, and an inkjet method. And screen printing.
  • the coating film is irradiated with radiation through a desired mask pattern.
  • the coating film is irradiated with radiation through a mask having a regular lattice pattern and cured to form an exposed portion and a non-exposed portion.
  • the above-described mask pattern can be appropriately changed to a lattice shape, a dot shape, or a line and space shape.
  • ultraviolet light and / or visible light are used, and more preferably light having a wavelength of 365 to 436 nm (eg, g-ray).
  • the amount of exposure varies depending on the type and content of each component in the radiation-sensitive resin composition and the thickness of the coating, but when irradiating light containing i-line, the amount of exposure is usually in i-line conversion. 50 to 1500 mJ / cm 2 , preferably 100 to 600 mJ / cm 2 . As the exposure amount is smaller, a linear member having a smaller ⁇ width tends to be obtained.
  • a contact aligner for example, a contact aligner, a mask aligner, a stepper, or a scanner is used.
  • (Iii) Development Step the coating film after radiation irradiation is developed to dissolve and remove the non-exposed areas, thereby forming a desired line pattern arranged in a grid pattern on the electrode substrate 201. To do.
  • an alkaline developer for development examples include an alkaline aqueous solution containing an alkaline compound at a concentration of 0.01 to 10% by mass.
  • the alkaline compound include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, aqueous ammonia, tetramethylammonium hydroxide, and choline.
  • the developer for forming the organic structure on the alignment film is an aqueous solution containing alkali metal ions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, etc. preferable.
  • tetramethylammonium hydroxide is preferred as the developer for forming the alignment film after forming the organic structure.
  • a proper amount of a water-soluble organic solvent and a surfactant can be added to the alkaline aqueous solution.
  • Examples of the developing method include a shower developing method, a spray developing method, an immersion developing method, and a paddle developing method.
  • the development conditions are, for example, a developer temperature of 20 to 40 ° C. and a development processing time of about 1 to 10 minutes.
  • after developing the resin coating film with an alkaline developer it may be washed with water and dried.
  • the lattice pattern is further cured by performing exposure and / or heating by radiation irradiation.
  • radiation irradiation for example, visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam, and X-ray are used.
  • ultraviolet light and / or visible light is used, and the exposure amount is i.
  • the heating conditions are not particularly limited, but are, for example, 80 to 250 ° C. and 0.1 to 3 hours.
  • heating can be performed in multiple stages. By performing such a process, the crack and peeling at the time of organic structure contraction can be suppressed.
  • the organic structure 3 having a lattice shape in plan view can be formed.
  • the organic structure 3 formed on the electrode substrate 201 is filled with the liquid crystal material of the liquid crystal layer LC. Thereafter, the TFT substrate 101 and the electrode substrate 201 are bonded together.
  • the two substrates may be bonded together by providing a known adhesive layer on the bonding surface of the organic structure 3 to the TFT substrate 101.
  • the scanning antenna 1000 according to the present embodiment can be manufactured through a drying process of the adhesive layer as necessary.
  • liquid crystal material As the liquid crystal material forming the liquid crystal layer LC, a material having a large dielectric anisotropy with respect to a high frequency such as a microwave or a millimeter wave and a small dielectric loss (that is, tan ⁇ ) is preferable.
  • a material having a large dielectric anisotropy with respect to a high frequency such as a microwave or a millimeter wave and a small dielectric loss (that is, tan ⁇ ) is preferable.
  • bistran compounds for example, compounds represented by the following formula (R-1)
  • oligophenylene compounds for example, compounds represented by the following formula (R-2)
  • bistran compounds A mixture of a compound and an oligophenylene compound can be used.
  • R 21 to R 23 each independently represents an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an alkoxy group, an alkenyl group, an alkenyloxy group, an alkoxyalkyl group, a cycloalkyl group, an alkylcyclohexane.
  • R 24 and R 25 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, a fluorinated alkyl group, an alkoxy group, a fluorinated alkoxy group, or an alkenyl group.
  • R 26 represents a fluorine atom, a chlorine atom, or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, k is an integer of 0 to 4, and m is an integer of 6 to 25.
  • liquid crystal material examples include, for example, compounds represented by the following formulas (r-1-1) to (r-1-4) as bistran compounds; Examples include compounds represented by formula (r-2-1) and formula (r-2-2).
  • 1 type can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the alignment film forming composition includes, as a polymer component, at least one polymer (A) selected from the group consisting of polyamic acid, polyimide, polyamic acid ester, poly (meth) acrylate, and polysiloxane.
  • a liquid composition in which (A) is dispersed or dissolved in a solvent can be used.
  • the composition for forming an alignment film preferably contains poly (meth) acrylate or polysiloxane as a polymer component from the viewpoint of forming a coating film at a low temperature.
  • poly (meth) acrylate includes polyacrylate and polymethacrylate, and is preferably a polymer obtained by polymerization using a (meth) acrylic monomer.
  • polyamic acid is particularly preferable.
  • the polyamic acid one obtained by reacting tetracarboxylic dianhydride and diamine is used.
  • the ratio of the tetracarboxylic dianhydride and the diamine used for the polyamic acid synthesis reaction is such that the acid anhydride group of the tetracarboxylic dianhydride is 0.2 to 2 with respect to 1 equivalent of the amino group of the diamine.
  • a ratio of equivalents is preferable, and a ratio of 0.3 to 1.2 equivalents is more preferable.
  • the polyimide used for forming the alignment film can be obtained by dehydrating and ring-closing the polyamic acid synthesized as described above to imidize.
  • the polyimide may be a completely imidized product obtained by dehydrating and cyclizing all of the amic acid structure possessed by the polyamic acid that is the precursor, and only a part of the amic acid structure may be dehydrated and cyclized. It may be a partially imidized product in which a ring structure coexists.
  • the imidation ratio of the polyimide is preferably 30% or more, more preferably 40 to 99%, and further preferably 50 to 99%.
  • This imidation ratio represents the ratio of the number of imide ring structures to the total of the number of polyimide amic acid structures and the number of imide ring structures in percentage.
  • a part of the imide ring may be an isoimide ring.
  • the polyamic acid ester contained in the composition for forming an alignment film comprises (1) a method of synthesizing polyamic acid by reacting a hydroxyl group-containing compound, a halide, an epoxy group-containing compound, and the like, and (2) a tetracarboxylic acid. It can be obtained by a method of reacting a diester and a diamine, or (3) a method of reacting a tetracarboxylic acid diester dihalide and a diamine.
  • the polyamic acid, polyimide, and polyamic acid ester preferably have a solution viscosity of 10 to 800 mPa ⁇ s, and have a solution viscosity of 15 to 500 mPa ⁇ s, when this is made into a solution having a concentration of 10% by mass. More preferably.
  • the solution viscosity (mPa ⁇ s) of the above polymer is based on a polymer solution having a concentration of 10% by mass prepared using a good solvent for the polymer (eg, ⁇ -butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.). The value measured at 25 ° C. using an E-type rotational viscometer.
  • the reduced viscosity is not particularly limited as long as a uniform coating film can be formed, but is preferably 0.05 to 3.0 dl / g, and preferably 0.1 to 2.5 dl / g. Is more preferably 0.3 to 1.5 dl / g.
  • the organic solvent used in the alignment film forming composition include 2-butanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone and butyl acetate.
  • the organic solvent is preferably used in such a ratio that the solid content concentration is 5 to 50% by mass.
  • the organic solvent preferably includes a compound having a boiling point of 160 ° C. or lower, in terms of forming a coating film at a low temperature, in an amount of 40% by mass or more, and 50% by mass or more based on the total amount of the solvent. More preferably, it is more preferably 70% by mass or more.
  • the alignment film forming composition preferably contains a polymer having a photo-alignment group.
  • the “photo-alignable group” means a functional group that imparts anisotropy to the film by a photoisomerization reaction, a photodimerization reaction, a photolysis reaction, or a photofleece rearrangement reaction by light irradiation.
  • the photo-alignment group examples include an azobenzene-containing group containing azobenzene or a derivative thereof as a basic skeleton, a cinnamic acid structure-containing group containing a cinnamic acid or a derivative thereof as a basic skeleton, or a chalcone containing a chalcone or a derivative thereof as a basic skeleton.
  • Examples thereof include a benzophenone-containing group containing a benzophenone or a derivative thereof as a basic skeleton, a coumarin-containing group containing a coumarin or a derivative thereof as a basic skeleton, and a polyimide-containing structure containing a polyimide or a derivative thereof as a basic skeleton.
  • the photo-alignment group may be contained in poly (meth) acrylate, but may be contained in a polymer different from poly (meth) acrylate.
  • examples of the main skeleton of such a polymer include polyamic acid, polyamic acid ester, polyimide, polysiloxane, and polyamide. From the viewpoint of ensuring the reliability and weather resistance of the liquid crystal element 10, polysiloxane having a photo-alignment group can be preferably used.
  • the content ratio of the polymer having a photoalignment group is From the viewpoint of imparting sufficient alignment ability to the coating film formed using the composition by irradiation with radiation, the amount may be 1% by mass or more with respect to the total amount of the polymer components in the composition for forming an alignment film. Preferably, the content is 5 to 99% by mass.
  • the composition for forming an alignment film preferably contains a compound having a crosslinkable group (hereinafter also referred to as a crosslinking agent) as the other component.
  • the crosslinkable group is a group capable of forming a covalent bond between the same or different molecules by light or heat.
  • a (meth) acryloyl group a group having a vinyl group (alkenyl group, vinylphenyl group, etc.), an ethynyl group
  • examples thereof include an epoxy group (oxiranyl group, oxetanyl group), a carboxyl group, and a (protected) isocyanate group.
  • a (meth) acryloyl group is particularly preferable in terms of high reactivity.
  • (meth) acryloyl means acryloyl and methacryloyl.
  • the number of crosslinkable groups possessed by the crosslinking agent may be one or more. In view of sufficiently increasing the reliability of the liquid crystal element, the number is preferably 2 or more, and more preferably 2 to 6.
  • examples of other components contained in the composition for forming an alignment film include an antioxidant, a metal chelate compound, a curing accelerator, a surfactant, a filler, a dispersant, and a photosensitizer. .
  • the mixing ratio of these other components can be appropriately selected according to each compound.
  • the solid content concentration in the composition for forming an alignment film (the ratio of the total mass of components other than the solvent of the composition for forming an alignment film to the total mass of the composition for forming an alignment film) takes into account viscosity, volatility, etc. Although it is appropriately selected, it is preferably in the range of 1 to 10% by mass. When the solid content concentration is less than 1% by mass, the film thickness of the coating film becomes too small to obtain a good alignment film. On the other hand, when the solid content concentration exceeds 10% by mass, it is difficult to obtain a good alignment film because the film thickness is excessive, and the viscosity of the composition for forming an alignment film is increased so that the coating property is improved. It tends to decrease.
  • the radiation sensitive resin composition according to the present embodiment includes [A] a binder polymer, [B] a polymerizable compound, and [C] a radiation sensitive compound.
  • a binder polymer [A] a binder polymer, [B] a polymerizable compound, and [C] a radiation sensitive compound.
  • binder polymer is not particularly limited, and any binder polymer may be used as long as it can be a base material of a cured film.
  • [A '] alkali-soluble resin as exemplified below can also be used as the [A] binder polymer.
  • the alkali-soluble resin is a resin that is soluble in an alkaline solution.
  • a ′ As the alkali-soluble resin, a polymer obtained by radical polymerization using an unsaturated compound containing a carboxy group as a monomer (hereinafter, also referred to as “[a] polymer”), polyimide, polysiloxane, novolak resin , And combinations thereof are preferred.
  • [a] polymer a polymer obtained by radical polymerization using an unsaturated compound containing a carboxy group as a monomer
  • polyimide polyimide
  • polysiloxane polysiloxane
  • novolak resin novolak resin
  • the polymer has a structural unit containing a carboxy group. Moreover, you may have a structural unit containing a polymeric group for a sensitivity improvement.
  • the structural unit containing a polymerizable group is preferably a structural unit containing an epoxy group, a structural unit containing a (meth) acryloyl group, or a structural unit containing a vinyl group.
  • a radiation-sensitive resin composition having excellent surface curability and deep curability can be obtained.
  • the polymer may have a structural unit containing a hydroxyl group and other structural units.
  • the structural unit containing the carboxy group includes, for example, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, anhydrides of unsaturated dicarboxylic acids, and mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids.
  • unsaturated monocarboxylic acids unsaturated dicarboxylic acids
  • unsaturated dicarboxylic acids unsaturated dicarboxylic acids
  • anhydrides of unsaturated dicarboxylic acids and mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids.
  • mono [(meth) acryloyloxyalkyl] esters of polyvalent carboxylic acids Using a saturated compound as a monomer, it can be formed by radical polymerization with other monomers as appropriate.
  • Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
  • Examples of the unsaturated dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid and the like.
  • anhydride of the unsaturated dicarboxylic acid examples include anhydrides of the compounds exemplified as the unsaturated dicarboxylic acid.
  • Examples of the mono [(meth) acryloyloxyalkyl] ester of the polyvalent carboxylic acid include mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] succinate, mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] phthalate and the like. It is done.
  • carboxylic acid unsaturated compounds acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and mono [2- (meth) acryloyloxyethyl] succinate are preferred from the viewpoint of polymerizability.
  • carboxylic unsaturated compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the content rate of the structural unit containing the carboxy group in a polymer 1 mol% is preferable with respect to all the structural units which comprise a polymer, 5 mol% is more preferable, 10 mol% Is more preferable.
  • 80 mol% is preferable, 70 mol% is more preferable, and 60 mol% is further more preferable.
  • the solubility in an alkali developer can be further improved.
  • the structural unit containing an epoxy group can be formed, for example, by using an epoxy group-containing unsaturated compound as a monomer and appropriately performing radical polymerization with another monomer.
  • the epoxy group-containing unsaturated compound include unsaturated compounds containing an oxiranyl group (1,2-epoxy structure), an oxetanyl group (1,3-epoxy structure), and the like.
  • Examples of the unsaturated compound having an oxiranyl group include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, 2-methylglycidyl methacrylate, 3,4-epoxybutyl acrylate, 3,4-epoxybutyl methacrylate, and 6,7 acrylate. -Epoxyheptyl, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate and the like.
  • Examples of the unsaturated compound having an oxetanyl group include 3- (methacryloyloxymethyl) oxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -2-methyloxetane, 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane, 3- And methacrylic acid esters such as (methacryloyloxymethyl) -2-phenyloxetane, 3- (2-methacryloyloxyethyl) oxetane, and 3- (2-methacryloyloxyethyl) -2-ethyloxetane.
  • epoxy group-containing unsaturated compounds glycidyl methacrylate, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate and 3- (methacryloyloxymethyl) -3-ethyloxetane are preferable from the viewpoint of polymerizability.
  • epoxy group-containing unsaturated compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the structural unit containing the (meth) acryloyl group is, for example, a method of reacting a polymer having an epoxy group with (meth) acrylic acid, a polymer having a carboxy group and a (meth) acrylic acid ester having an epoxy group. It can be formed by a method, a method of reacting a polymer having a hydroxyl group with a (meth) acrylic acid ester having an isocyanate group, a method of reacting a polymer having an acid anhydride group and (meth) acrylic acid, or the like. Among these methods, a method in which a polymer having a carboxy group and a (meth) acrylic acid ester having an epoxy group are reacted is preferable.
  • the structural unit containing a hydroxyl group can be formed, for example, by radical polymerization with another monomer as appropriate using a hydroxyl group-containing unsaturated compound as a monomer.
  • a hydroxyl group-containing unsaturated compound examples include (meth) acrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group, (meth) acrylic acid ester having a phenolic hydroxyl group, and hydroxystyrene.
  • Examples of the acrylic ester having an alcoholic hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 5-hydroxypentyl acrylate, and 6-hydroxyhexyl acrylate.
  • Examples of the methacrylic acid ester having an alcoholic hydroxyl group include 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 5-hydroxypentyl methacrylate, and 6-hydroxyhexyl methacrylate. .
  • Examples of the acrylate ester having a phenolic hydroxyl group include 2-hydroxyphenyl acrylate and 4-hydroxyphenyl acrylate.
  • Examples of the methacrylic acid ester having a phenolic hydroxyl group include 2-hydroxyphenyl methacrylate and 4-hydroxyphenyl methacrylate.
  • hydroxystyrene examples include o-hydroxystyrene, p-hydroxystyrene, ⁇ -methyl-p-hydroxystyrene and the like. Of these hydroxyl group-containing unsaturated compounds, 2-hydroxyethyl methacrylate and ⁇ -methyl-p-hydroxystyrene are preferred from the viewpoint of polymerizability.
  • hydroxyl group-containing unsaturated compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the monomer that gives other structural units include methacrylic acid chain alkyl ester, methacrylic acid cyclic alkyl ester, acrylic acid chain alkyl ester, acrylic acid cyclic alkyl ester, methacrylic acid aryl ester, acrylic acid aryl ester, unsaturated Examples include dicarboxylic acid diesters, maleimide compounds, unsaturated aromatic compounds, conjugated dienes, unsaturated compounds having a tetrahydrofuran skeleton, and other unsaturated compounds.
  • methacrylic acid chain alkyl ester examples include, for example, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, and n-methacrylate.
  • -Lauryl tridecyl methacrylate, n-stearyl methacrylate and the like.
  • aryl methacrylate examples include phenyl methacrylate and benzyl methacrylate.
  • acrylic acid aryl ester examples include phenyl acrylate and benzyl acrylate.
  • maleimide compound examples include N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-benzylmaleimide, N- (4-hydroxyphenyl) maleimide, N- (4-hydroxybenzyl) maleimide, N-succinimidyl-3-maleimidobenzoate Etc.
  • Examples of the unsaturated aromatic compound include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, and p-methoxystyrene.
  • Examples of the unsaturated compound having a tetrahydrofuran skeleton include tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2-methacryloyloxy-propionic acid tetrahydrofurfuryl ester, and 3- (meth) acryloyloxytetrahydrofuran-2-one.
  • styrene methyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-lauryl methacrylate, benzyl methacrylate, methacryl Acid tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decan-8-yl, p-methoxystyrene, 2-methylcyclohexyl acrylate, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, and tetrahydrofurfuryl methacrylate are preferred. .
  • the monomers that give other structural units may be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is preferably 1,000, more preferably 2,000, and still more preferably 3,000.
  • the upper limit of the Mw is preferably 30,000, more preferably 20,000, and further preferably 15,000. [A] By making Mw of a polymer into the said range, storage stability and a sensitivity can be improved more.
  • the lower limit of the ratio of Mw to the number average molecular weight (Mn) of the polymer [a], that is, the molecular weight distribution (Mw / Mn), is usually 1, preferably 1.2, more preferably 1.5. preferable.
  • the upper limit of Mw / Mn is preferably 5, more preferably 4, and even more preferably 3.
  • Mw and Mn in this specification are values measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
  • Equipment For example, “GPC-101” from Showa Denko Column: For example, “GPC-KF-801”, “GPC-KF-802”, “GPC-KF-803” and “GPC-KF-804” from Showa Denko Co., Ltd.
  • Mobile phase Tetrahydrofuran Column temperature: 40 °C Flow rate: 1.0 mL / min Sample concentration: 1.0% by mass
  • Detector Differential refractometer Standard material: Monodisperse polystyrene
  • the method for synthesizing the polymer is not particularly limited, and a known method can be adopted. For example, it can be synthesized by polymerizing the above-described monomers in a solvent in the presence of a polymerization initiator.
  • Examples of the solvent include alcohol, glycol ether, ethylene glycol monoalkyl ether acetate, diethylene glycol monoalkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, dipropylene glycol dialkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol monoalkyl ether acetate, propylene glycol monoalkyl.
  • Examples include ether propionate, other esters, and ketones.
  • radical polymerization initiators those generally known as radical polymerization initiators can be used.
  • examples of the radical polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN), 2,2′-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis- (4- And azo compounds such as methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile).
  • the polymerizable compound is not particularly limited as long as it is a compound that is polymerized by irradiation or heating, but a compound having a (meth) acryloyl group, an epoxy group, a vinyl group, or a combination thereof is preferable from the viewpoint of improving sensitivity.
  • a compound having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule is more preferable.
  • Examples of the [B] polymerizable compound having two or more (meth) acryloyl groups in the molecule include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, Tetraethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, 1,3-butanediol diacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, neopentyl Glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonanediol dimethacrylate, 1,10-decanediol dimeth
  • the lower limit of the content of the polymerizable compound [B] with respect to 100 parts by mass of the binder polymer is preferably 1 part by mass, more preferably 10 parts by mass, and still more preferably 20 parts by mass. Moreover, as an upper limit of the said content, 200 mass parts is preferable, 150 mass parts is more preferable, and 120 mass parts is further more preferable. By setting the content within the above range, it is possible to form a cured film having higher hardness and higher solvent resistance while further improving storage stability and sensitivity.
  • Examples of the radiation-sensitive compound include a radiation-sensitive radical polymerization initiator, a radiation-sensitive acid generator, a radiation-sensitive base generator, and combinations thereof.
  • the radiation sensitive radical polymerization initiator can further accelerate the curing reaction of the radiation sensitive resin composition by radiation.
  • the radiation-sensitive radical polymerization initiator for example, active species capable of initiating radical polymerization reaction of the polymerizable compound [B] are generated by exposure to radiation such as visible light, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam, and X-ray. And the like.
  • the radiation sensitive radical polymerization initiator include, for example, O-acyl oxime compounds, ⁇ -amino ketone compounds, ⁇ -hydroxy ketone compounds, acyl phosphine oxide compounds, and the like.
  • O-acyloxime compound examples include 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6-benzoyl-9. H. -Carbazol-3-yl] -octane-1-one oxime-O-acetate, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9. H. -Carbazol-3-yl] -ethane-1-one oxime-O-benzoate, 1- [9-n-butyl-6- (2-ethylbenzoyl) -9. H.
  • Examples of the ⁇ -aminoketone compound include 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- ( 4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one and the like.
  • Examples of the ⁇ -hydroxyketone compound include 1-phenyl-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one and 1- (4-i-propylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one. 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenylketone and the like.
  • acylphosphine oxide compound examples include diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, and the like.
  • the radiation-sensitive radical polymerization initiator is preferably an O-acyl oxime compound, an ⁇ -amino ketone compound and an acyl phosphine oxide compound from the viewpoint of further accelerating the curing reaction by radiation.
  • the acid value of the polymer was measured according to “3.2 Potentiometric titration method” of JIS K 0070. Specifically, it measured according to the following procedures. An automatic potential titrator (AT-510, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) was used. About 0.5 g of polymer (A) in a solid content amount was weighed out into a polyethylene bottle with a capacity of 100 mL, and 40 mL of methanol was added and stirred well. An ethanol solution having a KOH concentration of 0.1 mol / L was dropped into the bottle. Based on the following formula, the acid value of the polymer (A) was calculated.
  • Acid value (mgKOH / g) titration amount of ethanol solution (mL) x concentration converted value 5.611 (mg / mL) / ⁇ sample (polymer (A)) collected amount (g) ⁇
  • concentration converted value 5.611 (mg / mL) means an amount corresponding to potassium hydroxide contained in 1 mL of an ethanol solution having a KOH concentration of 0.1 mol / L.
  • Preparation Example 1 Preparation of polymer (A4)]
  • KAYARAD CCR-1235 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., cresol novolak type
  • PGME PGME solution of acid-modified epoxy acrylate resin
  • 100 parts of CCR-1235 was weighed, and 24 parts of PGME was added thereto and stirred. In this way, a solution of acid-modified epoxy acrylate resin (A4) having a solid content concentration of 50% by mass was obtained.
  • ⁇ -BL was added so that the concentration of the polymer (A6) was 35% by mass to obtain a ⁇ -BL solution of the polymer (A6).
  • Mw of the obtained polymer (A6) was 15000.
  • a solution containing a polybenzoxazole precursor obtained by this synthesis is applied onto a substrate, and the resulting coating film is heated to become polybenzoxazole.
  • an aqueous phosphoric acid solution in which 0.2% by mass) was dissolved was added over 10 minutes. Thereafter, the flask was immersed in an oil bath at 70 ° C. and stirred for 1 hour, and then the temperature of the oil bath was raised to 115 ° C. over 30 minutes. One hour after the start of the temperature increase, the temperature of the flask was raised to 100 ° C., followed by heating and stirring for 2 hours (the temperature of the flask was 100 to 110 ° C.). During the reaction, a total of 115 parts of methanol and water as by-products were distilled off.
  • PGME was added to the PGME solution of the obtained polymer (A7) so that the polymer (A7) concentration was 35% by mass to obtain a PGME solution of the polymer (A7).
  • Mw of the obtained polymer (A7) was 5000, and phenyl group content with respect to 100 mol of Si atoms was 35 mol.
  • the content of the phenyl group in the polymer (A7) was determined by measuring the 29 Si-nuclear magnetic resonance spectrum using “JNM-ECS400” (manufactured by JEOL Ltd.). And the ratio of the peak area of Si to which no phenyl group is bonded.
  • the hydrogenation reaction solution containing the polymer (A8) obtained here had a solid content concentration of 21% by mass, and the yield of the polymer (A8) was 102 parts.
  • the obtained hydrogenation reaction solution of the polymer (A8) was concentrated by a rotary evaporator, and the solid content concentration was adjusted to 35% by mass to obtain a solution of the polymer (A8).
  • Mw of the obtained polymer (A8) was 4000.
  • Preparation Example 2 Preparation of polymer (A9) (cardo resin)] “WR-301 (trade name)” manufactured by ADEKA Co., Ltd., which is a PGMEA solution of cardo resin containing ethylenically unsaturated groups and carboxyl groups, is a product having a solid content concentration of 45 mass% and Mw of 5,500. is there. 100 parts of WR-301 was weighed, and 28.57 parts of PGMEA was added thereto and stirred. Thus, a solution of cardo resin (A9) having a solid content concentration of 35% by mass was obtained.
  • compositions 2 to 14 were obtained by mixing each component with the composition shown in Table 2 below.
  • the polymer solution obtained above was used so that the amount of the polymer in the composition was the amount shown in Table 2 below.
  • the details of each component in Table 2 are as follows.
  • B component KAYARAD DPHA-40H (10 functional urethane acrylate) manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • Component C C-1 Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (trade name “Irgacure 819”, manufactured by BASF)
  • C-2 Ethanone, 1- [9-ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl]-, 1- (0-acetyloxime) (trade name “Irgacure Oxe02”, BASF Made)
  • Component D Methacryloxypropyltrimethoxysilane (trade name “XIAMETER OFS-6030 SILANE” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
  • E component Fluorosurfactant (trade name “FTX-218”, manufactured by Neos Co., Ltd.)
  • polymer (PA-1) polyamic acid
  • the obtained polymer (PA-1) was prepared to be 25% by mass with NMP, and the viscosity of this solution was measured to be 1410 mPa ⁇ s. Further, when this polymer solution was allowed to stand at 20 ° C. for 3 days, it did not gel and the storage stability was good.
  • Example 1 Formation of organic structure [Example 1]
  • the composition 1 shown in Table 1 is applied on a glass substrate (manufactured by EHC) having a size of 100 mm ⁇ 100 mm and a thickness of 0.7 mm, and heat-treated (prebaked) at 130 ° C. for 5 minutes on a hot plate to obtain a height (Fig. A coating film having a length in the direction corresponding to the vertical direction of 3A) of 115 to 125 ⁇ m was formed.
  • the formed coating film was exposed to an ultraviolet ray amount shown in Table 3 using a mask aligner (MPA, manufactured by Canon Inc.) through a patterned mask.
  • MPA mask aligner
  • the exposed coating film was immersed for 300 seconds in an aqueous solution containing 2.38% by mass of tetramethylammonium hydroxide (development treatment), and then washed with water. Thereafter, a heat treatment (post-bake) was performed at 230 ° C. for 30 minutes in an oven to form a lattice-like organic structure having a line width of 100 ⁇ m, a lattice spacing of 400 ⁇ m, and a height h shown in FIG. 3A of 100 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape along the height direction of the obtained organic structure was tapered as shown in FIG. 3A.
  • the light amount (mJ / cm ⁇ 2 >) when converting the ultraviolet-ray to irradiate to 365 nm was used as the value of the exposure amount in a present Example.
  • Example 13 A glass substrate (manufactured by EHC) having a size of 100 mm ⁇ 100 mm and a thickness of 0.7 mm is washed with pure water, and then the liquid crystal aligning agent (A-1) is applied using a printing method, and a hot plate is used as a temporary baking apparatus. The coated surface was dried at 80 ° C. for 1 minute. Then, it dried for 20 minutes in 180 degreeC oven, and formed the coating film with a dry average film thickness of 100 nm on the glass substrate.
  • this coating film is subjected to a rubbing treatment at a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 30 mm / second, and a hair foot pushing length of 0.4 mm. After washing with water, it was dried in an oven at 120 ° C. for 10 minutes to obtain an alignment film-forming substrate. Thereafter, a lattice-like organic structure was formed on the formed alignment film in the same manner as in Example 1 except for the development step. In addition, the image development process was implemented in the shower for 300 second using the aqueous solution containing 0.05 mass% of potassium hydroxide.
  • Example 3 A glass substrate (manufactured by EHC) having a size of 100 mm ⁇ 100 mm and a thickness of 0.7 mm is washed with pure water, and then the liquid crystal aligning agent (A-1) is applied using a printing method, and a hot plate is used as a temporary baking apparatus. The coated surface was dried at 80 ° C. for 1 minute. Then, it dried for 20 minutes in 180 degreeC oven, and formed the coating film with a dry average film thickness of 100 nm on the glass substrate.
  • this coating film is subjected to a rubbing treatment at a roll rotation speed of 400 rpm, a stage moving speed of 30 mm / second, and a hair foot pushing length of 0.4 mm.
  • the substrate was heated in an oven at 120 ° C. for 10 minutes to obtain an alignment film substrate.
  • bead spacers manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • bead spacers having an average particle diameter of 100 ⁇ m were sprayed on the substrate by gas transfer with dry air of a spacer powder spray device for liquid crystal panels.
  • the dispersed bead spacers were evaluated.
  • the scanning antenna If the organic structure had poor height uniformity, the scanning antenna If the cell gap is shifted, the phase of the wave of the signal received by the scanning antenna cannot be controlled with high accuracy, which may hinder the location of the object as the scanning antenna and reduce the antenna sensitivity. Therefore, if the height uniformity (in-plane variation (6 ⁇ ) is in the range of 0 to 10 ⁇ m, the cell gap can be accurately controlled, and it can be determined that the scanning antenna performance is also improved.
  • the height uniformity in-plane variation (6 ⁇ ) is in the range of 0 to 10 ⁇ m
  • a temperature variable stage was used as the evaluation stage, the stage temperature was changed to ⁇ 40 ° C., 23 ° C., and 40 ° C., and the elastic recovery rate was calculated.
  • the stage temperature was changed to ⁇ 40 ° C., 23 ° C., and 40 ° C.
  • the elastic recovery rate was calculated.
  • the height of the organic structure may vary, and the cell gap may become non-uniform.
  • the change in the compression performance is small in the range of ⁇ 40 ° C. to 40 ° C., it can be said that the compression characteristic as the material of the organic structure of the scanning antenna is good.
  • Embodiments according to the present invention are used for, for example, a scanning antenna for satellite communication and satellite broadcasting mounted on a mobile body (for example, a ship, an aircraft, an automobile) and the manufacture thereof.
  • a mobile body for example, a ship, an aircraft, an automobile

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Abstract

第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板上に支持された複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに対応して前記第１誘電体基板上に支持されたパッチ電極と、複数のゲートバスラインと、複数のソースバスラインとを有する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スロットを含むスロット電極とを有する電極基板と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその高さで規定する柱状の有機構造体とを備え、前記パッチ電極と、前記パッチ電極に対応する前記スロットを含むスロット電極と、前記パッチ電極に対応する前記液晶層とで区画されるアンテナ単位が複数配列されており、前記有機構造体の高さが５μｍ以上３００μｍ以下であり、前記有機構造体の圧縮変形時からの弾性回復率が－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下である走査アンテナ。

Description

走査アンテナ及びその関連技術
　　本発明は、走査アンテナ並びにその関連技術である走査アンテナの有機構造体の形成方法、感放射線性樹脂組成物及び走査アンテナの製造方法に関する。
　移動体通信や衛星放送用のアンテナは、ビームの方向を変えられる（「ビーム走査」又は「ビームステアリング」と言われる。）機能を必要とする。このような機能を有するアンテナ（以下、「走査アンテナ（ｓｃａｎｎｅｄ　ａｎｔｅｎｎａ）」という。）として、アンテナ単位を備えるフェイズドアレイアンテナが知られている。しかしながら、従来のフェイズドアレイアンテナは高価であり、民生品への普及の障害となっている。特に、アンテナ単位の数が増えると、コストが著しく上昇する。
　そこで、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）及び液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」という。）の技術を利用した走査アンテナが提案されている（特許文献１～５及び非特許文献１、２）。
特開２００７－１１６５７３号公報 特開２００７－２９５０４４号公報 特表２００９－５３８５６５号公報 特表２０１３－５３９９４９号公報 特許第６１３９０４５号公報
Ｒ．Ａ．Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ．，"Ｒｅｔｈｉｎｋｉｎｇ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ａｎｔｅｎｎａ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｕｓｉｎｇ　ＬＣＤ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ"，ＳＩＤ　２０１５　ＤＩＧＥＳＴ，ｐｐ．８２７－８３０． Ｍ．ＡＮＤＯ　ｅｔ　ａｌ．，"Ａ　Ｒａｄｉａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｓｌｏｔ　Ａｎｔｅｎｎａ　ｆｏｒ　１２ＧＨｚ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ＴＶ　Ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ"，ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ａｎｔｅｎｎａｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．ＡＰ－３３，Ｎｏ．１２，ｐｐ．１３４７－１３５３（１９８５）．
　ＩｏＴ技術の進展やコンテンツの通信データの高容量化及び高通信速度化の要請に伴い、５Ｇと呼ばれる次世代通信技術が開発されつつある。５Ｇにて用いられる周波数は、上述の従来の走査アンテナの多くが対象とする現在の４Ｇまでの周波数帯（３．５ＧＨｚ付近又はそれより低い周波数帯）よりさらに高い周波数帯の電磁波となると予想されている。
　本発明は、次世代通信技術に対応可能な走査アンテナ、走査アンテナの有機構造体の形成方法、感放射線性樹脂組成物及び走査アンテナの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、位相がずれて走査アンテナに到達した信号（電磁波）を誘電率の高い液晶層に通過させることでさらに各々の信号の位相遅延を生じさせ、これにより信号同士の同位相化を図るという着想を得た。本発明者らはさらに検討した結果、液晶技術を利用するアンテナにおいて、同位相化による信号増幅を経て受信感度を送受信面内全体で向上させるには、同位相化に必要な信号遅延の程度を液晶のセルギャップで制御するとともに、送受信面内での外部応力によるセルギャップの変動を抑制すればよいことを見出し、本発明を完成させた。
　本発明は、一実施形態において、第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板上に支持された複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに対応して前記第１誘電体基板上に支持されたパッチ電極と、複数のゲートバスラインと、複数のソースバスラインとを有する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スロットを含むスロット電極とを有する電極基板と、
　前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、
　前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその高さで規定する柱状の有機構造体とを備え、
　前記パッチ電極と、前記パッチ電極に対応する前記スロットを含むスロット電極と、前記パッチ電極に対応する前記液晶層とで区画されるアンテナ単位が複数配列されており、
　前記有機構造体の高さが５μｍ以上３００μｍ以下であり、
　前記有機構造体の圧縮変形時からの弾性回復率が－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下である走査アンテナに関する。
　ＴＦＴ基板と電極基板との貼り合わせの際に有機構造体が圧縮変形し、基板面内での有機構造体の高さ（すなわち、基板間の距離）にバラツキが生じたり、外気温の変化による液晶の膨張・収縮にセル構造が追従できずセルに空隙（マイクロバブル）が生じたりすることがある。いずれの場合も受信した信号（電磁波）の液晶層内での位相遅延度が目的値からずれてしまい、同位相化による信号増幅が達成されなくなる場合がある。有機構造体の弾性回復率が上記範囲であると、基板貼り合わせ時や外気温による液晶の膨張・収縮時に生じる外部応力によって有機構造体が圧縮変形してもその形状が弾性的に元の形状まで回復するので、セルギャップの変動を抑制して均一形状保持性を高めることができ、所期の信号同位相化を図ることができる。
　一実施形態において、前記有機構造体は、平面視で格子状の構造体であってもよい。アンテナ単位をマトリクス状に配置することができ、既存の液晶表示技術を利用して走査アンテナを製造することができるので、設計容易性や生産効率を高めることができる。
　一実施形態において、前記有機構造体の高さ方向に沿った断面形状がテーパ状であってもよい。
　一実施形態において、前記有機構造体が、フッ素原子及びケイ素原子のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。これによりフッ素原子を含むフッ素化合物やケイ素原子を含むケイ素化合物に由来する機能や特性を有機構造体やこれを形成するための材料に付与することができ、有機構造体の高機能化や形成プロセスの効率化等を図ることができる。例えば、有機構造体の形成材料である感放射線性樹脂組成物にシラン化合物が含まれると一般的に有機構造体の基板に対する密着性や有機構造体自体の強度が高まる。また、フッ素化合物が含まれると一般的に感放射線性樹脂組成物の塗膜の表面均一性が高まり有機構造体の高さのバラツキが抑制される。有機構造体がそれらに由来するフッ素原子やケイ素原子を含むことで所望の特性を付与することができる。
　一実施形態において、前記有機構造体が、リン原子を含むことが好ましい。これによりリン原子を含むリン化合物に由来する機能や特性を有機構造体やこれを形成するための材料に付与することができ、有機構造体の高機能化や形成プロセスの効率化等を図ることができる。例えば、有機構造体の形成材料である感放射線性樹脂組成物にリン原子含有光重合開始剤が含まれると、次のような特性が得られる。すなわち、リン原子は価数が５となり得るので、炭素原子と比較してより多くのクロモファ結合することができる。そうすると長波長側に吸収領域をもつことになり、低エネルギーで感度良くラジカルを発生することができる。その結果、膜厚の厚い感光膜のパターン形成により有機構造体を形成する本実施形態には有利である。
　一実施形態において、前記有機構造体が感放射線性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。フォトリソグラフィー技術を用いて目的とする形状の有機構造体を効率的に形成することができる。
　一実施形態において、前記電極基板の表面から前記有機構造体の高さの１０％及び９０％のそれぞれの位置において前記電極基板の表面に平行な面と前記有機構造体とが交差してなすそれぞれの断面の最小径を求め、前記有機構造体の高さの９０％の位置での最小径をＤｔｏｐとし、前記有機構造体の高さの１０％の位置での最小径をＤｂｏｔｔｏｍとした際、下記式で表されるＤｔｏｐに対するＤｂｏｔｔｏｍの変動比が、±１５％以内であることが好ましい。
　　　　　変動比（％）＝｛（Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍ）／Ｄｔｏｐ｝×１００
　これにより、当該走査アンテナは、高さが５μｍ以上３００μｍ以下の柱状の有機構造体を備えており、ＴＦＴ電極と電極基板との間の距離を高周波数帯の電磁波の同位相化に最適なセルギャップに制御するとともに、有機構造体の上部径と下部径との差を小さくして形状均一性を高めることができ、高周波数帯の電磁波を利用する次世代通信技術に有用である。
　本発明は、一実施形態において、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、ＴＦＴ基板と、電極基板と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその厚みで規定する柱状の有機構造体とを備える走査アンテナにおける有機構造体の形成方法であって、
　感放射線性樹脂組成物の塗膜を電極基板上に形成する工程と、
　前記塗膜に対するフォトリソグラフィー技術により柱状の有機構造体を形成する工程と
　を含み、
　前記有機構造体の高さが５μｍ以上３００μｍ以下であり、
　前記有機構造体の圧縮変形時からの弾性回復率が－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下である走査アンテナの有機構造体の形成方法に関する。
　当該形成方法によれば、高周波数帯対応のための基板間の幅広ギャップを付与する有機構造体を感放射線性樹脂組成物を用いる既存のフォトリソグラフィー技術により送受信面内全体において効率的に形成することができる。
　本発明は、一実施形態において、上記走査アンテナの有機構造体の形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物に関する。
　本発明は、一実施形態において、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、ＴＦＴ基板と、電極基板と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその高さで規定する柱状の有機構造体とを備える走査アンテナの製造方法であって、
　電極基板上に配向膜を形成する工程と、
　前記走査アンテナの有機構造体の形成方法により前記配向膜上に有機構造体を形成する工程と
　を含む走査アンテナの製造方法に関する。
　液晶層を形成する液晶分子は、通常、配向膜により配向している。従来の液晶表示装置の製造プロセスでは、基板上にスペーサを形成した後、配向膜を形成することが多い。配向膜の形成の際には液晶分子の配向に寄与するラビング処理を行う。しかし、幅広のセルギャップに対応する有機構造体を形成した後に配向膜を形成しようとすると、配向膜形成用組成物の塗布の際に有機構造体が倒れてしまったり、仮に倒れなくてもラビング処理の際に倒れてしまったりする。当該走査アンテナの製造方法では、配向膜を形成してから有機構造体を形成するので、配向膜形成処理の影響を排除することができ、有機構造体の倒壊を防止することができる。
　一実施形態において、具体的に、前記有機構造体を形成する工程が、
　（１）前記配向膜が形成された前記電極基板上に感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する工程、
　（２）前記塗膜をフォトマスクを介して露光する工程、
　（３）露光後の前記塗膜を現像する工程、及び
　（４）現像後の塗膜に加熱又は露光を行って前記有機構造体を形成する工程
　を含んでもよい。
　一実施形態において、前記現像工程において用いる現像液が、アルカリ金属イオンを含む水溶液であることが好ましい。無機系のアルカリ性水溶液とすることにより、現像工程を速やかに進行させることができ、所望形状の有機構造体を精度良く形成することができる。
一実施形態に係る走査アンテナ１０００の一部を模式的に示す断面図である。 一実施形態に係る走査アンテナ１０００を模式的に示す平面図である。 有機構造体の形状均一性を説明するための模式的断面図である。 図３Ａ中のＸ－Ｘ線断面図であり、有機構造体の上部断面の最小径を示す模式図である。
　本発明の一実施形態に係る走査アンテナ及びその周辺技術につき、図面を適宜参照して説明する。なお、以下の図面は、いずれも模式的に示されたものであり、実際の寸法比と図面上の寸法比とは必ずしも一致しない。また、各図面間において、寸法比が異なる場合がある。まず、走査アンテナの構造及びその製造方法について説明し、その後、各部材に好適な材料について説明する。
《走査アンテナの基本構造》
　液晶材料の誘電率は周波数分散を有するので、本明細書において、マイクロ波の周波数帯における誘電率（「マイクロ波に対する誘電率」ということもある。）を「誘電率Ｍ（εＭ）」と表記する。
　液晶材料の大きな誘電率Ｍ（εＭ）の異方性（複屈折率）を利用したアンテナ単位を用いた走査アンテナは、ＬＣＤパネルの画素に対応付けられるアンテナ単位の各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）を変化させることによって、静電容量の異なるアンテナ単位で２次元的なパターンを形成する（ＬＣＤによる画像の表示に対応する。）。アンテナから出射されるか、又は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、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。各アンテナ単位が、「フェイズシフター：ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔｅｒ」として機能していると考えることもできる。液晶材料を用いた走査アンテナの基本的な構造及び動作原理については、特許文献１～５及び非特許文献１、２を参照されたい。参考のために、特許文献１～５及び非特許文献１、２の開示内容の全てを本明細書に援用する。
　本実施形態に係る走査アンテナにおけるアンテナ単位はＬＣＤパネルの画素に類似している。図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態に係る走査アンテナの基本構造を説明する。
　図１は、本実施形態の走査アンテナ１０００の一部を模式的に示す断面図である。図２は、本実施形態の走査アンテナ１０００におけるＴＦＴ基板１０１を示す模式的な平面図である。走査アンテナ１０００は、ＴＦＴ基板１０１と、電極基板２０１と、これらの間に配置された液晶層ＬＣと、ＴＦＴ基板１０１と電極基板２０１との間の距離をその高さｈで規定する柱状の有機構造体３と、空気層５４を介して電極基板２０１と対向するように配置された反射導電板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。
　（ＴＦＴ基板）
　ＴＦＴ基板１０１は、ガラス基板などの第１誘電体基板１と、第１誘電体基板１上に形成された複数のパッチ電極１５と、複数のＴＦＴ１０とを有している。各パッチ電極１５は、対応するＴＦＴ１０に接続されている。各ＴＦＴ１０は、ゲートバスラインＧＬとソースバスラインＳＬとに接続されている。ゲートバスラインＧＬのそれぞれはゲート端子部（図示せず）を介してゲートドライバＧＤに接続されている。ソースバスラインＳＬのそれぞれはソース端子部（図示せず）を介してソースドライバＳＤに接続されている。
　ＴＦＴ１０及びパッチ電極１５を含む第１誘電体基板１の表面は、液晶の配向を制御する配向膜８ａ（例えばポリイミド膜）に覆われている。配向膜８ａは、液晶層ＬＣと接するように設けられる。
　アンテナ用の第１誘電体基板１としては、マイクロ波に対する誘電損失（マイクロ波に対する誘電正接をｔａｎδＭと表すことにする。）が小さいことが好ましい。第１誘電体基板１のｔａｎδＭは、概ね０．０３以下であることが好ましく、０．０１以下がさらに好ましい。具体的には、ガラス基板又はプラスチック基板を用いることができる。ガラス基板はプラスチック基板よりも寸法安定性、耐熱性に優れ、ＴＦＴ、配線、電極等の回路要素をＬＣＤ技術を用いて形成するのに適している。例えば、導波路を形成する材料が空気とガラスである場合、ガラスの方が上記誘電損失が大きいため、ガラスがより薄い方が導波ロスを減らすことができるとの観点から、好ましくは４００μｍ以下であり、３００μｍ以下がさらに好ましい。下限は特になく、製造プロセスにおいて、割れることなくハンドリングできればよい。
　パッチ電極１５は、後述するスロット電極５５のように導波路３０１を構成する訳ではないので、スロット電極５５よりも厚みが小さいＣｕ層又はＡｌ層を用いることができる。ただし、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～２μｍが好ましい。
　（電極基板）
　電極基板２０１は、ガラス基板などの第２誘電体基板５１と、第２誘電体基板５１の液晶層ＬＣ側の表面（第１主面）に形成されたスロット電極５５とを有している。スロット電極５５は、液晶層ＬＣ中で位相差を揃えた波を出力する電極であり、複数のスロット５７を有している。例えば、平面視でＴ字状となるよう互いに概ね直交するスロットを設けることにより、走査アンテナ１０００は、円偏波を送受信することができる。電極基板２０１を構成する第２誘電体基板５１もＴＦＴ基板１０１を構成する第１誘電体基板１と同様の性状を有することが好ましい。
　スロット電極５５は、比較的厚いＣｕ層又はＡｌ層で形成することが好ましい。スロット電極５５は、反射導電板６５とともに導波路３０１の壁として機能する。従って、導波路３０１の壁におけるマイクロ波の透過を抑制するためには、導波路３０１の壁の厚み、すなわち、金属層（Ｃｕ層又はＡｌ層）の厚みは大きいことが好ましい。金属層の厚みが表皮深さの３倍であれば、電磁波は１／２０（－２６ｄＢ）に減衰され、５倍であれば１／１５０（－４３ｄＢ）程度に減衰されることが知られている。従って、金属層の厚みが表皮深さの５倍であれば、電磁波の透過率を１％に低減することができる。例えば、１０ＧＨｚのマイクロ波に対しては、厚みが３．３μｍ以上のＣｕ層、及び厚みが４．０μｍ以上のＡｌ層を用いると、マイクロ波を１／１５０まで低減することができる。また、３０ＧＨｚのマイクロ波に対しては、厚みが１．９μｍ以上のＣｕ層、及び厚みが２．３μｍ以上のＡｌ層を用いると、マイクロ波を１／１５０まで低減することができる。Ｃｕ層又はＡｌ層の厚みに上限は特になく、成膜時間やコストを考慮して、適宜設定され得る。Ｃｕ層を用いると、Ａｌ層を用いるよりも薄くできるという利点が得られる。比較的厚いＣｕ層又はＡｌ層の形成は、ＬＣＤの製造プロセスで用いられる薄膜堆積法だけでなく、Ｃｕ箔又はＡｌ箔を基板に貼り付ける等、他の方法を採用することもできる。金属層の厚みは、例えば、２μｍ以上３０μｍ以下である。薄膜堆積法を用いて形成する場合、金属層の厚みは５μｍ以下であることが好ましい。なお、反射導電板６５は、例えば、厚みが数ｍｍのアルミニウム板、銅板などを用いることができる。
　スロット５７及びスロット電極５５を含む第２誘電体基板５１の表面は、液晶の配向を制御する配向膜８ｂ（例えばポリイミド膜）に覆われている。配向膜８ｂは、液晶層ＬＣと接するように設けられる。
　本実施形態では、空気層５４を介して電極基板２０１と対向するように反射導電板６５が配置されている。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などのフッ素樹脂）で形成された層を用いることができる。スロット電極５５と反射導電板６５と、これらの間の第２誘電体基板５１及び空気層５４とが導波路３０１として機能する。
　（アンテナ単位）
　パッチ電極１５と、パッチ電極１５に対応するスロット５７を含むスロット電極５５の部分と、これらの間の液晶層ＬＣとがアンテナ単位Ｕを構成する。各アンテナ単位Ｕにおいて、１つのパッチ電極１５が１つのスロット５７を含むスロット電極５５の部分と液晶層ＬＣを介して対向しており、液晶容量を構成している。走査アンテナ１０００のアンテナ単位Ｕと、ＬＣＤパネルにおける画素とは互いに類似する構成を有している。また、アンテナ単位は、液晶容量と電気的に並列に接続された補助容量（図示せず）を有していてもよい。
　図２に示すように、走査アンテナ１０００は２次元に配列された複数のアンテナ単位Ｕを有しており、ここで例示する走査アンテナ１０００では、複数のアンテナ単位がマトリクス状に配列されている。アンテナ単位Ｕに対応するＴＦＴ基板１０１の領域及び電極基板２０１（図２中、スロット５７、スロット電極５５及び反射導電板６５は省略）の領域を「アンテナ単位領域」と呼び、アンテナ単位と同じ参照符号Ｕを付すことにする。また、ＴＦＴ基板１０１及び電極基板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、駆動回路などが設けられる。走査アンテナ１０００では、スロットがマトリクス状に配列されているが、これに限られず、例えば、スロットの配列は、同心円状、螺旋状等の公知の種々の配列であってよい。
　アンテナ単位Ｕの配列ピッチとしては以下のように求められる。１２ＧＨｚ（Ｋｕ　ｂａｎｄ）のマイクロ波用のアンテナの場合、波長λは例えば２５ｍｍである。アンテナ単位Ｕのピッチはλ／４以下及び／又はλ／５以下が好ましいので、６．２５ｍｍ以下及び／又は５ｍｍ以下ということになる。この値は代表的なＬＣＤパネルの画素のピッチと比べて１０倍以上大きい。従って、アンテナ単位Ｕの長さ及び幅もＬＣＤパネルの画素長さ及び幅よりも約１０倍以上大きいことになる。
　（液晶層）
　本実施形態に係る走査アンテナ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、各パッチ電極から励振（再輻射）されるマイクロ波の位相を変化させる。従って、走査アンテナ１０００の液晶層ＬＣの液晶材料に求められる特性としては、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、ｔａｎδＭは小さいことが好ましい。
　一般に液晶材料の誘電率は周波数分散を有するが、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。従って、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。ＬＣＤ用の液晶材料の屈折率異方性Δｎは５５０ｎｍの光に対する屈折率異方性で評価される。ここでも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に特に上限はない。ただし、Δｎが大きい液晶材料は極性が強い傾向にあるので、信頼性を低下させる恐れがある。信頼性の観点からは、Δｎは０．４以下であることが好ましい。液晶層の厚みは、例えば、１μｍ～３００μｍである。
　（有機構造体）
　本実施形態による走査アンテナ１０００では、柱状の有機構造体３を用いてＴＦＴ基板１０１と電極基板２０１との間の距離が規定される。この基板間距離がそのまま液晶層ＬＣの厚みとなるので、液晶層ＬＣの厚みも有機構造体３の高さｈにより制御される。有機構造体３としては、感放射線性樹脂組成物を用いてフォトリソグラフィープロセスで形成される柱状の有機構造体が好適に用いられる。本明細書において、「柱状」とは、電極基板２０１の表面に対して鉛直方向から眺めた際の平面視での形状の輪郭が電極基板２０１の表面に対して垂直方向に平行移動することにより描かれる軌跡で規定される構造又はこれに近似する構造を意味する。従って、例えば平面視での形状の輪郭が円形である場合は、有機構造体は円柱状となり、輪郭が四角形の場合は四角柱状となり、輪郭がドーナツ形の場合は厚みのある円筒状となる。
　有機構造体３の高さｈは５μｍ以上３００μｍ以下であり、送受信の対象とする電磁波の周波数によって適宜設定することができる。例えば、有機構造体３の高さｈの下限値として、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ等が挙げられる。有機構造体３の高さの上限値として、２５０μｍ、２００μｍ、１８０μｍ、１５０μｍ、１２０μｍ等が挙げられる。本実施形態では、有機構造体３の高さｈを上記範囲のように高くしているので、従来の走査アンテナにおける有機構造体の高さを補うための台座等の構造物を形成する必要はなく、走査アンテナの構造及び製造プロセスの簡素化を図ることができる。
　本実施形態に係る走査アンテナにおいて、マイクロ波の位相の制御に寄与するのはパッチ電極１５とスロット電極５５との間の液晶層ＬＣであるので、走査アンテナの動作精度を高める観点からは、パッチ電極１５とスロット電極５５との間の液晶層ＬＣの厚み、言い換えると有機構造体３の高さｈの均一性が高いことが好ましい。
　本実施形態の有機構造体３では、その上部径（ＴＦＴ基板１０１側の径）と下部径（電極基板２０１側の径）との差を小さくして形状均一性を高めている。この態様について、図３Ａ及び図３Ｂを参照しつつ説明する。図３Ａは、有機構造体の形状均一性を説明するための模式的断面図である。図３Ｂは、図３Ａ中のＸ－Ｘ線断面図であり、有機構造体の上部断面の最小径を示す模式図である。電極基板２０１の表面から有機構造体３の高さｈの１０％及び９０％のそれぞれの位置において電極基板２０１の表面に平行な面と有機構造体３とが交差してなすそれぞれの断面の最小径を求め求め、前記有機構造体の高さの９０％の位置での最小径をＤｔｏｐとし、前記有機構造体の高さの１０％の位置での最小径をＤｂｏｔｔｏｍとした際、下記式で表されるＤｔｏｐに対するＤｂｏｔｔｏｍの変動比が、±１５％以内であることが好ましい。
　　　　　変動比（％）＝｛（Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍ）／Ｄｔｏｐ｝×１００
　前記最小径の変動比としては、±１２％以内が好ましく、±１０％以内がさらに好ましい。有機構造体３の高さｈと上部径と下部径との差Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍとをそれぞれ所定範囲とすることで、各アンテナ単位に到達した電磁波の同位相化を効率的に達成することができる。なお、図３Ｂに示すように、有機構造体３の高さｈの９０％の位置における電極基板２０１の表面に平行な面と有機構造体３とが交差してなすそれぞれの断面として、円形（図３Ｂ中、左）であればその直径が最小径Ｄｔｏｐとなり、長方形（図３Ｂ中、真ん中）であれば長方形の長手方向に垂直な方向での長さが最小径Ｄｔｏｐとなり、四角形の筒型の場合（図３Ｂ中、右）は内側の四角形の一辺と外側の四角形の一辺との間の距離が最小径Ｄｔｏｐとなる。
　図３Ａに示すように、本実施形態の有機構造体３の高さ方向に沿った断面形状としてはテーパ状である。なお、上部径と下部径とを比較して、上部径が小さく下部径が大きい形態を「順テーパ」、上部径が大きく下部径が小さい形態を「逆テーパ」ともいう。前記断面形状としては順テーパ又は逆テーパのいずれであってもよい。有機構造体３を感放射線性樹脂組成物により形成する場合の主に露光工程及び現像工程の条件によっていずれの形態かが定まってくる。
　送受信領域Ｒ１における有機構造体３の高さｈを複数個所計測したデータについて６σ（σ：標準偏差）を求めた際、高さ均一性６σは、０μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。高さ均一性６σは９μｍ以下がより好ましく、８μｍ以下がさらに好ましく、７μｍ以下が特に好ましい。高さ均一性６σは小さい方が好ましいものの、１μｍ以上であっても十分なセルギャップ均一性が得られる。高さ均一性６σの測定方法は実施例の記載による。高さ均一性６σが上記範囲にあることで、送受信領域Ｒ１における有機構造体３の高さｈを一定したものとすることができ、その結果、セルギャップの均一性が高まって信号の同位相化及び増幅を効率的に図ることができる。
　有機構造体３の圧縮変形時からの弾性回復率としては、－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下であることが好ましく、８２％以上９８％以下であることがより好ましく、８４％以上９８％以下であることがさらに好ましい。９８％を超える場合、ガラス基板の貼り合わせ時に気泡混入等の不具合が発生する場合がある。前記弾性回復率の測定方法は、実施例の記載による。有機構造体３の弾性回復率が上記範囲であると、ＴＦＴ基板１０１と電極基板２０１との貼り合わせ時に有機構造体３が圧縮変形してもその形状が弾性的に元の形状まで回復するので、基板間の距離、すなわち液晶層ＬＣの厚みが維持されることになり、液晶層ＬＣ通過による所期の信号同位相化を図ることができる。
　走査アンテナにおいては、有機構造体３による液晶分子の配向の乱れが生じる場所によっては、各アンテナ単位領域Ｕにおけるマイクロ波の位相の制御の精度が低下するおそれがある。従って、走査アンテナの動作に影響を及ぼさないためには、有機構造体３は、走査アンテナ１０００の法線方向から見たとき、スロット５７及びその周辺領域と重ならず、パッチ電極１５及びその周辺領域と重ならないことが好ましい。従って、図２に示すように、アンテナ単位Ｕがマトリクス状に配列されている場合、有機構造体３は、スロット５７及びその周辺領域並びにパッチ電極１５及びその周辺領域と重ならないように、平面視で概ねゲートバスラインＧＬ及びソースバスラインＳＬに沿った格子状に形成されていることが好ましい。また、スロット５７及びその周辺領域並びにパッチ電極１５及びその周辺領域と重ならない限り、平面視でゲートバスラインＧＬ及びソースバスラインＳＬに沿って円柱状や角柱状の有機構造体、四角形の筒状の有機構造体等を点在させてもよい。
　パッチ電極１５とスロット電極５５との間の液晶層ＬＣの厚みを均一に制御するという観点からは、送受信領域Ｒ１だけでなく、非送受信領域Ｒ２にも有機構造体３を設けることが好ましい。非送受信領域Ｒ２における有機構造体３の位置は、特に制限されず、任意であってよい。
　有機構造体３は、形成材料である感放射線性樹脂組成物（後述）の含有成分に由来する成分を含んでいてもよい。一実施形態において、有機構造体３は、フッ素原子及びケイ素原子のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。また、一実施形態において、有機構造体３は、リン原子を含むことが好ましい。これによりフッ素原子を含むフッ素化合物やケイ素原子を含むケイ素化合物、リン原子を含むリン化合物に由来する機能を有機構造体やこれを形成するための材料に付与することができ、有機構造体の高機能化や形成プロセスの効率化等を図ることができる。例えば、有機構造体の形成材料である感放射線性樹脂組成物にシラン化合物が含まれると一般的に有機構造体の基板に対する密着性や有機構造体自体の強度が高まる。また、フッ素化合物が含まれると一般的に感放射線性樹脂組成物の塗膜の表面均一性が高まり有機構造体の高さのバラツキが抑制される。有機構造体がそれらに由来するフッ素原子やケイ素原子を含むことで所望の特性を付与することができる。
　（有機構造体の形成方法）
　本実施形態に係る走査アンテナにおける有機構造体の形成方法は、感放射線性樹脂組成物の塗膜を電極基板上に形成する工程と、前記塗膜に対するフォトリソグラフィー技術により柱状の有機構造体を形成する工程とを含む。有機構造体３は、上述した所定の高さｈ及び断面最小径の差Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍを有する。フォトリソグラフィー技術を用いて目的とする形状の有機構造体３を効率的に形成することができる。詳細は、走査アンテナの製造方法において説明する。
　（走査アンテナの周辺部材）
　　本発明の実施形態に係る走査アンテナ１０００は、必要に応じて、例えばプラスチック製の筺体に収容される。筺体にはマイクロ波の送受信に影響を与えない誘電率εＭが小さい材料を用いることが好ましい。また、筺体の送受信領域Ｒ１に対応する部分には貫通孔を設けてもよい。さらに、液晶材料が光に曝されないように、遮光構造を設けてもよい。遮光構造は、例えば、ＴＦＴ基板１０１の第１誘電体基板１及び／又は電極基板２０１の第２誘電体基板５１の側面から第１誘電体基板１及び／又は第２誘電体基板５１内を伝播し、液晶層に入射する光を遮光するように設ける。誘電異方性ΔεＭが大きな液晶材料は、光劣化しやすいものがあり、紫外線だけでなく、可視光の中でも短波長の青色光も遮光することが好ましい。遮光構造は、例えば、黒色の粘着テープなどの遮光性のテープを用いることによって、必要な個所に容易に形成できる。
≪走査アンテナの製造方法≫
　本実施形態に係る走査アンテナの製造方法は、電極基板上に配向膜を形成する工程と、前記走査アンテナの有機構造体の形成方法により前記配向膜上に有機構造体を形成する工程とを含む。ＴＦＴ基板１０１は、第１誘電体基板１上にＴＦＴ１０や必要な配線を従来公知の方法により設けることで製造することができる。電極基板２０１は、第２誘電体基板５１上に必要な電極や配線を従来公知の方法により設けることで製造することができる。液晶層ＬＣを形成する液晶分子は、通常、配向膜により配向している。従来の液晶表示装置の製造プロセスでは、基板上にスペーサを形成した後、配向膜を形成することが多い。配向膜の形成の際には液晶分子の配向に寄与するラビング処理を行う。しかし、幅広のセルギャップに対応する有機構造体３を形成した後に配向膜を形成しようとすると、配向膜形成用組成物の塗布の際に有機構造体が倒れてしまったり、仮に倒れなくてもラビング処理の際に倒れてしまったりする。走査アンテナの製造方法では、配向膜８ｂを形成してから有機構造体３を形成するので、配向膜形成処理の影響を排除することができ、有機構造体３の倒壊を防止することができる。もちろん、有機構造体３の厚みや強度によっては、有機構造体３を先に形成しておき、その後配向膜８ｂを形成することもできる。本実施形態では、電極基板２０１上に配向膜８ｂだけでなく、ＴＦＴ基板１０１上にも配向膜８ａが形成されている。
　（配向膜形成工程Ａ）
　配向膜（液晶配向膜）は、最終的な塗膜の硬化（反応）の手段として加熱又は放射線照射をいずれか経る形成方法を採用することができる。まず、加熱による配向膜の形成方法を説明する。（Ａ１－１）液晶配向剤を刷毛塗り法、浸漬法、スピンナー法、スプレー法、印刷法、インクジェット法等により電極基板２０１上に塗布する。（Ａ１－２）電極基板２０１上に形成された液晶配向剤の膜から、５０～１２０℃、好ましくは８０～１００℃で溶媒を蒸発させる。（Ａ１－３）溶媒除去後の塗膜を１５０～４００℃、好ましくは１８０～２８０℃で加熱する。（Ａ１－４）加熱後の塗膜にラビングを行うことにより、液晶配向規制力のある配向膜８ｂを形成する。
　また、放射線照射による場合には、配向膜８ｂは光配向性組成物を用い、以下の手順で形成する。（Ａ２－１）液晶配向剤を刷毛塗り法、浸漬法、スピンナー法、スプレー法、印刷法、インクジェット法等により電極基板２０１上に塗布する。（Ａ２－２）電極基板２０１上に形成された液晶配向剤の膜から、５０～１２０℃、好ましくは８０～１００℃で溶媒を蒸発させる。（Ａ２－３）直線偏光を溶媒除去後の塗膜に照射し、前記液晶配向膜を配向させる。（Ａ２－４）配向させた液晶配向膜を１５０～４００℃、好ましくは１８０～２８０℃で加熱しイミド化して配向膜８ｂを形成する。
　（配向膜形成工程Ｂ）
　上記配向膜形成工程Ａの工程と異なり、後述の格子状の有機構造体３を形成した後、配向膜８ｂを形成することもできる。ただし、従来のラビング工程を行う場合では、本実施形態のように有機構造体３の高さｈが５μｍ以上と高く、十分に配向膜８ｂに液晶配向規制力を持たせることが出来ないことがあるため、配向膜８ｂのラビング処理後に有機構造体３を形成するプロセスが好ましい。なお、格子状の有機構造体３の下地が有機膜の配向膜８ｂとなるため、密着性が向上する効果もある。
　（有機構造体の形成工程）
　本実施形態に係る有機構造体を形成する工程は、（ｉ）前記電極基板上に感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する工程、（ｉｉ）前記塗膜をフォトマスクを介して露光する工程、（ｉｉｉ）露光後の前記塗膜を現像する工程、及び（ｉｖ）現像後の塗膜に加熱又は露光を行って前記有機構造体を形成する工程を含む。
　（ｉ）塗膜形成工程
　塗膜形成工程では、塗膜形成用の感放射線性樹脂組成物を、乾燥膜厚が有機構造体３の高さｈを満たすように、電極基板２０１上に塗布する。例えばオーブン及びホットプレート等の加熱機器を用いて、通常は１００～１５０℃で６０～１８００秒間で加熱し、感放射線性樹脂組成物を乾燥する。このようにして、電極基板２０１上に塗膜を形成する。
　感放射線性樹脂組成物の塗布方法としては、例えば、スリットコート法、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、インクジェット法、スクリーン印刷等が挙げられる。
　（ｉｉ）露光工程
　露光工程では、所望のマスクパターンを介して、上記塗膜に放射線の照射を行う。例えば、規則的な格子パターンを有するマスクを介して、上記塗膜に放射線を照射して硬化させ、露光部及び非露光部を形成する。上述のマスクパターンを格子状、ドット状、ラインアンドスペース状に適宜変更することができる。
　放射線照射には、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線を用い、好ましくは、紫外線及び／または可視光線を用い、より好ましくは、波長３６５～４３６ｎｍの光（例：ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））を用いる。露光量は、感放射線性樹脂組成物中の各成分の種類及び含有量や、塗膜の厚さによって異なるが、ｉ線を含む光を照射する場合、露光量は、ｉ線換算で通常は５０～１５００ｍＪ／ｃｍ2、好ましくは１００～６００ｍＪ／ｃｍ2である。露光量が小さいほどΔ幅が小さい線状部材が得られる傾向にある。
　露光装置には、例えば、コンタクトアライナー、マスクアライナー、ステッパー、スキャナーを用いる。
　（ｉｉｉ）現像工程
　現像工程では、放射線照射後の上記塗膜を現像して、非露光部を溶解及び除去することにより、電極基板２０１上に、格子状に配置された所望のラインパターンを形成する。
　現像には、アルカリ性現像液を用いることが好ましい。アルカリ性現像液としては、例えば、アルカリ性化合物を０．０１～１０質量％濃度で含有するアルカリ性水溶液が挙げられる。前記アルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム、コリンが挙げられる。配向膜上に有機構造体を形成する場合の現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属イオンを含む水溶液であることが好ましい。一方、有機構造体を形成した後に配向膜を形成する場合の現像液としては、水酸化テトラメチルアンモニウムが好ましい。前記アルカリ性水溶液には、例えば、水溶性有機溶媒及び界面活性剤を適量添加することもできる。
　現像方法としては、例えば、シャワー現像法、スプレー現像法、浸漬現像法、パドル現像法が挙げられる。現像条件は、例えば、現像液の温度が２０～４０℃で現像処理時間が１～１０分間程度である。なお、アルカリ性現像液で樹脂塗膜を現像した後は、水で洗浄し、乾燥してもよい。
　（ｉｖ）硬化工程
　必要に応じて、放射線照射による露光及び／又は加熱を行い、格子パターンをさらに硬化させる。放射線照射には、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線を用い、好ましくは、紫外線及び／または可視光線を用い、露光量は、ｉ線を含む光を照射する場合、ｉ線換算で通常は３００～５０００ｍＪ／ｃｍ2である。加熱条件は特に限定されないが、例えば８０～２５０℃で０．１～３時間である。格子パターンの硬化を充分に進行させたり変形を防止したりするため、多段階で加熱することもできる。このような工程を行うことで、有機構造体収縮時のクラック及び剥離を抑えることができる。以上のようにして、平面視が格子状の有機構造体３を形成することができる。
　次いで、電極基板２０１上に形成した有機構造体３に液晶層ＬＣの液晶材料を充填する。その後、ＴＦＴ基板１０１と電極基板２０１とを貼り合わせる。両基板の貼り合わせは、有機構造体３のＴＦＴ基板１０１との貼り合わせ面に公知の接着剤層を設けることで行えばよい。必要に応じて接着剤層の乾燥工程を経ることで、本実施形態に係る走査アンテナ１０００を製造することができる。
　（液晶材料）
　液晶層ＬＣを形成する液晶材料としては、マイクロ波やミリ波等の高周波に対する誘電率の異方性が大きく、かつ誘電損失（すなわちｔａｎδ）が小さい材料が好ましい。具体的には、例えばビストラン系化合物（例えば、下記式（Ｒ－１）で表される化合物）や、オリゴフェニレン系化合物（例えば、下記式（Ｒ－２）で表される化合物）、ビストラン系化合物とオリゴフェニレン系化合物との混合物等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
  
（式（Ｒ－１）中、Ｒ２１～Ｒ２３は、それぞれ独立に、炭素数１～１５個のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルコキシアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルケニル基、アルキルシクロアルケニル基、アルキルシクロアルキルアルキル基、又はアルキルシクロアルケニルアルキル基である。式中、フェニレン基の１以上の水素原子は、有機基で置換されてもよい。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  
（式（Ｒ－２）中、Ｒ２４及びＲ２５は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数１～１５のアルキル基、フッ素化アルキル基、アルコキシ基、フッ素化アルコキシ基、アルケニル基、フッ素化アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルコキシアルキル基、フッ素化アルコキシアルキル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、シクロアルケニル基、アルキルシクロアルケニル基、アルキルシクロアルキルアルキル基、又はアルキルシクロアルケニルアルキル基である。Ｒ２６は、フッ素原子、塩素原子、又は炭素数１～１５のアルキル基である。ｋは０～４の整数であり、ｍは６～２５の整数である。）
　液晶材料の具体例としては、ビストラン系化合物として、例えば下記式（ｒ－１－１）～式（ｒ－１－４）のそれぞれで表される化合物等を；オリゴフェニレン系化合物として、例えば下記式（ｒ－２－１）及び式（ｒ－２－２）のそれぞれで表される化合物等を、挙げることができる。なお、液晶材料としては１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  
　（配向膜形成用組成物）
　配向膜形成用組成物としては、重合体成分として、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリ（メタ）アクリレート及びポリシロキサンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の重合体（Ａ）を含み、重合体（Ａ）が溶剤に分散又は溶解してなる液状の組成物を用いることができる。配向膜形成用組成物は、低温で塗膜を形成する観点で、重合体成分としてポリ（メタ）アクリレートまたはポリシロキサンを含有することが好ましい。なお、本明細書において「ポリ（メタ）アクリレート」は、ポリアクリレート及びポリメタクリレートを含むものとし、（メタ）アクリル系単量体を用いた重合により得られる重合体であることが好ましい。
　これらの重合体成分のうち、特にポリアミック酸が好ましい。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とを反応させることにより得られるものが用いられる。ポリアミック酸の合成反応に供されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの使用割合は、ジアミンのアミノ基１当量に対して、テトラカルボン酸二無水物の酸無水物基が０．２～２当量となる割合が好ましく、０．３～１．２当量となる割合がより好ましい。
　配向膜形成に用いられるポリイミドは、上記の如くして合成されたポリアミック酸を脱水閉環してイミド化することにより得ることができる。ポリイミドは、その前駆体であるポリアミック酸が有していたアミック酸構造のすべてを脱水閉環した完全イミド化物であってもよく、アミック酸構造の一部のみを脱水閉環し、アミック酸構造とイミド環構造が併存する部分イミド化物であってもよい。ポリイミドは、そのイミド化率が３０％以上であることが好ましく、４０～９９％であることがより好ましく、５０～９９％であることがさらに好ましい。このイミド化率は、ポリイミドのアミック酸構造の数とイミド環構造の数との合計に対するイミド環構造の数の占める割合を百分率で表したものである。ここで、イミド環の一部がイソイミド環であってもよい。
　配向膜形成用組成物に含有されるポリアミック酸エステルは、（１）ポリアミック酸と、水酸基含有化合物、ハロゲン化物、エポキシ基含有化合物等とを反応させることにより合成する方法、（２）テトラカルボン酸ジエステルとジアミンとを反応させる方法、（３）テトラカルボン酸ジエステルジハロゲン化物とジアミンとを反応させる方法、によって得ることができる。ポリアミック酸、ポリイミド及びポリアミック酸エステルは、これを濃度１０質量％の溶液としたときに、１０～８００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることが好ましく、１５～５００ｍＰａ・ｓの溶液粘度を持つものであることがより好ましい。なお、上記重合体の溶液粘度（ｍＰａ・ｓ）は、当該重合体の良溶媒（例えばγ－ブチロラクトン、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなど）を用いて調製した濃度１０質量％の重合体溶液につき、Ｅ型回転粘度計を用いて２５℃において測定した値である。還元粘度は、均一な塗膜を形成することができる範囲であれば特に限定されないが、０．０５～３．０ｄｌ／ｇであることが好ましく、０．１～２．５ｄｌ／ｇであることがより好ましく、０．３～１．５ｄｌ／ｇであることがさらに好ましい。
　配向膜形成用組成物に用いられる有機溶媒の好ましい具体例としては、２－ブタノン、２－ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン及び酢酸ブチル等が挙げられる。有機溶媒は、固形分濃度が５～５０質量％となる割合で使用することが好ましい。また、有機溶媒は、低温で塗膜を形成する観点で、中でも、沸点が１６０℃以下の化合物を、溶剤の合計量に対して４０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上含むことがより好ましく、７０質量％以上含むことがさらに好ましい。
　配向膜形成用組成物は、光配向性基を有する重合体を含有していることが好ましい。ここで、「光配向性基」とは、光照射による光異性化反応や光二量化反応、光分解反応、光フリース転位反応によって膜に異方性を付与する官能基を意味する。光配向性基の具体例としては、例えばアゾベンゼン又はその誘導体を基本骨格として含むアゾベンゼン含有基、桂皮酸又はその誘導体を基本骨格として含む桂皮酸構造含有基、カルコン又はその誘導体を基本骨格として含むカルコン含有基、ベンゾフェノン又はその誘導体を基本骨格として含むベンゾフェノン含有基、クマリン又はその誘導体を基本骨格として含むクマリン含有基、ポリイミド又はその誘導体を基本骨格として含むポリイミド含有構造等が挙げられる。
　光配向性基は、ポリ（メタ）アクリレートが有していてもよいが、ポリ（メタ）アクリレートとは異なる重合体が有していても構わない。かかる重合体の主骨格としては、例えば、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド等が挙げられる。液晶素子１０の信頼性及び耐候性を確保する観点で、光配向性基を有するポリシロキサンを好ましく用いることができる。
　配向膜形成用組成物が、光配向性基を有する重合体と光配向性基を有さない重合体とを含有する場合、光配向性基を有する重合体の含有割合は、配向膜形成用組成物を用いて形成した塗膜に対し放射線照射によって十分な配向能を付与する観点から、配向膜形成用組成物中の重合体成分の合計量に対して、１質量％以上とすることが好ましく、５～９９質量％とすることがより好ましい。
　配向膜形成用組成物は、その他の成分として、架橋性基を有する化合物（以下、架橋剤ともいう。）を含有することが好ましい。架橋性基は、光や熱によって同一又は異なる分子間に共有結合を形成可能な基であり、例えば（メタ）アクリロイル基、ビニル基を有する基（アルケニル基、ビニルフェニル基など）、エチニル基、エポキシ基（オキシラニル基、オキセタニル基）、カルボキシル基、（保護）イソシアネート基等が挙げられる。これらの中でも、反応性が高い点で、（メタ）アクリロイル基が特に好ましい。なお、「（メタ）アクリロイル」は、アクリロイル及びメタクリロイルを含む意味である。架橋剤が有する架橋性基の数は、１個でも複数個でもよい。液晶素子の信頼性を十分に高くする点で、好ましくは２個以上であり、２～６個がより好ましい。
　さらに、配向膜形成用組成物に含有されるその他の成分としては、例えば、酸化防止剤、金属キレート化合物、硬化促進剤、界面活性剤、充填剤、分散剤、光増感剤などが挙げられる。これらその他の成分の配合割合は、各化合物に応じて適宜選択することができる。
　配向膜形成用組成物における固形分濃度（配向膜形成用組成物の溶媒以外の成分の合計質量が配向膜形成用組成物の全質量に占める割合）は、粘性、揮発性などを考慮して適宜に選択されるが、好ましくは１～１０質量％の範囲である。固形分濃度が１質量％未満である場合には、塗膜の膜厚が過小となって良好な配向膜が得にくくなる。一方、固形分濃度が１０質量％を超える場合には、塗膜の膜厚が過大となって良好な配向膜が得にくく、また、配向膜形成用組成物の粘性が増大して塗布性が低下する傾向にある。
　（有機構造体形成用の感放射線性樹脂組成物）
　本実施形態に係る感放射線性樹脂組成物は、［Ａ］バインダーポリマー、［Ｂ］重合性化合物、［Ｃ］感放射線性化合物を含む。以下、各成分について詳細に説明する。
〔［Ａ］バインダーポリマー〕
　［Ａ］バインダーポリマーは、特に限定されず、硬化膜の母材となり得れば如何なるものであってもよい。
　また、［Ａ］バインダーポリマーとして、以下に例示するような［Ａ’］アルカリ可溶性樹脂を用いることもできる。［Ａ］バインダーポリマーとして、［Ａ’］アルカリ可溶性樹脂を用いることにより、アルカリ現像液によるパターニングが可能となる。
〔［Ａ’］アルカリ可溶性樹脂〕
　［Ａ’］アルカリ可溶性樹脂は、アルカリ性溶液に可溶な樹脂である。［Ａ’］アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシ基を含む不飽和化合物をモノマーとして用いてラジカル重合することにより得られるポリマー（以下、「［ａ］ポリマー」ともいう）、ポリイミド、ポリシロキサン、ノボラック樹脂、及びこれらの組み合わせが好ましい。以下、［ａ］ポリマーについて詳細に説明する。
［［ａ］ポリマー］
　［ａ］ポリマーは、カルボキシ基を含む構造単位を有する。また、感度向上のため、重合性基を含む構造単位を有していてもよい。重合性基を含む構造単位としては、エポキシ基を含む構造単位、（メタ）アクリロイル基を含む構造単位、及びビニル基を含む構造単位が好ましい。［ａ］ポリマーが上記特定の重合性基を含む構造単位を有することで、表面硬化性及び深部硬化性に優れる感放射線性樹脂組成物とすることができる。また、［ａ］ポリマーは、水酸基を含む構造単位、及びその他の構造単位を有していてもよい。
　上記カルボキシ基を含む構造単位は、例えば不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸の無水物、多価カルボン酸のモノ〔（メタ）アクリロイルオキシアルキル〕エステル等のカルボン酸系不飽和化合物をモノマーとして用いて、適宜他のモノマーと共にラジカル重合することにより形成できる。
　上記不飽和モノカルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。
　上記不飽和ジカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等が挙げられる。
　上記不飽和ジカルボン酸の無水物としては、例えば上記不飽和ジカルボン酸として例示した化合物の無水物等が挙げられる。
　上記多価カルボン酸のモノ〔（メタ）アクリロイルオキシアルキル〕エステルとしては、例えばコハク酸モノ〔２－（メタ）アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔２－（メタ）アクリロイルオキシエチル〕等が挙げられる。
　これらのカルボン酸系不飽和化合物のうち、重合性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸及びコハク酸モノ〔２－（メタ）アクリロイルオキシエチル〕が好ましい。
　これらのカルボン酸系不飽和化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
　［ａ］ポリマー中のカルボキシ基を含む構造単位の含有割合の下限としては、［ａ］ポリマーを構成する全構造単位に対して、１モル％が好ましく、５モル％がより好ましく、１０モル％がさらに好ましい。また、上記含有割合の上限としては、８０モル％が好ましく、７０モル％がより好ましく、６０モル％がさらに好ましい。カルボキシ基を含む構造単位の含有割合が上記範囲である場合、アルカリ現像液への溶解性をより向上させることができる。
　上記エポキシ基を含む構造単位は、例えばエポキシ基含有不飽和化合物をモノマーとして用いて、適宜他のモノマーと共にラジカル重合することにより形成できる。エポキシ基含有不飽和化合物としては、例えばオキシラニル基（１，２－エポキシ構造）、オキセタニル基（１，３－エポキシ構造）等を含む不飽和化合物などが挙げられる。
　上記オキシラニル基を有する不飽和化合物としては、例えばアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸２－メチルグリシジル、アクリル酸３，４－エポキシブチル、メタクリル酸３，４－エポキシブチル、アクリル酸６，７－エポキシヘプチル、メタクリル酸３，４－エポキシシクロへキシル等が挙げられる。
　上記オキセタニル基を有する不飽和化合物としては、例えば、３－（メタクリロイルオキシメチル）オキセタン、３－（メタクリロイルオキシメチル）－２－メチルオキセタン、３－（メタクリロイルオキシメチル）－３－エチルオキセタン、３－（メタクリロイルオキシメチル）－２－フェニルオキセタン、３－（２－メタクリロイルオキシエチル）オキセタン、３－（２－メタクリロイルオキシエチル）－２－エチルオキセタン等のメタクリル酸エステルなどが挙げられる。
　これらのエポキシ基含有不飽和化合物のうち、重合性の観点から、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸３，４－エポキシシクロヘキシル及び３－（メタクリロイルオキシメチル）－３－エチルオキセタンが好ましい。
　これらのエポキシ基含有不飽和化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
　上記（メタ）アクリロイル基を含む構造単位は、例えばエポキシ基を有するポリマーと（メタ）アクリル酸とを反応させる方法、カルボキシ基を有するポリマーとエポキシ基を有する（メタ）アクリル酸エステルとを反応させる方法、水酸基を有するポリマーとイソシアネート基を有する（メタ）アクリル酸エステルとを反応させる方法、酸無水物基を有するポリマーと（メタ）アクリル酸とを反応させる方法等により形成できる。これらの方法のうち、カルボキシ基を有するポリマーとエポキシ基を有する（メタ）アクリル酸エステルとを反応させる方法が好ましい。
　上記水酸基を含む構造単位は、例えば水酸基含有不飽和化合物をモノマーとして用いて、適宜他のモノマーと共にラジカル重合することにより形成できる。上記水酸基含有不飽和化合物としては、例えばアルコール性水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル、フェノール性水酸基を有する（メタ）アクリル酸エステル、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
　上記アルコール性水酸基を有するアクリル酸エステルとしては、アクリル酸２－ヒドロキシエチル、アクリル酸３－ヒドロキシプロピル、アクリル酸４－ヒドロキシブチル、アクリル酸５－ヒドロキシペンチル、アクリル酸６－ヒドロキシヘキシル等が挙げられる。
　上記アルコール性水酸基を有するメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、メタクリル酸３－ヒドロキシプロピル、メタクリル酸４－ヒドロキシブチル、メタクリル酸５－ヒドロキシペンチル、メタクリル酸６－ヒドロキシヘキシル等が挙げられる。
　上記フェノール性水酸基を有するアクリル酸エステルとしては、アクリル酸２－ヒドロキシフェニル、アクリル酸４－ヒドロキシフェニル等が挙げられる。
　上記フェノール性水酸基を有するメタクリル酸エステルとしては、メタクリル酸２－ヒドロキシフェニル、メタクリル酸４－ヒドロキシフェニル等が挙げられる。
　上記ヒドロキシスチレンとしては、ｏ－ヒドロキシスチレン、ｐ－ヒドロキシスチレン、α－メチル－ｐ－ヒドロキシスチレン等が挙げられる。
　これらの水酸基含有不飽和化合物のうち、重合性の観点から、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル及びα－メチル－ｐ－ヒドロキシスチレンが好ましい。
　これらの水酸基含有不飽和化合物は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
　上記その他の構造単位を与えるモノマーとしては、例えばメタクリル酸鎖状アルキルエステル、メタクリル酸環状アルキルエステル、アクリル酸鎖状アルキルエステル、アクリル酸環状アルキルエステル、メタクリル酸アリールエステル、アクリル酸アリールエステル、不飽和ジカルボン酸ジエステル、マレイミド化合物、不飽和芳香族化合物、共役ジエン、テトラヒドロフラン骨格を有する不飽和化合物、その他の不飽和化合物等が挙げられる。
　上記メタクリル酸鎖状アルキルエステルとしては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ－ブチル、メタクリル酸ｔ－ブチル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ｎ－ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ｎ－ステアリル等が挙げられる。
　上記メタクリル酸アリールエステルとしては、例えばメタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等が挙げられる。
　上記アクリル酸アリールエステルとしては、例えばアクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等が挙げられる。
上記マレイミド化合物としては、例えばＮ－フェニルマレイミド、Ｎ－シクロヘキシルマレイミド、Ｎ－ベンジルマレイミド、Ｎ－（４－ヒドロキシフェニル）マレイミド、Ｎ－（４－ヒドロキシベンジル）マレイミド、Ｎ－スクシンイミジル－３－マレイミドベンゾエート等が挙げられる。
　上記不飽和芳香族化合物としては、例えばスチレン、α－メチルスチレン、ｏ－メチルスチレン、ｍ－メチルスチレン、ｐ－メチルスチレン、ｐ－メトキシスチレン等が挙げられる。
　上記テトラヒドロフラン骨格を有する不飽和化合物としては、例えばメタクリル酸テトラヒドロフルフリル、２－メタクリロイルオキシ－プロピオン酸テトラヒドロフルフリルエステル、３－（メタ）アクリロイルオキシテトラヒドロフラン－２－オン等が挙げられる。
　上記その他の構造単位を与えるモノマーのうち、重合性の観点から、スチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ｔ－ブチル、メタクリル酸ｎ－ラウリル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン－８－イル、ｐ－メトキシスチレン、アクリル酸２－メチルシクロヘキシル、Ｎ－フェニルマレイミド、Ｎ－シクロヘキシルマレイミド、及びメタクリル酸テトラヒドロフルフリルが好ましい。
　上記その他の構造単位を与えるモノマーは、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
　ポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）の下限としては、１，０００が好ましく、２，０００がより好ましく、３，０００がさらに好ましい。上記Ｍｗの上限としては、３０，０００が好ましく、２０，０００がより好ましく、１５，０００がさらに好ましい。［ａ］ポリマーのＭｗを上記範囲とすることで、保存安定性及び感度をより向上させることができる。
　また、上記Ｍｗと、［ａ］ポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）との比、すなわち分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の下限としては、通常１であり、１．２が好ましく、１．５がより好ましい。上記Ｍｗ／Ｍｎの上限としては、５が好ましく、４がより好ましく、３がさらに好ましい。［ａ］ポリマーのＭｗ／Ｍｎを上記範囲とすることで、保存安定性及び感度をより向上させることができる。
　なお、本明細書におけるＭｗ及びＭｎは、下記の条件によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定した値である。
　装置：例えば昭和電工社の「ＧＰＣ－１０１」
　カラム：例えば昭和電工社の「ＧＰＣ－ＫＦ－８０１」、「ＧＰＣ－ＫＦ－８０２」、「ＧＰＣ－ＫＦ－８０３」及び「ＧＰＣ－ＫＦ－８０４」を連結したもの
　移動相：テトラヒドロフラン
　カラム温度：４０℃
　流速：１．０ｍＬ／分
　試料濃度：１．０質量％
　試料注入量：１００μＬ
　検出器：示差屈折計
　標準物質：単分散ポリスチレン
　（ポリマーの合成方法）
　ポリマーの合成方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。例えば溶媒中で重合開始剤の存在下、上述したモノマーを重合反応させることによって合成できる。
　上記溶媒としては、例えばアルコール、グリコールエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルプロピオネート、その他のエステル、ケトン等が挙げられる。
　上記重合開始剤としては、一般的にラジカル重合開始剤として知られているものが使用できる。ラジカル重合開始剤としては、例えば２，２’－アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’－アゾビス－（２，４－ジメチルバレロニトリル）、２，２’－アゾビス－（４－メトキシ－２，４－ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物が挙げられる。
〔［Ｂ］重合性化合物〕
　［Ｂ］重合性化合物は、放射線照射や加熱等により重合する化合物であれば特に限定されないが、感度向上の観点から（メタ）アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基又はこれらの組み合わせを有する化合物が好ましく、分子中に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物がより好ましい。
　分子中に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する［Ｂ］重合性化合物としては、例えばジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，３－ブタンジオールジアクリレート、１，３－ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，４－ブタンジオールジアクリレート、１，４－ブタンジオールジメタクリレート、１，６－ヘキサンジオールジアクリレート、１，９－ノナンジオールジメタクリレート、１，１０－デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール－トリシクロデカンジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールノナアクリレート、テトラペンタエリスリトールデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカアクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカアクリレート、トリペンタエリスリトールヘプタメタクリレート、トリペンタエリスリトールオクタメタクリレート、テトラペンタエリスリトールノナメタクリレート、テトラペンタエリスリトールデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールウンデカメタクリレート、ペンタペンタエリスリトールドデカメタクリレート、ジメチロール－トリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、９，９－ビス［４－（２－アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、９，９－ビス［４－（２－メタクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、９，９－ビス［４－（２－メタクリロイルオキシエトキシ）－３－メチルフェニル］フルオレン、（２－アクリロイルオキシプロポキシ）－３－メチルフェニル］フルオレン、９，９－ビス［４－（２－アクリロイルオキシエトキシ）－３、５－ジメチルフェニル］フルオレン、９，９－ビス［４－（２－メタクリロイルオキシエトキシ）－３、５－ジメチルフェニル］フルオレン等が挙げられる。
　[Ａ］バインダーポリマー１００質量部に対する［Ｂ］重合性化合物の含有量の下限としては、１質量部が好ましく、１０質量部がより好ましく、２０質量部がさらに好ましい。また、上記含有量の上限としては、２００質量部が好ましく、１５０質量部がより好ましく、１２０質量部がさらに好ましい。上記含有量を上記範囲内とすることにより、保存安定性及び感度をより高めつつ、硬度がより高く、耐溶剤性により優れる硬化膜を形成できる。
　［Ｃ］感放射線性化合物としては、例えば感放射線性ラジカル重合開始剤、感放射線性酸発生剤、感放射線性塩基発生剤、これらの組み合わせ等が挙げられる。
　上記感放射線性ラジカル重合開始剤は、例えば［Ｂ］重合性化合物としてラジカル重合性の化合物を用いる場合、当該感放射線性樹脂組成物の放射線による硬化反応をより促進させることができる。
　上記感放射線性ラジカル重合開始剤としては、例えば可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の露光により、［Ｂ］重合性化合物のラジカル重合反応を開始し得る活性種を発生することができる化合物等が挙げられる。
　上記感放射線性ラジカル重合開始剤の具体例としては、例えばＯ－アシルオキシム化合物、α－アミノケトン化合物、α－ヒドロキシケトン化合物、アシルホスフィンオキシド化合物等が挙げられる。
　上記Ｏ－アシルオキシム化合物としては、例えば１－〔９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル〕－エタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセタート、１－［９－エチル－６－ベンゾイル－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－オクタン－１－オンオキシム－Ｏ－アセテート、１－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－エタン－１－オンオキシム－Ｏ－ベンゾエート、１－［９－ｎ－ブチル－６－（２－エチルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－エタン－１－オンオキシム－Ｏ－ベンゾエート、エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチル－４－テトラヒドロフラニルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）、エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチル－４－テトラヒドロピラニルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）等が挙げられる。
　上記α－アミノケトン化合物としては、例えば２－ベンジル－２－ジメチルアミノ－１－（４－モルホリノフェニル）－ブタン－１－オン、２－ジメチルアミノ－２－（４－メチルベンジル）－１－（４－モルホリン－４－イル－フェニル）－ブタン－１－オン、２－メチル－１－（４－メチルチオフェニル）－２－モルホリノプロパン－１－オン等が挙げられる。
　上記α－ヒドロキシケトン化合物としては、例えば１－フェニル－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、１－（４－ｉ－プロピルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、４－（２－ヒドロキシエトキシ）フェニル－（２－ヒドロキシ－２－プロピル）ケトン、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
　上記アシルホスフィンオキシド化合物としては、例えばジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
　上記感放射線性ラジカル重合開始剤としては、放射線による硬化反応をより促進させる観点から、Ｏ－アシルオキシム化合物、α－アミノケトン化合物及びアシルホスフィンオキシド化合物が好ましく、エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９．Ｈ．－カルバゾール－３－イル］－，１－（Ｏ－アセチルオキシム）、１，２－オクタンジオン－１－［４－（フェニルチオ）－２－（Ｏ－ベンゾイルオキシム）］、２－メチル－１－（４－メチルチオフェニル）－２－モルホリノプロパン－１－オン及びジフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシドがより好ましい。
　以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。なお、「部」及び「％」は、特記しない限り質量基準である。
［重合体の酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）の測定］
　重合体の酸価は、ＪＩＳ　Ｋ　００７０の「３．２電位差滴定法」に準じて測定した。具体的には、以下の手順に従い測定した。電位自動滴定装置（ＡＴ－５１０、京都電子工業株式会社製）を用いた。容量１００ｍＬのポリエチレン製ボトルに、重合体（Ａ）を固形分量で約０．５ｇ量り取り、メタノールを４０ｍＬ入れ、良く攪拌した。上記ボトルに、ＫＯＨ濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌのエタノール溶液を滴下した。以下の計算式に基づき、重合体（Ａ）の酸価を算出した。
　計算式：酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）＝エタノール溶液の滴定量（ｍＬ）×濃度換算値５．６１１（ｍｇ／ｍＬ）／｛試料（重合体（Ａ））採取量（ｇ）｝
　濃度換算値５．６１１（ｍｇ／ｍＬ）は、ＫＯＨ濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌのエタノール溶液１ｍＬ中に含まれる水酸化カリウム相当量を意味する。
（１）重合体の合成・調製
　［合成例１：重合体（Ａ１）の合成］
　反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を１２５部仕込み、８０℃まで昇温した。この反応容器に、エチレン性不飽和単量体としてメタクリル酸を１０部、ベンジルメタクリレートを４３部、スチレンを１３部、Ｎ－フェニルマレイミドを１６部、ｎ－ブチルメタクリレートを３部、及び２－ヒドロキシエチルメタクリレートを１５部と、重合開始剤としてアゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリルを５部及び有機溶媒としてＰＧＭＥＡを２５部混合して得られた溶液とを、各々２時間かけて反応容器に滴下した。滴下後８０℃で２時間加熱し、１００℃で１時間加熱した。加熱後の混合溶液を２３℃に冷却して、重合体（Ａ１）を含む固形分濃度が４０質量％のＰＧＭＥＡ溶液を得た。得られた重合体（Ａ１）のＭｗは１２０００、酸価は９４ｍｇＫＯＨ／ｇであった。
　［合成例２：重合体（Ａ２、Ａ３）の合成］
　表１に記載したとおりにエチレン性不飽和単量体の種類及び配合量を変更したこと以外は合成例１と同様にして、重合体（Ａ２、Ａ３）を合成した。
　［調製例１：重合体（Ａ４）の調製］
　酸変性エポキシアクリレート樹脂のＰＧＭＥ溶液であるＫＡＹＡＲＡＤ　ＣＣＲ－１２３５（日本化薬（株）製、クレゾールノボラック型）は、固形分６２質量％の製品である。ＣＣＲ－１２３５を１００部計量し、そこにＰＧＭＥを２４部添加攪拌した。このようにして固形分濃度が５０質量％の酸変性エポキシアクリレート樹脂（Ａ４）の溶液を得た。
　［合成例３：重合体（Ａ５）の合成（ポリイミド前駆体）］
　３つ口フラスコに重合溶剤としてγ－ブチロラクトン（γ－ＢＬ）３９０ｇを加えた後、ジアミン化合物として２，２’－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン１２０ｇを重合溶剤中に加えた。ジアミン化合物を重合溶剤に溶解させた後、酸二無水物として４，４’－オキシジフタル酸二無水物７１ｇを加えた。その後、６０℃で１時間反応させた後、末端封止剤としての無水マレイン酸１９ｇを加えた。６０℃でさらに１時間反応させた後、昇温して１８０℃で４時間反応させることで、重合体（Ａ５）を含む固形分濃度が３５質量％のγ－ＢＬ溶液を約６００ｇ得た。得られた重合体（Ａ５）のＭｗは８０００であった。本合成により得られた、ポリイミド前駆体を含む溶液を基板上に塗布し、得られた塗膜を加熱することでポリイミドとなる。
　［合成例４：重合体（Ａ６）の合成（ポリベンゾオキサゾール前駆体）］
　ジフェニルエーテル－４，４’－ジカルボン酸１モルと１－ヒドロキシベンゾトリアゾール２モルとを反応させて得られたジカルボン酸誘導体４４３．２ｇ（０．９０モル）と、ヘキサフルオロ－２，２－ビス（３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル）プロパン３６６．３部（１．００モル）とを、温度計、攪拌機、原料投入口及び乾燥窒素ガス導入管を備えた４つ口のセパラブルフラスコに入れ、そこにＮ－メチル－２－ピロリドン３０００部を加えて溶解させた。その後オイルバスを用いて７５℃にて１６時間反応させた。１６時間反応後、Ｎ－メチル－２－ピロリドン１００部に溶解させた５－ノルボルネン－２，３－ジカルボン酸無水物３２．８部（０．２０モル）を加え、さらに３時間攪拌し反応を終了した。反応混合物をろ過した後、ろ物を水／イソプロパノール＝３／１（質量比）の溶液に投入することで生じた沈殿物を濾集し、水で充分洗浄した後、真空下で乾燥することで、ポリベンゾオキサゾール前駆体（重合体（Ａ６））を得た。重合体（Ａ６）濃度が３５質量％となるようにγ－ＢＬを加えて、重合体（Ａ６）のγ－ＢＬ溶液を得た。得られた重合体（Ａ６）のＭｗは１５０００であった。本合成により得られた、ポリベンゾオキサゾール前駆体を含む溶液を基板上に塗布し、得られた塗膜を加熱することでポリベンゾオキサゾールとなる。
　［合成例５：重合体（Ａ７）の合成（ポリシロキサン）］
　５００ｍＬの三つ口フラスコに、メチルトリメトキシシランを６３．３９部（０．５５ｍｏｌ）、フェニルトリメトキシシランを６９．４１部（０．３５ｍｏｌ）、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランを２４．６４部（０．１ｍｏｌ）及びプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）を１５０．３６部仕込み、室温で攪拌しながら、水５５．８部にリン酸０．３３８部（仕込みモノマーに対して０．２質量％）を溶かしたリン酸水溶液を１０分かけて添加した。その後、フラスコを７０℃のオイルバスに浸けて１時間攪拌した後、オイルバスを３０分かけて１１５℃まで昇温した。昇温開始１時間後にフラスコの内温を１００℃まで昇温させ、そこから２時間加熱攪拌した（フラスコの内温は１００～１１０℃）。反応中に副生成物であるメタノール及び水が合計１１５部留出した。得られた重合体（Ａ７）のＰＧＭＥ溶液に、重合体（Ａ７）濃度が３５質量％となるようにＰＧＭＥを加えて、重合体（Ａ７）のＰＧＭＥ溶液を得た。得られた重合体（Ａ７）のＭｗは５０００であり、Ｓｉ原子１００モルに対するフェニル基含有量は３５モルであった。
　なお、重合体（Ａ７）中のフェニル基の含有量は、「ＪＮＭ－ＥＣＳ４００」（日本電子（株）製）を用いて２９Ｓｉ－核磁気共鳴スペクトルを測定し、そのフェニル基が結合したＳｉのピーク面積とフェニル基が結合していないＳｉのピーク面積との比から求めた。
　［合成例６：重合体（Ａ８）の合成（ポリオレフィン）］
　窒素置換した１０００ｍＬオートクレーブに、８－カルボキシテトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカ－３－エン６０部、Ｎ－フェニル－（５－ノルボルネン－２，３－ジカルボキシイミド）４０部、１，５－ヘキサジエン２．８部、（１，３－ジメシチルイミダゾリジン－２－イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ベンジリデンルテニウムジクロリド０．０５部及びＰＧＭＥＡ４００部を仕込み、撹拌下に８０℃で２時間重合反応を行って、重合体（Ａ８’）を含有する重合体溶液を得た。
　この重合体溶液に、水素添加触媒としてビス（トリシクロヘキシルホスフィン）エトキシメチレンルテニウムジクロリド０．１部を加え、水素を４ＭＰａの圧力で５時間吹き込み、水素添加反応を進行させたのち、活性炭粉末１部を添加し、撹拌しつつ１５０℃で水素を４ＭＰａの圧力で３時間吹き込んだ。次いで、孔径０．２μｍのフッ素樹脂製フィルタでろ過して活性炭を分離することで、重合体（Ａ８’）の水素化物である重合体（Ａ８）を含有する水素添加反応溶液４９０部を得た。ここで得られた重合体（Ａ８）を含有する水素添加反応溶液の固形分濃度は２１質量％であり、重合体（Ａ８）の収量は１０２部であった。得られた重合体（Ａ８）の水素添加反応溶液をロータリーエバポレーターで濃縮し、固形分濃度を３５質量％に調整して、重合体（Ａ８）の溶液を得た。得られた重合体（Ａ８）のＭｗは４０００であった。
　［調製例２：重合体（Ａ９）の調製（カルド樹脂）］
　エチレン性不飽和基及びカルボキシル基を含有するカルド樹脂のＰＧＭＥＡ溶液である（株）ＡＤＥＫＡ社製「ＷＲ－３０１（商品名）」は、固形分濃度４５質量％、Ｍｗが５，５００の製品である。ＷＲ－３０１を１００部計量し、そこにＰＧＭＥＡを２８．５７部添加攪拌した。このようにして固形分濃度が３５質量％のカルド樹脂（Ａ９）の溶液を得た。
　［合成例７：重合体（Ａ１０）の合成（ノボラック樹脂）］
　温度計、冷却管、分留管及び撹拌器を取り付けたフラスコに、フェノール９４．１ｇ（１．０モル）、メチルイソブチルケトン４００ｇ、水９６ｇ及び９２質量％パラホルムアルデヒド３２．６ｇ（ホルムアルデヒド換算で１．０モル）を仕込んだ。そこに、攪拌しながらパラトルエンスルホン酸３．４ｇを加えた。その後、１００℃で８時間反応させた。反応終了後に純水２００ｇを加え、系内の溶液を分液ロートに移して水層を分離除去した。次いで、有機層を洗浄水が中性を示すまで水洗後、有機層から溶媒を加熱減圧下に除去し、ノボラック樹脂（重合体（Ａ１０））を１４０ｇ得た。得られた重合体（Ａ１０）のＭｗは２０００であった。得られた重合体（Ａ１０）とＰＧＭＥＡとを用いて固形分濃度３５質量％の重合体（Ａ１０）の溶液を得た。
　フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ－ＩＲ）による測定チャートから、原料と比較してメチレン結合による伸縮由来の吸収（２８００～３０００ｃｍ－１）が確認でき、さらに、芳香族エーテル由来の吸収（１０００～１２００ｃｍ－１）は発見できなかった。これらの結果により、本合成例では水酸基同士の脱水エーテル化反応（水酸基が消失）は生じず、メチレン結合を有するノボラック樹脂が得られたと同定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
（２）有機構造体形成用の感放射線性樹脂組成物の調製
　前記合成例１で得られた重合体（Ａ１））の溶液を重合体（Ａ１）換算で５０部、前記合成例３で得られた重合体（Ａ４））の溶液を重合体（Ａ４）換算で５０部、架橋剤（Ｂ）１００部、光開始剤（Ｃ１）１部、密着助剤（Ｄ）５部及び界面活性剤（Ｅ）１部を混合することで、溶液である感放射線性樹脂組成物（以下、「組成物１」等ともいう。）を得た。
　同様に下記表２に示す組成で、各成分を混合することにより、組成物２～１４を得た。組成物２～１４でも、該組成物中の重合体の量が下記表２の量となるように前記で得られた重合体溶液を用いた。なお、表２中の各成分の詳細は下記のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
  
　Ｂ成分：日本化薬社製ＫＡＹＡＲＡＤ　ＤＰＨＡ－４０Ｈ（１０官能ウレタンアクリレート）
　Ｃ成分
　　Ｃ－１：ビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）－フェニルフォスフィンオキサイド（商品名　「Ｉｒｇａｃｕｒｅ　８１９」，ＢＡＳＦ社製）
　　Ｃ－２：エタノン，１－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－，１－（０－アセチルオキシム）（商品名　「Ｉｒｇａｃｕｒｅ　Ｏｘｅ０２」，ＢＡＳＦ社製）
　Ｄ成分：メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（商品名　「ＸＩＡＭＥＴＥＲ　ＯＦＳ－６０３０　ＳＩＬＡＮＥ」，東レ・ダウコーニング（株）製）
　Ｅ成分：フッ素系界面活性剤（商品名「ＦＴＸ－２１８」，（株）ネオス製）
（３）液晶配向剤に用いるポリアミック酸、ポリイミドの合成
　［合成例８：ポリアミック酸の合成］
　テトラカルボン酸二無水物として２，３，５－トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物２１．２８８ｇ（合成に使用したジアミンの全体量１００モル部に対して９８モル部）、並びにジアミン化合物としてコレスタニルオキシ－２，４－ジアミノベンゼンを４．７９４ｇ（同１０モル部）、４－｛４－［２－（４’－ペンチル－１，１’－ビシクロヘキシル）エチル］フェノキシ｝ベンゼン－１，３－ジアミンを８．９６７ｇ（同２０モル部）、３，５－ジアミノ安息香酸を５．８９７ｇ（同４０モル部）、及び４－（４アミノフェノキシカルボニル）－１－（４－アミノフェニル）ピペリジンを９．０５２ｇ（同３０モル部）をＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）２００ｇに溶解し、３０℃で６時間反応を行った。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下４０℃において１５時間乾燥することにより、ポリアミック酸（以下、重合体（ＰＡ－１）とする。）を４０ｇ得た。得られた重合体（ＰＡ－１）をＮＭＰにて２５質量％となるように調製し、この溶液の粘度を測定したところ１４１０ｍＰａ・ｓであった。また、この重合体溶液を２０℃において３日間静置したところ、ゲル化することはなく、保存安定性は良好であった。
　［合成例９：ポリイミドの合成］
　合成例８で得られた重合体濃度が２５質量％のポリアミック酸溶液に、ＮＭＰを２５０ｇ加えた後、無水酢酸１４．２５ｇ及びピリジン１１．０４ｇを加え、６０℃で４時間反応させた。次いで、反応混合物を大過剰のメタノール中に注ぎ、反応生成物を沈澱させた。回収した沈殿物をメタノールで洗浄した後、減圧下１００℃で乾燥することにより、ポリイミド（以下、重合体（ＰＩ－１）とする。）を得た。得られたポリイミドのイミド化率は５５％であった。また、重合体（ＰＩ－１）をＮＭＰにて２０質量％となるように調製し、この溶液の粘度を測定したところ４６１ｍＰａ・ｓであった。
（４）液晶配向剤の調製
　［調製例３］
　重合体成分として、重合体（ＰＩ－１）に、溶剤としてＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、及びブチルセロソルブ（ＢＣ）を加え、固形分濃度が６質量％、各溶剤の質量比がＮＭＰ：ＢＣ＝４５：５５となるように調製した。次いで、得られた重合体溶液を孔径０．２μｍのフィルタでろ過し、液晶配向剤（Ａ－１）を調製した。
（５）有機構造体の形成
　［実施例１］
　１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．７ｍｍのガラス基板（ＥＨＣ社製）上に、表１に示す組成物１を塗布し、ホットプレートにて１３０℃で５分間加熱処理（プレベーク）し、高さ（図３Ａの上下方向に相当する方向の長さ）１１５～１２５μｍの塗膜を形成した。形成した塗膜に、パターン化マスクを介して、マスクアライナー（ＭＰＡ、（株）Ｃａｎｏｎ製）を用い、表３に示す紫外線量を露光させた。露光後の塗膜を、水酸化テトラメチルアンモニウムを２．３８質量％含有する水溶液に３００秒間浸漬し（現像処理）、次いで、水洗処理を行った。その後、オーブンにて２３０℃で３０分間加熱処理（ポストベーク）を行うことで、線幅１００μｍ、格子間隔４００μｍ、図３Ａに示す高さｈが１００μｍの格子状の有機構造体を形成した。得られた有機構造体の高さ方向に沿った断面形状は、図３Ａに示すようにテーパ状であった。なお、本実施例における露光量の値としては、照射する紫外線を３６５ｎｍに換算した時の光線量（ｍＪ／ｃｍ２）を用いた。
　［実施例２～１２及び比較例１～２］
　表３に示す組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、それぞれ有機構造体を形成した。
　［実施例１３］
　１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．７ｍｍのガラス基板（ＥＨＣ社製）を純水にて洗浄後、液晶配向剤（Ａ－１）を、印刷法を用いて塗布し、仮焼成装置としてホットプレートを用い塗布面を８０℃で１分間乾燥した。その後、１８０℃のオーブン内で２０分間乾燥し、ガラス基板上に乾燥平均膜厚１００ｎｍの塗膜を形成した。この塗膜を、レーヨン製の布を巻き付けたラビングロールを有するラビング装置を用いて、ロールの回転数４００ｒｐｍ、ステージの移動速度３０ｍｍ／秒、毛足押し込み長さ０．４ｍｍでラビング処理を行い、水洗を行った後、１２０℃のオーブン内で１０分間乾燥し、配向膜製膜基板を得た。その後、実施例１と現像工程以外は同様にして、形成した配向膜上に格子状の有機構造体を形成した。なお、現像工程は、水酸化カリウムを０．０５質量％含有する水溶液を用い、３００秒間シャワーにて実施した。
　［比較例３］
　１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み０．７ｍｍのガラス基板（ＥＨＣ社製）を純水にて洗浄後、液晶配向剤（Ａ－１）を、印刷法を用いて塗布し、仮焼成装置としてホットプレートを用い塗布面を８０℃で１分間乾燥した。その後、１８０℃のオーブン内で２０分間乾燥し、ガラス基板上に乾燥平均膜厚１００ｎｍの塗膜を形成した。この塗膜を、レーヨン製の布を巻き付けたラビングロールを有するラビング装置を用いて、ロールの回転数４００ｒｐｍ、ステージの移動速度３０ｍｍ／秒、毛足押し込み長さ０．４ｍｍでラビング処理を行い、１２０℃のオーブン内で１０分間加熱し、配向膜製膜基板を得た。その後、有機構造体を形成する代わりに平均粒径が１００μｍのビーズスペーサー（積水化学社製）を液晶パネル用スペーサ粉体散布装置のドライ空気による気体搬送にて、基板上に散布した。以下では、散布したビーズスペーサーを評価対象とした。
（６）評価
　実施例及び比較例で得られた有機構造体及びビーズスペーサーを、以下の方法で評価した。結果を表３に示す。
　（６－１）有機構造体の高さの面内均一性の評価
　実施例及び比較例で得られた有機構造体及びビーズスペーサーの高さを電子顕微鏡にて観察し、それぞれの高さ（図３Ａの高さｈ又はビーズ直径）をＳＥＭ（（株）日立ハイテクノロジーズ製、形式「Ｓ－４２００」）で任意に２０点し、計測したデータについて６σ（σ：標準偏差）を求めた。高さ均一性（面内バラツキ（６σ）が、０～１０μｍの場合を「良好」、１０μｍより大きい場合を「不良」として評価した。有機構造体の高さ均一性が悪いと場合、走査アンテナにおけるセルギャップが大きくずれる。セルギャップがずれると走査アンテナで受信する信号の波の位相を精度よく制御できず、走査アンテナとしての対象物の位置特定等に支障をきたし、アンテナ感度を低下させる原因になる。そのため、高さ均一性（面内バラツキ（６σ）が０～１０μｍの間にあれば、精度よくセルギャップが制御でき、走査アンテナ性能も良好になると判断できる。
　（６－２）現像残渣
　現像して得られた格子パターン（ポストベーク前）を走査電子顕微鏡（（株）日立ハイテクノロジーズ製、形式「ＳＵ４２００」）を用いて観察し、塗膜の未露光部分での溶け残りの有無を判断した。溶け残りが格子パターン内部に１０箇所以上ある場合を「有」と判断し、溶け残りが１箇所以上１０箇所未満の場合を「やや有」と判断し、溶け残りがない場合を「無」と判断した。
　（６－３）現像密着性
　現像して得られた格子パターン（ポストベーク前）を走査電子顕微鏡（（株）日立ハイテクノロジーズ製、形式「ＳＵ４２００」）を用いて観察し、格子パターンが全面の１０％を超える範囲で剥離している場合を「剥離」と判断し、５～１０％の範囲で剥離している場合を「やや剥離」と判断し、５％未満の範囲で剥離している場合または剥離していない場合を「無」と判断した。
　（６－４）パターン形状（最小径の変動比、％）
　電極基板の表面から有機構造体の高さの１０％及び９０％のそれぞれの位置において基板の表面に平行な面と有機構造体とが交差してなすそれぞれの断面の最小径を求めた際、有機構造体の高さの９０％の位置での最小径をＤｔｏｐ、有機構造体の高さの１０％の位置での最小径をＤｂｏｔｔｏｍとそれぞれ定義し、最小径Ｄｔｏｐ及びＤｂｏｔｔｏｍを走査電子顕微鏡（（株）日立ハイテクノロジーズ製、形式「Ｓ－４２００」）で測定した。下記式で表されるＤｔｏｐに対するＤｂｏｔｔｏｍの変動比が、±１５％以内であった場合を「良好」、変動比が１５％を下回ったか、又は１５％を超えた場合を「不良」として評価した。
　　　　　変動比（％）＝｛（Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍ）／Ｄｔｏｐ｝×１００
　（６－５）温度変化に伴う圧縮特性弾性回復率の変化
　得られた有機構造体について、微小圧縮試験機（商品名ＦＩＳＣＨＥＲ　ＳＣＯＰＥ　ＨＭ―２０００、（株）フィッシャー・インストルメンツ製）を用い、直径２００μｍの平面圧子により、負荷速度及び徐荷速度をともに７．５ｍＮ／秒として、１５０ｍＮまでの荷重を負荷して５秒間保持したのち除荷して、負荷時の荷重－変形量曲線及び徐荷時の荷重－変形量曲線を作成した。このとき、負荷時の荷重１５０ｍＮでの変形量と荷重５ｍＮでの変形量との差をＬ１とし、除荷時の荷重１５０ｍＮでの変形量と荷重５ｍＮでの変形量との差をＬ２として、下記式により、弾性回復率を算出した。
　　弾性回復率（％）＝（Ｌ２／Ｌ１）×１００
　ここで、評価ステージに温度可変ステージを用い、ステージ温度－４０℃、２３℃、４０℃にステージ温度を変化させ、弾性回復率を算出した。車、船等の移動体に走査アンテナが備え付けられる場合、走査アンテナの感度や精度は環境温度に左右されやすい。そのため、外気によって液晶の膨張、収縮に追随できるような構造体でなければならず、液晶温度変化に追随できないと低温発泡（セル内に空孔が生じる現象）が発生し、不良の原因となる。また、基板貼り合わせ時の圧縮変形でも有機構造体の高さにバラツキが生じ、セルギャップが不均一になる場合がある。－４０℃から４０℃の範囲において圧縮性能の変化が小さい場合、走査アンテナの有機構造体の材料としての圧縮特性が良好といえる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
  
　本発明に係る実施形態は、例えば、移動体（例えば、船舶、航空機、自動車）に搭載される衛星通信や衛星放送用の走査アンテナ及びその製造に用いられる。
１　　　　　　　：第１誘電体基板
３　　　　　　　：有機構造体
８ａ、８ｂ　　　：配向膜
１０　　　　　　：ＴＦＴ
１５　　　　　　：パッチ電極
５１　　　　　　：第２誘電体基板
５４　　　　　　：誘電体層（空気層）
５５　　　　　　：スロット電極
５７　　　　　　：スロット
６５　　　　　　：反射導電板
１０１　　　　　：ＴＦＴ基板
２０１　　　　　：スロット基板
３０１　　　　　：導波路
１０００　　　　：走査アンテナ
ＧＤ　　　　　　：ゲートドライバ
ＧＬ　　　　　　：ゲートバスライン
ＳＤ　　　　　　：ソースドライバ
ＳＬ　　　　　　：ソースバスライン
ＬＣ　　　　　　：液晶層
Ｒ１　　　　　　：送受信領域
Ｒ２　　　　　　：非送受信領域
ｈ　　　　　　　：有機構造体の高さ
Ｄｔｏｐ　　　　　：電極基板の表面から有機構造体の高さの９０％の位置において電極基板の表面に平行な面と有機構造体とが交差してなす断面の最小径
Ｄｂｏｔｔｏｍ　　　：電極基板の表面から有機構造体の高さの１０％の位置において電極基板の表面に平行な面と有機構造体とが交差してなす断面の最小径
Ｕ　　　　　　　：アンテナ単位、アンテナ単位領域
 
 
 

Claims (12)

  1. 　第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板上に支持された複数のＴＦＴと、前記ＴＦＴに対応して前記第１誘電体基板上に支持されたパッチ電極と、複数のゲートバスラインと、複数のソースバスラインとを有する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スロットを含むスロット電極とを有する電極基板と、
    　前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、
    　前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその高さで規定する柱状の有機構造体とを備え、
    　前記パッチ電極と、前記パッチ電極に対応する前記スロットを含むスロット電極と、前記パッチ電極に対応する前記液晶層とで区画されるアンテナ単位が複数配列されており、
    　前記有機構造体の高さが５μｍ以上３００μｍ以下であり、
    　前記有機構造体の圧縮変形時からの弾性回復率が－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下である走査アンテナ。
  2. 　前記有機構造体が、平面視で格子状の構造体である請求項１に記載の走査アンテナ。
  3. 　前記有機構造体の高さ方向に沿った断面形状がテーパ状である請求項１又は２に記載の走査アンテナ。
  4. 　前記有機構造体が、フッ素原子及びケイ素原子のうちの少なくとも１種を含む請求項１～３のいずれか１項に記載の走査アンテナ。
  5. 　前記有機構造体が、リン原子を含む請求項１～４のいずれか１項に記載の走査アンテナ。
  6. 　前記有機構造体が感放射線性樹脂組成物の硬化物である請求項１～５のいずれか１項に記載の走査アンテナ。
  7. 　前記電極基板の表面から前記有機構造体の高さの１０％及び９０％のそれぞれの位置において前記電極基板の表面に平行な面と前記有機構造体とが交差してなすそれぞれの断面の最小径を求め、前記有機構造体の高さの９０％の位置での最小径をＤｔｏｐとし、前記有機構造体の高さの１０％の位置での最小径をＤｂｏｔｔｏｍとした際、下記式で表されるＤｔｏｐに対するＤｂｏｔｔｏｍの変動比が、±１５％以内である請求項１～６のいずれか１項に記載の走査アンテナ。
    　　　　　変動比（％）＝｛（Ｄｔｏｐ－Ｄｂｏｔｔｏｍ）／Ｄｔｏｐ｝×１００
  8. 　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、ＴＦＴ基板と、電極基板と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその厚みで規定する柱状の有機構造体とを備える走査アンテナにおける有機構造体の形成方法であって、
    　感放射線性樹脂組成物の塗膜を電極基板上に形成する工程と、
    　前記塗膜に対するフォトリソグラフィー技術により柱状の有機構造体を形成する工程と
    　を含み、
    　前記有機構造体の高さが５μｍ以上３００μｍ以下であり、
    　前記有機構造体の圧縮変形時からの弾性回復率が－４０℃以上４０℃以下の温度範囲で８０％以上９８％以下である走査アンテナの有機構造体の形成方法。
  9. 　請求項８に記載の走査アンテナの有機構造体の形成方法に用いられる感放射線性樹脂組成物。
  10. 　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、ＴＦＴ基板と、電極基板と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間に設けられた液晶層と、前記ＴＦＴ基板と前記電極基板との間の距離をその高さで規定する柱状の有機構造体とを備える走査アンテナの製造方法であって、
    　電極基板上に配向膜を形成する工程と、
    　請求項８に記載の走査アンテナの有機構造体の形成方法により前記配向膜上に有機構造体を形成する工程と
    　を含む走査アンテナの製造方法。
  11. 　前記有機構造体を形成する工程が、
    　（１）前記配向膜が形成された前記電極基板上に感放射線性樹脂組成物の塗膜を形成する工程、
    　（２）前記塗膜をフォトマスクを介して露光する工程、
    　（３）露光後の前記塗膜を現像する工程、及び
    　（４）現像後の塗膜に加熱又は露光を行って前記有機構造体を形成する工程
    　を含む請求項１０に記載の走査アンテナの製造方法。
  12. 　前記現像工程において用いる現像液が、アルカリ金属イオンを含む水溶液である請求項１１に記載の走査アンテナの製造方法。
     
     
     
     
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