CN108174620B - 扫描天线及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

扫描天线具有：TFT基板(104)，其具有第一电介质基板(51)、多个TFT、多根栅极总线、多根源极总线、及多个贴片电极；插槽基板(204)，其具有第二电介质基板(1)、及形成于第二电介质基板的第一主表面上的插槽电极(55)；液晶层，其设置于TFT基板与插槽基板之间；以及反射导电板，以隔着电介质层而与第二电介质基板(1)的与第一主面为相反侧的第二主面相对的方式配置，插槽电极(55)具有对应于多个贴片电极而配置的多个插槽(57)和将插槽电极(55)分割成两个以上的部分(55S)的凹槽(84)，TFT基板(104)具有与凹槽(84)相对配置的相对金属部(91)，从第一电介质基板的法线方向观察时，凹槽(84)由遍及其宽度方向的相对金属部(91)覆盖。

Description

扫描天线及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种扫描天线，尤其是涉及一种天线单元(有时也称为“元件天线”)具有液晶电容的扫描天线(有时也称为“液晶阵列天线”)及其制造方法。
背景技术
移动体通信或卫星广播用的天线需要具有改变波束的方向 (也称为“波束扫描”或“波束控制(beam steering)”)的功能。作为具有这种功能的天线(以下称为“扫描天线(scanned antenn a)”)，已知具备天线单元的相位阵列天线。然而，现有的相位阵列天线价格高，从而妨碍普及为日用消费品。尤其，如果天线单元的数量增加，则成本会明显上升。
因此，提出一种利用液晶材料(包括向列型液晶、高分子分散液晶)的较大的介电各向异性(双折射率)的扫描天线(专利文献1～4及非专利文献1)。由于液晶材料的介电常数具有频率分散性，所以本说明书中，将微波的频带中的介电常数(有时也称为“相对于微波的介电常数”)特别表述为“介电常数M(εM)”。
专利文献3及非专利文献1中记载了通过利用液晶显示装置(以下称为“LCD(Liquid Crystal Display)”)的技术而获得低价的扫描天线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-116573号公报
专利文献2：日本专利特开2007-295044号公报
专利文献3：日本专利特表2009-538565号公报
专利文献4：日本专利特表2013-539949号公报
非专利文献
非专利文献1：R.A.Stevenson et al.,"Rethinking Wire lessCommunications：Advanced Antenna Design using LCD Technology",SID 2015DIGEST,pp.827-830.
非专利文献2：M.ANDO et al.,"A Radial Line Slot Antenna for 12GHzSatellite TV Reception",IEEE Transactions of An tennas and Propagation,Vol.AP-33,No.12,pp.1347-1353(1 985).
发明内容
本发明所要解决的技术问题
如所述那样，虽然通过应用LCD技术而实现低价的扫描天线的想法已为人所知，但并无对利用LCD技术的扫描天线的结构、其制造方法及其驱动方法进行具体记载的文献。
因此，本发明的目的在于提供一种能够利用现有的LCD的制造技术而实现量产的扫描天线及其制造方法。
解决问题的手段
本发明的一个实施方式的扫描天线为排列着多个天线单元的扫描天线，且包括：TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管) 基板，其具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板的多个TFT、多根栅极总线、多根源极总线、及多个贴片电极；插槽基板，其具有第二电介质基板、及形成于所述第二电介质基板的第一主表面上的插槽电极；液晶层，其设置于所述TFT基板与所述插槽基板之间；以及反射导电板，其以隔着电介质层而与所述第二电介质基板的与所述第一主面为相反侧的第二主面相对的方式配置；所述插槽电极还具有对应于所述多个贴片电极而配置的多个插槽和将所述插槽电极分割成两个以上的部分的凹槽，所述TF T基板具有与所述凹槽相对而配置的相对金属部，从所述第一电介质基板的法线方向观察时，所述凹槽由遍及其宽度方向的所述相对金属部覆盖。
在某实施方式中，所述相对金属部的至少一部分为所述栅极总线或所述源极总线。
在某实施方式中，所述相对金属部由与所述贴片电极相同的金属膜形成。
在某实施方式中，所述相对金属部的厚度为1μm以上30μ m以下。
在某实施方式中，所述凹槽包括所述插槽电极的开口部。
在某实施方式中，所述凹槽包括所述插槽电极的凹部。
在某实施方式中，所述插槽电极为Cu电极。
本发明的一个实施方式的扫描天线的制造方法，为上述任一个扫描天线的制造方法，且包括：插槽电极形成工序，其通过在所述第二电介质基板的第一主表面上堆叠包括第一金属膜及第二金属膜的多个金属膜来形成所述插槽电极，所述插槽电极形成工序至少包括：第一成膜工序，其在所示第二电介质基板的第一主表面上形成所述第一金属膜，接着，除去所述第一金属膜中成为所述插槽的部分及成为所述凹槽的部分以分割成多个区域，第二成膜工序，其在所述第一金属膜上形成第二金属膜，接着，除去所述第二金属膜中成为所述插槽的部分及成为所述凹槽的部分以分割成多个区域。
在某实施方式中，所述插槽电极形成工序还包括：在所述第二金属膜上形成其他的金属膜，接着，除去所述其他的金属膜中成为所述插槽的部分，并留下而不除去成为所述凹槽的部分的至少一部分的工序。
发明效果
根据本发明的某个实施方式，提供一种能够利用现有的L CD的制造技术实现量产的扫描天线及其制造方法。
附图说明
图1是示意性地表示第一实施方式的扫描天线1000的一部分的剖视图。
图2的(a)及(b)分别是表示扫描天线1000中的TFT基板101及插槽基板201的示意性俯视图。
图3的(a)及(b)分别是示意性地表示TFT基板101的天线单元区域U的剖视图及俯视图。
图4的(a)～(c)分别是示意性地表示TFT基板101的栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。
图5是表示TFT基板101的制造工序的一例的图。
图6是示意性地表示插槽基板201中的天线单元区域U及端子部IT的剖视图。
图7是用于说明TFT基板101及插槽基板201中的传输部的示意性剖视图。
图8(a)～(c)分别是表示第二实施方式中的TFT基板1 02的栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。
图9是表示TFT基板102的制造工序的一例的图。
图10的(a)～(c)分别是表示第三实施方式中的TFT基板103的栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。
图11是表示TFT基板103的制造工序的一例的图。
图12是用于说明TFT基板103及插槽基板203中的传输部的示意性剖视图。
图13的(a)是具有加热器用电阻膜68的TFT基板104的示意性俯视图，(b)是用于说明插槽57及贴片电极15的尺寸的示意性俯视图。
图14的(a)及(b)是表示电阻加热结构80a及80b的示意性结构与电流的分布的图。
图15的(a)～(c)是表示电阻加热结构80c～80e的示意性结构与电流的分布的图。
图16是表示本发明的实施方式的扫描天线的一个天线单元的等效电路的图。
图17的(a)～(c)、(e)～(g)是表示实施方式的扫描天线的驱动中使用的各信号的波形的例的图，图17(d)是表示进行点反转驱动的LCD面板的显示信号的波形的图。
图18的(a)～(e)是表示实施方式的扫描天线的驱动中使用的各信号的波形的另一例的图。
图19的(a)～(e)是表示实施方式的扫描天线的驱动中使用的各信号的波形的又一例的图。
图20的(a)是表示现有的LCD900的结构的示意图，图20的(b)是LCD面板900a的示意性截面图。
图21A是用于说明第四实施方式的扫描天线的效果的示意图，(a)是例示样品插槽基板401的俯视图，(b)是例示样品插槽基板401及样品TFT基板90的截面图。
图21B是用于说明第四实施方式的扫描天线的效果的示意图，(a)是例示样品插槽基板402的俯视图，(b)是例示样品插槽基板402及样品TFT基板90的截面图。
图22A的(a)～(d)分别是表示插槽电极的分割例的示意性俯视图。
图22B的(a)～(d)分别是表示插槽电极的分割例的示意性俯视图。
图23的(a)是用于说明本实施方式的扫描天线中的插槽电极55及相对金属部91的分布的示意性俯视图，(b)是例示TF T基板104及插槽基板204的截面图。
图24的(a)及(b)分别是表示第四实施方式中TFT基板的天线单位区域U的一个示例的截面图及俯视图。
图25的(a)及(b)分别是表示本实施方式中插槽电极55 的其他形成方法的工序截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式的扫描天线及其制造方法进行说明。以下的说明中，首先，对公知的TFT型LCD(以下称为“TFT-LCD”)的结构及制造方法进行说明。其中，有时会省略关于LCD的技术领域中周知事项的说明。关于TFT-LCD的基本技术，例如请参照：液晶、应用及使用(Liquid Crystals,Ap plications and Uses,)，卷1-3(编辑：BirendaBahadur，出版社：世界科学出版社)等。为了参考，将所述文献的公开内容全部引用于本说明书中。
参照图20(a)及(b)，对典型的透过型的TFT-LCD(以下简称为“LCD”)900的结构及动作进行说明。此处，例示在液晶层的厚度方向上施加电压的纵向电场模式(例如TN模式或垂直取向模式)的LCD900。施加到LCD的液晶电容的电压的帧频 (典型来说为极性反转频率的2倍)例如在4倍速驱动中为240 Hz，作为LCD的液晶电容的电介质层的液晶层的介电常数ε，与相对于微波(例如卫星广播或Ku波段(12～18GHz)、K波段(18～26GHz)、Ka波段(26～40GHz))的介电常数M(εM)不同。
如图20(a)示意性地所示，透过型的LCD900具备液晶显示面板900a、控制电路CNTL、背光源(未图示)、电源电路 (未图示)等。液晶显示面板900a包括液晶显示器LCC、及包含栅极驱动器GD及源极驱动器SD的驱动电路。驱动电路例如可安装于液晶显示器LCC的TFT基板910，驱动电路的一部分或全部也可一体化(单片(monolithic)化)在TFT基板910上。
图20(b)表示LCD900所具有的液晶显示面板(以下称为“LCD面板”)900a的示意性的剖视图。LCD面板900a具有T FT基板910、相对基板920、及设置于它们之间的液晶层930。TFT基板910及相对基板920均具有玻璃基板等透明基板911、 921。作为透明基板911、921，除玻璃基板之外，有时也使用塑料基板。塑料基板例如由透明树脂(例如聚酯)及玻璃纤维(例如不织布)形成。
LCD面板900a的显示区域DR由呈矩阵状排列的像素P 构成。在显示区域DR的周边形成有无助于显示的边框区域FR。液晶材料利用以包围显示区域DR的方式形成的密封部(未图示) 而被密封在显示区域DR内。密封部例如通过使包含紫外线硬化性树脂与间隔件(例如树脂微珠)的密封材料硬化而形成，将T FT基板910与相对基板920彼此粘接、固定。密封材料中的间隔件将TFT基板910与相对基板920的间隙，也就是液晶层93 0的厚度控制为固定的。为了抑制液晶层930的厚度的面内不均，而在显示区域DR内的被遮光的部分(例如配线上)，使用紫外线硬化性树脂形成柱状间隔件。近年来，如液晶电视或智能手机用的LCD面板所看到的那样，无助于显示的边框区域FR的宽度变得非常窄。
TFT基板910中，在透明基板911上形成着TFT912、栅极总线(扫描线)GL、源极总线(显示信号线)SL、像素电极9 14、辅助电容电极(未图示)、CS总线(辅助电容线)(未图示)。CS总线与栅极总线平行地设置。或者，有时也将下一段的栅极总线用作CS总线(栅极上的CS结构(CS on gate structu re))。
像素电极914被控制液晶的取向的取向膜(例如聚酰亚胺膜)所覆盖。取向膜以与液晶层930相接的方式设置。TFT基板 910多配置于背光源侧(观察者的相反侧)。
相对基板920多配置于液晶层930的观察者侧。相对基板 920在透明基板921上具有彩色滤光片层(未图示)、相对电极 924、及取向膜(未图示)。相对电极924共通地设置于构成显示区域DR的多个像素P上，因而被称为共通电极。彩色滤光片层包括针对每个像素P而设置的彩色滤光片(例如红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片)及用于遮蔽显示中所不需要的光的黑色矩阵(遮光层)。黑色矩阵例如以将显示区域DR内的像素P 之间及边框区域FR遮光的方式配置。
TFT基板910的像素电极914、相对基板920的相对电极 924、及它们之间的液晶层930构成液晶电容Clc。各个液晶电容与像素对应。为了保持已施加到液晶电容Clc的电压(为了提高所谓的电压保持率)，而形成着与液晶电容Clc电气并联连接的辅助电容CS。辅助电容CS典型来说由与像素电极914同电位的电极、无机绝缘层(例如栅极绝缘层(SiO2层))、连接于C S总线的辅助电容电极所构成。典型来说从CS总线供给与相对电极924相同的共通电压。
关于已施加到液晶电容Clc的电压(有效电压)降低的因素，有(1)基于液晶电容Clc的电容值CClc与电阻值R的乘积即CR时间常数的因素，(2)由液晶材料中所包含的离子性杂质所引起的界面极化及/或液晶分子的取向极化等。其中，通过设置液晶电容Clc的CR时间常数的影响大且与液晶电容Clc电气并联连接的辅助电容CS，能够增大CR时间常数。另外，在通用的向列型液晶材料的情况下，液晶电容Clc的电介质层即液晶层9 30的体积电阻率超过1012Ω·cm的量级(order)。
供给到像素电极914的显示信号是在由从栅极驱动器GD 供给到栅极总线GL的扫描信号所选择的TFT912为导通状态时，被供给到与该TFT912连接的源极总线SL的显示信号。因此，连接于某一栅极总线GL的TFT912同时为导通状态，此时，从连接于该行的像素P的各自的TFT912的源极总线SL供给对应的显示信号。通过从第一行(例如显示面的最上行)到第m行 (例如显示面的最下行)依次进行该动作，由此向由m行像素行构成的显示区域DR写入一张图像(帧)并加以显示。如果像素 P呈矩阵状排列成m行n列，则源极总线SL对应于各像素列至少设置一根，合计至少设置n根。
这种扫描被称为线顺序扫描，选择一个像素行到选择下一行为止的时间被称为水平扫描期间(1H)，选择某一行到再次选择该行为止的时间被称为垂直扫描期间(1V)或帧。另外，一般来说，1V(或一帧)是将选择所有的m个像素行的期间m·H加上消隐(blanking)期间所得。
例如，在输入影像信号为NTSC(National Television Sys tem Committee，国家电视系统委员会)信号的情况下，现有的L CD面板的1V(＝一帧)为1/60sec(16.7msec)。NTSC信号是隔行信号(interlace signal)，帧频为30Hz，场频为60Hz，对于 LCD面板而言，由于需要在各场中对所有的像素供给显示信号，所以要以1V＝(1/60)sec进行驱动(60Hz驱动)。另外，近年来，也存在为了改善动画显示特性而以2倍速驱动(120Hz驱动， 1V＝(1/120)sec)而驱动的LCD面板、或为了3D显示而以4 倍速(240Hz驱动，1V＝(1/240)sec)受到驱动的LCD面板。
如果对液晶层930施加直流电压则有效电压会降低，像素 P的亮度会降低。该有效电压的降低中，由于受到了所述界面极化及/或取向极化的影响，所以即便设置辅助电容CS也难以完全防止。例如，如果将与某一中间色调对应的显示信号在每一帧写入到所有像素中，则每一帧中亮度发生变动，而被观察为闪烁。此外，如果长时间地对液晶层930施加直流电压，则会引起液晶材料的电气分解。此外，杂质离子向单侧的电极偏析，不再对液晶层施加有效的电压，液晶分子不再移动。为了防止该情况的发生，LCD面板900a受到所谓的交流驱动。典型来说，进行将显示信号的极性在每一帧(每1垂直扫描期间)反转的帧反转驱动。例如，现有的LCD面板中，每1/60sec便进行极性反转(极性反转的周期为30Hz)。
此外，为了使一帧内施加的电压的极性不同的像素均匀地分布，而进行点反转驱动或线反转驱动等。其原因在于，正极性与负极性中，难以使施加到液晶层的有效电压的大小完全一致。例如，如果液晶材料的体积电阻率超过1012Ω·cm的量级，只要每1/60sec进行点反转或线反转驱动，则几乎看不到闪烁。
关于LCD面板900a中的扫描信号及显示信号，是基于从控制电路CNTL供给到栅极驱动器GD及源极驱动器SD的信号，而由栅极驱动器GD及源极驱动器SD分别供给到栅极总线GL及源极总线SL。例如，栅极驱动器GD及源极驱动器SD分别连接于设置于TFT基板910的对应的端子。栅极驱动器GD及源极驱动器SD有时例如作为驱动器IC而安装于TFT基板910 的边框区域FR，有时单片地形成在TFT基板910的边框区域F R。
相对基板920的相对电极924经由被称为传输(转移)的导电部(未图示)而与TFT基板910的端子(未图示)电连接。传输例如以与密封部重叠的方式或者通过对密封部的一部分赋予导电性而形成。这样是为了缩小边框区域FR。相对电极924 中，从控制电路CNTL直接或间接地供给共通电压。典型来说，共通电压如所述那样也被供给到CS总线。
[扫描天线的基本结构]
使用天线单元的扫描天线对电压进行控制，所述天线单元利用了液晶材料的较大的介电常数M(εM)的各向异性(双折射率)，所述电压被施加到与LCD面板的像素建立对应关系的天线单元的各液晶层，通过使各天线单元的液晶层的有效介电常数M(εM)发生变化，由静电电容不同的天线单元形成二维的图案(与由LCD进行的图像的显示对应)。从天线发射或由天线接收的电磁波(例如微波)中被赋予与各天线单元的静电电容相应的相位差，根据由静电电容不同的天线单元而形成的二维的图案，具有特定方向上较强的指向性(波束扫描)。例如，从天线发射的电磁波通过如下而获得：考虑由各天线单元赋予的相位差，而对输入电磁波入射到各天线单元并由各天线单元散射所得的球面波进行积分。各天线单元也能够被认为作为“移相器：phase shif ter”发挥功能。关于使用了液晶材料的扫描天线的基本结构及动作原理，请参照专利文献1～4及非专利文献1、2。非专利文献 2公开了一种螺旋状的插槽排列而成的扫描天线的基本结构。为了参考，将专利文献1～4及非专利文献1、2的全部公开内容引用于本说明书中。
另外，本发明的实施方式的扫描天线中的天线单元虽类似于LCD面板的像素，但与LCD面板的像素的结构不同，多个天线单元的排列也与LCD面板中的像素的排列不同。参照表示稍后将详细说明的第一实施方式的扫描天线1000的图1来对本发明的实施方式的扫描天线的基本结构进行说明。扫描天线1000 是插槽呈同心圆状排列而成的径向线槽型天线，但本发明的实施方式的扫描天线不限于此，例如，插槽的排列也可以是公知的各种排列。
图1是示意性地表示本实施方式的扫描天线1000的一部分的剖视图，且示意性地表示从设置于呈同心圆状排列而成的插槽的中心附近的供电销72(参照图2(b))起沿着半径方向的剖面的一部分。
扫描天线1000具备TFT基板101、插槽基板201、配置于它们之间的液晶层LC、以及以隔着空气层54与插槽基板201相对的方式配置的反射导电板65。扫描天线1000从TFT基板101 侧收发微波。
TFT基板101具有玻璃基板等电介质基板1、形成于电介质基板1上的多个贴片电极15、及多个TFT10。各贴片电极15 连接于对应的TFT10。各TFT10连接于栅极总线及源极总线。
插槽基板201具有玻璃基板等电介质基板51、及形成于电介质基板51的液晶层LC侧的插槽电极55。插槽电极55具有多个插槽57。
以隔着空气层54而与插槽基板201相对的方式配置着反射导电板65。能够使用由相对于微波的介电常数M小的电介质 (例如PTFE等氟树脂)形成的层来代替空气层54。插槽电极5 5、反射导电板65、以及它们之间的电介质基板51及空气层54 作为波导301发挥功能。
贴片电极15、包含插槽57的插槽电极55的部分、及它们之间的液晶层LC构成天线单元U。各天线单元U中，一个贴片电极15隔着液晶层LC而与包含一个插槽57的插槽电极55的部分相对，从而构成液晶电容。贴片电极15与插槽电极55隔着液晶层LC而相对的结构类似于图20所示的LCD面板900a的像素电极914与相对电极924隔着液晶层930而相对的结构。也就是说，具有扫描天线1000的天线单元U与LCD面板900a中的像素P具有类似的构成。此外，关于天线单元具有与液晶电容电气并联连接的辅助电容(参照图13(a)、图16)这一点，也具有与LCD面板900a中的像素P类似的构成。然而，扫描天线 1000与LCD面板900a具有多个不同点。
首先，扫描天线1000的电介质基板1、51所要求的性能与 LCD面板的基板所要求的性能不同。
一般来说，LCD面板中使用对可见光透明的基板，例如使用玻璃基板或塑料基板。反射型的LCD面板中，由于背面侧的基板不需要透明性，所以有时也使用半导体基板。与此相对，作为天线用的电介质基板1、51，优选相对于微波的介电损耗(将相对于微波的介电损耗正切表示为tanδM。)较小。电介质基板 1、51的tanδM优选约为0.03以下，更优选为0.01以下。具体来说，能够使用玻璃基板或塑料基板。玻璃基板的尺寸稳定性、耐热性比塑料基板优异，从而适合于使用LCD技术形成TFT、配线、电极等电路要素。例如，在形成波导的材料为空气与玻璃的情况下，由于玻璃的所述介电损耗更大，所以从玻璃更薄便更能够减少波导损耗的观点考虑，优选为400μm以下，更优选为30 0μm以下。下限无特别限制，只要在制造工艺中不会破裂且能够操作即可。
电极中使用的导电材料也不同。LCD面板的像素电极或相对电极中多使用ITO膜作为透明导电膜。然而，ITO相对于微波的tanδM较大，无法用作天线中的导电层。插槽电极55与反射导电板65一起作为波导301的壁发挥功能。因此，为了抑制波导 301的壁中的微波的透过，波导301的壁的厚度，即，金属层(C u层或Al层)的厚度优选较大的厚度。已知如果金属层的厚度为集肤深度的3倍，则电磁波会衰减至1/20(-26dB)，如果为5 倍则会衰减至1/150(-43dB)左右。因此，如果金属层的厚度为集肤深度的5倍，则能够将电磁波的透过率降低至1％。例如，如果相对于10GHz的微波，使用厚度为3.3μm以上的Cu层及厚度为4.0μm以上的Al层，则能够将微波降低至1/150。此外，如果相对于30GHz的微波，使用厚度为1.9μm以上的Cu层及厚度为2.3μm以上的Al层，则能够将微波降低至1/150。这样，插槽电极55优选由相对较厚的Cu层或Al层形成。Cu层或Al层的厚度的上限无特别限制，可考虑成膜时间或成本而适当设定。如果使用Cu层，则可获得比起使用Al层而能够变薄的优点。相对较厚的Cu层或Al层的形成不仅能够采用LCD的制造工艺中所使用的薄膜堆积法，也能够采用将Cu箔或Al箔贴附于基板等其他方法。金属层的厚度例如为2μm以上30μm以下。在使用薄膜堆积法形成的情况下，金属层的厚度优选为5μm以下。另外，反射导电板65例如能够使用厚度为数mm的铝板、铜板等。
关于贴片电极15，为了避免插槽附近的自由电子的振动在被诱发为贴片电极内的自由电子的振动时变为热的损耗，优选薄片电阻较低者，但由于并非如插槽电极55那样构成波导301，所以能够使用厚度比插槽电极55小的Cu层或Al层。从量产性的观点考虑优选使用Al层，Al层的厚度例如优选为1μm～2μm。
此外，天线单元U的排列间距与像素间距大不相同。例如，如果考虑12GHz(Kuband)的微波用的天线，则波长λ例如为 25mm。于是，如专利文献4所记载那样，天线单元U的间距为λ/4以下及/或λ/5以下，因而为6.25mm以下及/或5mm以下。这与LCD面板的像素的间距相比大了10倍以上。因此，天线单元U的长度及宽度也比LCD面板的像素长度及宽度大了约10 倍。
当然，天线单元U的排列可与LCD面板中的像素的排列不同。此处，示出呈同心圆状排列的示例(例如参照日本专利特开2002-217640号公报)，但不限于此，例如，也可如非专利文献2所记载的那样呈螺旋状排列。进一步地，还可以如专利文献 4所记载的那样呈矩阵状排列。
扫描天线1000的液晶层LC的液晶材料所要求的特性与L CD面板的液晶材料所要求的特性不同。LCD面板根据像素的液晶层的折射率变化来对可见光(波长380nm～830nm)的偏光赋予相位差，由此使偏光状态发生变化(例如使直线偏光的偏光轴方向旋转或者使圆偏光的圆偏光度发生变化)，从而进行显示。与此相对，实施方式的扫描天线1000通过使天线单元U所具有的液晶电容的静电电容值发生变化，而使从各贴片电极激振(再辐射)的微波的相位发生变化。因此，液晶层中，相对于微波的介电常数M(εM)的各向异性(ΔεM)优选较大，tanδM优选较小。例如，能够适合使用M.Wittek et al.,SID 2015DIGESTpp.82 4-826所记载的ΔεM为4以上且tanδM为0.02以下(均为19Gz 的值)。此外，能够使用九鬼、高分子55卷8月号pp.599-602 (2006)所记载的ΔεM为0.4以上且tanδM为0.04以下的液晶材料。
一般来说液晶材料的介电常数具有频率分散性，而相对于微波的介电各向异性ΔεM与相对于可见光的折射率各向异性Δn 具有正的关联性。因此，相对于微波的天线单元用的液晶材料，可以说优选相对于可见光的折射率各向异性Δn较大的材料。LC D用的液晶材料的折射率各向异性Δn利用相对于550nm的光的折射率各向异性来进行评价。此处，如果将相对于550nm的光的Δn(双折射率)用作指标，则Δn为0.3以上，优选为0.4以上的向列型液晶被用于相对于微波的天线单元用。Δn无特别上限。然而，由于Δn较大的液晶材料存在极性强的倾向，所以有使可靠性降低的担心。从可靠性的观点考虑，Δn优选为0.4以下。液晶层的厚度例如为5μm～500μm。
以下，对本发明的实施方式的扫描天线的结构及制造方法进行更详细说明。
(第一实施方式)
首先，参照图1及图2。图1如所详述那样是扫描天线100 0的中心附近的示意性部分剖视图，图2(a)及(b)分别是表示扫描天线1000中的TFT基板101及插槽基板201的示意性俯视图。
扫描天线1000具有呈二维排列的多个天线单元U，此处例示的扫描天线1000中，多个天线单元呈同心圆状排列。以下的说明中，将与天线单元U对应的TFT基板101的区域及插槽基板201的区域称为“天线单元区域”，并附上与天线单元相同的参照符号U。此外，如图2(a)及(b)所示，TFT基板101及插槽基板201中，将由呈二维排列的多个天线单元区域所划定的区域称为“收发区域R1”，将收发区域R1以外的区域称为“非收发区域R2”。在非收发区域R2设置着端子部、驱动电路等。
图2(a)是表示扫描天线1000中的TFT基板101的示意性俯视图。
图示的示例中，在从TFT基板101的法线方向观看时，收发区域R1为环状(doughnut)。非收发区域R2包含位于收发区域R1的中心部的第一非收发区域R2a、及位于收发区域R1的周缘部的第二非收发区域R2b。收发区域R1的外径例如为200 mm～1500mm，根据通信量等而设定。
在TFT基板101的收发区域R1，设置有支撑于电介质基板1的多根栅极总线GL及多根源极总线SL，且由这些配线来规定天线单元区域U。天线单元区域U在收发区域R1中例如呈同心圆状排列。天线单元区域U分别包含TFT、及与TFT电连接的贴片电极。TFT的源极电极与源极总线SL电连接，栅极电极与栅极总线GL电连接。此外，漏极电极与贴片电极电连接。
在非收发区域R2(R2a、R2b)以包围收发区域R1的方式配置着密封区域Rs。对密封区域Rs赋予密封材料(未图示)。密封材料使TFT基板101及插槽基板201彼此粘接，并且将液晶封入到这些基板101、201之间。
在非收发区域R2中的密封区域Rs的外侧设置着栅极端子部GT、栅极驱动器GD、源极端子部ST及源极驱动器SD。栅极总线GL分别经由栅极端子部GT而连接于栅极驱动器GD。源极总线SL分别经由源极端子部ST而连接于源极驱动器SD。另外，该例中，源极驱动器SD及栅极驱动器GD形成于电介质基板1上，但这些驱动器中的一者或两者也可设置于其他电介质基板上。
在非收发区域R2还设置着多个传输端子部PT。传输端子部PT与插槽基板201的插槽电极55(图2(b))电连接。本说明书中，将传输端子部PT与插槽电极55的连接部称为“传输部”。如图示那样，传输端子部PT(传输部)也可配置于密封区域Rs 内。该情况下，可使用含有导电性粒子的树脂来作为密封材料。由此，使液晶封入到TFT基板101与插槽基板201之间，并且能够确保传输端子部PT与插槽基板201的插槽电极55的电连接。该例中，是在第一非收发区域R2a及第二非收发区域R2b的两者配置着传输端子部PT，也可仅配置在其中一者。
另外，传输端子部PT(传输部)也可不配置于密封区域R s内。例如可配置于非收发区域R2中的密封区域Rs的外侧。
图2(b)是例示扫描天线1000中的插槽基板201的示意性俯视图，且表示插槽基板201的液晶层LC侧的表面。
插槽基板201中，在电介质基板51上跨及收发区域R1及非收发区域R2而形成着插槽电极55。
插槽基板201的收发区域R1中，在插槽电极55配置着多个插槽57。插槽57与TFT基板101中的天线单元区域U对应地配置。在图示的示例中，多个插槽57以构成径向线槽型天线的方式，在彼此大致正交的方向上延伸的一对插槽57呈同心圆状排列。因具有彼此大致正交的插槽，所以扫描天线1000能够收发圆极化波。
在非收发区域R2设置着多个插槽电极55的端子部IT。端子部IT与TFT基板101的传输端子部PT(图2(a))电连接。该例中，端子部IT配置于密封区域Rs内，利用含有导电性粒子的密封材料而与对应的传输端子部PT电连接。
此外，第一非收发区域R2a中，在插槽基板201的背面侧配置着供电销72。利用供电销72，向由插槽电极55、反射导电板65及电介质基板51构成的波导301插入微波。供电销72连接于供电装置70。供电是从排列着插槽57的同心圆的中心开始进行。供电的方式可以是直接耦合供电方式及电磁耦合方式中的任一个，也能够采用公知的供电结构。
以下，参照附图，对扫描天线1000的各构成要素进行更详细说明。
＜TFT基板101的结构＞
·天线单元区域U
图3(a)及(b)分别是示意性地表示TFT基板101的天线单元区域U的剖视图及俯视图。
天线单元区域U分别具备电介质基板(未图示)、支撑于电介质基板的TFT10、覆盖TFT10的第一绝缘层11、形成于第一绝缘层11上且与TFT10电连接的贴片电极15、以及覆盖贴片电极15的第二绝缘层17。TFT10例如配置于栅极总线GL及源极总线SL的交点附近。
TFT10具备栅极电极3、岛状的半导体层5、配置于栅极电极3与半导体层5之间的栅极绝缘层4、以及源极电极7S及漏极电极7D。TFT10的结构不作特别限定。该例中，TFT10是具有底部栅极结构的通道蚀刻型的TFT。
栅极电极3与栅极总线GL电连接，且从栅极总线GL供给有扫描信号。源极电极7S与源极总线SL电连接，且从源极总线SL供给有数据信号。栅极电极3及栅极总线GL可由相同的导电膜(栅极用导电膜)形成。源极电极7S、漏极电极7D及源极总线SL也可由相同的导电膜(源极用导电膜)形成。栅极用导电膜及源极用导电膜例如是金属膜。本说明书中，有时将使用栅极用导电膜形成的层(layer)称为“栅极金属层”，将使用源极用导电膜形成的层称为“源极金属层”。
半导体层5以经由栅极绝缘层4而与栅极电极3重叠的方式配置。图示的示例中，在半导体层5上形成着源极接触层6S 及漏极接触层6D。源极接触层6S及漏极接触层6D分别配置于半导体层5中的形成着通道的区域(通道区域)的两侧。半导体层5是本征非晶硅(i-a-Si)层，源极接触层6S及漏极接触层6 D也可以是n+型非晶硅(n+-a-Si)层。
源极电极7S以与源极接触层6S相接的方式设置，经由源极接触层6S而连接于半导体层5。漏极电极7D以与漏极接触层 6D相接的方式设置，经由漏极接触层6D而连接于半导体层5。
第一绝缘层11具有到达TFT10的漏极电极7D的接触孔 CH1。
贴片电极15设置于第一绝缘层11上及接触孔CH1内，在接触孔CH1内与漏极电极7D相接。贴片电极15包含金属层。贴片电极15可以是仅由金属层形成的金属电极。贴片电极15的材料可以与源极电极7S及漏极电极7D相同。其中，贴片电极1 5中的金属层的厚度(贴片电极15为金属电极的情况下贴片电极15的厚度)设定得比源极电极7S及漏极电极7D的厚度大。贴片电极15的金属层的适合的厚度如所述那样由集肤效应决定，且根据欲发送或接收的电磁波的频率、金属层的材料等而改变。贴片电极15中的金属层的厚度例如设定为1μm以上。
可使用与栅极总线GL相同的导电膜来设置CS总线CL。 CS总线CL以经由栅极绝缘层4而与漏极电极(或者漏极电极的延长部分)7D重叠的方式配置，构成以栅极绝缘层4为电介质层的辅助电容CS。
也可在比栅极总线GL靠电介质基板侧形成对准标记(例如金属层)21、及覆盖对准标记21的基底绝缘膜2。对准标记2 1在由一片玻璃基板制作例如m片TFT基板的情况下，如果光罩片数为n片(n＜m)，则需要将各曝光工序分多次进行。这样，当光罩的片数(n片)比由一片玻璃基板1制作的TFT基板101 的片数(m片)少时，被用于光罩的对准。可省略对准标记21。
本实施方式中，在与源极金属层不同的层内形成贴片电极 15。由此，获得如下的优点。
源极金属层由于通常使用金属膜来形成，所以也考虑在源极金属层内形成贴片电极(参考例的TFT基板)。然而，贴片电极为了反射电磁波，使用相对较厚(例如2μm左右以上)的金属膜而形成。因此，参考例的TFT基板中，也由这种厚金属膜形成源极总线SL等，从而存在形成配线时的图案化的控制性降低的问题。与此相对，本实施方式中，因与源极金属层分开地形成贴片电极15，所以能够独立地控制源极金属层的厚度与贴片电极1 5的厚度。因此，能够确保形成源极金属层时的控制性，且形成所需厚度的贴片电极15。
本实施方式中，能够将贴片电极15的厚度与源极金属层的厚度分开且高自由度地进行设定。另外，由于贴片电极15的尺寸无须如源极总线SL等那样被严格控制，因而即便因增厚贴片电极15而线宽偏移(与设计值的偏移)变大也无妨。
贴片电极15可包含Cu层或Al层来作为主层。主层的厚度被设定为可获得所期望的电磁波收集效率。本申请案发明人经过研究后发现：电磁波收集效率依赖于电阻值，且存在Cu层比起Al层更能够减小贴片电极15的厚度的可能性。
·栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT
图4(a)～(c)分别是示意性地表示栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。
栅极端子部GT具备形成于电介质基板上的栅极总线GL、覆盖栅极总线GL的绝缘层及栅极端子用上部连接部19g。栅极端子用上部连接部19g在形成于绝缘层的接触孔CH2内与栅极总线GL相接。该例中，覆盖栅极总线GL的绝缘层从电介质基板侧起包含栅极绝缘层4、第一绝缘层11及第二绝缘层17。栅极端子用上部连接部19g例如是由设置于第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。
源极端子部ST具备形成于电介质基板上(此处为栅极绝缘层4上)的源极总线SL、覆盖源极总线SL的绝缘层及源极端子用上部连接部19s。源极端子用上部连接部19s在形成于绝缘层的接触孔CH3内且与源极总线SL相接。该例中，覆盖源极总线SL的绝缘层包含第一绝缘层11及第二绝缘层17。源极端子用上部连接部19s例如是由设置于第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。
传输端子部PT具有形成于第一绝缘层11上的贴片连接部 15p、覆盖贴片连接部15p的第二绝缘层17、及传输端子用上部连接部19p。传输端子用上部连接部19p在形成于第二绝缘层1 7的接触孔CH4内与贴片连接部15p相接。贴片连接部15p由与贴片电极15相同的导电膜形成。传输端子用上部连接部(也称为上部透明电极)19p例如是由设置于第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。本实施方式中，各端子部的上部连接部19g、19s及19p由相同的透明导电膜形成。
本实施方式中，具有如下优点，即，利用形成第二绝缘层 17后的蚀刻工序能够同时形成各端子部的接触孔CH2、CH3、C H4。详细制造工艺将后述。
＜TFT基板101的制造方法＞
TFT基板101例如可利用以下的方法来制造。图5是例示T FT基板101的制造工序的图。
首先，通过在电介质基板上形成金属膜(例如Ti膜)并将其图案化而形成对准标记21。作为电介质基板，例如能够使用玻璃基板、具有耐热性的塑料基板(树脂基板)等。接下来，以覆盖对准标记21的方式形成基底绝缘膜2。作为基底绝缘膜2，例如使用SiO2膜。
然后，在基底绝缘膜2上形成包含栅极电极3及栅极总线 GL的栅极金属层。
栅极电极3可与栅极总线GL一体形成。此处，在电介质基板上，利用溅射法等形成未图示的栅极用导电膜(厚度：例如 50nm以上500nm以下)。接下来，通过将栅极用导电膜图案化而获得栅极电极3及栅极总线GL。栅极用导电膜的材料不作特别限定。能够适当使用包含铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽 (Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属或其合金、或者其金属氮化物的膜。此处，作为栅极用导电膜，形成将MoN(厚度：例如50nm)、Al(厚度：例如200nm)及MoN(厚度：例如50nm)依次层叠而成的层叠膜。
接下来，以覆盖栅极金属层的方式形成栅极绝缘层4。栅极绝缘层4可利用CVD法等形成。作为栅极绝缘层4，能够适当使用氧化硅(SiO2)层、氮化硅(SiNx)层、氮氧化硅(SiOxNy；x＞y)层、氧氮化硅(SiNxOy；x＞y)层等。栅极绝缘层4 也可具有层叠结构。此处，作为栅极绝缘层4，形成SiNx层(厚度：例如410nm)。
接下来，在栅极绝缘层4上形成半导体层5及接触层。此处，通过将本征非晶硅膜(厚度：例如125nm)及n+型非晶硅膜 (厚度：例如65nm)依次形成并图案化，由此获得岛状的半导体层5及接触层。半导体层5中使用的半导体膜不限定为非晶硅膜。例如，可形成氧化物半导体层作为半导体层5。该情况下，也可不在半导体层5与源极·漏极电极之间设置接触层。
接下来，通过在栅极绝缘层4上及接触层上形成源极用导电膜(厚度：例如50nm以上500nm以下)并将其图案化，由此形成包含源极电极7S、漏极电极7D及源极总线SL的源极金属层。此时，接触层也被蚀刻，且形成有彼此分离的源极接触层6 S与漏极接触层6D。
源极用导电膜的材料不作特别限定。能够适当使用包含铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属或其合金、或者其金属氮化物的膜。此处，作为源极用导电膜，形成将MoN(厚度：例如30nm)、Al(厚度：例如200nm)及MoN(厚度：例如50nm)依次层叠而成的层叠膜。
此处，例如，利用溅射法形成源极用导电膜，利用湿式蚀刻进行源极用导电膜的图案化(源极·漏极分离)。然后，例如利用干式蚀刻，将接触层中的位于成为半导体层5的通道区域的区域上的部分除去而形成间隙部，并分离为源极接触层6S及漏极接触层6D。此时，间隙部中，半导体层5的表面附近也被蚀刻 (过蚀刻)。
另外，在例如使用依次层叠Ti膜及Al膜而成的层叠膜作为源极用导电膜的情况下，例如也可使用磷酸醋酸硝酸水溶液，利用湿式蚀刻进行Al膜的图案化后，利用干式蚀刻将Ti膜及接触层(n+型非晶硅层)6同时图案化。或者，也能够将源极用导电膜及接触层一次性蚀刻。但是，在将源极用导电膜或其下层与接触层6同时蚀刻的情况下，存在难以控制基板整体的半导体层 5的蚀刻量(间隙部的蚀刻量)的分布的情况。与此相对，如所述那样，如果利用分开的蚀刻工序进行源极·漏极分离与间隙部的形成，则能够更容易地控制间隙部的蚀刻量。
接下来，以覆盖TFT10的方式形成第一绝缘层11。该例中，第一绝缘层11以与半导体层5的通道区域相接的方式配置。此外，利用公知的光刻法，在第一绝缘层11形成到达漏极电极 7D的接触孔CH1。
第一绝缘层11例如可以是氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(S iNx)膜、氮氧化硅(SiOxNy；x＞y)膜、氧氮化硅(SiNxOy； x＞y)膜等无机绝缘层。此处，作为第一绝缘层11，例如利用CVD法形成厚度为例如330nm的SiNx层。
接下来，在第一绝缘层11上及接触孔CH1内形成贴片用导电膜并将其图案化。由此，在收发区域R1形成贴片电极15，在非收发区域R2形成贴片连接部15p。贴片电极15在接触孔C H1内与漏极电极7D相接。另外，本说明书中，有时将由贴片用导电膜形成的包含贴片电极15、贴片连接部15p的层称为“贴片金属层”。
作为贴片用导电膜的材料，可使用与栅极用导电膜或源极用导电膜相同的材料。其中，贴片用导电膜设定得比栅极用导电膜及源极用导电膜厚。由此，通过将电磁波的透过率抑制得低且使贴片电极的薄片电阻降低，能够减少贴片电极内的自由电子的振动变为热的损耗。贴片用导电膜的适合的厚度例如为1μm以上30μm以下。如果比1μm薄，则电磁波的透过率为30％左右，薄片电阻为0.03Ω/sq以上，可能会产生损耗增大的问题，如果比 30μm厚，则可能会产生插槽的图案化性恶化的问题。
此处，作为贴片用导电膜，形成将MoN(厚度：例如50n m)、Al(厚度：例如1000nm)及MoN(厚度：例如50nm)依次层叠而成的层叠膜(MoN/Al/MoN)。另外，也可代替所述层叠膜，而使用将Ti膜、Cu膜及Ti膜依次层叠而成的层叠膜(T i/Cu/Ti)或者将Ti膜及Cu膜依次层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)。
接下来，在贴片电极15及第一绝缘层11上形成第二绝缘层(厚度：例如100nm以上300nm以下)17。作为第二绝缘层 17，不作特别限定，例如能够适当使用氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiNx)膜、氮氧化硅(SiOxNy；x＞y)膜、氧氮化硅(SiN xOy；x＞y)膜等。此处，作为第二绝缘层17，例如形成厚度2 00nm的SiNx层。
然后，例如利用使用了氟系气体的干式蚀刻来对无机绝缘膜(第二绝缘层17、第一绝缘层11及栅极绝缘层4)一次性地进行蚀刻。蚀刻中，贴片电极15、源极总线SL及栅极总线GL 发挥着蚀刻阻挡的功能。由此，在第二绝缘层17、第一绝缘层1 1及栅极绝缘层4形成到达栅极总线GL的接触孔CH2，在第二绝缘层17及第一绝缘层11形成到达源极总线SL的接触孔CH 3。此外，在第二绝缘层17形成到达贴片连接部15p的接触孔C H4。
该例中，为了对无机绝缘膜一次性地进行蚀刻，在所获得的接触孔CH2的侧壁中，第二绝缘层17、第一绝缘层11及栅极绝缘层4的侧面对准，在接触孔CH3的侧壁中，第二绝缘层17 及第一绝缘层11的侧壁对准。另外，在本说明书中，接触孔内，不同的两个以上的层的“侧面对准”不仅是指这些层中的接触孔内露出的侧面在垂直方向上为同一平面的情况，也包括连续地构成锥形状等的倾斜面的情况。这种构成例如通过使用同一掩模来对这些层进行蚀刻或者将一层作为掩模而进行另一层的蚀刻等所获得。
接下来，在第二绝缘层17上及接触孔CH2、CH3、CH4内，例如利用溅射法形成透明导电膜(厚度：50nm以上200nm以下)。作为透明导电膜，例如能够使用ITO(铟·锡氧化物)膜、IZO膜、 ZnO膜(氧化锌膜)等。此处，作为透明导电膜，使用厚度例如为100nm的ITO膜。
接下来，通过将透明导电膜图案化，而形成栅极端子用上部连接部19g、源极端子用上部连接部19s及传输端子用上部连接部19p。栅极端子用上部连接部19g、源极端子用上部连接部 19s及传输端子用上部连接部19p用于保护在各端子部露出的电极或配线。这样，能获得栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT。
＜插槽基板201的结构＞
接下来，对插槽基板201的结构进行更具体地说明。
图6是示意性地表示插槽基板201中的天线单元区域U及端子部IT的剖视图。
插槽基板201具备：具有表面及背面的电介质基板51，形成于电介质基板51的表面的第三绝缘层52，形成于第三绝缘层 52上的插槽电极55，及覆盖插槽电极55的第四绝缘层58。反射导电板65以隔着电介质层(空气层)54而与电介质基板51的背面相对的方式配置。插槽电极55及反射导电板65作为波导3 01的壁发挥功能。
收发区域R1中，在插槽电极55形成着多个插槽57。插槽 57是贯通插槽电极55的开口。该例中，在各天线单元区域U配置着一个插槽57。
第四绝缘层58形成于插槽电极55上及插槽57内。第四绝缘层58的材料可以与第三绝缘层52的材料相同。通过由第四绝缘层58来覆盖插槽电极55，而插槽电极55与液晶层LC不会直接接触，因而能够提高可靠性。如果插槽电极55由Cu层形成，则Cu有时会在液晶层LC溶出。此外，如果使用薄膜堆积技术由Al层形成插槽电极55，则Al层中有时会含有空隙(void)。第四绝缘层58能够防止液晶材料侵入到Al层的空隙。另外，如果通过将铝箔利用粘接材贴附于电介质基板51而形成Al 层并将其图案化而制作插槽电极55，则能够避免空隙的问题。
插槽电极55包含Cu层、Al层等的主层55M。插槽电极5 5也可具有包含主层55M、及以夹着该主层55M的方式配置的上层55U及下层55L的层叠结构。主层55M的厚度根据材料并考虑集肤效应来设定，例如可以为2μm以上30μm以下。主层5 5M的厚度典型来说比上层55U及下层55L的厚度大。
图示的示例中，主层55M为Cu层，上层55U及下层55L 为Ti层。通过在主层55M与第三绝缘层52之间配置下层55L，能够提高插槽电极55与第三绝缘层52的密接性。此外，通过设置上层55U，能够抑制主层55M(例如Cu层)的腐蚀。
反射导电板65因构成波导301的壁，所以优选具有集肤深度的3倍以上，优选5倍以上的厚度。反射导电板65例如能够使用由切削而制作的厚度为数mm的铝板、铜板等。
在非收发区域R2设置着端子部IT。端子部IT具备插槽电极55、覆盖插槽电极55的第四绝缘层58、及上部连接部60。第四绝缘层58具有到达插槽电极55的开口。上部连接部60在开口内与插槽电极55相接。本实施方式中，端子部IT配置于密封区域Rs内，并利用含有导电性粒子的密封树脂而与TFT基板中的传输端子部连接(传输部)。
·传输部
图7是用于说明将TFT基板101的传输端子部PT、插槽基板201的端子部IT连接的传输部的示意性剖视图。图7中，对与图1～图4相同的构成要素附上相同的参照符号。
传输部中，端子部IT的上部连接部60与TFT基板101中的传输端子部PT的传输端子用上部连接部19p电连接。本实施方式中，将上部连接部60与传输端子用上部连接部19p经由包含导电性微珠71的树脂(密封树脂)73(有时也称为“密封部7 3”)而连接。
上部连接部60、19p均为ITO膜、IZO膜等透明导电层，有时在其表面形成有氧化膜。如果形成氧化膜，则无法确保透明导电层彼此的电连接，存在接触电阻增高的可能性。与此相对，本实施方式中，经由包含导电性微珠(例如Au微珠)71的树脂使这些透明导电层粘接，因而即便形成表面氧化膜，因导电性微珠穿破(贯通)表面氧化膜，而能够抑制接触电阻的增大。导电性微珠71不仅贯通表面氧化膜，还可贯通作为透明导电层的上部连接部60、19p，而直接与贴片连接部15p及插槽电极55相接。
传输部可配置于从扫描天线1000的中心部及周缘部(也就是说，从扫描天线1000的法线方向观看时环状的收发区域R1 的内侧及外侧)的双方，也可仅配置于其中任一者。传输部可配置于封入液晶的密封区域Rs内，也可配置于密封区域Rs的外侧 (液晶层的相反侧)。
＜插槽基板201的制造方法＞
插槽基板201可例如利用以下的方法来制造。
首先，在电介质基板上形成第三绝缘层(厚度：例如200n m)52。作为电介质基板，能够使用玻璃基板、树脂基板等针对电磁波的透过率高(介电常数εM及介电损耗tanδM小)的基板。为了抑制电磁波的衰减，电介质基板优选较薄。例如，利用后述的工艺(process)在玻璃基板的表面形成了插槽电极55等构成要素后，可从背面侧将玻璃基板薄板化。由此，能够将玻璃基板的厚度例如减少到500μm以下。
在使用树脂基板作为电介质基板的情况下，可将TFT等构成要素直接形成于树脂基板上，也可使用转印法形成于树脂基板上。如果利用转印法，则例如在玻璃基板上形成树脂膜(例如聚酰亚胺膜)，在树脂膜上利用后述工艺形成构成要素后，使形成着构成要素的树脂膜与玻璃基板分离。一般来说，树脂的介电常数εM及介电损耗tanδM比玻璃小。树脂基板的厚度例如为3μm ～300μm。作为树脂材料，除聚酰亚胺外，例如也能够使用液晶高分子。
作为第三绝缘层52，不作特别限定，例如能够适当使用氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiNx)膜、氮氧化硅(SiOxNy；x＞ y)膜、氧氮化硅(SiNxOy；x＞y)膜等。
接下来，在第三绝缘层52之上形成金属膜并将其图案化，由此获得具有多个插槽57的插槽电极55。作为金属膜，可使用厚度为2μm～5μm的Cu膜(或Al膜)。此处，使用将Ti膜、Cu膜及Ti膜依次层叠而成的层叠膜。
然后，在插槽电极55上及插槽57内形成第四绝缘层(厚度：例如100nm)58。第四绝缘层58的材料可与第三绝缘层的材料相同。然后，非收发区域R2中，在第四绝缘层58形成到达插槽电极55的开口部。
接下来，在第四绝缘层58上及第四绝缘层58的开口部内形成透明导电膜并将其图案化，由此形成在开口部内与插槽电极 55相接的上部连接部60。由此，获得端子部IT。
＜TFT10的材料及结构＞
本实施方式中，作为配置于各像素的开关元件，使用以半导体层5为活性层的TFT。半导体层5不限定为非晶硅层，可以是多晶硅层、氧化物半导体层。
在使用氧化物半导体层的情况下，氧化物半导体层所含的氧化物半导体可以是非晶质氧化物半导体，也可以是具有结晶质部分的结晶质氧化物半导体。作为结晶质氧化物半导体，可列举多结晶氧化物半导体、微结晶氧化物半导体、c轴与层面大致垂直地取向的结晶质氧化物半导体等。
氧化物半导体层可具有2层以上的层叠结构。在氧化物半导体层具有层叠结构的情况下，氧化物半导体层可包含非晶质氧化物半导体层与结晶质氧化物半导体层。或者，也可包含结晶结构不同的多个结晶质氧化物半导体层。此外，也可包含多个非晶质氧化物半导体层。在氧化物半导体层具有包含上层与下层的2 层结构的情况下，上层所包含的氧化物半导体的能隙(energy g ap)优选大于下层所包含的氧化物半导体的能隙。但是，在这些层的能隙之差相对较小的情况下，下层的氧化物半导体的能隙也可大于上层的氧化物半导体的能隙。
非晶质氧化物半导体及所述各结晶质氧化物半导体的材料、结构、成膜方法、具有层叠结构的氧化物半导体层的构成等已记载于例如日本专利特开2014-007399号公报中。为了参考，将日本专利特开2014-007399号公报的全部公开内容引用于本说明书中。
氧化物半导体层例如可包含In、Ga及Zn中的至少1种金属元素。本实施方式中，氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系半导体(例如氧化铟镓锌)。此处，In-Ga-Zn-O系半导体是In (铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物，In、Ga及Zn的比例(组成比)不作特别限定，例如包含In：Ga：Zn＝2：2：1， In：Ga：Zn＝1：1：1，In：Ga：Zn＝1：1：2等。这种氧化物半导体层可由包含In-Ga-Zn-O系半导体的氧化物半导体膜形成。另外，有时将具有包含In-Ga-Zn-O系半导体等氧化物半导体的活性层的通道蚀刻型的TFT称为“CE-OS-TFT”。
In-Ga-Zn-O系半导体可以是非晶质，也可以是结晶质。作为结晶质In-Ga-Zn-O系半导体，优选c轴与层面大致垂直地取向的结晶质In-Ga-Zn-O系半导体。
另外，结晶质In-Ga-Zn-O系半导体的结晶结构例如已公开于所述日本专利特开2014-007399号公报、日本专利特开2012- 134475号公报、日本专利特开2014-209727号公报等中。为了参考，将日本专利特开2012-134475号公报及日本专利特开2014- 209727号公报的全部公开内容引用于本说明书。由于具有In-Ga -Zn-O系半导体层的TFT具有高迁移率(与a-SiTFT相比超过2 0倍)及低漏电流(与a-SiTFT相比小于百分之一)，因而适合用作驱动TFT(例如设置于非收发区域的驱动电路所包含的TF T)及设置于各天线单元区域的TFT。
氧化物半导体层可包含其他氧化物半导体来代替In-Ga-Zn -O系半导体。例如可包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-Sn O2-ZnO；InSnZnO)。In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡) 及Zn(锌)的三元系氧化物。或者，氧化物半导体层可包含In- Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、I n-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-P b-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn- O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Z n-O系半导体、Al-Ga-Zn-O系半导体、Ga-Zn-O系半导体等。
图3所示的例中，TFT10是具有底部栅极结构的通道蚀刻型的TFT。“通道蚀刻型的TFT”中，并未在通道区域上形成蚀刻阻挡层，且源极及漏极电极的通道侧的端部下表面以与半导体层的上表面相接的方式配置。通道蚀刻型的TFT例如通过如下而形成：在半导体层上形成源极·漏极电极用的导电膜，并进行源极·漏极分离。源极·漏极分离工序中，存在通道区域的表面部分被蚀刻的情况。
另外，TFT10可以是在通道区域上形成着蚀刻阻挡层的蚀刻阻挡型TFT。蚀刻阻挡型TFT中，源极及漏极电极的通道侧的端部下表面位于例如蚀刻阻挡层上。蚀刻阻挡型的TFT例如通过如下而形成：在形成了覆盖半导体层中的成为通道区域的部分的蚀刻阻挡层后，在半导体层及蚀刻阻挡层上形成源极·漏极电极用的导电膜，并进行源极·漏极分离。
此外，TFT10虽具有源极及漏极电极与半导体层的上表面相接的顶部接触结构，但源极及漏极电极也能够以与半导体层的下表面相接的方式配置(底部接触结构)。进一步地，TFT10可以是在半导体层的电介质基板侧具有栅极电极的底部栅极结构，也可以是在半导体层的上方具有栅极电极的顶部栅极结构。
(第二实施方式)
一边参照附图一边对第二实施方式的扫描天线进行说明。本实施方式的扫描天线中的TFT基板中，成为各端子部的上部连接部的透明导电层设置于TFT基板中的第一绝缘层与第二绝缘层之间，就该方面而言与图2所示的TFT基板101不同。
图8(a)～(c)分别是表示本实施方式中的TFT基板10 2的栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。对与图4相同的构成要素附上相同的参照符号并省略说明。另外，天线单元区域U的剖面结构因与所述实施方式(图3)相同，所以省略图示及说明。
本实施方式中的栅极端子部GT具备形成于电介质基板上的栅极总线GL、覆盖栅极总线GL的绝缘层及栅极端子用上部连接部19g。栅极端子用上部连接部19g在形成于绝缘层的接触孔CH2内与栅极总线GL相接。该例中，覆盖栅极总线GL的绝缘层包含栅极绝缘层4及第一绝缘层11。在栅极端子用上部连接部19g及第一绝缘层11上形成着第二绝缘层17。第二绝缘层 17具有使栅极端子用上部连接部19g的一部分露出的开口部18 g。该例中，第二绝缘层17的开口部18g也能够以使接触孔CH 2整体露出的方式配置。
源极端子部ST具备形成于电介质基板上(此处为栅极绝缘层4上)的源极总线SL、覆盖源极总线SL的绝缘层及源极端子用上部连接部19s。源极端子用上部连接部19s在形成于绝缘层的接触孔CH3内且与源极总线SL相接。该例中，覆盖源极总线SL的绝缘层仅包含第一绝缘层11。第二绝缘层17延伸设置于源极端子用上部连接部19s及第一绝缘层11上。第二绝缘层 17具有使源极端子用上部连接部19s的一部分露出的开口部18 s。第二绝缘层17的开口部18s也能够以使接触孔CH3整体露出的方式配置。
传输端子部PT具有：由与源极总线SL相同的导电膜(源极用导电膜)形成的源极连接配线7p，延伸设置于源极连接配线 7p上的第一绝缘层11，以及形成于第一绝缘层11上的传输端子用上部连接部19p及贴片连接部15p。
在第一绝缘层11设置着使源极连接配线7p露出的接触孔 CH5及CH6。传输端子用上部连接部19p配置于第一绝缘层11 上及接触孔CH5内，且在接触孔CH5内与源极连接配线7p相接。贴片连接部15p配置于第一绝缘层11上及接触孔CH6内，在接触孔CH6内与源极连接配线7p相接。传输端子用上部连接部19p是由透明导电膜形成的透明电极。贴片连接部15p由与贴片电极15相同的导电膜形成。另外，各端子部的上部连接部19 g、19s及19p可由相同的透明导电膜形成。
第二绝缘层17延伸设置于传输端子用上部连接部19p、贴片连接部15p及第一绝缘层11上。第二绝缘层17具有使传输端子用上部连接部19p的一部分露出的开口部18p。该例中，第二绝缘层17的开口部18p以使接触孔CH5整体露出的方式配置。另一方面，贴片连接部15p由第二绝缘层17所覆盖。
这样，在本实施方式中，利用形成于源极金属层的源极连接配线7p，将传输端子部PT的传输端子用上部连接部19p与贴片连接部15p电连接。虽未图示，但与所述实施方式同样地，传输端子用上部连接部19p利用含有导电性粒子的密封树脂而与插槽基板201中的插槽电极连接。
所述实施方式中，在形成第二绝缘层17后，一次性地形成深度不同的接触孔CH1～CH4。例如在栅极端子部GT上，对相对较厚的绝缘层(栅极绝缘层4、第一绝缘层11及第二绝缘层1 7)进行蚀刻，与此相对，传输端子部PT中，仅对第二绝缘层1 7进行蚀刻。因此，存在成为浅接触孔的基底的导电膜(例如贴片电极用导电膜)蚀刻时受到大的损伤的可能性。
与此相对，本实施方式中，在形成第二绝缘层17前便形成接触孔CH1～CH3、CH5、CH6。这些接触孔仅形成于第一绝缘层11或第一绝缘层11及栅极绝缘层4的层叠膜，因而比起所述实施方式，能够减小一次性形成的接触孔的深度差。因此，可减少对成为接触孔的基底的导电膜的损伤。尤其，在贴片电极用导电膜中使用Al膜的情况下，如果使ITO膜与Al膜直接接触则无法获得良好地接触，因而有时会在Al膜的上层形成MoN层等覆盖层。这种情况下，无须考虑蚀刻时的损伤而增大覆盖层的厚度，因而是有利的。
＜TFT基板102的制造方法＞
TFT基板102例如按照如下的方法来制造。图9是例示TF T基板102的制造工序的图。另外，以下，各层的材料、厚度、形成方法等在与所述TFT基板101相同的情况下省略说明。
首先，利用与TFT基板102相同的方法，在电介质基板上形成对准标记、基底绝缘层、栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、接触层及源极金属层，而获得TFT。在形成源极金属层的工序中，源极用导电膜除形成源极及漏极电极、源极总线外，还形成源极连接配线7p。
接着，以覆盖源极金属层的方式形成第一绝缘层11。然后，对第一绝缘层11及栅极绝缘层4一次性地进行蚀刻，而形成接触孔CH1～CH3、CH5、CH6。蚀刻中，源极总线SL及栅极总线 GL发挥着蚀刻阻挡的功能。由此，收发区域R1中，在第一绝缘层11形成到达TFT的漏极电极的接触孔CH1。此外，非收发区域R2中，在第一绝缘层11及栅极绝缘层4形成到达栅极总线G L的接触孔CH2，在第一绝缘层11形成到达源极总线SL的接触孔CH3及到达源极连接配线7p的接触孔CH5、CH6。可将接触孔CH5配置于密封区域Rs，将接触孔CH6配置于密封区域Rs的外侧。或者，双方均可配置于密封区域Rs的外部。
接下来，在第一绝缘层11上及接触孔CH1～CH3、CH5、 CH6形成透明导电膜，并将其图案化。由此，形成在接触孔CH 2内与栅极总线GL相接的栅极端子用上部连接部19g、在接触孔CH3内且与源极总线SL相接的源极端子用上部连接部19s、及在接触孔CH5内与源极连接配线7p相接的传输端子用上部连接部19p。
接下来，在第一绝缘层11上、栅极端子用上部连接部19 g、源极端子用上部连接部19s、传输端子用上部连接部19p上、及接触孔CH1、CH6内形成贴片电极用导电膜，并进行图案化。由此，在收发区域R1，形成在接触孔CH1内与漏极电极7D相接的贴片电极15，在非收发区域R2，形成在接触孔CH6内与源极连接配线7p相接的贴片连接部15p。贴片电极用导电膜的图案化可利用湿式蚀刻来进行。此处，使用能够增大透明导电膜(I TO等)与贴片电极用导电膜(例如Al膜)的蚀刻选择比的蚀刻剂。由此，在贴片电极用导电膜的图案化时，能够使透明导电膜发挥蚀刻阻挡的功能。源极总线SL、栅极总线GL及源极连接配线7p中的在接触孔CH2、CH3、CH5露出的部分由蚀刻阻挡(透明导电膜)所覆盖，因而未被蚀刻。
接下来，形成第二绝缘层17。然后，例如利用使用了氟系气体的干式蚀刻来进行第二绝缘层17的图案化。由此，在第二绝缘层17设置使栅极端子用上部连接部19g露出的开口部18g、使源极端子用上部连接部19s露出的开口部18s及使传输端子用上部连接部19p露出的开口部18p。这样，能获得TFT基板10 2。
(第三实施方式)
一边参照附图一边对第三实施方式的扫描天线进行说明。本实施方式的扫描天线中的TFT基板未将由透明导电膜构成的上部连接部设置于传输端子部，就该方面而言与图8所示的TFT基板102不同。
图10(a)～(c)分别是表示本实施方式中的TFT基板1 03的栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT的剖视图。对与图8相同的构成要素附上相同的参照符号并省略说明。另外，天线单元区域U的结构由于与所述实施方式(图3)相同，所以省略图示及说明。
栅极端子部GT及源极端子部ST的结构与图8所示的TF T基板102的栅极端子部及源极端子部的结构相同。
传输端子部PT具有形成于第一绝缘层11上的贴片连接部 15p、及堆积于贴片连接部15p上的保护导电层23。第二绝缘层 17延伸设置于保护导电层23上，且具有使保护导电层23的一部分露出的开口部18p。另一方面，贴片电极15由第二绝缘层1 7所覆盖。
＜TFT基板103的制造方法＞
TFT基板103例如利用如下的方法制造。图11是例示TFT 基板103的制造工序的图。另外，以下，各层的材料、厚度、形成方法等在与所述TFT基板101相同的情况下将省略说明。
首先，利用与TFT基板101相同的方法，在电介质基板上形成对准标记、基底绝缘层、栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、接触层及源极金属层，而获得TFT。
接着，以覆盖源极金属层的方式形成第一绝缘层11。然后，对第一绝缘层11及栅极绝缘层4一次性地进行蚀刻，形成接触孔CH1～CH3。蚀刻中，源极总线SL及栅极总线GL发挥着蚀刻阻挡的功能。由此，在第一绝缘层11形成到达TFT的漏极电极的接触孔CH1，并且在第一绝缘层11及栅极绝缘层4形成到达栅极总线GL的接触孔CH2，在第一绝缘层11形成到达源极总线SL的接触孔CH3。在形成有传输端子部的区域未形成接触孔。
接下来，在第一绝缘层11上及接触孔CH1、CH2、CH3内形成透明导电膜并将其图案化。由此，形成在接触孔CH2内与栅极总线GL相接的栅极端子用上部连接部19g及在接触孔CH 3内且与源极总线SL相接的源极端子用上部连接部19s。在形成有传输端子部的区域中，除去透明导电膜。
接着，在第一绝缘层11上、栅极端子用上部连接部19g及源极端子用上部连接部19s上及接触孔CH1内形成贴片电极用导电膜，并进行图案化。由此，在收发区域R1形成在接触孔C H1内与漏极电极7D相接的贴片电极15，在非收发区域R2形成贴片连接部15p。与所述实施方式同样地，在贴片电极用导电膜的图案化中使用能够确保透明导电膜(ITO等)与贴片电极用导电膜的蚀刻选择比的蚀刻剂。
然后，在贴片连接部15p上形成保护导电层23。作为保护导电层23，能够使用Ti层、ITO层及IZO(铟锌氧化物)层等 (厚度：例如50nm以上100nm以下)。此处，作为保护导电层23，使用Ti层(厚度：例如50nm)。另外，可将保护导电层形成于贴片电极15之上。
接下来，形成第二绝缘层17。然后，例如利用使用了氟系气体的干式蚀刻来进行第二绝缘层17的图案化。由此，在第二绝缘层17设置使栅极端子用上部连接部19g露出的开口部18g、使源极端子用上部连接部19s露出的开口部18s及使保护导电层 23露出的开口部18p。这样，能获得TFT基板103。
＜插槽基板203的结构＞
图12是用于说明本实施方式中的将TFT基板103的传输端子部PT与插槽基板203的端子部IT连接的传输部的示意性剖视图。图12中，对与所述实施方式相同的构成要素附上相同的参照符号。
首先，对本实施方式中的插槽基板203进行说明。插槽基板203具备电介质基板51、形成于电介质基板51的表面的第三绝缘层52、形成于第三绝缘层52上的插槽电极55、及覆盖插槽电极55的第四绝缘层58。反射导电板65以隔着电介质层(空气层)54而与电介质基板51的背面相对的方式配置。插槽电极 55及反射导电板65作为波导301的壁发挥功能。
插槽电极55具有以Cu层或Al层为主层55M的层叠结构。收发区域R1中，在插槽电极55形成着多个插槽57。收发区域R1中的插槽电极55的结构与参照图6所叙述的插槽基板201的结构相同。
在非收发区域R2设置着端子部IT。端子部IT中，在第四绝缘层58设置着使插槽电极55的表面露出的开口。插槽电极5 5的露出的区域为接触面55c。这样，本实施方式中，插槽电极5 5的接触面55c未被第四绝缘层58所覆盖。
传输部中，将TFT基板103中的覆盖贴片连接部15p的保护导电层23、插槽基板203中的插槽电极55的接触面55c经由包含导电性微珠71的树脂(密封树脂)而连接。
本实施方式中的传输部与所述实施方式同样地，可配置于扫描天线的中心部及周缘部的双方，也可仅配置于其中任一者。此外，可配置于密封区域Rs内，也可配置于密封区域Rs的外侧 (液晶层的相反侧)。
本实施方式中，在传输端子部PT及端子部IT的接触面未设置透明导电膜。因此，能够使保护导电层23与插槽基板203 的插槽电极55经由含有导电性粒子的密封树脂而连接。
此外，本实施方式中，与第一实施方式(图3及图4)相比，一次性形成的接触孔的深度之差较小，因而能够减少对成为接触孔的基底的导电膜的损伤。
＜插槽基板203的制造方法＞
插槽基板203如以下方式来制造。各层的材料、厚度及形成方法与插槽基板201相同，因而省略说明。
首先，利用与插槽基板201相同的方法，在电介质基板上形成第三绝缘层52及插槽电极55，在插槽电极55形成多个插槽57。接下来，在插槽电极55上及插槽内形成第四绝缘层58。然后，以使成为插槽电极55的接触面的区域露出的方式，在第四绝缘层58设置开口部18p。这样，制造出插槽基板203。
＜内部加热器结构＞
如所述那样，天线的天线单元中所使用的液晶材料的介电各向异性ΔεM优选较大。然而，存在介电各向异性ΔεM较大的液晶材料(向列型液晶)的黏度较大、响应速度较慢的问题。尤其，如果温度降低，则黏度会上升。搭载于移动体(例如船舶、航空器、汽车)的扫描天线的环境温度会发生变动。因此，优选能够将液晶材料的温度调整为某程度以上，例如30℃以上或45℃以上。设定温度优选以向列型液晶材料的黏度约为10cP(厘泊(centipoise))以下的方式设定。
本发明的实施方式的扫描天线除所述结构外，优选具有内部加热器结构。关于内部加热器，优选利用焦耳热的电阻加热方式的加热器。关于加热器用的电阻膜的材料，不作特别限定，例如能够使用ITO或IZO等电阻系数相对较高的导电材料。此外，为了调整电阻值，也可利用细线或网眼形成电阻膜。根据所要求的发热量设定电阻值即可。
例如，为了使直径为340mm的圆的面积(约90,000mm2) 为100V交流(60Hz)，且为了将电阻膜的发热温度设为30℃，而将电阻膜的电阻值设为139Ω，电流设为0.7A，电力密度设为 800W/m2即可。为了使相同的面积为100V交流(60Hz)，且为了将电阻膜的发热温度设为45℃，而将电阻膜的电阻值设为82 Ω，电流设为1.2A，电力密度设为1350W/m2即可。
只要不对扫描天线的动作造成影响则加热器用的电阻膜可设置于任何位置，但为了有效率地加热液晶材料，优选设置于液晶层的附近。例如，如图13(a)所示的TFT基板104所示的那样，也可在电介质基板1的大致整个面形成电阻膜68。图13(a) 是具有加热器用电阻膜68的TFT基板104的示意性俯视图。电阻膜68例如由图3所示的基底绝缘膜2所覆盖。基底绝缘膜2 以具有充分的绝缘耐压的方式形成。
电阻膜68优选具有开口部68a、68b及68c。在将TFT基板104与插槽基板贴合时，插槽57以与贴片电极15相对的方式定位。此时，在从插槽57的边缘算起的距离d的周围，配置开口部68a而使得不再有电阻膜68。d例如为0.5mm。此外，优选在辅助电容CS的下部也配置开口部68b，在TFT的下部也配置开口部68c。
另外，天线单元U的尺寸例如为4mm×4mm。此外，如图 13(b)所示，例如，插槽57的宽度s2为0.5mm，插槽57的长度s1为3.3mm，插槽57的宽度方向的贴片电极15的宽度p2为0.7mm，插槽的长度方向的贴片电极15的宽度p1为0.5mm。另外，天线单元U、插槽57及贴片电极15的尺寸、形状、配置关系等不限定于图13(a)及(b)所示的示例。
为了减轻加热器用电阻膜68对电场的影响，也可形成屏蔽导电层。屏蔽导电层例如在基底绝缘膜2之上形成于电介质基板1的大致整个面。虽在屏蔽导电层无须如电阻膜68那样设置开口部68a、68b，但优选设置开口部68c。屏蔽导电层例如由铝层形成，设为接地电位。
此外，为了能够均匀地加热液晶层，优选使电阻膜的电阻值具有分布。液晶层的温度分布中，最高温度－最低温度(温度不均)优选例如为15℃以下。如果温度不均超过15℃，则会发生如下不良情况：相位差调变在面内出现不均，无法形成良好的波束等。此外，如果液晶层的温度接近Tni点(例如125℃)，则ΔεM减小，因而欠佳。
参照图14(a)、(b)及图15(a)～(c)对电阻膜中的电阻值的分布进行说明。图14(a)、(b)及图15(a)～(c) 中表示电阻加热结构80a～80e的示意性结构与电流的分布。电阻加热结构具备电阻膜和加热器用端子。
图14(a)所示的电阻加热结构80a具有第一端子82a、第二端子84a及连接于它们的电阻膜86a。第一端子82a配置于圆的中心，第二端子84a沿着整个圆周而配置。此处，圆对应于收发区域R1。如果对第一端子82a与第二端子84a之间供给直流电压，则例如从第一端子82a到第二端子84a流动呈放射状的电流IA。因此，即便电阻膜86a的面内电阻值为固定，也能够均匀地发热。当然，电流流动的方向也可以是从第二端子84a朝向第一端子82a的方向。
图14(b)所示的电阻加热结构80b具有第一端子82b、第二端子84b及连接于它们的电阻膜86b。第一端子82b及第二端子84b沿着圆周彼此邻接而配置。以电阻膜86b中的第一端子8 2b与第二端子84b之间流动的电流IA而发生的每单元面积的发热量为固定的方式，使电阻膜86b的电阻值具有面内分布。关于电阻膜86b的电阻值的面内分布，例如在由细线构成电阻膜86 的情况下，利用细线的粗细度或细线的密度进行调整即可。
图15(a)所示的电阻加热结构80c具有第一端子82c、第二端子84c及连接于它们的电阻膜86c。第一端子82c沿着圆的上半侧的圆周配置，第二端子84c沿着圆的下半侧的圆周配置。在例如由在第一端子82c与第二端子84c之间上下地延伸的细线构成电阻膜86c的情况下，为了使电流IA所引起的每单元面积的发热量在面内为固定，例如以中央附近的细线的粗细度或密度增高的方式来进行调整。
图15(b)所示的电阻加热结构80d具有第一端子82d、第二端子84d及连接于它们的电阻膜86d。第一端子82d与第二端子84d以分别沿着圆的直径向上下方向、左右方向延伸的方式设置。图中虽加以简化，但第一端子82d与第二端子84d彼此绝缘。
此外，图15(c)所示的电阻加热结构80e具有第一端子8 2e、第二端子84e及连接于它们的电阻膜86e。电阻加热结构80 e与电阻加热结构80d不同，第一端子82e及第二端子84e中的任一个具有从圆的中心向上下左右的4个方向延伸的4个部分。彼此呈90度的第一端子82e的部分与第二端子84e的部分以使电流IA顺时针地流动的方式配置。
在电阻加热结构80d及电阻加热结构80e中的任一个中，为了使每单元面积的发热量在面内变得均匀，而以越靠近圆周则电流IA越多的方式，例如，以靠近圆周侧的细线变粗且密度增高的方式来进行调整。
这种内部加热器结构例如可在对扫描天线的温度进行检测且低于预先设定的温度时自动地动作。当然也可根据使用者的操作而动作。
＜驱动方法＞
本发明的实施方式的扫描天线所具有的天线单元的阵列具有与LCD面板类似的结构，因而与LCD面板同样地进行线顺序驱动。然而，如果应用现有的LCD面板的驱动方法，则有发生以下的问题的担心。一边参照图16所示的扫描天线的一个天线单元的等效电路图，一边对扫描天线中可能发生的问题进行说明。
首先，如上所述，由于微波区域的介电各向异性ΔεM(相对于可见光的双折射Δn)较大的液晶材料的电阻系数低，所以如果直接应用LCD面板的驱动方法，则无法充分保持施加到液晶层的电压。于是，施加到液晶层的有效电压降低，液晶电容的静电电容值无法达到目标值。
如果这样施加到液晶层的电压偏离规定的值，则天线的增益最大的方向会偏离所期望的方向。于是，例如无法正确地追随通信卫星。为了防止该情况的发生，与液晶电容Clc电气并联地设置辅助电容CS，并充分增大辅助电容CS的电容值C-Ccs。辅助电容CS的电容值C-Ccs优选以液晶电容Clc的电压保持率为 90％以上的方式适当设定。
此外，如果使用电阻系数较低的液晶材料，则也会因界面极化及/或取向极化而引起电压降低。为了防止所述极化所引起的电压降低，而考虑施加已预料了电压降量的非常高的电压。然而，如果对电阻系数较低的液晶层施加高电压，则有引起动态散射效应(DS效应)的担心。DS效应是由液晶层中的离子性杂质的对流所引起，液晶层的介电常数εM接近平均值((εM∥+2εM⊥)/3)。此外，为了将液晶层的介电常数εM在多个阶段(多色调)中进行控制，也无法一直施加非常高的电压。
为了抑制因所述DS效应及/或极化所引起的电压降低，充分缩短施加到液晶层的电压的极性反转周期即可。如众所周知那样，如果缩短施加电压的极性反转周期则DS效应引起的阈值电压会增高。因此，以施加到液晶层的电压(绝对值)的最大值小于DS效应引起的阈值电压的方式来决定极性反转频率即可。如果极性反转频率为300Hz以上，则即便对例如电阻系数为1×1010Ω·cm、介电各向异性Δε(＠1kHz)为-0.6左右的液晶层施加绝对值为10V的电压，也能够确保良好的动作。此外，如果极性反转频率(典型来说等于帧频的两倍)为300Hz以上，则也可抑制所述极化所引起的电压降。从耗电等观点考虑极性反转周期的上限优选约为5kHz以下。
如所述那样液晶材料的黏度依赖于温度，因而优选适当控制液晶层的温度。此处所述的液晶材料的物性及驱动条件是液晶层的动作温度下的值。反过来说，为了能够在所述条件下驱动，优选控制液晶层的温度。
参照图17(a)～(g)，对扫描天线的驱动中使用的信号的波形的示例进行说明。另外，图17(d)中为了比较而表示供给到LCD面板的源极总线的显示信号Vs(LCD)的波形。
图17(a)表示供给到栅极总线G-L1的扫描信号Vg的波形，图17(b)表示供给到栅极总线G-L2的扫描信号Vg的波形，图17(c)表示供给到栅极总线G-L3的扫描信号Vg的波形，图17(e)表示供给到源极总线的数据信号Vda的波形，图 17(f)表示供给到插槽基板的插槽电极(slot electrode)的插槽电压Vidc的波形，图17(g)表示施加到天线单元的液晶层的电压的波形。
如图17(a)～(c)所示那样，供给到栅极总线的扫描信号Vg的电压被依次从低电平(VgL)切换为高电平(VgH)。V gL及VgH可根据TFT的特性而适当设定。例如，VgL＝-5V～0 V，VgH＝+20V。此外，也可设为VgL＝-20V，VgH＝+20V。将从某一栅极总线的扫描信号Vg的电压从低电平(VgL)切换到高电平(VgH)的时刻开始到下一栅极总线的电压从VgL切换到 VgH的时刻为止的期间设为1水平扫描期间(1H)。此外，将各栅极总线的电压为高电平(VgH)的期间称为选择期间PS。在该选择期间PS，连接于各栅极总线的TFT为导通状态，供给到源极总线的数据信号Vda的此时的电压被供给到对应的贴片电极。数据信号Vda例如为-15V～+15V(绝对值为15V)，例如使用与12色调，优选与16色调对应的绝对值不同的数据信号Vda。
此处，例示对所有天线单元施加某一中间电压的情况。也就是说，数据信号Vda的电压设为相对于所有的天线单元(设为与m根栅极总线连接)为固定的。这与显示LCD面板中进行整个面的半色调显示的情况对应。此时，LCD面板中，进行点反转驱动。也就是说，各帧中，以彼此邻接的像素(点)的极性彼此相反的方式供给显示信号电压。
图17(d)表示进行点反转驱动的LCD面板的显示信号的波形。如图17(d)所示，每1H中，Vs(LCD)的极性反转。供给到与被供给具有该波形的Vs(LCD)的源极总线邻接的源极总线中的Vs(LCD)的极性和图17(d)所示的Vs(LCD)的极性相反。此外，供给到所有像素的显示信号的极性在每一帧进行反转。LCD面板中，正极性与负极性中，难以使施加到液晶层的有效电压的大小完全一致，且，有效电压之差为亮度之差，从而会观察到闪烁。为了不易观察到该闪烁，使各帧中施加极性不同的电压的像素(点)在空间上分散。典型来说，通过进行点反转驱动，而使极性不同的像素(点)呈棋盘格图案进行排列。
与此相对，扫描天线中，闪烁本身并不会成为问题。也就是说，液晶电容的静电电容值只需要是所需值即可，各帧中的极性的空间分布并不会成为问题。因此，从低耗电等观点考虑，优选减少从源极总线供给的数据信号Vda的极性反转的次数，也就是说，延长极性反转的周期。例如，如图17(e)所示那样，将极性反转的周期设为10H(每5H反转极性)即可。当然，如果将连接于各源极总线的天线单元的数量(典型来说等于栅极总线的根数)设为m个，则也可将数据信号Vda的极性反转的周期设为2m·H(每m·H反转极性)。数据信号Vda的极性反转的周期也可与2帧(每一帧反转极性)相等。
此外，也可使从所有的源极总线供给的数据信号Vda的极性相同。因此，例如，也可在某帧中，从所有的源极总线供给正极性的数据信号Vda，下一帧中，从所有的源极总线供给负极性的数据信号Vda。
或者，可使从彼此邻接的源极总线供给的数据信号Vda的极性彼此为相反极性。例如，某帧中，从奇数列的源极总线供给正极性的数据信号Vda，从偶数列的源极总线供给负极性的数据信号Vda。此外，下一帧中，从奇数列的源极总线供给负极性的数据信号Vda，从偶数列的源极总线供给正极性的数据信号Vd a。这种驱动方法在LCD面板中被称为源极线反转驱动。如果将从邻接的源极总线供给的数据信号Vda设为相反极性，则在帧间使供给的数据信号Vda的极性反转之前，将邻接的源极总线彼此连接(使其短路(short))，由此能够使充电到液晶电容的电荷在邻接的列间抵消。因此，能够获得减少从各帧中的源极总线供给的电荷量的优点。
插槽电极的电压Vidc如图17(f)所示那样，例如为DC 电压，典型来说为接地电位。由于天线单元的电容(液晶电容及辅助电容)的电容值大于LCD面板的像素电容的电容值(例如与20英寸左右的LCD面板相比约为30倍)，所以没有TFT的寄生电容所引起的馈通电压的影响，即便将插槽电极的电压Vid c设为接地电位，将数据信号Vda设为以接地电位为基准的正负对称的电压，供给到贴片电极的电压也会成为正负对称的电压。 LCD面板中，通过考虑TFT的馈通电压来调整相对电极的电压 (共通电压)，虽对像素电极施加正负对称的电压，但关于扫描天线的插槽电压，并无此需要，从而可以是接地电位。此外，图 17中虽未图示，但对CS总线供给与插槽电压Vidc相同的电压。
施加到天线单元的液晶电容的电压是与插槽电极的电压V idc(图17(f))相对的贴片电极的电压(也就是图17(e)所示的数据信号Vda的电压)，因而在插槽电压Vidc为接地电位时，如图17(g)所示那样，与图17(e)所示的数据信号Vda的波形一致。
扫描天线的驱动中使用的信号的波形不限于所述示例。例如，如以下参照图18及图19所说明的那样，可使用具有振动波形的Viac来作为插槽电极的电压。
例如，能够使用图18(a)～(e)中例示的各种信号。图 18中，虽省略了供给到栅极总线的扫描信号Vg的波形，但此处也使用参照图17(a)～(c)说明的扫描信号Vg。
如图18(a)所示那样，与图17(e)所示同样地，例示数据信号Vda的波形以10H周期(每5H)极性反转的情况。此处，作为数据信号Vda，表示振幅为最大值|Vdamax|的情况。如所述那样，数据信号Vda的波形能够以2帧周期(每一帧)极性反转。
此处，插槽电极的电压Viac如图18(c)所示那样，是极性与数据信号Vda(ON)相反且振动的周期相同的振动电压。插槽电极的电压Viac的振幅与数据信号Vda的振幅的最大值|Vd amax|相等。也就是说，插槽电压Viac成为如下电压，即，与数据信号Vda(ON)极性反转的周期相同而极性相反(相位相差1 80°)，且在-Vdamax与+Vdamax之间振动。
施加到天线单元的液晶电容的电压Vlc是与插槽电极的电压Viac(图18(c))相对的贴片电极的电压(也就是图18(a) 所示的数据信号Vda(ON)的电压)，因而当数据信号Vda的振幅以±Vdamax振动时，施加到液晶电容的电压如图18(d)所示那样，成为以Vdamax的2倍的振幅振动的波形。因此，将施加到液晶电容的电压Vlc的最大振幅设为±Vdamax所需的数据信号V da的最大振幅为±Vdamax/2。
通过使用这种插槽电压Viac，能够使数据信号Vda的最大振幅减半，因而可获得如下优点，例如能够使用耐压为20V以下的通用的驱动器IC作为输出数据信号Vda的驱动器电路。
另外，如图18(e)所示那样，为了将施加到天线单元的液晶电容的电压Vlc(OFF)设为零，如图18(b)所示将数据信号 Vda(OFF)设为与插槽电压Viac相同的波形即可。
例如，考虑将施加到液晶电容的电压Vlc的最大振幅设为±15V的情况。如果使用图17(f)所示的Vidc来作为插槽电压，并设Vidc＝0V，则图17(e)所示的Vda的最大振幅为±15V。与此相对，如果使用图18(c)所示的Viac来作为插槽电压，并将Viac的最大振幅设为±7.5V，则图18(a)所示的Vda(ON) 的最大振幅为±7.5V。
在将施加到液晶电容的电压Vlc设为0V的情况下，将图 17(e)所示的Vda设为0V即可，图18(b)所示的Vda(OFF) 的最大振幅设为±7.5V即可。
在使用图18(c)所示的Viac的情况下，施加到液晶电容的电压Vlc的振幅与Vda的振幅不同，因而需要适当转换。
也能够使用图19(a)～(e)中例示的信号。图19(a) ～(e)所示的信号与图18(a)～(e)所示的信号同样地，将插槽电极的电压Viac如图19(c)所示设为振动的相位与数据信号Vda(ON)偏移180°所得的振动电压。其中，如图19(a)～ (c)分别所示那样，将数据信号Vda(ON)、Vda(OFF)及插槽电压Viac均设为在0V与正电压之间振动的电压。插槽电极的电压Viac的振幅与数据信号Vda的振幅的最大值|Vdamax|相等。
如果使用这种信号，则驱动电路输出正的电压即可，有助于低成本化。即便使用这样在0V与正的电压之间进行振动的电压，如图19(d)所示，施加到液晶电容的电压Vlc(ON)也极性反转。图19(d)所示的电压波形中，+(正)表示贴片电极的电压高于插槽电压，-(负)表示贴片电极的电压低于插槽电压。也就是说，施加到液晶层的电场的方向(极性)与其他例同样地反转。施加到液晶电容的电压Vlc(ON)的振幅为Vdamax。
另外，如图19(e)所示，为了将施加到天线单元的液晶电容的电压Vlc(OFF)设为零，如图19(b)所示将数据信号Vd a(OFF)设为与插槽电压Viac相同的波形即可。
使参照图18及图19说明的插槽电极的电压Viac振动(反转)的驱动方法与LCD面板的驱动方法中的使相对电压反转的驱动方法对应(有时称为“公共反转驱动”)。LCD面板中，因无法充分抑制闪烁，所以不采用公共反转驱动。与此相对，扫描天线中，闪烁不会成为问题，因而能够使插槽电压反转。振动(反转)例如每帧地进行(将图18及图19中的5H设为1V(垂直扫描期间或帧))。
所述说明中，已说明如下示例，即，关于插槽电极的电压 Viac，施加一个电压，也就是说，对所有贴片电极设置共通的插槽电极，但也可将插槽电极对应于贴片电极的一行或两行以上来进行分割。此处，行是指经由TFT连接于一根栅极总线的贴片电极的集合。如果这样将插槽电极分割为多个行部分，则能够使插槽电极的各部分的电压的极性彼此独立。例如，任意帧中，能够使施加到贴片电极的电压的极性在连接于邻接的栅极总线的贴片电极间彼此相反。这样，不仅能够进行在贴片电极的每一行使极性反转的行反转(1H反转)，也能够进行每两行以上地使极性反转的m行反转(mH反转)。当然可将行反转与帧反转加以组合。
从驱动的简单化的观点考虑，优选在任意帧中使施加到贴片电极的电压的极性完全相同，且每帧地极性反转的驱动。
＜天线单元的排列、栅极总线、源极总线的连接的示例＞
本发明的实施方式的扫描天线中，天线单元例如呈同心圆状排列。
例如，在呈m个同心圆排列的情况下，栅极总线例如相对于各圆而逐根地设置，从而设置合计m根栅极总线。如果将收发区域R1的外径例如设为800mm，则m例如为200。如果将最内侧的栅极总线设为第一根，则在第一根栅极总线上连接着n个 (例如30个)天线单元，在第m根栅极总线上连接着nx个(例如620个)天线单元。
这种排列中，连接于各栅极总线的天线单元的数量不同。此外，在与构成最外侧的圆的nx个天线单元连接的nx根源极总线上连接着m个天线单元，与构成内侧的圆的天线单元连接的源极总线上所连接的天线单元的数量小于m。
这样，扫描天线中的天线单元的排列与LCD面板中的像素(点)的排列不同，根据栅极总线及/或源极总线，所连接的天线单元的数量不同。因此，如果将所有的天线单元的电容(液晶电容+辅助电容)设为相同，则根据栅极总线及/或源极总线，所连接的电气负载不同。于是，存在电压对天线单元的写入中产生不均的问题。
因此，为了防止该情况的发生，优选例如通过调整辅助电容的电容值，或者，通过调整连接于栅极总线及/或源极总线的天线单元的数量，而使连接于各栅极总线及各源极总线的电气负载大致相同。
(第四实施方式)
在插槽基板中，在玻璃基板等电介质基板51上形成有较厚的插槽电极55。插槽电极55对电介质基板51的覆盖率例如超过80％。本申请案发明人经过研究后发现：当例如使用玻璃基板作为电介质基板51时，若形成成为插槽电极55的较厚的金属膜，则有时会在玻璃基板中产生翘曲。例如当在厚度为0.7mm、405mm×515mm的无碱玻璃基板(例如旭硝子公司制造的AN100)的整个面中，在形成厚度为 3μm的Cu膜时，玻璃基板中产生翘曲，且玻璃基板的端部产生了平均为0.7mm的浮起。另外，根据基板及金属膜的热膨胀率，不仅存在以玻璃基板的端部浮起的方式而翘曲的情况，也存在以玻璃基板的中央附近浮起的方式而翘曲的情况。在本说明书中，将这样基板端部或者中央部的浮起称为“翘曲量”。翘曲量是指将形成有金属膜的基板配置在平坦的表面上时的基板的端部的下表面与该表面的差的最大值。若产生这样的翘曲，则会产生输送错误、吸附错误等。其结果，存在工艺工序受到影响，量产性下降的情况。
因此，本申请案发明人反复研究了能够减少上述翘曲的插槽基板的构成及制造工艺。以下对为研究而进行的实验的方法及结果进行说明。
<实验方法及结果>
首先，调查了形成于玻璃基板上的金属膜的厚度与玻璃基板的翘曲量之间的关系。此处，在厚度为0.7mm、405mm×515mm的无碱玻璃基板上形成厚度不同的金属膜(Cu膜)，制作样品基板1～4。同样地，在厚度为0.7mm、2160mm×2460mm的无碱玻璃基板上形成厚度不同的金属膜(Cu膜)，制作样品基板5～8。
接下来，将各样品基板放置在平坦的表面上，并测量各样品基板的端部的下表面从表面浮起的高度(最大值)作为“翘曲量”。样品基板1～8的金属膜的厚度及翘曲量如表1所示。
[表1]
Figure GDA0001628373650000531
从表1所示的结果可以知道，随着形成于玻璃基板上的金属膜的厚度增大，翘曲量增加。在基板的尺寸为404mm×515mm的情况下，如果Cu膜的厚度超过1μm，则翘曲量可能超过1mm。此外，在基板的尺寸为2160mm×2460mm的情况下，如果Cu膜的厚度超过例如2μm，则翘曲量可能超过1mm。为了将玻璃基板的翘曲量抑制在1mm以下，优选在基板的尺寸为404mm×515mm的情况下将 Cu膜的厚度设定为例如1μm以下，在基板的尺寸为2160mm× 2460mm的情况下将Cu膜的厚度设定为例如2μm以下。
另外，在上述结果中，使用尺寸较大的基板的基板样品5～8的翘曲量较小。作为该理由，被认为是随着基板尺寸的增加，基板的重量增大，并抵消了由Cu膜引起的应力。
接下来，调查了当金属膜被分割成多个部分时的玻璃基板的翘曲量。
此处，在厚度为0.7mm、405mm×515mm的无碱玻璃基板上形成厚度为3μm的金属膜(Cu膜)。之后，通过蚀刻除去Cu膜的一部分以形成凹槽，并将Cu膜分割成面积相等的两个或四个部分。凹槽的宽度例如设为10mm。将在整个玻璃基板上形成Cu膜后的基板设为“样品基板9”，将Cu膜分割为两个及四个的基板分别设为“样品基板10”、“样品基板11”。
同样地，在厚度为0.7mm、2160mm×2460mm的无碱玻璃基板上形成厚度为3μm的Cu膜，并将Cu膜分割成两个或四个部分。将在整个玻璃基板上形成Cu膜后的基板设为“样品基板12”，将Cu膜分割为两个及四个的基板分别设为“样品基板13”、“样品基板14”。各样品基板的翘曲量以与上述相同的方法求出。结果如表2所示。
[表2]
Figure GDA0001628373650000541
从表2所示的结果可以确认，玻璃基板的翘曲量依赖于Cu膜的面积(即，分割后的一部分的面积)。具体而言，可以知道当将玻璃基板分割为两个或四个时，翘曲量能降低到1mm以下。
从这些实验结果可以看出：本申请案发明人通过减小以一次成膜工序形成的金属膜的厚度，并且在各成膜工序后将金属膜分割为面积更小的部分，能够降低玻璃基板的翘曲量。通过多次重复这样的成膜工序，可以制作形成有期望厚度的金属膜的基板(插槽基板)，而无需减小玻璃基板的尺寸。
然而，当除去插槽电极的一部分并形成凹槽时，由于微波从除去的部分泄露，天线效率有可能降低。对此，本申请案发明人发现，通过在插槽电极中形成凹槽以使与在TFT基板上形成比较厚的金属膜的部分相对，可以抑制天线效率的降低。或者，以与插槽电极相对的方式在TFT基板上另外形成比较厚的金属膜，也能得到同样的效果。
在本说明书中，将在TFT基板上以与插槽基板的凹槽(除去了金属膜的部分)相对的方式配置的金属膜称为“相对金属部”。相对金属部也可以是源极总线、栅极总线等配线。
图21A的(a)及(b)用于说明本实施方式的效果的示意图，图21A(a)是例示通过重复上述成膜工序而得到的样品插槽基板 401的俯视图。图21A(b)是沿着图21A(a)所示的A1-A1线的截面图。图21A(b)也同时示出了与样品插槽基板401相对配置的样品TFT基板90。
样品插槽基板401中，在玻璃基板(404mm×515mm)81的主表面上形成有成为插槽电极的金属电极83。金属电极83通过凹槽84 而被分割成四个部分。此外，在样品TFT基板90中与金属电极83的凹槽84相对的部分设置有相对金属部91。
在该示例中，金属电极83通过3次成膜工序而形成，在各成膜工序后，进行金属膜的蚀刻。通过这样的工序，可以减小由金属电极 83的应力而在玻璃基板81上产生的翘曲。以一次成膜工序形成的金属膜的厚度例如也可以为1μm以下。由此，由于可以将各成膜工序中产生的翘曲量抑制在0.5mm以下，因此能更有效地防止翘曲引起的工艺工序中的错误。
如图21A所示，当通过除去金属膜的中央附近来进行金属膜的分割时，特别是能有效地减小在以基板的中央附近浮起的方式而翘曲的情况下的翘曲量。另外，在以基板的端部浮起的方式而翘曲的情况下，例如，如图21B的(a)及(b)所例示，也可以除去位于金属膜中基板的周缘部的部分。由此，可以更有效地抑制在基板的端部产生浮起。
另外，在使用2160mm×2460mm的玻璃基板的情况下，以一次成膜工序形成的金属膜的厚度也可以为2μm以下。由此，可以将各成膜工序中产生的翘曲量抑制在0.9mm以下。
在本实施方式中，在用作波导的壁的金属电极(插槽电极)83 上形成有凹槽84。因此，存在波导传播的微波的一部分从凹槽84向 TFT基板侧漏出的情况。即使在这种情况下，由于以与凹槽84相对的方式配置相对金属部91，因此可以通过由相对金属部91反射而将从凹槽84漏出的微波返回至波导内。因此，通过形成凹槽84能抑制天线效率的降低。
相对金属部91的材料及厚度优选能反射微波。相对金属部91 的厚度例如为1μm以上30μm以下。在使用薄膜沉积法形成时，优选为5μm以下。若比这更薄，则存在电磁波的透过率为30％左右，不能充分抑制天线效率的降低的可能性，而若比这更厚，则会产生图案性恶化的问题。相对金属部91也可以由与贴片电极15相同的金属膜形成。或者，也可以将栅极总线和源极总线用作相对金属部91。
图22A的(a)～(d)及图22B的(a)～(d)分别是表示插槽电极的分割例的示意性俯视图。这些图中，示出分割了插槽电极55 的部分55S和配置于TFT基板的相对金属部91。在分割了插槽电极 55的部分55S的一部分附加有55S(1)、55S(2)…55S(n)(n：分割数)。为了简单起见，没有图示设置于插槽电极55的插槽、TFT 基板的贴片电极等。图22B的(a)～(d)分别表示在图22A的(a) ～(d)所示的分割的基础上，除去了位于插槽电极的周缘部的部分的示例。
如图22A(a)及图22B(a)所示，相对金属部91也可以形成为格子状。由此，插槽电极55被分割为多个矩形部分55S。或者，如图22A(b)及图22B(b)所示，相对金属部91也可以从收发区域的中心朝向周缘部以辐射线状延伸。由此，插槽电极55被分割成多个扇形的部分55S。在这些示例中，使TFT基板中的源极总线SL(或者栅极总线GL)的一部分作为相对金属部91发挥功能。另外，相对金属部91也可以在TFT基板上使用例如与贴片电极相同的金属膜而另外形成。
此外，如图22A(c)及图22B(c)所示，相对金属部91也可以以圆周状延伸。这样的相对金属部91也可以使用例如与贴片电极相同的金属膜在TFT基板上形成。
进一步地，相对金属部91也可以具有以格子状、圆周状及辐射状的图案中的两个以上的组合的图案。例如，如图22A(d)及图22B (d)所例示，相对金属部91也可以包含以辐射状延伸的第一相对金属部91a和以圆周状延伸的第二相对金属部91b。相对金属部91的一部分(第一相对金属部91a)也可以利用源极总线SL(或者栅极总线GL)。插槽电极55被分割成由这些相对金属部91规定的多个部分 55S。
另外，插槽电极55的分割方法不限于上述。分割数可以为2以上，当如果为4以上，则能更有效地抑制基板的翘曲。
另外，一边参照附图，一边更具体地说明本实施方式的扫描天线。
图23的(a)是用于说明本实施方式的扫描天线中的插槽电极55及相对金属部91的分布的示意性俯视图，图23的(b)是例示TFT基板104及插槽基板204的截面图，表示沿图23(a) 所示的B-B’线的截面结构的一个示例。在这些图中，对与图1相同的构成元件赋予相同的参照标记。
插槽基板204具有使用金属膜(例如为Cu膜)形成的插槽电极55。在各天线单元U中，在插槽电极55上设置有插槽57。此外，插槽电极55由凹槽84被分割成多个。在凹槽84中，构成插槽电极 55的金属膜被全部除去。另外，如后所述，凹槽84也可以是金属膜薄膜化后的凹部。此外，在图示的示例中，插槽电极55被分割成8 个，但分割数不限于此。
TFT基板104具有：以至少与插槽57部分重叠的方式配置的多个贴片电极(未图示)、与凹槽84相对的部分的相对金属部91、和栅极总线GL及源极总线SL(未图示)。在栅极总线GL及源极总线 SL具有充分地厚度(例如为1μm以上)的情况下，也能以与这些总线相对的方式配置凹槽84，并使总线作为相对金属部91发挥功能。
在将源极总线SL用作相对金属部91的情况下，源极总线SL 也可以使用与贴片电极15相同的金属膜来形成。由此，可以形成比使用与源极电极相同的导电膜更厚的源极总线SL。在这样的TFT基板中，如图24(a)及(b)所示，各天线单元U中，源极电极7S和源极总线SL也可以在形成于第一绝缘层11的接触口内连接。
另一方面，在将栅极总线GL用作相对金属部91的情况下，也可以将形成栅极电极及栅极总线的栅极用导电膜的厚度设定为能作为相对金属部91发挥功能的厚度(例如为1μm以上)。
凹槽84的宽度没有特别限定，例如也可以为50μm以上。由此，能更有效地抑制翘曲。另一方面，如果在插槽宽度以下，或者例如为500μm以下，则能通过凹槽84抑制天线效率的降低。在将源极总线或栅极总线用作相对金属部91的情况下，可以设定为与这些总线的宽度相同或在其以下。
本实施方式中的插槽电极55以如下的方法而形成。首先，在电介质基板上形成较薄的第一金属膜(例如厚度为1μm以下的Cu 膜)。之后，通过蚀刻Cu膜的一部分，除去Cu膜中变为插槽57 的部分及变为凹槽84的部分，从而得到插槽电极55的第一层55i(第一次的成膜工序)。同样地，在第一层55i上形成第二金属膜，通过蚀刻其一部分而得到第二层55j(第二次的成膜工序)。进一步地，以相同的方法，在第二层55j上形成第三层55k(第三次的成膜工序)。如此，通过多次(此处为3次)重复形成并蚀刻金属膜，可以获得厚度为3μm的插槽电极55。
插槽电极55也可以不限定于Cu膜，而通过多次对Al膜进行成膜来形成。一般来说，Al膜的应力比Cu膜的应力更小。因此，在通过重复Al膜的成膜来形成插槽电极55的情况下，以一次成膜工序形成的Al膜的厚度也可以比使用Cu膜时更大。
在图23所示的扫描天线中，由于可以减小由插槽电极55施加到电介质基板51的应力，因此可以减小电介质基板51的翘曲量。此外，由于插槽电极55的凹槽84部分配置有TFT基板104的相对金属部91，因此可以通过凹槽84的形成来抑制天线效率的降低。
在将源极总线或栅极总线用作相对金属部91的情况下，由于将凹槽84设置于插槽电极55中的与这些总线相对的位置，因此可以减小由插槽电极55与总线重叠而产生的电容。如上所述，根据本发明的实施方式的扫描天线通过使天线单元U所具有的液晶电容的静电电容值发生变化，从而使从各贴片电极激励的微波的相位发生变化。因此，优选上述重叠的电容等液晶电容以外的电容的静电电容值较小。
从电介质基板51的法线方向观察时，相对金属部91与插槽电极55的凹槽84相互重叠。凹槽84优选被遍及其宽度方向的相对金属部91覆盖。相对金属部91的宽度设定为与凹槽84 的宽度相等或大于其宽度，考虑到对位错位，优选设为大于凹槽 84的宽度。相对金属部91也可以与夹着凹槽84而相邻的插槽电极55的两个部分55S的端部重叠。由此，从凹槽84漏出的微波能更可靠地返回到波导，从而能有效地抑制天线效率的降低。相对金属部91与插槽电极55的部分55S重叠的部分的宽度例如也可以为200μm以下，优选为100μm以下。由此，能够减小由插槽电极55和相对金属部91产生的电容。
插槽电极55中的多个插槽57虽为金属膜被全部除去的开口部，但凹槽84也可以不为开口部。例如，凹槽84的至少一部分也可以是金属膜薄膜化后的凹部。
图25的(a)及(b)分别是表示本实施方式中插槽电极55 的其他形成方法的工序截面图。此处，虽示出了以3次成膜工序来形成插槽电极55的示例，但成膜工序的次数并不限定于3次，只要为2次以上即可。
如图25(a)所示，在电介质基板51上进行第一金属膜(例如Cu膜)后，通过蚀刻除去变为插槽及凹槽的部分。由此，能得到插槽电极55的第一层55i。
接下来，如图25(b)所示，以与第一层55i相同的方法在第一层55i上形成第二金属膜，通过进行蚀刻来形成第二层55j。
接着，如图25(c)所示，在第二层55j上进一步形成第三金属膜后，通过蚀刻来除去变为插槽的部分，而得到第三层55k。留下而不除去第三层55k中变为凹槽的部分。如此，形成由第一层55i、第二层55j及第三层55k构成的插槽电极55。插槽电极55由凹槽84被分割成第一部分55S(1)及第二部分55S(2)。在该示例中，插槽电极55的凹槽84为相比其它部分，经薄膜化的凹部，并仅由第三层55k形成。如果凹槽84的至少一部分为凹部，由于夹着凹槽84的两个部分(此处为第一部分55S(1)及第二部分55S(2))没有被电分离，因此当应用于需要电连接的区域时也是有效的。
另外，也考虑到例如留下作为最下层的第一层55i中成为凹槽的部分，并通过除去在其上形成的层来形成凹部。然而，在该情况下，由于第一层55i在整个基板上形成，因此存在不能充分得到金属膜的小面积化(分割)的效果，而增加翘曲量的可能性。对此，在上述方法中，由于最上层(此处为第三层55k)留在凹槽84中，因此可以在位于其下的层中获得金属膜的小面积化的效果，从而可以减少翘曲量。另外，留在槽84中的层优选为最上层，但如果是第二层或其上的层，则可获得抑制翘曲的效果。根据需要，也可以留下两层以上的金属膜。
插槽电极55的多个部分55S也可以通过将凹槽84的至少一部分形成为凹部而相互连接。
或者，多个部分55S也可以相互不连接而分离。在分离的情况下，也可以构成为每个部分55S连接到传输部，使得插槽电压经由 TFT基板104被供应到每个部分55S。或者，邻接的两个部分55S也可以与相对的相对金属部91电连接。由此，这些部分55S可以通过相对金属部91电连接。
本发明的实施方式的扫描天线视需要例如收容于塑料制壳体中。壳体优选使用对微波的收发无影响的介电常数εM较小的材料。此外，可在壳体的与收发区域R1对应的部分设置贯通孔。进而，为了使液晶材料不暴露于光中，也可设置遮光结构。遮光结构例如设置成遮蔽从TFT基板101的电介质基板1及/或插槽基板201的电介质基板51的侧面起在电介质基板1及/或51内传播并入射到液晶层的光。介电各向异性ΔεM较大的液晶材料有容易光劣化者，优选不仅遮蔽紫外线，还遮蔽可见光中短波长的蓝色光。遮光结构例如通过使用黑色黏着胶带等遮光性的胶带而能够容易设置于必要位置。
产业上的可利用性
本发明的实施方式例如用于搭载于移动体(例如船舶、航空器、汽车)的卫星通信或卫星广播用的扫描天线及其制造方法。
符号说明
1 电介质基板
2 基底绝缘膜
3 栅极电极
4 栅极绝缘层
5 半导体层
6D 漏极接触层
6S 源极接触层
7D 漏极电极
7S 源极电极
7p 源极连接配线
11 第一绝缘层
15 贴片电极
15p 贴片连接部
17 第二绝缘层
18g、18s、18p 开口部
19g 栅极端子用上部连接部
19p 传输端子用上部连接部
19s 源极端子用上部连接部
21 对准标记
23 保护导电层
51 电介质基板
52 第三绝缘层
54 电介质层(空气层)
55 插槽电极
55L 下层
55M 主层
55U 上层
55c 接触面
57 插槽
58 第四绝缘层
60 上部连接部
65 反射导电板
68 加热器用电阻膜
70 供电装置
71 导电性微珠
72 供电销
73 密封部
84 凹槽
91 相对金属部
101、102、103、104 TFT基板
201、203、204 插槽基板
1000 扫描天线
CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6 接触孔
GD 栅极驱动器
GL 栅极总线
GT 栅极端子部
SD 源极驱动器
SL 源极总线
ST 源极端子部
PT 传输端子部
IT 端子部
LC 液晶层
R1 收发区域
R2 非收发区域
Rs 密封区域
U 天线单元、天线单元区域

Claims (9)

1.一种扫描天线，为排列有多个天线单元的扫描天线，其特征在于，包括：
TFT基板，其具有第一电介质基板、支撑于所述第一电介质基板的多个TFT、多根栅极总线、多根源极总线、及多个贴片电极；
插槽基板，其具有第二电介质基板、及形成于所述第二电介质基板的第一主表面上的插槽电极；
液晶层，其设置于所述TFT基板与所述插槽基板之间；以及
反射导电板，其以隔着电介质层而与所述第二电介质基板的与所述第一主表面为相反侧的第二主面相对的方式配置，
所述插槽电极还具有对应于所述多个贴片电极而配置的多个插槽和将所述插槽电极分割成两个以上的部分的凹槽，
所述TFT基板具有与所述凹槽相对而配置的相对金属部，
从所述第一电介质基板的法线方向观察时，所述凹槽由遍及其宽度方向的所述相对金属部所覆盖。
2.根据权利要求1所述的扫描天线，其特征在于：
所述相对金属部的至少一部分为所述栅极总线或所述源极总线。
3.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于：
所述相对金属部由与所述贴片电极相同的金属膜形成。
4.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于：
所述相对金属部的厚度为1μm以上30μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于：
所述凹槽包括所述插槽电极的开口部。
6.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于：
所述凹槽包括所述插槽电极的凹部。
7.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于：
所述插槽电极为Cu电极。
8.一种扫描天线的制造方法，为根据权利要求1至7任一项所述的扫描天线的制造方法，其特征在于，包括：
插槽电极形成工序，其通过在所述第二电介质基板的第一主表面上堆叠包括第一金属膜及第二金属膜的多个金属膜来形成所述插槽电极，所述插槽电极形成工序至少包括：
第一成膜工序，其在所述第二电介质基板的第一主表面上形成所述第一金属膜，接着，除去所述第一金属膜中成为所述插槽的部分及成为所述凹槽的部分并分割成多个区域，
第二成膜工序，其在所述第一金属膜上形成第二金属膜，接着，除去所述第二金属膜中成为所述插槽的部分及成为所述凹槽的部分并分割成多个区域。
9.根据权利要求8所述的扫描天线的制造方法，其特征在于：
所述插槽电极形成工序还包括：在所述第二金属膜上形成其他的金属膜，接着，除去所述其他的金属膜中成为所述插槽的部分，并留下而不除去成为所述凹槽的部分的至少一部分的工序。
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