CN109643849A - 扫描天线及扫描天线的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种扫描天线(1000)，其排列有天线单元(U)，扫描天线(1000)具有：TFT基板(101A)，其具有第一电介质基板(1)、TFT、栅极总线、源极总线、贴片电极(15)、以及覆盖贴片电极的第一取向膜(32A)；缝隙基板(201A)，其具有第二电介质基板(51)、缝隙电极(55)、以及覆盖缝隙电极的第二取向膜(42A)；液晶层(LC)，其设置在TFT基板与缝隙基板之间；以及反射导电板(65)。缝隙电极具有与贴片电极分别对应配置的缝隙(57)。密封部包含划定至少一个注入口(74a)的主密封部(73a)。关于注入口，将在注入口中与主密封部的密封图案正交的方向中的从注入口朝向液晶层的方向设为流动方向(Df)，并将液晶层中的、接近于注入口的区域、且是包含从注入口沿流动方向延伸的区域的区域设为第一区域(Rf1)时，在第一区域中由第一取向膜规定的取向方位及在第一区域中由第二取向膜规定的取向方位分别与流动方向所成的角为20°以下或160°以上。

Description

扫描天线及扫描天线的制造方法
技术领域
本发明涉及扫描天线，特别是，涉及天线单元(有时也称为“振子天线”。)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、卫星广播用的天线需要改变波束的方向(被称为“波束扫描”或者“波束定向(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 antenna)”。)，已知具备天线单元的相控阵列天线。但是，现有的相控阵列天线的价格高，这成为向消费品普及的障碍。特别是，当天线单元的数量增加时，成本会显著上升。
因此，已提出利用了液晶材料(包含向列液晶、高分子分散液晶)的大的介电各向异性(双折射率)的扫描天线(专利文献1～5及非专利文献1)。液晶材料的介电常数具有频散，因此在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”。)特别标记为“介电常数M(εM)”。
在专利文献3和非专利文献1中，记载了通过利用液晶显示装置(以下，称为“LCD”。)的技术能得到价格低的扫描天线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-116573号公报
专利文献2：日本特开2007-295044号公报
专利文献3：日本特表2009-538565号公报
专利文献4：日本特表2013-539949号公报
专利文献5：国际公开第2015/126550号非专利文献
非专利文献1：R.A.Stevenson et al.,“Rethinking Wireless Communications: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 12GHz SatelliteTV Reception”,IEEE Transactions of Antennas and Propagation,Vol.AP-33,No.12,pp.1347-1353(1985).
发明内容
本发明所要解决的技术问题
如上所述，虽然已知通过应用LCD技术来实现价格低的扫描天线这样的想法，但是没有具体地记载了利用LCD技术的扫描天线的结构、其制造方法、以及其驱动方法的文献。
因此，本发明的目的在于提供能够利用现有的LCD的制造技术来进行批量生产的扫描天线及其制造方法。
解决问题的方案
本发明的实施方式的扫描天线是排列有多个天线单元的扫描天线，具有：TFT基板，其具有第一电介质基板、由上述第一电介质基板支承的多个TFT、多个栅极总线、多个源极总线、多个贴片电极、以及覆盖上述多个贴片电极的第一取向膜；缝隙基板，其具有第二电介质基板、形成在上述第二电介质基板的第一主面上的缝隙电极、以及覆盖上述缝隙电极的第二取向膜；液晶层，其设置在上述TFT基板与上述缝隙基板之间；密封部，其包围上述液晶层；以及反射导电板，其以隔着电介质层与上述第二电介质基板的同上述第一主面相反一侧的第二主面对置的方式配置，上述缝隙电极具有与上述多个贴片电极对应配置的多个缝隙，上述第一取向膜及上述第二取向膜分别规定上述液晶层所包含的液晶分子的取向方位，上述密封部包含划定至少一个注入口的主密封部，关于上述至少一个注入口，将在上述至少一个注入口中与上述主密封部的密封图案正交的方向中的从上述至少一个注入口朝向上述液晶层的方向设为流动方向，并将上述液晶层中的接近于上述至少一个注入口的区域、且是包含从上述至少一个注入口沿上述流动方向延伸的区域的区域设为第一区域时，在上述第一区域中由上述第一取向膜规定的取向方位及在上述第一区域中由上述第二取向膜规定的取向方位分别与上述流动方向所成的角是20°以下或160°以上。
在某实施方式中，在上述第一区域中由上述第一取向膜规定的取向方位及在上述第一区域中由上述第二取向膜规定的取向方位分别与上述流动方向大致平行。。
在某实施方式中，在上述第一区域中由上述第一取向膜规定的取向方位与在上述第一区域中由上述第二取向膜规定的取向方位大致平行。
在某实施方式中，上述至少一个注入口包含上述流动方向相互大致平行的多个注入口。
在某实施方式中，关于上述至少一个注入口，将上述液晶层中的、比上述第一区域远离上述至少一个注入口的区域、且是邻接于上述第一区域的区域设为第二区域时，
上述至少一个注入口包含在上述第一区域中由上述第一取向膜规定的取向方位与在上述第二区域中由上述第一取向膜规定的取向方位成超过0°的角的注入口。
在某实施方式中，上述至少一个注入口包含在上述第一区域中由上述第一取向膜规定的取向方位与在上述第二区域中由上述第一取向膜规定的取向方位所成的角为20°以上的注入口。
在某实施方式中，上述第一取向膜及上述第二取向膜分别是进行了摩擦处理的取向膜。
在某实施方式中，上述第一取向膜及上述第二取向膜分别是光取向膜。
在某实施方式中，由上述第一取向膜规定的预倾角及由上述第二取向膜规定的预倾角分别为10°以下。
在某实施方式中，由上述第一取向膜规定的预倾角及由上述第二取向膜规定的预倾角分别为0°。
在某实施方式中，上述密封部具有包含四个以上的顶点的多边形或圆形的平面形状。
在某实施方式中，上述多个贴片电极和/或上述缝隙电极含有Cu。
本发明的实施方式的扫描天线的制造方法是上述任一种扫描天线的制造方法，其包含利用真空注入法来形成上述液晶层的工序。
发明效果
根据本发明的某实施方式，提供能够利用现有的LCD的制造技术来进行批量生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的局部的剖视图。
图2的(a)和(b)分别是表示扫描天线1000中的TFT基板101和缝隙基板201的示意性俯视图。
图3的(a)和(b)分别是示意性地表示TFT基板101的天线单元区域U的剖视图和俯视图。
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以及传输端子部PT的剖视图。
图5是表示TFT基板101的制造工序的一个例子的图。
图6是示意性地表示缝隙基板201中的天线单元区域U和端子部IT的剖视图。
图7是用于说明TFT基板101和缝隙基板201中的传输部的示意性剖视图。
图8的(a)～(c)分别是表示第二实施方式的TFT基板102的栅极端子部GT、源极端子部ST以及传输端子部PT的剖视图。
图9是表示TFT基板102的制造工序的一个例子的图。
图10的(a)～(c)分别是表示第三实施方式的TFT基板103的栅极端子部GT、源极端子部ST以及传输端子部PT的剖视图。
图11是表示TFT基板103的制造工序的一个例子的图。
图12是用于说明TFT基板103和缝隙基板203中的传输部的示意性剖视图。
图13的(a)是具有加热用电阻膜68的TFT基板104的示意性俯视图，图13的(b)是用于说明缝隙57和贴片电极15的尺寸的示意性俯视图。
图14的(a)和(b)是表示电阻加热结构80a和80b的示意性结构和电流的分布的图。
图15的(a)～(c)是表示电阻加热结构80c～80e的示意性结构和电流的分布的图。
图16的(a)是具有加热用电阻膜68的液晶面板100Pa的示意性剖视图，图16的(b)是具有加热用电阻膜68的液晶面板100Pb的示意性剖视图。
图17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18的(a)～(c)、(e)～(g)是表示在实施方式的扫描天线的驱动中使用的各信号的波形的例子的图，图18的(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19的(a)～(e)是表示在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20的(a)～(e)是表示在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21是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100A的示意性剖视图。
图22的(a)及(b)是液晶面板100A的示意性俯视图，(c)是液晶面板100A的示意性侧视图。
图23的(a)及(b)是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100B的示意性俯视图。
图24是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100C的示意性俯视图。
图25的(a)是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100D的示意性俯视图，(b)～(d)是用于说明液晶面板100D的制造方法的示意性图。
图26的(a)是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100E的示意性剖视图，(b)是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100F的示意性剖视图。
图27是本发明的实施方式的扫描天线所具有的液晶面板100G的示意性俯视图。
图28是比较例的扫描天线所具有的液晶面板990A的示意性剖视图。
图29的(a)是表示现有的LCD900的结构的示意图，(b)是LCD面板900a的示意性剖视图。
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。在以下的说明中，首先，对公知的TFT型LCD(以下，称为“TFT-LCD”。)的结构和制造方法进行说明。不过，针对在LCD的技术领域中周知的事项，有时省略说明。关于TFT-LCD的基本技术，请参照例如Liquid Crystals,Applications and Uses,Vol.1-3(Editor:Birenda Bahadur,Publisher:World Scientific Pub Co Inc)等。为了参考，在本说明书中引用上述文献的全部公开内容。
参照图29的(a)和(b)，对典型的透射型TFT-LCD(以下，简称为“LCD”。)900的结构和动作进行说明。这里，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、垂直取向模式)的LCD900。对LCD的液晶电容施加的电压的帧频率(典型地为极性反转频率的2倍)例如在4倍速驱动下也为240Hz，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、Ku频带(12～18GHz)、K频带(18～26GHz)、Ka频带(26～40GHz))的介电常数M(εM)不同。
如在图29的(a)中示意性地表示那样，透射型LCD900具备液晶显示面板900a、控制电路CNTL、背光源(未图示)以及电源电路(未图示)等。液晶显示面板900a包括：液晶显示单元LCC、和包含栅极驱动器GD和源极驱动器SD的驱动电路。驱动电路例如可以安装于液晶显示单元LCC的TFT基板910，驱动电路的一部分或者全部也可以与TFT基板910一体化(单片化)。
在图29的(b)中，示意性地示出LCD900所具有的液晶显示面板(以下，称为“LCD面板”。)900a的剖视图。LCD面板900a具有TFT基板910、对置基板920以及设置在它们之间的液晶层930。TFT基板910和对置基板920均具有玻璃基板等透明基板911、921。作为透明基板911、921，除了玻璃基板以外，有时也使用塑料基板。塑料基板例如由透明的树脂(例如聚酯)与玻璃纤维(例如无纺布)形成。
LCD面板900a的显示区域DR由排列成矩阵状的像素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。液晶材料通过以包围显示区域DR的方式形成的密封部(未图示)被密封在显示区域DR内。密封部例如通过使包含紫外线固化性树脂与间隔物(例如树脂珠或者硅胶珠)的密封材料固化而形成，将TFT基板910与对置基板920相互粘合、固定。密封材料中的间隔物将TFT基板910与对置基板920之间的间隙、即液晶层930的厚度控制为恒定。为了抑制液晶层930的厚度的面内不均，在显示区域DR内的被遮光的部分(例如布线上)使用紫外线固化性树脂来形成柱状间隔物。近年来，如在液晶电视、智能电话用的LCD面板中可以看到的那样，无助于显示的边框区域FR的宽度变得非常窄。
在TFT基板910中，在透明基板911上形成有TFT912、栅极总线(扫描线)GL、源极总线(显示信号线)SL、像素电极914、辅助电容电极(未图示)、以及CS总线(辅助电容线)(未图示)。CS总线与栅极总线平行设置。或者，有时也将下一栅极总线作为CS总线使用(CS导通栅极结构)。
像像素电极914由控制液晶的取向的取向膜(例如聚酰亚胺膜)覆盖。取向膜以与液晶层930接触的方式设置。TFT基板910多配置于背光源侧(与观察者相反一侧)。
对置基板920多配置在液晶层930的观察者侧。对置基板920在透明基板921上具有彩色滤光片层(未图示)、对置电极924、以及取向膜(未图示)。对置电极924与构成显示区域DR的多个像素P共用地设置，因此也被称为共用电极。彩色滤光片层包括按每一像素P设置的彩色滤光片(例如，红滤光片、绿滤光片、蓝滤光片)、和用于遮挡显示所不需要的光的黑矩阵(遮光层)。黑矩阵例如以对显示区域DR内的像素P之间、以及边框区域FR进行遮光的方式配置。
TFT基板910的像素电极914、对置基板920的对置电极924、以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。为了保持施加给液晶电容Clc的电压(为了提高所谓的电压保持率)，形成有与液晶电容Clc电并联连接的辅助电容CS。辅助电容CS典型地由与像素电极914设为相同电位的电极、无机绝缘层(例如栅极绝缘层(SiO2层))、以及连接到CS总线的辅助电容电极构成。从CS总线典型地供应与对置电极924相同的共用电压。
作为施加给液晶电容Clc的电压(有效电压)降低的主要原因，有(1)基于作为液晶电容Clc的电容值CClc与电阻值R的乘积的CR时间常数的原因、(2)由液晶材料中包含的离子性杂质导致的界面极化、和/或、液晶分子的取向极化等。其中，液晶电容Clc的CR时间常数带来的影响较大，通过设置电并联连接到液晶电容Clc的辅助电容CS，能够增大CR时间常数。此外，作为液晶电容Clc的电介质层的液晶层930的体积电阻率在通用的向列液晶材料的情况下，超过1012Ω·cm的量级。
供给至像素电极914的显示信号是在通过从栅极驱动器GD供给至栅极总线GL的扫描信号选择出的TFT912变成导通状态时，供给至连接到该TFT912的源极总线SL的显示信号。因此，连接到某栅极总线GL的TFT912同时变成导通状态，此时，从连接到该行的像素P各自的TFT912的源极总线SL供给对应的显示信号。从第一行(例如显示面的最上行)至第m行(例如显示面的最下行)依次进行该动作，由此将一个图像(帧)写入并显示于由m行的像素行构成的显示区域DR。当像素P按m行n列排列成矩阵状时，与各像素列对应地设置至少一根源极总线SL，合计设置至少n根源极总线SL。
这种扫描被称为行顺序扫描，将一个像素行被选择、到下一行被选择为止的时间称为水平扫描期间(1H)，将某行被选择、到该行再次被选择为止的时间称为垂直扫描期间(1V)或者帧。此外，一般来说，1V(或者1帧)为对选择全部m个像素行的期间m·H加上消隐期间而得到的期间。
例如，输入视频信号为NTSC信号的情况下，现有的LCD面板的1V(＝1帧)是1/60sec(16.7msec)。NTSC信号是隔行信号，帧频率为30Hz，场频率为60Hz，但在LCD面板中需要在各场对全部像素供给显示信号，因此以1V＝(1/60)sec驱动(60Hz驱动)。此外，近年来，为了改善动态图像显示特性，也有被以2倍速驱动(120Hz驱动、1V＝(1/120)sec)驱动的LCD面板、还有为了3D显示而被以4倍速(240Hz驱动、1V＝(1/240)sec)驱动的LCD面板。
当施加给液晶层930直流电压时，有效电压降低，像素P的亮度降低。对于该有效电压的降低，有上述的界面极化和/或取向极化的影响，因此即使设置辅助电容CS也难以完全防止。例如，当将与某中间灰度级对应的显示信号按每一帧写入全部像素时，亮度会按每一帧变动，而被观察为闪烁。另外，当对液晶层930长时间施加直流电压时，有时会引起液晶材料的电解。另外，也有时杂质离子偏析于单侧的电极，而无法对液晶层施加有效的电压，液晶分子无法移动。为了防止这些情况，LCD面板900a被所谓的交流驱动。典型地，进行使显示信号的极性按每一帧(每一垂直扫描期间)反转的帧反转驱动。例如，在现有的LCD面板中，按每1/60sec进行极性反转(极性反转的周期为30Hz)。
另外，为了在1帧内也使施加的电压的极性不同的像素均匀地分布，进行点反转驱动或者线反转驱动等。其原因是，由于正极性与负极性，难以使施加给液晶层的有效电压的大小完全地一致。例如液晶材料的体积电阻率超过1012Ω·cm的量级时，若按每1/60sec进行点反转或者线反转驱动，则几乎不会看到闪烁。
栅极驱动器GD和源极驱动器SD基于从控制电路CNTL向栅极驱动器GD和源极驱动器SD供给的信号将LCD面板900a的扫描信号和显示信号分别供给至栅极总线GL和源极总线SL。例如，栅极驱动器GD和源极驱动器SD分别连接到设置于TFT基板910的对应的端子。栅极驱动器GD和源极驱动器SD例如有时作为驱动器IC安装于TFT基板910的边框区域FR，有时以单片形成于TFT基板910的边框区域FR。
对置基板920的对置电极924借助被称为传输(转移)的导电部(未图示)电连接到TFT基板910的端子(未图示)。传输是例如通过以与密封部重叠的方式或者对密封部的一部分赋予导电性而形成的。这是为了缩窄边框区域FR。从控制电路CNTL向对置电极924直接或者间接地供给共用电压。典型地，共用电压如上述那样也被供给至CS总线。
[扫描天线的基本结构]
使用了利用液晶材料的大的介电常数M(εM)的各向异性(双折射率)的天线单元的扫描天线对施加于与LCD面板的像素建立对应关系的天线单元的各液晶层的电压进行控制，使各天线单元的液晶层的有效的介电常数M(εM)变化，由此以静电电容不同的天线单元形成二维图案(与基于LCD的图像的显示对应。)。对从天线射出或者由天线接收的电磁波(例如微波)赋予与各天线单元的静电电容相应的相位差，与通过静电电容不同的天线单元形成的二维图案相应地，在特定的方向上具有强指向性(波束扫描)。例如，从天线射出的电磁波是通过考虑由各天线单元赋予的相位差而对输入电磁波射入到各天线单元并在各天线单元散射后得到的球面波进行积分而得到的。也能认为各天线单元作为“移相器：phaseshifter”发挥功能。关于使用液晶材料的扫描天线的基本结构和动作原理，请参照专利文献1～4及非专利文献1、2。非专利文献2公开了排列有螺旋状的缝隙的扫描天线的基本结构。为了参考，在本说明书中引用专利文献1～4和非专利文献1、2的全部公开内容。
此外，本发明的实施方式的扫描天线中的天线单元虽然与LCD面板的像素类似，但是与LCD面板的像素的结构不同，且多个天线单元的排列也与LCD面板的像素的排列不同。参照示出后面详细说明的第一实施方式的扫描天线1000的图1，来说明本发明的实施方式的扫描天线的基本结构。扫描天线1000是缝隙排列成同心圆状的径向线缝隙天线，但本发明的实施方式的扫描天线不限于此，例如缝隙的排列也可以是公知的各种排列。特备是，关于缝隙和/或天线单元的排列，为了参考将专利文献5的全部公开内容引用到本说明书中。
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，示意性地表示从设置于排列成同心圆状的缝隙的中心近旁的供电销72(参照图2的(b))沿着半径方向的截面的一部分。
扫描天线1000具备TFT基板101、缝隙基板201、配置在它们之间的液晶层LC、以及以隔着空气层54与缝隙基板201对置的方式配置的反射导电板65。扫描天线1000从TFT基板101侧发送、接收微波。
TFT基板101具有玻璃基板等电介质基板1、形成在电介质基板1上的多个贴片电极15、以及多个TFT10。各贴片电极15连接到对应的TFT10。各TFT10连接到栅极总线与源极总线。
缝隙基板201具有玻璃基板等电介质基板51、和形成在电介质基板51的液晶层LC侧的缝隙电极55。缝隙电极55具有多个缝隙57。
反射导电板65配置成隔着空气层54与缝隙基板201对置。能够使用由相对于微波的介电常数M小的电介质(例如PTFE等氟系树脂)形成的层来代替空气层54。缝隙电极55、反射导电板65、它们之间的电介质基板51以及空气层54作为波导路径301发挥功能。
贴片电极15、包含缝隙57的缝隙电极55的局部、以及它们之间的液晶层LC构成天线单元U。在各天线单元U中，一个贴片电极15隔着液晶层LC与包含一个缝隙57的缝隙电极55的局部相对，构成液晶电容。贴片电极15与缝隙电极55隔着液晶层LC对置的结构与图29所示的LCD面板900a的像素电极914与对置电极924隔着液晶层930对置的结构类似。即，扫描天线1000的天线单元U与LCD面板900a的像素P具有类似的构成。另外，天线单元在具有与液晶电容电并联连接的辅助电容(参照图13的(a)、图17)方面也具有与LCD面板900a的像素P相似的构成。但是，扫描天线1000与LCD面板900a具有许多不同点。
首先，扫描天线1000的电介质基板1、51所要求的性能不同于LCD面板的基板所要求的性能。
一般地，在LCD面板中使用在可见光下透明的基板，例如使用玻璃基板或者塑料基板。在反射型的LCD面板中，对于背面侧的基板不需要有透明性，因此有时也使用半导体基板。而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角正切表示为tanδM。)小。优选电介质基板1、51的tanδM为大致0.03以下，进一步优选为0.01以下。具体地，能够使用玻璃基板或者塑料基板。玻璃基板与塑料基板相比尺寸稳定性、耐热性优异，适于使用LCD技术形成TFT、布线、电极等电路要素。例如，在形成波导路径的材料是空气与玻璃的情况下，玻璃的上述介电损耗较大，因此从较薄的玻璃更能减小波导损耗这一观点出发，优选是400μm以下，进一步优选是300μm以下。没有特别的下限，只要在制造工艺中能无破损地进行处理即可。
电极所使用的导电材料也是不同的。在LCD面板的像素电极、对置电极中多使用ITO膜作为透明导电膜。但是，ITO相对于微波的tanδM大，无法作为天线中的导电层使用。缝隙电极55与反射导电板65一起作为波导路径301的壁发挥功能。因而，为了抑制微波透射过波导路径301的壁，优选波导路径301的壁的厚度、即金属层(Cu层或者Al层)的厚度大。已知金属层的厚度若是趋肤深度的3倍，则电磁波衰减为1/20(-26dB)，若是5倍，则衰减为1/150(-43dB)左右。因而，若金属层的厚度是趋肤深度的5倍，则能将电磁波的透射率降低为1％。例如，当针对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层时，能将微波降低到1/150。另外，当针对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层时，能将微波降低到1/150。像这样，优选缝隙电极55由比较厚的Cu层或者Al层形成。Cu层或者Al层的厚度没有特别的上限，可以考虑成膜时间或成本而适当地设定。当使用Cu层时，能得到与使用Al层相比形成为较薄的优点。不仅能采用在LCD的制造工艺中使用的薄膜沉积法，还能采用将Cu箔或者Al箔粘贴于基板等其他方法来形成比较厚的Cu层或者Al层。金属层的厚度例如是2μm以上且30μm以下。在使用薄膜沉积法形成的情况下，优选金属层的厚度是5μm以下。此外，反射导电板65例如能使用厚度是数mm的铝板、铜板等。
贴片电极15并不是如缝隙电极55那样构成波导路径301，因此能使用与缝隙电极55相比厚度较小的Cu层或者Al层。但是，为了避免缝隙电极55的缝隙57附近的自由电子的振动诱发贴片电极15内的自由电子的振动时转化为热的损耗，而优选贴片电极15的片电阻低。从批量生产性的观点出发，与Cu层相比优选使用Al层，优选Al层的厚度例如是0.3μm以上且2μm以下。
另外，天线单元U的排列间距与像素间距大为不同。例如，当考虑12GHz(Ku频带)的微波用的天线时，波长λ例如是25mm。这样，如专利文献4所记载的那样，天线单元U的间距是λ/4以下和/或λ/5以下，因此成为6.25mm以下和/或5mm以下。这比LCD面板的像素的间距大10倍以上。因而，天线单元U的长度和宽度也会比LCD面板的像素长度和宽度大约10倍。
当然，天线单元U的排列可与LCD面板的像素的排列不同。这里，示出排列成同心圆状的例子(例如参照日本特开2002-217640号公报)，但不限于此，例如，也可以如非专利文献2所记载的那样排列成螺旋状。进一步，也可以如专利文献4所记载的那样排列成矩阵状。
扫描天线1000的液晶层LC的液晶材料所要求的特性与LCD面板的液晶材料所要求的特性不同。LCD面板通过像素的液晶层的折射率变化而对可见光(波长为380nm～830nm)的偏振光赋予相位差，从而使偏振光状态变化(例如使直线偏振光的偏振轴方向旋转、或者使圆偏振光的圆偏振度变化)，由此进行显示。而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变化，而使被从各贴片电极激振(再辐射)的微波的相位变化。因而，优选液晶层相对于微波的介电常数M(εM)的各向异性(ΔεM)大，优选tanδM小。例如能够适宜使用M.Wittek et al.，SID 2015DIGESTpp.824-826中记载的ΔεM为4以上、tanδM为0.02以下(均为19Gz的值)。除此之外，能使用在九鬼、高分子55卷8月号pp.599-602(2006)中记载的ΔεM为0.4以上、tanδM为0.04以下的液晶材料。
一般地，液晶材料的介电常数具有频散，但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存在正相关关系。因而可以说，就相对于微波的天线单元用的液晶材料而言，优选是相对于可见光的折射率各向异性Δn大的材料。LCD用的液晶材料的折射率各向异性Δn是用相对于550nm的光的折射率各向异性来评价的。当这里也将相对于550nm的光的Δn(双折射率)用作指标时，对针对微波的天线单元用使用Δn为0.3以上、优选为0.4以上的向列液晶。Δn没有特别的上限。不过，Δn大的液晶材料存在极性强的倾向，因此有可能使可靠性降低。从可靠性的观点出发，优选Δn是0.4以下。液晶层的厚度例如是1μm～500μm。
以下，更详细地说明本发明的实施方式的扫描天线的结构和制造方法。
(第一实施方式)
首先，参照图1和图2。图1如详述那样是扫描天线1000的中心附近的示意性局部剖视图，图2的(a)和(b)分别是表示扫描天线1000中的TFT基板101和缝隙基板201的示意性俯视图。
扫描天线1000具有按二维排列的多个天线单元U，这里例示的扫描天线1000中，多个天线单元排列成同心圆状。在以下的说明中，将与天线单元U对应的TFT基板101的区域和缝隙基板201的区域称为“天线单元区域”，标注与天线单相位同的附图标记U。另外，如图2的(a)和图2的(b)所示，在TFT基板101和缝隙基板201中，将由按二维排列的多个天线单元区域划定的区域称为“发送接收区域R1”、将发送接收区域R1以外的区域称为“非发送接收区域R2”。在非发送接收区域R2设置端子部、驱动电路等。
图2的(a)是表示扫描天线1000中的TFT基板101的示意性俯视图。
在图示的例子中，从TFT基板101的法线方向观看时，发送接收区域R1是环状。非发送接收区域R2包括位于发送接收区域R1的中心部的第一非发送接收区域R2a、和位于发送接收区域R1的周缘部的第二非发送接收区域R2b。发送接收区域R1的外径例如是200mm～1500mm，是根据通信量等而设定的。
在TFT基板101的发送接收区域R1设有由电介质基板1支承的多个栅极总线GL和多个源极总线SL，利用这些布线来规定天线单元区域U。天线单元区域U在发送接收区域R1例如排列成同心圆状。天线单元区域U分别包括TFT、和电连接到TFT的贴片电极。TFT的源极电极电连接到源极总线SL，TFT的栅极电极电连接到栅极总线GL。另外，TFT的漏极电极与贴片电极电连接。
在非发送接收区域R2(R2a、R2b)，以包围发送接收区域R1的方式配置有密封区域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和缝隙基板201相互粘合，并且在上述基板101、201之间封入液晶。
在非发送接收区域R2中的密封区域Rs的外侧设置有栅极端子部GT、栅极驱动器GD、源极端子部ST以及源极驱动器SD。栅极总线GL分别借助栅极端子部GT连接到栅极驱动器GD。源极总线SL分别借助源极端子部ST连接到源极驱动器SD。此外，在该例中，源极驱动器SD和栅极驱动器GD形成在电介质基板1上，但上述驱动器中的一方或者双方也可以设置其他电介质基板上。
在非发送接收区域R2，还设置有多个传输端子部PT。传输端子部PT与缝隙基板201的缝隙电极55(图2的(b))电连接。在本说明书中，将传输端子部PT与缝隙电极55的连接部称为“传输部”。如图所示，传输端子部PT(传输部)可以配置在密封区域Rs内。在该情况下，可以使用含有导电性颗粒的树脂作为密封材料。由此，能使液晶封入TFT基板101与缝隙基板201之间，并且能确保传输端子部PT与缝隙基板201的缝隙电极55的电连接。在该例中，在第一非发送接收区域R2a和第二非发送接收区域R2b双方均配置有传输端子部PT，但也可以仅配置于任意一方。
此外，传输端子部PT(传输部)也可以不配置在密封区域Rs内。例如也可以配置在非发送接收区域R2中的密封区域Rs的外侧。
图2的(b)是例示扫描天线1000中的缝隙基板201的示意性俯视图，示出缝隙基板201的液晶层LC侧的表面。
在缝隙基板201中，在电介质基板51上，跨发送接收区域R1和非发送接收区域R2地形成有缝隙电极55。
在缝隙基板201的发送接收区域R1中，多个缝隙57配置于缝隙电极55。缝隙57与TFT基板101中的天线单元区域U对应配置。在图示的例子中，多个缝隙57为了构成径向线缝隙天线，而将在相互大致正交的方向上延伸的一对缝隙57排列成同心圆状。由于具有相互大致正交的缝隙，因此扫描天线1000能发送、接收圆偏振波。
缝隙电极55的端子部IT在非发送接收区域R2设置有多个。端子部IT与TFT基板101的传输端子部PT(图2的(a))电连接。在该例中，端子部IT配置在密封区域Rs内，通过含有导电性颗粒的密封材料与对应的传输端子部PT电连接。
另外，在第一非发送接收区域R2a中，供电销72配置在缝隙基板201的背面侧。微波通过供电销72进入由缝隙电极55、反射导电板65以及电介质基板51构成的波导路径301。供电销72连接到供电装置70。从排列有缝隙57的同心圆的中心进行供电。供电的方式可以是直接连结供电方式和电磁耦合方式中的任意一种，能采用公知的供电结构。
在图2的(a)和(b)中，示出了密封区域Rs以包围包含发送接收区域R1的比较窄的区域的方式设置的例子，但并不限于此。特别是，设置在发送接收区域R1的外侧的密封区域Rs也可以以保持距发送接收区域R1一定以上的距离的方式例如设置在电介质基板1和/或电介质基板51的近旁。当然，设置在非发送接收区域R2的例如端子部、驱动电路也可以形成在密封区域Rs的外侧(即，不存在液晶层的一侧)。通过在距发送接收区域R1一定以上距离的位置形成密封区域Rs，能够抑制受到密封材料(特别是，固化性树脂)所包含的杂质(特别是离子性杂质)的影响而使天线特性降低。
以下，参照附图更详细地说明扫描天线1000的各构成要素。
＜TFT基板101的结构＞
·天线单元区域U
图3的(a)和(b)分别是示意性地表示TFT基板101的天线单元区域U的剖视图和俯视图。
天线单元区域U分别具备：电介质基板(未图示)；TFT10，其由电介质基板支承；第一绝缘层11，其覆盖TFT10；贴片电极15，其形成在第一绝缘层11上，并电连接到TFT10；以及第二绝缘层17，其覆盖贴片电极15。TFT10例如配置在栅极总线GL与源极总线SL的交点近旁。
TFT10具备栅极电极3、岛状的半导体层5、配置在栅极电极3与半导体层5之间的栅极绝缘层4、源极电极7S以及漏极电极7D。TFT10的结构没有特别地限定。在该例中，TFT10是具有底栅结构的沟道蚀刻型TFT。
栅极电极3电连接到栅极总线GL，并从栅极总线GL供给扫描信号。源极电极7S电连接到源极总线SL，并从源极总线SL供给数据信号。栅极电极3和栅极总线GL可以由相同的导电膜(栅极用导电膜)形成。源极电极7S、漏极电极7D以及源极总线SL也可以由相同的导电膜(源极用导电膜)形成。栅极用导电膜和源极用导电膜例如是金属膜。在本说明书中，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以隔着栅极绝缘层4与栅极电极3重叠的方式配置。在图示的例子中，在半导体层5上形成有源极接触层6S和漏极接触层6D。源极接触层6S和漏极接触层6D分别配置在半导体层5中的形成沟道的区域(沟道区域)的两侧。半导体层5是本征非晶硅(i-a-Si)层，源极接触层6S和漏极接触层6D是n+型非晶硅(n+-a-Si)层。
源极电极7S以与源极接触层6S接触的方式设置，并借助源极接触层6S连接到半导体层5。漏极电极7D以与漏极接触层6D接触的方式设置，并借助漏极接触层6D连接到半导体层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设置在第一绝缘层11上和接触孔CH1内，在接触孔CH1内与漏极电极7D接触。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。不过，贴片电极15中的金属层的厚度(在贴片电极15为金属电极的情况下是贴片电极15的厚度)设定为比源极电极7S及漏极电极7D的厚度大。贴片电极15中的金属层的厚度在由Al层形成的情况下，例如设定为0.3μm以上。
可以使用与栅极总线GL相同的导电膜，来设置CS总线CL。CS总线CL也可以以隔着栅极绝缘层4与漏极电极(或者漏极电极的延长部分)7D重叠的方式配置，构成将栅极绝缘层4作为电介质层的辅助电容CS。
也可以在比栅极总线GL靠电介质基板侧，形成有对准标记(例如金属层)21、和覆盖对准标记21的基底绝缘膜2。关于对准标记21，在由一张玻璃基板例如制作m张TFT基板的情况下，若光掩模的个数为n个(n＜m)，则需要将各曝光工序分为多次而进行。这样，在光掩模的个数(n个)比由一张玻璃基板1制作的TFT基板101的张数(m张)少时，用于光掩模的对准。对准标记21能省略。
在本实施方式中，在与源极金属层不同的层内形成贴片电极15。由此，能得到如下优点。
源极金属层因为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。但是，优选贴片电极是不阻碍电子的振动程度的低电阻，例如由厚度为0.3μm以上的比较厚的Al层形成。从天线性能的观点来看，优选贴片电极较厚。但是，也取决于TFT的结构，例如若由源极金属层形成具有超过1μm的厚度的贴片电极，则会产生得不到所希望的图案化精度的问题。例如，会产生无法以高的精度控制源极电极与漏极电极之间的间隙(相当于TFT的沟道长度)的问题。而在本实施方式中，与源极金属层分开地形成贴片电极15，因此能独立地控制源极金属层的厚度与贴片电极15的厚度。因而，能够确保形成源极金属层时的控制性，且能够形成所希望的厚度的贴片电极15。
在本实施方式中，能与源极金属层的厚度分开地以高自由度设定贴片电极15的厚度。此外，贴片电极15的尺寸无需如源极总线SL等那样被严格地控制，因此即使由于增厚贴片电极15而致使线宽度变动(与设计值的偏差)变大也不要紧。此外，并不排除贴片电极15的厚度与源极金属层的厚度相等的情况。
贴片电极15可以包含Cu层或者Al层作为主层。扫描天线的性能与贴片电极15的电阻有关，主层的厚度以能得到所希望的电阻的方式设置。从电阻的观点来看，Cu层与Al层相比，更有可能减小贴片电极15的厚度。
·栅极端子部GT、源极端子部ST以及传输端子部PT图4的(a)～(c)分别是示意性表示栅极端子部GT、源极端子部ST以及传输端子部PT的剖视图。
栅极端子部GT具备形成在电介质基板上的栅极总线GL、覆盖栅极总线GL的绝缘层、以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接触。在该例中，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以及第二绝缘层17。栅极端子用上部连接部19g例如是由设置在第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。
源极端子部ST具备形成在电介质基板上(这里为栅极绝缘层4上)的源极总线SL、覆盖源极总线SL的绝缘层、以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内与源极总线SL接触。在该例中，覆盖源极总线SL的绝缘层包含第一绝缘层11和第二绝缘层17。源极端子用上部连接部19s例如是由设置在第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。
传输端子部PT具有形成在第一绝缘层11上的贴片连接部15p、覆盖贴片连接部15p的第二绝缘层17、以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17的接触孔CH4内与贴片连接部15p接触。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例如是由设置在第二绝缘层17上的透明导电膜形成的透明电极。在本实施方式中，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。
在本实施方式中，有如下优点：能通过在形成第二绝缘层17之后的蚀刻工序，同时形成各端子部的接触孔CH2、CH3、CH4。后述详细的制造工艺。
＜TFT基板101的制造方法＞
TFT基板101例如能用以下的方法来制造。图5是例示TFT基板101的制造工序的图。
首先，在电介质基板上形成金属膜(例如Ti膜)，并对其进行图案化，从而形成对准标记21。作为电介质基板，例如能使用玻璃基板、具有耐热性的塑料基板(树脂基板)等。接着，以覆盖对准标记21的方式形成基底绝缘膜2。例如使用SiO2膜作为基底绝缘膜2。
接下来，在基底绝缘膜2上形成包含栅极电极3和栅极总线GL的栅极金属层。
栅极电极3能与栅极总线GL一体地形成。这里，在电介质基板上通过溅射法等形成未图示的栅极用导电膜(厚度：例如为50nm以上且500nm以下)。接着，通过对栅极用导电膜进行图案化，得到栅极电极3和栅极总线GL。栅极用导电膜的材料没有特别地限定。能适当地使用包含铝(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。这里，形成依次层叠MoN(厚度：例如为50nm)、Al(厚度：例如为200nm)以及MoN(厚度：例如为50nm)而成的层叠膜作为栅极用导电膜。
接着，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能通过CVD法等形成。能适当地使用氧化硅(SiO2)层、氮化硅(SiNx)层、氧化氮化硅(SiOxNy；x＞y)层、氮化氧化硅(SiNxOy；x＞y)层等作为栅极绝缘层4。也可以是栅极绝缘层4具有层叠结构。这里，形成SiNx层(厚度：例如为410nm)作为栅极绝缘层4。
接着，在栅极绝缘层4上形成半导体层5和接触层。这里，依次形成本征非晶硅膜(厚度：例如为125nm)和n+型非晶硅膜(厚度：例如为65nm)，并进行图案化，由此得到岛状的半导体层5和接触层。用于半导体层5的半导体膜并不限于非晶硅膜。例如，也可以形成氧化物半导体层作为半导体层5。在该情况下，也可以不在半导体层5与源极/漏极电极之间设置接触层。
接着，在栅极绝缘层4上和接触层上形成源极用导电膜(厚度：例如为50nm以上且500nm以下)，并对其进行图案化，从而形成包含源极电极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，形成相互分离的源极接触层6S与漏极接触层6D。
源极用导电膜的材料没有特别地限定。能适当地使用包含铝(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。这里，形成依次层叠MoN(厚度：例如为30nm)、Al(厚度：例如为200nm)及MoN(厚度：例如为50nm)而成的层叠膜作为源极用导电膜。此外，也可以取而代之，而形成依次层叠Ti(厚度：例如为30nm)、MoN(厚度：例如为30nm)、Al(厚度：例如为200nm)以及MoN(厚度：例如50nm)而成的层叠膜作为源极用导电膜。
这里，例如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)。之后，例如利用干式蚀刻将接触层中的位于成为半导体层5的沟道区域的区域上的部分除去而形成间隙部，并分离成源极接触层6S和漏极接触层6D。此时，在间隙部中，半导体层5的表面近旁也被蚀刻(过蚀刻)。
此外，例如在使用依次层叠Ti膜和Al膜而成的层叠膜作为源极用导电膜的情况下，例如可以使用磷酸乙酸硝酸水溶液，利用湿式蚀刻进行Al膜的图案化之后，利用干式蚀刻同时对Ti膜和接触层(n+型非晶硅层)6进行图案化。或者也能够一并对源极用导电膜及接触层进行蚀刻。不过，在同时对源极用导电膜或其下层与接触层6进行蚀刻的情况下，有时难以控制基板整体的半导体层5的蚀刻量(间隙部的挖掘量)的分布。而如上述那样，若通过单独的蚀刻工序进行源极/漏极分离与间隙部的形成，则能更容易地控制间隙部的蚀刻量。
接着，以覆盖TFT10的方式形成第一绝缘层11。在该例中，第一绝缘层11以与半导体层5的沟道区域接触的方式配置。另外，利用公知的光刻，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(SiNx)膜、氧化氮化硅(SiOxNy；x＞y)膜、氮化氧化硅(SiNxOy；x＞y)膜等无机绝缘层。这里，例如通过CVD法形成厚度例如为330nm的SiNx层作为第一绝缘层11。
接着，在第一绝缘层11上和接触孔CH1内形成贴片用导电膜，并对其进行图案化。由此，在发送接收区域R1形成贴片电极15，在非发送接收区域R2形成贴片连接部15p。贴片电极15在接触孔CH1内与漏极电极7D接触。此外，在本说明书中，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”。
能使用与栅极用导电膜或源极用导电膜相同的材料作为贴片用导电膜的材料。不过，贴片用导电膜设定为比栅极用导电膜和源极用导电膜厚。由此，通过使贴片电极的片电阻降低，能使贴片电极内的自由电子的振动转化为热的损耗降低。贴片用导电膜的优选厚度例如是0.3μm以上。若比其薄，则片电阻变成0.10Ω/sq以上，有可能发生损耗变大的问题，贴片用导电膜的厚度例如是3μm以下，更加优选是2μm以下。若比其厚，则有时由于过程中的热应力而产生基板的翘曲。若翘曲较大，则在批量生产工序中，会产生输送故障、基板的缺损、或者基板的开裂等的问题。
这里，形成依次层叠MoN(厚度：例如为50nm)、Al(厚度：例如为1000nm)及MoN(厚度：例如为50nm)而成的层叠膜(MoN/Al/MoN)作为贴片用导电膜。此外，也可以取而代之，形成依次层叠Ti(厚度：例如为50nm)、MoN(厚度：例如为50nm)、Al(厚度：例如为2000nm)及MoN(厚度：例如为50nm)而成的层叠膜(MoN/Al/MoN/Ti)。或者，还可以取而代之，形成依次层叠Ti(厚度：例如为50nm)、MoN(厚度：例如为50nm)、Al(厚度：例如为500nm)及MoN(厚度：例如为50nm)而成的层叠膜(MoN/Al/MoN/Ti)。或者还可以使用依次层叠Ti膜、Cu膜及Ti膜而成的层叠膜(Ti/Cu/Ti)、或者依次层叠Ti膜和Cu膜而成的层叠膜(Cu/Ti)。
接着，在贴片电极15和第一绝缘层11上形成第二绝缘层(厚度：例如为100nm以上且300nm以下)17。作为第二绝缘层17没有特别地限定，例如能适当地使用氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧化氮化硅(SiOxNy；x＞y)膜、及氮化氧化硅(SiNxOy；x＞y)膜等。这里，例如形成厚度为200nm的SiNx层作为第二绝缘层17。
之后，例如通过使用了氟系气体的干式蚀刻，一并地对无机绝缘膜(第二绝缘层17、第一绝缘层11及栅极绝缘层4)进行蚀刻。在蚀刻中，贴片电极15、源极总线SL及栅极总线GL作为蚀刻阻挡物发挥功能。由此，在第二绝缘层17、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，在第二绝缘层17和第一绝缘层11形成到达源极总线SL的接触孔CH3。另外，在第二绝缘层17形成到达贴片连接部15p的接触孔CH4。
在该例中，由于一并地对无机绝缘膜进行蚀刻，因此在得到的接触孔CH2的侧壁中，第二绝缘层17、第一绝缘层11及栅极绝缘层4的侧面相连接，在接触孔CH3的侧壁中，第二绝缘层17和第一绝缘层11的侧壁相连接。此外，在本说明书中，在接触孔内，不同的两个以上的层的“侧面相连接”不仅包括上述层中的在接触孔内露出的侧面在垂直方向上齐平的情况，还包括以连续的方式构成锥形形状等的倾斜面的情况。这种构成例如是通过使用同一掩模对上述层进行蚀刻、或者将一个层作为掩模进行另一个层的蚀刻等而得到的。
接着，在第二绝缘层17上、及接触孔CH2、CH3、CH4内，例如通过溅射法形成透明导电膜(厚度：50nm以上且200nm以下)。作为透明导电膜，例如能使用ITO(铟/锡氧化物)膜、IZO膜、ZnO膜(氧化锌膜)等。这里，使用厚度例如是100nm的ITO膜作为透明导电膜。
接着，通过对透明导电膜进行图案化，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布线。这样，得到栅极端子部GT、源极端子部ST及传输端子部PT。
＜缝隙基板201的结构＞
接着，更具体地说明缝隙基板201的结构。
图6是示意性地表示缝隙基板201中的天线单元区域U和端子部IT的剖视图。
缝隙基板201具备：具有表面和背面的电介质基板51；形成于电介质基板51的表面的第三绝缘层52；形成在第三绝缘层52上的缝隙电极55；以及覆盖缝隙电极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与电介质基板51的背面对置的方式配置。缝隙电极55和反射导电板65作为波导路径301的壁发挥功能。
在发送接收区域R1中，多个缝隙57形成于缝隙电极55。缝隙57是贯通缝隙电极55的开口。在该例中，在各天线单元区域U配置有一个缝隙57。
第四绝缘层58形成在缝隙电极55上和缝隙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覆盖缝隙电极55，使得缝隙电极55与液晶层LC不直接接触，因此能提高可靠性。若缝隙电极55由Cu层形成，则有时Cu会溶出到液晶层LC。另外，若使用薄膜沉积技术由Al层形成缝隙电极55，则有时在Al层中含有孔隙。第四绝缘层58能防止液晶材料侵入Al层的孔隙中。此外，若通过将铝箔利用粘合材料粘贴于电介质基板51并对Al层进行图案化而制作缝隙电极55，则能避免孔隙的问题。
缝隙电极55包含Cu层、Al层等主层55M。缝隙电极55可以具有包含主层55M、和以夹着主层55M的方式配置的上层55U及下层55L的层叠结构。主层55M的厚度是根据材料并考虑趋肤效应而设定的，例如可以是2μm以上且30μm以下。主层55M的厚度典型地大于上层55U及下层55L的厚度。
在图示的例子中，主层55M是Cu层，上层55U及下层55L是Ti层。通过在主层55M与第三绝缘层52之间配置下层55L，能提高缝隙电极55与第三绝缘层52的贴紧性。另外，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构成波导路径301的壁，因此优选具有趋肤深度3倍以上、优选5倍以上的厚度。反射导电板65例如能使用通过切削而制作出的厚度为数mm的铝板、铜板等。
在非发送接收区域R2设置有端子部IT。端子部IT具备缝隙电极55、覆盖缝隙电极55的第四绝缘层58、以及上部连接部60。第四绝缘层58具有到达缝隙电极55的开口。上部连接部60在开口内与缝隙电极55接触。在本实施方式中，端子部IT配置在密封区域Rs内，通过含有导电性颗粒的密封树脂而与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、与缝隙基板201的端子部IT连接的传输部的示意性剖视图。在图7中，对与图1～图4相同的构成要素标注相同的附图标记。
在传输部中，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。在本实施方式中，将上部连接部60与传输端子用上部连接部19p借助包含导电性珠71的树脂(密封树脂)73(有时也称为“密封部73”。)连接。
上部连接部60、19p均为ITO膜、IZO膜等透明导电层，有时在其表面形成氧化膜。当形成氧化膜时，无法确保透明导电层彼此的电连接，接触电阻可能变高。而在本实施方式中，借助包含导电性珠(例如Au珠)71的树脂而使上述透明导电层粘合，因此即使形成有表面氧化膜，导电性珠也会冲破表面氧化膜(贯通)，从而能抑制接触电阻的增大。导电性珠71也可以不仅贯通表面氧化膜，还贯通作为透明导电层的上部连接部60、19p，而与贴片连接部15p及缝隙电极55直接接触。
传输部既可以配置于扫描天线1000的中心部及周缘部(即，从扫描天线1000的法线方向观察时，环状的发送接收区域R1的内侧及外侧)双方，也可以仅配置于任意一方。传输部可以配置在将液晶封入的密封区域Rs内，也可以配置于密封区域Rs的外侧(与液晶层相反一侧)。
＜缝隙基板201的制造方法＞
缝隙基板201例如能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：例如为200nm)52。能使用玻璃基板、树脂基板等相对于电磁波的透射率高(介电常数εM和介电损耗tanδM小)的基板作为电介质基板。为了抑制电磁波的衰减，优选电介质基板较薄。例如可以在玻璃基板的表面通过后述的工艺形成缝隙电极55等构成要素之后，从背面侧将玻璃基板薄板化。由此，能将玻璃基板的厚度降低至例如500μm以下。
在使用树脂基板作为电介质基板的情况下，可以直接将TFT等构成要素形成在树脂基板上，也可以使用转印法来将TFT等构成要素形成在树脂基板上。根据转印法，例如在玻璃基板上形成树脂膜(例如为聚酰亚胺膜)，并在树脂膜上用后述的工艺形成构成要素之后，使形成了构成要素的树脂膜与玻璃基板分离。一般地，与玻璃相比，树脂的介电常数εM及介电损耗tanδM小。树脂基板的厚度例如是3μm～300μm。作为树脂材料，除聚酰亚胺以外，例如也能使用液晶高分子。
作为第三绝缘层52，没有特别地限定，例如能适当地使用氧化硅(SiO2)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧化氮化硅(SiOxNy；x＞y)膜、及氮化氧化硅(SiNxOy；x＞y)膜等。
接着，在第三绝缘层52上形成金属膜，并对其进行图案化，由此得到具有多个缝隙57的缝隙电极55。作为金属膜，可以使用厚度为2μm～5μm的Cu膜(或者Al膜)。这里，使用依次层叠Ti膜、Cu膜及Ti膜而成的层叠膜。此外，也可以取而代之，形成依次层叠Ti(厚度：例如为50nm)和Cu(厚度：例如为5000nm)而成的层叠膜。
之后，在缝隙电极55上和缝隙57内形成第四绝缘层(厚度：例如为100nm或者200nm)58。第四绝缘层58的材料可以与第三绝缘层的材料相同。之后，在非发送接收区域R2中，在第四绝缘层58形成到达缝隙电极55的开口部。
接着，在第四绝缘层58上和第四绝缘层58的开口部内形成透明导电膜，并对其进行图案化，由此形成在开口部内与缝隙电极55接触的上部连接部60。由此，得到端子部IT。
＜TFT10的材料及结构＞
在本实施方式中，使用将半导体层5作为活性层的TFT作为配置于各像素的开关元件。半导体层5不限于非晶硅层，也可以是多晶硅层、氧化物半导体层。
在使用氧化物半导体层的情况下，氧化物半导体层所包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，可举出多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体、c轴与层面大致垂直地取向的结晶质氧化物半导体等。
氧化物半导体层也可以具有两层以上的层叠结构。在氧化物半导体层具有层叠结构的情况下，氧化物半导体层可以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，也可以包含结晶结构不同的多个结晶质氧化物半导体层。另外，还可以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双层结构的情况下，优选上层所包含的氧化物半导体的能隙大于下层所包含的氧化物半导体的能隙。不过，在上述层的能隙之差比较小的情况下，下层的氧化物半导体的能隙也可以大于上层的氧化物半导体的能隙。
非晶质氧化物半导体和上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例如记载在日本特开2014-007399号公报中。为了参考，在本说明书中引用日本特开2014-007399号公报的全部公开内容。
氧化物半导体层例如可以包含In、Ga及Zn中的至少一种金属元素。在本实施方式中，氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体(例如氧化铟镓锌)。这里，In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物，In、Ga及Zn的比例(组成比)没有特别限定，例如包括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能由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。
In-Ga-Zn-O系的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系的半导体，优选c轴与层面大致垂直地取向的结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体。
此外，结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体的结晶结构例如公开于上述的日本特开2014-007399号公报、日本特开2012-134475号公报、日本特开2014-209727号公报等中。为了参考，在本说明书中引用日本特开2012-134475号公报和日本特开2014-209727号公报的全部公开内容。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20倍)和低漏电电流(与a-SiTFT相比不到百分之一)，因此适于用作驱动TFT(例如设置于非发送接收区域的驱动电路所包含的TFT)和设置于各天线单元区域的TFT。
氧化物半导体层也可以包含其他氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O系半导体。例如可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-SnO2-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，氧化物半导体层也可以包含In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-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-Zn-O系半导体、Al-Ga-Zn-O系半导体、及Ga-Zn-O系半导体等。
在图3所示的例子中，TFT10是具有底栅结构的沟道蚀刻型TFT。在“沟道蚀刻型TFT”中，在沟道区域上没有形成蚀刻阻挡物层，源极和漏极电极的沟道侧的端部下表面以与半导体层的上表面接触的方式配置。沟道蚀刻型TFT例如通过在半导体层上形成源极/漏极电极用的导电膜，并进行源极/漏极分离而形成。在源极/漏极分离工序中，有时对沟道区域的表面部分进行蚀刻。
此外，TFT10也可以是在沟道区域上形成有蚀刻阻挡物层的蚀刻阻挡物型TFT。在蚀刻阻挡物型TFT中，源极和漏极电极的沟道侧的端部下表面例如位于蚀刻阻挡物层上。蚀刻阻挡物型TFT例如是通过以下方式形成的：在形成覆盖半导体层中的成为沟道区域的部分的蚀刻阻挡物层之后，在半导体层和蚀刻阻挡物层上形成源极/漏极电极用的导电膜，并进行源极/漏极分离。
另外，TFT10具有源极和漏极电极与半导体层的上表面接触的顶接触结构，但源极和漏极电极也可以以与半导体层的下表面接触的方式配置(底接触结构)。进一步，TFT10既可以是在半导体层的电介质基板侧具有栅极电极的底栅结构，也可以是在半导体层的上方具有栅极电极的顶栅结构。
(第二实施方式)
参照附图说明第二实施方式的扫描天线。本实施方式的扫描天线中的TFT基板与图2所示的TFT基板101的不同之处在于，成为各端子部的上部连接部的透明导电层设置在TFT基板中的第一绝缘层与第二绝缘层之间。
图8的(a)～(c)分别是表示本实施方式中的TFT基板102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相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略说明。此外，天线单元区域U的截面结构与上述的实施方式(图3)相同，因此省略图示和说明。
本实施方式的栅极端子部GT具备形成在电介质基板上的栅极总线GL、覆盖栅极总线GL的绝缘层、以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接触。在该例中，覆盖栅极总线GL的绝缘层包含栅极绝缘层4和第一绝缘层11。在栅极端子用上部连接部19g和第一绝缘层11上形成有第二绝缘层17。第二绝缘层17具有将栅极端子用上部连接部19g的一部分露出的开口部18g。在该例中，第二绝缘层17的开口部18g可以以将整个接触孔CH2露出的方式配置。
源极端子部ST具备形成在电介质基板上(这里为栅极绝缘层4上)的源极总线SL、覆盖源极总线SL的绝缘层、以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内与源极总线SL接触。在该例中，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延伸设置在源极端子用上部连接部19s和第一绝缘层11上。第二绝缘层17具有将源极端子用上部连接部19s的一部分露出的开口部18s。第二绝缘层17的开口部18s也可以以将整个接触孔CH3露出的方式配置。
传输端子部PT具有：源极连接布线7p，其由与源极总线SL相同的导电膜(源极用导电膜)形成；第一绝缘层11，其延伸设置于源极连接布线7p上；以及传输端子用上部连接部19p和贴片连接部15p，它们形成在第一绝缘层11上。
在第一绝缘层11设置有将源极连接布线7p露出的接触孔CH5和接触孔CH6。传输端子用上部连接部19p配置在第一绝缘层11上和接触孔CH5内，并在接触孔CH5内与源极连接布线7p接触。贴片连接部15p配置在第一绝缘层11上和接触孔CH6内，并在接触孔CH6内与源极连接布线7p接触。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。此外，各端子部的上部连接部19g、19s及19p也可以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具有将传输端子用上部连接部19p的一部分露出的开口部18p。在该例中，第二绝缘层17的开口部18p以将整个接触孔CH5露出的方式配置。另一方面，贴片连接部15p由第二绝缘层17覆盖。
这样，在本实施方式中，通过形成于源极金属层的源极连接布线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，但与上述的实施方式同样地，传输端子用上部连接部19p通过含有导电性颗粒的密封树脂与缝隙基板201中的缝隙电极连接。
在上述的实施方式中，在第二绝缘层17的形成之后，一并形成深度不同的接触孔CH1～CH4。例如在栅极端子部GT上，对比较厚的绝缘层(栅极绝缘层4、第一绝缘层11以及第二绝缘层17)进行蚀刻，而在传输端子部PT中，仅对第二绝缘层17进行蚀刻。因此，成为浅的接触孔的基底的导电膜(例如贴片电极用导电膜)在蚀刻时可能受到大的损伤。
而在本实施方式中，在形成第二绝缘层17之前形成接触孔CH1～3、CH5、CH6。这些接触孔仅形成于第一绝缘层11或者形成于第一绝缘层11和栅极绝缘层4的层叠膜，因此与上述的实施方式相比，能降低一并形成的接触孔的深度之差。因而，能减小对成为接触孔的基底的导电膜的损伤。特别是，在对贴片电极用导电膜使用Al膜的情况下，若使ITO膜与Al膜直接接触，则无法得到良好的接触，所以有时在Al膜的上层形成MoN层等盖层。在这种情况下，不需要考虑蚀刻时的损伤而增大盖层的厚度，因此是有利的。
＜TFT基板102的制造方法＞
例如用如下方法来制造TFT基板102。图9是例示TFT基板102的制造工序的图。此外，以下，在各层的材料、厚度、及形成方法等与上述的TFT基板101相同的情况下省略说明。
首先，用与TFT基板102同样的方法，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、接触层以及源极金属层，而得到TFT。在形成源极金属层的工序中，由源极用导电膜形成源极和漏极电极、源极总线以及源极连接布线7p。
接着，以覆盖源极金属层的方式形成第一绝缘层11。之后，一并地对第一绝缘层11和栅极绝缘层4进行蚀刻，形成接触孔CH1～3、CH5、CH6。在蚀刻中，源极总线SL和栅极总线GL作为蚀刻阻挡物发挥功能。由此，在发送接收区域R1中，在第一绝缘层11形成到达TFT的漏极电极的接触孔CH1。另外，在非发送接收区域R2中，在第一绝缘层11和栅极绝缘层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和到达源极连接布线7p的接触孔CH5、CH6。可以将接触孔CH5配置于密封区域Rs，将接触孔CH6配置在密封区域Rs的外侧。或者也可以将两者均配置在密封区域Rs的外部。
接着，在第一绝缘层11上和接触孔CH1～3、CH5、CH6形成透明导电膜，并对其进行图案化。由此，形成在接触孔CH2内与栅极总线GL接触的栅极端子用上部连接部19g、在接触孔CH3内与源极总线SL接触的源极端子用上部连接部19s、以及在接触孔CH5内与源极连接布线7p接触的传输端子用上部连接部19p。
接着，在第一绝缘层11上、栅极端子用上部连接部19g、源极端子用上部连接部19s、传输端子用上部连接部19p上、以及接触孔CH1、CH6内形成贴片电极用导电膜，并进行图案化。由此，在发送接收区域R1形成在接触孔CH1内与漏极电极7D接触的贴片电极15，在非发送接收区域R2形成在接触孔CH6内与源极连接布线7p接触的贴片连接部15p。可以利用湿式蚀刻进行贴片电极用导电膜的图案化。这里，使用能增大透明导电膜(ITO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，能够使透明导电膜作为蚀刻阻挡物发挥功能。源极总线SL、栅极总线GL及源极连接布线7p中的通过接触孔CH2、CH3、CH5露出的部分被蚀刻阻挡物(透明导电膜)覆盖，因此未被蚀刻。
接下来，形成第二绝缘层17。之后，例如通过使用了氟系气体的干式蚀刻，进行第二绝缘层17的图案化。由此，在第二绝缘层17设置将栅极端子用上部连接部19g露出的开口部18g、将源极端子用上部连接部19s露出的开口部18s以及将传输端子用上部连接部19p露出的开口部18p。这样，得到TFT基板102。
(第三实施方式)
参照附图说明第三实施方式的扫描天线。本实施方式的扫描天线中的TFT基板与图8所示的TFT基板102不同之处在于，不将由透明导电膜构成的上部连接部设置于传输端子部。
图10的(a)～(c)分别是表示本实施方式的TFT基板103的栅极端子部GT、源极端子部ST以及传输端子部PT的剖视图。对与图8相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略说明。此外，天线单元区域U的结构与上述的实施方式(图3)相同，因此省略图示和说明。
栅极端子部GT和源极端子部ST的结构与图8所示的TFT基板102的栅极端子部和源极端子部的结构相同。
传输端子部PT具有形成在第一绝缘层11上的贴片连接部15p、和层叠在贴片连接部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，并具有将保护导电层23的一部分露出的开口部18p。另一方面，贴片电极15被第二绝缘层17覆盖。
＜TFT基板103的制造方法＞
TFT基板103例如用如下方法制造。图11是例示TFT基板103的制造工序的图。此外，以下，在各层的材料、厚度、形成方法等与上述的TFT基板101相同的情况下省略说明。
首先，用与TFT基板101同样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、接触层以及源极金属层，而得到TFT。
接着，以覆盖源极金属层的方式形成第一绝缘层11。之后，一并地对第一绝缘层11和栅极绝缘层4进行蚀刻，形成接触孔CH1～CH3。在蚀刻中，源极总线SL和栅极总线GL作为蚀刻阻挡物发挥功能。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和栅极绝缘层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。在形成传输端子部的区域不形成接触孔。
接着，在第一绝缘层11上和接触孔CH1、CH2、CH3内形成透明导电膜，并对其进行图案化。由此，形成在接触孔CH2内与栅极总线GL接触的栅极端子用上部连接部19g、及在接触孔CH3内与源极总线SL接触的源极端子用上部连接部19s。在形成传输端子部的区域，透明导电膜被去除。
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、以及接触孔CH1内形成贴片电极用导电膜，并对其进行图案化。由此，在发送接收区域R1形成在接触孔CH1内与漏极电极7D接触的贴片电极15，在非发送接收区域R2形成贴片连接部15p。与上述的实施方式同样地，在贴片电极用导电膜的图案化中使用能确保透明导电膜(ITO等)与贴片电极用导电膜的蚀刻选择比的蚀刻剂。
接下来，在贴片连接部15p上形成保护导电层23。能使用Ti层、ITO层及IZO(铟锌氧化物)层等(厚度：例如为50nm以上100nm以下)作为保护导电层23。在此，使用Ti层(厚度：例如为50nm)作为保护导电层23。此外，也可以将保护导电层形成在贴片电极15之上。
接着，形成第二绝缘层17。之后，例如通过使用氟系气体的干式蚀刻进行第二绝缘层17的图案化。由此，在第二绝缘层17设置将栅极端子用上部连接部19g露出的开口部18g、将源极端子用上部连接部19s露出的开口部18s、以及将保护导电层23露出的开口部18p。这样，得到TFT基板103。
＜缝隙基板203的结构＞
图12是用于说明本实施方式的将TFT基板103的传输端子部PT与缝隙基板203的端子部IT连接的传输部的示意性剖视图。在图12中，对与上述的实施方式同样的构成要素标注相同的附图标记。
首先，说明本实施方式的缝隙基板203。缝隙基板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、形成在第三绝缘层52上的缝隙电极55、以及覆盖缝隙电极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与电介质基板51的背面对置的方式配置。缝隙电极55和反射导电板65作为波导路径301的壁发挥功能。
缝隙电极55具有将Cu层或Al层作为主层55M的层叠结构。在发送接收区域R1中，在缝隙电极55形成有多个缝隙57。发送接收区域R1中的缝隙电极55的结构与参照图6说明的上述的缝隙基板201的结构相同。
在非发送接收区域R2设置有端子部IT。在端子部IT中，在第四绝缘层58设置有将缝隙电极55的表面露出的开口。缝隙电极55的露出的区域成为接触面55c。这样，在本实施方式中，缝隙电极55的接触面55c未被第四绝缘层58覆盖。
在传输部中，借助包含导电性珠71的树脂(密封树脂)将TFT基板103中的覆盖贴片连接部15p的保护导电层23与缝隙基板203中的缝隙电极55的接触面55c连接。
本实施方式的传输部与上述的实施方式同样地，可以配置于扫描天线的中心部及周缘部双方，也可以配置于任意一方。另外，可以配置在密封区域Rs内，也可以配置在密封区域Rs的外侧(与液晶层相反一侧)。
在本实施方式中，在传输端子部PT和端子部IT的接触面不设置透明导电膜。因此，能够使保护导电层23与缝隙基板203的缝隙电极55借助含有导电性颗粒的密封树脂连接。
另外，在本实施方式中，与第一实施方式(图3和图4)相比，一并形成的接触孔的深度之差较小，因此能降低成为接触孔的基底的导电膜的损伤。
＜缝隙基板203的制造方法＞
如下制造缝隙基板203。各层的材料、厚度及形成方法与缝隙基板201相同，因此省略说明。
首先，用与缝隙基板201相同的方法在电介质基板上形成第三绝缘层52和缝隙电极55，在缝隙电极55形成多个缝隙57。接着，在缝隙电极55上和缝隙内形成第四绝缘层58。之后，为了将成为缝隙电极55的接触面的区域露出而在第四绝缘层58设置开口部18p。这样，制造缝隙基板203。
＜内部加热器结构＞
如上所述，优选在天线的天线单元中使用的液晶材料的介电各向异性ΔεM大。但是，介电各向异性ΔεM大的液晶材料(向列液晶)的粘度大，存在响应速度慢的问题。特别是，当温度降低时，粘度上升。移动体(例如船舶、飞机、汽车)所搭载的扫描天线的环境温度会发生变动。因而，优选能将液晶材料的温度调整为某种程度以上，例如30℃以上、或者45℃以上。优选设定温度以向列液晶材料的粘度大致变成10cP(厘泊)以下的方式设定。
优选本发明的实施方式的扫描天线除了具有上述的结构以外，还具有内部加热器结构。内部加热器优选为利用焦耳热的电阻加热方式的加热器。作为加热用电阻膜的材料，没有特别地限定，例如可以使用ITO、IZO等电阻率较高的导电材料。另外，为了进行电阻值的调整，也可以用金属(例如、镍铬合金、钛、铬、铂、镍、铝、铜)的细线、丝网来形成电阻膜。也可以使用ITO、IZO等的细线、丝网。只要根据所要求的散热量设定电阻值即可。
例如，为了在直径为340mm的圆的面积(约90,000mm2)中以100V交流(60Hz)将电阻膜的发热温度设为30℃，只要将电阻膜的电阻值设为139Ω、将电流设为0.7A、将功率密度设为800W/m2即可。为了在相同的面积以100V交流(60Hz)将电阻膜的发热温度设为45℃，只要将电阻膜的电阻值设为82Ω、将电流设为1.2A、将功率密度设为1350W/m2即可。
加热用电阻膜只要不影响扫描天线的动作就可以设置于任意的部位，但为了对液晶材料高效地进行加热，优选设置在液晶层的附近。例如像图13的(a)所示的TFT基板104那样，可以在电介质基板1的大致整个面形成电阻膜68。图13的(a)是具有加热用电阻膜68的TFT基板104的示意性俯视图。电阻膜68例如被图3所示的基底绝缘膜2覆盖。基底绝缘膜2形成为具有足够的绝缘耐压。
优选电阻膜68具有开口部68a、68b以及68c。在使TFT基板104与缝隙基板贴合时，缝隙57处于与贴片电极15对置的位置。此时，为了在从缝隙57的边缘起距离为d的周围不存在电阻膜68，而配置开口部68a。d例示是0.5mm。另外，优选也在辅助电容CS的下部配置开口部68b，也在TFT的下部配置开口部68c。
此外，天线单元U的尺寸例如是4mm×4mm。另外，如图13的(b)所示，例如缝隙57的宽度s2是0.5mm，缝隙57的长度s1是3.3mm，缝隙57的宽度方向的贴片电极15的宽度p2是0.7mm，缝隙的长度方向的贴片电极15的宽度p1是0.5mm。此外，天线单元U、缝隙57以及贴片电极15的尺寸、形状、及配置关系等不限于图13的(a)和(b)所示的例子。
为了进一步降低来自加热用电阻膜68的电场的影响，也可以形成屏蔽导电层。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的几乎整个面。虽然不需要在屏蔽导电层像电阻膜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，并设为接地电位。
另外，为了能够对液晶层均匀地加热，优选使电阻膜的电阻值具有分布。优选在液晶层的温度分布中，最高温度-最低温度(温度不均)例如为15℃以下。当温度不均超过15℃时，有时会发生如下缺陷：相位差调制在面内参差不齐，无法形成良好的波束。另外，当液晶层的温度接近Tni点(例如125℃)时，ΔεM变小，因此并不优选。
参照图14的(a)、(b)及图15的(a)～(c)，说明电阻膜的电阻值的分布。在图14的(a)、(b)及图15的(a)～(c)中，示出电阻加热结构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用端子。
图14的(a)所示的电阻加热结构80a具有第一端子82a、第二端子84a以及与它们连接的电阻膜86a。第一端子82a配置于圆的中心，第二端子84a沿着整个圆周配置。这里，圆与发送接收区域R1对应。当向第一端子82a与第二端子84a之间供给直流电压，则例如电流IA从第一端子82a以辐射状向第二端子84a流动。因而，电阻膜86a即使是面内的电阻值恒定，也能均匀地发热。当然，电流的流动方向也可以是从第二端子84a朝向第一端子82a的方向。
在图14的(b)中，电阻加热结构80b具有第一端子82b、第二端子84b以及与它们连接的电阻膜86b。第一端子82b及第二端子84b沿着圆周彼此相邻配置。为了使由在电阻膜86b中的第一端子82b与第二端子84b之件流动的电流IA产生的每单位面积的发热量为恒定，电阻膜86b的电阻值具有面内分布。电阻膜86b的电阻值的面内分布例如在用细线构成电阻膜86的情况下，只要通过细线的粗细、细线的密度进行调整即可。
图15的(a)所示的电阻加热结构80c具有第一端子82c、第二端子84c以及与它们连接的电阻膜86c。第一端子82c沿着圆的上侧半个圆周配置，第二端子84c沿着圆的下侧半个圆周配置。例如当由在第一端子82c与第二端子84c之间上下延伸的细线构成电阻膜86c的情况下，为了使基于电流IA的每单位面积的发热量在面内为恒定，例如以中央附近的细线的粗细、密度变高的方式进行调整。
图15的(b)所示的电阻加热结构80d具有第一端子82d、第二端子84d及与它们连接的电阻膜86d。第一端子82d与第二端子84d以分别沿着圆的直径在上下方向、左右方向延伸的方式设置。在图中虽然进行了简化，但第一端子82d与第二端子84d相互绝缘。
另外，图15的(c)所示的电阻加热结构80e具有第一端子82e、第二端子84e及与它们连接的电阻膜86e。电阻加热结构80e与电阻加热结构80d不同，第一端子82e和第二端子84e均具有从圆的中心向上下左右四个方向延伸的四个部分。相互成90度的第一端子82e的部分与第二端子84e的部分配置成电流IA顺时针流动。
在电阻加热结构80d及电阻加热结构80e的任一者中，为了使每单位面积的发热量在面内为均匀，均以离圆周越近电流IA越多、例如加粗距圆周近的一侧的细线、并提高密度的方式进行调整。
这种内部加热器结构例如可以检测扫描天线的温度，并在低于预先设定的温度时自动地动作。当然，也可以响应使用者的操作而动作。
＜外部加热器结构＞
本发明的实施方式的扫描天线也可以代替上述的内部加热器结构、或者与内部加热器结构一起还具有外部加热器结构。能够使用公知的各种加热器作为外部加热器，但优选利用焦耳热的电阻加热方式的加热器。将加热器内、发热的部分称为加热部。以下，说明将电阻膜用作加热部的例子。以下，电阻膜也用附图标记68表示。
例如，如图16的(a)和(b)所示的液晶面板100Pa或者100Pb那样，优选配置加热用电阻膜68。这里，液晶面板100Pa和100Pb具有：图1所示的扫描天线1000的TFT基板101、缝隙基板201、以及设置在它们之间的液晶层LC，进一步在TFT基板101的外侧具有包含电阻膜68的电阻加热结构。虽然可以将电阻膜68形成在TFT基板101的电介质基板1的液晶层LC侧，但TFT基板101的制造工艺复杂化，因此优选配置在TFT基板101的外侧(与液晶层LC相反一侧)。
图16的(a)所示的液晶面板100Pa具有：加热用电阻膜68，其形成于TFT基板101的电介质基板1的外侧的表面；和保护层69a，其覆盖加热用电阻膜68。也可以将保护层69a省略。扫描天线例如收纳于塑料制的壳体，因此用户不会直接接触到电阻膜68。
电阻膜68能够例如使用公知的薄膜沉积技术(例如溅射法、CVD法)、涂布法或者印刷法形成于电介质基板1的外侧的表面。电阻膜68根据需要进行图案化。图案化例如通过光刻工艺进行。
作为加热用电阻膜68的材料，如针对内部加热器结构像上述那样，没有特别限定，例如能使用ITO、IZO等电阻率较高的导电材料。另外，为了调整电阻值，也可以通过金属(例如镍铬合金、钛、铬、铂、镍、铝、铜)的细线、丝网形成电阻膜68。还能够使用ITO、IZO等细线、丝网。只要根据所要求的发热量设定电阻值即可。
保护层69a由绝缘材料形成，并形成为覆盖电阻膜68。可以将电阻膜68图案化，并在将电介质基板露出的部分不形成保护层69a。对电阻膜68如所述那样以不使天线的性能降低的方式进行图案化。由于存在形成保护层69a的材料，在天线的性能下降的情况下，也与电阻膜68同样地，优选使用图案化后的保护层69a。
保护层69a可以通过湿式工艺、干式工艺的任一种工艺形成。例如，通过对形成有电阻膜68的电介质基板1的表面施加液状的固化性树脂(或者树脂的前体)或者溶液之后，使固化性树脂固化而形成。液状的树脂或者树脂的溶液通过各种涂布法(例如使用缝隙式涂布机、旋涂机、喷雾器)或者各种印刷法以变成规定的厚度的方式施加给电介质基板1的表面。之后，根据树脂的种类，进行室温固化、加热固化、或者光固化，由此能够由绝缘性树脂膜形成保护层69a。绝缘性树脂膜例如能通过光刻工艺进行图案化。
作为形成保护层69a的材料，能够适当地使用固化性树脂材料。固化性树脂材料包含热固化型和光固化型。另外，热固化型包括热交联型和热聚合型。
作为热交联型的树脂材料，例如列举有环氧系化合物(例如环氧树脂)与胺系化合物的组合、环氧系化合物与酰肼系化合物的组合、环氧系化合物与醇系化合物(例如包含酚醛树脂)的组合、环氧系化合物与羧酸系化合物(例如包含酸酐)的组合、异氰酸酯系化合物与胺系化合物的组合、异氰酸酯系化合物与酰肼系化合物的组合、异氰酸酯系化合物与醇系化合物的组合(例如包含聚氨酯树脂)、以及异氰酸酯系化合物与羧酸系化合物的组合。另外，作为阳离子聚合型粘合材料，例如列举有环氧系化合物与阳离子聚合引发剂的组合(代表性的阳离子聚合引发剂、芳族锍盐)。作为自由基聚合型的树脂材料，例如各种丙烯、异丁烯、聚氨酯改性丙烯(异丁烯)树脂等包含乙烯基的单体和/或低聚物与自由基聚合引发剂的组合(代表性的自由基聚合引发剂：偶氮系化合物(例如AIBN(偶氮二异丁腈)))，作为开环聚合型的树脂材料，例如列举有环氧乙烷系化合物、乙烯亚胺系化合物、硅氧烷系化合物。除此之外，能够使用马来酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂与胺的组合、马来酰亚胺与异丁烯化合物的组合、双马来酰亚胺-三嗪树脂以及聚苯醚树脂。另外，也能够适宜使用聚酰亚胺。此外，“酰亚胺”以包含作为聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸的意思而使用。聚酰亚胺例如与环氧系化合物或者异氰酸酯系化合物组合而使用。
从耐热性、化学稳定性、机械性能的观点出发，优选使用热固化性类型的树脂材料。特别是，优选包含环氧树脂或者聚酰亚胺树脂的树脂材料，从机械性能(特别是机械强度)和吸湿性的观点出发，优选包含聚酰亚胺树脂的树脂材料。也能将聚酰亚胺树脂与环氧树脂混合使用。另外，也可以对聚酰亚胺树脂和/或环氧树脂混合热可塑性树脂和/或弹性体。进一步，作为聚酰亚胺树脂和/或环氧树脂，也可以混合橡胶改性后的材料。通过混合热可塑性树脂或者弹性体，能够使柔软性、韧性(韧度)提高。使用橡胶改性的材料也能够获得同样的效果。
光固化型通过紫外线或者可见光产生交联反应和/或聚合反应，并固化。在光固化型中，例如存在自由基聚合型与阳离子聚合型。作为自由基聚合型，是以丙烯酸树脂(环氧改性丙烯酸树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂)与光聚合引发剂的组合为代表的。作为紫外光用自由基聚合引发剂，例如列举有苯乙酮型和二苯甲酮型。作为可见光用自由基聚合引发剂，例如能够列举有苄基型和噻吨酮型。作为阳离子聚合型，是以环氧系化合物与光阳离子聚合引发剂的组合为代表的。光阳离子聚合引发剂例如能够列举碘盐系化合物。此外，也能够使用兼有光固化性与热固化性的树脂材料。
图16的(b)所示的液晶面板100Pb与液晶面板100Pa的不同之处在于，在电阻膜68与电介质基板1之间还具有粘合层67。另外，保护层69b使用预先制作出的高分子膜或者玻璃板而形成的这一点不同。
例如，保护层69b由高分子膜形成的液晶面板100Pb如以下那样而制造。
首先，准备成为保护层69b的绝缘性的高分子膜。作为高分子膜，例如使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜、聚苯砜、以及聚酰亚胺、聚酰胺等超级工序塑料的膜。高分子膜的厚度(即，保护层69b的厚度)例如是5μm以上200μm以下。
在该高分子膜的一个表面上形成电阻膜68。电阻膜68能通过上述的方法形成。电阻膜68可以进行图案化，高分子膜可以根据需要而进行图案化。
使用粘合材料将形成有电阻膜68的高分子膜(即，将保护层69b与电阻膜68一体形成的部件)粘贴于电介质基板1。作为粘合材料，能够使用与上述的保护层69a的形成所使用的固化性树脂相同的固化性树脂。进一步，也能够使用热熔型的树脂材料(粘合材料)。热熔型的树脂材料以热可塑性树脂为主要成分，通过加热而熔融，通过冷却而固化。例示了聚烯烃系(例如聚乙烯、聚丙烯)、聚酰胺系、乙烯-醋酸乙烯系。另外，也销售具有反应性的聚氨酯系的热熔树脂材料(粘合材料)。从粘合性和耐久性的观点出发，优选反应性的聚氨酯系。
另外，粘合层67也可以与电阻膜68以及保护层(高分子膜)69b同样地进行图案化。不过，粘合层67只要能将电阻膜68和保护层69b固定于电介质基板1即可，因此粘合层67也可以比电阻膜68和保护层69b小。
也能够代替高分子膜，而使用玻璃板形成保护层69b。制造工艺可以与使用高分子膜的情况相同。玻璃板的厚度优选是1mm以下，进一步优选是0.7mm以下。玻璃板的厚度没有特别的限制，但从处理性的观点出发，优选玻璃板的厚度是0.3mm以上。
在图16的(b)所示的液晶面板100Pb中，借助粘合层67将形成于保护层(高分子膜或者玻璃板)69b的电阻膜68固定于电介质基板1，但将电阻膜68以与电介质基板1接触的方式配置即可，并非一定需要将电阻膜68和保护层69b固定(粘合)于电介质基板1。即，也可以省略粘合层67。例如，可以将形成有电阻膜68的高分子膜(即，将保护层69与电阻膜68一体形成的部件)以电阻膜68与电介质基板1接触的方式配置，并通过收纳扫描天线的壳体将电阻膜68向电介质基板1按压。例如，若仅通过单纯放置形成有电阻膜68的高分子膜，则存在接触热电阻变高的担忧，因此优选通过按压而使接触热电阻下降。若采用这样的构成，则能够将与电阻膜68和保护层(高分子膜或者玻璃板)69b形成为一体的部件取下。
此外，在电阻膜68(以及保护层69b)如后述那样进行图案化的情况下，优选以天线的性能不下降的方式，将电阻膜68(以及保护层69b)固定成相对于TFT基板的位置不偏离的程度。
加热用电阻膜68只要不影响扫描天线的动作，设置在何处均可，但为了有效地加热液晶材料，优选设置在液晶层的附近。因此，如图16的(a)和(b)所示，优选设置于TFT基板101的外侧。另外，与如图16的(b)所示，隔着粘合层67将电阻膜68设置于电介质基板1的外侧相比，如图16的(a)所示，直接在TFT基板101的电介质基板1的外侧设置电阻膜68的情况下，能量效率更高、且温度的控制性也更高，因此优选。
电阻膜68例如也可以相对于图13的(a)所示的TFT基板104，设置于电介质基板1的几乎整个面。关于内部加热器结构如上所述，优选电阻膜68具有开口部68a、68b及68c。
保护层69a和69b也可以以覆盖电阻膜68的方式形成于整个面。如上述那样，在保护层69a或者69b对天线特性带来不良影响的情况下，也可以设置与电阻膜68的开口部68a、68b及68c对应的开口部。在该情况下，保护层69a或者69b的开口部形成在电阻膜68的开口部68a、68b及68c的内侧。
为了进一步降低来自加热用电阻膜68的电场的影响，也可以形成屏蔽导电层。屏蔽导电层例如隔着绝缘膜形成在电阻膜68的电介质基板1侧。屏蔽导电层形成于电介质基板1的几乎整个面。虽然不需要对屏蔽导电层像电阻膜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，并设为接地电位。另外，为了能对液晶层均匀地进行加热，优选使电阻膜的电阻值具有分布。它们针对内部加热器结构也如上述所述那样。
电阻膜只要能对发送接收区域R1的液晶层LC进行加热即可，因此如例示那样，只要在与发送接收区域R1对应的区域设置电阻膜即可，但并不限于此。例如，如图2所示，在TFT基板101具有能够划定包含发送接收区域R1的矩形的区域那样的外形的情况下，可以在与包含发送接收区域R1的矩形的区域对应的区域设置电阻膜。当然，电阻膜的外形并不限于矩形，可以是包含发送接收区域R1的任意的形状。
在上述的例子中，在TFT基板101的外侧配置了电阻膜，但也可以在缝隙基板201的外侧(液晶层LC的相反侧)配置电阻膜。该情况下，也与图16的(a)的液晶面板100Pa同样地，可以在电介质基板51直接形成电阻膜，也可以与图16的(b)的液晶面板100Pb同样地，隔着粘合层将形成于保护层(高分子膜或者玻璃板)的电阻膜固定于电介质基板51。或者，还可以省略粘合层，将形成有电阻膜的保护层(即将保护层与电阻膜一体形成的部件)以电阻膜与电介质基板51接触的方式配置。例如，若仅通过单纯放置形成有电阻膜的高分子膜，则存在接触热电阻变高的担忧，因此优选通过按压而使接触热电阻下降。若采用这样的构成，则能够将电阻膜和保护层(高分子膜或者玻璃板)形成为一体的部件取下。此外，在电阻膜(及保护层)进行图案化的情况下，优选以天线的性能不下降的方式，将电阻膜(及保护层)相对于缝隙基板的位置固定成不偏离的程度。
当在缝隙基板201的外侧配置电阻膜的情况下，优选在与电阻膜的缝隙57对应的位置设置开口部。另外，优选电阻膜是能充分透射微波的厚度。
这里，说明了使用电阻膜作为加热部的例子，但作为加热部，除此之外，例如能够使用镍铬合金线(例如绕组)、红外线加热部等。在这种情况下，也优选以不使天线的性能下降的方式配置加热部。
这种外部加热器结构例如可以检测扫描天线的温度，并在低于预先设定的温度时自动动作。当然，也可以响应使用者的操作而动作。
作为用于使外部加热器结构自动动作的温度控制装置，例如能够使用公知的各种恒温器。例如，在连接到电阻膜的两个端子的中的一个端子与电源之间，连接使用了双金属的恒温器即可。当然，也可以使用温度检测器，以不低于预先设定的温度的方式，对外部加热器结构使用从电源供给电流那样的温度控制装置。
＜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，因此与LCD面板同样地进行线顺序驱动。但是，若应用现有的LCD面板的驱动方法，则有可能产生以下问题。参照图17所示的扫描天线的一个天线单元的等价电路图来说明可能在扫描天线中产生的问题。
首先，如上所述，微波区域的介电各向异性ΔεM(相对于可见光的双折射Δn)大的液晶材料的电阻率低，因此若直接应用LCD面板的驱动方法，则无法充分保持对液晶层施加的电压。这样，对液晶层施加的有效电压降低，液晶电容的静电电容值达不到目标值。
这样，若对液晶层施加的电压偏离规定的值，则天线的增益变成最大的方向偏离所希望的方向。这样，例如就无法准确地追踪通信卫星。为了防止该情况，以与液晶电容Clc电并联的方式设置辅助电容CS，使辅助电容CS的电容值C-Ccs足够大。辅助电容CS的电容值C-Ccs优选以液晶电容Clc的电压保持率例如以成为至少30％、优选55％以上的方式适当地进行设定。辅助电容CS的电容值C-Ccs取决于电极CSE1及电极CSE2的面积以及电极CSE1与电极CSE2之间的电介质层的厚度及介电常数。典型地，对电极CSE1供给与贴片电极15相同的电压，对电极CSE2供给与缝隙电极55相同的电压。
另外，若使用电阻率低的液晶材料，则也引起由于界面极化和/或取向极化所致的电压下降。为了防止这些极化所致的电压下降，可以考虑施加将电压降低量估计在内的足够高的电压。但是，当对电阻率低的液晶层施加高电压时，有可能发生动态散射效应(DS效应)。DS效应起因于液晶层中的离子性杂质的对流，液晶层的介电常数εM接近平均值((εM∥+2εM⊥)/3)。另外，为了以多级(多灰度级)控制液晶层的介电常数εM，也无法始终施加足够高的电压。
为了抑制上述的DS效应和/或极化所致的电压降低，使对液晶层施加的电压的极性反转周期足够短即可。如已知的那样，当缩短施加电压的极性反转周期时，产生DS效应的阈值电压变高。因而，只要以使对液晶层施加的电压(绝对值)的最大值不足发生DS效应的阈值电压的方式决定极性反转频率即可。若极性反转频率是300Hz以上，则例如即使对电阻率为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，也能确保良好的动作。另外，若极性反转频率(典型地与帧频率的2倍相同)是300Hz以上，则也能抑制由于上述的极化所导致的电压下降。从功耗等的观点出发，优选极性反转周期的上限是约5kHz以下。
施加给液晶层的电压的极性反转频率当然取决于液晶材料(特别是电阻率)。因此，即使根据液晶材料以不足300Hz的极性反转周期施加电压，也不产生上述的问题。不过，本发明的实施方式的扫描天线所使用的液晶材料与LCD所使用的液晶材料相比，电阻率较小，因此优选大致以60Hz以上进行驱动。
如上所述，液晶材料的粘度依赖于温度，因此优选适当地控制液晶层的温度。在此叙述的液晶材料的物理性质和驱动条件是液晶层的动作温度下的值。反而言之，优选以用上述条件能够驱动的方式控制液晶层的温度。
参照图18的(a)～(g)说明在扫描天线的驱动中使用的信号的波形的例子。在此，在18的(d)中，为了进行比较，而示出了供给至LCD面板的源极总线的显示信号Vs(LCD)的波形。
图18的(a)表示向栅极总线G-L1供给的扫描信号Vg的波形，图18的(b)表示向栅极总线G-L2供给的扫描信号Vg的波形，图18的(c)表示向栅极总线G-L3供给的扫描信号Vg的波形，图18的(e)表示向源极总线供给的数据信号Vda的波形，图18的(f)表示向缝隙基板的缝隙电极(缝隙电极)供给的缝隙电压Vidc的波形，图18的(g)表示向天线单元的液晶层施加的电压的波形。
如图18的(a)～(c)所示，向栅极总线供给的扫描信号Vg的电压依次从低电平(VgL)切换为高电平(VgH)。VgL和VgH可根据TFT的特性适当地设定。例如是VgL＝-5V～0V，Vgh＝+20V。另外，也可以为VgL＝-20V，Vgh＝+20V。将从某栅极总线的扫描信号Vg的电压从低电平(VgL)切换为高电平(VgH)的时刻起直至其下一栅极总线的电压从VgL切换为VgH的时刻为止的期间称为一个水平扫描期间(1H)。另外，将各栅极总线的电压变为高电平(VgH)的期间称为选择期间PS。在该选择期间PS，连接到各栅极总线的TFT变成导通状态，向源极总线供给的数据信号Vda此时的电压被供给到对应的贴片电极。数据信号Vda例如是-15V～+15V(绝对值为15V)，例如使用与12灰度级、优选16灰度级对应的绝对值不同的数据信号Vda。
在此，例示对所有天线单元施加某中间电压的情况。即，数据信号Vda的电压相对于所有天线单元(设为连接到m个栅极总线。)是恒定的。这与在LCD面板中显示作为整个面的中间灰度级的情况对应。此时，在LCD面板中进行点反转驱动。即，在各帧中以彼此相邻的像素(点)的极性互为相反的方式供给显示信号电压。
图18的(d)表示进行点反转驱动的LCD面板的显示信号的波形。如图18的(d)所示，Vs(LCD)的极性按每1H反转。对与被供给具有该波形的Vs(LCD)的源极总线邻接的源极总线供给的Vs(LCD)的极性与图18的(d)所示的Vs(LCD)的极性是相反的。另外，对全部像素供给的显示信号的极性按每一帧反转。在LCD面板中，正极性与负极性时，难以使对液晶层施加的有效电压的大小完全一致，且有效电压的差成为亮度的差，而被观察为闪烁。为了不易观察到该闪烁，使施加极性不同的像素(点)在空间上分散在各帧中。典型地，通过进行点反转驱动，使极性不同的像素(点)按方格花纹排列。
而在扫描天线中，闪烁本身不会成为问题。即，液晶电容的静电电容值是所希望的值即可，各帧中的极性的空间分布不会成为问题。因此，从低功耗等的观点出发，优选减小从源极总线供给的数据信号Vda的极性反转的次数，即延长极性反转的周期。例如像图18的(e)所示，只要将极性反转的周期设为10H(按每5H进行极性反转)即可。当然，当连接到各源极总线的天线单元的数量(典型地与栅极总线的个数相等。)设为m个时，也可以将数据信号Vda的极性反转的周期设为2m·H(按每m·H进行极性反转)。数据信号Vda的极性反转的周期也可以等于2帧(按每一帧进行极性反转)。
另外，也可以将从所有源极总线供给的数据信号Vda的极性设为相同。因此，例如可以在某一帧，从所有源极总线供给正极性的数据信号Vda，在下一帧，从所有源极总线供给负极性的数据信号Vda。
或者，还可以将从彼此相邻的源极总线供给的数据信号Vda的极性设为互为相反极性。例如在某一帧，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。然后，在下一帧，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Vda。这种驱动方法在LCD面板中被称为源极线反转驱动。若将从邻接的源极总线供给的数据信号Vda设为相反极性，则使在帧之间供给的数据信号Vda的极性反转之前，将邻接的源极总线相互连接(使其短路)，由此能使充电到液晶电容的电荷在邻接的列之间抵消。因而，可得到如下优点，即能减小在各帧从源极总线供给的电荷量。
如图18的(f)所示，缝隙电极的电压Vidc例如是DC电压，典型地是接地电位。天线单元的电容(液晶电容和辅助电容)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30倍)，因此不存在由TFT的寄生电容引起的馈通电压的影响，即使将缝隙电极的电压Vidc设为接地电位，将数据信号Vda以接地电位为基准设为正负对称的电压，向贴片电极供给的电压也成为正负对称的电压。在LCD面板中，考虑TFT的馈通电压，而调整对置电极的电压(共用电压)，由此对像素电极施加正负对称的电压，但针对扫描天线的缝隙电压则不必这样，也可以是接地电位。另外，虽在图18中未图示，但向CS总线供给与缝隙电压Vidc相同的电压。
向天线单元的液晶电容施加的电压是相对于缝隙电极的电压Vidc(图18的(f))的贴片电极的电压(即，图18的(e)所示的数据信号Vda的电压)，因此在缝隙电压Vidc是接地电位时，如图18的(g)所示，与图18的(e)所示的数据信号Vda的波形一致。
扫描天线的驱动所使用的信号的波形不限于上述的例子。例如像参照图19和图20并在下面说明的那样，也可以使用具有振动波形的Viac作为缝隙电极的电压。
例如能使用像在图19的(a)～(e)中例示那样的信号。在图19中，省略了向栅极总线供给的扫描信号Vg的波形，但在此，也使用参照图18的(a)～(c)所说明的扫描信号Vg。
如图19的(a)所示，与在图18的(e)中示出的同样地，例示数据信号Vda的波形按10H周期(每5H)进行极性反转的情况。在此，作为数据信号Vda，示出振幅为最大值|Vdamax|的情况。如上所述，也可以使数据信号Vda的波形按2帧周期(每一帧)进行极性反转。
在此，如图19的(c)所示，缝隙电极的电压Viac设为极性与数据信号Vda(ON)相反，振动的周期与数据信号Vda(ON)相同的振动电压。缝隙电极的电压Viac的振幅与数据信号Vda的振幅的最大值|Vdamax|相等。即，缝隙电压Viac设为极性反转的周期与数据信号Vda(ON)相同，极性与数据信号Vda(ON)相反(相相位差180°)，成为在-Vdamax与+Vdamax之间振动的电压。
向天线单元的液晶电容施加的电压Vlc是相对于缝隙电极的电压Viac(图19的(c))的贴片电极的电压(即，图19的(a)所示的数据信号Vda(ON)的电压)，因此在数据信号Vda的振幅以±Vdamax振动时，对液晶电容施加的电压如图19的(d)所示变成以Vdamax的2倍的振幅振动的波形。因而，为了将对液晶电容施加的电压Vlc的最大振幅设为±Vdamax而需要的数据信号Vda的最大振幅变成±Vdamax/2。
通过使用这种缝隙电压Viac，能将数据信号Vda的最大振幅设为一半，因此可得到如下优点：例如能使用耐压为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。
此外，如图19的(e)所示，为了将向天线单元的液晶电容施加的电压Vlc(断开)设为零，如图19的(b)所示，只要将数据信号Vda(断开)设为与缝隙电压Viac相同的波形即可。
例如考虑将对液晶电容施加的电压Vlc的最大振幅设为±15V的情况。作为缝隙电压使用图18的(f)所示的Vidc，设Vidc＝0V时，图18的(e)所示的Vda的最大振幅变成±15V。而作为缝隙电压使用图19的(c)所示的Viac，将Viac的最大振幅设为±7.5V时，图19的(a)所示的Vda(ON)的最大振幅变成±7.5V。
在将向液晶电容施加的电压Vlc设为0V的情况下，只要将图18的(e)所示的Vda设为0V即可，图19的(b)所示的Vda(断开)的最大振幅只要设为±7.5V即可。
在使用图19的(c)所示的Viac的情况下，对液晶电容施加的电压Vlc的振幅与Vda的振幅不同，因此需要适当地转换。
还能使用图20中(a)～(e)中例示那样的信号。图20的(a)～(e)所示的信号与图19的(a)～(e)所示的信号同样地，将缝隙电极的电压Viac如图20的(c)所示设为振动的相位与数据信号Vda(ON)相差180°的振动电压。不过，如在图20的(a)～(c)中分别所示，将数据信号Vda(ON)、Vda(断开)以及缝隙电压Viac均设为在0V与正的电压之间振动的电压。缝隙电极的电压Viac的振幅等于数据信号Vda的振幅的最大值|Vdamax|。
当使用这种信号时，驱动电路只要仅输出正的电压即可，这有助于低成本化。这样，即使是使用在0V与正的电压之间振动的电压，也如图20的(d)所示，对液晶电容施加的电压Vlc(ON)发生极性反转。在图20的(d)所示的电压波形中，+(正)表示贴片电极的电压高于缝隙电压，-(负)表示贴片电极的电压低于缝隙电压。即，对液晶层施加的电场的方向(极性)与其他例子同样进行反转。对液晶电容施加的电压Vlc(ON)的振幅是Vdamax。
此外，如图20的(e)所示，为了将向天线单元的液晶电容施加的电压Vlc(断开)设为零，如图20的(b)所示，只要将数据信号Vda(断开)设为与缝隙电压Viac相同的波形即可。
使参照图19和图20说明的缝隙电极的电压Viac振动(反转)的驱动方法若以LCD面板的驱动方法来说，则与使相对电压反转的驱动方法对应(有时被称为“普通反转驱动”。)。在LCD面板中，由于无法充分地抑制闪烁，所以不采用普通反转驱动。而在扫描天线中，闪烁不会成为问题，因此能使缝隙电压反转。例如按每一帧进行振动(反转)(将图19和图20中的5H设为1V(垂直扫描期间或者帧))。
在上述的说明中，说明了缝隙电极的电压Viac为施加一个电压的例子、即对全部贴片电极设置有共用的缝隙电极的例子，但也可以将缝隙电极与贴片电极的一行或两个以上的行对应地进行分割。在此，行是指借助TFT连接到一个栅极总线的贴片电极的集合。若这样将缝隙电极分割为多个行部分，则能使缝隙电极各部分的电压的极性相互独立。例如在任意的帧中，能将对贴片电极施加的电压的极性在连接到邻接的栅极总线的贴片电极之间设为互为相反的。这样，不仅能进行使极性按贴片电极的每一行反转的行反转(1H反转)，还能进行使极性按每两个以上的行反转的m行反转(mH反转)。当然，可将行反转与帧反转组合。
从驱动的简单性的观点出发，优选在任意的帧中使对贴片电极施加的电压的极性全部相同且极性按每一帧反转的驱动。
＜天线单元的排列、栅极总线、源极总线的连接例＞
在本发明的实施方式的扫描天线中，天线单元例如排列成同心圆状。
例如在排列成m个同心圆的情况下，例如对各圆各设置一根栅极总线，设置合计m根栅极总线。当将发送接收区域R1的外径例如设为800mm时，m例如为200。当将最内侧的栅极总线设为第一个时，则在第一个栅极总线连接着n个(例如30个)天线单元，第m根栅极总线连接着nx个(例如620个)天线单元。
在这种排列中，连接到各栅极总线的天线单元的数量不同。另外，连接到构成最外侧的圆的nx个天线单元的nx根源极总线中的、也连接到构成最内侧的圆的天线单元的n根源极总线连接有m个天线单元，但连接到其他源极总线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，通过栅极总线和/或源极总线连接的天线单元的数量不同。因而，当将全部天线单元的电容(液晶电容+辅助电容)设为相同时，通过栅极总线和/或源极总线连接的电负载不同。这样，存在向天线单元的电压的写入发生不匀的问题。
因此，为了防止该情况，优选例如通过调整辅助电容的电容值或调整连接到栅极总线和/或源极总线的天线单元的数量而使各栅极总线和各源极总线所连接的电负载大致相同。
＜液晶材料的注入的效率化＞
本发明的实施方式的扫描天线使用相对于微波的介电各向异性ΔεM(相对于可见光的双折射率Δn)较大的向列型液晶材料。微波区域的介电各向异性ΔεM较大的液晶材料例如包含异硫氰酸酯基(-NCS)或者硫氰酸酯基(-SCN)。例如，包含下述的化学式(化1)所示的原子团中的任一个。
[化1]
在液晶层的形成中能够使用真空注入法或者滴下注入法(One Drop Fi11ing)。当前，在LCD面板的量产过程中，滴下注入法被广泛使用。相对于此，在本发明的实施方式的扫描天线的制造方法中，与滴下注入法相比优选使用真空注入法。在采用真空注入法时，预先使用密封材料来将TFT基板与缝隙基板粘合。因此，能够预先将密封材料充分地固化，为了能够降低液晶材料由于未固化的密封材料所包含的杂质(特别是，离子性杂质)而被污染的可能性。作为密封材，与光固化性树脂相比能够适宜使用含有热固化性树脂的密封材料。
然而，含有异硫氰酸酯基或者硫氰酸酯基的液晶材料具有较强的极性，因此具有较大的粘度。因此，若使用真空注入法，则对液晶材料的注入花费时间，有时在扫描天线的量产性上较差。另外，在使用了真空注入法的情况下，通常在注入液晶材料之后，进行液晶材料的再取向处理。通过再取向处理，通过液晶材料被真空注入时的流动形成的取向状态被重置。含有异硫氰酸酯基或者硫氰酸酯基的液晶材料具有较大的粘度，因此有时在再取向处理上也需要时间。其结果为，扫描天线的量产性较差。
在以下说明的实施方式中，以由取向膜规定的液晶分子的取向方位与利用真空注入法将液晶材料注入时液晶材料流动的方向成较小的角度的方式对取向膜进行取向处理。在下述的实施方式中，能够使液晶材料的注入所需的时间缩短，从而提高扫描天线的量产性。
此外，用于本发明的实施方式的扫描天线的液晶材料并不限于含有上述的异硫氰酸酯基或者硫氰酸酯基的液晶材料。
(1)例如，液晶材料也可以具有-F基、-C1基、-Br基、-NCS基、-SCN基、-CN基、-OCN基、-NCO基、-CF3基、-OCF3基、-SF5基中的任意一种。
(2)或者，液晶材料也可以具有-C≡C-键、-CH＝CH-键、-CF＝CF-键、-CF＝CH-键、-CH＝CF-键、-(CO)O-键、-O(CO)-键、-(CO)-键、-O-键中的任一种。
液晶材料也可以具有上述(1)的原子团中的任一种、和上述(2)的原子团中的任一种双方。
扫描天线的量产性较差这一问题在使用包含上述(1)和/或(2)的原子团的任一种的液晶材料的扫描天线中也是共同的课题。通过适用以下的实施方式能够使扫描天线的量产性提高。
以下，参照图21～图27，从使液晶材料的注入效率化的观点出发，对相对于注入口优化取向膜的扫描天线及这种扫描天线的制造方法进行说明。此外，以下，对扫描天线内的液晶面板的结构进行说明。液晶面板具有TFT基板、缝隙基板、以及设置在它们之间的液晶层。以下例示的液晶面板100A～100G在其取向膜及注入口的结构上具有特征。液晶面板100A～100G能够适用于上述扫描天线的任一种。在表示液晶面板100A～100G的图21～图27中，有时对与在先的附图共用的构成要素标注共用的附图标记，并省略说明。
参照图21及图22，来对液晶面板100A的结构进行说明。在图21中示出液晶面板100A的示意性剖视图，在图22的(a)及(b)中示出液晶面板100A的示意性俯视图，在图22的(c)中示出液晶面板100A的示意性侧视图。图22的(b)是将图22的(a)的一部分(注入口74a近旁)放大的图，图22的(c)是从注入口74a侧观察的液晶面板100A的侧视图。
如图21所示，液晶面板100A具有TFT基板101A、缝隙基板201A、以及设置在它们之间的液晶层LC。TFT基板101A的贴片电极15由第一取向膜32A覆盖，缝隙基板201A的缝隙电极55由第二取向膜42A覆盖。
如图22的(a)所示，第一取向膜32A及第二取向膜42A分别规定液晶层LC所包含的液晶分子79的取向方位。
这里，“取向方位”是指未施加电场时的液晶分子的取向方位。通常，不对液晶层施加电压的状态的液晶分子的取向方向通过“取向方位”和“预倾角”表示。取向方位指未施加电压的液晶层内的液晶分子的取向方向的矢量内、液晶层面内(基板面内)的成分。预倾角是液晶分子的长轴与基板面所成的角。此外，这里，这些定义也适用于预倾角为0°的情况。本实施方式也包含预倾角为0°的情况。
如图22的(a)所示，包围液晶层LC的密封部包含划定注入口74a的主密封部73a。密封部还能够包含封住注入口74a的端密封部(未图示)。在图示的例子中，液晶面板100A是一边的长度为La的正六边形。即，TFT基板101A及缝隙基板201A是一边的长度为La的正六边形。密封部沿着TFT基板101A或者缝隙基板201A的端形成，具有近似正六边形的平面形状。
如图22的(a)及(b)所示，将在注入口74a中与主密封部73a的密封图案正交的方向中的从注入口74a朝向液晶层LC的方向设为流动方向Df。流动方向Df是在利用真空注入法形成液晶层LC时，液晶材料在注入口74a附近移动的主要的方向。详细内容后文叙述。
主密封部73a的密封图案在成为注入口74a的部分具有开口。“在注入口74a中与主密封部73a的密封图案正交的方向”是指从主密封部73a的密封图案内插开口的密封图案(图22的(b)中的单点划线)而在注入口74a的中心与内插的密封图案正交的方向(沿着图22的(b)中的虚线的方向、即图22的(b)的上下方向)。这是图22的(c)所示的、在从注入口74a侧观察的液晶面板100A的侧视图中与纸面垂直的方向。主密封部的密封图案在其直线部分具有开口的情况下，能够与液晶面板100A的主密封部73a同样地进行定义。
将液晶层LC中的接近于注入口74a的区域、且是包含从注入口74a沿流动方向Df延伸的区域的区域设为第一区域Rf1。第一区域Rf1是在利用真空注入法形成液晶层LC时沿流动方向Df移动的液晶材料主导的区域。如图22的(a)所例示那样，第一区域Rf1也可以包含发送接收区域R1的一部分及非发送接收区域R2的一部分。图22的(a)中的虚线的椭圆例示第一区域Rf1，虚线的圆例示发送接收区域R1。
在第一区域Rf1中，由第一取向膜32A规定的取向方位与流动方向Df所成的角是20°以下或160°以上。在第一区域Rf1中，由第二取向膜42A规定的取向方位与流动方向Df所成的角是20°以下或160°以上。
这里，“取向方位与流动方向Df所成的角”是指取向方位与流动方向Df所成的角的绝对值，被规定在0°以上且180°以下的范围内。
优选在第一区域Rf1中由第一取向膜32A规定的液晶分子的取向方位及在第一区域Rf1中由第二取向膜42A规定的液晶分子的取向方位分别与流动方向Df大致平行。
在图22的(a)中，为了简化，将在第一区域Rf1中由第一取向膜32A规定的液晶分子的取向方位与在第一区域Rf1中由第二取向膜42A规定的液晶分子的取向方位设为平行，表示为取向方位Dp。在之后的实施方式中也是同样的。不过，本发明的实施方式并不限于此，在第一区域Rf1中由第一取向膜32A及由第二取向膜42A规定的液晶分子的取向方位可以大致平行，也可以不平行。在第一区域Rf1中由第一取向膜32A及第二取向膜42A分别规定的取向方位、与流动方向Df所成的角只要为20°以下或160°以上即可。
在图示的例子中，在第一区域Rf1中，由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的液晶分子的取向方位Dp为图22的(a)的上下方向，与流动方向Df平行。
在液晶面板100A中，由取向膜规定的液晶分子的取向方位与利用真空注入法注入液晶材料时液晶材料流动的方向成较小的角度，因此缩短了液晶材料的注入所需的时间。因此，提高了使用液晶面板100A的扫描天线的量产性。
关于在液晶面板100A中得到上述的效果的理由，以下进行说明。
真空注入法是指通过抽真空将面板内的空气排出之后，利用液晶材料的毛细现象、与面板内外的压力差，来将液晶材料注入面板内的方法。在真空注入法中，在TFT基板101A与缝隙基板201A之间，使用形成有将两基板相互粘合、固定的主密封部73a的空面板。将空面板放入例如腔室内，使空面板内(即，由TFT基板101A、缝隙基板201A及主密封部73a围起来的空间)为真空状态之后，在使注入口74a与液晶材料接触的状态下使腔室内返回到大气压。
如之后示出实验例那样，本发明者发现了若由取向膜规定的液晶分子的取向方位与液晶材料流动的方向成较小的角度，则液晶材料的注入所需的时间被缩短。若进行真空注入，则液晶分子能够以液晶分子的长轴方向与液晶材料流动的方向几乎一致的方式取向。该取向也被称为流动取向。由于这样的液晶分子的性质，所以考虑为由取向膜规定的液晶分子的取向方位与液晶材料流动的方向成较小的角度使相对于液晶材料的流动的阻力较小，液晶材料的注入所需的时间被缩短。
被真空注入的液晶材料考虑为呈以注入口为中心的圆形扩展，并以将圆的半径扩大的方式向面板内扩展。即，在面板内的全部区域中，液晶材料不一定向相同方向移动。不过，如参照图22以液晶面板100A为例进行说明的那样，考虑为至少在注入口74a附近的区域中的第一区域Rf1中，液晶材料主要沿流动方向Df移动。在本实施方式中，至少在第一区域Rf1中，将由取向膜规定的液晶分子的取向方位与流动方向Df所成的角设为20°以下或160°以上，由此能够缩短液晶材料的注入所需的时间。考虑为通过至少降低相对于注入口74a附近的区域的液晶材料的流动的阻力，能够有效地缩短液晶材料的注入所需的时间。由此，能够提高扫描天线的量产性。
不仅在第一区域Rf1，在形成有液晶层的整个区域中，也可以对取向膜进行取向处理，以使得由取向膜规定的液晶分子的取向方位与流动方向Df所成的角变成20°以下或160°以上。
进一步，在本实施方式中，通过将在第一区域Rf1中由取向膜规定的液晶分子的取向方位与流动方向Df所成的角设为20°以下或160°以上，能够缩短再取向处理所涉及的时间。由此。能够提高扫描天线的量产性。
一般地，为了在利用真空注入法注入液晶材料之后，解除流动取向，将液晶层的温度加热到Tni点(例如125℃)以上，从而进行液晶材料的再取向处理。通过再取向处理，通过液晶材料被真空注入时的流动而形成的取向状态被重置，得到了按照由取向膜规定的取向方向的规定的取向状态。若由取向膜规定的液晶分子的取向方位与液晶材料流动的方向所成的角较小，则在真空注入时形成的液晶分子的取向的紊乱(包含流动取向)较小，因此通过再取向处理重置所花费的时间较短。
由第一取向膜32A规定的取向方位与由第二取向膜42A规定的取向方位平行时，例如，对第一取向膜32A及第二取向膜42A实施的摩擦处理的方向是平行或反平行。第一取向膜32A及第二取向膜42A并不限于进行了摩擦处理的取向膜，如后面进行说明那样，也可以是实施了光取向处理的取向膜(光取向膜)。
液晶面板100A的形状并不限于例示的正六边形，也可以是任意的形状。例如可以是具有四个以上的顶点的多边形(长方形、梯形、正方形、正六边形、正八边形等)。密封部的平面形状也同样可以是任意的形状。密封部也可以具有含有四个以上的顶点的多边形的平面形状。
通过减小贴片电极15及/或缝隙电极55的厚度，能够进一步缩短液晶材料的注入所需的时间。考虑为通过减小TFT基板101A及缝隙基板201A的液晶层LC侧的表面的高低差，能够降低相对于液晶材料的流动的阻力。如在先的实施方式中进行说明的那样，贴片电极15及缝隙电极55分别独立地例如包含Cu层或Al层。若使用Cu层，则能得到与使用Al层的情况相比，能够减小厚度的优点。
液晶面板100A例如利用以下的方法进行制造。
准备TFT基板101A及缝隙基板201A。TFT基板101A的制造方法及缝隙基板201A的制造方法例如可以与上述的TFT基板的制造方法及缝隙基板的制造方法的任意一个相同。在配置于TFT基板101A及缝隙基板201A的液晶层LC侧的表面分别形成第一取向膜32A及第二取向膜42A之后，对第一取向膜32A及第二取向膜42A进行基于摩擦处理的取向处理。
接着，形成主密封部73a。在TFT基板101A及缝隙基板201A中的一方的基板上例如使用涂布机，用密封材料在成为注入口74a的部分描绘具有开口的图案。也可以代替使用涂布机的密封材料的描绘，而例如通过丝网印刷对规定的图案赋予密封材料。之后，使与另一基板重叠，以规定的温度，规定的时间进行加热，由此将密封材料固化。在密封材料中混入有用于控制单元间隙的粒状的间隔物(例如树脂珠)，保持在缝隙基板201A与TFT基板101A之间形成液晶层LC的间隙，而相互被粘合、固定。此外，为了使液晶层LC的厚度均匀，也可以对缝隙基板201A及TFT基板101A中的至少一方配置有使用紫外线固化性树脂而形成的柱状的光阻隔物(photo spacer)。光阻隔物通过光刻工艺被形成，因此能够控制大小、配置及密度。
接着，从注入口74a利用真空注入法注入液晶材料。
之后，以封堵注入口74a的方式赋予热固化型的封接材料，并以规定的温度加热规定的时间，由此封接材料被固化，形成端密封部(未图示)。若使用真空注入法，则像这样，由主密封部73a与端密封部形成密封部的整体。此外，该工序也可以兼顾液晶材料的再取向处理。
这样一来，形成了液晶面板100A。
此外，若使用滴下注入法，则主密封部以包围液晶层的方式形成，因此未形成端密封部。在目前为止所例示的扫描天线中，未图示端密封部，但可以使用真空注入法来形成具有端密封部的密封部。
在图23的(a)及(b)中示出液晶面板100B。图23的(a)及(b)是液晶面板100B的示意性俯视图，图23的(b)是将图23的(a)的一部分(注入口74b近旁)放大后的图。
液晶面板100B在是直径为Lb的圆的方面上与液晶面板100A不同。液晶面板100B的TFT基板101B及缝隙基板201B是直径为Lb的圆。液晶面板100B的密封部被沿着TFT基板101B或缝隙基板201B的端形成，具有近似圆的平面形状。
在液晶面板100B中，主密封部73b的密封图案也在成为注入口74b的部分具有开口。将在注入口74b中与主密封部73b的密封图案正交的方向中从注入口74b朝向液晶层LC的方向设为流动方向Df。此时，“在注入口74b中与主密封部73b的密封图案正交的方向”是指从主密封部73b的密封图案内插开口的密封图案(图23的(b)中的单点划线)而在注入口74b的中心与内插的密封图案的切线(图23的(b)中的虚线)正交的方向(沿着图23的(b)中的虚线的方向、及图23的(b)的上下方向)。主密封部的密封图案在其曲线部分具有开口的情况下，能够被与液晶面板100B的主密封部73b同样地定义。
在液晶面板100B中，也能够得到与液晶面板100A同样的效果。
在图24中示出液晶面板100C。图24是液晶面板100C的示意性俯视图。
液晶面板100C在具有多个注入口74cA、74cB及74cC的方面上与液晶面板100A不同。主密封部73c划定三个注入口74cA～74cC。此外，在图24中，示出具有对一边的长度Lc的正方形的角进行了倒角的形状的液晶面板100C。液晶面板100C的密封部具有对正方形的角进行了倒角的平面形状。
对于注入口74cA～74cC的每一个，与液晶面板100A同样地对流动方向及第一区域进行定义。
例如，关于注入口74cA，如以下那样对流动方向DfA及第一区域RfA进行定义。将在注入口74cA中与主密封部73c的密封图案正交的方向中的从注入口74cA朝向液晶层LC的方向设为流动方向DfA。另外，将液晶层LC中的接近于注入口74cA的区域、且是包含从注入口74cA沿流动方向DfA延伸的区域的区域设为第一区域RfA。
同样地，关于注入口74cB，将在注入口74cB中与主密封部73c的密封图案正交的方向中的从注入口74cB朝向液晶层LC的方向设为流动方向DfB。另外，将液晶层LC中的接近于注入口74cB的区域、且是包含从注入口74cB沿流动方向DfB延伸的区域的区域设为第一区域RfB。
同样地，关于注入口74cC，将在注入口74cC中与主密封部73c的密封图案正交的方向中的从注入口74cC朝向液晶层LC的方向设为流动方向DfC。另外，将液晶层LC中的接近于注入口74cC的区域、且是包含从注入口74cC沿流动方向DfC延伸的区域的区域设为第一区域RfC。
关于注入口74cA～74cC，上述流动方向相互大致平行。即，流动方向DfA、DfB及DfC相互大致平行。
关于注入口74cA～74cC的每一个，与液晶面板100A同样地，在上述第一区域中由取向膜规定的取向方位与上述流动方向所成的角是20°以下或160°以上这样的关系成立。即，关于注入口74cA～74cC的每一个，在上述第一区域中由第一取向膜规定的取向方位及在上述第一区域中由第二取向膜规定的取向方位分别与上述流动方向所成的角是20°以下或者160°以上。
如上述那样，被真空注入的液晶材料考虑为呈以注入口为中心的圆形扩展，并以将圆的半径扩大的方式向面板内扩展。因此，在面板内的全部区域中，液晶材料不一定向相同方向移动。在液晶面板100A中，液晶材料沿流动方向Df移动的区域可限于液晶层LC内的一部分的区域。液晶面板100C通过具有多个注入口而能够增加液晶材料沿上述流动方向移动的区域，因此能够改善这一方面。根据液晶面板100C，与液晶面板100A相比存在能够有效地提高扫描天线的量产性的可能性。
在图25的(a)中示出液晶面板100D。图25的(a)是液晶面板100D的示意性俯视图。
在液晶面板100D中，在第一区域Rf1的基础上，在与第一区域Rf1邻接的第二区域中，在从液晶材料的注入效率化的观点出发取向膜被优化的方面上也与液晶面板100A不同。
此外，液晶面板100D的形状与液晶面板100C的形状相同。液晶面板100D的密封部具有对正方形的角进行了倒角的平面形状。
关于主密封部73d划定的注入口74d，决定第一区域及第二区域。第一区域Rf1被与液晶面板100A同样地定义。即，将液晶层LC中的接近于注入口74d的区域、且是包含从注入口74d沿流动方向Df延伸的区域的区域设为第一区域Rf1。第二区域为液晶层LC中的比第一区域Rf1远离注入口74d的区域，且为邻接于第一区域Rf1的区域。在图25的(a)中，在第一区域Rf1的左右示出第二区域Rf2a、Rf2b。
如上述那样，被真空注入的液晶材料考虑为呈以将注入口为中心的圆形扩展，并以将圆的半径扩大的方式向面板内扩展。因此，在第一区域Rf1与第二区域Rf2a、Rf2b中，液晶材料流动的方向不同。在第二区域Rf2a、Rf2b中，在图25的(a)中用实线的箭头例示液晶材料流动的方向。液晶面板100D所具有的第一及第二取向膜通过在第二区域Rf2a、Rf2b中被规定的液晶分子的取向方位Dp2a、Dp2b以与第一区域Rf1中的取向方位Dp1不同的方式进行取向处理(例如光取向处理)而得到。
在第一区域Rf1中由第一取向膜规定的取向方位Dp1与在第二区域Rf2a(或者Rf2b)中由第一取向膜规定的取向方位Dp2a(或者Dp2b)呈超过0°的角。在第一区域Rf1中由第一取向膜规定的取向方位Dp1与在第二区域Rf2a(或者Rf2b)中由第一取向膜规定的取向方位Dp2a(或者Dp2b)所成的角可以是10°以上。在第一区域Rf1中由第一取向膜规定的取向方位Dp1与在第二区域Rf2a(或者Rf2b)中由第一取向膜规定的取向方位Dp2a(或者Dp2b)所成的角也可以是20°以上。
根据液晶面板100D，与液晶面板100A相比存在能够有效地提高扫描天线的量产性的可能性。
液晶面板100D所具有的第一取向膜及第二取向膜是根据区域规定不同的取向方位的取向膜。从制造容易性的观点出发，液晶面板100D所具有的第一取向膜及第二取向膜优选是光取向膜。
参照图25的(b)～(d)，来对液晶面板100D的制造方法进行说明。图25(b)～(d)是示意性示出在液晶面板100D的取向膜的处理工序中使用的光掩模的图。
液晶面板100D的制造工序在第一取向膜及第二取向膜的形成工序(包含取向处理工序)中与液晶面板100A的制造工序不同。
在图示的例子中，分别依次借助以与第一区域Rf1、第二区域Rf2a及Rf2b对应的方式设置有透射部91的光掩模90_1、90_2及90_3向取向膜照射光，并实施取向处理，由此形成第一取向膜及第二取向膜。光掩模90_1、90_2及90_3在除透射部91以外的区域具有遮光部92。
参照图26的(a)及(b)，来对液晶面板100E及100F进行说明。图26的(a)是液晶面板100E的示意性剖视图，图26的(b)是液晶面板100F的示意性剖视图。
液晶面板100E及100F在其预倾角上具有特征。液晶面板100E及100F也能够适用于上述的液晶面板100A～100D的任一个。
在液晶面板100E中，由第一取向膜32E规定的预倾角及由第二取向膜42E规定的预倾角分别为10°以下。
在液晶面板100E中，由取向膜规定的预倾角较小，因此由取向膜规定的预倾角与液晶材料的流动方向Df所成的角较小。因此，能够降低相对于液晶材料的流动的阻力。根据液晶面板100E，液晶材料的注入所需的时间被缩短。因此，提高了使用液晶面板100E的扫描天线的量产性。
液晶面板100E的第一取向膜32E及第二取向膜42E分别可以是例如进行了摩擦处理的取向膜，也可以是光取向膜。
在图示的例子中，对第一取向膜32E及第二取向膜42E实施的取向处理的方向是反平行。
像液晶面板100F那样，由第一取向膜32F规定的预倾角及由第二取向膜42F规定的预倾角分别可以是0°。
从缩短液晶材料的注入所需的时间的观点出发，液晶面板100F与液晶面板100E相比更优异。不过，若考虑作为扫描天线的动作，则预倾角优选是超过0°。
液晶面板100F的第一取向膜32F及第二取向膜42F分别例如是光取向膜。
参照图27，来对液晶面板100G进行说明。图27是液晶面板100G的示意性俯视图。
图27所示的液晶面板100G是通过将四张液晶面板平铺制作扫描天线的液晶面板时的一张液晶面板。在液晶面板100G中，也与上述的液晶面板100A～100F同样地，能够相对于主密封部73g划定的注入口74g，定义第一区域Rf1及流动方向Df。在第一区域Rf1中通过第一取向膜规定的取向方位及在第一区域Rf1中通过第二取向膜规定的取向方位分别与流动方向Df所成的角为20°以下或者160°以上。
在液晶面板100G中，也能够得到与液晶面板100A同样的效果。
以下，示出实验例，来对利用本发明的实施方式的扫描天线用的液晶面板及其制造方法进行说明。
通过像以下那样制作图22所示的液晶面板100A，由此得到实施例1的液晶面板。
准备TFT基板101A及缝隙基板201A。贴片电极15由Al膜(厚度：2μm)形成，缝隙电极55由Al膜(厚度：4μm)形成。一边的长度La为20cm。
制备使以聚酰胺酸为主要成分的取向膜材料溶解在溶剂(以1:1含有NMP及丁基溶纤剂的混合溶剂)中的取向膜溶液，并涂布在TFT基板101A及缝隙基板201A上。之后，以70℃进行5分钟的临时烘烤，接着以200℃进行30分钟的正式烘烤。
接下来，作为取向处理进行了摩擦处理。由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的取向方位是相互平行的，在液晶层LC的整个区域中与图22的(a)中的流动方向Df平行。由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的预倾角为2°。对第一取向膜32A及第二取向膜42A实施的摩擦处理方向是反平行。
之后，将热固化型密封材料使用密封涂布机以形成规定的密封图案(与主密封部73a对应)的方式赋予到TFT基板101A及缝隙基板201A中的一方的基板(这里为TFT基板101A)上。
接着，使TFT基板101A与缝隙基板201A贴合，通过以130℃加热90分钟加热，将密封固化，从而制作了空面板。此外，单元间隙(＝液晶层的厚度)通过光阻隔物调整为3μm。
接着，从注入口74a利用真空注入法注入液晶材料。在液晶材料中使用了在末端具有-CN基的4-氰-4'-戊基联苯(简称5CB)。将空面板放入腔室内，使面板内为真空状态之后，在使注入口74a与液晶材料接触的状态下，将腔室内向大气压开放。大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。
接着，对注入口74a赋予封接材料(热固化型封接材料)，并以130℃加热20分钟，由此将热固化型封接材料固化。该工序也兼顾液晶材料的再取向处理。在再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
通过以上的工序，得到实施例1的液晶面板。
通过制作图28所示的比较例的液晶面板990A，得到比较例1的液晶面板。比较例1的液晶面板在由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的取向方位在液晶层LC的整个区域中与流动方向Df垂直的方面上与实施例1的液晶面板不同。
在比较例1的液晶面板中，在将腔室内大气开放之后，直至向面板内充填液晶材料为止，需要60分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向为被充分消除，液晶分子没有均匀地取向。
实施例1的液晶面板与比较例1的液晶面板相比，液晶材料的注入所需的时间被缩短，且通过再取向处理充分将流动取向消除。可知实施例1的液晶面板使扫描天线的量产性提高。
在实施例2的液晶面板中，作为液晶材料，使用在末端具有-CN基，在分子中具有-O-键的4-氰基-4’-戊基氧基联苯(简称5OCB)。实施例2的液晶面板在这方面上与实施例1的液晶面板不同。
在实施例2的液晶面板中，从将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
在实施例3的液晶面板中，将贴片电极15由Cu膜(厚度：1μm)形成，将缝隙电极55由Cu膜(厚度：2μm)形成。实施例3的液晶面板在这方面与实施例1的液晶面板不同。
在实施例3的液晶面板中，在将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
通过制作图23所示的液晶面板100B，得到实施例4的液晶面板。实施例4的液晶面板在是直径Lb为30cm的圆方面上与实施例1的液晶面板不同。
在实施例4的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
通过制作图24所示的液晶面板100C，得到实施例5的液晶面板。实施例5的液晶面板在具有对一边的长度Lc为30cm的正方形的角进行了倒角的形状的方面及具有三个注入口74cA、74cB、74cC的方面上与实施例1的液晶面板不同。
在实施例5的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
在实施例6的液晶面板中，使用光取向膜材料来形成取向膜，通过光取向处理进行取向处理。实施例6的液晶面板在具有光取向膜的方面上与实施例1的液晶面板不同。光取向处理通过从基板法线方向照射直线偏光紫外线而进行。曝光量在中心波长313nm附近为100mJ/cm2。由第一取向膜及第二取向膜规定的预倾角为0°。
在实施例6的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
通过制作图25的(a)所示的液晶面板100D，得到实施例7的液晶面板。实施例7的液晶面板在具有对一边的长度Lc为30cm的正方形的角进行了倒角的形状的方面、及由取向膜规定的取向方位根据液晶层LC内的区域而不同的方面上，与实施例1的液晶面板不同。
在实施例7的液晶面板中，将液晶层LC分成沿图25的(a)的左右方向排列的三个区域，使由取向膜规定的取向方位相互不同。中央的区域(包含第一区域Rf1)的取向方位Dp1与流动方向Df平行。左右的区域(分别包含第二区域Rf2a或Rf2b)的取向方位Dp2a及Dp2b相对于取向方位Dp1呈45°的角。
实施例7的液晶面板的取向膜使用图25的(b)～(d)所示的光掩模90_1～90_3，通过光取向处理而形成。光取向处理的条件为与实施例6的液晶面板相同。由第一取向膜及第二取向膜规定的预倾角为0°。
在实施例7的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要40分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
在实施例8的液晶面板中，作为液晶材料，使用在末端具有异硫氰酸酯基的液晶材料。实施例8的液晶面板在这方面上与实施例1的液晶面板不同。
在实施例8的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要60分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向被消除，液晶分子按照由取向膜规定的取向方位均匀地取向。
在比较例2的液晶面板中，作为液晶材料，使用了在末端具有异硫氰酸酯基的液晶材料。比较例2的液晶面板在这方面上与比较例1的液晶面板不同。另外，比较例2的液晶面板在以下的方面上也能够与实施例8的液晶面板不同。在实施例8的液晶面板中，由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的取向方位在液晶层LC的整个区域中与流动方向Df平行，而在比较例2的液晶面板中，由第一取向膜32A及第二取向膜42A规定的取向方位在液晶层LC的整个区域中与流动方向Df垂直。
在比较例2的液晶面板中，将腔室内大气开放之后，直至向面板内填充液晶材料为止，需要90分钟。进一步，在液晶材料的再取向处理后，液晶材料的流动取向为被充分消除，液晶分子未均匀地取向。
在实施例1中，相对于使用在现有的LCD面板中经常使用的液晶材料来进行实验，在实施例8中，使用具有更强极性的液晶材料。由此，在实施例8中，与实施例1相比，对液晶材料的注入更花费时间。然而，实施例8的液晶面板与比较例2的液晶面板相比，液晶材料的注入所需的时间被缩短，且通过再取向处理充分将流动取向消除。可知实施例8的液晶面板使扫描天线的量产性提高。含有异硫氰酸酯基的液晶材料能够适宜用于本发明的实施方式的扫描天线。
本发明的实施方式的扫描天线根据需要例如收纳于塑料制的箱体。优选对箱体使用不影响微波的发送接收的介电常数εM小的材料。另外，也可以在箱体的与发送接收区域R1对应的部分设置贯通孔。进一步，也可以设置遮光结构，以使液晶材料不暴露于光中。遮光结构例如设置成对从TFT基板101的电介质基板1和/或缝隙基板201的电介质基板51的侧面在电介质基板1和/或电介质基板51内传播，并向液晶射入的光进行遮光。介电各向异性ΔεM大的液晶材料，有的易于发生光劣化，优选不仅对紫外线，也对可见光中短波长的蓝色光进行遮光。例如通过使用黑色的粘合胶带等遮光性的胶带而能在需要的部位容易地形成遮光结构。
本发明的实施方式例如应用于移动体(例如船舶、飞机、汽车)所搭载的卫星通信、卫星广播用的扫描天线及其制造中。
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：源极连接布线
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
32A、32E、32F：第一取向膜
42A、42E、42F：第二取向膜
51：电介质基板
52：第三绝缘层
54：电介质层(空气层)
55：缝隙电极
55L：下层
55M：主层
55U：上层
55c：接触面
57：缝隙
58：第四绝缘层
60：上部连接部
65：反射导电板
67：粘合层
68：加热器用电阻膜
70：供电装置
71：导电性珠
72：供电销
73：密封部
73a、73b、73c、73d、73g：主密封部
74a、74b、74cA、74cB、74cC、74d、74g：注入口
79：液晶分子
100A、100B、100C：液晶面板
100D、100E、100F、100G：液晶面板
101、102、103、104：TFT基板
201、203：缝隙基板
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：发送接收区域
R2：非发送接收区域
Rs：密封区域
U、U1、U2：天线单元、天线单元区域

Claims (13)

1.一种扫描天线，其排列有多个天线单元，其特征在于，具有：
TFT基板，其具有第一电介质基板、由所述第一电介质基板支承的多个TFT、多个栅极总线、多个源极总线、多个贴片电极、以及覆盖所述多个贴片电极的第一取向膜；
缝隙基板，其具有第二电介质基板、形成在所述第二电介质基板的第一主面上的缝隙电极、以及覆盖所述缝隙电极的第二取向膜；
液晶层，其设置在所述TFT基板与所述缝隙基板之间；
密封部，其包围所述液晶层；以及
反射导电板，其以隔着电介质层与所述第二电介质基板的同所述第一主面相反一侧的第二主面对置的方式配置，
所述缝隙电极具有与所述多个贴片电极对应配置的多个缝隙，
所述第一取向膜及所述第二取向膜分别规定所述液晶层所包含的液晶分子的取向方位，
所述密封部包含划定至少一个注入口的主密封部，
关于所述至少一个注入口，
将在所述至少一个注入口中与所述主密封部的密封图案正交的方向中的从所述至少一个注入口朝向所述液晶层的方向设为流动方向，
并将所述液晶层中的、接近于所述至少一个注入口的区域、且是包含从所述至少一个注入口沿所述流动方向延伸的区域的区域设为第一区域时，
在所述第一区域中由所述第一取向膜规定的取向方位及在所述第一区域中由所述第二取向膜规定的取向方位分别与所述流动方向所成的角是20°以下或160°以上。
2.根据权利要求1所述的扫描天线，其特征在于，
在所述第一区域中由所述第一取向膜规定的取向方位及在所述第一区域中由所述第二取向膜规定的取向方位分别与所述流动方向大致平行。
3.根据权利要求1或2所述的扫描天线，其特征在于，
在所述第一区域中由所述第一取向膜规定的取向方位与在所述第一区域中由所述第二取向膜规定的取向方位大致平行。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
所述至少一个注入口包含所述流动方向相互大致平行的多个注入口。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
关于所述至少一个注入口，
将所述液晶层中的、比所述第一区域远离所述至少一个注入口的区域、且是邻接于所述第一区域的区域设为第二区域时，
所述至少一个注入口包含在所述第一区域中由所述第一取向膜规定的取向方位与在所述第二区域中由所述第一取向膜规定的取向方位成超过0°的角的注入口。
6.根据权利要求5所述的扫描天线，其特征在于，
所述至少一个注入口包含在所述第一区域中由所述第一取向膜规定的取向方位与在所述第二区域中由所述第一取向膜规定的取向方位所成的角为20°以上的注入口。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
所述第一取向膜及所述第二取向膜分别是进行了摩擦处理的取向膜。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
所述第一取向膜及所述第二取向膜分别是光取向膜。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角分别为10°以下。
10.根据权利要求8所述的扫描天线，其特征在于，
由所述第一取向膜规定的预倾角及由所述第二取向膜规定的预倾角分别为0°。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
所述密封部具有包含四个以上顶点的多边形或圆形的平面形状。
12.根据权利要求1～11中的任一项所述的扫描天线，其特征在于，
所述多个贴片电极和/或所述缝隙电极含有Cu。
13.一种扫描天线的制造方法，其是权利要求1～12中的任一项所述的扫描天线的制造方法，所述扫描天线的制造方法的特征在于，
包含利用真空注入法来形成所述液晶层的工序。
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