CN113196457A - 扫描天线和扫描天线的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种扫描天线,具有包含多个天线单位(U)的发送接收区域(R1)、以及发送接收区域外的非发送接收区域(R2)。扫描天线具有:TFT基板(101Aa);缝隙基板(201Aa);液晶层(LC),其设置在TFT基板与缝隙基板之间;密封部(73Aa),其设置于非发送接收区域,包围液晶层;反射导电板,其配置为隔着电介质层与第2电介质基板的第2主面相对;第1间隔物结构体,其规定发送接收区域中的第1电介质基板与第2电介质基板的第1间隙;以及第2间隔物结构体,其规定比第1间隙宽的、非发送接收区域中的第1电介质基板与第2电介质基板的第2间隙。第2间隔物结构体配置在密封部内或由密封部包围的区域内。

Description

扫描天线和扫描天线的制造方法
技术领域
本发明涉及扫描天线,特别是涉及天线单位(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”。)、以及这种扫描天线的制造方法。
背景技术
移动体通信或卫星广播用天线需要能改变波束的方向(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)”。),已知具备天线单位的相控阵列天线。然而,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,当天线单位的数量增加时,成本会显著上升。
因此,已提出利用了液晶材料(包括向列液晶、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和非专利文献1)。液晶材料的介电常数具有频率分散性,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。
本申请的申请人开发出了能利用现有的LCD的制造技术来批量生产的扫描天线。本申请的申请人的专利文献6公开了能利用现有的LCD的制造技术来批量生产的扫描天线、这种扫描天线所使用的TFT基板、以及这种扫描天线的制造方法及驱动方法。为了参考,将专利文献6的全部公开内容引用到本说明书中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2007-116573号公报
专利文献2:特开2007-295044号公报
专利文献3:特表2009-538565号公报
专利文献4:特表2013-539949号公报
专利文献5:国际公开第2015/126550号
专利文献6:国际公开第2017/061527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 for12GHzSatellite TV Reception”,IEEE Transactions of Antennas and Propagation,Vol.AP-33,No.12,pp.1347-1353(1985).
发明内容
发明要解决的问题
本发明的一个目的在于,进一步提高专利文献6所记载的扫描天线的性能。
用于解决问题的方案
根据本发明的实施方式,提供以下的项目记载的解决方案。
[项目1]一种扫描天线,具有包含多个天线单位的发送接收区域、以及上述发送接收区域外的非发送接收区域,上述扫描天线具有:
TFT基板,其具有:第1电介质基板;以及支撑于上述第1电介质基板的、多个TFT、多个栅极总线、多个源极总线及多个贴片电极;
缝隙基板,其具有第2电介质基板和缝隙电极,上述缝隙电极形成在上述第2电介质基板的第1主面上,并且具有与上述多个贴片电极对应地配置的多个缝隙;
液晶层,其设置在上述TFT基板与上述缝隙基板之间;
密封部,其设置于上述非发送接收区域,包围上述液晶层;
反射导电板,其配置为隔着电介质层与上述第2电介质基板的与上述第1主面相反的一侧的第2主面相对;
第1间隔物结构体,其配置在上述发送接收区域,规定上述发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第1间隙;以及
第2间隔物结构体,其规定比上述第1间隙宽的、上述非发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第2间隙,
上述第2间隔物结构体配置在上述密封部内或由上述密封部包围的区域内。
[项目2]根据项目1所述的扫描天线,其中,
当上述液晶层的温度为25℃时,上述液晶层具有真空气泡,当上述液晶层的温度为120℃以上时,上述液晶层不具有真空气泡。
[项目3]根据项目1或2所述的扫描天线,其中,
上述第1间隔物结构体包含规定上述贴片电极与上述缝隙电极之间的上述液晶层的厚度的第1柱状间隔物,
上述第2间隔物结构体包含比上述第1柱状间隔物高的间隔物。
[项目4]根据项目1至3中的任意一个项目所述的扫描天线,其中,
上述密封部包含规定上述发送接收区域的上述液晶层的厚度的第1粒状间隔物,
上述第2间隔物结构体包含粒径比上述第1粒状间隔物的粒径大的第2粒状间隔物。
[项目5]根据项目1至4中的任意一个项目所述的扫描天线,其中,
上述第2间隔物结构体配置在上述密封部内。
[项目6]根据项目1至5中的任意一个项目所述的扫描天线,还具有:
第3间隔物结构体,其规定比上述第1间隙宽的、上述非发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第3间隙,配置在由上述密封部包围的区域内;以及
追加密封部,其包含上述第3间隔物结构体。
[项目7]根据项目6所述的扫描天线,其中,
在从上述第1电介质基板的法线方向观看时,上述追加密封部包含:在描画出将上述TFT基板和上述缝隙基板包含在内的最小的矩形时形成于沿着来自上述矩形的缺口为最大的边的区域的部分。
[项目8]根据项目6或7所述的扫描天线,其中,
上述第3间隔物结构体的高度比上述第2间隔物结构体的高度大。
[项目9]根据项目6至8中的任意一个项目所述的扫描天线,其中,
由上述密封部包围的区域具有包含上述发送接收区域的有源区域、以及上述有源区域以外的缓冲区域,在上述有源区域与上述缓冲区域之间设置有上述追加密封部。
[项目10]根据项目9所述的扫描天线,其中,
上述密封部具有划定注入口的主密封部和将上述注入口封闭的端密封部,
上述追加密封部形成为使得从上述注入口注入的液晶材料经过上述有源区域填充到上述缓冲区域。
[项目11]根据项目9或10所述的扫描天线,其中,
上述缓冲区域包含具有5mm以上15mm以下的宽度的区域。
[项目12]一种扫描天线的制造方法,是项目1至11中的任意一个项目所述的扫描天线的制造方法,其中,
形成上述液晶层的工序包含如下工序:供应液晶材料,使得在上述TFT基板与上述缝隙基板之间的由上述密封部包围的区域内产生真空气泡。
[项目13]根据项目12所述的制造方法,其中,
形成上述液晶层的工序在供应上述液晶材料的工序之后还包含使上述液晶层的温度上升到120℃以上的工序。
[项目14]根据项目12或13所述的制造方法,其中,
上述液晶层使用真空注入法来形成。
[项目15]根据项目12或13所述的制造方法,其中,
上述液晶层使用滴下注入法来形成,形成上述液晶层的工序包含如下工序:滴下比上述TFT基板与上述缝隙基板之间的由上述密封部包围的区域的体积小的液晶材料。
发明效果
根据本发明的一个实施方式,能够进一步提高扫描天线的天线性能。
附图说明
图1是示意性地示出扫描天线1000的一部分的截面图。
图2的(a)和(b)分别是示出扫描天线1000所具备的TFT基板101和缝隙基板201的示意性俯视图。
图3的(a)~(c)是示出扫描天线1000的拼接(tiling)结构的例子的图。
图4是扫描天线1000所具备的液晶面板100a的示意性俯视图。
图5的(a)~(c)是液晶面板100a的示意性截面图。
图6是本发明的实施方式1的扫描天线所具备的液晶面板100Aa的示意性俯视图。
图7的(a)~(c)是液晶面板100Aa的示意性截面图。
图8的(a)~(d)分别是液晶面板100Aa的变形例的液晶面板100Aa1~100Aa4的示意性俯视图。
图9的(a)是用于说明形成追加密封部76的位置的示意性俯视图,图9的(b)是液晶面板100Aa的变形例的液晶面板100Aa5的示意性俯视图。
图10的(a)~(e)是用于说明本发明的实施方式1的扫描天线所具备的TFT基板101Aa的制造方法的示意性截面图,图10的(f)是示出TFT基板101Aa的示意性截面图。
图11的(a)和(b)是用于说明本发明的实施方式1的扫描天线所具备的缝隙基板201Aa的制造方法的示意性截面图,图11的(c)是示意性地示出缝隙基板201Aa中的天线单位区域U和密封部73Aa的截面图,图11的(d)是示意性地示出液晶面板100Aa中的天线单位区域U和密封部73Aa的截面图。
图12是示意性地示出TFT基板101Aa和缝隙基板201Aa所具有的传输部的结构的截面图。
图13是示意性地示出液晶面板100Aa所具有的间隔物结构体的例子的图。
图14是示意性地示出液晶面板100Aa5所具有的间隔物结构体的例子的图。
图15的(a)~(e)是用于说明本发明的实施方式2的扫描天线所具备的TFT基板101B的制造方法的示意性截面图,图15的(f)是示出TFT基板101B的示意性截面图。
图16的(a)~(e)是用于说明本发明的实施方式3的扫描天线所具备的TFT基板101C的制造方法的示意性截面图,图16的(f)是示出TFT基板101C的示意性截面图。
图17的(a)~(e)是用于说明本发明的实施方式4的扫描天线所具备的TFT基板101D的制造方法的示意性截面图,图17的(f)是示出TFT基板101D的示意性截面图。
图18的(a)~(e)是用于说明本发明的实施方式5的扫描天线所具备的TFT基板101E的制造方法的示意性截面图,图18的(f)是示出TFT基板101E的示意性截面图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式的扫描天线、扫描天线的制造方法以及扫描天线所使用的TFT基板。此外,本发明不限于以下例示的实施方式。另外,本发明的实施方式不限于附图。例如,截面图中的层的厚度、俯视图中的导电部和开口部的尺寸等是例示。
<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)的天线单位的扫描天线对施加到与LCD面板的像素对应的天线单位的各液晶层的电压进行控制,使各天线单位的液晶层的有效的介电常数M(εM)变化,从而由静电电容不同的天线单位形成二维图案(与由LCD进行的图像的显示对应。)。从天线出射或者由天线接收的电磁波(例如微波)被赋予与各天线单位的静电电容相应的相位差,根据由静电电容不同的天线单位形成的二维图案而在特定的方向上具有强指向性(波束扫描)。例如,从天线出射的电磁波是通过考虑由各天线单位赋予的相位差而对输入电磁波入射到各天线单位并在各天线单位散射后得到的球面波进行积分而得到的。也能够认为各天线单位作为“移相器:phase shifter”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和非专利文献1、2。非专利文献2公开了排列有螺旋状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,扫描天线的天线单位虽然与LCD面板的像素类似,但是与LCD面板的像素的结构不同,且多个天线单位的排列也与LCD面板中的像素的排列不同。参照示出专利文献6所记载的扫描天线1000的图1来说明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。特别是关于缝隙和/或天线单位的排列,为了参考而将专利文献5的全部公开内容引用到本说明书中。
图1是示意性地示出扫描天线1000的一部分的截面图,示意性地示出从设置在排列成同心圆状的缝隙的中心近旁的供电引脚72(参照图2的(b))起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连接到栅极总线和源极总线。
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配置为隔着空气层54与缝隙基板201相对。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。缝隙电极55和反射导电板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、包含缝隙57的缝隙电极55的部分以及它们之间的液晶层LC构成天线单位U。在各天线单位U中,1个贴片电极15隔着液晶层LC与包含1个缝隙57的缝隙电极55的部分相对,构成液晶电容。贴片电极15和缝隙电极55隔着液晶层LC相对的结构是与LCD面板的像素电极和相对电极隔着液晶层相对的结构类似的。即,扫描天线1000的天线单位U与LCD面板中的像素具有类似的构成。另外,天线单位在具有与液晶电容电并联连接的辅助电容这一点上也具有与LCD面板中的像素类似的构成。然而,扫描天线1000与LCD面板具有许多不同之处。
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。
LCD面板一般使用在可见光中透明的基板,例如使用玻璃基板或塑料基板。在反射型的LCD面板中,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。电介质基板1、51的tanδM优选为大致0.03以下,更优选为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、配线、电极等电路要素。例如在形成波导的材料是空气和玻璃的情况下,玻璃的上述介电损耗较大,因此从较薄的玻璃更能够减小波导损耗这一观点来看,优选为400μm以下,更优选为300μm以下。没有特别的下限,只要在制造工艺中能够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、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301的壁发挥功能。因此,为了抑制微波透射过波导301的壁,优选波导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表皮深度的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。因此,若金属层的厚度是表皮深度的5倍,则能够将电磁波的透射率降低为1%。例如,针对10GHz的微波,当使用厚度为3.3μm以上的Cu层和厚度为4.0μm以上的Al层时,能够将微波降低到1/150。另外,针对30GHz的微波,当使用厚度为1.9μm以上的Cu层和厚度为2.3μm以上的Al层时,能够将微波降低至1/150。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,可考虑成膜时间、成本而适当设定。当使用Cu层时,能得到与使用Al层相比能够较薄的优点。不仅能够采用在LCD的制造工艺中使用的薄膜沉积法,还能够采用将Cu箔或者Al箔贴附到基板等其它方法来形成比较厚的Cu层或者Al层。金属层的厚度例如为2μm以上30μm以下。在使用薄膜沉积法形成的情况下,优选金属层的厚度为5μm以下。此外,反射导电板65例如能够使用厚度为几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301,因此能够使用与缝隙电极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,而优选电阻低的贴片电极15。从批量生产性的观点来看,与Cu层相比优选使用Al层,优选Al层的厚度例如为0.3μm以上2μm以下。
另外,天线单位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例如为25mm。这样,如专利文献4所述,天线单位U的间距为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。因此,天线单位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,天线单位U的排列可与LCD面板中的像素的排列不同。在此,示出排列成同心圆状的例子(例如,参照特开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。而且,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。而扫描天线1000通过使天线单位U所具有的液晶电容的静电电容值变化而使从各贴片电极激振(再辐射)的微波的相位变化。因此,优选液晶层的相对于微波的介电常数M(εM)的各向异性(ΔεM)大,优选tanδM小。例如能够适合使用在M.Wittek et al.,SID 2015DIGESTpp.824-826中记载的ΔεM为4以上且tanδM为0.02以下(均为19GHz的值)。除此之外,能够使用在九鬼、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。
液晶材料的介电常数一般具有频率分散性,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。因此可以说,就相对于微波的天线单位用的液晶材料而言,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。当在此也将相对于550nm的光的Δn(双折射率)用作指标时,在针对微波的天线单位中使用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。液晶层的厚度例如为1μm~500μm。
以下,更详细地说明扫描天线的结构。
首先,参照图1和图2。图1如详述的那样是扫描天线1000的中心附近的示意性局部截面图,图2的(a)和(b)分别是示出扫描天线1000所具备的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位U,在此例示的扫描天线1000中,多个天线单位排列成同心圆状。在以下的说明中,将与天线单位U对应的TFT基板101的区域和缝隙基板201的区域称为“天线单位区域”,标注与天线单位相同的附图标记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位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中设置端子部、驱动电路等。
图2的(a)是示出扫描天线1000所具备的TFT基板101的示意性俯视图。
在图示的例子中,在从TFT基板101的法线方向观看时,发送接收区域R1是环(donut)状。非发送接收区域R2包含位于发送接收区域R1的中心部的第1非发送接收区域R2a和位于发送接收区域R1的周缘部的第2非发送接收区域R2b。发送接收区域R1的外径例如为200mm~1500mm,是根据通信量等设定的。
在TFT基板101的发送接收区域R1中设置有支撑于电介质基板1的多个栅极总线GL和多个源极总线SL,利用这些配线来规定天线单位区域U。天线单位区域U在发送接收区域R1中例如排列成同心圆状。天线单位区域U各自包含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)中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赋予有密封材料。密封材料使TFT基板101和缝隙基板201相互粘接,并且在这些基板101、201之间封入液晶。
在非发送接收区域R2中的由密封区域Rs包围的区域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各自经由栅极端子部GT连接到栅极驱动器GD。源极总线SL各自经由源极端子部ST连接到源极驱动器SD。此外,在该例子中,源极驱动器SD和栅极驱动器GD形成在电介质基板1上,但这些驱动器中的一方或者双方也可以设置在另一电介质基板上。
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粒子的树脂作为密封材料。由此,能够使液晶封入TFT基板101与缝隙基板201之间,并且能够确保传输端子部PT与缝隙基板201的缝隙电极55的电连接。在该例子中,在第1非发送接收区域R2a和第2非发送接收区域R2b两者中均配置有传输端子部PT,但是也可以仅配置于任意一者。
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以外的区域内。当然,传输部也可以配置在密封区域Rs内和密封区域Rs以外的区域内这两者。
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形成有缝隙电极55。
在缝隙基板201的发送接收区域R1中,在缝隙电极55配置有多个缝隙57。缝隙57与TFT基板101中的天线单位区域U对应地配置。在图示的例子中,在多个缝隙57中,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,以构成径向线缝隙天线。由于具有相互大致正交的缝隙,因此扫描天线1000能够发送、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中设置有多个。端子部IT与TFT基板101的传输端子部PT(图2的(a))电连接。在该例子中,端子部IT配置在密封区域Rs内,通过含有导电性粒子的密封材料与对应的传输端子部PT电连接。
另外,在第1非发送接收区域R2a中,在缝隙基板201的背面侧配置有供电引脚72。微波通过供电引脚72进入包括缝隙电极55、反射导电板65以及电介质基板51的波导301。供电引脚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,能够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以将包含发送接收区域R1的比较窄的区域包围的方式设置的例子,但不限于此。例如也可以是如图3所示的例子那样,设置在发送接收区域R1的外侧的密封区域Rs以与发送接收区域R1之间具有一定距离以上的方式设置在例如电介质基板1和/或电介质基板51的边的近旁。即,在图3所示的例子中,由密封区域Rs包围的区域包含:发送接收区域R1;以及非发送接收区域R2的一部分。当然,设置于非发送接收区域R2的、例如端子部或驱动电路(包含栅极驱动器GD和源极驱动器SD)也可以形成于被密封区域Rs包围的区域的外侧(即,不存在液晶层的一侧)。一般地,TFT基板101中的、具有端子部或驱动电路(例如,栅极驱动器GD、源极驱动器SD、源极端子部ST以及栅极端子部GT)的部分是以不与缝隙基板201重叠的方式露出的。在图3中,为了简化,将缝隙基板201的端缘与密封区域Rs(密封部)不作区分地示出,但是缝隙基板201的端缘位于密封区域Rs(密封部)与TFT基板101的端缘之间。在以后的附图中为了简化有时也同样地示出。通过在与发送接收区域R1相隔一定距离以上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)中包含的杂质(特别是离子性杂质)的影响而致使天线特性下降。
扫描天线1000例如可以如申请人在国际公开第2017/065088号中记载的那样,通过将多个扫描天线部分进行拼接来制作。例如,能够分割制作扫描天线的液晶面板。扫描天线的液晶面板分别具有TFT基板、缝隙基板以及设置于它们之间的液晶层。空气层(或者其它电介质层)54和反射导电板65可以设置为对多个扫描天线部分共用。
图3的(a)~(c)示出扫描天线1000所具备的液晶面板的拼接结构的例子。例如,扫描天线1000的液晶面板可以如图3的(a)所示通过将4个液晶面板100a1~100a4进行拼接来制作,也可以如图3的(b)所示通过将2个液晶面板100b1和100b2进行拼接来制作。当然,也可以如图3的(c)所示不分割而作成液晶面板100f。为了简化,有时对扫描天线部分具有的构成要素标注与扫描天线相同的附图标记。
如上所述,扫描天线对施加到天线单位的各液晶层的电压进行控制,使各天线单位的液晶层的有效的介电常数M(εM)变化,从而由静电电容不同的天线单位形成二维图案。然而,天线单位的静电电容值有时会变动。例如液晶材料的体积根据扫描天线的环境温度而变化,起因于此,液晶电容的静电电容值有时发生变化。其结果是,天线单位的液晶层对微波赋予的相位差会从预定的值偏离。当相位差从预定的值偏离时,天线特性会下降。该天线特性的下降例如可评价为共振频率的偏离。实际上,例如,扫描天线被设计为其增益在预先决定的共振频率成为最大,因此天线特性的下降例如表现为增益的变化。或者,若扫描天线的增益成为最大的方向从所希望的方向偏离,则例如会无法准确地追踪通信卫星。
参照图4和图5具体地说明可能成为扫描天线1000的天线性能下降的原因的液晶层的厚度的变化。
图4是通过将4个液晶面板进行拼接来制作扫描天线1000的液晶面板时的1个液晶面板100a的示意性俯视图。液晶面板100a具有TFT基板101a、缝隙基板201a、设置在它们之间的液晶层LC、以及包围液晶层LC的密封部73a。缝隙基板201a与TFT基板101a通过形成密封部73a的密封材料而相互粘接、固定。例如密封部73a具有主密封部75a和端密封(endseal)部(未图示)。在图示的例子中,密封部73a以包围发送接收区域R1、以及非发送接收区域R2的一部分的方式形成。如已描述的那样,非发送接收区域R2是发送接收区域R1以外的区域。
如下所示形成密封部73a。首先,在缝隙基板201a和TFT基板101a中的一方基板上,例如使用分配器,通过密封材料描绘出在成为注入口74a的部分具有开口的图案。例如也可以通过丝网印刷对预定的图案赋予密封材料来代替由分配器进行的密封材料的描绘。之后,使其与另一方基板重叠并以预定的温度加热预定的时间,从而将密封材料固化。在密封材料中混入有用于控制单元空隙(cell gap)的粒状的间隔物(例如树脂珠),缝隙基板201a与TFT基板101a之间保持形成液晶层LC的空隙而相互粘接、固定。由此,形成主密封部75a。
之后,形成液晶层LC。用真空注入法从注入口74a注入液晶材料。之后,以堵住注入口74a的方式赋予例如热固化型的封闭材料,以预定的温度加热预定的时间,从而封闭材料被固化,形成端密封部。在使用真空注入法的情况下,这样由主密封部75a和端密封部形成包围液晶层LC的整个密封部73a。此外,也可以使用滴下注入法来形成液晶层LC。在使用滴下注入法的情况下,主密封部以包围液晶层LC的方式形成,因此未形成注入口和端密封部。
图5的(a)~(c)是液晶面板100a的示意性截面图。图5的(a)示出刚形成液晶层LC之后的状态(室温(例如25℃)),图5的(b)示出从图5的(a)的状态(例如由于温度上升)而液晶材料的体积发生了增加的状态,图5的(c)示出从图5的(a)的状态(例如由于温度降低)而液晶材料的体积发生了减小的状态。
如图5的(a)所示,在刚形成液晶层LC之后,在液晶层LC几乎未产生真空气泡。在形成液晶层的工序中,若液晶材料的供应量不足,则会局部成为液晶材料不足的状态,其结果是,有时会产生气泡(有时称为“真空气泡”。)。当在天线单位的液晶层LC产生真空气泡时,液晶电容的静电电容值发生变化,从而可能发生天线特性的下降。因此,为了避免在液晶层产生真空气泡,在形成液晶层的工序中,一般不会让液晶材料的供应量不足。
当构成图5的(a)所示这样的不具有真空气泡的液晶层的液晶材料的体积发生变化时,如图5的(b)和图5的(c)所示,液晶层LC的厚度会由于TFT基板101a所具有的电介质基板1和/或缝隙基板201a所具有的电介质基板51的挠曲而发生变化。电介质基板1和51例如是玻璃基板。当液晶材料膨胀时,液晶层LC的厚度变大,当液晶材料收缩时,液晶层LC的厚度变小。此外,为了易于理解,图5的(b)和图5的(c)仅示出缝隙基板201a的挠曲,但是并不排除TFT基板101a的挠曲。另外,密封部73a包含控制单元空隙的例如粒状间隔物,因此可以认为,密封部73a中的TFT基板101a与缝隙基板201a之间的距离的变化比TFT基板101a和/或缝隙基板201a的挠曲小。
此外,实际上,在发送接收区域R1设置有控制单元空隙的柱状间隔物(感光间隔物)。即,为了使液晶层LC的厚度均匀,在TFT基板101a和缝隙基板201a中的至少一方配置有使用紫外线固化性树脂形成的柱状的感光间隔物。因此,即使温度下降而液晶材料发生热收缩,也能利用柱状间隔物抑制单元空隙的变化,因而如图5的(c)所示,TFT基板101a和/或缝隙基板201a的挠曲在某种程度上受到抑制。然而,由于柱状间隔物不追随由热收缩导致的液晶材料的体积的减小,从而有时在低温下会在柱状间隔物的周边产生真空气泡。这样产生的真空气泡有时也称为“低温气泡”。由于在发送接收区域R1的柱状间隔物的周边产生真空气泡,液晶电容的静电电容值会变化,其结果是,天线特性有时会下降。
相对于此,本发明的实施方式的扫描天线如参照图6和图7说明的那样从高温时到低温时都能够抑制天线性能的下降。
图6是通过将4个液晶面板进行拼接来制作本发明的实施方式1的扫描天线的液晶面板时的1个液晶面板100Aa的示意性俯视图。图7的(a)~(c)是液晶面板100Aa的示意性截面图。图7的(a)示出刚形成液晶层LC之后的状态(室温(例如25℃)),图7的(b)示出从图7的(a)的状态(例如由于温度上升)而液晶材料的体积发生了增加的状态,图7的(c)示出从图7的(a)的状态(例如由于温度下降)而液晶材料的体积发生了减小的状态。对与扫描天线1000共同的构成标注共同的附图标记,有时会省略说明。以下,说明将扫描天线分割为4个部分来制作的例子,但是本发明的实施方式当然不限于此。
如图7的(a)所示,在液晶面板100Aa中,在形成液晶层LC的工序中,有意地预先使液晶层LC产生真空气泡(真空区域)。液晶层LC是指TFT基板101Aa与缝隙基板201Aa之间的被密封部73Aa包围的区域。由此,能够抑制高温时的液晶层的厚度的增加,因此能够抑制天线性能的下降。
在形成液晶层LC的工序中,通过调整液晶材料的供应量,能够在液晶层LC形成真空气泡(真空区域)BB。在液晶面板100Aa中,如图7的(b)和图7的(c)所示,即使液晶材料的体积发生变化,通过由真空气泡BB吸收液晶材料的体积变化,液晶层LC的厚度的变化也得到抑制。即,TFT基板101Aa和/或缝隙基板201Aa所具有的电介质基板(例如玻璃基板)的挠曲也得到抑制。在液晶材料发生了膨胀的情况下,真空气泡BB的体积变小,在液晶材料发生了收缩的情况下,真空气泡BB的体积变大。特别是,在液晶材料发生了热膨胀的情况下,如图7的(b)所示,只要残存有真空气泡BB,就能够避免TFT基板101Aa和缝隙基板201Aa的变形(挠曲),因此可以认为,只要残存有真空气泡BB,液晶层LC的厚度就不会变化。
另外,液晶面板100Aa通过具有图6所示的结构,也能得到以下的效果。在液晶材料发生了热收缩的情况下,能够抑制在发送接收区域R1的柱状间隔物的周边产生真空气泡(低温气泡)。另外,也能够控制在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的位置。由此,能够抑制由真空气泡引起的天线性能的下降。
如图6所示,液晶面板100Aa的密封部73Aa在非发送接收区域R2包含第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙局部变宽的宽空隙部77。即,宽空隙部77中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙比密封部73Aa的宽空隙部77以外的部分中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙大。宽空隙部77中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙比发送接收区域R1中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙大。例如,密封部73Aa的宽空隙部77以外的部分包含规定发送接收区域R1的液晶层LC的厚度的第1粒状间隔物,宽空隙部77包含粒径比第1粒状间隔物的粒径大的第2粒状间隔物。在图6中,宽空隙部77是密封部73Aa中的由粗线示出的部分。另外,在图6中,密封部73Aa中的设置于发送接收区域R1的密封部Rs1由点线示出。宽空隙部77设置在设置于非发送接收区域R2的密封部Rs2内。如图3的(a)所示,液晶面板100Aa是通过拼接形成1个扫描天线的四分之一面板。在此,发送接收区域R1与非发送接收区域R2的边界线例如能够设为包含与最外侧的天线单位相距2mm以上的点的线。此外,如图3的(c)所示的例子那样,例如,在不分割地形成扫描天线的液晶面板的情况下,密封部(密封区域)也有时全部设置于非发送接收区域R2。在这种情况下,全部的密封部也可以兼作宽空隙部。
如上所述,当在发送接收区域R1内的液晶层LC(尤其是贴片电极15和缝隙57近旁的液晶层LC)产生真空气泡时,有可能由于液晶电容的静电电容值的变化而影响天线性能。在液晶材料发生了热收缩的情况下,由于柱状间隔物不追随由热收缩引起的液晶材料的体积的减小,从而有时会在柱状间隔物的周边产生真空气泡(低温气泡)。当液晶面板具有规定不同的单元空隙的间隔物时,在温度下降时最先产生低温气泡的是规定最大的单元空隙的间隔物的周边。因此,例如,当发送接收区域R1的柱状间隔物所规定的单元空隙等于或大于密封部所规定的单元空隙时,会在发送接收区域R1的柱状间隔物的周边产生低温气泡。在液晶面板100Aa中,通过将宽空隙部77中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙设为比发送接收区域R1中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙大,能够优先使宽空隙部77的周边产生低温气泡,而抑制在发送接收区域R1的柱状间隔物的周边产生真空气泡。由此,天线性能的下降得到抑制。
通过选择密封部73Aa内的宽空隙部77的位置,能够控制为在非发送接收区域R2中的远离发送接收区域R1的位置形成低温气泡。在对密封部73Aa形成宽空隙部77的情况下,优选设置于非发送接收区域R2的密封部Rs2包含与发送接收区域R1相距2mm以上的点。
通过选择密封部73Aa内的宽空隙部77的位置,也能够控制在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的位置。这是因为,在形成液晶层LC的工序中,真空气泡(真空区域)有易于沿着宽空隙部77形成的倾向。由此,例如即使在室温时也能够抑制天线性能的下降。
这样,在具有液晶面板100Aa的扫描天线中,从高温时到低温时(包含液晶材料发生了热膨胀的情况和发生了热收缩的情况),都能够抑制天线性能的下降。不限于例示的扫描天线,一般以下这样的扫描天线都能够得到该效果;(1)在形成液晶层的工序中,在液晶层(即,在TFT基板与缝隙基板之间的被密封部包围的区域)产生真空气泡(真空区域),并且(2)只要在非发送接收区域R2的密封部内或被密封部包围的区域内具有规定比发送接收区域R1中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙(有时称为“第1间隙”。)大的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙的间隔物结构体即可。在本说明书中,“间隔物结构体”包含在第1电介质基板1与第2电介质基板51之间所包含的导电层、绝缘层以及间隔物(柱状间隔物或粒状间隔物等)的全部。有时将配置于发送接收区域R1的规定第1间隙的间隔物称为第1间隔物结构体。第1间隔物结构体包含柱状间隔物。典型地,第1间隔物结构体包含规定贴片电极15与缝隙电极55之间的液晶层LC的厚度的柱状间隔物。本发明的实施方式的扫描天线只要在被密封部包围的区域中的非发送接收区域R2具有比第1间隔物结构体高的第2间隔物结构体即可。当将规定第1间隙的第1间隔物结构体的高度设为1时,优选第2间隔物结构体的高度例如为1.1以上2.0以下。第1间隔物结构体的高度与第2间隔物结构体的高度之差例如为0.9μm以上3μm以下。若第2间隔物结构体与第1间隔物结构体相比过高,则有可能对发送接收区域R1的液晶层LC的厚度造成影响。
使第2间隔物结构体比第1间隔物结构体高的方法可以是任意的。例如,可以改变粒状间隔物的粒径或柱状间隔物的高度。例如,第2间隔物结构体可以包含比第1间隔物结构体所具有的柱状间隔物(例如规定贴片电极15与缝隙电极55之间的液晶层LC的厚度的柱状间隔物)高的间隔物。或者,也可以通过第1间隔物结构体和第2间隔物结构体使TFT基板和缝隙基板所包含的导电层和绝缘层的层叠结构不同。例如,可以通过将导电层图案化,使得第1间隔物结构体不包含该导电层,而第2间隔物结构体包含该导电层。或者,也可以通过在绝缘层形成开口部,使得第1间隔物结构体不包含该绝缘层,而第2间隔物结构体包含该绝缘层。或者,也可以通过第1间隔物结构体和第2间隔物结构体使TFT基板和缝隙基板所包含的导电层和绝缘层中的任意一个层的厚度不同。当然也可以将上述的任意多个方法进行组合。
液晶层既可以通过真空注入法形成,也可以通过滴下注入法形成。在使用真空注入法的情况下,例如只要在TFT基板与缝隙基板之间的被密封部包围的区域内存在真空区域的状态下停止液晶材料的供应即可。在使用滴下注入法的情况下,例如只要滴下比充满由密封部包围的整个区域所需的体积小的量的液晶材料即可。
在形成液晶层的工序中,优选使非发送接收区域R2的液晶层LC产生真空气泡(真空区域)。如上所述,在形成液晶层LC的工序中,真空气泡(真空区域)有易于沿着宽空隙部77形成的倾向,因此优选将宽空隙部77配置在远离发送接收区域R1的位置。也可以在注入液晶材料后,使液晶层的温度上升到例如120℃以上(或者例如Tni(向列-各向同性相转变温度)点以上),之后进行降温,由此控制形成于液晶层的真空气泡(真空区域)的位置。在该情况下,能够以更高的精度控制真空气泡的位置。即,当将液晶层加热时,如上所述,液晶材料的体积增加,从而真空气泡(真空区域)的体积变小。例如当使液晶层的温度上升到真空气泡(真空区域)消失的程度为止之后进行降温时,如上所述,会从规定最大的单元空隙的间隔物的周边开始产生真空气泡。即,真空气泡主要形成在宽空隙部77周边。另外,通过设置后述的追加密封部,能够以更高的精度进行控制,使得易于在非发送接收区域R2的液晶层产生真空气泡(真空区域)。在使用滴下注入法的情况下,也可以优先在发送接收区域R1滴下液晶材料。
在LCD面板中,为了在成为显示区域的区域恰如其分地填充液晶材料,抑制真空气泡的产生、显示区域的液晶层的厚度的偏差,有时在密封部的内侧形成间壁部(例如参照特开2004-78142号公报、特开平3-215828号公报)。间壁部由密封材料形成,具有狭缝。间壁部将显示区域与缓冲区域分隔开,显示区域内的液晶材料能够经过狭缝流到缓冲区域。在特开2004-78142号公报所记载的LCD面板中,缓冲区域中的基板间的空隙比显示区域中的基板间的空隙大。据其记载,由此能够使真空气泡易于移动到缓冲区域。在特开平3-215828号公报所记载的LCD中,在缓冲区域(预备室)未设置有间隔物。据其记载,由此能够由填充到缓冲区域内的液晶材料补偿由热收缩引起的液晶材料的体积的减小。
相对于此,具有液晶面板100Aa的扫描天线如上所述通过在密封部73Aa上设置宽空隙部77,能够抑制天线性能的下降。不用另行使用密封材料设置分隔壁部就能够抑制天线性能的下降,因此有能够抑制制造成本和制造工序的增加的优点。例如,只要在密封部73Aa内的宽空隙部77以外的部分配置规定发送接收区域R1的液晶层LC的厚度的第1粒状间隔物,在宽空隙部77配置粒径比第1粒状间隔物的粒径大的第2粒状间隔物即可。在该情况下,宽空隙部77具有的间隔物结构体(有时称为第2间隔物结构体。)包含第2粒状间隔物。
图8的(a)~(d)中分别示意性地示出液晶面板100Aa的变形例的液晶面板100Aa1~100Aa4的俯视图。液晶面板100Aa1~100Aa4分别具有追加密封部76A~76D(有时总称为“追加密封部76”。)来代替宽空隙部77。追加密封部76规定比第1间隙宽的、第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙。液晶面板100Aa1~100Aa4通过在由密封部73Aa包围的区域内的非发送接收区域R2具有追加密封部76,从而在形成液晶层的工序中,能够以更高的精度控制产生真空气泡(真空区域)的区域的位置。
如图8的(a)~(d)所示,优选由密封部73Aa包围的区域被追加密封部76分为包含发送接收区域R1的有源区域Ra和有源区域Ra以外的缓冲区域Rb。不过,有源区域Ra与缓冲区域Rb之间未被完全隔断,液晶材料能够在有源区域Ra与缓冲区域Rb之间移动。优选追加密封部76远离发送接收区域R1。这是因为,根据与上述的宽空隙部77同样的理由,在追加密封部76的周边易于产生低温气泡。
例如图8的(a)和(b)所示,追加密封部76A和76B形成为使得从注入口74a注入的液晶材料经过有源区域Ra填充到缓冲区域Rb内。当具有这种追加密封部时,易于控制在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的体积。特别是,如图8的(b)所示的追加密封部76B那样,通过减小缓冲区域Rb的入口的宽度Wb,能够减慢液晶材料填充到缓冲区域Rb内的速度。由此,易于控制液晶层LC内的真空气泡(真空区域)的体积。例如,即使在液晶面板间和/或缝隙间液晶注入速度有偏差,也能够容易地控制。如图8的(b)所示,更优选地,缓冲区域Rb形成为宽度Wb小的区域延续得长。宽度Wb例如为5mm~15mm左右,例如为10mm左右。另外,宽度Wb大致固定的区域的长度例如可以为5mm~50mm左右。
通过在缓冲区域的入口附近进一步设置树脂结构体(未图示),从而还能够进一步减慢液晶材料填充到缓冲区域Rb内的速度。树脂结构体例如能够使用紫外线固化性树脂通过光刻工艺形成。树脂结构体例如能够与设置于发送接收区域的柱状间隔物由相同的工艺形成。树脂结构物的底面积例如可以与柱状间隔物为相同程度。
或者,也可以如图8的(c)所示,形成追加密封部76C,使得液晶材料从2个部位的入口填充到缓冲区域Rb内。2个部位的入口的宽度Wb1和Wb2可以相同也可以不同,但是分别独立,例如为5mm~15mm左右。
也可以如图8的(d)所示,利用2个追加密封部76D1和76D2形成2个缓冲区域Rb1和Rb2。各个缓冲区域的入口的宽度和宽度大致固定的区域的长度分别独立,可以在上述的优选的范围内。
例如,在密封部73Aa包含规定发送接收区域R1的液晶层LC的厚度的第1粒状间隔物时,追加密封部76包含粒径比第1粒状间隔物的粒径大的粒状间隔物(例如粒径为3.5μm~10μm,例如粒径为4μm)。在该情况下,追加密封部76所具有的间隔物结构体包含粒状间隔物。此外,追加密封部76所具有的间隔物结构体也可以具有柱状间隔物来代替粒状间隔物。
形成追加密封部76的位置优选为由密封部73Aa包围的区域内的非发送接收区域R2中的图9的(a)所示的区域Rg。TFT基板101Aa具有的电介质基板1和缝隙基板201Aa具有的电介质基板51典型地为玻璃基板,通过将矩形(包含正方形和长方形)的母玻璃基板切出所希望的形状而形成。在图9的(a)中由单点划线示出母玻璃基板的形状的例子。从图9的(a)可知,即使将区域Rg加宽,对母玻璃基板的大小和从母玻璃基板制作的液晶面板所具有的发送接收区域的大小的影响也小。与此相对,若将区域Rn加宽,则需要增大母玻璃基板或者减小从母玻璃基板制作的液晶面板所具有的发送接收区域,制造成本会增加。因此,优选地,在从电介质基板1的法线方向观看时,追加密封部76包含:在描画出将液晶面板包含在内的最小的矩形时形成于沿着来自矩形的缺口为最大的边的区域的部分。或者,优选地,在从电介质基板1的法线方向观看时,追加密封部76形成于在定义了发送接收区域R1的边缘上的各点在法线方向上到液晶面板100Aa的边缘为止的距离时包含该距离为最大的部位的区域。此外,也可以从1个母玻璃基板形成多个TFT基板或缝隙基板。
追加密封部的形状和配置的位置不限于图示的形状和配置的位置。优选根据液晶材料的特性、扫描天线的环境温度等适当调整追加密封部的形状和配置的位置以及在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的体积。当在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的体积大时,抑制由液晶材料的体积变化(特别是热膨胀时)引起的液晶层的厚度的变化的效果变大,但另一方面,在发送接收区域R1产生真空气泡(真空区域)的可能性也变大。在形成液晶层LC的工序中产生的真空区域例如为在从电介质基板1或51的法线方向观看时被密封部73Aa包围的区域内的面积的约5%~20%左右。在形成液晶层LC的工序中产生的真空气泡(真空区域)的体积也可以调整为在成为高温(例如120℃以上)时真空区域消失。该温度例如只要考虑到有设置扫描天线的可能性的环境温度(例如20℃~70℃)、液晶材料的Tni点、在制造工艺(例如加热处理)中液晶材料达到的温度等来决定即可。
可以认为,当将追加密封部76具有的间隔物结构体加高时(例如将追加密封部76具有的间隔物结构体所具有的粒状间隔物的粒径加大时),所形成的真空气泡(真空区域)的体积会变大。为了抑制在发送接收区域R1形成真空气泡(真空区域),优选适当调整追加密封部76与发送接收区域R1的距离。优选也适当调整追加密封部76具有的间隔物结构体的高度。追加密封部76具有的间隔物结构体的高度与设置于发送接收区域R1的间隔物结构体的高度之差例如为500nm~5000nm。
追加密封部也不限于将由密封部包围的区域分隔为有源区域与有源区域以外的缓冲区域的密封部。例如,也可以是将多个上述的树脂结构物并排而成的密封部。在从电介质基板1或51的法线方向观看时,追加密封部也可以为点状。
图8的(a)~(d)中示出了具有追加密封部76来代替宽空隙部的变形例,但是本发明的实施方式的液晶面板也可以除了具有宽空隙部以外还具有上述的追加密封部76。
图9的(b)中示意性地示出另一变形例的液晶面板100Aa5。液晶面板100Aa5具有宽空隙部77和追加密封部76B。宽空隙部77规定比第1间隙宽的、第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙,因此追加密封部76B所规定的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙既可以与第1间隙相同,也可以大于第1间隙。另外,追加密封部76B所规定的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙既可以大于宽空隙部77所规定的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙,也可以小于宽空隙部77所规定的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙。
<TFT基板的结构和制造方法>
参照图10说明TFT基板101Aa的结构和制造方法。图10的(a)~(e)是用于说明TFT基板101Aa的制造方法的示意性截面图,图10的(f)是示出TFT基板101Aa的示意性截面图。
此外,本发明的实施方式的扫描天线所具有的TFT基板的结构和制造方法不限于例示的结构和制造方法。
图10的(f)所示的TFT基板101Aa具有电介质基板1和排列在电介质基板1上的多个天线单位区域U。多个天线单位区域U中的每个天线单位区域U具有TFT10A和电连接到TFT10A的漏极电极7D的贴片电极15。
如图10的(f)所示,TFT基板101Aa具有:栅极金属层3,其支撑于电介质基板1;栅极绝缘层4,其形成在栅极金属层3上;源极金属层7,其形成在栅极绝缘层4上;第1绝缘层11,其形成在源极金属层7上;贴片金属层15l,其形成在第1绝缘层11上;以及第2绝缘层17,其形成在贴片金属层15l上。在此,源极金属层7具有下层S1和形成在下层S1之上的上层S2。在此,如后述的图12中示出的非发送接收区域R2(传输部)的结构那样,TFT基板101Aa还具有形成在第2绝缘层17上的上部导电层19。
各天线单位区域U所具有的TFT10A具备栅极电极3G、岛状的半导体层5、接触层6S和6D、配置在栅极电极3G与半导体层5之间的栅极绝缘层4、以及源极电极7S和漏极电极7D。在该例子中,TFT10A是具有底栅结构的沟道蚀刻型TFT。
栅极电极3G电连接到栅极总线,从栅极总线被供应扫描信号。源极电极7S电连接到源极总线,从源极总线被供应数据信号。栅极电极3G和栅极总线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”,有时将使用源极用导电膜形成的层称为“源极金属层”。另外,有时将由贴片用导电膜形成的包含贴片电极15的层称为“贴片金属层”。
半导体层5配置为隔着栅极绝缘层4与栅极电极3G重叠。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。在该例子中,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设置为与源极接触层6S接触,经由源极接触层6S连接到半导体层5。漏极电极7D设置为与漏极接触层6D接触,经由漏极接触层6D连接到半导体层5。
第1绝缘层11具有到达TFT10A的漏极电极7D的开口部11a。
贴片电极15设置在第1绝缘层11上和开口部11a内,在开口部11a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也可以包含Cu层或Al层作为主层。扫描天线的性能与贴片电极15的电阻相关,主层的厚度设定为能得到所希望的电阻。从电阻的观点来看,Cu层有可能比Al层更能够减小贴片电极15的厚度。
各天线单位区域U也可以具有与液晶电容电并联连接的辅助电容。辅助电容例如由与漏极电极7D电连接的上部辅助电容电极、栅极绝缘层4、以及隔着栅极绝缘层4与上部辅助电容电极相对的下部辅助电容电极构成。例如,下部辅助电容电极包含于栅极金属层3,上部辅助电容电极包含于源极金属层7。栅极金属层3也可以还包含连接到下部辅助电容电极的CS总线(辅助电容线)。
图12是示意性地示出TFT基板101Aa和缝隙基板201Aa所具有的传输部的结构的截面图。参照图12说明TFT基板101Aa的传输端子部PT的结构。
如图12所示,传输端子部PT具有:贴片连接部15p,其形成在第1绝缘层11上;第2绝缘层17,其覆盖贴片连接部15p;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2绝缘层17的开口部17p内与贴片连接部15p接触。贴片连接部15p包含于贴片金属层15l。在此,传输端子用上部连接部19p(有时简称为“上部连接部19p”。)包含于形成在第2绝缘层17上的上部导电层19。
参照图10的(a)~(e)说明TFT基板101Aa的制造方法。
首先,如图10的(a)所示,在电介质基板1上形成包含栅极电极3G的栅极金属层3。
栅极电极3G能与栅极总线一体地形成。在此,在电介质基板1上通过溅射法等形成未图示的栅极用导电膜。接着,将栅极用导电膜图案化,从而得到栅极电极3G。栅极用导电膜的材料没有特别限定。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。在此,使用Cu膜(厚度:例如200nm~500nm)作为栅极用导电膜。也可以使用将Ti膜(厚度:例如20nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如200nm~500nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为栅极用导电膜。通过将Ti膜设置在Cu膜之下,能够提高电介质基板1与栅极金属层3的紧贴性。在此,栅极用导电膜的图案化通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗来进行。
接着,如图10的(b)所示,形成栅极绝缘层4、半导体层5以及接触层6a。
栅极绝缘层4能通过CVD法等形成。能够适当使用氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)层、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)层等作为栅极绝缘层4。栅极绝缘层4也可以具有层叠结构。在此,形成SiNx层(厚度:例如100nm~500nm)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6a。在此,依次形成本征非晶硅膜(厚度:例如30nm~300nm)和n+型非晶硅膜(厚度:例如50nm~150nm),并通过进行光刻、干式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗将其图案化,从而得到岛状的半导体层5和接触层6a。
接着,在栅极绝缘层4上和接触层6a上形成源极用导电膜并将其图案化,从而如图10的(c)所示,形成包含源极电极7S和漏极电极7D的源极金属层7。此时,接触层6a也被蚀刻,而形成相互分离的源极接触层6S和漏极接触层6D。
源极用导电膜的材料没有特别限定。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。在此,形成将Ti膜(厚度:例如20nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如100nm~400nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为源极用导电膜。在此,例如,通过溅射法形成源极用导电膜(Ti膜和Cu膜),依次对其进行光刻、蚀刻(对Cu膜进行湿式蚀刻后,对Ti膜和接触层6a进行干式蚀刻)以及抗蚀剂剥离清洗,从而得到具有下层S1和上层S2的源极金属层7。此时,在干式蚀刻工序中,将接触层6a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空隙部,得到源极接触层6S和漏极接触层6D。此时,在空隙部中,半导体层5的表面近旁也可被蚀刻(过蚀刻)。这样得到TFT10A。
接下来,如图10的(d)所示,以覆盖TFT10A的方式形成第1绝缘层11,通过公知的光刻和干式蚀刻,在第1绝缘层11形成到达漏极电极7D的开口部11a。在该例子中,第1绝缘层11配置为与半导体层5的沟道区域接触。
第1绝缘层11例如可以是氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)膜、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)膜等无机绝缘层。在此,例如通过CVD法形成SiNx膜(厚度:例如100nm~500nm)作为第1绝缘层11。
例如在非发送接收区域R2中栅极绝缘层4具有开口部的情况下,也可以在该工序中在栅极绝缘层4形成开口部。例如,在由栅极金属层3形成设置于非发送接收区域R2的端子部的下部连接部的情况下,也可以在栅极绝缘层4和第1绝缘层11形成到达下部连接部的开口部。例如,也可以通过使用氟系气体的干式蚀刻对栅极绝缘层4和第1绝缘层11一并进行蚀刻。
接着,在第1绝缘层11上和开口部11a内形成贴片用导电膜并将其图案化,从而如图10的(e)所示形成贴片电极15。另外,在非发送接收区域R2的传输端子部形成区域形成贴片连接部15p。贴片电极15在开口部11a内与漏极电极7D接触。
可使用与栅极用导电膜或源极用导电膜同样的材料作为贴片用导电膜的材料。贴片用导电膜也可以设定为比栅极用导电膜和源极用导电膜厚。由此,通过降低贴片电极的片电阻,能降低贴片电极内的自由电子的振动转化为热的损耗。
在此,使用Cu膜(厚度:例如200nm~1000nm)作为贴片用导电膜。也可以使用将Ti膜(厚度:例如20nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如200nm~1000nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为贴片用导电膜。通过将Ti膜设置在Cu膜之下,能够提高第1绝缘层11与贴片金属层15l的紧贴性。在此,贴片用导电膜的图案化通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗来进行。
接着,如图10的(f)所示,在贴片电极15上和第1绝缘层11上形成第2绝缘层17。其后,通过公知的光刻和干式蚀刻,在第2绝缘层17形成到达贴片连接部15p的开口部17p。
作为第2绝缘层17,没有特别限定,例如能够适当使用氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)膜、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)膜等。在此,例如形成SiNx层(厚度:例如50nm~400nm)作为第2绝缘层17。
之后,在第2绝缘层17上和形成于第2绝缘层17的开口部内,例如通过溅射法形成透明导电膜(厚度:例如50nm以上150nm以下)。例如能够使用ITO(铟锡氧化物)膜、IZO膜、ZnO膜(氧化锌膜)等作为透明导电膜。透明导电膜也可以具有层叠结构,该层叠结构依次具有:Ti膜(厚度:例如20nm以上50nm以下);以及ITO膜、IZO膜或ZnO膜。当透明导电膜包含Ti膜时,在传输端子部PT中,贴片连接部15p的腐蚀被抑制,和/或贴片连接部15p与上部连接部19p的接触电阻被降低。
之后,通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗将透明导电膜图案化,从而得到包含传输端子用上部连接部19p的上部导电层19。也可以在透明导电膜的图案化后还进行退火处理。通过对透明导电膜实施退火处理,能够低电阻化。
这样,得到TFT基板101Aa。
在此,图示并说明了TFT基板101Aa的天线单位区域,但是设置于非发送接收区域R2的端子部、驱动电路(栅极驱动器和源极驱动器等)所包含的TFT等也能在上述的工序中与天线单位区域同时形成。
<缝隙基板的结构和制造方法>
参照图11说明缝隙基板201Aa的结构和制造方法。
图11的(a)和(b)是用于说明缝隙基板201Aa的制造方法的示意性截面图,图11的(c)是示意性地示出缝隙基板201Aa中的天线单位区域U和密封部73Aa的截面图。图11的(d)是示意性地示出液晶面板100Aa中的天线单位区域U和密封部73Aa的截面图。
如图11的(c)和(d)所示,缝隙基板201Aa具备:电介质基板51,其具有正面和背面;第3绝缘层52,其形成在电介质基板51的正面;缝隙电极55,其形成在第3绝缘层52上;以及第4绝缘层58,其覆盖缝隙电极55。反射导电板65(参照图1)配置为隔着电介质层(空气层)54与电介质基板51的背面相对。缝隙电极55和反射导电板65作为波导301的壁发挥功能。
在发送接收区域R1中,在缝隙电极55形成有多个缝隙57。缝隙57是贯通缝隙电极55的开口。在该例子中,在各天线单位区域U配置有1个缝隙57。
第4绝缘层58形成在缝隙电极55上和缝隙57内。第4绝缘层58例如在缝隙57内具有到达第3绝缘层52的开口部58a。第4绝缘层58的材料可以与第3绝缘层52的材料相同。通过用第4绝缘层58覆盖缝隙电极55,缝隙电极55与液晶层LC不会直接接触,因此能够提高可靠性。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Al层会含有孔隙。第4绝缘层58能够防止液晶材料侵入到Al层的孔隙中。此外,若通过将铝箔利用粘接材料贴附到电介质基板51来形成Al层,并将其图案化来制作缝隙电极55,则能够避免孔隙的问题。
缝隙电极55包含Cu层、Al层等主层。缝隙电极55也可以具有包含主层以及以夹着主层的方式配置的上层和/或下层的层叠结构。主层的厚度根据材料并考虑表皮效应来设定,例如可以为2μm以上30μm以下。主层的厚度典型地大于上层和下层的厚度。例如,主层为Cu层,上层和下层为Ti层。通过在主层与第3绝缘层52之间配置下层,能够提高缝隙电极55与第3绝缘层52的紧贴性。另外,通过设置上层,能够抑制主层(例如Cu层)的腐蚀。
反射导电板65构成波导301的壁,因此优选具有表皮深度的3倍以上的厚度,更优选具有表皮深度的5倍以上的厚度。反射导电板65例如能够使用通过切削而制作出的厚度为几mm的铝板、铜板等。
如图12所示,在缝隙基板201Aa的非发送接收区域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4绝缘层58、以及上部连接部60。第4绝缘层58具有到达缝隙电极55的开口部58p。上部连接部60在开口部58p内与缝隙电极55接触。
如图12所示,在传输部中,缝隙基板201Aa的端子部IT的上部连接部60与TFT基板101Aa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经由包含导电性珠71的树脂(例如密封树脂)78连接。
上部连接部60和19p均为ITO膜、IZO膜等透明导电层,有时会在其表面形成氧化膜。若形成了氧化膜,则无法确保透明导电层彼此的电连接,接触电阻有可能变高。对此,在本实施方式中,由于经由包含导电性珠(例如Au珠)71的树脂使这些透明导电层粘接,因此即使形成有表面氧化膜,导电性珠也会将表面氧化膜刺破(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和19p,而与贴片连接部15p和缝隙电极55直接接触。
此外,密封区域Rs(密封部73Aa)也可以具有与上述的传输部同样的结构。即,也可以在密封区域Rs(密封部73Aa)内配置上述的传输部。
缝隙基板201Aa例如可用以下的方法制造。
首先,在电介质基板51上例如通过CVD法形成第3绝缘层52(厚度:例如300nm~1500nm)。能够使用玻璃基板、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51。为了抑制电磁波的衰减,优选电介质基板51较薄。例如,也可以在玻璃基板的表面通过后述的工艺形成缝隙电极55等构成要素后,将玻璃基板从背面侧薄板化。由此,能够将玻璃基板的厚度降低到例如500μm以下。
此外,在使用树脂基板作为电介质基板的情况下,既可以将TFT等构成要素直接形成在树脂基板上,也可以使用转印法将TFT等构成要素形成在树脂基板上。若利用转印法,则例如在玻璃基板上形成树脂膜(例如聚酰亚胺膜),并在树脂膜上通过后述的工艺形成构成要素后,使形成有构成要素的树脂膜与玻璃基板分离。通常,与玻璃相比,树脂的介电常数εM和介电损耗tanδM较小。树脂基板的厚度例如为3μm~300μm。除聚酰亚胺之外,例如也能够使用液晶高分子作为树脂材料。
作为第3绝缘层52,没有特别限定,例如能够适当使用氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SiNx)膜、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)膜、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)膜等。
接着,在第3绝缘层52之上例如通过溅射法形成金属膜(例如Cu膜或Al膜)并将其图案化,从而如图11的(a)所示,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1000nm~4000nm的Cu膜。也可以形成将Ti(厚度:例如20nm~100nm)和Cu(厚度:例如1000nm~4000nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为金属膜。
之后,如图11的(b)所示,在缝隙电极55上和缝隙57内形成第4绝缘层58(厚度:例如50nm~400nm)。第4绝缘层58的材料可以与第3绝缘层的材料相同。
之后,在非发送接收区域R2中,在第4绝缘层58形成到达缝隙电极55的开口部58p。开口部58p能够通过光刻、干式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗来形成。
之后,在第4绝缘层58上和第4绝缘层58的开口部58p内,例如通过溅射法形成透明导电膜(厚度:例如50nm~150nm)并将其图案化,从而形成在开口部58p内与缝隙电极55接触的上部连接部60。由此,能够得到端子部IT。能够使用例如ITO(铟锡氧化物)膜、IZO膜、ZnO膜(氧化锌膜)等作为透明导电膜。透明导电膜也可以具有层叠结构,该层叠结构依次具有:Ti膜(厚度:例如20nm~50nm);以及ITO膜、IZO膜或ZnO膜。当透明导电膜包含Ti膜时,缝隙电极55的腐蚀被抑制,和/或缝隙电极55与上部连接部60的接触电阻被降低。通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗将透明导电膜图案化,从而得到透明导电层。也可以在透明导电膜的图案化后还进行用于低电阻化的退火处理。
接下来,如图11的(c)所示,在第4绝缘层58上和形成在第4绝缘层58上的透明导电层上形成感光性树脂膜,经由具有预定的图案的开口部的光掩模对感光性树脂膜进行曝光、显影,从而形成柱状间隔物PS。感光性树脂既可以是负型也可以是正型。
这样,制造缝隙基板201Aa。
此外,在TFT基板具有柱状间隔物PS的情况下,只要在以上述的方法制造TFT基板101Aa后,通过在第2绝缘层17上和上部导电层19上形成感光性树脂膜并对其进行曝光、显影来形成柱状间隔物即可。
如图11的(d)所示,液晶面板100Aa通过使如上述那样制造的TFT基板101Aa和缝隙基板201Aa贴合来制作。
首先,如下所示形成密封部73Aa。在缝隙基板201Aa和TFT基板101Aa中的一方基板(例如TFT基板101Aa)上,例如使用分配器,通过密封材料描绘出在成为注入口74a的部分具有开口的图案。另外,对一方基板的端子部(TFT基板101Aa的端子部PT或缝隙基板201Aa的端子部IT)赋予含有导电性粒子的密封树脂。例如也可以通过丝网印刷对预定的图案赋予密封材料来代替由分配器进行的密封材料的描绘。之后,使其与另一方基板重叠,并以预定的压力、预定的温度加热预定的时间,从而使密封材料固化。在密封材料中混入有用于控制单元空隙的粒状的间隔物(例如树脂珠),缝隙基板201Aa与TFT基板101Aa之间保持形成液晶层LC的空隙而相互粘接、固定。由此,形成主密封部75Aa。
之后,形成液晶层LC。通过真空注入法从注入口74a注入液晶材料。之后,以堵住注入口的方式赋予例如热固化型的封闭材料,以预定的温度加热预定的时间,从而封闭材料被固化,形成端密封部(未图示)。在使用真空注入法的情况下,这样由主密封部75Aa和端密封部(未图示)形成包围液晶层LC的整个密封部73Aa。
此外,如已描述的那样,也可以使用滴下注入法来形成液晶层LC。
在从1个母玻璃基板制作多个TFT基板或缝隙基板的情况下,例如,只要在形成密封部后,在形成液晶层前,例如通过切割(dicing)、激光加工切出各液晶面板即可。
在图13中示意性地示出液晶面板100Aa具有的间隔物结构体的例子。
在图13中,示出了规定发送接收区域R1中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙(第1间隙)的第1间隔物结构体SS1、以及宽空隙部77具有的第2间隔物结构体SS2。第2间隔物结构体SS2(高度6440nm)比第1间隔物结构体SS1(高度6250nm)高(第1间隔物结构体SS1与第2间隔物结构体SS2的高度之差为0.19μm)。图中示出各个间隔物结构体所包含的导电层、绝缘层以及间隔物的高度的例子。图中的“间隔物A”示出第1间隔物结构体SS1具有的柱状间隔物的高度,“间隔物B”示出第2间隔物结构体SS2具有的间隔物(柱状间隔物或粒状间隔物)的高度。不过,省略了栅极绝缘层4、第1绝缘层11以及第3绝缘层52的图示。在该例子中,第1间隔物结构体SS1和第2间隔物结构体SS2均还具有栅极绝缘层4、第1绝缘层11以及第3绝缘层52,因此栅极绝缘层4、第1绝缘层11以及第3绝缘层52对第1间隔物结构体SS1与第2间隔物结构体SS2的高度之差没有贡献。
图14中示出液晶面板100Aa5所具有的间隔物结构体的例子。如上所述,液晶面板100Aa5还具有追加密封部76。
在图14中,示出了规定发送接收区域R1中的第1电介质基板1与第2电介质基板51的间隙(第1间隙)的第1间隔物结构体SS1、宽空隙部77具有的第2间隔物结构体SS2、以及追加密封部76具有的第3间隔物结构体SS3。第3间隔物结构体SS3(高度7100nm)比第1间隔物结构体SS1(高度6250nm)高(第1间隔物结构体SS1与第3间隔物结构体SS3的高度之差为0.85μm)。图中的“间隔物C”示出第3间隔物结构体SS3具有的间隔物(柱状间隔物或粒状间隔物)的高度。第2间隔物结构体SS2和第3间隔物结构体SS3比第1间隔物结构体SS1高,第3间隔物结构体SS3比第2间隔物结构体SS2高(第3间隔物结构体SS3与第2间隔物结构体SS2的高度之差为0.66μm)。
本申请的发明人使用图8的(a)所示的液晶面板100Aa1估算了在液晶面板降温时形成真空气泡的区域的大小(宽度)。形成真空气泡的区域的宽度是用光学显微镜观察液晶面板来计测的。在追加密封部76A所具有的间隔物结构体具有粒径为4.0μm的粒状间隔物的情况下(追加密封部76A具有的间隔物结构体的高度与规定第1间隙的间隔物结构体的高度之差为0.9μm),在液晶面板降温时,沿着追加密封部76A在2mm左右的区域形成了真空气泡。当将追加密封部76A所具有的间隔物结构体具有的粒状间隔物的粒径变更为6.1μm时(在该情况下,追加密封部76A具有的间隔物结构体的高度与规定第1间隙的间隔物结构体的高度之差为3.0μm),在液晶面板降温时,沿着追加密封部76A在4mm左右的区域形成了真空气泡。
参照图15说明本发明的实施方式2的扫描天线所具备的TFT基板101B的结构和制造方法。图15的(a)~(e)是用于说明TFT基板101B的制造方法的示意性截面图,图15的(f)是示出TFT基板101B的示意性截面图。以与先前的实施方式的不同之处为中心进行说明。对与先前的实施方式共同的构成标注共同的附图标记,有时省略说明。在以后的实施方式中也是同样的。
如图15的(f)所示,TFT基板101B在半导体层5与源极电极7S及漏极电极7D之间不具有接触层,这一点与先前的实施方式不同。例如使用氧化物半导体层作为TFT基板101B所具有的TFT10B的半导体层5。即使在具备具有这种结构的TFT基板101B的扫描天线中,也能得到与实施方式1的扫描天线同样的效果。TFT基板101B能够应用于上述的任何一个液晶面板。
参照图15的(a)~(e)说明TFT基板101B的制造方法。主要说明与参照图10说明的TFT基板101Aa的制造方法的不同之处。
首先,如图15的(a)所示,在电介质基板1上形成包含栅极电极3G的栅极金属层3。
接着,如图15的(b)所示,形成栅极绝缘层4和半导体层5。
在此,通过溅射法形成In-Ga-Zn-O系半导体膜(厚度:例如30nm~300nm),通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗将其图案化,从而得到半导体层5。
接着,在栅极绝缘层4上形成源极用导电膜并将其图案化,从而如图15的(c)所示,形成包含源极电极7S和漏极电极7D的源极金属层7。
在此,形成将Ti膜(厚度:例如20nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如100nm~400nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为源极用导电膜。在此,例如,通过溅射法形成源极用导电膜(Ti膜和Cu膜),依次对其进行光刻、蚀刻(对Cu膜进行湿式蚀刻后,对Ti膜进行干式蚀刻)以及抗蚀剂剥离清洗,从而得到具有下层S1和上层S2的源极金属层7。由此,得到TFT10B。
接下来,如图15的(d)所示,形成第1绝缘层11。
接着,在第1绝缘层11上和形成于第1绝缘层11的开口部11a内形成贴片用导电膜并将其图案化,从而如图15的(e)所示,得到贴片金属层15l。
接着,如图15的(f)所示,在贴片金属层15l上和第1绝缘层11上形成第2绝缘层17。
之后,在第2绝缘层17上形成上部导电层。
这样,得到TFT基板101B。
参照图16说明本发明的实施方式3的扫描天线所具备的TFT基板101C的结构和制造方法。图16的(a)~(e)是用于说明TFT基板101C的制造方法的示意性截面图,图16的(f)是示出TFT基板101C的示意性截面图。
如图16的(f)所示,TFT基板101C在第1绝缘层11与贴片金属层15l之间还具有平坦化层14,这一点与TFT基板101B不同。即使在具备具有这种结构的TFT基板101C的扫描天线中,也能得到与实施方式1的扫描天线同样的效果。TFT基板101C能够应用于上述的任何一个实施方式。
参照图16的(a)~(e)说明TFT基板101C的制造方法。主要说明与参照图15说明的TFT基板101B的制造方法的不同之处。
首先,如图16的(a)所示,在电介质基板1上形成包含栅极电极3G的栅极金属层3。
接着,如图16的(b)所示,形成栅极绝缘层4和半导体层5。
接着,如图16的(c)所示,在栅极绝缘层4上形成包含源极电极7S和漏极电极7D的源极金属层7。
接下来,如图16的(d)所示,以覆盖TFT10B的方式形成第1绝缘层11,在第1绝缘层11上形成平坦化层14。
在此,以覆盖TFT10B的方式例如通过CVD法形成SiNx膜(厚度:例如100nm~500nm),在SiNx膜上形成感光性树脂膜。之后,通过光刻将感光性树脂膜图案化,通过干式蚀刻将SiNx膜图案化,从而在第1绝缘层11形成到达漏极电极7D的开口部11a,在平坦化层14形成与开口部11a重叠的开口部14a。
接着,在平坦化层14上和形成于第1绝缘层11的开口部11a内形成贴片用导电膜并将其图案化,从而如图16的(e)所示,得到贴片金属层15l。
接着,如图16的(f)所示,在贴片金属层15l上和平坦化层14上形成第2绝缘层17。
之后,在第2绝缘层17上形成上部导电层。
这样,得到TFT基板101C。
参照图17说明本发明的实施方式4的扫描天线所具备的TFT基板101D的结构和制造方法。图17的(a)~(e)是用于说明TFT基板101D的制造方法的示意性截面图,图17的(f)是示出TFT基板101D的示意性截面图。
与TFT基板101C相比,TFT基板101D能够以较少的制造工序数(例如光掩模数)进行制造。
参照图17的(a)~(f)说明TFT基板101D的制造方法。主要说明与参照图16说明的TFT基板101C的制造方法的不同之处。
首先,如图17的(a)所示,在电介质基板1上形成包含栅极电极3G的栅极金属层3。
接下来,如图17的(b)所示,在栅极金属层3上形成栅极绝缘层4、半导体层5以及源极用导电膜S1’、S2’。
在此,在电介质基板1上的整个面,通过CVD法形成SiNx膜(厚度:例如100nm~500nm)作为栅极绝缘层4。之后,在栅极绝缘层4上通过溅射法形成In-Ga-Zn-O系半导体膜(厚度:例如30nm~300nm),在In-Ga-Zn-O系半导体膜上通过溅射法形成Ti膜(厚度:例如30nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如100nm~400nm)。之后,在Cu膜上通过光刻形成抗蚀剂层40,将抗蚀剂层40作为蚀刻掩模将In-Ga-Zn-O系半导体膜、Ti膜以及Cu膜图案化,从而得到半导体层5和源极用导电膜S1’、S2’。例如,通过湿式蚀刻将Cu膜图案化,通过干式蚀刻将Ti膜图案化,通过湿式蚀刻将In-Ga-Zn-O系半导体膜图案化。在形成抗蚀剂层40的工序中,使用多灰度级掩模进行曝光,从而使抗蚀剂层40中的成为半导体层5的沟道区域的部分40c的厚度比其它部分小。能够使用灰色调掩模、半色调掩模作为多灰度级掩模。在灰色调掩模形成有曝光机的分辨率以下的狭缝,通过由该狭缝遮挡一部分光来实现中间曝光。另一方面,在半色调掩模中,通过使用半透射膜来实现中间曝光。
接下来,对抗蚀剂层40进行灰化处理,从而如图17的(c)所示,将抗蚀剂层40中的成为半导体层5的沟道区域的部分40c除去,得到抗蚀剂层40b。之后,将抗蚀剂层40b作为蚀刻掩模将源极用导电膜S1’和S2’图案化(源极/漏极分离),从而形成包含源极电极7S和漏极电极7D的源极金属层。例如,对Cu膜进行湿式蚀刻,对Ti膜进行干式蚀刻。由此,得到TFT10D。之后,进行抗蚀剂剥离清洗,从而除去抗蚀剂层40b。
接下来,如图17的(d)所示,以覆盖TFT10D的方式形成第1绝缘层11,在第1绝缘层11上形成平坦化层14。
接着,在平坦化层14上和形成于第1绝缘层11的开口部11a内形成贴片用导电膜并将其图案化,从而如图17的(e)所示,得到贴片金属层15l。
接着,如图17的(f)所示,在贴片金属层15l上和平坦化层14上形成第2绝缘层17。
之后,在第2绝缘层17上形成上部导电层。
这样,得到TFT基板101D。
如图17的(f)所示,TFT基板101D在半导体层5的形状上与TFT基板101C不同。即使在具备具有这种结构的TFT基板101D的扫描天线中,也能得到与实施方式1的扫描天线同样的效果。TFT基板101D能够应用于上述的任何一个实施方式。
参照图18说明本发明的实施方式5的扫描天线所具备的TFT基板101E的结构和制造方法。图18的(a)~(e)是用于说明TFT基板101E的制造方法的示意性截面图,图18的(f)是示出TFT基板101E的示意性截面图。
图18的(f)中示出设置于TFT基板101E的天线单位区域U的TFT10EA和设置于非发送接收区域R2的例如驱动电路的TFT10EB。在此,TFT10EA和TFT10EB具有相同的结构,如参照图18的(a)~(f)说明的那样能够由相同的工序来制造。
如图18的(f)所示,TFT10EA和TFT10EB是具有在半导体层5的上方具有栅极电极3G的顶栅结构并具有源极电极及漏极电极与半导体层5的上表面接触的顶部接触结构的TFT。TFT基板101E具有:半导体层5,其支撑于电介质基板1;栅极金属层3,其形成在半导体层5上;栅极绝缘层4,其形成在半导体层5与栅极金属层3之间;源极金属层7,其形成在栅极金属层3上;第1绝缘层11,其形成在栅极金属层3与源极金属层7之间;贴片金属层15l,其形成在源极金属层7上;平坦化层14,其形成在源极金属层7与贴片金属层15l之间;以及第2绝缘层17,其形成在贴片金属层15l上。
即使在具备具有这种结构的TFT基板101E的扫描天线中,也能得到与实施方式1的扫描天线同样的效果。TFT基板101E能够应用于上述的任何一个实施方式。
参照图18的(a)~(e)说明TFT基板101E的制造方法。主要说明与上述的实施方式的不同之处。
首先,如图18的(a)所示,在电介质基板1上形成基底绝缘层20、半导体层5以及栅极绝缘层4。
基底绝缘层20(厚度:例如100nm~300nm)能通过CVD法等形成。能够适当使用氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)层、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)层等作为基底绝缘层20。基底绝缘层20也可以具有层叠结构。此外,能省略基底绝缘层20。
在基底绝缘层20上或电介质基板1上形成Si膜(厚度:例如20nm~100nm)并使其结晶化后,通过光刻和干式蚀刻得到包含半导体层5A和5B的半导体层5。半导体层5是结晶质硅半导体层(例如低温多晶硅层)。
栅极绝缘层4通过CVD法等形成在半导体层5上。能够适当使用氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)层、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)层等作为栅极绝缘层4。栅极绝缘层4也可以具有层叠结构。在此,形成SiNx层(厚度:例如50nm~200nm)作为栅极绝缘层4。
接下来,如图18的(b)所示,在栅极绝缘层4上形成包含栅极电极3GA和3GB的栅极金属层3。
在栅极绝缘层4上通过溅射法等形成栅极用导电膜,将栅极用导电膜图案化,从而得到栅极金属层3(厚度:例如100nm~400nm)。栅极用导电膜的材料没有特别限定。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。例如,能够使用例如具有W/Ta、Ti/Al、Ti/Al/Ti、Al/Ti等层叠结构的导电膜或MoW等合金膜作为栅极用导电膜。
接下来,如图18的(c)所示,在栅极金属层3上形成第1绝缘层11,通过公知的光刻和干式蚀刻,在第1绝缘层11和栅极绝缘层4形成到达半导体层5A、5B的源极区域和漏极区域的接触孔。在第1绝缘层11和栅极绝缘层4形成到达半导体层5A的源极区域的开口部11sA和4sA、到达半导体层5A的漏极区域的开口部11dA和4dA。在非发送接收区域R2中也是同样,形成到达半导体层5B的源极区域的开口部11sB和4sB、到达半导体层5B的漏极区域的开口部11dB和4dB。
第1绝缘层11(厚度:例如500nm~900nm)能通过CVD法等形成。能够适当使用氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层、氧氮化硅(SiOxNy;x>y)层、氮氧化硅((SiNxOy;x>y)层等作为第1绝缘层11。第1绝缘层11也可以具有层叠结构。
接着,在第1绝缘层11上和形成于栅极绝缘层4的开口部4sA、4dA、4sB以及4dB内形成源极用导电膜并将其图案化,从而如图18的(d)所示,形成包含源极电极7SA、7SB和漏极电极7DA、7DB的源极金属层7。
在第1绝缘层11上和形成于栅极绝缘层4的开口部内通过溅射法等形成源极用导电膜,将源极用导电膜图案化,从而得到源极金属层7(厚度:例如200nm~400nm)。栅极用导电膜的材料没有特别限定。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。例如,能够使用例如具有Ti/Al、Ti/Al/Ti、Al/Ti、TiN/Al/TiN、Mo/Al、Mo/Al/Mo、Mo/AlNd/Mo、MoN/Al/MoN等层叠结构的导电膜作为源极用导电膜。由此,得到TFT10EA和TFT10EB。
接着,如图18的(e)所示,在源极金属层7上形成平坦化层14,在平坦化层14上形成贴片金属层15l。
在源极金属层7上形成感光性树脂膜,通过光刻将感光性树脂膜图案化,从而形成到达TFT10EA的漏极电极7D的开口部14a。由此,得到平坦化层14。
在平坦化层14上和开口部14a内形成贴片用导电膜并将其图案化,从而形成包含贴片电极15的贴片金属层15l。如图所示,当贴片金属层15l以覆盖设置于非发送接收区域R2的TFT10EB的方式形成时,贴片金属层15l会作为TFT10EB的半导体层5的遮光膜发挥功能,可得到能够降低由光入射到半导体层5的沟道区域引起的漏电流的优点。非发送接收区域R2的贴片金属层15l也可以不与贴片电极15电连接。此外,能省略非发送接收区域R2的贴片金属层15l。在此,使用Cu膜(厚度:例如200nm~1000nm)作为贴片用导电膜。也可以使用将Ti膜(厚度:例如20nm~100nm)和Cu膜(厚度:例如200nm~1000nm)按该顺序层叠而成的层叠膜(Cu/Ti)作为贴片用导电膜。通过将Ti膜设置在Cu膜之下,能够提高平坦化层14与贴片金属层15l的紧贴性。在此,贴片用导电膜的图案化通过光刻、湿式蚀刻以及抗蚀剂剥离清洗来进行。
接着,如图18的(f)所示,在贴片电极15上和平坦化层14上形成第2绝缘层17。
之后,在第2绝缘层17上形成上部导电层。
这样,得到TFT基板101E。
<TFT的材料和结构>
在本发明的实施方式中,使用以半导体层5为活性层的TFT作为配置于各像素的开关元件。半导体层5并不限于非晶硅层,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和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,也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和下层的双层结构的情况下,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。但是,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于特开2014-007399号公报。为了参考,在本说明书中引用特开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以及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)。在此,In-Ga-Zn-O系的半导体为In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物,In、Ga以及Zn的比例(组成比)并无特别限定,例如能够包括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可由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。
In-Ga-Zn-O系的半导体既可以是非晶质,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特开2014-007399号公报、特开2012-134475号公报、特开2014-209727号公报等。为了进行参考,在本说明书中引用特开2012-134475号公报和特开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)和低漏电流(与a-SiTFT相比不到百分之一),因此适合用作驱动TFT(例如设置于非发送接收区域的驱动电路所包含的TFT)和设置于各天线单位区域的TFT。
氧化物半导体层也可以包含其它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系半导体为In(铟)、Sn(锡)以及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、Ga-Zn-O系半导体、In-Ga-Zn-Sn-O系半导体等。
在上述的例子中,TFT10A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/漏极分离来形成。在源极/漏极分离工序中,有时沟道区域的表面部分会被蚀刻。
此外,TFT也可以是在沟道区域上形成有蚀刻阻挡层的蚀刻阻挡型TFT。在蚀刻阻挡型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层上。蚀刻阻挡型TFT例如通过在形成将半导体层中的成为沟道区域的部分覆盖的蚀刻阻挡层后,在半导体层和蚀刻阻挡层上形成源极/漏极电极用的导电膜,进行源极/漏极分离而形成。
另外,TFT10A具有源极及漏极电极与半导体层的上表面接触的顶部接触结构,但源极及漏极电极也可以是以与半导体层的下表面接触的方式配置(底部接触结构)。而且,TFT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。
<天线单位的排列、栅极总线、源极总线的连接的例子>
在本发明的实施方式的扫描天线中,天线单位例如排列成同心圆状。
例如,在排列成m个同心圆的情况下,栅极总线例如对于各圆各设置1条,设置总计m条栅极总线。当将发送接收区域R1的外径设为例如800mm时,m例如是200。当将最内侧的栅极总线设为第1条时,在第1条栅极总线连接有n个(例如30个)天线单位,在第m条栅极总线连接有nx个(例如620个)天线单位。
在这种排列中,各栅极总线所连接的天线单位的数量不同。另外,构成最外侧的圆的nx个天线单位所连接的nx条源极总线中的、也连接到构成最内侧的圆的天线单位的n条源极总线连接有m个天线单位,但是其它源极总线所连接的天线单位的数量小于m。
这样,扫描天线中的天线单位的排列与LCD面板中的像素(点)的排列不同,根据栅极总线和/或源极总线的不同,所连接的天线单位的数量不同。因而,当将全部天线单位的电容(液晶电容+辅助电容)设为相同时,根据栅极总线和/或源极总线的不同,所连接的电负荷不同。这样,存在向天线单位进行电压的写入产生偏差的问题。
因此,为了防止该情况,例如,优选通过调整辅助电容的电容值、或者通过调整连接到栅极总线和/或源极总线的天线单位的数量,使各栅极总线和各源极总线所连接的电负荷大致相同。
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。优选箱体使用不会对微波的发送接收带来影响的介电常数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。而且,为了不使液晶材料暴露于光中,也可以设置遮光结构。遮光结构设置成对例如从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51内传播并入射到液晶层的光进行遮光。介电各向异性ΔεM大的液晶材料有的易于发生光劣化,优选不仅对紫外线而且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胶带,能在需要的部位容易地形成遮光结构。
工业上的可利用性
本发明的实施方式例如在移动体(例如船舶、飞机、汽车)所搭载的卫星通信或卫星广播用的扫描天线及其制造中使用。
附图标记说明
1:电介质基板
3:栅极金属层
3G: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
7:源极金属层
7D:漏极电极
7S:源极电极
11:第1绝缘层
14:平坦化层
15:贴片电极
15l:贴片金属层
19:上部导电层
19p:上部连接部
20:基底绝缘层
51:电介质基板
52:第3绝缘层
54:电介质层(空气层)
55:缝隙电极
57:缝隙
58:第4绝缘层
65:反射导电板
70:供电装置
72:供电引脚
73a、73Aa:密封部
74a:注入口
75a、75Aa:主密封部
76、76A~76D:追加密封部
77:宽空隙部
100Aa、100Aa1~100Aa5:液晶面板
101、101a、101Aa、101B、101C、101D、101E:TFT基板
201、201a、201Aa:缝隙基板
301:波导
1000:扫描天线
CL:CS总线
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:天线单位、天线单位区域。

Claims (15)

1.一种扫描天线,具有包含多个天线单位的发送接收区域、以及上述发送接收区域外的非发送接收区域,上述扫描天线的特征在于,具有:
TFT基板,其具有:第1电介质基板;以及支撑于上述第1电介质基板的、多个TFT、多个栅极总线、多个源极总线及多个贴片电极;
缝隙基板,其具有第2电介质基板和缝隙电极,上述缝隙电极形成在上述第2电介质基板的第1主面上,并且具有与上述多个贴片电极对应地配置的多个缝隙;
液晶层,其设置在上述TFT基板与上述缝隙基板之间;
密封部,其设置于上述非发送接收区域,包围上述液晶层;
反射导电板,其配置为隔着电介质层与上述第2电介质基板的与上述第1主面相反的一侧的第2主面相对;
第1间隔物结构体,其配置在上述发送接收区域,规定上述发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第1间隙;以及
第2间隔物结构体,其规定比上述第1间隙宽的、上述非发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第2间隙,
上述第2间隔物结构体配置在上述密封部内或由上述密封部包围的区域内。
2.根据权利要求1所述的扫描天线,其中,
当上述液晶层的温度为25℃时,上述液晶层具有真空气泡,当上述液晶层的温度为120℃以上时,上述液晶层不具有真空气泡。
3.根据权利要求1或2所述的扫描天线,其中,
上述第1间隔物结构体包含规定上述贴片电极与上述缝隙电极之间的上述液晶层的厚度的第1柱状间隔物,
上述第2间隔物结构体包含比上述第1柱状间隔物高的间隔物。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的扫描天线,其中,
上述密封部包含规定上述发送接收区域的上述液晶层的厚度的第1粒状间隔物,
上述第2间隔物结构体包含粒径比上述第1粒状间隔物的粒径大的第2粒状间隔物。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的扫描天线,其中,
上述第2间隔物结构体配置在上述密封部内。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的扫描天线,还具有:
第3间隔物结构体,其规定比上述第1间隙宽的、上述非发送接收区域中的上述第1电介质基板与上述第2电介质基板的第3间隙,配置在由上述密封部包围的区域内;以及
追加密封部,其包含上述第3间隔物结构体。
7.根据权利要求6所述的扫描天线,其中,
在从上述第1电介质基板的法线方向观看时,上述追加密封部包含:在描画出将上述TFT基板和上述缝隙基板包含在内的最小的矩形时形成于沿着来自上述矩形的缺口为最大的边的区域的部分。
8.根据权利要求6或7所述的扫描天线,其中,
上述第3间隔物结构体的高度比上述第2间隔物结构体的高度大。
9.根据权利要求6至8中的任意一项所述的扫描天线,其中,
由上述密封部包围的区域具有包含上述发送接收区域的有源区域、以及上述有源区域以外的缓冲区域,在上述有源区域与上述缓冲区域之间设置有上述追加密封部。
10.根据权利要求9所述的扫描天线,其中,
上述密封部具有划定注入口的主密封部和将上述注入口封闭的端密封部,
上述追加密封部形成为使得从上述注入口注入的液晶材料经过上述有源区域填充到上述缓冲区域。
11.根据权利要求9或10所述的扫描天线,其中,
上述缓冲区域包含具有5mm以上15mm以下的宽度的区域。
12.一种扫描天线的制造方法,是权利要求1至11中的任意一项所述的扫描天线的制造方法,其特征在于,
形成上述液晶层的工序包含如下工序:供应液晶材料,使得在上述TFT基板与上述缝隙基板之间的由上述密封部包围的区域内产生真空气泡。
13.根据权利要求12所述的制造方法,其中,
形成上述液晶层的工序在供应上述液晶材料的工序之后还包含使上述液晶层的温度上升到120℃以上的工序。
14.根据权利要求12或13所述的制造方法,其中,
上述液晶层使用真空注入法来形成。
15.根据权利要求12或13所述的制造方法,其中,
上述液晶层使用滴下注入法来形成,形成上述液晶层的工序包含如下工序:滴下比上述TFT基板与上述缝隙基板之间的由上述密封部包围的区域的体积小的液晶材料。
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