WO2018101089A1 - 液晶装置、液晶装置の残留dc電圧値を求める方法、液晶装置の駆動方法、および液晶装置の製造方法 - Google Patents

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真伸 水崎
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136254Checking; Testing

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal device, a driving method of the liquid crystal device, and a manufacturing method of the liquid crystal device.
  • the liquid crystal device widely includes devices having a liquid crystal capacity.
  • a scanning antenna also referred to as a “liquid crystal array antenna” in which an antenna unit (sometimes referred to as “element antenna”) has a liquid crystal capacity and a liquid crystal display.
  • an antenna unit sometimes referred to as “element antenna”
  • Antennas for mobile communications and satellite broadcasting require a function to change the beam direction (referred to as “beam scanning” or “beam steering”).
  • beam scanning As an antenna having such a function (hereinafter referred to as a “scanned antenna”), a phased array antenna having an antenna unit is known.
  • the conventional phased array antenna is expensive and has become an obstacle to popularization in consumer products. In particular, as the number of antenna units increases, the cost increases significantly.
  • Non-Patent Documents 1 to 5 scanning antennas using a large dielectric anisotropy (birefringence index) of liquid crystal materials (including nematic liquid crystals and polymer dispersed liquid crystals) have been proposed (Patent Documents 1 to 5 and Non-Patent Document 1). Since the dielectric constant of the liquid crystal material has frequency dispersion, in this specification, the dielectric constant in the microwave frequency band (also referred to as “dielectric constant for microwave”) is particularly referred to as “dielectric constant M ( ⁇ M )”. Will be written.
  • Patent Document 3 and Non-Patent Document 1 describe that a low-cost scanning antenna can be obtained by utilizing the technology of a liquid crystal display device (hereinafter referred to as “LCD”).
  • LCD liquid crystal display device
  • an embodiment of the present invention aims to provide a scanning antenna that can be mass-produced by using a conventional LCD manufacturing technique and a manufacturing method thereof.
  • Another embodiment of the present invention aims to suppress deterioration in characteristics or reliability of a liquid crystal device in which a change in a residual DC voltage value such as a scanning antenna is relatively large.
  • Still another embodiment of the present invention aims to provide a method for electrically and quantitatively determining a residual DC voltage value.
  • a method of determining a residual DC voltage value of a liquid crystal device includes: a first substrate; a second substrate; a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate; An active region having a plurality of liquid crystal capacitors and a plurality of TFTs each connected to one of the plurality of liquid crystal capacitors; and a region other than the active region. And a non-active region having at least one monitor capacitor, wherein the plurality of liquid crystal capacitors and the at least one monitor capacitor include the liquid crystal layer and determine a residual DC voltage value of the liquid crystal device. Measuring the current flowing through the other electrode while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to one of the pair of electrodes of the at least one monitoring capacitor.
  • a step of generating a VI curve, and in the VI curve, a voltage value Vmax having the largest absolute value where the current value takes a positive maximum value or a minimum value, and a minimum value or maximum value having a negative current value are obtained.
  • the area of the portion of the liquid crystal layer included in the at least one monitor capacitor is 25 mm 2 or more.
  • the at least one monitoring capacitor is disposed closer to the seal portion than the active region.
  • the at least one monitoring capacitor includes two monitoring capacitors arranged to face each other with the active region interposed therebetween.
  • the liquid crystal device is a scanning antenna, and the scanning antenna has a plurality of antenna units, and each of the plurality of antenna units has a corresponding one of the plurality of liquid crystal capacitors.
  • a method for determining a residual DC voltage value of a liquid crystal device includes a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, A plurality of liquid crystal capacitors, and a plurality of TFTs each connected to one of the plurality of liquid crystal capacitors, wherein the plurality of liquid crystal capacitors are connected to the liquid crystal layer.
  • a residual DC voltage value of a liquid crystal device including a group of two or more liquid crystal capacitors adjacent to each other out of the plurality of liquid crystal capacitors.
  • the current value is a positive maximum value or Voltage value with the largest absolute value that takes the minimum value a step of obtaining max and a voltage value Vmin having the largest absolute value at which the current value takes a negative minimum value or a maximum value, and a step of obtaining a half of the sum of Vmax and Vmin as a residual DC voltage value.
  • the frequency of the triangular wave voltage is 0.01 Hz to 100 Hz.
  • the absolute value of the amplitude of the triangular wave voltage is 1 V or more and 10 V or less.
  • a driving method of a liquid crystal device surrounds a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, and the liquid crystal layer.
  • An active region having a plurality of liquid crystal capacitors and a plurality of TFTs each connected to one of the plurality of liquid crystal capacitors; and at least one region other than the active region.
  • the voltage value Vmax having the largest absolute value where the current value has a positive maximum value or the minimum value
  • the voltage value Vmin having the largest absolute value where the current value has a negative minimum value or a maximum value.
  • the driving method of the liquid crystal device repeats the steps (a) to (d) a plurality of times, and the second and subsequent steps (d) include the previous residual DC voltage value and the current residual DC voltage.
  • the driving method of the liquid crystal device is a period in which the step (a) is not performed and the voltage is applied to any one of the plurality of liquid crystal capacitors.
  • the method further includes the step of applying a voltage having an average value or a maximum value of the voltages applied to the plurality of liquid crystal capacitors to the working capacitor.
  • a liquid crystal device includes a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, and a seal portion surrounding the liquid crystal layer.
  • An active region having a plurality of liquid crystal capacitors and a plurality of TFTs each connected to one of the plurality of liquid crystal capacitors, and at least one monitor capacitor located in a region other than the active region A plurality of liquid crystal capacitors and the at least one monitor capacitor including the liquid crystal layer, wherein the liquid crystal device has a predetermined voltage across the plurality of liquid crystal capacitors.
  • a rDC voltage measurement circuit wherein the drive circuit and the rDC voltage measurement circuit include one of a pair of electrodes of the at least one monitoring capacitor.
  • step (A) generating a VI curve by measuring a current flowing through the other electrode while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to the current curve, and the current value in the VI curve is a positive maximum value.
  • a step (b) of obtaining a voltage value Vmax having the largest absolute value taking the minimum value and a voltage value Vmin having the largest absolute value taking the current value having a negative minimum value or maximum value, and the sum of Vmax and Vmin The step (c) of obtaining a half of the residual DC voltage value as a residual DC voltage value and the step (d) of setting a common voltage supplied to the plurality of liquid crystal capacitors so as to cancel the residual DC voltage value are performed. It is configured as follows.
  • a method of manufacturing a liquid crystal device includes a first substrate, a second substrate, a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate, and a seal surrounding the liquid crystal layer.
  • An active region having a plurality of liquid crystal capacitors and a plurality of TFTs each connected to one of the plurality of liquid crystal capacitors, and at least one monitor located in a region other than the active region
  • a stabilizing step wherein the stabilizing step includes one of a pair of electrodes of each of the at least one monitor capacitor and the plurality of liquid crystal capacitors in the active region.
  • Step (C) for obtaining a voltage value Vmax having the largest absolute value taking a current value and a voltage value Vmin having the largest absolute value taking a current value having a negative minimum value or a maximum value, and 2 minutes of the sum of Vmax and Vmin
  • the step (D) of determining 1 as a residual DC voltage value and the step (E) of setting a common voltage supplied to the plurality of liquid crystal capacitors so as to cancel the residual DC voltage value are repeated a plurality of times.
  • Second and later Step (E) includes a step of obtaining a difference between the previous residual DC voltage value and the current residual DC voltage value (Es1), and a step of determining whether the difference is equal to or less than a predetermined value (Es2). The steps (A) to (E) are repeated until the determination result of the step (Es2) becomes positive.
  • a liquid crystal device having a liquid crystal capacitance connected via a TFT, a method for determining a residual DC voltage value of the liquid crystal device, a method for driving the liquid crystal device, and a method for manufacturing the liquid crystal device are provided.
  • a scanning antenna that can be mass-produced using a conventional LCD manufacturing technique and a manufacturing method thereof are provided.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically a part of scanning antenna 1000 of 1st Embodiment.
  • A) And (b) is a typical top view which shows the TFT substrate 101 and the slot substrate 201 in the scanning antenna 1000, respectively.
  • (A) And (b) is sectional drawing and the top view which show typically the antenna unit area
  • (A) to (c) are cross-sectional views schematically showing the gate terminal portion GT, the source terminal portion ST, and the transfer terminal portion PT of the TFT substrate 101, respectively.
  • 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the TFT substrate 101.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an antenna unit region U and a terminal part IT in the slot substrate 201.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a transfer portion in the TFT substrate 101 and the slot substrate 201.
  • FIG. (A)-(c) is sectional drawing which respectively shows the gate terminal part GT of the TFT substrate 102 in 2nd Embodiment, the source terminal part ST, and the transfer terminal part PT.
  • 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the TFT substrate 102.
  • FIG. (A)-(c) is sectional drawing which respectively shows the gate terminal part GT of the TFT substrate 103 in 3rd Embodiment, the source terminal part ST, and the transfer terminal part PT.
  • 5 is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of the TFT substrate 103.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a transfer portion in the TFT substrate 103 and the slot substrate 203.
  • FIG. (A) is a schematic plan view of the TFT substrate 104 having the heater resistance film 68
  • (b) is a schematic plan view for explaining the sizes of the slot 57 and the patch electrode 15.
  • (A) And (b) is a figure which shows the typical structure of resistance heating structure 80a and 80b, and electric current distribution.
  • (A)-(c) is a figure which shows the typical structure and electric current distribution of resistance heating structure 80c-80e.
  • (A) is typical sectional drawing of liquid crystal panel 100Pa which has the resistive film 68 for heaters
  • (b) is typical sectional drawing of liquid crystal panel 100Pb which has the resistive film 68 for heaters. It is a figure which shows the equivalent circuit of one antenna unit of the scanning antenna by embodiment of this invention.
  • (A)-(c), (e)-(g) is a figure which shows the example of the waveform of each signal used for the drive of the scanning antenna of embodiment, (d) performs dot inversion drive. It is a figure which shows the waveform of the display signal of the LCD panel.
  • (A)-(e) is a figure which shows the other example of the waveform of each signal used for the drive of the scanning antenna of embodiment.
  • (A)-(e) is a figure which shows the further another example of the waveform of each signal used for the drive of the scanning antenna of embodiment. It is a graph for demonstrating the relationship between the increase in rDC voltage value and an antenna characteristic, and is a conceptual graph which took the voltage applied to a liquid crystal capacitance on a horizontal axis, and took the resonant frequency as an antenna characteristic on the vertical axis
  • (A) is a figure which shows the example of the VI curve of the liquid crystal capacity of ECB mode
  • (b) and (c) are the positive maximum value vicinity of the VI curve of (a), and a negative minimum. It is a figure which expands and shows each value vicinity.
  • (A) is a figure which shows the example of the VI curve of the capacity
  • (b) and (c) are the positive minimum value vicinity of the VI curve of (a), and negative
  • It is a typical top view showing scanning antenna 1000A by an embodiment of the present invention. It is a typical top view which shows non-transmission-and-reception area
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a flow for setting a slot voltage in accordance with an increase in an rDC voltage value after applying stress using an rDC voltage measurement apparatus 500.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing another scanning antenna 1000B according to an embodiment of the present invention.
  • TFT-LCD TFT type LCD
  • description of items well known in the technical field of LCD may be omitted.
  • basic technology of TFT-LCD for example, Liquid Crystals, Applications and Uses, Vol. 1-3 (Editor: Birenda Bahadur, Publisher: World Scientific Pub Co Inc).
  • the entire disclosure content of the above documents is incorporated herein by reference.
  • LCD transmissive TFT-LCD
  • FIGS. 35 (a) and 35 (b) The structure and operation of a typical transmissive TFT-LCD (hereinafter simply referred to as “LCD”) 900 will be described with reference to FIGS. 35 (a) and 35 (b).
  • LCD 900 in a vertical electric field mode for example, a TN mode or a vertical alignment mode
  • a voltage is applied in the thickness direction of the liquid crystal layer
  • the frame frequency (typically twice the polarity reversal frequency) of the voltage applied to the liquid crystal capacitance of the LCD is 240 Hz even when driven at 4 ⁇ speed, for example, and the dielectric constant ⁇ of the liquid crystal layer as the dielectric layer of the liquid crystal capacitance of the LCD Is different from the dielectric constant M ( ⁇ M ) for microwaves (for example, satellite broadcasting, Ku band (12 to 18 GHz), K band (18 to 26 GHz), Ka band (26 to 40 GHz)).
  • the transmissive LCD 900 includes a liquid crystal display panel 900a, a control circuit CNTL, a backlight (not shown), a power supply circuit (not shown), and the like.
  • the liquid crystal display panel 900a includes a liquid crystal display cell LCC and a drive circuit including a gate driver GD and a source driver SD.
  • the drive circuit may be mounted on the TFT substrate 910 of the liquid crystal display cell LCC, or a part or all of the drive circuit may be integrated (monolithic) on the TFT substrate 910.
  • FIG. 35 (b) schematically shows a cross-sectional view of a liquid crystal display panel (hereinafter referred to as “LCD panel”) 900a included in the LCD 900.
  • the LCD panel 900a includes a TFT substrate 910, a counter substrate 920, and a liquid crystal layer 930 provided therebetween.
  • Both the TFT substrate 910 and the counter substrate 920 have transparent substrates 911 and 921 such as glass substrates.
  • a plastic substrate may be used in addition to a glass substrate.
  • the plastic substrate is formed of, for example, a transparent resin (for example, polyester) and glass fiber (for example, a nonwoven fabric).
  • the display area DR of the LCD panel 900a is composed of pixels P arranged in a matrix.
  • a frame region FR that does not contribute to display is formed around the display region DR.
  • the liquid crystal material is sealed in the display region DR by a seal portion (not shown) formed so as to surround the display region DR.
  • the seal portion is formed by, for example, curing a sealing material including an ultraviolet curable resin and a spacer (for example, resin beads or silica beads), and adheres and fixes the TFT substrate 910 and the counter substrate 920 to each other.
  • the spacer in the sealing material controls the gap between the TFT substrate 910 and the counter substrate 920, that is, the thickness of the liquid crystal layer 930 to be constant.
  • columnar spacers are formed using a UV curable resin in a light-shielded portion (for example, on the wiring) in the display region DR.
  • a light-shielded portion for example, on the wiring
  • a TFT 912 In the TFT substrate 910, a TFT 912, a gate bus line (scanning line) GL, a source bus line (display signal line) SL, a pixel electrode 914, an auxiliary capacitance electrode (not shown), a CS bus line (auxiliary capacitance) are formed on a transparent substrate 911. Line) (not shown) is formed.
  • the CS bus line is provided in parallel with the gate bus line.
  • the next stage gate bus line may be used as a CS bus line (CS on gate structure).
  • the pixel electrode 914 is covered with an alignment film (for example, a polyimide film) that controls the alignment of the liquid crystal.
  • the alignment film is provided in contact with the liquid crystal layer 930.
  • the TFT substrate 910 is often arranged on the backlight side (the side opposite to the observer).
  • the counter substrate 920 is often arranged on the viewer side of the liquid crystal layer 930.
  • the counter substrate 920 has a color filter layer (not shown), a counter electrode 924, and an alignment film (not shown) on the transparent substrate 921.
  • the counter electrode 924 is also referred to as a common electrode because it is provided in common to the plurality of pixels P constituting the display region DR.
  • the color filter layer includes a color filter (for example, a red filter, a green filter, and a blue filter) provided for each pixel P, and a black matrix (a light shielding layer) for shielding light unnecessary for display.
  • the black matrix is disposed so as to shield light between the pixels P in the display region DR and the frame region FR, for example.
  • the pixel electrode 914 of the TFT substrate 910, the counter electrode 924 of the counter substrate 920, and the liquid crystal layer 930 therebetween constitute a liquid crystal capacitor Clc.
  • Each liquid crystal capacitor corresponds to a pixel.
  • an auxiliary capacitor CS electrically connected in parallel with the liquid crystal capacitor Clc is formed.
  • the auxiliary capacitor CS typically includes an electrode having the same potential as the pixel electrode 914, an inorganic insulating layer (for example, a gate insulating layer (SiO 2 layer)), and an auxiliary capacitor electrode connected to the CS bus line. Composed.
  • the same common voltage as that of the counter electrode 924 is supplied from the CS bus line.
  • Factors that cause the voltage (effective voltage) applied to the liquid crystal capacitance Clc to decrease are (1) those based on the CR time constant, which is the product of the capacitance value C Clc of the liquid crystal capacitance Clc and the resistance value R, (2) There are interfacial polarization due to ionic impurities contained in the liquid crystal material and / or orientation polarization of liquid crystal molecules. Among these, the CR time constant contributes greatly to the liquid crystal capacitor Clc, and the CR time constant can be increased by providing the auxiliary capacitor CS electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor Clc.
  • the volume resistivity of the liquid crystal layer 930 which is a dielectric layer of the liquid crystal capacitance Clc, exceeds the order of 10 12 ⁇ ⁇ cm in the case of a widely used nematic liquid crystal material.
  • the display signal supplied to the pixel electrode 914 is the source bus line SL connected to the TFT 912 when the TFT 912 selected by the scanning signal supplied from the gate driver GD to the gate bus line GL is turned on.
  • This is a display signal supplied to.
  • the TFTs 912 connected to a certain gate bus line GL are simultaneously turned on, and at that time, a corresponding display signal is supplied from the source bus line SL connected to each TFT 912 of the pixel P in that row.
  • the first row for example, the uppermost row of the display surface
  • the mth row for example, the lowermost row of the display surface
  • An image (frame) is written and displayed. If the pixels P are arranged in a matrix of m rows and n columns, at least one source bus line SL is provided corresponding to each pixel column, and a total of at least n source bus lines SL are provided.
  • Such scanning is called line-sequential scanning, and the time until one pixel row is selected and the next row is selected is called a horizontal scanning period (1H).
  • the time until a row is selected is called the vertical scanning period (1V) or frame.
  • 1V (or one frame) is obtained by adding a blanking period to a period m ⁇ H for selecting all m pixel rows.
  • 1V 1 frame of the conventional LCD panel
  • 1V 1 frame of the conventional LCD panel
  • the NTSC signal is an interlace signal
  • the frame frequency is 30 Hz
  • the field frequency is 60 Hz.
  • 1V (1/60) Drive in sec (60 Hz drive).
  • the LCD panel 900a is so-called AC driven.
  • frame inversion driving is performed in which the polarity of the display signal is inverted every frame (every vertical scanning period). For example, in a conventional LCD panel, polarity inversion is performed every 1/60 sec (the polarity inversion period is 30 Hz).
  • dot inversion driving or line inversion driving is performed in order to uniformly distribute pixels having different polarities of applied voltages even within one frame. This is because it is difficult to completely match the magnitude of the effective voltage applied to the liquid crystal layer between the positive polarity and the negative polarity. For example, if the volume resistivity of the liquid crystal material is on the order of 10 12 ⁇ ⁇ cm, flicker is hardly visually recognized if dot inversion or line inversion driving is performed every 1/60 sec.
  • the scanning signal and the display signal in the LCD panel 900a are respectively supplied from the gate driver GD and the source driver SD to the gate bus line GL and the source bus line SL based on signals supplied from the control circuit CNTL to the gate driver GD and the source driver SD. Supplied.
  • the gate driver GD and the source driver SD are each connected to corresponding terminals provided on the TFT substrate 910.
  • the gate driver GD and the source driver SD may be mounted as a driver IC in the frame region FR of the TFT substrate 910, or may be formed monolithically in the frame region FR of the TFT substrate 910.
  • the counter electrode 924 of the counter substrate 920 is electrically connected to a terminal (not shown) of the TFT substrate 910 via a conductive portion (not shown) called transfer.
  • the transfer is formed, for example, so as to overlap the seal portion or by imparting conductivity to a part of the seal portion. This is to narrow the frame area FR.
  • a common voltage is directly or indirectly supplied to the counter electrode 924 from the control circuit CNTL. Typically, the common voltage is also supplied to the CS bus line as described above.
  • a scanning antenna using an antenna unit that utilizes the anisotropy (birefringence) of a large dielectric constant M ( ⁇ M ) of a liquid crystal material is a voltage applied to each liquid crystal layer of the antenna unit associated with a pixel of the LCD panel. Is controlled to change the effective dielectric constant M ( ⁇ M ) of the liquid crystal layer of each antenna unit, thereby forming a two-dimensional pattern for each antenna unit having a different capacitance (for displaying images on the LCD).
  • a phase difference corresponding to the capacitance of each antenna unit is given to electromagnetic waves (for example, microwaves) emitted from or received by the antenna, and formed by antenna units having different capacitances.
  • Non-Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Documents 1 and 2 for the basic structure and operating principle of a scanning antenna using a liquid crystal material.
  • Non-Patent Document 2 discloses a basic structure of a scanning antenna in which spiral slots are arranged. For reference, the entire disclosures of Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Documents 1 and 2 are incorporated herein by reference.
  • the antenna unit in the scanning antenna according to the embodiment of the present invention is similar to the pixel of the LCD panel, the structure of the pixel of the LCD panel is different, and the arrangement of a plurality of antenna units is also different from the pixel of the LCD panel. The sequence is different.
  • a basic structure of a scanning antenna according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing a scanning antenna 1000 of a first embodiment described in detail later.
  • the scanning antenna 1000 is a radial inline slot antenna in which slots are concentrically arranged.
  • the scanning antenna according to the embodiment of the present invention is not limited to this, and for example, the slot arrangement may be various known arrangements. Good.
  • the arrangement of slots and / or antenna units the entire disclosure of Patent Document 5 is incorporated herein by reference.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a part of the scanning antenna 1000 of the present embodiment, from a feeding pin 72 (see FIG. 2B) provided near the center of the concentrically arranged slots. A part of cross section along a radial direction is shown typically.
  • the scanning antenna 1000 includes a TFT substrate 101, a slot substrate 201, a liquid crystal layer LC disposed therebetween, a slot substrate 201, and a reflective conductive plate 65 disposed so as to face each other with the air layer 54 interposed therebetween. It has.
  • the scanning antenna 1000 transmits and receives microwaves from the TFT substrate 101 side.
  • the TFT substrate 101 includes a dielectric substrate 1 such as a glass substrate, a plurality of patch electrodes 15 formed on the dielectric substrate 1, and a plurality of TFTs 10. Each patch electrode 15 is connected to the corresponding TFT 10. Each TFT 10 is connected to a gate bus line and a source bus line.
  • the slot substrate 201 has a dielectric substrate 51 such as a glass substrate, and a slot electrode 55 formed on the liquid crystal layer LC side of the dielectric substrate 51.
  • the slot electrode 55 has a plurality of slots 57.
  • the reflective conductive plate 65 is disposed so as to face the slot substrate 201 with the air layer 54 interposed therebetween.
  • a layer formed of a dielectric having a low dielectric constant M with respect to microwaves for example, a fluororesin such as PTFE
  • the slot electrode 55, the reflective conductive plate 65, and the dielectric substrate 51 and the air layer 54 therebetween function as the waveguide 301.
  • the patch electrode 15, the portion of the slot electrode 55 including the slot 57, and the liquid crystal layer LC therebetween constitute an antenna unit U.
  • one patch electrode 15 is opposed to the portion of the slot electrode 55 including one slot 57 via the liquid crystal layer LC, thereby forming a liquid crystal capacitor.
  • the structure in which the patch electrode 15 and the slot electrode 55 face each other via the liquid crystal layer LC is similar to the structure in which the pixel electrode 914 and the counter electrode 924 of the LCD panel 900a shown in FIG. Yes. That is, the antenna unit U of the scanning antenna 1000 and the pixel P in the LCD panel 900a have a similar configuration.
  • the antenna unit has a configuration similar to the pixel P in the LCD panel 900a in that it has an auxiliary capacitor (see FIGS. 13A and 17) electrically connected in parallel with the liquid crystal capacitor. ing. However, the scanning antenna 1000 has many differences from the LCD panel 900a.
  • the performance required for the dielectric substrates 1 and 51 of the scanning antenna 1000 is different from the performance required for the substrate of the LCD panel.
  • the dielectric substrates 1 and 51 for the antenna preferably have a small dielectric loss with respect to the microwave (the dielectric loss tangent with respect to the microwave is represented as tan ⁇ M ).
  • the tan ⁇ M of the dielectric substrates 1 and 51 is preferably approximately 0.03 or less, and more preferably 0.01 or less.
  • a glass substrate or a plastic substrate can be used.
  • a glass substrate is superior to a plastic substrate in terms of dimensional stability and heat resistance, and is suitable for forming circuit elements such as TFTs, wirings, and electrodes using LCD technology.
  • the material forming the waveguide is air and glass
  • the glass has a higher dielectric loss, so that the thinner the glass can reduce the waveguide loss, preferably 400 ⁇ m or less. And more preferably 300 ⁇ m or less.
  • the conductive material used for the electrodes is also different.
  • An ITO film is often used as a transparent conductive film for pixel electrodes and counter electrodes of LCD panels.
  • ITO has a large tan ⁇ M for microwaves and cannot be used as a conductive layer in an antenna.
  • the slot electrode 55 functions as a wall of the waveguide 301 together with the reflective conductive plate 65. Therefore, in order to suppress transmission of microwaves through the wall of the waveguide 301, it is preferable that the thickness of the wall of the waveguide 301, that is, the thickness of the metal layer (Cu layer or Al layer) is large.
  • the electromagnetic wave is known to be attenuated to 1/20 (-26 dB), and if it is 5 times, it is attenuated to 1/150 (-43 dB). ing. Therefore, if the thickness of the metal layer is 5 times the skin depth, the electromagnetic wave transmittance can be reduced to 1%. For example, for a microwave of 10 GHz, if a Cu layer having a thickness of 3.3 ⁇ m or more and an Al layer having a thickness of 4.0 ⁇ m or more are used, the microwave can be reduced to 1/150.
  • the slot electrode 55 is preferably formed of a relatively thick Cu layer or Al layer.
  • the thickness of the Cu layer or Al layer there is no particular upper limit to the thickness of the Cu layer or Al layer, and it can be set as appropriate in consideration of the film formation time and cost.
  • Use of the Cu layer provides the advantage that it can be made thinner than using the Al layer.
  • the relatively thick Cu layer or Al layer can be formed not only by the thin film deposition method used in the LCD manufacturing process, but also by other methods such as attaching Cu foil or Al foil to the substrate.
  • the thickness of the metal layer is, for example, 2 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. When forming by using a thin film deposition method, the thickness of the metal layer is preferably 5 ⁇ m or less.
  • an aluminum plate or a copper plate having a thickness of several millimeters can be used as the reflective conductive plate 65.
  • the patch electrode 15 does not constitute the waveguide 301 like the slot electrode 55, a Cu layer or an Al layer having a thickness smaller than that of the slot electrode 55 can be used.
  • the resistance is low in order to avoid a loss that changes into heat when vibration of free electrons in the vicinity of the slot 57 of the slot electrode 55 induces vibration of free electrons in the patch electrode 15.
  • the arrangement pitch of the antenna units U is greatly different from the pixel pitch.
  • the wavelength ⁇ is 25 mm, for example.
  • the pitch of the antenna unit U is ⁇ / 4 or less and / or ⁇ / 5 or less, it is 6.25 mm or less and / or 5 mm or less. This is more than 10 times larger than the pixel pitch of the LCD panel. Therefore, the length and width of the antenna unit U are also about 10 times larger than the pixel length and width of the LCD panel.
  • the arrangement of the antenna units U may be different from the arrangement of the pixels in the LCD panel.
  • an example in which concentric circles are arranged for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-217640
  • the present invention is not limited to this. Also good.
  • they may be arranged in a matrix.
  • the characteristics required for the liquid crystal material of the liquid crystal layer LC of the scanning antenna 1000 are different from the characteristics required for the liquid crystal material of the LCD panel.
  • the LCD panel changes the polarization state by giving a phase difference to the polarization of visible light (wavelength 380 nm to 830 nm) by changing the refractive index of the liquid crystal layer of the pixel (for example, rotating the polarization axis direction of linearly polarized light, or , Changing the degree of circular polarization of circularly polarized light).
  • the scanning antenna 1000 changes the phase of the microwave excited (re-radiated) from each patch electrode by changing the capacitance value of the liquid crystal capacitance of the antenna unit U.
  • the liquid crystal layer preferably has a large anisotropy ( ⁇ M ) of dielectric constant M ( ⁇ M ) with respect to microwaves, and preferably has a small tan ⁇ M.
  • ⁇ M is 4 or more and tan ⁇ M is 0.02 or less (both values are 19 Gz).
  • Kuki, Polymer 55, August, pp. A liquid crystal material having a ⁇ M of 0.4 or more and a tan ⁇ M of 0.04 or less described in 599-602 (2006) can be used.
  • the dielectric constant of a liquid crystal material has frequency dispersion, but the dielectric anisotropy ⁇ M for microwaves has a positive correlation with the refractive index anisotropy ⁇ n for visible light. Therefore, it can be said that the liquid crystal material for the antenna unit for the microwave is preferably a material having a large refractive index anisotropy ⁇ n for visible light.
  • the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal material for LCD is evaluated by the refractive index anisotropy with respect to light having a wavelength of 550 nm.
  • nematic liquid crystal having ⁇ n of 0.3 or more, preferably 0.4 or more is used for an antenna unit for microwaves.
  • ⁇ n is preferably 0.4 or less.
  • the thickness of the liquid crystal layer is, for example, 1 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view near the center of the scanning antenna 1000 as described in detail.
  • FIGS. 2A and 2B show the TFT substrate 101 and the slot substrate 201 in the scanning antenna 1000, respectively. It is a typical top view.
  • the scanning antenna 1000 has a plurality of antenna units U arranged two-dimensionally.
  • a plurality of antenna units are arranged concentrically.
  • the region of the TFT substrate 101 and the region of the slot substrate 201 corresponding to the antenna unit U are referred to as “antenna unit region”, and the same reference symbol U as that of the antenna unit is given.
  • an area defined by a plurality of antenna unit areas arranged two-dimensionally in the TFT substrate 101 and the slot substrate 201 is referred to as a “transmission / reception area R1”.
  • An area other than the transmission / reception area R1 is referred to as a “non-transmission / reception area R2”.
  • the non-transmission / reception region R2 is provided with a terminal portion, a drive circuit, and the like.
  • FIG. 2A is a schematic plan view showing the TFT substrate 101 in the scanning antenna 1000.
  • the transmission / reception region R1 has a donut shape when viewed from the normal direction of the TFT substrate 101.
  • the non-transmission / reception region R2 includes a first non-transmission / reception region R2a located at the center of the transmission / reception region R1 and a second non-transmission / reception region R2b located at the periphery of the transmission / reception region R1.
  • the outer diameter of the transmission / reception region R1 is, for example, 200 mm to 1500 mm, and is set according to the amount of communication.
  • each antenna unit region U includes a TFT and a patch electrode electrically connected to the TFT.
  • the source electrode of the TFT is electrically connected to the source bus line SL
  • the gate electrode is electrically connected to the gate bus line GL.
  • the drain electrode is electrically connected to the patch electrode.
  • a seal area Rs is arranged so as to surround the transmission / reception area R1.
  • a seal material (not shown) is applied to the seal region Rs. The sealing material adheres the TFT substrate 101 and the slot substrate 201 to each other and encloses liquid crystal between the substrates 101 and 201.
  • a gate terminal portion GT, a gate driver GD, a source terminal portion ST, and a source driver SD are provided outside the seal region Rs in the non-transmission / reception region R2.
  • Each of the gate bus lines GL is connected to the gate driver GD via the gate terminal portion GT.
  • Each of the source bus lines SL is connected to the source driver SD via the source terminal portion ST.
  • the source driver SD and the gate driver GD are formed on the dielectric substrate 1, but one or both of these drivers may be provided on another dielectric substrate.
  • a plurality of transfer terminal portions PT are also provided.
  • the transfer terminal portion PT is electrically connected to the slot electrode 55 (FIG. 2B) of the slot substrate 201.
  • a connection portion between the transfer terminal portion PT and the slot electrode 55 is referred to as a “transfer portion”.
  • the transfer terminal portion PT (transfer portion) may be disposed in the seal region Rs.
  • a resin containing conductive particles may be used as the sealing material.
  • liquid crystal is sealed between the TFT substrate 101 and the slot substrate 201, and electrical connection between the transfer terminal portion PT and the slot electrode 55 of the slot substrate 201 can be secured.
  • the transfer terminal portion PT is disposed in both the first non-transmission / reception region R2a and the second non-transmission / reception region R2b, but may be disposed in only one of them.
  • the transfer terminal portion PT (transfer portion) may not be arranged in the seal region Rs.
  • the non-transmission / reception region R2 may be disposed outside the seal region Rs.
  • FIG. 2B is a schematic plan view illustrating the slot substrate 201 in the scanning antenna 1000, and shows the surface of the slot substrate 201 on the liquid crystal layer LC side.
  • a slot electrode 55 is formed on the dielectric substrate 51 over the transmission / reception region R1 and the non-transmission / reception region R2.
  • a plurality of slots 57 are arranged in the slot electrode 55.
  • the slot 57 is arranged corresponding to the antenna unit region U in the TFT substrate 101.
  • the plurality of slots 57 are arranged concentrically with a pair of slots 57 extending in directions substantially perpendicular to each other so as to constitute a radial inline slot antenna. Since the scanning antennas 1000 have slots that are substantially orthogonal to each other, the scanning antenna 1000 can transmit and receive circularly polarized waves.
  • a plurality of terminal portions IT of the slot electrodes 55 are provided in the non-transmission / reception region R2.
  • the terminal portion IT is electrically connected to the transfer terminal portion PT (FIG. 2A) of the TFT substrate 101.
  • the terminal portion IT is disposed in the seal region Rs, and is electrically connected to the corresponding transfer terminal portion PT by a seal material containing conductive particles.
  • the power supply pins 72 are arranged on the back side of the slot substrate 201.
  • a microwave is inserted into the waveguide 301 formed by the slot electrode 55, the reflective conductive plate 65, and the dielectric substrate 51 by the power supply pin 72.
  • the power feeding pin 72 is connected to the power feeding device 70. Power is supplied from the center of a concentric circle in which the slots 57 are arranged.
  • the feeding method may be either a direct coupling feeding method or an electromagnetic coupling method, and a known feeding structure can be employed.
  • the seal region Rs is provided so as to surround a relatively narrow region including the transmission / reception region R1, but the present invention is not limited to this.
  • the seal region Rs provided outside the transmission / reception region R1 may be provided, for example, in the vicinity of the side of the dielectric substrate 1 and / or the dielectric substrate 51 so as to have a certain distance from the transmission / reception region R1.
  • the terminal portion and the drive circuit provided in the non-transmission / reception region R2 may be formed outside the seal region Rs (that is, the side where the liquid crystal layer does not exist).
  • the antenna characteristics are affected by the influence of impurities (particularly ionic impurities) contained in the seal material (particularly curable resin). Can be suppressed.
  • FIGS. 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view schematically showing the antenna unit region U of the TFT substrate 101, respectively.
  • Each of the antenna unit regions U is formed on a dielectric substrate (not shown), the TFT 10 supported on the dielectric substrate, the first insulating layer 11 covering the TFT 10, and the first insulating layer 11. Connected patch electrodes 15 and a second insulating layer 17 covering the patch electrodes 15.
  • the TFT 10 is disposed in the vicinity of the intersection of the gate bus line GL and the source bus line SL.
  • the TFT 10 includes a gate electrode 3, an island-shaped semiconductor layer 5, a gate insulating layer 4 disposed between the gate electrode 3 and the semiconductor layer 5, a source electrode 7S, and a drain electrode 7D.
  • the structure of the TFT 10 is not particularly limited.
  • the TFT 10 is a channel etch type TFT having a bottom gate structure.
  • the gate electrode 3 is electrically connected to the gate bus line GL and supplied with a scanning signal from the gate bus line GL.
  • the source electrode 7S is electrically connected to the source bus line SL, and is supplied with a data signal from the source bus line SL.
  • the gate electrode 3 and the gate bus line GL may be formed from the same conductive film (gate conductive film).
  • the source electrode 7S, the drain electrode 7D, and the source bus line SL may be formed of the same conductive film (source conductive film).
  • the gate conductive film and the source conductive film are, for example, metal films. In this specification, a layer (layer) formed using the gate conductive film may be referred to as a “gate metal layer”, and a layer formed using the source conductive film may be referred to as a “source metal layer”.
  • the semiconductor layer 5 is disposed so as to overlap the gate electrode 3 with the gate insulating layer 4 interposed therebetween.
  • a source contact layer 6 ⁇ / b> S and a drain contact layer 6 ⁇ / b> D are formed on the semiconductor layer 5.
  • the source contact layer 6S and the drain contact layer 6D are respectively disposed on both sides of a region (channel region) where a channel is formed in the semiconductor layer 5.
  • the semiconductor layer 5 may be an intrinsic amorphous silicon (ia-Si) layer, and the source contact layer 6S and the drain contact layer 6D may be n + -type amorphous silicon (n + -a-Si) layers.
  • the source electrode 7S is provided in contact with the source contact layer 6S, and is connected to the semiconductor layer 5 through the source contact layer 6S.
  • the drain electrode 7D is provided so as to be in contact with the drain contact layer 6D, and is connected to the semiconductor layer 5 through the drain contact layer 6D.
  • the first insulating layer 11 has a contact hole CH1 reaching the drain electrode 7D of the TFT 10.
  • the patch electrode 15 is provided on the first insulating layer 11 and in the contact hole CH1, and is in contact with the drain electrode 7D in the contact hole CH1.
  • the patch electrode 15 includes a metal layer.
  • the patch electrode 15 may be a metal electrode formed only from a metal layer.
  • the material of the patch electrode 15 may be the same as that of the source electrode 7S and the drain electrode 7D.
  • the thickness of the metal layer in the patch electrode 15 (the thickness of the patch electrode 15 when the patch electrode 15 is a metal electrode) is set to be larger than the thickness of the source electrode 7S and the drain electrode 7D.
  • the thickness of the metal layer in the patch electrode 15 is set to, for example, 0.3 ⁇ m or more when formed with an Al layer.
  • the CS bus line CL may be provided using the same conductive film as the gate bus line GL.
  • the CS bus line CL may be disposed so as to overlap the drain electrode (or an extended portion of the drain electrode) 7D with the gate insulating layer 4 interposed therebetween, and may constitute an auxiliary capacitor CS having the gate insulating layer 4 as a dielectric layer. .
  • An alignment mark (for example, a metal layer) 21 and a base insulating film 2 covering the alignment mark 21 may be formed closer to the dielectric substrate than the gate bus line GL.
  • the alignment mark 21 needs to be performed in a plurality of times when the number of photomasks is n (n ⁇ m). Arise.
  • the number of photomasks (n) is smaller than the number of TFT substrates 101 (m) produced from one glass substrate 1, it is used for photomask alignment.
  • the alignment mark 21 can be omitted.
  • the patch electrode 15 is formed in a layer different from the source metal layer. Thereby, the following merits are obtained.
  • the source metal layer is usually formed using a metal film, it is conceivable to form a patch electrode in the source metal layer.
  • the patch electrode preferably has a low resistance so as not to inhibit the vibration of electrons.
  • the patch electrode is formed of a relatively thick Al layer having a thickness of 0.3 ⁇ m or more. From the viewpoint of antenna performance, the patch electrode is preferably thicker.
  • the configuration of the TFT for example, when a patch electrode having a thickness exceeding 1 ⁇ m is formed of a source metal layer, there is a problem that a desired patterning accuracy cannot be obtained. For example, there may be a problem that the gap (corresponding to the channel length of the TFT) between the source electrode and the drain electrode cannot be controlled with high accuracy.
  • the patch electrode 15 is formed separately from the source metal layer, so that the thickness of the source metal layer and the thickness of the patch electrode 15 can be controlled independently. Therefore, the patch electrode 15 having a desired thickness can be formed while ensuring controllability when forming the source metal layer.
  • the thickness of the patch electrode 15 can be set with a high degree of freedom separately from the thickness of the source metal layer. Since the size of the patch electrode 15 does not need to be controlled as strictly as the source bus line SL or the like, the line width shift (deviation from the design value) may be increased by increasing the thickness of the patch electrode 15. . The case where the thickness of the patch electrode 15 is equal to the thickness of the source metal layer is not excluded.
  • the patch electrode 15 may include a Cu layer or an Al layer as a main layer.
  • the performance of the scanning antenna correlates with the electric resistance of the patch electrode 15, and the thickness of the main layer is set so as to obtain a desired resistance. From the viewpoint of electrical resistance, there is a possibility that the thickness of the patch electrode 15 can be made smaller in the Cu layer than in the Al layer.
  • -Gate terminal part GT, source terminal part ST and transfer terminal part PT 4A to 4C are cross-sectional views schematically showing the gate terminal portion GT, the source terminal portion ST, and the transfer terminal portion PT, respectively.
  • the gate terminal portion GT includes a gate bus line GL formed on the dielectric substrate, an insulating layer covering the gate bus line GL, and an upper connection portion 19g for the gate terminal.
  • the gate terminal upper connection portion 19g is in contact with the gate bus line GL in the contact hole CH2 formed in the insulating layer.
  • the insulating layer covering the gate bus line GL includes the gate insulating layer 4, the first insulating layer 11, and the second insulating layer 17 from the dielectric substrate side.
  • the gate terminal upper connection portion 19g is, for example, a transparent electrode formed from a transparent conductive film provided on the second insulating layer 17.
  • the source terminal portion ST includes a source bus line SL formed on a dielectric substrate (here, on the gate insulating layer 4), an insulating layer covering the source bus line SL, and a source terminal upper connection portion 19s.
  • the source terminal upper connection portion 19s is in contact with the source bus line SL in the contact hole CH3 formed in the insulating layer.
  • the insulating layer covering the source bus line SL includes the first insulating layer 11 and the second insulating layer 17.
  • the source terminal upper connection portion 19 s is, for example, a transparent electrode formed from a transparent conductive film provided on the second insulating layer 17.
  • the transfer terminal portion PT has a patch connection portion 15p formed on the first insulating layer 11, a second insulating layer 17 covering the patch connection portion 15p, and an upper connection portion 19p for transfer terminals.
  • the transfer terminal upper connection portion 19p is in contact with the patch connection portion 15p in the contact hole CH4 formed in the second insulating layer 17.
  • the patch connection portion 15p is formed of the same conductive film as the patch electrode 15.
  • the transfer terminal upper connecting portion (also referred to as an upper transparent electrode) 19p is a transparent electrode formed from, for example, a transparent conductive film provided on the second insulating layer 17.
  • the upper connection portions 19g, 19s, and 19p of each terminal portion are formed from the same transparent conductive film.
  • the contact holes CH2, CH3, and CH4 of each terminal portion can be formed simultaneously by an etching process after the second insulating layer 17 is formed. A detailed manufacturing process will be described later.
  • the TFT substrate 101 can be manufactured, for example, by the following method.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process of the TFT substrate 101.
  • a metal film for example, Ti film
  • a dielectric substrate for example, a glass substrate, a heat-resistant plastic substrate (resin substrate), or the like can be used.
  • the base insulating film 2 is formed so as to cover the alignment mark 21.
  • a SiO 2 film is used as the base insulating film 2.
  • a gate metal layer including the gate electrode 3 and the gate bus line GL is formed on the base insulating film 2.
  • the gate electrode 3 can be formed integrally with the gate bus line GL.
  • a gate conductive film (thickness: for example, not less than 50 nm and not more than 500 nm) is formed on the dielectric substrate by sputtering or the like.
  • the gate electrode 3 and the gate bus line GL are obtained by patterning the gate conductive film.
  • the material of the conductive film for gate is not particularly limited. A film containing a metal such as aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), or an alloy thereof, or a metal nitride thereof It can be used as appropriate.
  • a laminated film in which MoN (thickness: for example, 50 nm), Al (thickness: for example, 200 nm) and MoN (thickness: for example, 50 nm) are laminated in this order is formed as the gate conductive film.
  • the gate insulating layer 4 is formed so as to cover the gate metal layer.
  • the gate insulating layer 4 can be formed by a CVD method or the like.
  • a silicon oxide (SiO 2 ) layer, a silicon nitride (SiNx) layer, a silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) layer, a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y) layer, or the like is appropriately used.
  • the gate insulating layer 4 may have a stacked structure.
  • a SiNx layer (thickness: 410 nm, for example) is formed as the gate insulating layer 4.
  • the semiconductor layer 5 and the contact layer are formed on the gate insulating layer 4.
  • an intrinsic amorphous silicon film thickness: for example, 125 nm
  • an n + type amorphous silicon film thickness: for example, 65 nm
  • the semiconductor film used for the semiconductor layer 5 is not limited to an amorphous silicon film.
  • an oxide semiconductor layer may be formed as the semiconductor layer 5.
  • a contact layer may not be provided between the semiconductor layer 5 and the source / drain electrodes.
  • a conductive film for source (thickness: for example, 50 nm or more and 500 nm or less) is formed on the gate insulating layer 4 and the contact layer, and is patterned to form the source electrode 7S, the drain electrode 7D, and the source bus line SL.
  • a source metal layer is formed.
  • the contact layer is also etched to form the source contact layer 6S and the drain contact layer 6D which are separated from each other.
  • the material of the source conductive film is not particularly limited.
  • a film containing a metal such as aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti), copper (Cu), or an alloy thereof, or a metal nitride thereof It can be used as appropriate.
  • a stacked film in which MoN (thickness: for example, 30 nm), Al (thickness: for example, 200 nm), and MoN (thickness: for example, 50 nm) are stacked in this order is formed as the source conductive film.
  • Ti thickness: for example 30 nm
  • MoN thickness: for example 30 nm
  • Al thickness: for example 200 nm
  • MoN thickness: for example 50 nm
  • the source conductive film is formed by sputtering, and the source conductive film is patterned (source / drain separation) by wet etching. Thereafter, by dry etching, for example, a portion of the contact layer located on the region to be the channel region of the semiconductor layer 5 is removed to form a gap portion, which is separated into the source contact layer 6S and the drain contact layer 6D. . At this time, the vicinity of the surface of the semiconductor layer 5 is also etched in the gap portion (overetching).
  • the Al film is patterned by wet etching using, for example, an aqueous solution of phosphoric acid, acetic acid and nitric acid, and then dried.
  • the Ti film and the contact layer (n + type amorphous silicon layer) 6 may be patterned simultaneously by etching.
  • the source conductive film and the contact layer can be etched together.
  • the etching amount of the gap portion can be controlled more easily.
  • the first insulating layer 11 is formed so as to cover the TFT 10.
  • the first insulating layer 11 is disposed in contact with the channel region of the semiconductor layer 5. Further, a contact hole CH1 reaching the drain electrode 7D is formed in the first insulating layer 11 by known photolithography.
  • the first insulating layer 11 is an inorganic material such as a silicon oxide (SiO 2 ) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) film, or a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y) film.
  • An insulating layer may be used.
  • a SiNx layer having a thickness of, for example, 330 nm is formed by, eg, CVD.
  • a patch conductive film is formed on the first insulating layer 11 and in the contact hole CH1, and this is patterned.
  • the patch electrode 15 is formed in the transmission / reception region R1, and the patch connection portion 15p is formed in the non-transmission / reception region R2.
  • the patch electrode 15 is in contact with the drain electrode 7D in the contact hole CH1.
  • a layer including the patch electrode 15 and the patch connection portion 15p formed from the conductive film for patch may be referred to as a “patch metal layer”.
  • the material for the conductive film for patch As the material for the conductive film for patch, the same material as the conductive film for gate or the conductive film for source can be used. However, the patch conductive film is set to be thicker than the gate conductive film and the source conductive film. As a result, by reducing the sheet resistance of the patch electrode, it is possible to reduce a loss in which the vibration of free electrons in the patch electrode changes to heat.
  • a suitable thickness of the conductive film for patch is, for example, 0.3 ⁇ m or more. If it is thinner than this, the sheet resistance becomes 0.10 ⁇ / sq or more, which may cause a problem of increased loss.
  • the thickness of the conductive film for patch is, for example, 3 ⁇ m or less, more preferably 2 ⁇ m or less. If it is thicker than this, the substrate may be warped due to thermal stress during the process. If the warpage is large, problems such as conveyance trouble, chipping of the substrate, or cracking of the substrate may occur in the mass production process.
  • a laminated film in which MoN (thickness: for example, 50 nm), Al (thickness: for example, 1000 nm) and MoN (thickness: for example, 50 nm) are laminated in this order as the conductive film for patch.
  • a laminated film in which Ti (thickness: for example 50 nm), MoN (thickness: for example 50 nm), Al (thickness: for example 2000 nm) and MoN (thickness: for example 50 nm) are laminated in this order.
  • / Al / MoN / Ti may be formed.
  • a laminated film in which Ti (thickness: for example 50 nm), MoN (thickness: for example 50 nm), Al (thickness: for example 500 nm) and MoN (thickness: for example 50 nm) are laminated in this order.
  • / Al / MoN / Ti may be formed.
  • a laminated film in which a Ti film, a Cu film, and a Ti film are laminated in this order Ti / Cu / Ti
  • a laminated film in which a Ti film and a Cu film are laminated in this order Cu / Ti
  • a second insulating layer (thickness: 100 nm or more and 300 nm or less) 17 is formed on the patch electrode 15 and the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17 is not particularly limited, and for example, a silicon oxide (SiO 2 ) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) film, a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y).
  • a film or the like can be used as appropriate.
  • the second insulating layer 17 for example, a SiNx layer having a thickness of 200 nm is formed.
  • the inorganic insulating film (the second insulating layer 17, the first insulating layer 11, and the gate insulating layer 4) is collectively etched by, for example, dry etching using a fluorine-based gas.
  • the patch electrode 15, the source bus line SL, and the gate bus line GL function as an etch stop.
  • a contact hole CH2 reaching the gate bus line GL is formed in the second insulating layer 17, the first insulating layer 11, and the gate insulating layer 4, and the source bus line is formed in the second insulating layer 17 and the first insulating layer 11.
  • a contact hole CH3 reaching SL is formed.
  • a contact hole CH4 reaching the patch connection portion 15p is formed in the second insulating layer 17.
  • the side surfaces of the second insulating layer 17, the first insulating layer 11, and the gate insulating layer 4 are aligned on the side wall of the obtained contact hole CH2, and the contact hole CH3
  • the side walls of the second insulating layer 17 and the first insulating layer 11 are aligned with each other.
  • “side surfaces of two or more different layers in a contact hole” means that the side surfaces exposed in the contact hole in these layers are flush with each other in the vertical direction. It also includes a case where an inclined surface such as a tapered shape is continuously formed. Such a configuration can be obtained, for example, by etching these layers using the same mask, or by etching the other layer using one layer as a mask.
  • a transparent conductive film (thickness: 50 nm or more and 200 nm or less) is formed on the second insulating layer 17 and in the contact holes CH2, CH3, and CH4 by, for example, sputtering.
  • the transparent conductive film for example, an ITO (indium tin oxide) film, an IZO film, a ZnO film (zinc oxide film), or the like can be used.
  • an ITO film having a thickness of, for example, 100 nm is used as the transparent conductive film.
  • a gate terminal upper connection portion 19g, a source terminal upper connection portion 19s and a transfer terminal upper connection portion 19p are formed.
  • the gate terminal upper connection portion 19g, the source terminal upper connection portion 19s, and the transfer terminal upper connection portion 19p are used to protect the electrodes or wiring exposed at each terminal portion.
  • the gate terminal part GT, the source terminal part ST, and the transfer terminal part PT are obtained.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the antenna unit region U and the terminal part IT in the slot substrate 201.
  • the slot substrate 201 includes a dielectric substrate 51 having a front surface and a back surface, a third insulating layer 52 formed on the surface of the dielectric substrate 51, a slot electrode 55 formed on the third insulating layer 52, and a slot electrode. And a fourth insulating layer 58 covering 55.
  • the reflective conductive plate 65 is disposed so as to face the back surface of the dielectric substrate 51 through a dielectric layer (air layer) 54.
  • the slot electrode 55 and the reflective conductive plate 65 function as walls of the waveguide 301.
  • a plurality of slots 57 are formed in the slot electrode 55 in the transmission / reception region R1.
  • the slot 57 is an opening that penetrates the slot electrode 55.
  • one slot 57 is arranged in each antenna unit region U.
  • the fourth insulating layer 58 is formed on the slot electrode 55 and in the slot 57.
  • the material of the fourth insulating layer 58 may be the same as the material of the third insulating layer 52.
  • the slot electrode 55 and the liquid crystal layer LC are not in direct contact, so that the reliability can be improved.
  • the slot electrode 55 is formed of a Cu layer, Cu may be eluted into the liquid crystal layer LC.
  • a void may be included in the Al layer.
  • the fourth insulating layer 58 can prevent the liquid crystal material from entering the voids of the Al layer. If the slot electrode 55 is produced by attaching an Al layer to the dielectric substrate 51 with an aluminum foil and bonding it, and then patterning it, the void problem can be avoided.
  • the slot electrode 55 includes a main layer 55M such as a Cu layer or an Al layer.
  • the slot electrode 55 may have a stacked structure including a main layer 55M and an upper layer 55U and a lower layer 55L arranged so as to sandwich the main layer 55M.
  • the thickness of the main layer 55M is set in consideration of the skin effect depending on the material, and may be, for example, 2 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the thickness of the main layer 55M is typically larger than the thickness of the upper layer 55U and the lower layer 55L.
  • the main layer 55M is a Cu layer
  • the upper layer 55U and the lower layer 55L are Ti layers.
  • the adhesion between the slot electrode 55 and the third insulating layer 52 can be improved.
  • the upper layer 55U corrosion of the main layer 55M (for example, Cu layer) can be suppressed.
  • the reflective conductive plate 65 constitutes the wall of the waveguide 301, the reflective conductive plate 65 preferably has a thickness of 3 times or more, preferably 5 times or more of the skin depth.
  • the reflective conductive plate 65 for example, an aluminum plate or a copper plate having a thickness of several millimeters produced by cutting can be used.
  • a terminal section IT is provided in the non-transmission / reception area R2.
  • the terminal portion IT includes a slot electrode 55, a fourth insulating layer 58 that covers the slot electrode 55, and an upper connection portion 60.
  • the fourth insulating layer 58 has an opening reaching the slot electrode 55.
  • the upper connection portion 60 is in contact with the slot electrode 55 in the opening.
  • the terminal portion IT is disposed in the seal region Rs and is connected to the transfer terminal portion in the TFT substrate by a seal resin containing conductive particles (transfer portion).
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a transfer part that connects the transfer terminal part PT of the TFT substrate 101 and the terminal part IT of the slot substrate 201.
  • the same components as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.
  • the upper connection part 60 of the terminal part IT is electrically connected to the transfer terminal upper connection part 19p of the transfer terminal part PT in the TFT substrate 101.
  • the upper connection portion 60 and the transfer terminal upper connection portion 19p are connected via a resin (seal resin) 73 (also referred to as “seal portion 73”) including conductive beads 71.
  • the upper connection portions 60 and 19p are both transparent conductive layers such as an ITO film and an IZO film, and an oxide film may be formed on the surface thereof.
  • these transparent conductive layers are bonded via a resin containing conductive beads (for example, Au beads) 71, so even if a surface oxide film is formed, the conductive beads are on the surface.
  • the conductive beads 71 may penetrate not only the surface oxide film but also the upper connection portions 60 and 19p, which are transparent conductive layers, and may be in direct contact with the patch connection portion 15p and the slot electrode 55.
  • the transfer part may be disposed both at the center part and the peripheral part of the scanning antenna 1000 (that is, inside and outside the donut-shaped transmission / reception region R1 when viewed from the normal direction of the scanning antenna 1000), You may arrange
  • the transfer part may be disposed in the seal region Rs that encloses the liquid crystal, or may be disposed outside the seal region Rs (on the side opposite to the liquid crystal layer).
  • the slot substrate 201 can be manufactured, for example, by the following method.
  • a third insulating layer (thickness: for example, 200 nm) 52 is formed on a dielectric substrate.
  • a substrate such as a glass substrate or a resin substrate that has a high transmittance with respect to electromagnetic waves (small dielectric constant ⁇ M and dielectric loss tan ⁇ M ) can be used.
  • the dielectric substrate is preferably thin in order to suppress attenuation of electromagnetic waves.
  • the glass substrate may be thinned from the back side. Thereby, the thickness of a glass substrate can be reduced to 500 micrometers or less, for example.
  • components such as TFTs may be formed directly on the resin substrate, or may be formed on the resin substrate using a transfer method.
  • a resin film for example, a polyimide film
  • a constituent element is formed on the resin film by a process described later, and then the resin film on which the constituent element is formed and the glass substrate are combined.
  • a resin has a smaller dielectric constant ⁇ M and dielectric loss tan ⁇ M than glass.
  • the thickness of the resin substrate is, for example, 3 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the resin material for example, liquid crystal polymer can be used in addition to polyimide.
  • the third insulating layer 52 is not particularly limited, for example, silicon oxide (SiO 2) film, a silicon nitride (SiNx) film, silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) film, a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y ) A film or the like can be used as appropriate.
  • a metal film is formed on the third insulating layer 52 and patterned to obtain a slot electrode 55 having a plurality of slots 57.
  • a Cu film (or Al film) having a thickness of 2 ⁇ m to 5 ⁇ m may be used.
  • a laminated film in which a Ti film, a Cu film, and a Ti film are laminated in this order is used.
  • a laminated film in which Ti (thickness: for example, 50 nm) and Cu (thickness: for example, 5000 nm) are laminated in this order may be formed.
  • a fourth insulating layer (thickness: for example, 100 nm or 200 nm) 58 is formed on the slot electrode 55 and in the slot 57.
  • the material of the fourth insulating layer 58 may be the same as the material of the third insulating layer.
  • an opening reaching the slot electrode 55 is formed in the fourth insulating layer 58 in the non-transmission / reception region R2.
  • a transparent conductive film is formed on the fourth insulating layer 58 and in the opening of the fourth insulating layer 58, and this is patterned to form the upper connection portion 60 in contact with the slot electrode 55 in the opening. Thereby, the terminal part IT is obtained.
  • a TFT having the semiconductor layer 5 as an active layer is used as a switching element disposed in each pixel.
  • the semiconductor layer 5 is not limited to an amorphous silicon layer, and may be a polysilicon layer or an oxide semiconductor layer.
  • the oxide semiconductor included in the oxide semiconductor layer may be an amorphous oxide semiconductor or a crystalline oxide semiconductor having a crystalline portion.
  • the crystalline oxide semiconductor include a polycrystalline oxide semiconductor, a microcrystalline oxide semiconductor, and a crystalline oxide semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface.
  • the oxide semiconductor layer may have a stacked structure of two or more layers.
  • the oxide semiconductor layer may include an amorphous oxide semiconductor layer and a crystalline oxide semiconductor layer.
  • a plurality of crystalline oxide semiconductor layers having different crystal structures may be included.
  • a plurality of amorphous oxide semiconductor layers may be included.
  • the energy gap of the oxide semiconductor included in the upper layer is preferably larger than the energy gap of the oxide semiconductor included in the lower layer.
  • the energy gap of the lower oxide semiconductor may be larger than the energy gap of the upper oxide semiconductor.
  • the oxide semiconductor layer may contain at least one metal element of In, Ga, and Zn, for example.
  • the oxide semiconductor layer includes, for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor (eg, indium gallium zinc oxide).
  • Such an oxide semiconductor layer can be formed using an oxide semiconductor film containing an In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • the In—Ga—Zn—O-based semiconductor may be amorphous or crystalline.
  • a crystalline In—Ga—Zn—O-based semiconductor in which the c-axis is oriented substantially perpendicular to the layer surface is preferable.
  • a TFT having an In—Ga—Zn—O-based semiconductor layer has high mobility (more than 20 times that of an a-Si TFT) and low leakage current (less than one hundredth of that of an a-Si TFT).
  • the TFT is suitably used as a driving TFT (for example, a TFT included in a driving circuit provided in a non-transmission / reception area) and a TFT provided in each antenna unit area.
  • the oxide semiconductor layer may include another oxide semiconductor instead of the In—Ga—Zn—O-based semiconductor.
  • an In—Sn—Zn—O-based semiconductor eg, In 2 O 3 —SnO 2 —ZnO; InSnZnO
  • the In—Sn—Zn—O-based semiconductor is a ternary oxide of In (indium), Sn (tin), and Zn (zinc).
  • the oxide semiconductor layer includes an In—Al—Zn—O based semiconductor, an In—Al—Sn—Zn—O based semiconductor, a Zn—O based semiconductor, an In—Zn—O based semiconductor, and a Zn—Ti—O based semiconductor.
  • Cd—Ge—O based semiconductor Cd—Pb—O based semiconductor, CdO (cadmium oxide), Mg—Zn—O based semiconductor, In—Ga—Sn—O based semiconductor, In—Ga—O based semiconductor, A Zr—In—Zn—O based semiconductor, an Hf—In—Zn—O based semiconductor, an Al—Ga—Zn—O based semiconductor, a Ga—Zn—O based semiconductor, or the like may be included.
  • the TFT 10 is a channel etch type TFT having a bottom gate structure.
  • the etch stop layer is not formed on the channel region, and the lower surfaces of the end portions on the channel side of the source and drain electrodes are arranged in contact with the upper surface of the semiconductor layer.
  • the channel etch type TFT is formed, for example, by forming a conductive film for a source / drain electrode on a semiconductor layer and performing source / drain separation. In the source / drain separation step, the surface portion of the channel region may be etched.
  • the TFT 10 may be an etch stop type TFT in which an etch stop layer is formed on the channel region.
  • the etch stop type TFT the lower surfaces of the end portions on the channel side of the source and drain electrodes are located, for example, on the etch stop layer.
  • an etch stop type TFT is formed by forming an etch stop layer that covers a portion of a semiconductor layer that becomes a channel region, and then forming a conductive film for a source / drain electrode on the semiconductor layer and the etch stop layer. Formed by performing separation.
  • the TFT 10 has a top contact structure in which the source and drain electrodes are in contact with the upper surface of the semiconductor layer, but the source and drain electrodes may be disposed in contact with the lower surface of the semiconductor layer (bottom contact structure). Further, the TFT 10 may have a bottom gate structure having a gate electrode on the dielectric substrate side of the semiconductor layer, or may have a top gate structure having a gate electrode above the semiconductor layer.
  • the TFT substrate in the scanning antenna according to the present embodiment is different from the TFT substrate shown in FIG. 2 in that a transparent conductive layer serving as an upper connection portion of each terminal portion is provided between the first insulating layer and the second insulating layer. Different from the TFT substrate 101 shown in FIG.
  • FIG. 8A to 8C are cross-sectional views showing the gate terminal portion GT, the source terminal portion ST, and the transfer terminal portion PT of the TFT substrate 102 in this embodiment, respectively.
  • the gate terminal portion GT in the present embodiment includes a gate bus line GL formed on a dielectric substrate, an insulating layer covering the gate bus line GL, and an upper connection portion 19g for gate terminals.
  • the gate terminal upper connection portion 19g is in contact with the gate bus line GL in the contact hole CH2 formed in the insulating layer.
  • the insulating layer covering the gate bus line GL includes the gate insulating layer 4 and the first insulating layer 11.
  • a second insulating layer 17 is formed on the gate terminal upper connecting portion 19 g and the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17 has an opening 18g exposing a part of the gate terminal upper connection portion 19g.
  • the opening 18g of the second insulating layer 17 may be arranged so as to expose the entire contact hole CH2.
  • the source terminal portion ST includes a source bus line SL formed on a dielectric substrate (here, on the gate insulating layer 4), an insulating layer covering the source bus line SL, and a source terminal upper connection portion 19s.
  • the source terminal upper connection portion 19s is in contact with the source bus line SL in the contact hole CH3 formed in the insulating layer.
  • the insulating layer covering the source bus line SL includes only the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17 extends on the source terminal upper connecting portion 19 s and the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17 has an opening 18s that exposes a part of the source terminal upper connection portion 19s.
  • the opening 18s of the second insulating layer 17 may be arranged so as to expose the entire contact hole CH3.
  • the transfer terminal portion PT includes a source connection wiring 7p formed of the same conductive film (source conductive film) as the source bus line SL, a first insulating layer 11 extending on the source connection wiring 7p, and a first insulation.
  • the transfer terminal upper connection portion 19p and the patch connection portion 15p are formed on the layer 11.
  • the first insulating layer 11 is provided with contact holes CH5 and CH6 exposing the source connection wiring 7p.
  • the transfer terminal upper connection portion 19p is disposed on the first insulating layer 11 and in the contact hole CH5, and is in contact with the source connection wiring 7p in the contact hole CH5.
  • the patch connection portion 15p is disposed on the first insulating layer 11 and in the contact hole CH6, and is in contact with the source connection wiring 7p in the contact hole CH6.
  • the transfer terminal upper connection portion 19p is a transparent electrode formed of a transparent conductive film.
  • the patch connection portion 15p is formed of the same conductive film as the patch electrode 15.
  • the upper connection portions 19g, 19s, and 19p of each terminal portion may be formed of the same transparent conductive film.
  • the second insulating layer 17 extends on the transfer terminal upper connecting portion 19p, the patch connecting portion 15p, and the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17 has an opening 18p that exposes a part of the transfer terminal upper connecting portion 19p.
  • the opening 18p of the second insulating layer 17 is disposed so as to expose the entire contact hole CH5.
  • the patch connection portion 15 p is covered with the second insulating layer 17.
  • the transfer terminal upper connection portion 19p of the transfer terminal portion PT and the patch connection portion 15p are electrically connected by the source connection wiring 7p formed in the source metal layer.
  • the transfer terminal upper connecting portion 19p is connected to the slot electrode in the slot substrate 201 by a sealing resin containing conductive particles, as in the above-described embodiment.
  • the contact holes CH1 to CH4 having different depths are collectively formed after the second insulating layer 17 is formed.
  • a relatively thick insulating layer (the gate insulating layer 4, the first insulating layer 11, and the second insulating layer 17) is etched on the gate terminal portion GT, whereas only the second insulating layer 17 is etched in the transfer terminal portion PT. Etch.
  • a conductive film for example, a conductive film for a patch electrode serving as a base of a shallow contact hole may be greatly damaged during etching.
  • the contact holes CH1 to CH3, CH5, and CH6 are formed before the second insulating layer 17 is formed. Since these contact holes are formed only in the first insulating layer 11 or in the laminated film of the first insulating layer 11 and the gate insulating layer 4, the difference in the depth of the contact holes formed at a time is larger than that in the above embodiment. Can be reduced. Therefore, damage to the conductive film which is the base of the contact hole can be reduced.
  • a cap layer such as a MoN layer is formed on the Al film. There are things to do. In such a case, there is no need to increase the thickness of the cap layer in consideration of damage during etching, which is advantageous.
  • the TFT substrate 102 is manufactured by the following method, for example.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a manufacturing process of the TFT substrate 102. In the following description, description of the material, thickness, formation method, and the like of each layer is omitted when the TFT substrate 101 is the same as that described above.
  • an alignment mark, a base insulating layer, a gate metal layer, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a contact layer, and a source metal layer are formed on a dielectric substrate by a method similar to that for the TFT substrate 102 to obtain a TFT.
  • the source connection wiring 7p is also formed from the source conductive film.
  • the first insulating layer 11 is formed so as to cover the source metal layer. Thereafter, the first insulating layer 11 and the gate insulating layer 4 are collectively etched to form contact holes CH1 to 3, CH5, and CH6. In the etching, the source bus line SL and the gate bus line GL function as an etch stop. Thus, a contact hole CH1 reaching the drain electrode of the TFT is formed in the first insulating layer 11 in the transmission / reception region R1. In the non-transmission / reception region R2, the contact hole CH2 reaching the gate bus line GL is formed in the first insulating layer 11 and the gate insulating layer 4, and the contact hole CH3 reaching the source bus line SL and the source connection wiring are formed in the first insulating layer 11. Contact holes CH5 and CH6 reaching 7p are formed. The contact hole CH5 may be disposed in the seal region Rs, and the contact hole CH6 may be disposed outside the seal region Rs. Or you may arrange
  • a transparent conductive film is formed on the first insulating layer 11 and in the contact holes CH1 to 3, CH5, and CH6 and patterned. Accordingly, the gate terminal upper connection portion 19g in contact with the gate bus line GL in the contact hole CH2, the source terminal upper connection portion 19s in contact with the source bus line SL in the contact hole CH3, and the source connection wiring in the contact hole CH5. An upper connection portion 19p for transfer terminal in contact with 7p is formed.
  • a conductive film for a patch electrode is formed on the first insulating layer 11, on the gate terminal upper connection portion 19g, the source terminal upper connection portion 19s, the transfer terminal upper connection portion 19p, and in the contact holes CH1 and CH6. Form and pattern.
  • the patch electrode 15 in contact with the drain electrode 7D in the contact hole CH1 is formed in the transmission / reception region R1
  • the patch connection portion 15p in contact with the source connection wiring 7p in the contact hole CH6 is formed in the non-transmission / reception region R2.
  • the patch electrode conductive film may be patterned by wet etching.
  • the transparent conductive film can function as an etch stop when patterning the patch electrode conductive film.
  • the portions exposed by the contact holes CH2, CH3, and CH5 are covered with the etch stop (transparent conductive film) and thus are not etched.
  • the second insulating layer 17 is formed. Thereafter, the second insulating layer 17 is patterned by, for example, dry etching using a fluorine-based gas. Thereby, the opening 18g exposing the gate terminal upper connection portion 19g, the opening 18s exposing the source terminal upper connection portion 19s, and the opening exposing the transfer terminal upper connection portion 19p are formed in the second insulating layer 17. 18p is provided. In this way, the TFT substrate 102 is obtained.
  • a scanning antenna according to a third embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the TFT substrate in the scanning antenna of this embodiment is different from the TFT substrate 102 shown in FIG. 8 in that an upper connection portion made of a transparent conductive film is not provided in the transfer terminal portion.
  • 10A to 10C are cross-sectional views showing the gate terminal portion GT, the source terminal portion ST, and the transfer terminal portion PT of the TFT substrate 103 in the present embodiment, respectively.
  • the structure of the gate terminal portion GT and the source terminal portion ST is the same as the structure of the gate terminal portion and the source terminal portion of the TFT substrate 102 shown in FIG.
  • the transfer terminal portion PT has a patch connection portion 15p formed on the first insulating layer 11, and a protective conductive layer 23 stacked on the patch connection portion 15p.
  • the second insulating layer 17 extends on the protective conductive layer 23 and has an opening 18 p that exposes a part of the protective conductive layer 23.
  • the patch electrode 15 is covered with a second insulating layer 17.
  • the TFT substrate 103 is manufactured by the following method, for example.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a manufacturing process of the TFT substrate 103. In the following description, description of the material, thickness, formation method, and the like of each layer is omitted when the TFT substrate 101 is the same as that described above.
  • an alignment mark, a base insulating layer, a gate metal layer, a gate insulating layer, a semiconductor layer, a contact layer, and a source metal layer are formed on a dielectric substrate by a method similar to that for the TFT substrate 101 to obtain a TFT.
  • the first insulating layer 11 is formed so as to cover the source metal layer. Thereafter, the first insulating layer 11 and the gate insulating layer 4 are etched together to form contact holes CH1 to CH3.
  • the source bus line SL and the gate bus line GL function as an etch stop.
  • a contact hole CH1 reaching the drain electrode of the TFT is formed in the first insulating layer 11, and a contact hole CH2 reaching the gate bus line GL is formed in the first insulating layer 11 and the gate insulating layer 4.
  • a contact hole CH3 reaching the source bus line SL is formed in the first insulating layer 11. No contact hole is formed in the region where the transfer terminal portion is formed.
  • a transparent conductive film is formed on the first insulating layer 11 and in the contact holes CH1, CH2, and CH3, and this is patterned.
  • the gate terminal upper connection portion 19g in contact with the gate bus line GL in the contact hole CH2 and the source terminal upper connection portion 19s in contact with the source bus line SL in the contact hole CH3 are formed.
  • the transparent conductive film is removed.
  • a conductive film for patch electrode is formed on the first insulating layer 11, on the upper connection portion 19g for the gate terminal and the upper connection portion 19s for the source terminal, and in the contact hole CH1, and patterned.
  • the patch electrode 15 in contact with the drain electrode 7D in the contact hole CH1 is formed in the transmission / reception region R1
  • the patch connection portion 15p is formed in the non-transmission / reception region R2.
  • an etchant that can ensure an etching selectivity between the transparent conductive film (ITO or the like) and the patch electrode conductive film is used.
  • the protective conductive layer 23 is formed on the patch connection portion 15p.
  • a Ti layer, an ITO layer, an IZO (indium zinc oxide) layer, or the like can be used as the protective conductive layer 23.
  • a Ti layer thickness: for example, 50 nm
  • a protective conductive layer may be formed on the patch electrode 15.
  • the second insulating layer 17 is formed. Thereafter, the second insulating layer 17 is patterned by, for example, dry etching using a fluorine-based gas.
  • the opening 18g exposing the gate terminal upper connection portion 19g, the opening 18s exposing the source terminal upper connection portion 19s, and the opening 18p exposing the protective conductive layer 23 are formed in the second insulating layer 17.
  • the TFT substrate 103 is obtained.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view for explaining a transfer portion for connecting the transfer terminal portion PT of the TFT substrate 103 and the terminal portion IT of the slot substrate 203 in the present embodiment.
  • the same reference numerals are assigned to the same components as those in the above-described embodiment.
  • the slot substrate 203 includes a dielectric substrate 51, a third insulating layer 52 formed on the surface of the dielectric substrate 51, a slot electrode 55 formed on the third insulating layer 52, and a fourth covering the slot electrode 55. And an insulating layer 58.
  • the reflective conductive plate 65 is disposed so as to face the back surface of the dielectric substrate 51 through a dielectric layer (air layer) 54.
  • the slot electrode 55 and the reflective conductive plate 65 function as walls of the waveguide 301.
  • the slot electrode 55 has a laminated structure in which a Cu layer or an Al layer is a main layer 55M. In the transmission / reception region R1, the slot electrode 55 is formed with a plurality of slots 57.
  • the structure of the slot electrode 55 in the transmission / reception region R1 is the same as the structure of the slot substrate 201 described above with reference to FIG.
  • a terminal section IT is provided in the non-transmission / reception area R2.
  • an opening exposing the surface of the slot electrode 55 is provided in the fourth insulating layer 58.
  • the exposed region of the slot electrode 55 becomes the contact surface 55c.
  • the contact surface 55 c of the slot electrode 55 is not covered with the fourth insulating layer 58.
  • the protective conductive layer 23 covering the patch connection portion 15p in the TFT substrate 103 and the contact surface 55c of the slot electrode 55 in the slot substrate 203 are connected via a resin (seal resin) including the conductive beads 71. .
  • the transfer unit in the present embodiment may be disposed at both the central portion and the peripheral portion of the scanning antenna, or may be disposed in only one of them, as in the above-described embodiment. Moreover, it may be arrange
  • a transparent conductive film is not provided on the contact surfaces of the transfer terminal portion PT and the terminal portion IT. Therefore, the protective conductive layer 23 and the slot electrode 55 of the slot substrate 203 can be connected via the sealing resin containing conductive particles.
  • the difference in the depth of contact holes formed in a lump is small compared to the first embodiment (FIGS. 3 and 4), so that damage to the conductive film underlying the contact holes is reduced. Can be reduced.
  • the slot substrate 203 is manufactured as follows. Since the material, thickness, and formation method of each layer are the same as those of the slot substrate 201, description thereof is omitted.
  • the third insulating layer 52 and the slot electrode 55 are formed on the dielectric substrate in the same manner as the slot substrate 201, and the plurality of slots 57 are formed in the slot electrode 55.
  • a fourth insulating layer 58 is formed on the slot electrode 55 and in the slot. Thereafter, an opening 18p is provided in the fourth insulating layer 58 so as to expose a region to be a contact surface of the slot electrode 55. In this way, the slot substrate 203 is manufactured.
  • the dielectric anisotropy ⁇ M of the liquid crystal material used for the antenna unit of the antenna is large.
  • a liquid crystal material (nematic liquid crystal) having a large dielectric anisotropy ⁇ M has a large viscosity and a slow response speed.
  • the viscosity increases as the temperature decreases.
  • the environmental temperature of the scanning antenna mounted on a moving body for example, a ship, an aircraft, an automobile
  • the temperature of the liquid crystal material can be adjusted to a certain level or higher, for example, 30 ° C. or higher, or 45 ° C. or higher.
  • the set temperature is preferably set so that the viscosity of the nematic liquid crystal material is approximately 10 cP (centipoise) or less.
  • the scanning antenna according to the embodiment of the present invention preferably has an internal heater structure in addition to the above structure.
  • the internal heater is preferably a resistance heating type heater using Joule heat.
  • the material of the resistance film for the heater is not particularly limited.
  • a conductive material having a relatively high specific resistance such as ITO or IZO can be used.
  • the resistance film may be formed of a fine wire or mesh of metal (for example, nichrome, titanium, chromium, platinum, nickel, aluminum, copper). Fine wires and meshes such as ITO and IZO can also be used. What is necessary is just to set resistance value according to the emitted-heat amount calculated
  • the resistance value of the resistance film is set to 139 ⁇ and the current is set to 0.
  • the power density may be 800 W / m 2 .
  • the resistance value of the resistance film is 82 ⁇ , the current is 1.2 A, and the power density is 1350 W / m 2. .
  • the resistance film for the heater may be provided anywhere as long as it does not affect the operation of the scanning antenna, but is preferably provided near the liquid crystal layer in order to efficiently heat the liquid crystal material.
  • a resistance film 68 may be formed on almost the entire surface of the dielectric substrate 1 as shown in the TFT substrate 104 shown in FIG.
  • FIG. 13A is a schematic plan view of the TFT substrate 104 having the heater resistance film 68.
  • the resistance film 68 is covered with, for example, the base insulating film 2 shown in FIG.
  • the base insulating film 2 is formed to have a sufficient withstand voltage.
  • the resistance film 68 preferably has openings 68a, 68b and 68c.
  • the slot 57 is positioned so as to face the patch electrode 15.
  • the opening 68 a is arranged so that the resistive film 68 does not exist around the distance d from the edge of the slot 57.
  • d is 0.5 mm.
  • the opening 68b is also disposed below the auxiliary capacitor CS, and the opening 68c is also disposed below the TFT.
  • the size of the antenna unit U is, for example, 4 mm ⁇ 4 mm. 13B, for example, the width s2 of the slot 57 is 0.5 mm, the length s1 of the slot 57 is 3.3 mm, and the width p2 of the patch electrode 15 in the width direction of the slot 57 is 0.
  • the width p1 of the patch electrode 15 in the length direction of the slot is 7 mm and 0.5 mm. Note that the size, shape, arrangement relationship, and the like of the antenna unit U, the slot 57, and the patch electrode 15 are not limited to the examples shown in FIGS.
  • a shield conductive layer may be formed.
  • the shield conductive layer is formed on the entire surface of the dielectric substrate 1 on the base insulating film 2. It is not necessary to provide the openings 68a and 68b in the shield conductive layer unlike the resistance film 68, but it is preferable to provide the openings 68c.
  • the shield conductive layer is formed of, for example, an aluminum layer and is set to the ground potential.
  • the resistance value of the resistance film has a distribution so that the liquid crystal layer can be heated uniformly.
  • the maximum temperature ⁇ the minimum temperature (temperature unevenness) is, for example, 15 ° C. or less. If the temperature unevenness exceeds 15 ° C., the phase difference modulation may vary in the surface, and a problem that a good beam formation cannot be performed may occur. Further, when the temperature of the liquid crystal layer approaches the Tni point (for example, 125 ° C.), ⁇ M becomes small, which is not preferable.
  • FIGS. 14A and 14B and FIGS. 15A to 15C show schematic structures and current distributions of the resistance heating structures 80a to 80e.
  • the resistance heating structure includes a resistance film and a heater terminal.
  • the 14A has a first terminal 82a, a second terminal 84a, and a resistance film 86a connected to these.
  • the first terminal 82a is disposed at the center of the circle, and the second terminal 84a is disposed along the entire circumference.
  • the circle corresponds to the transmission / reception region R1.
  • a current IA radially flows from the first terminal 82a to the second terminal 84a. Therefore, the resistance film 86a can generate heat uniformly even if the in-plane resistance value is constant.
  • the direction of current flow may be the direction from the second terminal 84a toward the first terminal 82a.
  • the resistance heating structure 80b has a first terminal 82b, a second terminal 84b, and a resistance film 86b connected thereto.
  • the first terminal 82b and the second terminal 84b are disposed adjacent to each other along the circumference.
  • the resistance value of the resistance film 86b has an in-plane distribution so that the amount of heat generated per unit area generated by the current IA flowing between the first terminal 82b and the second terminal 84b in the resistance film 86b is constant. Yes.
  • the in-plane distribution of the resistance value of the resistance film 86b may be adjusted by, for example, the thickness of the fine line or the density of the fine line when the resistance film 86 is constituted by a fine line.
  • the resistance heating structure 80c shown in FIG. 15A has a first terminal 82c, a second terminal 84c, and a resistance film 86c connected thereto.
  • the first terminal 82c is arranged along the circumference of the upper half of the circle
  • the second terminal 84c is arranged along the circumference of the lower half of the circle.
  • the resistance film 86c is configured by a thin line extending vertically between the first terminal 82c and the second terminal 84c, for example, near the center so that the amount of heat generated per unit area by the current IA is constant in the plane.
  • the thickness and density of the fine wires are adjusted to be high.
  • the resistance heating structure 80d shown in FIG. 15 (b) has a first terminal 82d, a second terminal 84d, and a resistance film 86d connected thereto.
  • the first terminal 82d and the second terminal 84d are provided so as to extend in the vertical direction and the horizontal direction, respectively, along the diameter of the circle.
  • the first terminal 82d and the second terminal 84d are insulated from each other.
  • the resistance heating structure 80e shown in FIG. 15C includes a first terminal 82e, a second terminal 84e, and a resistance film 86e connected thereto. Unlike the resistance heating structure 80d, the resistance heating structure 80e has four portions extending in four directions, up, down, left, and right, from the center of the circle, both of the first terminal 82e and the second terminal 84e. The portion of the first terminal 82e and the portion of the second terminal 84e that form 90 degrees with each other are arranged such that the current IA flows clockwise.
  • the resistance heating structure 80d and the resistance heating structure 80e for example, the side closer to the circumference so that the current IA increases as the circumference is closer, so that the heat generation amount per unit area is uniform in the plane.
  • the fine wires are thicker and the density is adjusted to be higher.
  • Such an internal heater structure may be operated automatically when, for example, the temperature of the scanning antenna is detected and the temperature falls below a preset temperature. Of course, you may make it operate
  • the scanning antenna according to the embodiment of the present invention may have an external heater structure instead of the internal heater structure or together with the internal heater structure.
  • Various known heaters can be used as the external heater, but a resistance heating type heater using Joule heat is preferable.
  • the part of the heater that generates heat is called the heater part.
  • the example which uses a resistance film as a heater part is demonstrated. In the following, the resistance film is denoted by reference numeral 68.
  • the liquid crystal panels 100Pa and 100Pb have the TFT substrate 101 of the scanning antenna 1000 shown in FIG. 1, the slot substrate 201, and the liquid crystal layer LC provided therebetween, and further the outside of the TFT substrate 101.
  • a resistance heating structure including the resistance film 68 is provided.
  • the resistive film 68 may be formed on the liquid crystal layer LC side of the dielectric substrate 1 of the TFT substrate 101, the manufacturing process of the TFT substrate 101 becomes complicated, so the outside of the TFT substrate 101 (on the side opposite to the liquid crystal layer LC). It is preferable to arrange in.
  • a liquid crystal panel 100Pa shown in FIG. 16A includes a heater resistive film 68 formed on the outer surface of the dielectric substrate 1 of the TFT substrate 101, and a protective layer 69a covering the heater resistive film 68. Yes.
  • the protective layer 69a may be omitted. Since the scanning antenna is accommodated in a plastic case, for example, the user does not touch the resistance film 68 directly.
  • the resistance film 68 can be formed on the outer surface of the dielectric substrate 1 using, for example, a known thin film deposition technique (for example, sputtering method, CVD method), coating method, or printing method.
  • the resistance film 68 is patterned as necessary. The patterning is performed by, for example, a photolithography process.
  • the material of the resistance film 68 for the heater is not particularly limited as described above with respect to the internal heater structure, and for example, a conductive material having a relatively high specific resistance such as ITO or IZO can be used. Further, in order to adjust the resistance value, the resistance film 68 may be formed of a fine wire or mesh of metal (for example, nichrome, titanium, chromium, platinum, nickel, aluminum, copper). Fine wires and meshes such as ITO and IZO can also be used. What is necessary is just to set resistance value according to the emitted-heat amount calculated
  • the protective layer 69 a is made of an insulating material and is formed so as to cover the resistance film 68.
  • the resistance film 68 is patterned, and the protective layer 69a may not be formed in the portion where the dielectric substrate 1 is exposed. As will be described later, the resistance film 68 is patterned so that the performance of the antenna does not deteriorate. When the performance of the antenna is deteriorated due to the presence of the material for forming the protective layer 69a, it is preferable to use the patterned protective layer 69a in the same manner as the resistance film 68.
  • the protective layer 69a may be formed by either a wet process or a dry process.
  • a liquid curable resin (or a resin precursor) or a solution is applied to the surface of the dielectric substrate 1 on which the resistance film 68 is formed, and then the curable resin is cured.
  • the liquid resin or resin solution is applied to the surface of the dielectric substrate 1 so as to have a predetermined thickness by various coating methods (for example, using a slot coater, spin coater, spray) or various printing methods. Is done.
  • the protective layer 69a can be formed with an insulating resin film by room temperature curing, heat curing, or photocuring.
  • the insulating resin film can be patterned by, for example, a photolithography process.
  • a curable resin material can be suitably used as the material for forming the protective layer 69a.
  • the curable resin material includes a thermosetting type and a photocuring type.
  • the thermosetting type includes a thermal crosslinking type and a thermal polymerization type.
  • Examples of the heat-crosslinking type resin material include a combination of an epoxy compound (for example, an epoxy resin) and an amine compound, a combination of an epoxy compound and a hydrazide compound, an epoxy compound and an alcohol compound (for example, a phenol resin).
  • Combinations including urethane resins, for example
  • isocyanate compounds and carboxylic acid compounds can be mentioned.
  • Examples of the cationic polymerization type adhesive include a combination of an epoxy compound and a cationic polymerization initiator (representative cationic polymerization initiator, aromatic sulfonium salt).
  • examples of radical polymerization type resin materials include combinations of monomers and / or oligomers containing vinyl groups such as various acrylic, methacrylic, urethane-modified acrylic (methacrylic) resins and radical polymerization initiators (typical radical polymerization initiators: Examples of azo compounds (for example, AIBN (azobisisobutyronitrile))) and ring-opening polymerization type resin materials include ethylene oxide compounds, ethyleneimine compounds, and siloxane compounds.
  • maleimide resin a combination of maleimide resin and amine, a combination of maleimide and methacrylic compound, bismaleimide-triazine resin and polyphenylene ether resin
  • Polyimide can also be preferably used.
  • polyimide is used to include polyamic acid, which is a polyimide precursor. Polyimide is used in combination with, for example, an epoxy compound or an isocyanate compound.
  • thermosetting resin material From the viewpoint of heat resistance, chemical stability, and mechanical properties, it is preferable to use a thermosetting resin material.
  • a resin material containing an epoxy resin or a polyimide resin is preferable, and a resin material containing a polyimide resin is preferable from the viewpoint of mechanical properties (particularly mechanical strength) and hygroscopicity.
  • a mixture of polyimide resin and epoxy resin can also be used.
  • rubber-modified ones may be mixed as polyimide resins and / or epoxy resins. By mixing a thermoplastic resin or elastomer, flexibility and toughness can be improved. The same effect can be obtained even if rubber-modified one is used.
  • the photocuring type cures by causing a crosslinking reaction and / or a polymerization reaction by ultraviolet light or visible light.
  • the photocuring type include a radical polymerization type and a cationic polymerization type.
  • the radical polymerization type is typically a combination of an acrylic resin (epoxy-modified acrylic resin, urethane-modified acrylic resin, silicone-modified acrylic resin) and a photopolymerization initiator.
  • examples of the radical polymerization initiator for ultraviolet light include acetophenone type and benzophenone type.
  • Examples of the visible light radical polymerization initiator include a benzyl type and a thioxanthone type.
  • a typical cationic polymerization type is a combination of an epoxy compound and a photocationic polymerization initiator.
  • the photocationic polymerization initiator include iodonium salt compounds.
  • a resin material having both photocurability and thermosetting properties can also be used.
  • a liquid crystal panel 100Pb shown in FIG. 16B is different from the liquid crystal panel 100Pa in that an adhesive layer 67 is further provided between the resistance film 68 and the dielectric substrate 1. Another difference is that the protective layer 69b is formed using a polymer film or glass plate prepared in advance.
  • the liquid crystal panel 100Pb in which the protective layer 69b is formed of a polymer film is manufactured as follows.
  • an insulating polymer film to be the protective layer 69b is prepared.
  • the polymer film include polyester films such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyphenylsulfone, and super engineering plastic films such as polyimide and polyamide.
  • the thickness of the polymer film (that is, the thickness of the protective layer 69b) is, for example, not less than 5 ⁇ m and not more than 200 ⁇ m.
  • a resistance film 68 is formed on one surface of the polymer film.
  • the resistance film 68 can be formed by the method described above.
  • the resistance film 68 may be patterned, and the polymer film may be patterned as necessary.
  • a polymer film on which the resistance film 68 is formed (that is, a member in which the protective layer 69b and the resistance film 68 are integrally formed) is attached to the dielectric substrate 1 using an adhesive.
  • an adhesive a curable resin similar to the curable resin used for forming the protective layer 69a can be used.
  • a hot-melt type resin material (adhesive) can also be used.
  • a hot-melt type resin material has a thermoplastic resin as a main component, melts by heating, and solidifies by cooling. Examples include polyolefin (for example, polyethylene, polypropylene), polyamide, and ethylene vinyl acetate.
  • a reactive urethane-based hot-melt resin material (adhesive) is also on the market. From the viewpoint of adhesion and durability, a reactive urethane system is preferred.
  • the adhesive layer 67 may be patterned in the same manner as the resistance film 68 and the protective layer (polymer film) 69b. However, the adhesive layer 67 may be smaller than the resistance film 68 and the protective layer 69b as long as the resistance film 68 and the protective layer 69b can be fixed to the dielectric substrate 1.
  • the protective layer 69b can be formed using a glass plate instead of the polymer film.
  • the manufacturing process may be the same as when a polymer film is used.
  • the thickness of the glass plate is preferably 1 mm or less, and more preferably 0.7 mm or less.
  • the lower limit of the thickness of the glass plate is not particularly limited, but the thickness of the glass plate is preferably 0.3 mm or more from the viewpoint of handling properties.
  • the resistance film 68 formed on the protective layer (polymer film or glass plate) 69b is fixed to the dielectric substrate 1 via the adhesive layer 67.
  • the resistive film 68 and the protective layer 69b are not necessarily fixed (adhered) to the dielectric substrate 1. That is, the adhesive layer 67 may be omitted.
  • a polymer film in which the resistance film 68 is formed that is, a member in which the protective layer 69b and the resistance film 68 are integrally formed
  • the resistance film 68 may be pressed against the dielectric substrate 1 in a case for housing the antenna.
  • a polymer film on which the resistance film 68 is formed may increase the contact thermal resistance. Therefore, it is preferable to reduce the contact thermal resistance by pressing the polymer film.
  • a member in which the resistance film 68 and the protective layer (polymer film or glass plate) 69b are integrally formed can be made removable.
  • the resistance film 68 (and the protective layer 69b) is patterned as will be described later, it is preferable to fix the resistor film 68 (and the protective layer 69b) so that the position with respect to the TFT substrate does not shift so that the performance of the antenna does not deteriorate.
  • the resistance film 68 for the heater may be provided anywhere as long as it does not affect the operation of the scanning antenna, but is preferably provided near the liquid crystal layer in order to efficiently heat the liquid crystal material. Therefore, as shown in FIGS. 16A and 16B, it is preferable to provide the TFT substrate 101 outside. Further, as shown in FIG. 16A, when the resistance film 68 is provided directly outside the dielectric substrate 1 of the TFT substrate 101, the adhesive layer 67 is formed as shown in FIG. Therefore, it is preferable to provide the resistive film 68 outside the dielectric substrate 1 because it has higher energy efficiency and higher temperature controllability.
  • the resistance film 68 may be provided on almost the entire surface of the dielectric substrate 1 with respect to the TFT substrate 104 shown in FIG. As described above for the internal heater structure, the resistive film 68 preferably has openings 68a, 68b and 68c.
  • the protective layers 69 a and 69 b may be formed on the entire surface so as to cover the resistance film 68. As described above, when the protective layer 69a or 69b adversely affects the antenna characteristics, openings corresponding to the openings 68a, 68b and 68c of the resistance film 68 may be provided. In this case, the opening of the protective layer 69a or 69b is formed inside the openings 68a, 68b and 68c of the resistance film 68.
  • a shield conductive layer may be formed.
  • the shield conductive layer is formed, for example, on the dielectric substrate 1 side of the resistance film 68 via an insulating film.
  • the shield conductive layer is formed on almost the entire surface of the dielectric substrate 1. It is not necessary to provide the openings 68a and 68b in the shield conductive layer unlike the resistance film 68, but it is preferable to provide the openings 68c.
  • the shield conductive layer is formed of, for example, an aluminum layer and is set to the ground potential. Further, it is preferable that the resistance value of the resistance film has a distribution so that the liquid crystal layer can be heated uniformly. These are also as described above for the internal heater structure.
  • the resistance film only needs to be able to heat the liquid crystal layer LC in the transmission / reception region R1, and as illustrated, the resistance film may be provided in a region corresponding to the transmission / reception region R1, but is not limited thereto.
  • the resistance film may be provided in the corresponding region.
  • the outer shape of the resistive film is not limited to a rectangle, and may be any shape including the transmission / reception region R1.
  • the resistance film is arranged outside the TFT substrate 101.
  • the resistance film may be arranged outside the slot substrate 201 (on the side opposite to the liquid crystal layer LC).
  • a resistive film may be formed directly on the dielectric substrate 51 as in the liquid crystal panel 100Pa in FIG. 16A, or an adhesive layer as in the liquid crystal panel 100Pb in FIG.
  • the resistance film formed on the protective layer may be fixed to the dielectric substrate 51 via Alternatively, the adhesive layer is omitted, and a protective layer on which the resistive film is formed (that is, a member in which the protective layer and the resistive film are integrally formed) is arranged so that the resistive film contacts the dielectric substrate 51. Also good.
  • the resistive film When the resistive film is disposed outside the slot substrate 201, it is preferable to provide an opening at a position corresponding to the slot 57 of the resistive film. Moreover, it is preferable that the resistance film has a thickness that can sufficiently transmit microwaves.
  • a resistance film is used as the heater unit.
  • a nichrome wire for example, a winding
  • an infrared heater unit or the like can be used as the heater unit. Even in such a case, it is preferable to arrange the heater portion so as not to deteriorate the performance of the antenna.
  • Such an external heater structure may be operated automatically when, for example, the temperature of the scanning antenna is detected and falls below a preset temperature. Of course, you may make it operate
  • the temperature control device for automatically operating the external heater structure for example, various known thermostats can be used.
  • a thermostat using a bimetal may be connected between one of two terminals connected to the resistance film and the power source.
  • an auxiliary capacitor CS is provided in parallel with the liquid crystal capacitor Clc, and the capacitance value C-Ccs of the auxiliary capacitor CS is sufficiently increased.
  • the capacitance value C-Ccs of the auxiliary capacitor CS is preferably set as appropriate so that the voltage holding ratio of the liquid crystal capacitor Clc is, for example, at least 30%, preferably 55% or more.
  • the capacitance value C-Ccs of the auxiliary capacitor CS depends on the areas of the electrodes CSE1 and CSE2 and the thickness and dielectric constant of the dielectric layer between the electrodes CSE1 and CSE2. Typically, the same voltage as that of the patch electrode 15 is supplied to the electrode CSE1, and the same voltage as that of the slot electrode 55 is supplied to the electrode CSE2.
  • the polarity inversion period of the voltage applied to the liquid crystal layer may be sufficiently shortened.
  • the threshold voltage at which the DS effect occurs increases when the polarity inversion period of the applied voltage is shortened. Therefore, the polarity inversion frequency may be determined so that the maximum value of the voltage (absolute value) applied to the liquid crystal layer is less than the threshold voltage at which the DS effect occurs.
  • the polarity inversion frequency is 300 Hz or more, for example, a voltage having an absolute value of 10 V is applied to a liquid crystal layer having a specific resistance of 1 ⁇ 10 10 ⁇ ⁇ cm and a dielectric anisotropy ⁇ (@ 1 kHz) of about ⁇ 0.6.
  • the polarity inversion frequency typically the same as twice the frame frequency
  • the upper limit of the polarity inversion period is preferably about 5 kHz or less from the viewpoint of power consumption and the like.
  • the polarity inversion frequency of the voltage applied to the liquid crystal layer naturally depends on the liquid crystal material (especially the specific resistance). Therefore, depending on the liquid crystal material, the above problem does not occur even when a voltage is applied with a polarity inversion period of less than 300 Hz.
  • the specific resistance of the liquid crystal material used in the scanning antenna according to the embodiment of the present invention is smaller than that of the liquid crystal material used in the LCD, it is preferable to drive at approximately 60 Hz or higher.
  • the temperature of the liquid crystal layer is preferably controlled as appropriate.
  • the physical properties and driving conditions of the liquid crystal material described here are values at the operating temperature of the liquid crystal layer. In other words, it is preferable to control the temperature of the liquid crystal layer so that it can be driven under the above conditions.
  • FIG. 18D shows the waveform of the display signal Vs (LCD) supplied to the source bus line of the LCD panel for comparison.
  • FIG. 18A shows the waveform of the scanning signal Vg supplied to the gate bus line GL1
  • FIG. 18B shows the waveform of the scanning signal Vg supplied to the gate bus line GL2
  • FIG. 18E shows the waveform of the scanning signal Vg supplied to the gate bus line GL3
  • FIG. 18E shows the waveform of the data signal Vda supplied to the source bus line
  • FIG. 18F shows the slot electrode of the slot substrate.
  • the waveform of the slot voltage Vidc supplied to (slot electrode) is shown
  • FIG. 18 (g) shows the waveform of the voltage applied to the liquid crystal layer of the antenna unit.
  • a period from the time when the voltage of the scanning signal Vg of a certain gate bus line is switched from the low level (VgL) to the high level (VgH) until the time when the voltage of the next gate bus line is switched from VgL to VgH is one horizontal. The scanning period (1H) is assumed.
  • a period during which the voltage of each gate bus line is at a high level (VgH) is referred to as a selection period PS.
  • the selection period PS the TFT connected to each gate bus line is turned on, and the current voltage of the data signal Vda supplied to the source bus line is supplied to the corresponding patch electrode.
  • the data signal Vda is, for example, ⁇ 15 V to +15 V (absolute value is 15 V).
  • the data signal Vda having different absolute values corresponding to 12 gradations, preferably 16 gradations is used.
  • the case where the intermediate voltage in all antenna units is applied is illustrated. That is, the voltage of the data signal Vda is assumed to be constant for all antenna units (suppose that they are connected to m gate bus lines). This corresponds to the case where the halftone which is the entire surface is displayed on the LCD panel. At this time, dot inversion driving is performed on the LCD panel. That is, in each frame, the display signal voltage is supplied so that the polarities of adjacent pixels (dots) are opposite to each other.
  • FIG. 18D shows the waveform of the display signal of the LCD panel that is performing dot inversion driving.
  • the polarity of Vs (LCD) is reversed every 1H.
  • the polarity of Vs (LCD) supplied to the source bus line adjacent to the source bus line to which Vs (LCD) having this waveform is supplied is opposite to the polarity of Vs (LCD) shown in FIG. It has become.
  • the polarity of the display signal supplied to all the pixels is inverted every frame.
  • pixels (dots) to which voltages having different polarities are applied are spatially dispersed in each frame.
  • pixels (dots) having different polarities are arranged in a checkered pattern.
  • the flicker itself is not a problem. That is, it is only necessary that the capacitance value of the liquid crystal capacitance is a desired value, and the spatial distribution of polarity in each frame does not matter. Therefore, from the viewpoint of low power consumption and the like, it is preferable to reduce the number of times of polarity inversion of the data signal Vda supplied from the source bus line, that is, to increase the period of polarity inversion.
  • the polarity inversion period may be 10H (polarity inversion every 5H).
  • the polarity inversion period of the data signal Vda is 2 m ⁇ H (m -Polarity inversion every H).
  • the cycle of polarity inversion of the data signal Vda may be equal to 2 frames (polarity inversion every frame).
  • the polarity of the data signal Vda supplied from all the source bus lines may be the same. Therefore, for example, in one frame, the positive data signal Vda may be supplied from all source bus lines, and in the next frame, the negative data signal Vda may be supplied from all source bus lines.
  • the polarities of the data signals Vda supplied from the adjacent source bus lines may be opposite to each other.
  • a positive data signal Vda is supplied from an odd-numbered source bus line
  • a negative data signal Vda is supplied from an even-numbered source bus line.
  • the negative data signal Vda is supplied from the odd-numbered source bus lines
  • the positive data signal Vda is supplied from the even-numbered source bus lines.
  • Such a driving method is called source line inversion driving in the LCD panel.
  • the liquid crystal is connected by connecting (short-circuiting) the adjacent source bus lines before reversing the polarity of the data signal Vda supplied between frames.
  • the charge charged in the capacitor can be canceled between adjacent columns. Therefore, there is an advantage that the amount of charge supplied from the source bus line in each frame can be reduced.
  • the slot electrode voltage Vidc is, for example, a DC voltage, typically a ground potential. Since the capacitance value of the capacitance (liquid crystal capacitance and auxiliary capacitance) for each antenna is larger than the capacitance value of the pixel capacitance of the LCD panel (for example, about 30 times that of a 20-inch LCD panel), the parasitic capacitance of the TFT The voltage supplied to the patch electrode is a positive / negative symmetric voltage even if the slot electrode voltage Vidc is a ground potential and the data signal Vda is a positive / negative symmetric voltage with respect to the ground potential. .
  • the voltage of the counter electrode (common voltage) is adjusted in consideration of the pull-in voltage of the TFT, so that a positive / negative symmetrical voltage is applied to the pixel electrode. This is not necessary, and may be a ground potential. Although not shown in FIG. 18, the same voltage as the slot voltage Vidc is supplied to the CS bus line.
  • the patch electrode voltage that is, the voltage of the data signal Vda shown in FIG. 18E
  • the slot electrode voltage Vidc (FIG. 18F)
  • the slot voltage When Vidc is the ground potential, as shown in FIG. 18G, it matches the waveform of the data signal Vda shown in FIG.
  • the waveform of the signal used for driving the scanning antenna is not limited to the above example.
  • a Viac having a vibration waveform may be used as the voltage of the slot electrode.
  • signals as illustrated in FIGS. 19A to 19E can be used.
  • the waveform of the scanning signal Vg supplied to the gate bus line is omitted, but the scanning signal Vg described with reference to FIGS. 18A to 18C is also used here.
  • the case where the polarity of the waveform of the data signal Vda is inverted every 10H cycles (every 5H) is illustrated as in the case shown in FIG.
  • is shown.
  • the polarity of the waveform of the data signal Vda may be inverted every two frames (one frame).
  • the voltage Viac of the slot electrode is an oscillating voltage having a polarity opposite to that of the data signal Vda (ON) and the same oscillation period.
  • the amplitude of the voltage Viac of the slot electrode is equal to the maximum amplitude
  • the voltage Vlc applied to the liquid crystal capacitance of the antenna unit is the voltage of the patch electrode with respect to the voltage Viac (FIG. 19C) of the slot electrode (that is, the voltage of the data signal Vda (ON) shown in FIG. 19A). Therefore, when the amplitude of the data signal Vda is oscillating at ⁇ Vda max , the voltage applied to the liquid crystal capacitor has a waveform oscillating at twice the amplitude of Vda max as shown in FIG. . Therefore, the maximum amplitude of the data signal Vda necessary for setting the maximum amplitude of the voltage Vlc applied to the liquid crystal capacitance to ⁇ Vda max is ⁇ Vda max / 2.
  • the maximum amplitude of the data signal Vda can be halved.
  • a general-purpose driver IC having a withstand voltage of 20 V or less can be used as the driver circuit that outputs the data signal Vda. Benefits are gained.
  • the data signal Vda (OFF) is changed as shown in FIG. 19 (b).
  • the waveform may be the same as that of the slot voltage Viac.
  • the Vda shown in FIG. 18E may be 0 V, and the maximum amplitude of Vda (OFF) shown in FIG. And it is sufficient.
  • the amplitude of the voltage Vlc applied to the liquid crystal capacitor is different from the amplitude of Vda, and therefore needs to be converted as appropriate.
  • FIGS. 20A to 20E Signals as exemplified in FIGS. 20A to 20E can also be used.
  • the signals shown in FIGS. 20 (a) to 20 (e) are similar to the signals shown in FIGS. 19 (a) to 19 (e), and the voltage Vac of the slot electrode is changed to the data signal Vda as shown in FIG. 20 (c). (ON) and a vibration voltage whose vibration phase is shifted by 180 °.
  • the data signals Vda (ON), Vda (OFF) and the slot voltage Viac are all voltages oscillating between 0 V and a positive voltage.
  • the amplitude of the voltage Viac of the slot electrode is equal to the maximum amplitude
  • the drive circuit When such a signal is used, the drive circuit only needs to output a positive voltage, which contributes to cost reduction. Even when a voltage that oscillates between 0 V and a positive voltage is used as described above, the voltage Vlc (ON) applied to the liquid crystal capacitor is inverted in polarity as shown in FIG. In the voltage waveform shown in FIG. 20D, + (positive) indicates that the voltage of the patch electrode is higher than the slot voltage, and ⁇ (negative) indicates that the voltage of the patch electrode is lower than the slot voltage. ing. That is, the direction (polarity) of the electric field applied to the liquid crystal layer is reversed as in the other examples. The amplitude of the voltage Vlc (ON) applied to the liquid crystal capacitor is Vda max .
  • the data signal Vda (OFF) is changed as shown in FIG. 20 (b).
  • the waveform may be the same as that of the slot voltage Viac.
  • the driving method for oscillating (reversing) the voltage Viac of the slot electrode described with reference to FIGS. 19 and 20 corresponds to the driving method for inverting the counter voltage in terms of the LCD panel driving method (“common inversion”). Sometimes called "drive.") In the LCD panel, since the flicker cannot be sufficiently suppressed, the common inversion driving is not adopted. On the other hand, since the flicker is not a problem in the scanning antenna, the slot voltage can be reversed.
  • the vibration (inversion) is performed, for example, for each frame (5H in FIGS. 19 and 20 is set to 1 V (vertical scanning period or frame)).
  • a row refers to a set of patch electrodes connected to one gate bus line via a TFT. If the slot electrode is divided into a plurality of row portions in this manner, the polarity of the voltage of each portion of the slot electrode can be made independent of each other. For example, in any frame, the polarity of the voltage applied to the patch electrode can be reversed between the patch electrodes connected to the adjacent gate bus lines.
  • the polarity of the voltage applied to the patch electrode is the same in any frame, and the polarity is reversed every frame.
  • antenna unit arrangement ⁇ Example of antenna unit arrangement, gate bus line, source bus line connection>
  • the antenna units are arranged concentrically, for example.
  • n for example, 30
  • nx for example, 620
  • the number of antenna units connected to each gate bus line is different.
  • the n source bus lines connected to the nx antenna units constituting the outermost circle the n source bus lines connected to the antenna unit constituting the innermost circle Is connected to m antenna units, but the number of antenna units connected to other source bus lines is smaller than m.
  • the arrangement of antenna units in the scanning antenna is different from the arrangement of pixels (dots) in the LCD panel, and the number of connected antenna units differs depending on the gate bus line and / or source bus line. Therefore, if the capacitance of all antenna units (liquid crystal capacitance + auxiliary capacitance) is made the same, the connected electrical load differs depending on the gate bus line and / or source bus line. Then, there is a problem that variation occurs in voltage writing to the antenna unit.
  • each gate bus line is adjusted by adjusting the capacitance value of the auxiliary capacitor or by adjusting the number of antenna units connected to the gate bus line and / or the source bus line. It is preferable that the electrical loads connected to the source bus lines are substantially the same.
  • the scanning antenna according to the embodiment of the present invention uses a nematic liquid crystal material having a large dielectric anisotropy ⁇ M for microwaves (birefringence index ⁇ n for visible light).
  • a liquid crystal material having a large dielectric anisotropy ⁇ M in the microwave region includes, for example, an isothiocyanate group (—NCS) or a thiocyanate group (—SCN).
  • NCS isothiocyanate group
  • SCN a thiocyanate group
  • it includes any of the atomic groups represented by the following chemical formula (Chemical Formula 1).
  • the specific resistance of the liquid crystal material containing an isothiocyanate group or thiocyanate group is low, and the value of the residual DC voltage generated in the liquid crystal capacitance (sometimes referred to as “rDC voltage value”) is larger than that of LCDs currently on the market. Cheap.
  • a liquid crystal material containing an isothiocyanate group or a thiocyanate group has a strong polarity, and its chemical stability is lower than that of a liquid crystal material currently used for LCDs. Since the isothiocyanate group and the thiocyanate group have a strong polarity, they easily absorb moisture and may react with metal ions (for example, Cu ions when the slot electrode has a Cu layer). Further, if a DC voltage is continuously applied, an electrical decomposition reaction may occur. In addition, a liquid crystal material containing an isothiocyanate group or a thiocyanate group absorbs light from the ultraviolet region to around 430 nm and is easily photodegraded.
  • a liquid crystal material containing an isothiocyanate group or a thiocyanate group is relatively weak against heat. As a result, the specific resistance of the liquid crystal material is lowered and / or ionic impurities are increased, so that the rDC voltage value of the liquid crystal capacitance is increased. As the rDC voltage value of the liquid crystal capacitance of each antenna unit increases, the characteristics of the scanning antenna deteriorate.
  • FIG. 21 is a conceptual graph with the horizontal axis representing the voltage applied to the liquid crystal capacitance and the vertical axis representing the resonance frequency as the antenna characteristic.
  • the case where the rDC voltage value is 0 mV and the case where it is 200 mV are shown.
  • the effective voltage applied to the liquid crystal layer decreases, and the target voltage is not applied to the liquid crystal layer.
  • the phase difference given to the microwaves by the liquid crystal layer of the antenna unit deviates from a predetermined value.
  • the antenna characteristics deteriorate. This decrease in antenna characteristics can be evaluated as, for example, a shift in resonance frequency.
  • the scanning antenna is designed so that the gain becomes maximum at a predetermined resonance frequency, an increase in the rDC voltage value appears as a change in gain, for example.
  • the slot voltage can be adjusted so as to monitor the increase of the rDC voltage value and cancel the rDC voltage value. Therefore, it is possible to suppress a change in the characteristics of the scanning antenna (for example, a change in the resonance frequency) accompanying an increase in the rDC voltage value. In addition, since the DC voltage applied to the liquid crystal layer is reduced, the electrolysis of the liquid crystal material can be suppressed.
  • the embodiment of the present invention is not limited to a scanning antenna, but can be widely applied to a liquid crystal device having a liquid crystal capacitance connected to a TFT, and suppresses deterioration in characteristics or reliability associated with an increase in the residual DC voltage value of the liquid crystal device. can do.
  • the embodiment of the present invention can also be applied to an LCD panel, for example.
  • the value of the rDC voltage generated in the liquid crystal capacitance of the LCD panel and its change with time are smaller than the rDC voltage generated in the liquid crystal capacitance of the scanning antenna.
  • it is caused by the rDC voltage.
  • the occurrence of problems can be suppressed. In particular, flicker in a negative-type FFS mode LCD panel can be suppressed.
  • the active region is a region in which liquid crystal capacitors connected to the TFTs are arranged for expressing the function of the liquid crystal device, and the inactive region is a region located in a region other than the active region.
  • the active area of the scanning antenna is a transmission / reception area, and the inactive area is a non-transmission / reception area.
  • the active area of the LCD panel is a display area, and the inactive area is a frame area.
  • the method for obtaining the rDC voltage value according to the embodiment of the present invention can electrically determine the residual DC voltage value electrically. Unlike the conventional flicker erasing method, since light is not used, the residual DC voltage value of a liquid crystal device having a configuration in which light cannot be transmitted through the liquid crystal layer like a scanning antenna can be obtained. A common voltage (for example, slot voltage) may be set based on the obtained residual DC voltage value.
  • the residual DC voltage value can be obtained electrically, a circuit for obtaining the rDC voltage value and a circuit for adjusting a common voltage (for example, a slot voltage) based on the circuit can be incorporated in the control circuit of the liquid crystal device. It can be incorporated in the driving method. Further, since the residual DC voltage value changes most immediately immediately after manufacturing the liquid crystal device, the operation stability and / or reliability of the liquid crystal device is improved by introducing a process for stabilizing the residual DC voltage value into the manufacturing process. Can be improved.
  • the present inventor examined a method for obtaining an rDC voltage value in a scanning antenna.
  • the liquid crystal capacitance of each antenna unit of the scanning antenna includes a patch electrode 15, a slot electrode 55, and a liquid crystal layer.
  • the patch electrode 15 and the slot electrode 55 are formed of a metal layer (for example, an Al layer or a Cu layer). Since the patch electrode 15 and the slot electrode 55 do not transmit light, the rDC voltage value cannot be obtained by the flicker elimination method as in the LCD.
  • the flicker erasing method applies a signal voltage (for example, a voltage for displaying a halftone) symmetric to the pixel electrode of the LCD and observes the flicker while changing the common voltage.
  • the shift of the common voltage from the ground level where no flicker is observed is the rDC voltage value.
  • the rDC voltage value of the LCD pixel is not zero, the net voltage applied to the liquid crystal layer is different between when a positive signal voltage is applied and when a negative signal voltage is applied. Since the sizes are different, a phenomenon is used in which the transmittance of the pixel changes with the change in polarity of the signal voltage (flicker is observed).
  • the method for obtaining the residual DC voltage value is to measure the current flowing through the other electrode while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to one of the pair of electrodes of the liquid crystal capacitor. , Generating the VI curve, and in the VI curve, the voltage value Vmax having the largest absolute value where the current value takes a positive maximum value and the largest absolute value taking the negative minimum value of the current value A step of obtaining a voltage value Vmin and a step of obtaining a half of the sum of Vmax and Vmin as a residual DC voltage value.
  • the liquid crystal capacitance for obtaining the rDC voltage value is appropriately designed according to the magnitude of the current value.
  • a liquid crystal device having a liquid crystal capacity may have an auxiliary capacity electrically connected to the liquid crystal capacity in parallel. This is because the voltage holding ratio of the liquid crystal capacitance is increased as described above.
  • an auxiliary capacitor is provided in parallel with the liquid crystal capacitor, the voltage applied to the liquid crystal capacitor is also applied to the auxiliary capacitor, and the above-described VI curve is affected by the auxiliary capacitor as well as the liquid crystal capacitor. That is, the above VI curve is a characteristic of the combined capacity of the liquid crystal capacity and the auxiliary capacity.
  • the auxiliary capacitor since the auxiliary capacitor has an inorganic insulating layer (for example, SiO 2 layer) as a dielectric layer, and interface polarization, orientation polarization, and ion conduction do not occur, the residual DC voltage depends solely on the liquid crystal capacitance. Therefore, even when the liquid crystal device has an auxiliary capacity, strictly speaking, although it is the VI curve for the combined capacity, it will be referred to as the liquid crystal capacity VI curve. A case where only a liquid crystal capacitor is provided will be described. In the case where an auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor is provided, strictly speaking, in the following description, a combined capacitor (liquid crystal capacitor + auxiliary capacitor) may be used instead of the liquid crystal capacitor.
  • a combined capacitor liquid crystal capacitor + auxiliary capacitor
  • FIG. 22 shows a waveform of a triangular wave voltage applied to the liquid crystal capacitor in order to generate the VI curve.
  • the triangular wave voltage has an isosceles triangle shape with time, and has a period of positive polarity and a period of negative polarity in one cycle at the same ratio.
  • the liquid crystal material here, nematic liquid crystal material contained in the liquid crystal layer of the liquid crystal capacitor is aligned according to the applied voltage.
  • the capacitance value of the liquid crystal capacitance changes.
  • the voltage applied to the liquid crystal capacitance is increased, the liquid crystal molecules are aligned so that the axis having a large dielectric constant is parallel to the electric field.
  • the capacitance value of the liquid crystal capacitance increases.
  • the first “C” indicates a capacitance value (capacitance)
  • “Clc” indicates a liquid crystal capacitance.
  • “Cls” and “Ccs” represent a capacity (capacitance element), and “C” before that indicates a capacitance value.
  • the capacitance value C-Clc of the liquid crystal capacitance Clc depends on time. The time change of the current flowing through the liquid crystal capacitance reflects the change in the capacitance value C-Clc due to the change in the orientation of the liquid crystal molecules and the behavior of the ionic impurities.
  • the charge Q accumulated in the capacitor is represented by the product of the capacitance value C and the applied voltage V. Therefore, the current I flowing through the capacitor is given by the time derivative (partial derivative) of Q. That is, it is given by the following equation.
  • the current value takes the maximum value (vertical electric field mode) or the minimum value (transverse electric field mode).
  • the voltage value Vmin having a large value and the voltage value Vmin having the largest absolute value at which the current value takes a negative minimum value (vertical electric field mode) or a maximum value (horizontal electric field mode) the residual DC It was found that the voltage value can be obtained.
  • the maximum and minimum values of the current flowing through the liquid crystal capacitance are due to the two items on the right side of the above formula.
  • dC / dt in the above equation is d (C ⁇ Clc + C ⁇ Ccs) / dt.
  • C-Ccs does not depend on time
  • dC / dt is dC-Clc / dt. That is, even when the auxiliary capacitor is provided, the maximum value and the minimum value of the VI curve are caused by the current flowing through the liquid crystal capacitance.
  • liquid crystal capacity for obtaining the rDC voltage value may be referred to as rDC monitor capacity or simply as monitor capacity.
  • the ratio of the capacitance value C-CS MVr of the monitor auxiliary capacitor CS MVr for capacitance C-C MVr monitor capacitance C MVr (C-CS MVr / C-C MVr ) is to be equal to the ratio of the capacitance value C-Ccs of the storage capacitor CS for capacitance C-Clc of the liquid crystal capacitance Clc (C-Ccs / C- Clc) in the antenna unit, setting the capacitance value C-CS MVr It is preferable to do.
  • the pair of electrodes of the monitor auxiliary capacitor CS MVr is preferably formed of the same material as the pair of electrodes of the auxiliary capacitor CS, and more preferably formed of the same conductive film.
  • the dielectric layer of the auxiliary capacitor for monitoring CS MVr is preferably formed of the same material as the dielectric layer of the auxiliary capacitor CS, and more preferably formed of the same dielectric film.
  • FIGS. 23A to 23C show examples of the VI curve of the liquid crystal capacitance in the ECB mode, which is one of the vertical electric field modes.
  • This monitoring capacitor has a liquid crystal layer (thickness: 3.0 ⁇ m) of a nematic liquid crystal material for a scanning antenna between a pair of 1 cm 2 electrodes. Each of the pair of electrodes was formed of a Cu layer. The frequency of the triangular voltage for generating the VI curve was 10 Hz, and the amplitude was ⁇ 10V.
  • the monitoring capacitance was measured immediately after fabrication (no voltage applied) and after stress application.
  • the stress application refers to applying a voltage having a DC component to the monitoring capacitor.
  • a positive / negative symmetric AC voltage is applied to one of the pair of electrodes of the monitoring capacitor, and a DC voltage is applied to the other electrode.
  • the data signal applied to the patch electrode is an AC voltage whose polarity is inverted at a constant period
  • the signal applied to the slot electrode is a DC voltage.
  • the display signal applied to the pixel electrode is an AC voltage whose polarity is inverted at a constant period
  • the common voltage (counter voltage) applied to the common electrode (counter electrode) is a DC voltage.
  • a DC voltage of 5 V and a rectangular wave AC voltage with an amplitude of ⁇ 3 V and 60 Hz were applied for 2 hours.
  • the VI curve in FIG. 23 (a) shows the change in current value during the period when the triangular wave voltage is applied to the monitoring capacitor for one period (0V ⁇ 10V ⁇ 0V ⁇ ⁇ 10V ⁇ 0V).
  • the VI curve in FIG. 23A has a positive maximum value and a negative minimum value in both the initial stage and after the stress application.
  • the rDC voltage value is It is given as one half of the sum of Vmax and Vmin. This was confirmed by comparing with the rDC voltage value obtained by the flicker elimination method as shown in an experimental example later.
  • the voltage value having the largest absolute value among the maximum values (minimum values) is adopted is that when the frequency of the triangular wave voltage is low (for example, 0.01 Hz), the maximum value and the minimum value are observed in the vicinity of 0V.
  • a method of quantifying mobile ions using the maximum value and / or the minimum value has been proposed.
  • peaks (local maximum and local minimum) derived from mobile ions are not observed in the vicinity of 0 V, they are simply referred to as a positive maximum value and a negative minimum value.
  • FIGS. 23B and 23C are enlarged views of the vicinity of the positive maximum value and the negative minimum value of the VI curve of FIG. 23A, respectively. From this VI curve, the following values are obtained.
  • the voltage Vmax at which the current value takes a positive maximum value in the initial VI curve 5.40 V
  • the voltage Vmin at which the current value takes a negative minimum value in the initial VI curve ⁇ 5.43 V
  • Voltage Vmax at which the current value takes a positive maximum value on the VI curve after stress application 5.61 V
  • the voltage Vmin at which the current value takes a negative minimum value on the VI curve after the stress is applied ⁇ 5.17 V
  • the initial rDC voltage value was approximately 0 V, whereas an rDC voltage of about 0.22 V was generated after the stress was applied.
  • a lateral electric field mode monitoring capacitor was prepared, and under the same conditions as described above, the VI curve was measured initially and after stress application.
  • a photo alignment film horizontal alignment film
  • FFS Ringe Field Switching
  • the thickness of the photo-alignment film was about 100 nm.
  • the liquid crystal material a negative nematic liquid crystal material having negative dielectric anisotropy was used. The thickness of the liquid crystal layer was about 3 ⁇ m.
  • a common electrode (lower) and a pixel electrode (liquid crystal layer side) laminated with an interlayer insulating film interposed therebetween were formed, and a slit having a width of about 4 ⁇ m was formed in the pixel electrode.
  • the area of the portion receiving the electric field from the pixel electrode and the common electrode was 1 cm 2 .
  • FIGS. 24A to 24C show examples of VI curves of the monitoring capacity in the FFS mode.
  • FIG. 24A shows the entire VI curve.
  • FIGS. 24B and 24C show the vicinity of the positive minimum value and the negative maximum value of the VI curve of FIG. 24A, respectively. Enlarged view.
  • Voltage Vmax 0.65 V at which the current value takes a positive minimum value in the initial VI curve
  • Voltage Vmin where the current value takes a negative maximum value in the initial VI curve ⁇ 0.62
  • Voltage Vmax at which the current value takes a positive minimum value on the VI curve after stress application 2.67
  • Voltage Vmin at which the current value takes a negative maximum value on the VI curve after stress application Vmin: 0.21 V
  • the method for obtaining the rDC voltage value according to the embodiment of the present invention is performed electrically, the rDC voltage value can be obtained in a state where the liquid crystal device is used, as exemplified later. Therefore, the common voltage can be optimized according to the obtained rDC voltage value. As a result, it is possible to suppress a decrease in characteristics or reliability of a liquid crystal device in which a change in a residual DC voltage value such as a scanning antenna is relatively large.
  • the capacity of the monitor may be set so that a sufficient current can be obtained when obtaining the VI curve.
  • the area of the liquid crystal layer included in the monitor capacity is 25 mm 2. The above is preferable.
  • the thickness of the liquid crystal layer is preferably the same as the thickness of the liquid crystal layer in the active region.
  • the monitor capacity may be arranged at a position closer to the seal part than the active area.
  • a plurality of monitor capacitors may be provided.
  • the plurality of monitor capacitors may include two monitor capacitors arranged to face each other through the active region.
  • the method of obtaining the rDC voltage value according to the embodiment of the present invention can be performed using a liquid crystal capacitor in the active region without providing a separate monitor capacitor. That is, with respect to a group of two or more liquid crystal capacitors adjacent to each other among a plurality of liquid crystal capacitors in the active region, while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to all one electrode of the two or more liquid crystal capacitors belonging to the group,
  • the VI curve may be obtained by measuring the current flowing through the other electrode. For example, when obtaining a residual DC voltage value of a liquid crystal device having a plurality of pixels (liquid crystal capacitors) arranged in a matrix like an LCD panel, a group of two or more adjacent pixels among the plurality of pixels is determined. Alternatively, the VI curve may be obtained by measuring the current flowing through the other electrode while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to all the electrodes of two or more pixels belonging to the group.
  • the VI curve may be obtained by using, for example, a group of pixels of 10 rows and 10 columns among a large number of pixels included in the LCD panel.
  • the group of pixels used to determine the VI curve can be selected, for example, by supplying a voltage to the gate bus line and the source bus line.
  • the number of pixels included in the selected pixel group may be set as appropriate so that a sufficient current can be obtained when obtaining the VI curve.
  • a plurality of pixel groups at different positions may be sequentially selected to obtain a VI curve for each pixel group.
  • the common voltage may be set using an average value of rDC voltage values obtained for a plurality of pixel groups, as in the case where a plurality of monitoring capacitors are used.
  • the triangular wave voltage is supplied from the source bus line to the pixel electrode via the TFT, and the current is measured from the common electrode (counter electrode).
  • a number of antenna units (liquid crystal capacitors) included in the scanning antenna may not be arranged in a matrix, but like a LCD panel, a VI curve is obtained for a group including a plurality of adjacent antenna units. Can be generated.
  • the triangular wave voltage is supplied from the source bus line to the patch electrode via the TFT, and the current is measured from the slot electrode.
  • the frequency of the triangular wave voltage is, for example, not less than 0.01 Hz and not more than 100 Hz.
  • a current peak due to the movement of ionic impurities in the liquid crystal layer appears in the VI curve, which is caused by a change in capacitance of the liquid crystal capacitance due to a change in the orientation of the liquid crystal molecules. It may be difficult to specify the maximum or minimum value.
  • the change in orientation of the liquid crystal molecules cannot follow the change in voltage, the capacitance of the liquid crystal capacitance does not change sufficiently, and the maximum or minimum value may not appear in the VI curve.
  • the absolute value of the amplitude of the triangular wave voltage only needs to be able to sufficiently change the orientation of the liquid crystal molecules, and is, for example, 1 V or more and 10 V or less.
  • FIG. 25 is a schematic plan view showing the scanning antenna 1000A.
  • the scanning antenna 1000A includes four rDC monitor capacitor units (hereinafter referred to as “monitor capacitor units”) MVr1, MVr2, MVr3, and MVr4 in the non-transmit / receive region R2 outside the transmit / receive region R1. have.
  • the monitor capacitors MVr1, MVr2, MVr3, and MVr4 have rDC monitor capacitors (hereinafter referred to as “monitor capacitors”) C MVr1 , C MVr2 , and C MVr3 each having the same configuration as the liquid crystal capacitor Clc of the antenna unit. , C MVr4 .
  • the monitoring capacitor section may include an auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the monitoring capacitor in addition to the monitoring capacitor.
  • Each of the monitor capacitors C MVr1 , C MVr2 , C MVr3 , and C MVr4 includes a pair of electrodes and a liquid crystal layer disposed between the pair of electrodes, and the pair of electrodes includes a liquid crystal capacitor Clc.
  • the liquid crystal layer of each of the monitor capacitors C MVr1 , C MVr2 , C MVr3 , and C MVr4 is one liquid crystal layer continuous with the liquid crystal layer LC in the transmission / reception region R1, and the thickness of the liquid crystal layer is controlled to be substantially the same.
  • the pair of alignment films in contact with the liquid crystal layers of the monitor capacitors C MVr1 , C MVr2 , C MVr3 , and C MVr4 are also common to the pair of alignment films formed in the transmission / reception region R1.
  • the scanning antenna 1000A has four monitor capacitors C MVr1 , C MVr2 , C MVr3 , and C MVr4 , but it suffices to have at least one monitor capacitor. Since the degree of deterioration of the liquid crystal material of the liquid crystal layer may vary depending on the location, a plurality of monitor capacitors are arranged at different positions, and the average value of the rDC voltage values obtained for each of the plurality of monitor capacitors is calculated. It may be used.
  • the plurality of monitor capacitors may include two monitor capacitors arranged to face each other through the active region.
  • the monitor capacitors C MVr1 and C MVr2 and the monitor capacitors C MVr3 and C MVr4 of the scanning antenna 1000A are arranged so as to face each other via the transmission / reception region R1.
  • a pair of electrodes included in each of the monitoring capacitors C MVr1 , C MVr2 , C MVr3, and C MVr4 is connected to corresponding terminal electrodes M1T and M2T via connection wirings M1L and M2L. Details of the connection structure will be described later.
  • FIG. 25 shows a simplified structure of the scanning antenna 1000A.
  • the scanning antenna 1000A has an air layer and a reflective conductive plate disposed so as to face the dielectric substrate of the slot substrate 200A via the air layer (air layer 54 in FIG.
  • the conductive plate 65 and the like may be omitted.
  • the scanning antenna 1000A further includes a measurement electrode transfer portion M2P, a first measurement electrode terminal portion M1T, and a second measurement electrode terminal portion M2T in the non-transmission / reception region R2.
  • the structure of the rDC monitor capacitor unit MVr, the measurement electrode transfer unit M2P, the first measurement electrode terminal unit M1T, and the second measurement electrode terminal unit M2T will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 26 is a schematic plan view showing the non-transmission / reception region R2 of the scanning antenna 1000A.
  • FIGS. 27A and 27B are schematic cross-sectional views showing the non-transmission / reception region R2 of the scanning antenna 1000A along the lines A-A ′ and B-B ′ in FIG. 26, respectively.
  • FIGS. 28A to 28C are schematic plan views showing regions corresponding to the non-transmission / reception region R2 of the scanning antenna 1000A shown in FIG. 26, and FIGS. 28A and 28B are scanning antennas.
  • FIG. 28C is a schematic plan view of the slot substrate 200A included in the scanning antenna 1000A.
  • FIG. 28A is a view showing a gate metal layer
  • FIG. 28B is a view showing a patch metal layer
  • FIG. 28C is a view showing a layer including the slot electrode 55. .
  • FIG. 27 shows the structure of the liquid crystal panel included in the scanning antenna, and the illustration of the dielectric layer (air layer) 54 and the reflective conductive plate 65 in FIG. 1 is omitted.
  • the monitor capacitor unit MVr represents any one of the monitor capacitor units MVr1, MVr2, MVr3, and MVr4, and the monitor capacitor C MVr is similarly the monitor capacitor CMVr1. , C MVr2 , C MVr3 and C MVr4 .
  • the sizes and the like of the monitor capacitors MVr1, MVr2, MVr3, and MVr4 can be set independently of each other.
  • the sizes of the monitor capacitors CMVr1 , CMVr2 , CMVr3, and CMVr4 are independent of each other.
  • the size of the monitor volume unit MVr1, MVr2, MVr3 and MVr4 like, the size of the monitor capacitance C MVr1, C MVr2, C MVr3 and C MVr4, like capacitance value are equal to each other, is set Preferably it is.
  • Capacity part MVr for rDC monitor As shown in FIGS. 26 and 27, the rDC monitor capacitor MVr has an rDC monitor capacitor CMVr .
  • the rDC monitor capacitor MVr exemplified here does not have an auxiliary capacitor.
  • the rDC monitor capacitor CMVr includes a liquid crystal layer LC, and a first measurement electrode ME1 and a second measurement electrode ME2 that face each other with the liquid crystal layer LC interposed therebetween. Strictly speaking, alignment films are provided between the first measurement electrode ME1 and the liquid crystal layer LC and between the second measurement electrode ME2 and the liquid crystal layer LC, respectively.
  • the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 are arranged inside the seal region Rs (on the transmission / reception region R1 side with respect to the seal region Rs).
  • the scanning antenna 1000A includes the rDC monitor capacitor MVr , the rDC voltage value of the rDC monitor capacitor CMVr can be measured.
  • the position of the rDC monitoring capacitor CMVr that is, the positions of the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 are preferably separated from the seal region Rs by 10 mm or more. That is, it is preferable that the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 are arranged so as not to overlap an area less than 10 mm from the seal area Rs. This is to prevent the influence of ionic impurities (for example, derived from uncured components) eluted from the seal resin forming the seal region Rs into the liquid crystal layer LC.
  • ionic impurities for example, derived from uncured components
  • the liquid crystal layer LC of the antenna unit region liquid crystal capacitor Clc in the transmission / reception region R1 is the rDC monitor capacitor of the non-transmission / reception region R2.
  • the liquid crystal layer LC of C MVr tends to be less affected by the resin forming the seal region Rs.
  • the rDC voltage value of the rDC monitor capacitor C MVr and the rDC voltage value of the liquid crystal capacitor in the antenna unit region are greatly different. It will be.
  • the rDC monitor capacitor MVr covers the first measurement electrode connection portion (also referred to as “connection wiring”) M1L and the first measurement electrode connection portion M1L in the TFT substrate 100A. It has the insulating layer 13 and 1st measurement electrode ME1 formed on the insulating layer 13.
  • FIG. The first measurement electrode connection portion M1L is formed from the same conductive film (gate metal layer) as the gate electrode 3.
  • the insulating layer 13 has at least one opening 13a that reaches the first measurement electrode connection portion M1L.
  • the first measurement electrode ME1 is formed of the same conductive film (patch metal layer) as the patch electrode 15.
  • the first measurement electrode ME1 is formed on the insulating layer 13 and in the opening 13a, and is in contact with the first measurement electrode connection portion M1L in the opening 13a.
  • the insulating layer 13 includes, for example, the gate insulating layer 4 and the first insulating layer 11 (see FIG. 3).
  • the rDC monitor capacitor MVr may further include a second insulating layer 17 that covers the first measurement electrode ME1.
  • the rDC monitor capacitor MVr has a second measurement electrode ME2 having a portion facing the first measurement electrode ME1 through the liquid crystal layer LC in the slot substrate 200A.
  • the second measurement electrode ME2 is formed of the same conductive film as the slot electrode 55, and is electrically separated from the extended portion 55e of the slot electrode 55.
  • the “extending portion 55e of the slot electrode 55” is a portion extending from the slot electrode 55 to the non-transmission / reception region R2.
  • the extended portion 55e of the slot electrode 55 can be omitted.
  • the rDC monitor capacitor MVr may further include a fourth insulating layer 58 that covers the second measurement electrode ME2.
  • the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 each have a rectangular shape of about 1 cm square, for example.
  • the shape and size of the first measurement electrode ME1 are those viewed from the normal direction of the TFT substrate 100A, and the shape and size of the second measurement electrode ME2 are the normal direction of the slot substrate 200A. I will say the thing when it sees from.
  • the shape and size of the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 are not particularly limited as long as the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 have a portion facing each other with the liquid crystal layer LC therebetween.
  • the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 may have the same shape and size, or may be different in shape and / or size. In order to more accurately measure the rDC voltage value of the rDC monitor capacitor MVr, it is preferable that the first measurement electrode ME1 and the second measurement electrode ME2 have the same shape and size.
  • the structure of the rDC monitor capacitor MVr is not limited to the illustrated one.
  • the first measurement electrode connection portion M1L may not be formed using the same conductive film as the gate electrode 3.
  • the transfer terminal connection portion 15pt may not be formed using the same conductive film as the patch electrode 15.
  • these are preferably formed in any one of the conductive layers (including the gate metal layer, the source metal layer, and the patch metal layer) of the TFT substrate 100A.
  • the rDC monitor capacitor can be formed without increasing the number of scanning antenna manufacturing steps (for example, the number of photomasks).
  • the insulating layer 13 may have one opening 13a or a plurality of openings 13a.
  • the stability of electrical connection between the first measurement electrode ME1 and the first measurement electrode connection portion M1L can be improved.
  • the opening 13a may not be provided in the rDC monitor capacitor MVr.
  • the insulating layer 13 has at least one opening in a region other than the rDC monitor capacitor MVr, and the extending portion of the first measurement electrode ME1 is formed on the insulating layer 13 and in the opening to perform the first measurement.
  • the extending part of the electrode ME1 may be in contact with the first measurement electrode connecting part M1L in the opening.
  • the measurement electrode transfer portion M2P is a connection portion between the measurement electrode transfer terminal portion M2PT of the TFT substrate 100A and the second measurement electrode ME2.
  • the measurement electrode transfer portion M2P is disposed in the seal region Rs.
  • the measurement electrode transfer terminal portion M2PT is connected to the measurement electrode transfer terminal portion M2PT via a resin (seal resin) 73 including the conductive beads 71 (also referred to as “seal portion 73”).
  • the second measurement electrode ME2 is connected. Since the seal portion 73 includes the conductive beads 71, the seal portion 73 has conductivity only in the vertical direction of FIG. 27 and does not have conductivity in the direction perpendicular to the paper surface.
  • the TFT substrate 100A has a measurement electrode transfer terminal portion M2PT.
  • the measurement electrode transfer terminal portion M2PT includes a second measurement electrode connection portion (also referred to as “connection wiring”) M2L, an insulating layer 13 covering the second measurement electrode connection portion M2L, and a transfer terminal formed on the insulating layer 13. Connection part 15pt.
  • the second measurement electrode connection portion M2L is formed using the same conductive film as the first measurement electrode connection portion M1L, and is electrically separated from the first measurement electrode connection portion M1L.
  • the insulating layer 13 has at least one opening 13b that reaches the second measurement electrode connection part M2L.
  • the transfer terminal connection portion 15pt is formed using the same conductive film as the patch electrode 15. Transfer terminal connection portion 15pt is formed on insulating layer 13 and in opening portion 13b, and contacts second measurement electrode connection portion M2L in opening portion 13b.
  • the measurement electrode transfer terminal portion M2PT preferably has the same laminated structure as, for example, the transfer terminal portion PT (see, for example, FIG. 4C).
  • the slot substrate 200A includes an extension part ME2e of the second measurement electrode ME2 and a fourth insulating layer 58 that covers the extension part ME2e of the second measurement electrode ME2.
  • 58 has at least one opening 58a exposing a part of the extending portion ME2e of the second measurement electrode ME2.
  • the second measurement electrode ME2 is electrically connected to the second measurement electrode connection part M2L of the TFT substrate 100A.
  • the measurement electrode transfer portion M2P (measurement electrode transfer terminal portion M2PT) may not be arranged in the seal region Rs.
  • the non-transmission / reception region R2 may be disposed outside the seal region Rs.
  • the structure of the measurement electrode transfer terminal portion M2PT is not limited to that illustrated.
  • the second measurement electrode connection portion M2L may not be formed using the same conductive film as the first measurement electrode connection portion M1L.
  • the transfer terminal connection portion 15pt may not be formed using the same conductive film as the patch electrode 15. From the viewpoint of suppressing an increase in the number of scanning antenna manufacturing steps (the number of photomasks), each of these includes any of the conductive layers (including a gate metal layer, a source metal layer, and a patch metal layer) included in the TFT substrate 100A. It is preferable to form in such a conductive layer.
  • the patch metal layer may have a seal region portion 15ps electrically separated from the transfer terminal connection portion 15pt in the seal region Rs.
  • the TFT substrate 100A preferably has the same stacked structure as that of the transfer terminal portion PT (for example, see FIG. 4C) in the seal region Rs. Thereby, a transfer portion for connecting the electrode or terminal of the TFT substrate 100A and the electrode or terminal of the slot substrate 200A can be formed in the seal region Rs.
  • First measurement electrode terminal M1T and second measurement electrode terminal M2T As shown in FIGS. 26 and 27, the first measurement electrode terminal portion M1T and the second measurement electrode terminal portion M2T are outside the seal region Rs (the liquid crystal layer of the seal region Rs) in the non-transmission / reception region R2 of the scanning antenna 1000A.
  • the TFT substrate 100A On the side opposite to the LC side), the TFT substrate 100A is provided.
  • the first measurement electrode terminal portion M1T and the second measurement electrode terminal portion M2T do not have the liquid crystal layer LC and the slot substrate 200A. That is, the TFT substrate 100A is exposed at the first measurement electrode terminal portion M1T and the second measurement electrode terminal portion M2T.
  • the first measurement electrode terminal portion M1T includes a first measurement electrode connection portion M1L, and an insulating layer 13 and a second insulation layer 17 that cover the first measurement electrode connection portion M1L.
  • the insulating layer 13 and the second insulating layer 17 have a contact hole CH7 reaching the first measurement electrode connection part M1L.
  • the contact hole CH7 may be covered with a transparent conductive layer (not shown). That is, the first measurement electrode terminal portion M1T further includes a transparent conductive layer formed on the second insulating layer 17 and in the contact hole CH7, and the transparent conductive layer is in the contact hole CH7, the first measurement electrode connection portion M1L. May be in contact with.
  • the second measurement electrode terminal portion M2T includes a second measurement electrode connection portion M2L, and an insulating layer 13 and a second insulation layer 17 that cover the second measurement electrode connection portion M2L.
  • the insulating layer 13 and the second insulating layer 17 have a contact hole CH8 reaching the second measurement electrode connection part M2L.
  • the contact hole CH8 may be covered with a transparent conductive layer (not shown). That is, the second measurement electrode terminal portion M2T further includes a transparent conductive layer formed on the second insulating layer 17 and in the contact hole CH8, and the transparent conductive layer is in the contact hole CH8 and the second measurement electrode connection portion M2L. May be in contact with.
  • the first measurement electrode connection portion M1L includes a portion that overlaps the first measurement electrode ME1, a portion that forms the first measurement electrode terminal portion M1T, and a seal region Rs. And a portion extending between the two.
  • the second measurement electrode connection portion M2L extends between the portion where the second measurement electrode terminal portion M2T is formed, the portion where the measurement electrode transfer terminal portion M2PT is formed, and the two. And the part which is made.
  • a gate metal layer is formed by forming a gate conductive film on the dielectric substrate 1 and the base insulating film 2 and patterning the gate conductive film.
  • the gate metal layer includes the gate electrode 3 and the gate bus line GL in the transmission / reception region R1, and includes the first measurement electrode connection portion M1L and the second measurement electrode connection portion M2L in the non-transmission / reception region R2.
  • a gate insulating layer 4, a semiconductor layer 5, a source metal layer, and a first insulating layer 11 are formed in this order on the gate metal layer.
  • the gate insulating layer 4 and the first insulating layer 11 are collectively etched, so that the gate insulating layer 4 and the first insulating layer 11 have openings reaching the first measurement electrode connection portion M1L.
  • Part 13a is formed.
  • the gate insulating layer 4 and the first insulating layer 11 may further be formed with an opening 13b reaching the second measurement electrode connection portion M2L.
  • a patch conductive layer is formed on the first insulating layer 11 in the opening 13a and the opening 13b, and the patch conductive layer is patterned to form a patch metal layer.
  • the patch metal layer includes the patch electrode 15 in the transmission / reception region R1, and includes the first measurement electrode ME1 in the rDC monitor capacitor MVr in the non-transmission / reception region R2.
  • the first measurement electrode ME1 is formed on the first insulating layer 11 and in the opening 13a, and contacts the first measurement electrode connection part M1L in the opening 13a.
  • the patch metal layer may further include a seal region portion 15ps in the seal region Rs of the non-transmission / reception region R2.
  • the seal region portion 15ps is formed on the first insulating layer 11 and in the opening portion 13b, and is in contact with the second measurement electrode connection portion M2L in the opening portion 13b.
  • the second insulating layer 17 is formed on the patch metal layer and the first insulating layer 11.
  • the second insulating layer 17, the first insulating layer 11, and the gate insulating layer 4 are collectively etched, whereby the second insulating layer 17 and the first insulating layer are etched.
  • a contact hole CH7 reaching the first measurement electrode connection portion M1L and a contact hole CH8 reaching the second measurement electrode connection portion M2L are formed in the layer 11 and the gate insulating layer 4.
  • the TFT substrate 100A is formed.
  • a metal film is formed on the dielectric substrate 51 and the third insulating layer 52, and a layer including the slot electrode 55 is formed by patterning the metal film.
  • a layer including the slot electrode 55 may be referred to as a “slot metal layer”.
  • the slot metal layer includes a slot electrode 55, an extended portion 55e of the slot electrode, and a second measurement electrode ME2 in the rDC monitor capacitor MVr in the non-transmission / reception region R2.
  • a fourth insulating layer 58 is formed on the slot metal layer. Thereafter, in the seal region Rs of the non-transmission / reception region R2, an opening 58a that exposes a part of the extended portion ME2e of the second measurement electrode ME2 is formed.
  • a transparent conductive film is formed on the fourth insulating layer 58, and the transparent conductive film is patterned. In this way, the slot substrate 200A is formed.
  • An alignment film is applied to the surfaces of the TFT substrate 100A and the slot substrate 200A obtained on the liquid crystal layer side, and a predetermined alignment process is performed.
  • the alignment process is, for example, a rubbing process or an optical alignment process.
  • a seal material having a predetermined pattern is applied to the surfaces of the TFT substrate 100A and the slot substrate 200A and bonded together, and then a liquid crystal material is injected by, for example, a vacuum injection method.
  • a drive circuit is mounted or connected as necessary.
  • a liquid crystal panel for the scanning antenna 1000A according to the embodiment of the present invention is obtained.
  • the liquid crystal panel included in the scanning antenna 1000A is referred to as a liquid crystal panel 100PA.
  • a reflective conductive plate 65 is disposed so as to face the slot substrate 200A of the liquid crystal panel 100PA through an air layer, a control circuit for the scanning antenna (which may include a driving circuit for the liquid crystal panel) is connected, and the scanning antenna 1000A. Is obtained.
  • the step of stabilizing the residual DC voltage may be performed before or after the drive circuit is mounted or connected to the liquid crystal panel 100PA, or may be performed after completion.
  • a step of stabilizing the residual DC voltage may be performed after finally manufacturing the scanning antenna 1000A.
  • the present invention is not limited to this, and may be performed at any stage after the liquid crystal panel 100PA is manufactured.
  • the rDC voltage value can be obtained for other liquid crystal devices without being limited to the liquid crystal panel 100PA.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing the entire system for obtaining the rDC voltage value.
  • This system includes a stage 400 that receives and stably fixes the liquid crystal panel 100PA, and an rDC voltage measurement device 500.
  • the stage 400 includes a support plate 420 and a plurality of fixing jigs 440a, 440b, and 440c arranged at predetermined positions on the support plate 420.
  • the plurality of fixing jigs 440a, 440b, and 440c are appropriately arranged according to the size of the liquid crystal panel 100PA, and the positions thereof may be movable.
  • At least one of the fixing jigs 440a and 440c arranged to face each other through the liquid crystal panel 100PA is movable, and the liquid crystal panel 100PA is sandwiched between the fixing jigs 440a and 440c. It may be. Alternatively, one of the fixing jigs 440a and 440c may be omitted, and the fixing jigs 440a or 440c and 440b contacting the two sides extending in different directions of the liquid crystal panel 100PA may be used.
  • the rDC voltage measurement device 500 is a first measurement electrode terminal of the monitor capacitor MVr (here, each of the four monitor capacitors MVr1 to MVr4) included in the liquid crystal panel 100PA that is stably fixed at a predetermined position of the stage 400.
  • a predetermined voltage can be applied to the part M1T and the second measurement electrode terminal part M2T, and / or current can be measured.
  • the rDC voltage measurement apparatus 500 includes a waveform generation circuit 520, a current measurement circuit 530, a common voltage generation circuit 540, and a controller (control circuit) 560.
  • the controller 560 includes an arithmetic circuit 562 and a memory 564, and controls the waveform generation circuit 520, the current measurement circuit 530, and the common voltage generation circuit 540.
  • the controller 560 may be, for example, a general-purpose computer (for example, a personal computer), and includes an arithmetic circuit (processor) 562 in which a program is installed so as to execute a flow (algorithm) including steps to be described later, and a memory 564. obtain.
  • the waveform generation circuit 520 may be a function generator, for example, and the current measurement circuit 530 may be an ammeter, for example.
  • the common voltage generation circuit 540 is a circuit that can generate, for example, a slot voltage in the scanning antenna and a common voltage (opposing voltage) for the LCD panel.
  • the common voltage generation circuit 540 may be a DC voltage generation circuit or a vibration voltage generation circuit.
  • the VI curve of the liquid crystal capacitance is measured as follows using, for example, the rDC voltage measuring apparatus 500.
  • 23 and 24 show VI curves obtained immediately after the production of the monitoring capacitor (no voltage applied) and after the stress application.
  • the rDC voltage measurement apparatus 500 can apply stress and measure the rDC voltage value.
  • the monitor capacitance C MVr1 included in the liquid crystal panel 100 Pa, V-I curve is generated in the following manner.
  • the rDC voltage measurement apparatus 500 supplies the triangular wave voltage output from the waveform generation circuit 520 to the first measurement electrode terminal portion M1T, and the current measurement circuit 530 measures the current flowing through the second measurement electrode terminal portion M2T.
  • the arithmetic circuit 562 generates a VI curve from the voltage value of the triangular wave voltage output from the waveform generation circuit 520 and the current value obtained by the current measurement circuit 530.
  • “Generating the VI curve” means obtaining the relationship between the voltage value of the triangular wave voltage and the current value over one period of the triangular wave voltage, and creating the VI curve itself. I don't need it.
  • a voltage value Vmax having the largest absolute value where the current value takes a positive maximum value or a minimum value, and a voltage value Vmin having the largest absolute value where the current value takes a negative minimum value or a maximum value, as described below, are obtained. It only has to be done.
  • the arithmetic circuit 562 has a voltage value Vmax having the largest absolute value in which the current value has a positive maximum value or minimum value, and the absolute value in which the current value has a negative minimum value or maximum value.
  • a voltage value Vmin having a large value is obtained. This step can be performed using, for example, a known algorithm for obtaining an extreme value and a known algorithm for obtaining a maximum value and / or a minimum value.
  • Vmax and Vmin are temporarily stored in the memory 564, for example. Vmax and Vmin can be positive or negative.
  • the arithmetic circuit 562 further obtains a half of the sum of Vmax and Vmin as a residual DC voltage value. Addition and division are performed using known algorithms.
  • the measuring apparatus 500 may further include a circuit that outputs an rDC voltage value.
  • a display device may be further provided, and the rDC voltage value may be displayed on the display device or a VI curve may be displayed. Of course, it may be output to a printer or output to another storage device.
  • the slot voltage can be set according to the increase of the rDC voltage value after the stress application using the rDC voltage measuring apparatus 500 according to the flow (algorithm) shown in the flowchart of FIG.
  • step S2 the process starts from step S2 in FIG. 30, and first, an initial rDC voltage value is obtained.
  • the rDC voltage value applies a triangular wave voltage to the first measurement electrode, and measures the current from the second measurement electrode.
  • step S2 the relationship between the voltage value of the triangular wave voltage and the current value over one period of the triangular wave voltage is acquired (that is, a VI curve is generated).
  • step S3 as described above, the rDC voltage value is obtained based on the VI curve.
  • step S4 the presence / absence of the previous rDC voltage value is determined. If “No”, the stress application step S1 is performed.
  • step S1 a voltage imitating the voltage applied to the liquid crystal layer is applied to the operation of the liquid crystal element.
  • an AC voltage for example, an oscillating voltage whose polarity is inverted at 60 Hz
  • the first measurement electrode corresponding to the patch electrode
  • the second measurement electrode corresponding to the slot electrode
  • a DC voltage is applied.
  • step S1 After the stress application (step S1), the rDC voltage value is obtained through the above steps S2 and S3. Next, in step S4, it is determined that the previous rDC voltage value is “present”, and in step S5, a difference between the previous rDC voltage value and the current rDC voltage value is obtained. In step S6, the slot voltage is shifted so as to cancel the difference between the obtained rDC voltage values.
  • the DC voltage applied to the second measurement electrode is set for the newly set slot voltage.
  • the DC voltage is shifted as much as the slot voltage is shifted. Thereafter, steps S1 to S6 are repeated.
  • the change over time of the rDC voltage value can be measured. For example, it is possible to evaluate the difference in the rDC voltage value and the change over time due to the difference in the liquid crystal material.
  • An rDC voltage measurement circuit having substantially the same function as the rDC voltage measurement device 500 shown in FIG. 29 can be mounted or formed on, for example, the circuit board 600 shown in FIG.
  • the 31 has a scanning antenna 1000A and a circuit board 600.
  • the circuit board 600 includes an rDC voltage measurement circuit 500 a together with a scanning antenna drive circuit 550.
  • the rDC voltage measurement circuit 500a included in the circuit board 600 has substantially the same configuration as the rDC voltage measurement device 500 shown in FIG. That is, the circuit board 600 includes a drive circuit (gate driver, source driver, and common voltage adjustment circuit (slot voltage adjustment circuit)) that supplies a predetermined signal to be supplied to the source bus line, gate bus line, and slot electrode of the scanning antenna.
  • a drive circuit gate driver, source driver, and common voltage adjustment circuit (slot voltage adjustment circuit)
  • controller control circuit
  • These circuits can be implemented, for example, as an IC.
  • the individual circuits may be known circuits.
  • the current measurement circuit 530 may be a known current measurement circuit using a shunt resistor.
  • the circuit board 600 includes the drive circuit 550 and the rDC voltage measurement circuit 500a is shown, but this may be provided separately on a plurality of circuit boards. A part of these circuits may be formed monolithically on, for example, the TFT substrate of the scanning antenna 1000A.
  • the slot voltage can be optimized according to the change in the rDC voltage value.
  • the scanning antenna 1000B further includes a drive circuit 550 and an rDC voltage measurement circuit 500a, and the drive circuit 550 and the rDC voltage measurement circuit 500a are symmetric with respect to one of the pair of electrodes of the monitoring capacitor.
  • a step of setting a common voltage (slot voltage) to be supplied to a plurality of liquid crystal capacitors in the active region so as to cancel out the residual DC voltage value It is configured to perform.
  • An arithmetic circuit (processor) 562 included in the controller (control circuit) 560 executes processing of each process according to the flow (algorithm) shown in the flowchart of FIG. 32 or controls the drive circuit 550 and the rDC voltage measurement circuit 500a. .
  • the scanning antenna 1000B stores the rDC voltage value obtained by the above-described method as an initial rDC voltage value (step S11).
  • the slot voltage is set so as to cancel out this rDC voltage value. If the difference between the rDC voltage value and the slot voltage value is set to 100 mV or less, it can be said that the rDC voltage value is substantially offset. If the difference between the rDC voltage value and the common voltage is 100 mV or less in the LCD panel, flicker is not visually recognized by driving at 60 Hz, so 100 mV can be considered as the upper limit of the difference between the rDC voltage value and the common voltage.
  • the difference between the rDC voltage value and the slot voltage value is preferably 50 mV or less, and more preferably 20 mV or less.
  • the slot voltage is a DC voltage having the same value as the rDC voltage value. This process is the same as that of a conventional LCD or the like except for the method of measuring the rDC voltage value.
  • the initially set scanning antenna 1000B performs a normal operation (step S12). That is, the scanning antenna 1000B is driven by a normal driving method. During this time, the liquid crystal material deteriorates and the rDC voltage value rises. Therefore, in the driving method according to the present embodiment, the VI curve is generated by the method described above (step S13), and the rDC voltage value is obtained based on the measurement result (step S14).
  • step S15 the difference between the stored rDC voltage value and the rDC voltage value obtained this time is obtained, and the rDC voltage value obtained this time is stored (step S15).
  • the initially set rDC voltage value may be overwritten or stored separately.
  • the step of storing a new rDC voltage value may be performed in step S16 described below.
  • the slot voltage is shifted so as to cancel the difference between the obtained rDC voltage values (step S16).
  • the slot voltage is shifted by the same value as the difference between the obtained rDC voltage values. Note that other processing may be used as long as the value of the slot voltage can be set so that the difference between the rDC voltage value and the value of the slot voltage at this time is 100 mV or less.
  • the repetition timing that is, the timing of performing step S13 can be set as appropriate.
  • the change in the rDC voltage value in the scanning antenna 1000B is obtained in advance, for example, so that the absolute value of the rDC voltage value does not increase more than 10 mV (the difference between the rDC voltage values obtained in step S15 exceeds 10 mV).
  • the time for normal operation (step S12) may be set.
  • step S13 may be performed every relatively short time (for example, one hour).
  • the scanning antenna 1000B has, for example, a circuit that measures and / or integrates the time during which the normal operation is performed, or a circuit that counts and / or integrates the number of frames that are performing the normal operation.
  • the measurement of the rDC voltage may be performed using a monitor capacitor provided separately, or may be performed using a liquid crystal capacitor in the active region. That is, for one group of two or more liquid crystal capacitors adjacent to each other among the liquid crystal capacitors of a plurality of antenna units in the active area of the scanning antenna, all one electrode (patch electrode) of the two or more liquid crystal capacitors belonging to the group A VI curve may be generated by measuring a current flowing through the other electrode (slot electrode) while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to the other electrode.
  • the VI curve can be generated without stopping the normal operation.
  • the monitoring capacitor includes the active region.
  • the method further includes a step of applying an average or maximum voltage applied to the plurality of liquid crystal capacitors.
  • the degree of deterioration of the liquid crystal material and the degree of increase of the rDC voltage value vary depending on the magnitude and time of the voltage applied to the liquid crystal layer, so that the liquid crystal layer of the active region and the liquid crystal layer of the active region It is preferable to provide a similar voltage application history.
  • the average value or the maximum value can be set as appropriate.
  • the average or maximum voltage applied to the plurality of liquid crystal capacitors is obtained by the arithmetic circuit 562 according to a known algorithm.
  • the average value is used, the advantage that conditions close to the optimum conditions at that time can be determined can be obtained.
  • the maximum value is used, the condition becomes close to the optimum in long-term use, so deterioration in antenna characteristics is not noticeable. Benefits are gained.
  • the driving method according to the embodiment of the present invention described above When the driving method according to the embodiment of the present invention described above is employed, a change in the characteristics of the scanning antenna (for example, a change in resonance frequency) accompanying an increase in the rDC voltage value can be suppressed. In addition, since the DC voltage applied to the liquid crystal layer is reduced, the electrolysis of the liquid crystal material can be suppressed. That is, the reliability of the scanning antenna can be improved.
  • FIG. 33 is a graph schematically showing the stress application time dependence of the rDC voltage values of the liquid crystal panels LCP1 and LCP2 used in the scanning antenna.
  • the horizontal axis represents the stress application time, and the vertical axis represents the rDC voltage value.
  • the liquid crystal panels LCP1 and LCP2 differ in the type of liquid crystal material used.
  • As the stress for example, as described with reference to FIG. 23, a DC voltage of 5 V and a rectangular wave AC voltage with an amplitude of ⁇ 3 V and 60 Hz are applied to the pair of electrodes.
  • the frequency of the triangular wave voltage used for measuring the rDC voltage value is, for example, 10 Hz, and the amplitude is, for example, ⁇ 10V.
  • the rDC voltage value greatly increases in the initial stage and reaches the saturation value in a relatively short time. For example, under the above stress conditions, saturation is reached in about 2 hours regardless of the liquid crystal material.
  • the rDC voltage value of the liquid crystal material used for the scanning antenna reaches the saturation value in a relatively short time, the residual DC voltage is stabilized after the liquid crystal panel 100 for the scanning antenna is manufactured (before product shipment). You may perform the process to convert.
  • the stabilization process can be executed, for example, according to the flow (algorithm) shown in the flowchart of FIG.
  • a DC voltage is applied to the other electrode while applying an AC voltage whose polarity is inverted to one electrode of a pair of electrodes included in each of the monitor capacitor and the liquid crystal capacitors in the active region (step S21).
  • a VI curve is generated by measuring the current flowing through the other electrode while applying a positive and negative symmetrical triangular wave voltage to one electrode of the monitoring capacitor (step S22).
  • a voltage value Vmax having the largest absolute value in which the current value takes a positive maximum value or a minimum value
  • a voltage value Vmin having the largest absolute value in which the current value takes a negative minimum value or a maximum value are The half of the sum of Vmax and Vmin is obtained as the residual DC voltage value (step S23).
  • step S21 the presence / absence of the previous rDC voltage value is determined. If “no”, a stress application step S21 is performed (step S24). When the previous rDC voltage value is “present”, the difference between the previous residual DC voltage value and the current residual DC voltage value is obtained (step 25). Next, it is determined whether the difference is equal to or less than a predetermined value (step S26). The above steps S21 to S26 are repeated until the determination result becomes positive.
  • the predetermined value is set so that, for example, the difference between the rDC voltage values obtained in step S25 is 10 mV or less.
  • the DC voltage applied in the stress application step S21 may be constant while being repeated a plurality of times, or may be changed so that substantially the same DC voltage is applied according to the change in the rDC voltage value. Also good.
  • the scanning antenna according to the embodiment of the present invention is accommodated in, for example, a plastic housing as necessary. It is preferable to use a material having a small dielectric constant ⁇ M that does not affect microwave transmission and reception for the housing. Moreover, you may provide a through-hole in the part corresponding to transmission / reception area
  • the light shielding structure propagates through the dielectric substrate 1 and / or 51 from the side surface of the dielectric substrate 1 of the TFT substrate 101 and / or the dielectric substrate 51 of the slot substrate 201 and shields light incident on the liquid crystal layer. Provide as follows.
  • Some liquid crystal materials having a large dielectric anisotropy ⁇ M are prone to light degradation, and it is preferable to shield not only ultraviolet rays but also short-wavelength blue light in visible light.
  • the light shielding structure can be easily formed at a necessary location by using a light shielding tape such as a black adhesive tape.
  • the liquid crystal capacitance in the active area of the scanning antenna and the monitoring capacitance are preferably the same not only in the voltage application history but also in the history of exposure to light. Of course, it is preferable that not only the active area of the scanning antenna but also the monitoring capacitor is shielded from light.
  • Embodiments according to the present invention include, for example, a liquid crystal device such as a satellite communication or satellite broadcasting scanning antenna mounted on a mobile body (for example, a ship, an aircraft, an automobile), a method for obtaining a residual DC voltage value of a liquid crystal device, a liquid crystal
  • a liquid crystal device such as a satellite communication or satellite broadcasting scanning antenna mounted on a mobile body (for example, a ship, an aircraft, an automobile), a method for obtaining a residual DC voltage value of a liquid crystal device, a liquid crystal
  • the present invention is used in a device driving method and a liquid crystal device manufacturing method.
  • Dielectric substrate 2 Base insulating film 3: Gate electrode 4: Gate insulating layer 5: Semiconductor layer 6D: Drain contact layer 6S: Source contact layer 7D: Drain electrode 7S: Source electrode 7p: Source connection wiring 11: First Insulating layer 15: Patch electrode 15p: Patch connecting part 15pt: Transfer terminal connecting part 17: Second insulating layers 18g, 18s, 18p: Opening 19g: Gate terminal upper connecting part 19p: Transfer terminal upper connecting part 19s: Source Upper connection part 21 for terminals: Alignment mark 23: Protective conductive layer 51: Dielectric substrate 52: Third insulating layer 54: Dielectric layer (air layer) 55: Slot electrode 55L: Lower layer 55M: Main layer 55U: Upper layer 55c: Contact surface 57: Slot 58: Fourth insulating layer 60: Upper connection portion 65: Reflective conductive plate 67: Adhesive layer 68: Resistance film 70 for heater: Power feeding Device 71: Conductive bead 72: Feed pin 73: Sealing part 100PA, 100Pa, 100P

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Abstract

液晶装置の残留DC電圧値を求める方法は、複数の液晶容量および複数のTFTとを有するアクティブ領域(R1)と、アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量(MVr1)を有する非アクティブ領域(R2)とを備え、複数の液晶容量および少なくとも1つのモニター用容量は、液晶層を含む、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法であって、少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程とを包含する。

Description

液晶装置、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法、液晶装置の駆動方法、および液晶装置の製造方法
 本発明は、液晶装置、液晶装置の駆動方法、および液晶装置の製造方法に関する。液晶装置は、液晶容量を有する装置を広く含み、例えば、アンテナ単位(「素子アンテナ」ということもある。)が液晶容量を有する走査アンテナ(「液晶アレイアンテナ」ということもある。)および液晶表示装置を含む。
 移動体通信や衛星放送用のアンテナは、ビームの方向を変えられる(「ビーム走査」または「ビームステアリング」と言われる。)機能を必要とする。このような機能を有するアンテナ(以下、「走査アンテナ(scanned antenna)」という。)として、アンテナ単位を備えるフェイズドアレイアンテナが知られている。しかしながら、従来のフェイズドアレイアンテナは高価であり、民生品への普及の障害となっている。特に、アンテナ単位の数が増えると、コストが著しく上昇する。
 そこで、液晶材料(ネマチック液晶、高分子分散液晶を含む)の大きな誘電異方性(複屈折率)を利用した走査アンテナが提案されている(特許文献1~5および非特許文献1)。液晶材料の誘電率は周波数分散を有するので、本明細書において、マイクロ波の周波数帯における誘電率(「マイクロ波に対する誘電率」ということもある。)を特に「誘電率M(εM)」と表記することにする。
 特許文献3および非特許文献1には、液晶表示装置(以下、「LCD」という。)の技術を利用することによって低価格な走査アンテナが得られると記載されている。
特開2007-116573号公報 特開2007-295044号公報 特表2009-538565号公報 特表2013-539949号公報 国際公開第2015/126550号
R. A. Stevenson et al., "Rethinking Wireless Communications:Advanced Antenna Design using LCD Technology", SID 2015 DIGEST, pp.827-830. M. ANDO et al., "A Radial Line Slot Antenna for 12GHz Satellite TV Reception", IEEE Transactions of Antennas and Propagation, Vol. AP-33, No.12, pp. 1347-1353 (1985).
 上述したように、LCD技術を適用することによって低価格な走査アンテナを実現すると言うアイデアは知られてはいるものの、LCD技術を利用した走査アンテナの構造、その製造方法、およびその駆動方法を具体的に記載した文献はない。
 そこで、本発明によるある実施形態は、従来のLCDの製造技術を利用して量産することが可能な走査アンテナおよびその製造方法を提供することを目的とする。本発明による他の実施形態は、走査アンテナなどの残留DC電圧値の変化が比較的大きな液晶装置の特性または信頼性の低下を抑制することを目的とする。本発明にさらに他の実施形態は、残留DC電圧値を電気的に定量的に求める方法を提供することを目的とする。
 本発明のある実施形態による液晶装置の残留DC電圧値を求める方法は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法であって、前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程とを包含する。
 ある実施形態において、前記少なくとも1つのモニター用容量に含まれる前記液晶層の部分の面積は25mm2以上である。
 ある実施形態において、前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記アクティブ領域よりも前記シール部に近い位置に配置されている。
 ある実施形態において、前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記アクティブ領域を介して対向するように配置された2つのモニター用容量を含む。
 ある実施形態において、前記液晶装置は走査アンテナであって、前記走査アンテナは、複数のアンテナ単位を有し、前記複数のアンテナ単位のそれぞれが、前記複数の液晶容量の内の対応する1つを有する。
 本発明の他の実施形態による液晶装置の残留DC電圧値を求める方法は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有し、前記複数の液晶容量は前記液晶層を含む、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法であって、前記複数の液晶容量の内の互いに隣接する2以上の液晶容量の群について、前記群に属する2以上の液晶容量の全ての一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程とを包含する。
 上記のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法において、前記三角波電圧の周波数は、0.01Hz以上100Hz以下である。
 上記のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法において、前記三角波電圧の振幅の絶対値は1V以上10V以下である。
 本発明のある実施形態による液晶装置の駆動方法は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の駆動方法であって、前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(a)と、前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(b)と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(c)と、前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(d)とを包含する。
 ある実施形態において、前記液晶装置の駆動方法は、前記工程(a)から工程(d)を複数回繰り返し行い、2回目以降の工程(d)は、前回の残留DC電圧値と今回の残留DC電圧値との差を求める工程(ds1)と、前記差を相殺するように前記共通電圧をシフトさせる工程(ds2)とを包含する。
 ある実施形態において、前記液晶装置の駆動方法は、前記工程(a)を行っていない期間であって、前記複数の液晶容量のいずれかに電圧が印加されている間に、前記少なくとも1つのモニター用容量に前記複数の液晶容量に印加されている電圧の平均値または最大値の電圧を印加する工程をさらに包含する。
 本発明のある実施形態の液晶装置は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置であって、前記液晶装置は、前記複数の液晶容量に所定の電圧を供給する駆動回路とrDC電圧測定回路とをさらに備え、前記駆動回路および前記rDC電圧測定回路は、前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(a)と、前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(b)と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(c)と、前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(d)とを実行するように構成されている。
 本発明の実施形態による液晶装置の製造方法は、第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の製造方法であって、前記液晶装置の残留DC電圧値を安定化させる工程を包含し、前記安定化工程は、前記少なくとも1つのモニター用容量および前記アクティブ領域の前記複数の液晶容量のそれぞれが有する一対の電極の内の一方の電極に極性が反転するAC電圧を与えつつ、他方の電極にDC電圧を与える工程(A)と、前記工程(A)の後に、前記少なくとも1つのモニター用容量の前記一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、前記他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(B)と、前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(C)と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(D)と、前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(E)とを複数回繰り返し行い、2回目以降の工程(E)は、前回の残留DC電圧値と今回の残留DC電圧値との差を求める工程(Es1)と、前記差が所定値以下か否かの正否を判定する工程(Es2)とを包含し、工程(Es2)の判定結果が正になるまで、前記工程(A)から(E)を繰り返す。
 本発明のある実施形態によると、TFTを介して接続された液晶容量を有する液晶装置、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法、液晶装置の駆動方法、および液晶装置の製造方法が提供される。本発明のある実施形態によると、従来のLCDの製造技術を利用して量産することが可能な走査アンテナおよびその製造方法が提供される。
第1の実施形態の走査アンテナ1000の一部を模式的に示す断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、走査アンテナ1000におけるTFT基板101およびスロット基板201を示す模式的な平面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、TFT基板101のアンテナ単位領域Uを模式的に示す断面図および平面図である。 (a)~(c)は、それぞれ、TFT基板101のゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを模式的に示す断面図である。 TFT基板101の製造工程の一例を示す図である。 スロット基板201におけるアンテナ単位領域Uおよび端子部ITを模式的に示す断面図である。 TFT基板101およびスロット基板201におけるトランスファー部を説明するための模式的な断面図である。 (a)~(c)は、それぞれ、第2の実施形態におけるTFT基板102のゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを示す断面図である。 TFT基板102の製造工程の一例を示す図である。 (a)~(c)は、それぞれ、第3の実施形態におけるTFT基板103のゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを示す断面図である。 TFT基板103の製造工程の一例を示す図である。 TFT基板103およびスロット基板203におけるトランスファー部を説明するための模式的な断面図である。 (a)は、ヒーター用抵抗膜68を有するTFT基板104の模式的な平面図であり、(b)はスロット57およびパッチ電極15のサイズを説明するための模式的な平面図である。 (a)および(b)は、抵抗加熱構造80aおよび80bの模式的な構造と電流の分布を示す図である。 (a)~(c)は、抵抗加熱構造80c~80eの模式的な構造と電流の分布を示す図である。 (a)は、ヒーター用抵抗膜68を有する液晶パネル100Paの模式的な断面図であり、(b)は、ヒーター用抵抗膜68を有する液晶パネル100Pbの模式的な断面図である。 本発明の実施形態による走査アンテナの1つのアンテナ単位の等価回路を示す図である。 (a)~(c)、(e)~(g)は、実施形態の走査アンテナの駆動に用いられる各信号の波形の例を示す図であり、(d)は、ドット反転駆動を行っているLCDパネルの表示信号の波形を示す図である。 (a)~(e)は、実施形態の走査アンテナの駆動に用いられる各信号の波形の他の例を示す図である。 (a)~(e)は、実施形態の走査アンテナの駆動に用いられる各信号の波形のさらに他の例を示す図である。 rDC電圧値の増大とアンテナ特性との関係を説明するためのグラフであり、横軸に液晶容量に印加する電圧を、縦軸にアンテナ特性としての共振周波数をとった概念的なグラフである。 V-I曲線を生成するために液晶容量に印加される三角波電圧の波形を示す図である。 (a)は、ECBモードの液晶容量のV-I曲線の例を示す図であり、(b)および(c)は、(a)のV-I曲線の正の極大値付近および負の極小値付近をそれぞれ拡大して示す図である。 (a)は、FFSモードのモニター用容量のV-I曲線の例を示す図であり、(b)および(c)は、(a)のV-I曲線の正の極小値付近および負の極大値付近をそれぞれ拡大して示す図である。 本発明の実施形態による走査アンテナ1000Aを示す模式的な平面図である。 走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2を示す模式的な平面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、図26中のA-A’線およびB-B’線に沿った走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2を示す模式的な断面図である。 (a)および(b)は、走査アンテナ1000Aが有するTFT基板100Aの模式的な平面図であり、(c)は、走査アンテナ1000Aが有するスロット基板200Aの模式的な平面図である。 rDC電圧値を求めるシステムの全体を示す模式図である。 rDC電圧測定装置500を用いて、ストレス印加後のrDC電圧値の増大に応じてスロット電圧を設定するフローの例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による他の走査アンテナ1000Bを示す模式的な平面図である。 走査アンテナ1000Bの駆動方法を説明するためのフローチャートである。 走査アンテナに用いられる液晶パネルLCP1およびLCP2のrDC電圧値のストレス印加時間依存性を模式的に示すグラフである。 残留DC電圧を安定化する工程のフローの例を示すフローチャートである。 (a)は、従来のLCD900の構造を示す模式図であり、(b)はLCDパネル900aの模式的な断面図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施形態による走査アンテナおよびその製造方法を説明する。以下の説明においては、まず、公知のTFT型LCD(以下、「TFT-LCD」という。)の構造および製造方法を説明する。ただし、LCDの技術分野で周知の事項については説明を省略することがある。TFT-LCDの基本的な技術については、例えば、Liquid Crystals, Applications and Uses, Vol. 1-3(Editor: Birenda Bahadur, Publisher: World Scientific Pub Co Inc)などを参照されたい。参考のために、上記の文献の開示内容の全てを本明細書に援用する。
 図35(a)および(b)を参照して、典型的な透過型のTFT-LCD(以下、単に「LCD」という。)900の構造および動作を説明する。ここでは、液晶層の厚さ方向に電圧を印加する縦電界モード(例えば、TNモードや垂直配向モード)のLCD900を例示する。LCDの液晶容量に印加される電圧のフレーム周波数(典型的には極性反転周波数の2倍)は例えば4倍速駆動でも240Hzであり、LCDの液晶容量の誘電体層としての液晶層の誘電率εは、マイクロ波(例えば、衛星放送やKuバンド(12~18GHz)、Kバンド(18~26GHz)、Kaバンド(26~40GHz))に対する誘電率M(εM)と異なる。
 図35(a)に模式的に示すように、透過型のLCD900は、液晶表示パネル900aと、制御回路CNTLと、バックライト(不図示)と、電源回路(不図示)などを備えている。液晶表示パネル900aは、液晶表示セルLCCと、ゲートドライバGDおよびソースドライバSDを含む駆動回路とを含む。駆動回路は、例えば、液晶表示セルLCCのTFT基板910に実装されてもよいし、駆動回路の一部または全部は、TFT基板910に一体化(モノリシック化)されてもよい。
 図35(b)に、LCD900が有する液晶表示パネル(以下、「LCDパネル」という。)900aの模式的に断面図を示す。LCDパネル900aは、TFT基板910と、対向基板920と、これらの間に設けられた液晶層930とを有している。TFT基板910および対向基板920は、いずれもガラス基板などの透明基板911、921を有している。透明基板911、921としては、ガラス基板の他、プラスチック基板が用いられることもある。プラスチック基板は、例えば、透明な樹脂(例えばポリエステル)とガラス繊維(例えば不織布)で形成される。
 LCDパネル900aの表示領域DRは、マトリクス状に配列された画素Pによって構成されている。表示領域DRの周辺には表示に寄与しない額縁領域FRが形成されている。液晶材料は表示領域DRを包囲するように形成されたシール部(不図示)によって表示領域DR内に封止されている。シール部は、例えば、紫外線硬化性樹脂とスペーサ(例えば樹脂ビーズまたはシリカビーズ)とを含むシール材を硬化させることによって形成され、TFT基板910と対向基板920とを互いに接着、固定する。シール材中のスペーサは、TFT基板910と対向基板920との間隙、すなわち液晶層930の厚さを一定に制御する。液晶層930の厚さの面内ばらつきを抑制するために、表示領域DR内の遮光される部分(例えば配線上)に、柱状スペーサが紫外線硬化性樹脂を用いて形成される。近年、液晶テレビやスマートフォン用のLCDパネルに見られるように、表示に寄与しない額縁領域FRの幅は非常に狭くなっている。
 TFT基板910では、透明基板911上に、TFT912、ゲートバスライン(走査線)GL、ソースバスライン(表示信号線)SL、画素電極914、補助容量電極(不図示)、CSバスライン(補助容量線)(不図示)が形成されている。CSバスラインはゲートバスラインと平行に設けられる。あるいは、次段のゲートバスラインをCSバスラインとして用いることもある(CSオンゲート構造)。
 画素電極914は、液晶の配向を制御する配向膜(例えばポリイミド膜)に覆われている。配向膜は、液晶層930と接するように設けられる。TFT基板910はバックライト側(観察者とは反対側)に配置されることが多い。
 対向基板920は、液晶層930の観察者側に配置されることが多い。対向基板920は、透明基板921上に、カラーフィルタ層(不図示)と、対向電極924と、配向膜(不図示)とを有している。対向電極924は、表示領域DRを構成する複数の画素Pに共通に設けられるので、共通電極とも呼ばれる。カラーフィルタ層は、画素P毎に設けられるカラーフィルタ(例えば、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ)と、表示に不要な光を遮光するためのブラックマトリクス(遮光層)とを含む。ブラックマトリクスは、例えば、表示領域DR内の画素Pの間、および額縁領域FRを遮光するように配置される。
 TFT基板910の画素電極914と、対向基板920の対向電極924と、これらの間の液晶層930が、液晶容量Clcを構成する。個々の液晶容量が画素に対応する。液晶容量Clcに印加された電圧を保持するために(いわゆる電圧保持率を高くするために)、液晶容量Clcと電気的に並列に接続された補助容量CSが形成されている。補助容量CSは、典型的には、画素電極914と同電位とされる電極と、無機絶縁層(例えばゲート絶縁層(SiO2層))と、CSバスラインに接続された補助容量電極とで構成される。CSバスラインからは、典型的には、対向電極924と同じ共通電圧が供給される。
 液晶容量Clcに印加された電圧(実効電圧)が低下する要因としては、(1)液晶容量Clcの容量値CClcと、抵抗値Rとの積であるCR時定数に基づくもの、(2)液晶材料中に含まれるイオン性不純物に起因する界面分極、および/または、液晶分子の配向分極などがある。これらのうち、液晶容量ClcのCR時定数による寄与が大きく、液晶容量Clcに電気的に並列に接続された補助容量CSを設けることによって、CR時定数を大きくすることができる。なお、液晶容量Clcの誘電体層である液晶層930の体積抵抗率は、汎用されているネマチック液晶材料の場合、1012Ω・cmのオーダを超えている。
 画素電極914に供給される表示信号は、ゲートバスラインGLにゲートドライバGDから供給される走査信号によって選択されたTFT912がオン状態となったときに、そのTFT912に接続されているソースバスラインSLに供給されている表示信号である。したがって、あるゲートバスラインGLに接続されているTFT912が同時にオン状態となり、その時に、その行の画素PのそれぞれのTFT912に接続されているソースバスラインSLから対応する表示信号が供給される。この動作を、1行目(例えば表示面の最上行)からm行目(例えば表示面の最下行)まで順次に行うことによって、m行の画素行で構成された表示領域DRに1枚の画像(フレーム)が書き込まれ、表示される。画素Pがm行n列にマトリクス状に配列されているとすると、ソースバスラインSLは各画素列に対応して少なくとも1本、合計で少なくともn本設けられる。
 このような走査は線順次走査と呼ばれ、1つの画素行が選択されて、次の行が選択されるまでの時間は水平走査期間(1H)と呼ばれ、ある行が選択され、再びその行が選択されるまでの時間は垂直走査期間(1V)またはフレームと呼ばれる。なお、一般に、1V(または1フレーム)は、m本の画素行を全て選択する期間m・Hに、ブランキング期間を加えたものとなる。
 例えば、入力映像信号がNTSC信号の場合、従来のLCDパネルの1V(=1フレーム)は、1/60sec(16.7msec)であった。NTSC信号はインターレース信号であり、フレーム周波数は30Hzで、フィールド周波数は60Hzであるが、LCDパネルにおいては各フィールドで全ての画素に表示信号を供給する必要があるので、1V=(1/60)secで駆動する(60Hz駆動)。なお、近年では、動画表示特性を改善するために、2倍速駆動(120Hz駆動、1V=(1/120)sec)で駆動されるLCDパネルや、3D表示のために4倍速(240Hz駆動、1V=(1/240)sec)で駆動されるLCDパネルもある。
 液晶層930に直流電圧が印加されると実効電圧が低下し、画素Pの輝度が低下する。この実効電圧の低下には、上記の界面分極および/または配向分極の寄与があるので、補助容量CSを設けても完全に防止することは難しい。例えば、ある中間階調に対応する表示信号を全ての画素にフレーム毎に書き込むと、フレーム毎に輝度が変動し、フリッカーとして観察される。また、液晶層930に長時間にわたって直流電圧が印加されると液晶材料の電気分解が起こることがある。また、不純物イオンが片側の電極に偏析し、液晶層に実効的な電圧が印加されなくなり、液晶分子が動かなくなることもある。これらを防止するために、LCDパネル900aはいわゆる、交流駆動される。典型的には、表示信号の極性を1フレーム毎(1垂直走査期間毎)に反転する、フレーム反転駆動が行われる。例えば、従来のLCDパネルでは、1/60sec毎に極性反転が行われている(極性反転の周期は30Hz)。
 また、1フレーム内においても印加される電圧の極性の異なる画素を均一に分布させるために、ドット反転駆動またはライン反転駆動などが行われている。これは、正極性と負極性とで、液晶層に印加される実効電圧の大きさを完全に一致させることが難しいからである。例えば、液晶材料の体積抵抗率が1012Ω・cmのオーダ超であれば、1/60sec毎に、ドット反転またはライン反転駆動を行えば、フリッカーはほとんど視認されない。
 LCDパネル900aにおける走査信号および表示信号は、制御回路CNTLからゲートドライバGDおよびソースドライバSDに供給される信号に基づいて、ゲートドライバGDおよびソースドライバSDからゲートバスラインGLおよびソースバスラインSLにそれぞれ供給される。例えば、ゲートドライバGDおよびソースドライバSDは、それぞれ、TFT基板910に設けられた対応する端子に接続されている。ゲートドライバGDおよびソースドライバSDは、例えば、ドライバICとしてTFT基板910の額縁領域FRに実装されることもあるし、TFT基板910の額縁領域FRにモノリシックに形成されることもある。
 対向基板920の対向電極924は、トランスファー(転移)と呼ばれる導電部(不図示)を介して、TFT基板910の端子(不図示)に電気的に接続される。トランスファーは、例えば、シール部と重なるように、あるいは、シール部の一部に導電性を付与することによって形成される。額縁領域FRを狭くするためである。対向電極924には、制御回路CNTLから、直接または間接的に共通電圧が供給される。典型的には、共通電圧は、上述したように、CSバスラインにも供給される。
 [走査アンテナの基本構造]
 液晶材料の大きな誘電率M(εM)の異方性(複屈折率)を利用したアンテナ単位を用いた走査アンテナは、LCDパネルの画素に対応付けられるアンテナ単位の各液晶層に印加する電圧を制御し、各アンテナ単位の液晶層の実効的な誘電率M(εM)を変化させることによって、静電容量の異なるアンテナ単位で2次元的なパターンを形成する(LCDによる画像の表示に対応する。)。アンテナから出射される、または、アンテナによって受信される電磁波(例えば、マイクロ波)には、各アンテナ単位の静電容量に応じた位相差が与えられ、静電容量の異なるアンテナ単位によって形成された2次元的なパターンに応じて、特定の方向に強い指向性を有することになる(ビーム走査)。例えば、アンテナから出射される電磁波は、入力電磁波が各アンテナ単位に入射し、各アンテナ単位で散乱された結果得られる球面波を、各アンテナ単位によって与えられる位相差を考慮して積分することによって得られる。各アンテナ単位が、「フェイズシフター:phase shifter」として機能していると考えることもできる。液晶材料を用いた走査アンテナの基本的な構造および動作原理については、特許文献1~4および非特許文献1、2を参照されたい。非特許文献2は、らせん状のスロットが配列された走査アンテナの基本的な構造を開示している。参考のために、特許文献1~4および非特許文献1、2の開示内容の全てを本明細書に援用する。
 なお、本発明の実施形態による走査アンテナにおけるアンテナ単位はLCDパネルの画素に類似してはいるものの、LCDパネルの画素の構造とは異なっているし、複数のアンテナ単位の配列もLCDパネルにおける画素の配列とは異なっている。後に詳細に説明する第1の実施形態の走査アンテナ1000を示す図1を参照して、本発明の実施形態による走査アンテナの基本構造を説明する。走査アンテナ1000は、スロットが同心円状に配列されたラジアルインラインスロットアンテナであるが、本発明の実施形態による走査アンテナはこれに限られず、例えば、スロットの配列は、公知の種々の配列であってよい。特に、スロットおよび/またはアンテナ単位の配列について、特許文献5の全ての開示内容を参考のために本明細書に援用する。
 図1は、本実施形態の走査アンテナ1000の一部を模式的に示す断面図であり、同心円状に配列されたスロットの中心近傍に設けられた給電ピン72(図2(b)参照)から半径方向に沿った断面の一部を模式的に示す。
 走査アンテナ1000は、TFT基板101と、スロット基板201と、これらの間に配置された液晶層LCと、スロット基板201と、空気層54を介して対向するように配置された反射導電板65とを備えている。走査アンテナ1000は、TFT基板101側からマイクロ波を送受信する。
 TFT基板101は、ガラス基板などの誘電体基板1と、誘電体基板1上に形成された複数のパッチ電極15と、複数のTFT10とを有している。各パッチ電極15は、対応するTFT10に接続されている。各TFT10は、ゲートバスラインとソースバスラインとに接続されている。
 スロット基板201は、ガラス基板などの誘電体基板51と、誘電体基板51の液晶層LC側に形成されたスロット電極55とを有している。スロット電極55は複数のスロット57を有している。
 スロット基板201と、空気層54を介して対向するように反射導電板65が配置されている。空気層54に代えて、マイクロ波に対する誘電率Mが小さい誘電体(例えば、PTFEなどのフッ素樹脂)で形成された層を用いることができる。スロット電極55と反射導電板65と、これらの間の誘電体基板51および空気層54とが導波路301として機能する。
 パッチ電極15と、スロット57を含むスロット電極55の部分と、これらの間の液晶層LCとがアンテナ単位Uを構成する。各アンテナ単位Uにおいて、1つのパッチ電極15が1つのスロット57を含むスロット電極55の部分と液晶層LCを介して対向しており、液晶容量を構成している。パッチ電極15とスロット電極55とが液晶層LCを介して対向する構造は、図35に示したLCDパネル900aの画素電極914と対向電極924とが液晶層930を介して対向する構造と似ている。すなわち、走査アンテナ1000のアンテナ単位Uと、LCDパネル900aにおける画素Pとは似た構成を有している。また、アンテナ単位は、液晶容量と電気的に並列に接続された補助容量(図13(a)、図17参照)を有している点でもLCDパネル900aにおける画素Pと似た構成を有している。しかしながら、走査アンテナ1000は、LCDパネル900aと多くの相違点を有している。
 まず、走査アンテナ1000の誘電体基板1、51に求められる性能は、LCDパネルの基板に求められる性能と異なる。
 一般にLCDパネルには、可視光に透明な基板が用いられ、例えば、ガラス基板またはプラスチック基板が用いられる。反射型のLCDパネルにおいては、背面側の基板には透明性が必要ないので、半導体基板が用いられることもある。これに対し、アンテナ用の誘電体基板1、51としては、マイクロ波に対する誘電損失(マイクロ波に対する誘電正接をtanδMと表すことにする。)が小さいことが好ましい。誘電体基板1、51のtanδMは、概ね0.03以下であることが好ましく、0.01以下がさらに好ましい。具体的には、ガラス基板またはプラスチック基板を用いることができる。ガラス基板はプラスチック基板よりも寸法安定性、耐熱性に優れ、TFT、配線、電極等の回路要素をLCD技術を用いて形成するのに適している。例えば、導波路を形成する材料が空気とガラスである場合、ガラスの方が上記誘電損失が大きいため、ガラスがより薄い方が導波ロスを減らすことができるとの観点から、好ましくは400μm以下であり、300μm以下がさらに好ましい。下限は特になく、製造プロセスにおいて、割れることなくハンドリングできればよい。
 電極に用いられる導電材料も異なる。LCDパネルの画素電極や対向電極には透明導電膜としてITO膜が用いられることが多い。しかしながら、ITOはマイクロ波に対するtanδMが大きく、アンテナにおける導電層として用いることができない。スロット電極55は、反射導電板65とともに導波路301の壁として機能する。したがって、導波路301の壁におけるマイクロ波の透過を抑制するためには、導波路301の壁の厚さ、すなわち、金属層(Cu層またはAl層)の厚さは大きいことが好ましい。金属層の厚さが表皮深さの3倍であれば、電磁波は1/20(-26dB)に減衰され、5倍であれば1/150(-43dB)程度に減衰されることが知られている。したがって、金属層の厚さが表皮深さの5倍であれば、電磁波の透過率を1%に低減することができる。例えば、10GHzのマイクロ波に対しては、厚さが3.3μm以上のCu層、および厚さが4.0μm以上のAl層を用いると、マイクロ波を1/150まで低減することができる。また、30GHzのマイクロ波に対しては、厚さが1.9μm以上のCu層、および厚さが2.3μm以上のAl層を用いると、マイクロ波を1/150まで低減することができる。このように、スロット電極55は、比較的厚いCu層またはAl層で形成することが好ましい。Cu層またはAl層の厚さに上限は特になく、成膜時間やコストを考慮して、適宜設定され得る。Cu層を用いると、Al層を用いるよりも薄くできるという利点が得られる。比較的厚いCu層またはAl層の形成は、LCDの製造プロセスで用いられる薄膜堆積法だけでなく、Cu箔またはAl箔を基板に貼り付ける等、他の方法を採用することもできる。金属層の厚さは、例えば、2μm以上30μm以下である。薄膜堆積法を用いて形成する場合、金属層の厚さは5μm以下であることが好ましい。なお、反射導電板65は、例えば、厚さが数mmのアルミニウム板、銅板などを用いることができる。
 パッチ電極15は、スロット電極55のように導波路301を構成する訳ではないので、スロット電極55よりも厚さが小さいCu層またはAl層を用いることができる。ただし、スロット電極55のスロット57付近の自由電子の振動がパッチ電極15内の自由電子の振動を誘起する際に熱に変わるロスを避けるために、抵抗が低い方が好ましい。量産性の観点からはCu層よりもAl層を用いることが好ましく、Al層の厚さは例えば0.3μm以上2μm以下が好ましい。
 また、アンテナ単位Uの配列ピッチは、画素ピッチと大きく異なる。例えば、12GHz(Ku band)のマイクロ波用のアンテナを考えると、波長λは、例えば25mmである。そうすると、特許文献4に記載されているように、アンテナ単位Uのピッチはλ/4以下および/またはλ/5以下であるので、6.25mm以下および/または5mm以下ということになる。これはLCDパネルの画素のピッチと比べて10倍以上大きい。したがって、アンテナ単位Uの長さおよび幅もLCDパネルの画素長さおよび幅よりも約10倍大きいことになる。
 もちろん、アンテナ単位Uの配列はLCDパネルにおける画素の配列と異なり得る。ここでは、同心円状に配列した例(例えば、特開2002-217640号公報参照)を示すが、これに限られず、例えば、非特許文献2に記載されているように、らせん状に配列されてもよい。さらに、特許文献4に記載されているようにマトリクス状に配列してもよい。
 走査アンテナ1000の液晶層LCの液晶材料に求められる特性は、LCDパネルの液晶材料に求められる特性と異なる。LCDパネルは画素の液晶層の屈折率変化によって、可視光(波長380nm~830nm)の偏光に位相差を与えることによって、偏光状態を変化させる(例えば、直線偏光の偏光軸方向を回転させる、または、円偏光の円偏光度を変化させる)ことによって、表示を行う。これに対して実施形態による走査アンテナ1000は、アンテナ単位Uが有する液晶容量の静電容量値を変化させることによって、各パッチ電極から励振(再輻射)されるマイクロ波の位相を変化させる。したがって、液晶層は、マイクロ波に対する誘電率M(εM)の異方性(ΔεM)が大きいことが好ましく、tanδMは小さいことが好ましい。例えば、M. Wittek et al., SID 2015 DIGESTpp.824-826に記載のΔεMが4以上で、tanδMが0.02以下(いずれも19Gzの値)を好適に用いることができる。この他、九鬼、高分子55巻8月号pp.599-602(2006)に記載のΔεMが0.4以上、tanδMが0.04以下の液晶材料を用いることができる。
 一般に液晶材料の誘電率は周波数分散を有するが、マイクロ波に対する誘電異方性ΔεMは、可視光に対する屈折率異方性Δnと正の相関がある。したがって、マイクロ波に対するアンテナ単位用の液晶材料は、可視光に対する屈折率異方性Δnが大きい材料が好ましいと言える。LCD用の液晶材料の屈折率異方性Δnは550nmの光に対する屈折率異方性で評価される。ここでも550nmの光に対するΔn(複屈折率)を指標に用いると、Δnが0.3以上、好ましくは0.4以上のネマチック液晶が、マイクロ波に対するアンテナ単位用に用いられる。Δnに特に上限はない。ただし、Δnが大きい液晶材料は極性が強い傾向にあるので、信頼性を低下させる恐れがある。信頼性の観点からは、Δnは0.4以下であることが好ましい。液晶層の厚さは、例えば、1μm~500μmである。
 以下、本発明の実施形態による走査アンテナの構造および製造方法をより詳細に説明する。
 (第1の実施形態)
 まず、図1および図2を参照する。図1は詳述した様に走査アンテナ1000の中心付近の模式的な部分断面図であり、図2(a)および(b)は、それぞれ、走査アンテナ1000におけるTFT基板101およびスロット基板201を示す模式的な平面図である。
 走査アンテナ1000は2次元に配列された複数のアンテナ単位Uを有しており、ここで例示する走査アンテナ1000では、複数のアンテナ単位が同心円状に配列されている。以下の説明においては、アンテナ単位Uに対応するTFT基板101の領域およびスロット基板201の領域を「アンテナ単位領域」と呼び、アンテナ単位と同じ参照符号Uを付すことにする。また、図2(a)および(b)に示す様に、TFT基板101およびスロット基板201において、2次元的に配列された複数のアンテナ単位領域によって画定される領域を「送受信領域R1」と呼び、送受信領域R1以外の領域を「非送受信領域R2」と呼ぶ。非送受信領域R2には、端子部、駆動回路などが設けられる。
 図2(a)は、走査アンテナ1000におけるTFT基板101を示す模式的な平面図である。
 図示する例では、TFT基板101の法線方向から見たとき、送受信領域R1はドーナツ状である。非送受信領域R2は、送受信領域R1の中心部に位置する第1非送受信領域R2aと、送受信領域R1の周縁部に位置する第2非送受信領域R2bとを含む。送受信領域R1の外径は、例えば200mm~1500mmで、通信量などに応じて設定される。
 TFT基板101の送受信領域R1には、誘電体基板1に支持された複数のゲートバスラインGLおよび複数のソースバスラインSLが設けられ、これらの配線によってアンテナ単位領域Uが規定されている。アンテナ単位領域Uは、送受信領域R1において、例えば同心円状に配列されている。アンテナ単位領域Uのそれぞれは、TFTと、TFTに電気的に接続されたパッチ電極とを含んでいる。TFTのソース電極はソースバスラインSLに、ゲート電極はゲートバスラインGLにそれぞれ電気的に接続されている。また、ドレイン電極は、パッチ電極と電気的に接続されている。
 非送受信領域R2(R2a、R2b)には、送受信領域R1を包囲するようにシール領域Rsが配置されている。シール領域Rsにはシール材(不図示)が付与されている。シール材は、TFT基板101およびスロット基板201を互いに接着させるとともに、これらの基板101、201の間に液晶を封入する。
 非送受信領域R2のうちシール領域Rsの外側には、ゲート端子部GT、ゲートドライバGD、ソース端子部STおよびソースドライバSDが設けられている。ゲートバスラインGLのそれぞれはゲート端子部GTを介してゲートドライバGDに接続されている。ソースバスラインSLのそれぞれはソース端子部STを介してソースドライバSDに接続されている。なお、この例では、ソースドライバSDおよびゲートドライバGDは誘電体基板1上に形成されているが、これらのドライバの一方または両方は他の誘電体基板上に設けられていてもよい。
 非送受信領域R2には、また、複数のトランスファー端子部PTが設けられている。トランスファー端子部PTは、スロット基板201のスロット電極55(図2(b))と電気的に接続される。本明細書では、トランスファー端子部PTとスロット電極55との接続部を「トランスファー部」と称する。図示するように、トランスファー端子部PT(トランスファー部)は、シール領域Rs内に配置されてもよい。この場合、シール材として導電性粒子を含有する樹脂を用いてもよい。これにより、TFT基板101とスロット基板201との間に液晶を封入させるとともに、トランスファー端子部PTとスロット基板201のスロット電極55との電気的な接続を確保できる。この例では、第1非送受信領域R2aおよび第2非送受信領域R2bの両方にトランスファー端子部PTが配置されているが、いずれか一方のみに配置されていてもよい。
 なお、トランスファー端子部PT(トランスファー部)は、シール領域Rs内に配置されていなくてもよい。例えば非送受信領域R2のうちシール領域Rsの外側に配置されていてもよい。
 図2(b)は、走査アンテナ1000におけるスロット基板201を例示する模式的な平面図であり、スロット基板201の液晶層LC側の表面を示している。
 スロット基板201では、誘電体基板51上に、送受信領域R1および非送受信領域R2に亘ってスロット電極55が形成されている。
 スロット基板201の送受信領域R1では、スロット電極55には複数のスロット57が配置されている。スロット57は、TFT基板101におけるアンテナ単位領域Uに対応して配置されている。図示する例では、複数のスロット57は、ラジアルインラインスロットアンテナを構成するように、互いに概ね直交する方向に延びる一対のスロット57が同心円状に配列されている。互いに概ね直交するスロットを有するので、走査アンテナ1000は、円偏波を送受信することができる。
 非送受信領域R2には、複数の、スロット電極55の端子部ITが設けられている。端子部ITは、TFT基板101のトランスファー端子部PT(図2(a))と電気的に接続される。この例では、端子部ITは、シール領域Rs内に配置されており、導電性粒子を含有するシール材によって対応するトランスファー端子部PTと電気的に接続される。
 また、第1非送受信領域R2aにおいて、スロット基板201の裏面側に給電ピン72が配置されている。給電ピン72によって、スロット電極55、反射導電板65および誘電体基板51で構成された導波路301にマイクロ波が挿入される。給電ピン72は給電装置70に接続されている。給電は、スロット57が配列された同心円の中心から行う。給電の方式は、直結給電方式および電磁結合方式のいずれであってもよく、公知の給電構造を採用することができる。
 図2(a)および(b)では、シール領域Rsは、送受信領域R1を含む比較的狭い領域を包囲するように設けた例を示したが、これに限られない。特に、送受信領域R1の外側に設けられるシール領域Rsは、送受信領域R1から一定以上の距離を持つように、例えば、誘電体基板1および/または誘電体基板51の辺の近傍に設けてもよい。もちろん、非送受信領域R2に設けられる、例えば端子部や駆動回路は、シール領域Rsの外側(すなわち、液晶層が存在しない側)に形成してもよい。送受信領域R1から一定以上の離れた位置にシール領域Rsを形成することによって、シール材(特に、硬化性樹脂)に含まれている不純物(特にイオン性不純物)の影響を受けてアンテナ特性が低下することを抑制することができる。
 以下、図面を参照して、走査アンテナ1000の各構成要素をより詳しく説明する。
 <TFT基板101の構造>
 ・アンテナ単位領域U
 図3(a)および(b)は、それぞれ、TFT基板101のアンテナ単位領域Uを模式的に示す断面図および平面図である。
 アンテナ単位領域Uのそれぞれは、誘電体基板(不図示)と、誘電体基板に支持されたTFT10と、TFT10を覆う第1絶縁層11と、第1絶縁層11上に形成され、TFT10に電気的に接続されたパッチ電極15と、パッチ電極15を覆う第2絶縁層17とを備える。TFT10は、例えば、ゲートバスラインGLおよびソースバスラインSLの交点近傍に配置されている。
 TFT10は、ゲート電極3、島状の半導体層5、ゲート電極3と半導体層5との間に配置されたゲート絶縁層4、ソース電極7Sおよびドレイン電極7Dを備える。TFT10の構造は特に限定しない。この例では、TFT10は、ボトムゲート構造を有するチャネルエッチ型のTFTである。
 ゲート電極3は、ゲートバスラインGLに電気的に接続されており、ゲートバスラインGLから走査信号を供給される。ソース電極7Sは、ソースバスラインSLに電気的に接続されており、ソースバスラインSLからデータ信号を供給される。ゲート電極3およびゲートバスラインGLは同じ導電膜(ゲート用導電膜)から形成されていてもよい。ソース電極7S、ドレイン電極7DおよびソースバスラインSLは同じ導電膜(ソース用導電膜)から形成されていてもよい。ゲート用導電膜およびソース用導電膜は、例えば金属膜である。本明細書では、ゲート用導電膜を用いて形成された層(レイヤー)を「ゲートメタル層」、ソース用導電膜を用いて形成された層を「ソースメタル層」と呼ぶことがある。
 半導体層5は、ゲート絶縁層4を介してゲート電極3と重なるように配置されている。図示する例では、半導体層5上に、ソースコンタクト層6Sおよびドレインコンタクト層6Dが形成されている。ソースコンタクト層6Sおよびドレインコンタクト層6Dは、それぞれ、半導体層5のうちチャネルが形成される領域(チャネル領域)の両側に配置されている。半導体層5は真性アモルファスシリコン(i-a-Si)層であり、ソースコンタクト層6Sおよびドレインコンタクト層6Dはn+型アモルファスシリコン(n+-a-Si)層であってもよい。
 ソース電極7Sは、ソースコンタクト層6Sに接するように設けられ、ソースコンタクト層6Sを介して半導体層5に接続されている。ドレイン電極7Dは、ドレインコンタクト層6Dに接するように設けられ、ドレインコンタクト層6Dを介して半導体層5に接続されている。
 第1絶縁層11は、TFT10のドレイン電極7Dに達するコンタクトホールCH1を有している。
 パッチ電極15は、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH1内に設けられており、コンタクトホールCH1内で、ドレイン電極7Dと接している。パッチ電極15は、金属層を含む。パッチ電極15は、金属層のみから形成された金属電極であってもよい。パッチ電極15の材料は、ソース電極7Sおよびドレイン電極7Dと同じであってもよい。ただし、パッチ電極15における金属層の厚さ(パッチ電極15が金属電極の場合にはパッチ電極15の厚さ)は、ソース電極7Sおよびドレイン電極7Dの厚さよりも大きくなるように設定される。パッチ電極15における金属層の厚さは、Al層で形成する場合、例えば0.3μm以上に設定される。
 ゲートバスラインGLと同じ導電膜を用いて、CSバスラインCLが設けられていてもよい。CSバスラインCLは、ゲート絶縁層4を介してドレイン電極(またはドレイン電極の延長部分)7Dと重なるように配置され、ゲート絶縁層4を誘電体層とする補助容量CSを構成してもよい。
 ゲートバスラインGLよりも誘電体基板側に、アライメントマーク(例えば金属層)21と、アライメントマーク21を覆う下地絶縁膜2とが形成されていてもよい。アライメントマーク21は、1枚のガラス基板から例えばm枚のTFT基板を作製する場合において、フォトマスク枚がn枚(n<m)であると、各露光工程を複数回に分けて行う必要が生じる。このようにフォトマスクの枚数(n枚)が1枚のガラス基板1から作製されるTFT基板101の枚数(m枚)よりも少ないとき、フォトマスクのアライメントに用いられる。アライメントマーク21は省略され得る。
 本実施形態では、ソースメタル層とは異なる層内にパッチ電極15を形成する。これにより、次のようなメリットが得られる。
 ソースメタル層は、通常金属膜を用いて形成されることから、ソースメタル層内にパッチ電極を形成することも考えられる。しかしながら、パッチ電極は、電子の振動を阻害しない程度に低抵抗であることが好ましく、例えば、厚さが0.3μm以上の比較的厚いAl層で形成される。アンテナ性能の観点からは、パッチ電極は厚い方が好ましい。しかしながら、TFTの構成にも依存するが、例えば1μmを超える厚さを有するパッチ電極をソースメタル層で形成すると、所望のパターニング精度が得られないという問題が生じることがある。例えば、ソース電極とドレイン電極との間隙(TFTのチャネル長に相当)を高い精度で制御できないという問題が生じることがある。これに対し、本実施形態では、ソースメタル層とは別個にパッチ電極15を形成するので、ソースメタル層の厚さとパッチ電極15の厚さとを独立して制御できる。したがって、ソースメタル層を形成する際の制御性を確保しつつ、所望の厚さのパッチ電極15を形成できる。
 本実施形態では、パッチ電極15の厚さを、ソースメタル層の厚さとは別個に、高い自由度で設定できる。なお、パッチ電極15のサイズは、ソースバスラインSL等ほど厳密に制御される必要がないので、パッチ電極15を厚くすることによって線幅シフト(設計値とのずれ)が大きくなっても構わない。なお、パッチ電極15の厚さとソースメタル層の厚さが等しい場合を排除するものではない。
 パッチ電極15は、主層としてCu層またはAl層を含んでもよい。走査アンテナの性能はパッチ電極15の電気抵抗と相関があり、主層の厚さは、所望の抵抗が得られるように設定される。電気抵抗の観点から、Cu層の方がAl層よりもパッチ電極15の厚さを小さくできる可能性がある。
 ・ゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PT
 図4(a)~(c)は、それぞれ、ゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを模式的に示す断面図である。
 ゲート端子部GTは、誘電体基板上に形成されたゲートバスラインGL、ゲートバスラインGLを覆う絶縁層、およびゲート端子用上部接続部19gを備えている。ゲート端子用上部接続部19gは、絶縁層に形成されたコンタクトホールCH2内で、ゲートバスラインGLと接している。この例では、ゲートバスラインGLを覆う絶縁層は、誘電体基板側からゲート絶縁層4、第1絶縁層11および第2絶縁層17を含む。ゲート端子用上部接続部19gは、例えば、第2絶縁層17上に設けられた透明導電膜から形成された透明電極である。
 ソース端子部STは、誘電体基板上(ここではゲート絶縁層4上)に形成されたソースバスラインSL、ソースバスラインSLを覆う絶縁層、およびソース端子用上部接続部19sを備えている。ソース端子用上部接続部19sは、絶縁層に形成されたコンタクトホールCH3内で、ソースバスラインSLと接している。この例では、ソースバスラインSLを覆う絶縁層は、第1絶縁層11および第2絶縁層17を含む。ソース端子用上部接続部19sは、例えば、第2絶縁層17上に設けられた透明導電膜から形成された透明電極である。
 トランスファー端子部PTは、第1絶縁層11上に形成されたパッチ接続部15pと、パッチ接続部15pを覆う第2絶縁層17と、トランスファー端子用上部接続部19pとを有している。トランスファー端子用上部接続部19pは、第2絶縁層17に形成されたコンタクトホールCH4内で、パッチ接続部15pと接している。パッチ接続部15pは、パッチ電極15と同じ導電膜から形成されている。トランスファー端子用上部接続部(上部透明電極ともいう。)19pは、例えば、第2絶縁層17上に設けられた透明導電膜から形成された透明電極である。本実施形態では、各端子部の上部接続部19g、19sおよび19pは、同じ透明導電膜から形成されている。
 本実施形態では、第2絶縁層17を形成した後のエッチング工程により、各端子部のコンタクトホールCH2、CH3、CH4を同時に形成することができるという利点がある。詳細な製造プロセスは後述する。
 <TFT基板101の製造方法>
 TFT基板101は、例えば以下の方法で製造され得る。図5は、TFT基板101の製造工程を例示する図である。
 まず、誘電体基板上に、金属膜(例えばTi膜)を形成し、これをパターニングすることにより、アライメントマーク21を形成する。誘電体基板としては、例えばガラス基板、耐熱性を有するプラスチック基板(樹脂基板)などを用いることができる。次いで、アライメントマーク21を覆うように、下地絶縁膜2を形成する。下地絶縁膜2として、例えばSiO2膜を用いる。
 続いて、下地絶縁膜2上に、ゲート電極3およびゲートバスラインGLを含むゲートメタル層を形成する。
 ゲート電極3は、ゲートバスラインGLと一体的に形成され得る。ここでは、誘電体基板上に、スパッタ法などによって、図示しないゲート用導電膜(厚さ:例えば50nm以上500nm以下)を形成する。次いで、ゲート用導電膜をパターニングすることにより、ゲート電極3およびゲートバスラインGLを得る。ゲート用導電膜の材料は特に限定しない。アルミニウム(Al)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の金属またはその合金、若しくはその金属窒化物を含む膜を適宜用いることができる。ここでは、ゲート用導電膜として、MoN(厚さ:例えば50nm)、Al(厚さ:例えば200nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜を形成する。
 次いで、ゲートメタル層を覆うようにゲート絶縁層4を形成する。ゲート絶縁層4は、CVD法等によって形成され得る。ゲート絶縁層4としては、酸化珪素(SiO2)層、窒化珪素(SiNx)層、酸化窒化珪素(SiOxNy;x>y)層、窒化酸化珪素(SiNxOy;x>y)層等を適宜用いることができる。ゲート絶縁層4は積層構造を有していてもよい。ここでは、ゲート絶縁層4として、SiNx層(厚さ:例えば410nm)を形成する。
 次いで、ゲート絶縁層4上に半導体層5およびコンタクト層を形成する。ここでは、真性アモルファスシリコン膜(厚さ:例えば125nm)およびn+型アモルファスシリコン膜(厚さ:例えば65nm)をこの順で形成し、パターニングすることにより、島状の半導体層5およびコンタクト層を得る。半導体層5に用いる半導体膜はアモルファスシリコン膜に限定されない。例えば、半導体層5として酸化物半導体層を形成してもよい。この場合には、半導体層5とソース・ドレイン電極との間にコンタクト層を設けなくてもよい。
 次いで、ゲート絶縁層4上およびコンタクト層上にソース用導電膜(厚さ:例えば50nm以上500nm以下)を形成し、これをパターニングすることによって、ソース電極7S、ドレイン電極7DおよびソースバスラインSLを含むソースメタル層を形成する。このとき、コンタクト層もエッチングされ、互いに分離されたソースコンタクト層6Sとドレインコンタクト層6Dとが形成される。
 ソース用導電膜の材料は特に限定しない。アルミニウム(Al)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)等の金属またはその合金、若しくはその金属窒化物を含む膜を適宜用いることができる。ここでは、ソース用導電膜として、MoN(厚さ:例えば30nm)、Al(厚さ:例えば200nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜を形成する。なお、代わりに、ソース用導電膜として、Ti(厚さ:例えば30nm)、MoN(厚さ:例えば30nm)、Al(厚さ:例えば200nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜を形成してもよい。
 ここでは、例えば、スパッタ法でソース用導電膜を形成し、ウェットエッチングによりソース用導電膜のパターニング(ソース・ドレイン分離)を行う。この後、例えばドライエッチングにより、コンタクト層のうち、半導体層5のチャネル領域となる領域上に位置する部分を除去してギャップ部を形成し、ソースコンタクト層6Sおよびドレインコンタクト層6Dとに分離する。このとき、ギャップ部において、半導体層5の表面近傍もエッチングされる(オーバーエッチング)。
 なお、例えばソース用導電膜としてTi膜およびAl膜をこの順で積層した積層膜を用いる場合には、例えばリン酸酢酸硝酸水溶液を用いて、ウェットエッチングでAl膜のパターニングを行った後、ドライエッチングでTi膜およびコンタクト層(n+型アモルファスシリコン層)6を同時にパターニングしてもよい。あるいは、ソース用導電膜およびコンタクト層を一括してエッチングすることも可能である。ただし、ソース用導電膜またはその下層とコンタクト層6とを同時にエッチングする場合には、基板全体における半導体層5のエッチング量(ギャップ部の掘れ量)の分布の制御が困難となる場合がある。これに対し、上述したように、ソース・ドレイン分離とギャップ部の形成と別個のエッチング工程で行うと、ギャップ部のエッチング量をより容易に制御できる。
 次に、TFT10を覆うように第1絶縁層11を形成する。この例では、第1絶縁層11は、半導体層5のチャネル領域と接するように配置される。また、公知のフォトリソグラフィにより、第1絶縁層11に、ドレイン電極7Dに達するコンタクトホールCH1を形成する。
 第1絶縁層11は、例えば、酸化珪素(SiO2)膜、窒化珪素(SiNx)膜、酸化窒化珪素(SiOxNy;x>y)膜、窒化酸化珪素(SiNxOy;x>y)膜等の無機絶縁層であってもよい。ここでは、第1絶縁層11として、例えばCVD法により、厚さが例えば330nmのSiNx層を形成する。
 次いで、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH1内にパッチ用導電膜を形成し、これをパターニングする。これにより、送受信領域R1にパッチ電極15を形成し、非送受信領域R2にパッチ接続部15pを形成する。パッチ電極15は、コンタクトホールCH1内でドレイン電極7Dと接する。なお、本明細書では、パッチ用導電膜から形成された、パッチ電極15、パッチ接続部15pを含む層を「パッチメタル層」と呼ぶことがある。
 パッチ用導電膜の材料として、ゲート用導電膜またはソース用導電膜と同様の材料が用いられ得る。ただし、パッチ用導電膜は、ゲート用導電膜およびソース用導電膜よりも厚くなるように設定される。これにより、パッチ電極のシート抵抗を低減させることで、パッチ電極内の自由電子の振動が熱に変わるロスを低減させることが可能になる。パッチ用導電膜の好適な厚さは、例えば、0.3μm以上である。これよりも薄いと、シート抵抗が0.10Ω/sq以上となり、ロスが大きくなるという問題が生じる可能性がある。パッチ用導電膜の厚さは、例えば3μm以下、より好ましくは2μm以下である。これよりも厚いとプロセス中の熱応力により基板の反りが生じる場合がある。反りが大きいと、量産プロセスにおいて、搬送トラブル、基板の欠け、または基板の割れなどの問題が発生することがある。
 ここでは、パッチ用導電膜として、MoN(厚さ:例えば50nm)、Al(厚さ:例えば1000nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜(MoN/Al/MoN)を形成する。なお、代わりに、Ti(厚さ:例えば50nm)、MoN(厚さ:例えば50nm)、Al(厚さ:例えば2000nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜(MoN/Al/MoN/Ti)を形成してもよい。あるいは、代わりに、Ti(厚さ:例えば50nm)、MoN(厚さ:例えば50nm)、Al(厚さ:例えば500nm)およびMoN(厚さ:例えば50nm)をこの順で積層した積層膜(MoN/Al/MoN/Ti)を形成してもよい。または、Ti膜、Cu膜およびTi膜をこの順で積層した積層膜(Ti/Cu/Ti)、あるいは、Ti膜およびCu膜をこの順で積層した積層膜(Cu/Ti)を用いてもよい。
 次いで、パッチ電極15および第1絶縁層11上に第2絶縁層(厚さ:例えば100nm以上300nm以下)17を形成する。第2絶縁層17としては、特に限定されず、例えば酸化珪素(SiO2)膜、窒化珪素(SiNx)膜、酸化窒化珪素(SiOxNy;x>y)膜、窒化酸化珪素(SiNxOy;x>y)膜等を適宜用いることができる。ここでは、第2絶縁層17として、例えば厚さ200nmのSiNx層を形成する。
 この後、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、無機絶縁膜(第2絶縁層17、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4)を一括してエッチングする。エッチングでは、パッチ電極15、ソースバスラインSLおよびゲートバスラインGLはエッチストップとして機能する。これにより、第2絶縁層17、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4に、ゲートバスラインGLに達するコンタクトホールCH2が形成され、第2絶縁層17および第1絶縁層11に、ソースバスラインSLに達するコンタクトホールCH3が形成される。また、第2絶縁層17に、パッチ接続部15pに達するコンタクトホールCH4が形成される。
 この例では、無機絶縁膜を一括してエッチングするため、得られたコンタクトホールCH2の側壁では、第2絶縁層17、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4の側面が整合し、コンタクトホールCH3の側壁では、第2絶縁層17および第1絶縁層11の側壁が整合する。なお、本明細書において、コンタクトホール内において、異なる2以上の層の「側面が整合する」とは、これらの層におけるコンタクトホール内に露出した側面が、垂直方向に面一である場合のみでなく、連続してテーパー形状などの傾斜面を構成する場合をも含む。このような構成は、例えば、同一のマスクを用いてこれらの層をエッチングする、あるいは、一方の層をマスクとして他方の層のエッチングを行うこと等によって得られる。
 次に、第2絶縁層17上、およびコンタクトホールCH2、CH3、CH4内に、例えばスパッタ法により透明導電膜(厚さ:50nm以上200nm以下)を形成する。透明導電膜として、例えばITO(インジウム・錫酸化物)膜、IZO膜、ZnO膜(酸化亜鉛膜)などを用いることができる。ここでは、透明導電膜として、厚さが例えば100nmのITO膜を用いる。
 次いで、透明導電膜をパターニングすることにより、ゲート端子用上部接続部19g、ソース端子用上部接続部19sおよびトランスファー端子用上部接続部19pを形成する。ゲート端子用上部接続部19g、ソース端子用上部接続部19sおよびトランスファー端子用上部接続部19pは、各端子部で露出した電極または配線を保護するために用いられる。このようにして、ゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTが得られる。
 <スロット基板201の構造>
 次いで、スロット基板201の構造をより具体的に説明する。
 図6は、スロット基板201におけるアンテナ単位領域Uおよび端子部ITを模式的に示す断面図である。
 スロット基板201は、表面および裏面を有する誘電体基板51と、誘電体基板51の表面に形成された第3絶縁層52と、第3絶縁層52上に形成されたスロット電極55と、スロット電極55を覆う第4絶縁層58とを備える。反射導電板65が誘電体基板51の裏面に誘電体層(空気層)54を介して対向するように配置されている。スロット電極55および反射導電板65は導波路301の壁として機能する。
 送受信領域R1において、スロット電極55には複数のスロット57が形成されている。スロット57はスロット電極55を貫通する開口である。この例では、各アンテナ単位領域Uに1個のスロット57が配置されている。
 第4絶縁層58は、スロット電極55上およびスロット57内に形成されている。第4絶縁層58の材料は、第3絶縁層52の材料と同じであってもよい。第4絶縁層58でスロット電極55を覆うことにより、スロット電極55と液晶層LCとが直接接触しないので、信頼性を高めることができる。スロット電極55がCu層で形成されていると、Cuが液晶層LCに溶出することがある。また、スロット電極55を薄膜堆積技術を用いてAl層で形成すると、Al層にボイドが含まれることがある。第4絶縁層58は、Al層のボイドに液晶材料が侵入するのを防止することができる。なお、Al層をアルミ箔を接着材により誘電体基板51に貼り付け、これをパターニングすることによってスロット電極55を作製すれば、ボイドの問題を回避できる。
 スロット電極55は、Cu層、Al層などの主層55Mを含む。スロット電極55は、主層55Mと、それを挟むように配置された上層55Uおよび下層55Lとを含む積層構造を有していてもよい。主層55Mの厚さは、材料に応じて表皮効果を考慮して設定され、例えば2μm以上30μm以下であってもよい。主層55Mの厚さは、典型的には上層55Uおよび下層55Lの厚さよりも大きい。
 図示する例では、主層55MはCu層、上層55Uおよび下層55LはTi層である。主層55Mと第3絶縁層52との間に下層55Lを配置することにより、スロット電極55と第3絶縁層52との密着性を向上できる。また、上層55Uを設けることにより、主層55M(例えばCu層)の腐食を抑制できる。
 反射導電板65は、導波路301の壁を構成するので、表皮深さの3倍以上、好ましくは5倍以上の厚さを有することが好ましい。反射導電板65は、例えば、削り出しによって作製された厚さが数mmのアルミニウム板、銅板などを用いることができる。
 非送受信領域R2には、端子部ITが設けられている。端子部ITは、スロット電極55と、スロット電極55を覆う第4絶縁層58と、上部接続部60とを備える。第4絶縁層58は、スロット電極55に達する開口を有している。上部接続部60は、開口内でスロット電極55に接している。本実施形態では、端子部ITは、シール領域Rs内に配置され、導電性粒子を含有するシール樹脂によって、TFT基板におけるトランスファー端子部と接続される(トランスファー部)。
 ・トランスファー部
 図7は、TFT基板101のトランスファー端子部PTと、スロット基板201の端子部ITとを接続するトランスファー部を説明するための模式的な断面図である。図7では、図1~図4と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。
 トランスファー部では、端子部ITの上部接続部60は、TFT基板101におけるトランスファー端子部PTのトランスファー端子用上部接続部19pと電気的に接続される。本実施形態では、上部接続部60とトランスファー端子用上部接続部19pとを、導電性ビーズ71を含む樹脂(シール樹脂)73(「シール部73」ということもある。)を介して接続する。
 上部接続部60、19pは、いずれも、ITO膜、IZO膜などの透明導電層であり、その表面に酸化膜が形成される場合がある。酸化膜が形成されると、透明導電層同士の電気的な接続が確保できず、コンタクト抵抗が高くなる可能性がある。これに対し、本実施形態では、導電性ビーズ(例えばAuビーズ)71を含む樹脂を介して、これらの透明導電層を接着させるので、表面酸化膜が形成されていても、導電性ビーズが表面酸化膜を突き破る(貫通する)ことにより、コンタクト抵抗の増大を抑えることが可能である。導電性ビーズ71は、表面酸化膜だけでなく、透明導電層である上部接続部60、19pをも貫通し、パッチ接続部15pおよびスロット電極55に直接接していてもよい。
 トランスファー部は、走査アンテナ1000の中心部および周縁部(すなわち、走査アンテナ1000の法線方向から見たとき、ドーナツ状の送受信領域R1の内側および外側)の両方に配置されていてもよいし、いずれか一方のみに配置されていてもよい。トランスファー部は、液晶を封入するシール領域Rs内に配置されていてもよいし、シール領域Rsの外側(液晶層と反対側)に配置されていてもよい。
 <スロット基板201の製造方法>
 スロット基板201は、例えば以下の方法で製造され得る。
 まず、誘電体基板上に第3絶縁層(厚さ:例えば200nm)52を形成する。誘電体基板としては、ガラス基板、樹脂基板などの、電磁波に対する透過率の高い(誘電率εMおよび誘電損失tanδMが小さい)基板を用いることができる。誘電体基板は電磁波の減衰を抑制するために薄い方が好ましい。例えば、ガラス基板の表面に後述するプロセスでスロット電極55などの構成要素を形成した後、ガラス基板を裏面側から薄板化してもよい。これにより、ガラス基板の厚さを例えば500μm以下に低減できる。
 誘電体基板として樹脂基板を用いる場合、TFT等の構成要素を直接、樹脂基板上に形成してもよいし、転写法を用いて樹脂基板上に形成してもよい。転写法によると、例えば、ガラス基板上に樹脂膜(例えばポリイミド膜)を形成し、樹脂膜上に後述するプロセスで構成要素を形成した後、構成要素が形成された樹脂膜とガラス基板とを分離させる。一般に、ガラスよりも樹脂の方が誘電率εMおよび誘電損失tanδMが小さい。樹脂基板の厚さは、例えば、3μm~300μmである。樹脂材料としては、ポリイミドの他、例えば、液晶高分子を用いることもできる。

 第3絶縁層52としては、特に限定しないが、例えば酸化珪素(SiO2)膜、窒化珪素(SiNx)膜、酸化窒化珪素(SiOxNy;x>y)膜、窒化酸化珪素(SiNxOy;x>y)膜等を適宜用いることができる。
 次いで、第3絶縁層52の上に金属膜を形成し、これをパターニングすることによって、複数のスロット57を有するスロット電極55を得る。金属膜としては、厚さが2μm~5μmのCu膜(またはAl膜)を用いてもよい。ここでは、Ti膜、Cu膜およびTi膜をこの順で積層した積層膜を用いる。なお、代わりに、Ti(厚さ:例えば50nm)およびCu(厚さ:例えば5000nm)をこの順で積層した積層膜を形成してもよい。
 この後、スロット電極55上およびスロット57内に第4絶縁層(厚さ:例えば100nmまたは200nm)58を形成する。第4絶縁層58の材料は、第3絶縁層の材料と同じであってもよい。この後、非送受信領域R2において、第4絶縁層58に、スロット電極55に達する開口部を形成する。
 次いで、第4絶縁層58上および第4絶縁層58の開口部内に透明導電膜を形成し、これをパターニングすることにより、開口部内でスロット電極55と接する上部接続部60を形成する。これにより、端子部ITを得る。
 <TFT10の材料および構造>
 本実施形態では、各画素に配置されるスイッチング素子として、半導体層5を活性層とするTFTが用いられる。半導体層5はアモルファスシリコン層に限定されず、ポリシリコン層、酸化物半導体層であってもよい。
 酸化物半導体層を用いる場合、酸化物半導体層に含まれる酸化物半導体は、アモルファス酸化物半導体であってもよいし、結晶質部分を有する結晶質酸化物半導体であってもよい。結晶質酸化物半導体としては、多結晶酸化物半導体、微結晶酸化物半導体、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質酸化物半導体などが挙げられる。
 酸化物半導体層は、2層以上の積層構造を有していてもよい。酸化物半導体層が積層構造を有する場合には、酸化物半導体層は、非晶質酸化物半導体層と結晶質酸化物半導体層とを含んでいてもよい。あるいは、結晶構造の異なる複数の結晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。また、複数の非晶質酸化物半導体層を含んでいてもよい。酸化物半導体層が上層と下層とを含む2層構造を有する場合、上層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップは、下層に含まれる酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きいことが好ましい。ただし、これらの層のエネルギーギャップの差が比較的小さい場合には、下層の酸化物半導体のエネルギーギャップが上層の酸化物半導体のエネルギーギャップよりも大きくてもよい。
 非晶質酸化物半導体および上記の各結晶質酸化物半導体の材料、構造、成膜方法、積層構造を有する酸化物半導体層の構成などは、例えば特開2014-007399号公報に記載されている。参考のために、特開2014-007399号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。
 酸化物半導体層は、例えば、In、GaおよびZnのうち少なくとも1種の金属元素を含んでもよい。本実施形態では、酸化物半導体層は、例えば、In-Ga-Zn-O系の半導体(例えば酸化インジウムガリウム亜鉛)を含む。ここで、In-Ga-Zn-O系の半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物であって、In、GaおよびZnの割合(組成比)は特に限定されず、例えばIn:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等を含む。このような酸化物半導体層は、In-Ga-Zn-O系の半導体を含む酸化物半導体膜から形成され得る。
 In-Ga-Zn-O系の半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質でもよい。結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体が好ましい。
 なお、結晶質In-Ga-Zn-O系の半導体の結晶構造は、例えば、上述した特開2014-007399号公報、特開2012-134475号公報、特開2014-209727号公報などに開示されている。参考のために、特開2012-134475号公報および特開2014-209727号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。In-Ga-Zn-O系半導体層を有するTFTは、高い移動度(a-SiTFTに比べ20倍超)および低いリーク電流(a-SiTFTに比べ100分の1未満)を有しているので、駆動TFT(例えば、非送受信領域に設けられる駆動回路に含まれるTFT)および各アンテナ単位領域に設けられるTFTとして好適に用いられる。
 酸化物半導体層は、In-Ga-Zn-O系半導体の代わりに、他の酸化物半導体を含んでいてもよい。例えばIn-Sn-Zn-O系半導体(例えばIn23-SnO2-ZnO;InSnZnO)を含んでもよい。In-Sn-Zn-O系半導体は、In(インジウム)、Sn(スズ)およびZn(亜鉛)の三元系酸化物である。あるいは、酸化物半導体層は、In-Al-Zn-O系半導体、In-Al-Sn-Zn-O系半導体、Zn-O系半導体、In-Zn-O系半導体、Zn-Ti-O系半導体、Cd-Ge-O系半導体、Cd-Pb-O系半導体、CdO(酸化カドミウム)、Mg-Zn-O系半導体、In-Ga-Sn-O系半導体、In-Ga-O系半導体、Zr-In-Zn-O系半導体、Hf-In-Zn-O系半導体、Al-Ga-Zn-O系半導体、Ga-Zn-O系半導体などを含んでいてもよい。
 図3に示す例では、TFT10は、ボトムゲート構造を有するチャネルエッチ型のTFTである。「チャネルエッチ型のTFT」では、チャネル領域上にエッチストップ層が形成されておらず、ソースおよびドレイン電極のチャネル側の端部下面は、半導体層の上面と接するように配置されている。チャネルエッチ型のTFTは、例えば半導体層上にソース・ドレイン電極用の導電膜を形成し、ソース・ドレイン分離を行うことによって形成される。ソース・ドレイン分離工程において、チャネル領域の表面部分がエッチングされる場合がある。
 なお、TFT10は、チャネル領域上にエッチストップ層が形成されたエッチストップ型TFTであってもよい。エッチストップ型TFTでは、ソースおよびドレイン電極のチャネル側の端部下面は、例えばエッチストップ層上に位置する。エッチストップ型のTFTは、例えば半導体層のうちチャネル領域となる部分を覆うエッチストップ層を形成した後、半導体層およびエッチストップ層上にソース・ドレイン電極用の導電膜を形成し、ソース・ドレイン分離を行うことによって形成される。
 また、TFT10は、ソースおよびドレイン電極が半導体層の上面と接するトップコンタクト構造を有するが、ソースおよびドレイン電極は半導体層の下面と接するように配置されていてもよい(ボトムコンタクト構造)。さらに、TFT10は、半導体層の誘電体基板側にゲート電極を有するボトムゲート構造であってもよいし、半導体層の上方にゲート電極を有するトップゲート構造であってもよい。
 (第2の実施形態)
 図面を参照しながら、第2の実施形態の走査アンテナを説明する。本実施形態の走査アンテナにおけるTFT基板は、各端子部の上部接続部となる透明導電層が、TFT基板における第1絶縁層と第2絶縁層との間に設けられている点で、図2に示すTFT基板101と異なる。
 図8(a)~(c)は、それぞれ、本実施形態におけるTFT基板102のゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを示す断面図である。図4と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。なお、アンテナ単位領域Uの断面構造は前述の実施形態(図3)と同様であるので図示および説明を省略する。
 本実施形態におけるゲート端子部GTは、誘電体基板上に形成されたゲートバスラインGL、ゲートバスラインGLを覆う絶縁層、およびゲート端子用上部接続部19gを備えている。ゲート端子用上部接続部19gは、絶縁層に形成されたコンタクトホールCH2内で、ゲートバスラインGLと接している。この例では、ゲートバスラインGLを覆う絶縁層は、ゲート絶縁層4および第1絶縁層11を含む。ゲート端子用上部接続部19gおよび第1絶縁層11上には第2絶縁層17が形成されている。第2絶縁層17は、ゲート端子用上部接続部19gの一部を露出する開口部18gを有している。この例では、第2絶縁層17の開口部18gは、コンタクトホールCH2全体を露出するように配置されていてもよい。
 ソース端子部STは、誘電体基板上(ここではゲート絶縁層4上)に形成されたソースバスラインSL、ソースバスラインSLを覆う絶縁層、およびソース端子用上部接続部19sを備えている。ソース端子用上部接続部19sは、絶縁層に形成されたコンタクトホールCH3内で、ソースバスラインSLと接している。この例では、ソースバスラインSLを覆う絶縁層は、第1絶縁層11のみを含む。第2絶縁層17は、ソース端子用上部接続部19sおよび第1絶縁層11上に延設されている。第2絶縁層17は、ソース端子用上部接続部19sの一部を露出する開口部18sを有している。第2絶縁層17の開口部18sは、コンタクトホールCH3全体を露出するように配置されていてもよい。
 トランスファー端子部PTは、ソースバスラインSLと同じ導電膜(ソース用導電膜)から形成されたソース接続配線7pと、ソース接続配線7p上に延設された第1絶縁層11と、第1絶縁層11上に形成されたトランスファー端子用上部接続部19pおよびパッチ接続部15pとを有している。
 第1絶縁層11には、ソース接続配線7pを露出するコンタクトホールCH5およびCH6が設けられている。トランスファー端子用上部接続部19pは、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH5内に配置され、コンタクトホールCH5内で、ソース接続配線7pと接している。パッチ接続部15pは、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH6内に配置され、コンタクトホールCH6内でソース接続配線7pと接している。トランスファー端子用上部接続部19pは、透明導電膜から形成された透明電極である。パッチ接続部15pは、パッチ電極15と同じ導電膜から形成されている。なお、各端子部の上部接続部19g、19sおよび19pは、同じ透明導電膜から形成されていてもよい。
 第2絶縁層17は、トランスファー端子用上部接続部19p、パッチ接続部15pおよび第1絶縁層11上に延設されている。第2絶縁層17は、トランスファー端子用上部接続部19pの一部を露出する開口部18pを有している。この例では、第2絶縁層17の開口部18pは、コンタクトホールCH5全体を露出するように配置されている。一方、パッチ接続部15pは、第2絶縁層17で覆われている。
 このように、本実施形態では、ソースメタル層に形成されたソース接続配線7pによって、トランスファー端子部PTのトランスファー端子用上部接続部19pと、パッチ接続部15pとを電気的に接続している。図示していないが、前述の実施形態と同様に、トランスファー端子用上部接続部19pは、スロット基板201におけるスロット電極と、導電性粒子を含有するシール樹脂によって接続される。
 前述した実施形態では、第2絶縁層17の形成後に、深さが異なるコンタクトホールCH1~CH4を一括して形成する。例えばゲート端子部GT上では、比較的厚い絶縁層(ゲート絶縁層4、第1絶縁層11および第2絶縁層17)をエッチングするのに対し、トランスファー端子部PTでは、第2絶縁層17のみをエッチングする。このため、浅いコンタクトホールの下地となる導電膜(例えばパッチ電極用導電膜)がエッチング時に大きなダメージを受ける可能性がある。
 これに対し、本実施形態では、第2絶縁層17を形成する前にコンタクトホールCH1~3、CH5、CH6を形成する。これらのコンタクトホールは第1絶縁層11のみ、または第1絶縁層11およびゲート絶縁層4の積層膜に形成されるので、前述の実施形態よりも、一括形成されるコンタクトホールの深さの差を低減できる。したがって、コンタクトホールの下地となる導電膜へのダメージを低減できる。特に、パッチ電極用導電膜にAl膜を用いる場合には、ITO膜とAl膜とを直接接触させると良好なコンタクトが得られないことから、Al膜の上層にMoN層などのキャップ層を形成することがある。このような場合に、エッチングの際のダメージを考慮してキャップ層の厚さを大きくする必要がないので有利である。
 <TFT基板102の製造方法>
 TFT基板102は、例えば次のような方法で製造される。図9は、TFT基板102の製造工程を例示する図である。なお、以下では、各層の材料、厚さ、形成方法などが、前述したTFT基板101と同様である場合には説明を省略する。
 まず、TFT基板102と同様の方法で、誘電体基板上に、アライメントマーク、下地絶縁層、ゲートメタル層、ゲート絶縁層、半導体層、コンタクト層およびソースメタル層を形成し、TFTを得る。ソースメタル層を形成する工程では、ソース用導電膜から、ソースおよびドレイン電極、ソースバスラインに加えて、ソース接続配線7pも形成する。
 次に、ソースメタル層を覆うように第1絶縁層11を形成する。この後、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4を一括してエッチングし、コンタクトホールCH1~3、CH5、CH6を形成する。エッチングでは、ソースバスラインSLおよびゲートバスラインGLはエッチストップとして機能する。これにより、送受信領域R1において、第1絶縁層11に、TFTのドレイン電極に達するコンタクトホールCH1が形成される。また、非送受信領域R2において、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4に、ゲートバスラインGLに達するコンタクトホールCH2、第1絶縁層11に、ソースバスラインSLに達するコンタクトホールCH3およびソース接続配線7pに達するコンタクトホールCH5、CH6が形成される。コンタクトホールCH5をシール領域Rsに配置し、コンタクトホールCH6をシール領域Rsの外側に配置してもよい。あるいは、両方ともシール領域Rsの外部に配置してもよい。
 次いで、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH1~3、CH5、CH6に透明導電膜を形成し、これをパターニングする。これにより、コンタクトホールCH2内でゲートバスラインGLと接するゲート端子用上部接続部19g、コンタクトホールCH3内でソースバスラインSLと接するソース端子用上部接続部19s、およびコンタクトホールCH5内でソース接続配線7pと接するトランスファー端子用上部接続部19pを形成する。
 次に、第1絶縁層11上、ゲート端子用上部接続部19g、ソース端子用上部接続部19s、トランスファー端子用上部接続部19p上、およびコンタクトホールCH1、CH6内に、パッチ電極用導電膜を形成し、パターニングを行う。これにより、送受信領域R1に、コンタクトホールCH1内でドレイン電極7Dと接するパッチ電極15、非送受信領域R2に、コンタクトホールCH6内でソース接続配線7pと接するパッチ接続部15pを形成する。パッチ電極用導電膜のパターニングは、ウェットエッチングによって行ってもよい。ここでは、透明導電膜(ITOなど)とパッチ電極用導電膜(例えばAl膜)とのエッチング選択比を大きくできるエッチャントを用いる。これにより、パッチ電極用導電膜のパターニングの際に、透明導電膜をエッチストップとして機能させることができる。ソースバスラインSL、ゲートバスラインGLおよびソース接続配線7pのうちコンタクトホールCH2、CH3、CH5で露出された部分は、エッチストップ(透明導電膜)で覆われているため、エッチングされない。
 続いて、第2絶縁層17を形成する。この後、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、第2絶縁層17のパターニングを行う。これにより、第2絶縁層17に、ゲート端子用上部接続部19gを露出する開口部18g、ソース端子用上部接続部19sを露出する開口部18sおよびトランスファー端子用上部接続部19pを露出する開口部18pを設ける。このようにして、TFT基板102を得る。
 (第3の実施形態)
 図面を参照しながら、第3の実施形態の走査アンテナを説明する。本実施形態の走査アンテナにおけるTFT基板は、透明導電膜からなる上部接続部をトランスファー端子部に設けない点で、図8に示すTFT基板102と異なる。
 図10(a)~(c)は、それぞれ、本実施形態におけるTFT基板103のゲート端子部GT、ソース端子部STおよびトランスファー端子部PTを示す断面図である。図8と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。なお、アンテナ単位領域Uの構造は前述の実施形態(図3)と同様であるので図示および説明を省略する。
 ゲート端子部GTおよびソース端子部STの構造は、図8に示すTFT基板102のゲート端子部およびソース端子部の構造と同様である。
 トランスファー端子部PTは、第1絶縁層11上に形成されたパッチ接続部15pと、パッチ接続部15p上に積み重ねられた保護導電層23とを有している。第2絶縁層17は、保護導電層23上に延設され、保護導電層23の一部を露出する開口部18pを有している。一方、パッチ電極15は、第2絶縁層17で覆われている。
 <TFT基板103の製造方法>
 TFT基板103は、例えば次のような方法で製造される。図11は、TFT基板103の製造工程を例示する図である。なお、以下では、各層の材料、厚さ、形成方法などが、前述したTFT基板101と同様である場合には説明を省略する。
 まず、TFT基板101と同様の方法で、誘電体基板上に、アライメントマーク、下地絶縁層、ゲートメタル層、ゲート絶縁層、半導体層、コンタクト層およびソースメタル層を形成し、TFTを得る。
 次に、ソースメタル層を覆うように第1絶縁層11を形成する。この後、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4を一括してエッチングし、コンタクトホールCH1~3を形成する。エッチングでは、ソースバスラインSLおよびゲートバスラインGLはエッチストップとして機能する。これにより、第1絶縁層11に、TFTのドレイン電極に達するコンタクトホールCH1が形成されるとともに、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4に、ゲートバスラインGLに達するコンタクトホールCH2が形成され、第1絶縁層11に、ソースバスラインSLに達するコンタクトホールCH3が形成される。トランスファー端子部が形成される領域にはコンタクトホールを形成しない。
 次いで、第1絶縁層11上およびコンタクトホールCH1、CH2、CH3内に透明導電膜を形成し、これをパターニングする。これにより、コンタクトホールCH2内でゲートバスラインGLと接するゲート端子用上部接続部19g、およびコンタクトホールCH3内でソースバスラインSLと接するソース端子用上部接続部19sを形成する。トランスファー端子部が形成される領域では、透明導電膜は除去される。
 次に、第1絶縁層11上、ゲート端子用上部接続部19gおよびソース端子用上部接続部19s上、およびコンタクトホールCH1内にパッチ電極用導電膜を形成し、パターニングを行う。これにより、送受信領域R1に、コンタクトホールCH1内でドレイン電極7Dと接するパッチ電極15を形成し、非送受信領域R2に、パッチ接続部15pを形成する。前述の実施形態と同様に、パッチ電極用導電膜のパターニングには、透明導電膜(ITOなど)とパッチ電極用導電膜とのエッチング選択比を確保できるエッチャントを用いる。
 続いて、パッチ接続部15p上に保護導電層23を形成する。保護導電層23として、Ti層、ITO層およびIZO(インジウム亜鉛酸化物)層など(厚さ:例えば50nm以上100nm以下)を用いることができる。ここでは、保護導電層23として、Ti層(厚さ:例えば50nm)を用いる。なお、保護導電層をパッチ電極15の上に形成してもよい。
 次いで、第2絶縁層17を形成する。この後、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、第2絶縁層17のパターニングを行う。これにより、第2絶縁層17に、ゲート端子用上部接続部19gを露出する開口部18g、ソース端子用上部接続部19sを露出する開口部18s、および保護導電層23を露出する開口部18pを設ける。このようにして、TFT基板103を得る。
 <スロット基板203の構造>
 図12は、本実施形態における、TFT基板103のトランスファー端子部PTと、スロット基板203の端子部ITとを接続するトランスファー部を説明するための模式的な断面図である。図12では、前述の実施形態と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。
 まず、本実施形態におけるスロット基板203を説明する。スロット基板203は、誘電体基板51と、誘電体基板51の表面に形成された第3絶縁層52と、第3絶縁層52上に形成されたスロット電極55と、スロット電極55を覆う第4絶縁層58とを備える。反射導電板65が誘電体基板51の裏面に誘電体層(空気層)54を介して対向するように配置されている。スロット電極55および反射導電板65は導波路301の壁として機能する。
 スロット電極55は、Cu層またはAl層を主層55Mとする積層構造を有している。送受信領域R1において、スロット電極55には複数のスロット57が形成されている。送受信領域R1におけるスロット電極55の構造は、図6を参照しながら前述したスロット基板201の構造と同じである。
 非送受信領域R2には、端子部ITが設けられている。端子部ITでは、第4絶縁層58に、スロット電極55の表面を露出する開口が設けられている。スロット電極55の露出した領域がコンタクト面55cとなる。このように、本実施形態では、スロット電極55のコンタクト面55cは、第4絶縁層58で覆われていない。
 トランスファー部では、TFT基板103におけるパッチ接続部15pを覆う保護導電層23と、スロット基板203におけるスロット電極55のコンタクト面55cとを、導電性ビーズ71を含む樹脂(シール樹脂)を介して接続する。
 本実施形態におけるトランスファー部は、前述の実施形態と同様に、走査アンテナの中心部および周縁部の両方に配置されていてもよいし、いずれか一方のみに配置されていてもよい。また、シール領域Rs内に配置されていてもよいし、シール領域Rsの外側(液晶層と反対側)に配置されていてもよい。
 本実施形態では、トランスファー端子部PTおよび端子部ITのコンタクト面に透明導電膜を設けない。このため、保護導電層23と、スロット基板203のスロット電極55とを、導電性粒子を含有するシール樹脂を介して接続させることができる。
 また、本実施形態では、第1の実施形態(図3および図4)と比べて、一括形成されるコンタクトホールの深さの差が小さいので、コンタクトホールの下地となる導電膜へのダメージを低減できる。
 <スロット基板203の製造方法>
 スロット基板203は、次のようにして製造される。各層の材料、厚さおよび形成方法は、スロット基板201と同様であるので、説明を省略する。
 まず、スロット基板201と同様の方法で、誘電体基板上に、第3絶縁層52およびスロット電極55を形成し、スロット電極55に複数のスロット57を形成する。次いで、スロット電極55上およびスロット内に第4絶縁層58を形成する。この後、スロット電極55のコンタクト面となる領域を露出するように、第4絶縁層58に開口部18pを設ける。このようにして、スロット基板203が製造される。
 <内部ヒーター構造>
 上述したように、アンテナのアンテナ単位に用いられる液晶材料の誘電異方性ΔεMは大きいことが好ましい。しかしながら、誘電異方性ΔεMが大きい液晶材料(ネマチック液晶)の粘度は大きく、応答速度が遅いという問題がある。特に、温度が低下すると、粘度は上昇する。移動体(例えば、船舶、航空機、自動車)に搭載された走査アンテナの環境温度は変動する。したがって、液晶材料の温度をある程度以上、例えば30℃以上、あるいは45℃以上に調整できることが好ましい。設定温度は、ネマチック液晶材料の粘度が概ね10cP(センチポアズ)以下となるように設定することが好ましい。
 本発明の実施形態の走査アンテナは、上記の構造に加えて、内部ヒーター構造を有することが好ましい。内部ヒーターとしては、ジュール熱を利用する抵抗加熱方式のヒーターが好ましい。ヒーター用の抵抗膜の材料としては、特に限定されないが、例えば、ITOやIZOなど比較的比抵抗の高い導電材料を用いることができる。また、抵抗値の調整のために、金属(例えば、ニクロム、チタン、クロム、白金、ニッケル、アルミニウム、銅)の細線やメッシュで抵抗膜を形成してもよい。ITOやIZOなどの細線やメッシュを用いることもできる。求められる発熱量に応じて、抵抗値を設定すればよい。
 例えば、直径が340mmの円の面積(約90、000mm2)を100V交流(60Hz)で、抵抗膜の発熱温度を30℃にするためには、抵抗膜の抵抗値を139Ω、電流を0.7Aで、電力密度を800W/m2とすればよい。同じ面積を100V交流(60Hz)で、抵抗膜の発熱温度を45℃にするためには、抵抗膜の抵抗値を82Ω、電流を1.2Aで、電力密度を1350W/m2とすればよい。
 ヒーター用の抵抗膜は、走査アンテナの動作に影響を及ぼさない限りどこに設けてもよいが、液晶材料を効率的に加熱するためには、液晶層の近くに設けることが好ましい。例えば、図13(a)に示すTFT基板104に示す様に、誘電体基板1のほぼ全面に抵抗膜68を形成してもよい。図13(a)は、ヒーター用抵抗膜68を有するTFT基板104の模式的な平面図である。抵抗膜68は、例えば、図3に示した下地絶縁膜2で覆われる。下地絶縁膜2は、十分な絶縁耐圧を有するように形成される。
 抵抗膜68は、開口部68a、68bおよび68cを有することが好ましい。TFT基板104とスロット基板とが貼り合せられたとき、パッチ電極15と対向するようにスロット57が位置する。このときに、スロット57のエッジから距離dの周囲には抵抗膜68が存在しないよう開口部68aを配置する。dは例えば0.5mmである。また、補助容量CSの下部にも開口部68bを配置し、TFTの下部にも開口部68cを配置することが好ましい。
 なお、アンテナ単位Uのサイズは、例えば4mm×4mmである。また、図13(b)に示すように、例えば、スロット57の幅s2は0.5mm、スロット57の長さs1は3.3mm、スロット57の幅方向のパッチ電極15の幅p2は0.7mm、スロットの長さ方向のパッチ電極15の幅p1は0.5mmである。なお、アンテナ単位U、スロット57およびパッチ電極15のサイズ、形状、配置関係などは図13(a)および(b)に示す例に限定されない。
 ヒーター用抵抗膜68からの電界の影響をさらに低減するために、シールド導電層を形成してもよい。シールド導電層は、例えば、下地絶縁膜2の上に誘電体基板1のほぼ全面に形成される。シールド導電層には、抵抗膜68のように開口部68a、68bを設ける必要はないが、開口部68cを設けることが好ましい。シールド導電層は、例えば、アルミニウム層で形成され、接地電位とされる。
 また、液晶層を均一に加熱できるように、抵抗膜の抵抗値に分布を持たせることが好ましい。液晶層の温度分布は、最高温度-最低温度(温度むら)が、例えば15℃以下となることが好ましい。温度むらが15℃を超えると、位相差変調が面内でばらつき、良好なビーム形成ができなくなるという不具合が発生することがある。また、液晶層の温度がTni点(例えば125℃)に近づくと、ΔεMが小さくなるので好ましくない。
 図14(a)、(b)および図15(a)~(c)を参照して、抵抗膜における抵抗値の分布を説明する。図14(a)、(b)および図15(a)~(c)に、抵抗加熱構造80a~80eの模式的な構造と電流の分布を示す。抵抗加熱構造は、抵抗膜と、ヒーター用端子とを備えている。
 図14(a)に示す抵抗加熱構造80aは、第1端子82aと第2端子84aとこれらに接続された抵抗膜86aとを有している。第1端子82aは、円の中心に配置され、第2端子84aは円周の全体に沿って配置されている。ここで円は、送受信領域R1に対応する。第1端子82aと第2端子84aとの間に直流電圧を供給すると、例えば、第1端子82aから第2端子84aに放射状に電流IAが流れる。したがって、抵抗膜86aは面内の抵抗値は一定であっても、均一に発熱することができる。もちろん、電流の流れる向きは、第2端子84aから第1端子82aに向かう方向でもよい。
 図14(b)に抵抗加熱構造80bは、第1端子82bと第2端子84bとこれらに接続された抵抗膜86bとを有している。第1端子82bおよび第2端子84bは円周に沿って互いに隣接して配置されている。抵抗膜86bにおける第1端子82bと第2端子84bとの間を流れる電流IAによって発生する単位面積当たりの発熱量が一定になるように、抵抗膜86bの抵抗値は面内分布を有している。抵抗膜86bの抵抗値の面内分布は、例えば、抵抗膜86を細線で構成する場合、細線の太さや、細線の密度で調整すればよい。
 図15(a)に示す抵抗加熱構造80cは、第1端子82cと第2端子84cとこれらに接続された抵抗膜86cとを有している。第1端子82cは、円の上側半分の円周に沿って配置されており、第2端子84cは円の下側半分の円周に沿って配置されている。抵抗膜86cを例えば第1端子82cと第2端子84cとの間を上下に延びる細線で構成する場合、電流IAによる単位面積あたりの発熱量が面内で一定になるように、例えば、中央付近の細線の太さや密度が高くなるように調整されている。
 図15(b)に示す抵抗加熱構造80dは、第1端子82dと第2端子84dとこれらに接続された抵抗膜86dとを有している。第1端子82dと第2端子84dとは、それぞれ円の直径に沿って上下方向、左右方向に延びるように設けられている。図では簡略化しているが、第1端子82dと第2端子84dとは互いに絶縁されている。
 また、図15(c)に示す抵抗加熱構造80eは、第1端子82eと第2端子84eとこれらに接続された抵抗膜86eとを有している。抵抗加熱構造80eは、抵抗加熱構造80dと異なり、第1端子82eおよび第2端子84eのいずれも円の中心から上下左右の4つの方向に延びる4つの部分を有している。互いに90度を成す第1端子82eの部分と第2端子84eの部分とは、電流IAが、時計回りに流れるように配置されている。
 抵抗加熱構造80dおよび抵抗加熱構造80eのいずれにおいても、単位面積当たりの発熱量が面内で均一になるように、円周に近いほど電流IAが多くなるように、例えば、円周に近い側の細線を太く、密度が高くなるように調整されている。
 このような内部ヒーター構造は、例えば、走査アンテナの温度を検出して、予め設定された温度を下回ったときに自動的に動作するようにしてもよい。もちろん、使用者の操作に呼応して動作するようにしてもよい。
 <外部ヒーター構造>
 本発明の実施形態の走査アンテナは、上記の内部ヒーター構造に代えて、あるいは、内部ヒーター構造とともに、外部ヒーター構造を有してもよい。外部ヒーターとしては、公知の種々のヒーターを用いることができるが、ジュール熱を利用する抵抗加熱方式のヒーターが好ましい。ヒーターの内、発熱する部分をヒーター部ということにする。以下では、ヒーター部として抵抗膜を用いる例を説明する。以下でも、抵抗膜は参照符号68で示す。
 例えば、図16(a)および(b)に示す液晶パネル100Paまたは100Pbの様に、ヒーター用の抵抗膜68を配置することが好ましい。ここで、液晶パネル100Paおよび100Pbは、図1に示した走査アンテナ1000のTFT基板101と、スロット基板201と、これらの間に設けられた液晶層LCとを有し、さらにTFT基板101の外側に、抵抗膜68を含む抵抗加熱構造を有している。抵抗膜68をTFT基板101の誘電体基板1の液晶層LC側に形成してよいが、TFT基板101の製造プロセスが煩雑化するので、TFT基板101の外側(液晶層LCとは反対側)に配置することが好ましい。
 図16(a)に示す液晶パネル100Paは、TFT基板101の誘電体基板1の外側の表面に形成されたヒーター用抵抗膜68と、ヒーター用抵抗膜68を覆う保護層69aとを有している。保護層69aは省略してもよい。走査アンテナは、例えばプラスチック製のケースに収容されるので、抵抗膜68にユーザが直接触れることはない。
 抵抗膜68は、誘電体基板1の外側の表面に、例えば、公知の薄膜堆積技術(例えば、スパッタ法、CVD法)、塗布法または印刷法を用いて形成することができる。抵抗膜68は、必要に応じてパターニングされている。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィプロセスで行われる。
 ヒーター用の抵抗膜68の材料としては、内部ヒーター構造について上述したように、特に限定されず、例えば、ITOやIZOなど比較的比抵抗の高い導電材料を用いることができる。また、抵抗値の調整のために、金属(例えば、ニクロム、チタン、クロム、白金、ニッケル、アルミニウム、銅)の細線やメッシュで抵抗膜68を形成してもよい。ITOやIZOなどの細線やメッシュを用いることもできる。求められる発熱量に応じて、抵抗値を設定すればよい。
 保護層69aは、絶縁材料で形成されており、抵抗膜68を覆うように形成されている。抵抗膜68がパターニングされており、誘電体基板1が露出されている部分には保護層69aを形成しなくてもよい。抵抗膜68は、後述するように、アンテナの性能が低下しないようにパターニングされる。保護層69aを形成する材料が存在することによって、アンテナの性能が低下する場合には、抵抗膜68と同様に、パターニングされた保護層69aを用いることが好ましい。
 保護層69aは、ウェットプロセス、ドライプロセスのいずれで形成してもよい。例えば、抵抗膜68が形成された誘電体基板1の表面に、液状の硬化性樹脂(または樹脂の前駆体)または溶液を付与した後、硬化性樹脂を硬化させることによって形成される。液状の樹脂または樹脂の溶液は、種々の塗布法(例えば、スロットコータ―、スピンコーター、スプレイを用いて)または種々の印刷法で、所定の厚さとなるように誘電体基板1の表面に付与される。その後、樹脂の種類に応じて、室温硬化、加熱硬化、または光硬化することによって、絶縁性樹脂膜で保護層69aを形成することができる。絶縁性樹脂膜は、例えば、フォトリソグラフィプロセスでパターニングされ得る。
 保護層69aを形成する材料としては、硬化性樹脂材料を好適に用いることができる。硬化性樹脂材料は、熱硬化タイプおよび光硬化タイプを含む。また、熱硬化タイプは、熱架橋タイプおよび熱重合タイプを含む。
 熱架橋タイプの樹脂材料としては、例えば、エポキシ系化合物(例えばエポキシ樹脂)とアミン系化合物の組合せ、エポキシ系化合物とヒドラジド系化合物の組み合わせ、エポキシ系化合物とアルコール系化合物(例えばフェノール樹脂を含む)の組み合わせ、エポキシ系化合物とカルボン酸系化合物(例えば酸無水物を含む)の組み合わせ、イソシアネート系化合物とアミン系化合物の組み合わせ、イソシアネート系化合物とヒドラジド系化合物の組み合わせ、イソシアネート系化合物とアルコール系化合物の組み合わせ(例えばウレタン樹脂を含む)、イソシアネート系化合物とカルボン酸系化合物の組み合わせが挙げられる。また、カチオン重合タイプ接着材としては、例えば、エポキシ系化合物とカチオン重合開始剤の組み合わせ(代表的なカチオン重合開始剤、芳香族スルホニウム塩)が挙げられる。ラジカル重合タイプの樹脂材料としては、例えば、各種アクリル、メタクリル、ウレタン変性アクリル(メタクリル)樹脂等のビニル基を含むモノマーおよび/またはオリゴマーとラジカル重合開始剤の組み合わせ(代表的なラジカル重合開始剤:アゾ系化合物(例えば、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)))、開環重合タイプの樹脂材料としては、例えば、エチレンオキシド系化合物、エチレンイミン系化合物、シロキサン系化合物が挙げられる。この他、マレイミド樹脂、マレイミド樹脂とアミンの組合せ、マレイミドとメタクリル化合物の組合せ、ビスマレイミド-トリアジン樹脂およびポリフェニレンエーテル樹脂を用いることができる。また、ポリイミドも好適に用いることができる。なお、「ポリイミド」は、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む意味で用いる。ポリイミドは、例えば、エポキシ系化合物またはイソシアネート系化合物と組み合わせて用いられる。
 耐熱性、化学的安定性、機械特性の観点から、熱硬化性タイプの樹脂材料を用いることが好ましい。特に、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂を含む樹脂材料が好ましく、機械特性(特に機械強度)および吸湿性の観点から、ポリイミド樹脂を含む樹脂材料が好ましい。ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂とを混合して用いることもできる。また、ポリイミド樹脂および/またはエポキシ樹脂に熱可塑性樹脂および/またはエラストマを混合してもよい。さらに、ポリイミド樹脂および/またはエポキシ樹脂として、ゴム変性したものを混合してもよい。熱可塑性樹脂またはエラストマを混合することによって、柔軟性や靱性(タフネス)を向上させることができる。ゴム変性したものを用いても同様の効果を得ることができる。
 光硬化タイプは、紫外線または可視光によって、架橋反応および/または重合反応を起こし、硬化する。光硬化タイプには、例えば、ラジカル重合タイプとカチオン重合タイプがある。ラジカル重合タイプとしては、アクリル樹脂(エポキシ変性アクリル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン変性アクリル樹脂)と光重合開始剤との組み合わせが代表的である。紫外光用ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン型およびベンゾフェノン型が挙げられる。可視光用ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンジル型およびチオキサントン型を挙げることができる。カチオン重合タイプとしては、エポキシ系化合物と光カチオン重合開始剤との組合せが代表的である。光カチオン重合開始剤は、例えば、ヨードニウム塩系化合物を挙げることができる。なお、光硬化性と熱硬化性とを併せ持つ樹脂材料を用いることもできる。
 図16(b)に示す液晶パネル100Pbは、抵抗膜68と誘電体基板1との間に接着層67をさらに有している点で、液晶パネル100Paと異なる。また、保護層69bが予め作製された高分子フィルムまたはガラス板を用いて形成される点が異なる。
 例えば、保護層69bが高分子フィルムで形成された液晶パネル100Pbは、以下の様にして製造される。
 まず、保護層69bとなる絶縁性の高分子フィルムを用意する。高分子フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリフェニルスルホン、および、ポリイミド、ポリアミド等のスーパーエンジニアリングプラスチックのフィルムが用いられる。高分子フィルムの厚さ(すなわち、保護層69bの厚さ)は、例えば、5μm以上200μm以下である。
 この高分子フィルムの一方の表面の上に、抵抗膜68を形成する。抵抗膜68は、上述の方法で形成され得る。抵抗膜68はパターニングされてもよく、高分子フィルムも必要に応じてパターニングされてもよい。
 抵抗膜68が形成された高分子フィルム(すなわち、保護層69bと抵抗膜68とが一体に形成された部材)を、接着材を用いて、誘電体基板1に貼り付ける。接着材としては、上記の保護層69aの形成に用いられる硬化性樹脂と同様の硬化性樹脂を用いることができる。さらに、ホットメルトタイプの樹脂材料(接着材)を用いることもできる。ホットメルトタイプの樹脂材料は、熱可塑性樹脂を主成分とし、加熱により溶融し、冷却により固化する。ポリオレフィン系(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニル系が例示される。また、反応性を有するウレタン系のホットメルト樹脂材料(接着材)も販売されている。接着性および耐久性の観点からは、反応性のウレタン系が好ましい。
 また、接着層67は、抵抗膜68および保護層(高分子フィルム)69bと同様にパターニングされてもよい。ただし、接着層67は、抵抗膜68および保護層69bを誘電体基板1に固定できればよいので、抵抗膜68および保護層69bよりも小さくてもよい。
 高分子フィルムに代えて、ガラス板を用いて保護層69bを形成することもできる。製造プロセスは、高分子フィルムを用いる場合と同様であってよい。ガラス板の厚さは、1mm以下が好ましく、0.7mm以下がさらに好ましい。ガラス板の厚さの下限は特にないが、ハンドリング性の観点から、ガラス板の厚さは0.3mm以上であることが好ましい。
 図16(b)に示した液晶パネル100Pbでは、保護層(高分子フィルムまたはガラス板)69bに形成された抵抗膜68を誘電体基板1に接着層67を介して固定したが、抵抗膜68を誘電体基板1に接触するように配置すればよく、抵抗膜68および保護層69bを誘電体基板1に固定(接着)する必要は必ずしもない。すなわち、接着層67を省略してもよい。例えば、抵抗膜68が形成された高分子フィルム(すなわち、保護層69bと抵抗膜68とが一体に形成された部材)を、抵抗膜68が誘電体基板1に接触するように配置し、走査アンテナを収容するケースで、抵抗膜68を誘電体基板1に押し当てるようにしてもよい。例えば、抵抗膜68が形成された高分子フィルムを単純に置くだけでは、接触熱抵抗が高くなるおそれがあるので、押し当てることによって接触熱抵抗を低下させることが好ましい。このような構成を採用すると、抵抗膜68および保護層(高分子フィルムまたはガラス板)69bが一体として形成された部材を取り外し可能にできる。
 なお、抵抗膜68(および保護層69b)が後述するようにパターニングされている場合には、アンテナの性能が低下しないように、TFT基板に対する位置がずれない程度に固定することが好ましい。
 ヒーター用の抵抗膜68は、走査アンテナの動作に影響を及ぼさない限りどこに設けてもよいが、液晶材料を効率的に加熱するためには、液晶層の近くに設けることが好ましい。したがって、図16(a)および(b)に示したように、TFT基板101の外側に設けることが好ましい。また、図16(a)に示したように、TFT基板101の誘電体基板1の外側に直接、抵抗膜68を設けた方が、図16(b)に示したように、接着層67を介して抵抗膜68を誘電体基板1の外側に設けるよりも、エネルギー効率が高く、かつ、温度の制御性も高いので好ましい。
 抵抗膜68は、例えば、図13(a)に示すTFT基板104に対して、誘電体基板1のほぼ全面に設けてもよい。内部ヒーター構造について上述したように、抵抗膜68は、開口部68a、68bおよび68cを有することが好ましい。
 保護層69aおよび69bは、抵抗膜68を覆うように全面に形成してもよい。上述したように、保護層69aまたは69bがアンテナ特性に悪影響を及ぼす場合には、抵抗膜68の開口部68a、68bおよび68cに対応する開口部を設けてもよい。この場合、保護層69aまたは69bの開口部は、抵抗膜68の開口部68a、68bおよび68cの内側に形成される。
 ヒーター用抵抗膜68からの電界の影響をさらに低減するために、シールド導電層を形成してもよい。シールド導電層は、例えば、抵抗膜68の誘電体基板1側に絶縁膜を介して形成される。シールド導電層は、誘電体基板1のほぼ全面に形成される。シールド導電層には、抵抗膜68のように開口部68a、68bを設ける必要はないが、開口部68cを設けることが好ましい。シールド導電層は、例えば、アルミニウム層で形成され、接地電位とされる。また、液晶層を均一に加熱できるように、抵抗膜の抵抗値に分布を持たせることが好ましい。これらも内部ヒーター構造について上述した通りである。
 抵抗膜は、送受信領域R1の液晶層LCを加熱できればよいので、例示したように、送受信領域R1に対応する領域に抵抗膜を設ければよいが、これに限られない。例えば、図2に示したように、TFT基板101が、送受信領域R1を含む矩形の領域を画定することができるような外形を有している場合には、送受信領域R1を含む矩形の領域に対応する領域に抵抗膜を設けてもよい。勿論、抵抗膜の外形は、矩形に限られず、送受信領域R1を含む、任意の形状であってよい。
 上記の例では、TFT基板101の外側に抵抗膜を配置したが、スロット基板201の外側(液晶層LCとは反対側)に、抵抗膜を配置してもよい。この場合にも、図16(a)の液晶パネル100Paと同様に、誘電体基板51に直接、抵抗膜を形成してもよいし、図16(b)の液晶パネル100Pbと同様に、接着層を介して、保護層(高分子フィルムまたはガラス板)に形成された抵抗膜を誘電体基板51に固定してもよい。あるいは、接着層を省略して、抵抗膜が形成された保護層(すなわち、保護層と抵抗膜とが一体に形成された部材)を抵抗膜が誘電体基板51に接触するように配置してもよい。例えば、抵抗膜が形成された高分子フィルムを単純に置くだけでは、接触熱抵抗が高くなるおそれがあるので、押し当てることによって接触熱抵抗を低下させることが好ましい。このような構成を採用すると、抵抗膜および保護層(高分子フィルムまたはガラス板)が一体として形成された部材を取り外し可能にできる。なお、抵抗膜(および保護層)がパターニングされている場合には、アンテナの性能が低下しないように、スロット基板に対する位置がずれない程度に固定することが好ましい。
 スロット基板201の外側に抵抗膜を配置する場合には、抵抗膜のスロット57に対応する位置に開口部を設けることが好ましい。また、抵抗膜はマイクロ波を十分に透過できる厚さであることが好ましい。
 ここでは、ヒーター部として抵抗膜を用いた例を説明したが、ヒーター部として、この他に、例えば、ニクロム線(例えば巻線)、赤外線ヒーター部などを用いることができる。このような場合にも、アンテナの性能を低下させないように、ヒーター部を配置することが好ましい。
 このような外部ヒーター構造は、例えば、走査アンテナの温度を検出して、予め設定された温度を下回ったときに自動的に動作するようにしてもよい。もちろん、使用者の操作に呼応して動作するようにしてもよい。
 外部ヒーター構造を自動的に動作させるための温度制御装置として、例えば、公知の種々のサーモスタットを用いることができる。例えば、抵抗膜に接続された2つの端子の一方と電源との間に、バイメタルを用いたサーモスタットを接続すればよい。もちろん、温度検出器を用いて、予め設定した温度を下回らないように、外部ヒーター構造に電源から電流を供給するような温度制御装置を用いてもよい。
 <駆動方法>
 本発明の実施形態による走査アンテナが有するアンテナ単位のアレイは、LCDパネルと類似した構造を有しているので、LCDパネルと同様に線順次駆動を行う。しかしながら、従来のLCDパネルの駆動方法を適用すると、以下の問題が発生する恐れがある。図17に示す、走査アンテナの1つのアンテナ単位の等価回路図を参照しつつ、走査アンテナに発生し得る問題点を説明する。
 まず、上述したように、マイクロ波領域の誘電異方性ΔεM(可視光に対する複屈折率Δn)が大きい液晶材料の比抵抗は低いので、LCDパネルの駆動方法をそのまま適用すると、液晶層に印加される電圧を十分に保持できない。そうすると、液晶層に印加される実効電圧が低下し、液晶容量の静電容量値が目標値に到達しない。
 このように液晶層に印加された電圧が所定の値からずれると、アンテナのゲインが最大となる方向が所望する方向からずれることになる。そうすると、例えば、通信衛星を正確に追尾できないことになる。これを防止するために、液晶容量Clcと電気的に並列に補助容量CSを設け、補助容量CSの容量値C-Ccsを十分に大きくする。補助容量CSの容量値C-Ccsは、液晶容量Clcの電圧保持率が例えば少なくとも30%、好ましくは55%以上となるように適宜設定することが好ましい。補助容量CSの容量値C-Ccsは、電極CSE1および電極CSE2の面積および電極CSE1と電極CSE2との間の誘電体層の厚さおよび誘電率に依存する。典型的には、電極CSE1にはパッチ電極15と同じ電圧が供給され、電極CSE2にはスロット電極55と同じ電圧が供給される。
 また、比抵抗が低い液晶材料を用いると、界面分極および/または配向分極による電圧低下も起こる。これらの分極による電圧低下を防止するために、電圧降下分を見込んだ十分に高い電圧を印加することが考えられる。しかしながら、比抵抗が低い液晶層に高い電圧を印加すると、動的散乱効果(DS効果)が起こる恐れがある。DS効果は、液晶層中のイオン性不純物の対流に起因し、液晶層の誘電率εMは平均値((εM∥+2εM⊥)/3)に近づく。また、液晶層の誘電率εMを多段階(多階調)で制御するためには、常に十分に高い電圧を印加することもできない。
 上記のDS効果および/または分極による電圧降下を抑制するためには、液晶層に印加する電圧の極性反転周期を十分に短くすればよい。よく知られているように、印加電圧の極性反転周期を短くするとDS効果が起こるしきい値電圧が高くなる。したがって、液晶層に印加する電圧(絶対値)の最大値が、DS効果が起こるしきい値電圧未満となるように、極性反転周波数を決めればよい。極性反転周波数が300Hz以上であれば、例えば比抵抗が1×1010Ω・cm、誘電異方性Δε(@1kHz)が-0.6程度の液晶層に絶対値が10Vの電圧を印加しても、良好な動作を確保することができる。また、極性反転周波数(典型的にはフレーム周波数の2倍と同じ)が300Hz以上であれば、上記の分極に起因する電圧降下も抑制される。極性反転周期の上限は、消費電力などの観点から約5kHz以下であることが好ましい。
 液晶層に印加する電圧の極性反転周波数は、当然に液晶材料(特に比抵抗)に依存する。したがって、液晶材料によっては300Hz未満の極性反転周期で電圧を印加しても上記の問題が生じない。ただし、本発明の実施形態による走査アンテナに用いられる液晶材料はLCDに用いられている液晶材料よりも比抵抗が小さいので、概ね60Hz以上で駆動することが好ましい。
 上述したように液晶材料の粘度は温度に依存するので、液晶層の温度は適宜制御されることが好ましい。ここで述べた液晶材料の物性および駆動条件は、液晶層の動作温度における値である。逆に言うと、上記の条件で駆動できるように、液晶層の温度を制御することが好ましい。
 図18(a)~(g)を参照して、走査アンテナの駆動に用いられる信号の波形の例を説明する。なお、図18(d)に、比較のために、LCDパネルのソースバスラインに供給される表示信号Vs(LCD)の波形を示している。
 図18(a)はゲートバスラインG-L1に供給される走査信号Vgの波形、図18(b)はゲートバスラインG-L2に供給される走査信号Vgの波形、図18(c)はゲートバスラインG-L3に供給される走査信号Vgの波形を示し、図18(e)はソースバスラインに供給されるデータ信号Vdaの波形を示し、図18(f)はスロット基板のスロット電極(スロット電極)に供給されるスロット電圧Vidcの波形を示し、図18(g)はアンテナ単位の液晶層に印加される電圧の波形を示す。
 図18(a)~(c)に示す様に、ゲートバスラインに供給される走査信号Vgの電圧が、順次、ローレベル(VgL)からハイレベル(VgH)に切替わる。VgLおよびVgHは、TFTの特性に応じて適宜設定され得る。例えば、VgL=-5V~0V、Vgh=+20Vである。また、VgL=-20V、Vgh=+20Vとしてもよい。あるゲートバスラインの走査信号Vgの電圧がローレベル(VgL)からハイレベル(VgH)に切替わる時刻から、その次のゲートバスラインの電圧がVgLからVgHに切替わる時刻までの期間を1水平走査期間(1H)ということにする。また、各ゲートバスラインの電圧がハイレベル(VgH)になっている期間を選択期間PSという。この選択期間PSにおいて、各ゲートバスラインに接続されたTFTがオン状態となり、ソースバスラインに供給されているデータ信号Vdaのその時の電圧が、対応するパッチ電極に供給される。データ信号Vdaは例えば-15V~+15V(絶対値が15V)であり、例えば、12階調、好ましくは16階調に対応する絶対値の異なるデータ信号Vdaを用いる。
 ここでは、全てのアンテナ単位にある中間電圧を印加している場合を例示する。すなわち、データ信号Vdaの電圧は、全てのアンテナ単位(m本のゲートバスラインに接続されているとする。)に対して一定であるとする。これはLCDパネルにおいて全面である中間調を表示している場合に対応する。このとき、LCDパネルでは、ドット反転駆動が行われる。すなわち、各フレームにおいて、互いに隣接する画素(ドット)の極性が互いに逆になるように、表示信号電圧が供給される。
 図18(d)はドット反転駆動を行っているLCDパネルの表示信号の波形を示している。図18(d)に示したように、1H毎にVs(LCD)の極性が反転している。この波形を有するVs(LCD)が供給されているソースバスラインに隣接するソースバスラインに供給されるVs(LCD)の極性は、図18(d)に示すVs(LCD)の極性と逆になっている。また、全ての画素に供給される表示信号の極性は、フレーム毎に反転する。LCDパネルでは、正極性と負極性とで、液晶層に印加される実効電圧の大きさを完全に一致させることが難しく、かつ、実効電圧の差が輝度の差となり、フリッカーとして観察される。このフリッカーを観察され難くするために、各フレームにおいて極性の異なる電圧が印加される画素(ドット)を空間的に分散させている。典型的には、ドット反転駆動を行うことによって、極性が異なる画素(ドット)を市松模様に配列させる。
 これに対して、走査アンテナにおいては、フリッカー自体は問題とならない。すなわち、液晶容量の静電容量値が所望の値でありさえすればよく、各フレームにおける極性の空間的な分布は問題とならない。したがって、低消費電力等の観点から、ソースバスラインから供給されるデータ信号Vdaの極性反転の回数を少なくする、すなわち、極性反転の周期を長くすることが好ましい。例えば、図18(e)に示す様に、極性反転の周期を10H(5H毎に極性反転)にすればよい。もちろん、各ソースバスラインに接続されているアンテナ単位の数(典型的には、ゲートバスラインの本数に等しい。)をm個とすると、データ信号Vdaの極性反転の周期を2m・H(m・H毎に極性反転)としてもよい。データ信号Vdaの極性反転の周期は、2フレーム(1フレーム毎に極性反転)と等しくてもよい。
 また、全てのソースバスラインから供給するデータ信号Vdaの極性を同じにしてもよい。したがって、例えば、あるフレームでは、全てのソースバスラインから正極性のデータ信号Vdaを供給し、次にフレームでは、全てのソースバスラインから負極性のデータ信号Vdaを供給してもよい。
 あるいは、互いに隣接するソースバスラインから供給するデータ信号Vdaの極性を互いに逆極性にしてもよい。例えば、あるフレームでは、奇数列のソースバスラインからは正極性のデータ信号Vdaを供給し、偶数列のソースバスラインからは負極性のデータ信号Vdaを供給する。そして、次のフレームでは、奇数列のソースバスラインからは負極性のデータ信号Vdaを供給し、偶数列のソースバスラインからは正極性のデータ信号Vdaを供給する。このような駆動方法は、LCDパネルでは、ソースライン反転駆動と呼ばれる。隣接するソースバスラインから供給するデータ信号Vdaを逆極性にすると、フレーム間で供給するデータ信号Vdaの極性を反転させる前に、隣接するソースバスラインを互いに接続する(ショートさせる)ことによって、液晶容量に充電された電荷を隣接する列間でキャンセルさせることができる。したがって、各フレームにおいてソースバスラインから供給する電荷の量を少なくできるという利点が得られる。
 スロット電極の電圧Vidcは図18(f)に示す様に、例えば、DC電圧であり、典型的にはグランド電位である。アンテナ単位の容量(液晶容量および補助容量)の容量値は、LCDパネルの画素容量の容量値よりも大きい(例えば、20型程度のLCDパネルと比較して約30倍)ので、TFTの寄生容量に起因する引込電圧の影響がなく、スロット電極の電圧Vidcをグランド電位として、データ信号Vdaをグランド電位を基準に正負対称な電圧としても、パッチ電極に供給される電圧は正負対称な電圧となる。LCDパネルにおいては、TFTの引込電圧を考慮して、対向電極の電圧(共通電圧)を調整することによって、画素電極に正負対称な電圧が印加されるようにしているが、走査アンテナのスロット電圧についてはその必要がなく、グランド電位であってよい。また、図18に図示しないが、CSバスラインには、スロット電圧Vidcと同じ電圧が供給される。
 アンテナ単位の液晶容量に印加される電圧は、スロット電極の電圧Vidc(図18(f))に対するパッチ電極の電圧(すなわち、図18(e)に示したデータ信号Vdaの電圧)なので、スロット電圧Vidcがグランド電位のとき、図18(g)に示す様に、図18(e)に示したデータ信号Vdaの波形と一致する。
 走査アンテナの駆動に用いられる信号の波形は、上記の例に限られない。例えば、図19および図20を参照して以下に説明するように、スロット電極の電圧として振動波形を有するViacを用いてもよい。
 例えば、図19(a)~(e)に例示する様な信号を用いることができる。図19では、ゲートバスラインに供給される走査信号Vgの波形を省略しているが、ここでも、図18(a)~(c)を参照して説明した走査信号Vgを用いる。
 図19(a)に示す様に、図18(e)に示したのと同様に、データ信号Vdaの波形が10H周期(5H毎)で極性反転している場合を例示する。ここでは、データ信号Vdaとして、振幅が最大値|Vdamax|の場合を示す。上述したように、データ信号Vdaの波形は、2フレーム周期(1フレーム毎)で極性反転させてもよい。
 ここで、スロット電極の電圧Viacは、図19(c)に示す様に、データ信号Vda(ON)と極性が逆で、振動の周期は同じ、振動電圧とする。スロット電極の電圧Viacの振幅は、データ信号Vdaの振幅の最大値|Vdamax|と等しい。すなわち、スロット電圧Viacは、データ信号Vda(ON)と極性反転の周期は同じで、極性が逆(位相が180°異なる)で、-Vdamaxと+Vdamaxとの間を振動する電圧とする。
 アンテナ単位の液晶容量に印加される電圧Vlcは、スロット電極の電圧Viac(図19(c))に対するパッチ電極の電圧(すなわち、図19(a)に示したデータ信号Vda(ON)の電圧)なので、データ信号Vdaの振幅が±Vdamaxで振動しているとき、液晶容量に印加される電圧は、図19(d)に示す様に、Vdamaxの2倍の振幅で振動する波形となる。したがって、液晶容量に印加される電圧Vlcの最大振幅を±Vdamaxとするために必要なデータ信号Vdaの最大振幅は、±Vdamax/2となる。
 このようなスロット電圧Viacを用いることによって、データ信号Vdaの最大振幅を半分にできるので、データ信号Vdaを出力するドライバ回路として、例えば、耐圧が20V以下の汎用のドライバICを用いることができるという利点が得られる。
 なお、図19(e)に示す様に、アンテナ単位の液晶容量に印加される電圧Vlc(OFF)をゼロとするとために、図19(b)に示す様に、データ信号Vda(OFF)をスロット電圧Viacと同じ波形にすればよい。
 例えば、液晶容量に印加される電圧Vlcの最大振幅を±15Vとする場合を考える。スロット電圧として、図18(f)に示したVidcを用い、Vidc=0Vとすると、図18(e)に示したVdaの最大振幅は、±15Vとなる。これに対して、スロット電圧として、図19(c)に示したViacを用い、Viacの最大振幅を±7.5Vとすると、図19(a)に示したVda(ON)の最大振幅は、±7.5Vとなる。
 液晶容量に印加される電圧Vlcを0Vとする場合、図18(e)に示したVdaを0Vとすればよく、図19(b)に示したVda(OFF)の最大振幅は±7.5Vとすればよい。
 図19(c)に示したViacを用いる場合は、液晶容量に印加される電圧Vlcの振幅は、Vdaの振幅とは異なるので、適宜変換する必要がある。
 図20(a)~(e)に例示する様な信号を用いることもできる。図20(a)~(e)に示す信号は、図19(a)~(e)に示した信号と同様に、スロット電極の電圧Viacを図20(c)に示す様に、データ信号Vda(ON)と振動の位相が180°ずれた振動電圧とする。ただし、図20(a)~(c)にそれぞれ示す様に、データ信号Vda(ON)、Vda(OFF)およびスロット電圧Viacをいずれも0Vと正の電圧との間で振動する電圧としている。スロット電極の電圧Viacの振幅は、データ信号Vdaの振幅の最大値|Vdamax|と等しい。
 このような信号を用いると、駆動回路は正の電圧だけを出力すればよく、低コスト化に寄与する。このように0Vと正の電圧との間で振動する電圧を用いても、図20(d)に示すように、液晶容量に印加される電圧Vlc(ON)は、極性反転する。図20(d)に示す電圧波形において、+(正)は、パッチ電極の電圧がスロット電圧よりも高いことを示し、-(負)は、パッチ電極の電圧がスロット電圧よりも低いことを示している。すなわち、液晶層に印加される電界の向き(極性)は、他の例と同様に反転している。液晶容量に印加される電圧Vlc(ON)の振幅はVdamaxである。
 なお、図20(e)に示す様に、アンテナ単位の液晶容量に印加される電圧Vlc(OFF)をゼロとするとために、図20(b)に示す様に、データ信号Vda(OFF)をスロット電圧Viacと同じ波形にすればよい。
 図19および図20を参照して説明したスロット電極の電圧Viacを振動させる(反転させる)駆動方法は、LCDパネルの駆動方法でいうと、対向電圧を反転させる駆動方法に対応する(「コモン反転駆動」といわれることがある。)。LCDパネルでは、フリッカーを十分に抑制できないことから、コモン反転駆動は採用されていない。これに対し、走査アンテナでは、フリッカーは問題とならないので、スロット電圧を反転させることができる。振動(反転)は、例えば、フレーム毎に行われる(図19および図20における5Hを1V(垂直走査期間またはフレーム)とする)。
 上記の説明では、スロット電極の電圧Viacは1つの電圧が印加される例、すなわち、全てのパッチ電極に対して共通のスロット電極が設けられている例を説明したが、スロット電極を、パッチ電極の1行、または、2以上の行に対応して分割してもよい。ここで、行とは、1つのゲートバスラインにTFTを介して接続されたパッチ電極の集合を指す。このようにスロット電極を複数の行部分に分割すれば、スロット電極の各部分の電圧の極性を互いに独立にできる。例えば、任意のフレームにおいて、パッチ電極に印加される電圧の極性を、隣接するゲートバスラインに接続されたパッチ電極間で互いに逆にできる。このように、パッチ電極の1行毎に極性を反転させる行反転(1H反転)だけでなく、2以上の行毎に極性を反転させるm行反転(mH反転)を行うことができる。もちろん、行反転とフレーム反転とは組合せられる。
 駆動の単純さの観点からは、任意のフレームにおいて、パッチ電極に印加される電圧の極性を全て同じにし、フレーム毎に極性が反転する駆動が好ましい。
 <アンテナ単位の配列、ゲートバスライン、ソースバスラインの接続の例>
 本発明の実施形態の走査アンテナにおいて、アンテナ単位は例えば、同心円状に配列される。
 例えば、m個の同心円に配列されている場合、ゲートバスラインは例えば、各円に対して1本ずつ設けられ、合計m本のゲートバスラインが設けられる。送受信領域R1の外径を、例えば800mmとすると、mは例えば、200である。最も内側のゲートバスラインを1番目とすると、1番目のゲートバスラインには、n個(例えば30個)のアンテナ単位が接続され、m番目のゲートバスラインにはnx個(例えば620個)のアンテナ単位が接続されている。
 このような配列では、各ゲートバスラインに接続されているアンテナ単位の数が異なる。また、最も外側の円を構成するnx個のアンテナ単位に接続されているnx本のソースバスラインのうち、最も内側の円を構成するアンテナ単位にも接続されているn本のソースバスラインには、m個のアンテナ単位が接続されているが、その他のソースバスラインに接続されているアンテナ単位の数はmよりも小さい。
 このように、走査アンテナにおけるアンテナ単位の配列は、LCDパネルにおける画素(ドット)の配列とは異なり、ゲートバスラインおよび/またはソースバスラインによって、接続されているアンテナ単位の数が異なる。したがって、全てのアンテナ単位の容量(液晶容量+補助容量)を同じにすると、ゲートバスラインおよび/またはソースバスラインによって、接続されている電気的な負荷が異なることになる。そうすると、アンテナ単位への電圧の書き込みにばらつきが生じるという問題がある。
 そこで、これを防止するために、例えば、補助容量の容量値を調整することによって、あるいは、ゲートバスラインおよび/またはソースバスラインに接続するアンテナ単位の数を調整することによって、各ゲートバスラインおよび各ソースバスラインに接続されている電気的な負荷を略同一にすることが好ましい。
 <液晶容量の残留DC電圧のモニター>
 既に述べたように、本発明の実施形態による走査アンテナは、マイクロ波に対する誘電異方性ΔεM(可視光に対する複屈折率Δn)が大きいネマチック液晶材料を用いる。マイクロ波領域の誘電異方性ΔεMが大きい液晶材料は、例えば、イソチオシアネート基(-NCS)またはチオシアネート基(-SCN)を含む。例えば、下記の化学式(化1)で示される原子団のいずれかを含む。
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 イソチオシアネート基またはチオシアネート基を含む液晶材料の比抵抗は低く、液晶容量に発生する残留DC電圧の値(「rDC電圧値」ということがある。)が、現在市販されているLCDよりも大きくなりやすい。
 イソチオシアネート基またはチオシアネート基を含む液晶材料は、強い極性を有し、化学的な安定性が、現在LCDに用いられている液晶材料に比べて低い。イソチオシアネート基およびチオシアネート基は、強い極性を有するので、水分を吸収しやすく、また、金属イオン(例えばスロット電極がCu層を有する場合はCuイオン)と反応することがある。また、直流電圧が印加され続けると、電気的な分解反応を起こすことがある。また、イソチオシアネート基またはチオシアネート基を含む液晶材料は、紫外領域から430nm付近までの光を吸収し、光分解しやすい。また、イソチオシアネート基またはチオシアネート基を含む液晶材料は、熱にも比較的弱い。これらに起因して、液晶材料の比抵抗が低下する、および/または、イオン性不純物が増えるので、液晶容量のrDC電圧値が増大する。各アンテナ単位が有する液晶容量のrDC電圧値が増大すると、走査アンテナの特性が低下する。
 図21を参照して、rDC電圧値の増大とアンテナ特性との関係を説明する。図21は、横軸に液晶容量に印加する電圧を、縦軸にアンテナ特性としての共振周波数をとった概念的なグラフである。rDC電圧値が0mVの場合と、200mVの場合とを示す。
 液晶容量のrDC電圧値が増大すると、液晶層に印加される実効電圧が低下し、液晶層に目的の電圧が印加されない。その結果、アンテナ単位の液晶層がマイクロ波に与える位相差が所定の値からずれることになる。位相差が所定の値からずれると、アンテナ特性が低下する。このアンテナ特性の低下は、例えば、共振周波数のずれとして評価され得る。実際には、走査アンテナは予め決められた共振周波数でゲインが最大となるように設計されるので、rDC電圧値の増大は、例えば、ゲインの変化として現れる。
 本発明の実施形態による走査アンテナでは、rDC電圧値の増大をモニターし、rDC電圧値を相殺するように、スロット電圧を調整することができる。したがって、rDC電圧値の増大に伴う走査アンテナの特性の変化(例えば共振周波数の変化)を抑制することできる。また、液晶層に印加される直流電圧を低下させるので、液晶材料の電気分解を抑制することできる。
 なお、本発明の実施形態は、走査アンテナに限られず、TFTに接続された液晶容量を有する液晶装置に広く適用でき、液晶装置の残留DC電圧値の増大に伴う特性または信頼性の低下を抑制することができる。本発明の実施形態は、例えば、LCDパネルにも適用できる。LCDパネルの液晶容量に発生するrDC電圧の値およびその経時変化は、走査アンテナの液晶容量に発生するrDC電圧に比べて小さいが、本発明の実施形態を適用することによって、rDC電圧に起因する問題の発生を抑制することができる。特に、ネガ型のFFSモードのLCDパネルにおけるフリッカーを抑制することができる。
 走査アンテナおよびLCDパネルを含む液晶装置について、アクティブ領域および非アクティブ領域という用語を用いることにする。アクティブ領域は、液晶装置の機能を発現するための、TFTに接続された液晶容量が配列されている領域であり、非アクティブ領域は、アクティブ領域以外の領域に位置する領域である。走査アンテナのアクティブ領域は送受信領域であり、非アクティブ領域は非送受信領域である。LCDパネルのアクティブ領域は表示領域であり、非アクティブ領域は額縁領域である。
 本発明の実施形態によるrDC電圧値を求める方法は、残留DC電圧値を電気的に定量的に求めることができる。従来のフリッカー消去法とは異なり、光を利用しないので、走査アンテナの様に、液晶層を光が透過できないような構成を有する液晶装置の残留DC電圧値を求めることができる。求められる残留DC電圧値に基づいて共通電圧(例えばスロット電圧)を設定すればよい。
 また、電気的に残留DC電圧値を求めることができるので、rDC電圧値を求める回路およびそれに基づいて共通電圧(例えばスロット電圧)を調整する回路を液晶装置の制御回路に組み込むことが可能となり、駆動方法に組み込むことが可能となる。さらに、残留DC電圧値は、液晶装置の製造直後において、最も変化が大きいので、残留DC電圧値を安定させる工程を製造プロセスに導入することによって、液晶装置の動作安定性および/または信頼性を向上させることができる。
 まず、本発明者は、走査アンテナにおけるrDC電圧値を求める方法を検討した。走査アンテナの各アンテナ単位が有する液晶容量は、例えば図1に示したように、パッチ電極15とスロット電極55と液晶層とで構成されている。パッチ電極15およびスロット電極55は、金属層(例えば、Al層またはCu層)で形成されている。パッチ電極15およびスロット電極55は光を透過しないので、LCDのように、フリッカー消去法でrDC電圧値を求めることができない。フリッカー消去法は、良く知られているように、LCDの画素電極に正負対称な信号電圧(例えば、中間調を表示する電圧)を印加し、共通電圧を変化させながらフリッカーを観察し、フリッカーが観察されない共通電圧を求めるという方法である。フリッカーが観察されない共通電圧のグランドレベルからのシフトがrDC電圧値ということになる。フリッカー消去法は、LCDの画素のrDC電圧値がゼロでないと、正極性の信号電圧を印加した時と、負極性の信号電圧を印加した時とで、液晶層に印加される正味の電圧の大きさが異なるので、画素の透過率が、信号電圧の極性変化に伴って変化する(フリッカーが観察される)という現象を利用している。
 本発明の実施形態による残留DC電圧値を求める方法は、液晶容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、V-I曲線において、電流値が正の極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程とを包含する。rDC電圧値を求めるための液晶容量は、電流値の大きさに応じて適宜設計される。
 なお、液晶容量を有する液晶装置(例えば、走査アンテナおよびLCD)は、液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量を有することがある。これは、上述したように、液晶容量の電圧保持率を高くするためである。液晶容量に電気的に並列に補助容量を設けた場合、液晶容量に印加される電圧は、補助容量にも印加され、上記のV-I曲線は液晶容量だけでなく補助容量の影響を受ける。すなわち、上記のV-I曲線は、液晶容量と補助容量との合成容量の特徴ということになる。ただし、補助容量は、無機絶縁層(例えば、SiO2層)を誘電体層として有し、界面分極、配向分極およびイオン電導は起こらないので、残留DC電圧は、もっぱら液晶容量による。そこで、液晶装置が補助容量を有する場合にも、厳密には上記の合成容量についてのV-I曲線ではあるが、液晶容量のV-I曲線と呼ぶことにし、以下では、簡単のために、液晶容量だけを有する場合について説明する。なお、液晶容量に電気的に並列に接続された補助容量を有する場合、厳密には、以下の説明において、液晶容量に代えて、合成容量(液晶容量+補助容量)を用いればよい。
 図22にV-I曲線を生成するために液晶容量に印加される三角波電圧の波形を示す。図22に示すように、三角波電圧は、時間とともに振幅が二等辺三角形の形状で変化し、1周期内に振幅が正極性の期間と負極性の期間とを同じ割合で有する。液晶容量の液晶層に含まれる液晶材料(ここではネマチック液晶材料)は、印加される電圧に応じて配向する。液晶分子の配向が変化すると、液晶容量の容量値が変化する。液晶容量に印加する電圧を増大させると、液晶分子は誘電率が大きい軸が電界に平行になるように配向する。このとき、液晶容量の容量値(以下、「C-Clc」と表記することがある。)は増大する。ここで、最初の「C」は容量値(キャパシタンス)であることを示し、「Clc」は液晶容量であることを示す。本明細書において、「Cls」や「Ccs」は容量(容量素子)を表し、その前の「C」は、容量値であることを示す。液晶容量Clcの容量値C-Clcは、時間に依存する。液晶容量に流れる電流の時間変化は、液晶分子の配向変化による容量値C-Clcの変化およびイオン性不純物の挙動を反映したものになる。
 一般に、容量に蓄積される電荷Qは、容量値Cと印加電圧Vとの積で表させる。したがって、容量を流れる電流Iは、Qの時間微分(偏微分)で与えられる。すなわち、下記の式で与えられる。
  I(t)=dQ/dt=C・dV/dt+V・dC/dt
 本発明者が種々実験した結果、適当な三角波電圧を印加して得られたV-I曲線において、電流値が正の極大値(縦電界モード)または極小値(横電界モード)を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値(縦電界モード)または極大値(横電界モード)を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとの和の2分の1として、残留DC電圧値を求めることができることがわかった。
 液晶容量に流れる電流の極大値および極小値は、上記式の右辺の二項目に起因している。液晶容量Clcに並列な補助容量Csを有する場合には、上記の式におけるdC/dtはd(C-Clc+C-Ccs)/dtとなる。ここで、C-Ccsは時間に依存しないので、dC/dtはdC-Clc/dtということになる。すなわち、補助容量を有する場合でも、V-I曲線の極大値および極小値は、液晶容量を流れる電流に起因していることになる。
 以下、rDC電圧値を求めるための液晶容量のことをrDCモニター用容量または単にモニター用容量ということがある。
 なお、モニター用補助容量CSMVrを設ける場合、モニター用容量CMVrの容量値C-CMVrに対するモニター用補助容量CSMVrの容量値C-CSMVrの比率(C-CSMVr/C-CMVr)が、アンテナ単位における液晶容量Clcの容量値C-Clcに対する補助容量CSの容量値C-Ccsの比率(C-Ccs/C-Clc)と等しくなるように、容量値C-CSMVrを設定することが好ましい。また、モニター用補助容量CSMVrの一対の電極は、補助容量CSの一対の電極と同じ材料で形成されていることが好ましく、同じ導電膜から形成されていることがさらに好ましい。同様に、モニター用補助容量CSMVrの誘電体層も補助容量CSの誘電体層と同じ材料で形成されていることが好ましく、同じ誘電体膜から形成されていることがさらに好ましい。このように、rDCモニター用容量CMVrをアンテナ単位における液晶容量Clcと近い構成とすることによって、rDCモニター用容量CMVrのrDC電圧値を液晶容量ClcのrDC電圧値と直接比較可能な値にすることができる。
 図23(a)~(c)に、縦電界モードの1つであるECBモードの液晶容量のV-I曲線の例を示す。
 このモニター用容量は、1cm2の一対の電極間に、走査アンテナ用のネマチック液晶材料の液晶層(厚さ3.0μm)を有する。一対の電極はいずれもCu層で形成した。V-I曲線を生成するための三角波電圧の周波数は10Hz、振幅は±10Vとした。
 なお、モニター用容量を作製直後(電圧未印加)と、ストレス印加後に測定した。ここで、ストレス印加とは、モニター用容量にDC成分を有する電圧を印加することをいう。具体的には、モニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な交流電圧を印加し、他方の電極にDC電圧を印加する。走査アンテナにおいては、パッチ電極に印加されるデータ信号は一定周期で極性が反転する交流電圧であり、スロット電極に印加される信号は直流電圧である。LCDにおいては、画素電極に印加される表示信号は一定周期で極性が反転する交流電圧であり、共通電極(対向電極)に印加される共通電圧(対向電圧)は直流電圧である。ここでは、5Vの直流電圧および振幅が±3V、60Hzの矩形波AC電圧を2時間印加した。
 図23(a)のV-I曲線は、モニター用容量に三角波電圧を1周期印加する間(0V→10V→0V→-10V→0V)の電流値の変化を示す。図23(a)のV-I曲線は、初期およびストレス印加後のいずれにおいても、電流値が正の極大値および負の極小値を有している。V-I曲線において、電流値が正の極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxとし、電流値が負の極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとすると、rDC電圧値は、VmaxとVminとの和の2分の1として与えられる。このことは、後に実験例を示す様に、フリッカー消去法で求めたrDC電圧値と比較することによって確認した。なお、極大値(極小値)の内で最も絶対値の大きい電圧値を採用する理由は、三角波電圧の周波数が低い(例えば、0.01Hz)と、0V付近に極大値および極小値が観察されることがある。この極大値および/または極小値を用いて可動イオンを定量する方法が提案されている。ここでは、0V付近に可動イオンに由来するピーク(極大および極小)が見られないので、単に、正の極大値および負の極小値という。
 図23(b)および(c)に、図23(a)のV-I曲線の正の極大値付近および負の極小値付近をそれぞれ拡大して示す。このV-I曲線から、以下の値が得られる。
 初期のV-I曲線において電流値が正の極大値を取る電圧Vmax:5.40V
 初期のV-I曲線において電流値が負の極小値を取る電圧Vmin:-5.43V
 ストレス印加後のV-I曲線において電流値が正の極大値を取る電圧Vmax:5.61V
 ストレス印加後のV-I曲線において電流値が負の極小値を取る電圧Vmin:-5.17V
 rDC=(Vmax+Vmin)/2の式に基づいて、rDC電圧値を求めると、初期およびストレス印加後について、以下の値が得られる。
 初期のrDC電圧値:(5.40-5.43)/2=-0.015V
 ストレス印加後のrDC電圧値:(5.61-5.17)/2=0.22V
 このように、初期のrDC電圧値はほぼ0Vであったのに対し、ストレス印加後には約0.22VのrDC電圧が発生していることがわかる。
 従来のフリッカー消去法によって求められるrDC電圧値と比較するために、横電界モードのモニター用容量を作製し、上記と同じ条件で、V-I曲線を初期とストレス印加後で測定した。モニター用容量は、横電界モードの1つであるFFS(Fringe Field Switching)モードで、光配向膜(水平配向膜)を用いた。光配向膜の厚さは、約100nmとした。液晶材料は、誘電異方性が負のネガ型のネマチック液晶材料を用いた。液晶層の厚さは、約3μmとした。層間絶縁膜を間に介して積層された共通電極(下)および画素電極(液晶層側)を有し、画素電極には、幅が約4μmのスリットを形成した。モニター用容量の液晶層の内、画素電極および共通電極から電界を受ける部分の面積は1cm2とした。
 図24(a)~(c)にFFSモードのモニター用容量のV-I曲線の例を示す。図24(a)はV-I曲線の全体を示し、図24(b)および(c)に、図24(a)のV-I曲線の正の極小値付近および負の極大値付近をそれぞれ拡大して示す。
 図24(a)と図23(a)とを比較すると、図24(a)に示した横電界モードのモニター用容量のV-I曲線の極大値または極小値は明確でない。また、図24(a)では、電流値が正のときに極小値があらわれ、負のときに極大値があらわれている。このV-I曲線から、以下の値が得られる。
 初期のV-I曲線において電流値が正の極小値を取る電圧Vmax:0.65V
 初期のV-I曲線において電流値が負の極大値を取る電圧Vmin:-0.62V
 ストレス印加後のV-I曲線において電流値が正の極小値を取る電圧Vmax:2.67V
 ストレス印加後のV-I曲線において電流値が負の極大値を取る電圧Vmin:0.21V
 rDC=(Vmax+Vmin)/2の式に基づいて、rDC電圧値を求めると、初期およびストレス印加後について、以下の値が得られる。
 初期のrDC電圧値:(0.65-0.62)/2=0.015V
 ストレス印加後のrDC電圧値:(2.67+0.21)/2=1.44V
 一方、ストレス印加後のモニター用容量のrDC電圧値をフリッカー消去法で測定したところ、1.43Vであった。本発明の実施形態によるrDC電圧値を求める方法によって得られた1.44Vと良く一致した。このことから、三角波電圧を用いた上記の方法で、rDC電圧値を電気的に定量的に求めることができることが確認された。
 本発明の実施形態によるrDC電圧値を求める方法は、電気的に行われるので、後に実施形態を例示するように、液晶装置を使用している状態で、rDC電圧値を求めることができる。したがって、求めたrDC電圧値に応じて、共通電圧を最適化することが可能となる。また、その結果、走査アンテナなどの残留DC電圧値の変化が比較的大きな液晶装置の特性または信頼性の低下を抑制することができる。
 なお、モニター用容量は、V-I曲線を求める際に十分な電流を得られるように、その大きさを設定すればよく、例えば、モニター用容量に含まれる液晶層の部分の面積は25mm2以上であることが好ましい。液晶層の厚さは、アクティブ領域における液晶層の厚さと同じであることが好ましい。
 モニター用容量は、アクティブ領域よりもシール部に近い位置に配置されてもよい。また、複数のモニター用容量を設けてもよい。複数のモニター用容量は、アクティブ領域を介して対向するように配置された2つのモニター用容量を含んでもよい。複数のモニター用容量を設けたとき、複数のモニター用容量を用いて求められたrDC電圧値の平均値を用いることが好ましい。
 なお、本発明の実施形態によるrDC電圧値を求める方法は、モニター用容量を別途設けなくとも、アクティブ領域の液晶容量を用いて行うこともできる。すなわち、アクティブ領域にある複数の液晶容量の内の互いに隣接する2以上の液晶容量の群について、群に属する2以上の液晶容量の全ての一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を求めればよい。例えば、LCDパネルの様に、マトリクス状に配列された複数の画素(液晶容量)を有する液晶装置の残留DC電圧値を求めるとき、複数の画素の内の互いに隣接する2以上の画素の群について、群に属する2以上の画素の全ての一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を得てもよい。
 例えば、LCDパネルが有する多数の画素の内の、例えば10行10列の画素の群を用いてV-I曲線を得てもよい。V-I曲線を求めるのに用いる画素の群は、例えば、ゲートバスラインおよびソースバスラインに電圧を供給することによって選択することができる。選択する画素群に含まれる画素の数は、V-I曲線を求める際に十分な電流を得られるように適宜設定すればよい。また、複数の異なる位置の画素群を順次選択して、それぞれの画素群についてV-I曲線を得てもよい。このとき、複数のモニター用容量を用いた場合と同様に、複数の画素群について得られたrDC電圧値の平均値を用いて、共通電圧を設定してもよい。なお、V-I曲線を生成する工程において、三角波電圧は、ソースバスラインからTFTを介して画素電極に供給され、電流は共通電極(対向電極)から測定される。
 走査アンテナが有する多数のアンテナ単位(液晶容量)は、マトリクス状には配列されていないこともあるが、LCDパネルと同様に、互いに隣接する複数のアンテナ単位を含む群について、V-I曲線を生成することができる。このとき、三角波電圧は、ソースバスラインからTFTを介してパッチ電極に供給され、電流はスロット電極から測定される。
 三角波電圧の周波数は、例えば、0.01Hz以上100Hz以下である。三角波電圧の周波数が0.01Hz未満の低周波領域では、液晶層中のイオン性不純物の移動による電流ピークがV-I曲線に現れ、液晶分子の配向変化による液晶容量のキャパシタンスの変化に起因する極大値または極小値を特定しにくくなることがある。また100Hzより高い高周波領域になると、液晶分子の配向変化が電圧の変化に追随できなくなり、液晶容量のキャパシタンスが十分に変化せず、V-I曲線に極大値または極小値があらわれないことがある。また、三角波電圧の振幅の絶対値は、液晶分子の配向を十分に変化させることができればよく、例えば、1V以上10V以下である。
 以下では、本発明による効果が顕著に得られる走査アンテナについて、本発明による実施形態の例を説明する。
 図25~図28を参照して、本発明の実施形態による走査アンテナ1000Aの構造を説明する。図25は、走査アンテナ1000Aを示す模式的な平面図である。
 図25に示すように、走査アンテナ1000Aは、送受信領域R1の外側の非送受信領域R2に、4つのrDCモニター用容量部(以下、「モニター用容量部」という。)MVr1、MVr2、MVr3、MVr4を有している。モニター用容量部MVr1、MVr2、MVr3、MVr4は、それぞれアンテナ単位が有する液晶容量Clcと同様の構成を有するrDCモニター用容量(以下、「モニター用容量」という。)CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4を有している。モニター用容量部は、一般に、モニター用容量に加え、モニター用容量に電気的に並列に接続された補助容量を有してもよい。
 モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4のそれぞれは、一対の電極と、一対の電極の間に配置された液晶層とを有しており、その一対の電極は、液晶容量Clcが有する一対の電極と同じ材料で形成されていることが好ましく、同じ導電膜から形成されていることがさらに好ましい。また、モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4のそれぞれが有する液晶層は、送受信領域R1の液晶層LCと連続した1つの液晶層であり、液晶層の厚さもほぼ同じに制御されている。また、モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4のそれぞれの液晶層に接する一対の配向膜も、送受信領域R1に形成されている一対の配向膜と共通である。
 なお、走査アンテナ1000Aは、4つのモニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4を有しているが、少なくとも1つのモニター用容量を有せばよい。なお、液晶層の液晶材料の劣化の程度は、場所によって異なることがあるので、異なる位置に複数のモニター用容量を配置し、複数のモニター用容量のそれぞれについて求められるrDC電圧値の平均値を用いてもよい。複数のモニター用容量は、アクティブ領域を介して対向するように配置された2つのモニター用容量を含んでもよい。走査アンテナ1000Aが有するモニター用容量CMVr1およびCMVr2とモニター用容量CMVr3およびCMVr4とは、送受信領域R1を介して対向するように配置されている。モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3およびCMVr4のそれぞれが有する一対の電極は、接続配線M1LおよびM2Lを介して、対応する端子電極M1TおよびM2Tに接続されている。接続構造の詳細は後述する。
 走査アンテナ1000Aの送受信領域R1内の構成は、例えば図2を参照して説明した走査アンテナ1000の送受信領域R1内の構造と同様であってよい。以下では、走査アンテナ1000と共通する構造については説明および/または図示を省略することがある。図25は、走査アンテナ1000Aの構造を簡略化して示している。また、以下の図において、走査アンテナ1000Aが有する、空気層および空気層を介してスロット基板200Aの誘電体基板に対向するように配置された反射導電板など(図1中の空気層54、反射導電板65など)を省略することがある。
 図26に示すように、走査アンテナ1000Aは、非送受信領域R2において、測定電極トランスファー部M2P、第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tをさらに有する。
 図26~図28を参照して、rDCモニター用容量部MVr、測定電極トランスファー部M2P、第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tの構造を説明する。
 図26は、走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2を示す模式的な平面図である。図27(a)および(b)は、それぞれ、図26中のA-A’線およびB-B’線に沿った走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2を示す模式的な断面図である。図28(a)~(c)は、図26に示す走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2に対応する領域を示す模式的な平面図であり、図28(a)および(b)は、走査アンテナ1000Aが有するTFT基板100Aの模式的な平面図であり、図28(c)は、走査アンテナ1000Aが有するスロット基板200Aの模式的な平面図である。図28(a)は、ゲートメタル層を示す図であり、図28(b)は、パッチメタル層を示す図であり、図28(c)は、スロット電極55を含む層を示す図である。
 なお、図27においては、走査アンテナが有する液晶パネルの構造を示し、図1における誘電体層(空気層)54および反射導電板65の図示を省略する。
 以下の説明において、モニター用容量部MVrは、上述のモニター用容量部MVr1、MVr2、MVr3およびMVr4の任意の1つを表し、モニター用容量CMVrは、同様に、上述のモニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3およびCMVr4の任意の1つを表す。ただし、モニター用容量部MVr1、MVr2、MVr3およびMVr4の大きさ等は、互いに独立に設定され得、同様に、モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3およびCMVr4の大きさ等は互いに独立に設定され得る。ただし、モニター用容量部MVr1、MVr2、MVr3およびMVr4の大きさ等、モニター用容量CMVr1、CMVr2、CMVr3およびCMVr4の大きさ等は、容量値が互いに等しくなるように、設定されていることが好ましい。
 ・rDCモニター用容量部MVr
 図26および図27に示すように、rDCモニター用容量部MVrは、rDCモニター用容量CMVrを有している。ここで例示するrDCモニター用容量部MVrは補助容量を有していない。
 rDCモニター用容量CMVrは、液晶層LCと、液晶層LCを挟んで対向する第1測定電極ME1および第2測定電極ME2とを有する。厳密には、第1測定電極ME1と液晶層LCとの間および第2測定電極ME2と液晶層LCとの間にはそれぞれ配向膜が設けられている。第1測定電極ME1および第2測定電極ME2は、シール領域Rsの内側(シール領域Rsよりも送受信領域R1側)に配置されている。
 走査アンテナ1000Aは、rDCモニター用容量部MVrを有することにより、rDCモニター用容量CMVrのrDC電圧値を測定することができる。
 rDCモニター用容量CMVrの位置、すなわち第1測定電極ME1および第2測定電極ME2の位置は、シール領域Rsから10mm以上離れていることが好ましい。すなわち、第1測定電極ME1および第2測定電極ME2は、シール領域Rsから10mm未満の領域に重ならないように配置されることが好ましい。これは、シール領域Rsを形成するシール樹脂から液晶層LCに溶出する(例えば未硬化成分に由来する)イオン性不純物の影響を受けないようにするためである。
 多くのアンテナ単位領域は、rDCモニター用容量CMVrよりもシール領域Rsから離れているので、送受信領域R1におけるアンテナ単位領域の液晶容量Clcの液晶層LCは、非送受信領域R2のrDCモニター用容量CMVrの液晶層LCよりも、シール領域Rsを形成する樹脂の影響を受け難い傾向にある。rDCモニター用容量CMVrの液晶層LCがシール領域Rsを形成する樹脂の影響を受けると、rDCモニター用容量CMVrのrDC電圧値と、アンテナ単位領域における液晶容量のrDC電圧値とが大きく異なることになる。この場合、rDCモニター用容量CMVrのrDC電圧値の測定値から、アンテナ単位領域の液晶容量ClcのrDC電圧値を推測するのが難しいことがある。第1測定電極ME1および第2測定電極ME2を、シール領域Rsから10mm以上離れて配置することで、このような問題の発生を抑制することができる。
 図27(a)に示すように、rDCモニター用容量部MVrは、TFT基板100Aにおいて、第1測定電極接続部(「接続配線」ともいう。)M1Lと、第1測定電極接続部M1Lを覆う絶縁層13と、絶縁層13上に形成された第1測定電極ME1とを有する。第1測定電極接続部M1Lは、ゲート電極3と同じ導電膜(ゲートメタル層)から形成されている。絶縁層13は、第1測定電極接続部M1Lに達する開口部13aを少なくとも1つ有する。第1測定電極ME1は、パッチ電極15と同じ導電膜(パッチメタル層)から形成されている。第1測定電極ME1は、絶縁層13上および開口部13a内に形成され、開口部13a内で第1測定電極接続部M1Lと接する。
 絶縁層13は、例えば、ゲート絶縁層4および第1絶縁層11(図3参照)を含む。
 rDCモニター用容量部MVrは、第1測定電極ME1を覆う第2絶縁層17をさらに有してもよい。
 図27(a)に示すように、rDCモニター用容量部MVrは、スロット基板200Aにおいて、液晶層LCを介して第1測定電極ME1と対向する部分を有する第2測定電極ME2を有する。第2測定電極ME2は、スロット電極55と同じ導電膜から形成され、スロット電極55の延設部分55eとは電気的に分離されている。「スロット電極55の延設部分55e」は、スロット電極55から非送受信領域R2に延設された部分である。スロット電極55の延設部分55eは省略され得る。
 rDCモニター用容量部MVrは、第2測定電極ME2を覆う第4絶縁層58をさらに有してもよい。
 第1測定電極ME1および第2測定電極ME2は、それぞれ、例えばおよそ1cm角の矩形状である。ここで、第1測定電極ME1の形状および大きさは、TFT基板100Aの法線方向から見たときのものをいい、第2測定電極ME2の形状および大きさは、スロット基板200Aの法線方向から見たときのものをいうことにする。第1測定電極ME1および第2測定電極ME2の形状や大きさは、第1測定電極ME1と第2測定電極ME2とが液晶層LCを介して対向する部分を有していればよく、特に限定されない。第1測定電極ME1と第2測定電極ME2とは、同じ形状および大きさを有していてもよいし、形状および/または大きさにおいて異なっていてもよい。rDCモニター用容量部MVrのrDC電圧値をより正確に測定するためには、第1測定電極ME1と第2測定電極ME2とが同じ形状および大きさを有していることが好ましい。
 rDCモニター用容量部MVrの構造は例示したものに限られない。例えば、第1測定電極接続部M1Lは、ゲート電極3と同じ導電膜を用いて形成されていなくてもよい。トランスファー端子接続部15ptは、パッチ電極15と同じ導電膜を用いて形成されていなくてもよい。ただし、これらは、それぞれ、TFT基板100Aが有する導電層(ゲートメタル層、ソースメタル層およびパッチメタル層を含む)のいずれかの導電層内に形成することが好ましい。この場合、走査アンテナの製造工程数(例えばフォトマスク数)を増やすことなくrDCモニター用容量部を形成することができる。
 絶縁層13は開口部13aを1つ有してもよいし、複数有してもよい。この例では、絶縁層13は複数の開口部13aを有するので、第1測定電極ME1と第1測定電極接続部M1Lとの間の電気的接続の安定性を向上させることができる。開口部13aは、rDCモニター用容量部MVrに設けられていなくてもよい。例えば、絶縁層13は、rDCモニター用容量部MVr以外の領域に少なくとも1つの開口部を有し、第1測定電極ME1の延設部が絶縁層13上および開口部内に形成され、第1測定電極ME1の延設部が開口部内で第1測定電極接続部M1Lと接していてもよい。
 ・測定電極トランスファー部M2Pおよび測定電極トランスファー端子部M2PT
 図26および図27に示すように、測定電極トランスファー部M2Pは、TFT基板100Aが有する測定電極トランスファー端子部M2PTと、第2測定電極ME2との接続部である。測定電極トランスファー部M2Pは、この例では、シール領域Rs内に配置されている。例えば図7を参照して説明したトランスファー部と同様に、導電性ビーズ71を含む樹脂(シール樹脂)73(「シール部73」ということもある。)を介して、測定電極トランスファー端子部M2PTと、第2測定電極ME2とを接続する。シール部73は、導電性ビーズ71を有することにより、図27の上下方向にのみ導電性を有し、紙面に垂直方向には導電性を有しない。
 測定電極トランスファー部M2Pにおいて、TFT基板100Aは、測定電極トランスファー端子部M2PTを有する。
 測定電極トランスファー端子部M2PTは、第2測定電極接続部(「接続配線」ともいう。)M2Lと、第2測定電極接続部M2Lを覆う絶縁層13と、絶縁層13上に形成されたトランスファー端子接続部15ptとを有する。第2測定電極接続部M2Lは、第1測定電極接続部M1Lと同じ導電膜を用いて形成され、第1測定電極接続部M1Lとは電気的に分離されている。絶縁層13は、第2測定電極接続部M2Lに達する開口部13bを少なくとも1つ有する。トランスファー端子接続部15ptは、パッチ電極15と同じ導電膜を用いて形成されている。トランスファー端子接続部15ptは、絶縁層13上および開口部13b内に形成され、開口部13b内で第2測定電極接続部M2Lと接する。
 測定電極トランスファー端子部M2PTは、例えば、トランスファー端子部PT(例えば図4(c)参照)と同じ積層構造を有することが好ましい。
 測定電極トランスファー部M2Pにおいて、スロット基板200Aは、第2測定電極ME2の延設部ME2eと、第2測定電極ME2の延設部ME2eを覆う第4絶縁層58とを有し、第4絶縁層58は、第2測定電極ME2の延設部ME2eの一部を露出する開口部58aを少なくとも1つ有する。
 測定電極トランスファー部M2Pにおいて、第2測定電極ME2は、TFT基板100Aが有する第2測定電極接続部M2Lと電気的に接続される。
 なお、測定電極トランスファー部M2P(測定電極トランスファー端子部M2PT)は、シール領域Rs内に配置されていなくてもよい。例えば非送受信領域R2のうちシール領域Rsの外側に配置されていてもよい。
 測定電極トランスファー端子部M2PTの構造は例示したものに限られない。例えば、第2測定電極接続部M2Lは、第1測定電極接続部M1Lと同じ導電膜を用いて形成されていなくてもよい。トランスファー端子接続部15ptは、パッチ電極15と同じ導電膜を用いて形成されていなくてもよい。走査アンテナの製造工程数(フォトマスク数)が増えることを抑制する観点からは、これらは、それぞれ、TFT基板100Aが有する導電層(ゲートメタル層、ソースメタル層およびパッチメタル層を含む)のいずれかの導電層内に形成することが好ましい。
 図28(b)に示すように、パッチメタル層は、シール領域Rs内に、トランスファー端子接続部15ptとは電気的に分離されたシール領域部15psを有していてもよい。TFT基板100Aは、例えば、シール領域Rs内において、トランスファー端子部PT(例えば図4(c)参照)と同じ積層構造を有することが好ましい。これにより、TFT基板100Aの電極または端子と、スロット基板200Aの電極または端子とを接続するトランスファー部を、シール領域Rs内に形成することができる。
 ・第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2T
 図26および図27に示すように、第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tは、走査アンテナ1000Aの非送受信領域R2の内、シール領域Rsの外側(シール領域Rsの液晶層LC側とは反対側)において、TFT基板100Aに設けられる。第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tは、液晶層LCおよびスロット基板200Aを有しない。すなわち、第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tにおいて、TFT基板100Aが露出されている。
 図27(a)に示すように、第1測定電極端子部M1Tは、第1測定電極接続部M1Lと、第1測定電極接続部M1Lを覆う絶縁層13および第2絶縁層17とを有する。絶縁層13および第2絶縁層17は、第1測定電極接続部M1Lに達するコンタクトホールCH7を有する。
 コンタクトホールCH7は、透明導電層(不図示)で覆われていてもよい。すなわち、第1測定電極端子部M1Tは、第2絶縁層17上およびコンタクトホールCH7内に形成された透明導電層をさらに有し、透明導電層はコンタクトホールCH7内で第1測定電極接続部M1Lと接していてもよい。
 図27(b)に示すように、第2測定電極端子部M2Tは、第2測定電極接続部M2Lと、第2測定電極接続部M2Lを覆う絶縁層13および第2絶縁層17とを有する。絶縁層13および第2絶縁層17は、第2測定電極接続部M2Lに達するコンタクトホールCH8を有する。
 コンタクトホールCH8は、透明導電層(不図示)で覆われていてもよい。すなわち、第2測定電極端子部M2Tは、第2絶縁層17上およびコンタクトホールCH8内に形成された透明導電層をさらに有し、透明導電層はコンタクトホールCH8内で第2測定電極接続部M2Lと接していてもよい。
 図28(a)に示すように、この例では、第1測定電極接続部M1Lは、第1測定電極ME1に重なる部分と、第1測定電極端子部M1Tを形成する部分と、シール領域Rsをまたいで両者の間に延設されている部分とを含む。第2測定電極接続部M2Lは、図28(a)に示すように、第2測定電極端子部M2Tを形成する部分と、測定電極トランスファー端子部M2PTと形成する部分と、両者の間に延設されている部分とを含む。
 ・走査アンテナ1000Aの製造方法
 走査アンテナ1000Aの製造方法の一例について説明する。
 まず、以下で、TFT基板100Aの製造方法を説明する。なお、図5を参照して説明したTFT基板101の製造方法と同様である事項については、説明を省略することがある。
 誘電体基板1および下地絶縁膜2上に、ゲート用導電膜を形成し、ゲート用導電膜をパターニングすることによって、ゲートメタル層を形成する。ゲートメタル層は、送受信領域R1においてゲート電極3およびゲートバスラインGLを含み、非送受信領域R2において第1測定電極接続部M1Lおよび第2測定電極接続部M2Lを含む。
 ゲートメタル層上にゲート絶縁層4、半導体層5、ソースメタル層および第1絶縁層11をこの順で形成する。
 この後、ゲート絶縁層4および第1絶縁層11(すなわち絶縁層13)を一括してエッチングすることにより、ゲート絶縁層4および第1絶縁層11に、第1測定電極接続部M1Lに達する開口部13aが形成される。この工程において、ゲート絶縁層4および第1絶縁層11に、第2測定電極接続部M2Lに達する開口部13bがさらに形成されてもよい。
 次いで、第1絶縁層11上、開口部13a内および開口部13b内に、パッチ用導電膜を形成し、パッチ用導電膜をパターニングすることによって、パッチメタル層を形成する。パッチメタル層は、送受信領域R1においてパッチ電極15を含み、非送受信領域R2のrDCモニター用容量部MVrにおいて第1測定電極ME1を含む。第1測定電極ME1は、第1絶縁層11上および開口部13a内に形成され、開口部13a内で第1測定電極接続部M1Lに接する。パッチメタル層は、非送受信領域R2のシール領域Rsにおいてシール領域部15psをさらに含んでもよい。シール領域部15psは、第1絶縁層11上および開口部13b内に形成され、開口部13b内で第2測定電極接続部M2Lに接する。
 次いで、パッチメタル層上および第1絶縁層11上に第2絶縁層17を形成する。
 この後、第2絶縁層17、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4(すなわち、第2絶縁層17および絶縁層13)を一括してエッチングすることにより、第2絶縁層17、第1絶縁層11およびゲート絶縁層4に、第1測定電極接続部M1Lに達するコンタクトホールCH7および第2測定電極接続部M2Lに達するコンタクトホールCH8が形成される。
 この後、第2絶縁層17上に透明導電膜を形成し、透明導電膜をパターニングする。このようにして、TFT基板100Aが形成される。
 続いて、スロット基板200Aの製造方法を説明する。なお、上述したスロット基板201の製造方法と同様である事項については、説明を省略することがある。
 誘電体基板51および第3絶縁層52上に金属膜を形成し、これをパターニングすることによって、スロット電極55を含む層を形成する。スロット電極55を含む層を「スロットメタル層」と呼ぶことがある。スロットメタル層は、スロット電極55と、スロット電極の延設部分55eと、非送受信領域R2のrDCモニター用容量部MVrにおいて第2測定電極ME2とを含む。
 次いで、スロットメタル層上に、第4絶縁層58を形成する。この後、非送受信領域R2のシール領域Rsにおいて、第2測定電極ME2の延設部ME2eの一部を露出する開口部58aを形成する。
 この後、第4絶縁層58上に透明導電膜を形成し、透明導電膜をパターニングする。このようにして、スロット基板200Aが形成される。
 上述の様にして得られたTFT基板100Aおよびスロット基板200Aの液晶層側に配置される表面に配向膜を付与し、所定の配向処理を施す。配向処理は、例えばラビング処理または光配向処理である。TFT基板100Aおよびスロット基板200Aの表面に所定のパターンのシール材を付与し、貼り合せた後、例えば真空注入法で液晶材料を注入する。必要に応じて、駆動回路が実装または接続される。このようにして、本発明の実施形態による走査アンテナ1000A用の液晶パネルが得られる。以下では、走査アンテナ1000Aが有する液晶パネルを液晶パネル100PAと呼ぶことにする。液晶パネル100PAのスロット基板200Aに空気層を介して対向するように反射導電板65を配置し、走査アンテナ用の制御回路(液晶パネル用駆動回を含んでもよい。)を接続し、走査アンテナ1000Aが得られる。
 なお、上述したようにして作製された液晶パネル100PAに、後述する残留DC電圧を安定化する工程を行ってもよい。残留DC電圧を安定化する工程は、液晶パネル100PAに駆動回路を実装または接続するまでに行ってもよいし、完了した後に行ってもよい。もちろん、最終的に走査アンテナ1000Aを作製した後で、残留DC電圧を安定化する工程を行ってもよい。
 図29を参照して、走査アンテナ1000Aの残留DC電圧値を求める方法をさらに具体的に説明する。以下では、走査アンテナ1000Aの液晶パネル100PAの状態で、rDC電圧値を求める例を説明するが、これに限定されず、液晶パネル100PAを作製した後の任意の段階で行ってよい。また、液晶パネル100PAに限られず、他の液晶装置について、rDC電圧値を求めることもできる。
 図29は、rDC電圧値を求めるシステムの全体を示す模式図である。このシステムは、液晶パネル100PAを受容し安定に固定するステージ400と、rDC電圧測定装置500とを有している。ステージ400は、支持板420と、支持板420の所定の位置に配置された複数の固定治具440a、440bおよび440cを有している。複数の固定治具440a、440bおよび440cは、液晶パネル100PAの大きさに応じて適宜配置され、その位置は可動であってもよい。例えば、液晶パネル100PAを介して対向するように配置されている固定治具440aと440cとの少なくとも一方を可動できるようにし、固定治具440aと440cとの間で、液晶パネル100PAを挟持するようにしてもよい。あるいは、固定治具440aおよび440cの一方を省略して、液晶パネル100PAの異なる方向に延びる2つの辺に当接する固定治具440aまたは440cと440bとを用いてもよい。
 rDC電圧測定装置500は、ステージ400の所定の位置に安定に固定された液晶パネル100PAが有するモニター用容量部MVr(ここでは4つのモニター用容量部MVr1~MVr4のそれぞれ)の第1測定電極端子部M1Tおよび第2測定電極端子部M2Tに、所定の電圧を印加する、および/または、電流を測定することができる。
 rDC電圧測定装置500は、波形発生回路520、電流測定回路530および共通電圧発生回路540と、コントローラ(制御回路)560とを有している。コントローラ560は、演算回路562とメモリ564とを有し、波形発生回路520、電流測定回路530および共通電圧発生回路540を制御する。
 コントローラ560は、例えば、汎用コンピュータ(例えばパーソナルコンピュータ)であってよく、後述する工程を含むフロー(アルゴリズム)を実行するようにプログラムがインストールされた演算回路(プロセッサ)562とメモリ564とによって構成され得る。波形発生回路520は、例えばファンクションジェネレータであってもよく、電流測定回路530は、例えば電流計であってもよい。共通電圧発生回路540は、例えば、走査アンテナにおけるスロット電圧やLCDパネル用の共通電圧(対向電圧)を発生できる回路である。共通電圧発生回路540は、DC電圧発生回路または振動電圧発生回路であってよい。
 図23および図24に示した液晶容量のV-I曲線は、例えば、rDC電圧測定装置500を用いて、以下の様にして測定される。なお、図23および図24には、モニター用容量を作製直後(電圧未印加)と、ストレス印加後とに求めたV-I曲線を示している。
 rDC電圧測定装置500は、ストレスの印加およびrDC電圧値の測定を行うことができる。例えば、液晶パネル100PAが有するモニター用容量CMVr1について、V-I曲線は以下の様にして生成される。
 まず、モニター用容量CMVr1が有する一対の電極(第1測定電極ME1および第2測定電極ME2)の一方の電極(第1測定電極ME1)に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極(第2測定電極ME2)に流れる電流を測定する。rDC電圧測定装置500は、波形発生回路520から出力される三角波電圧を第1測定電極端子部M1Tに供給し、第2測定電極端子部M2Tに流れる電流を電流測定回路530で測定する。測定装置500の2つの端子と、波形発生回路520の出力および電流測定回路530の入力との接続(切替)、波形発生回路520から出力される三角波電圧の波形(周波数、振幅)や出力するタイミングはコントローラ560によって制御される。
 波形発生回路520から出力された三角波電圧の電圧値と、電流測定回路530によって求められた電流値とから、演算回路562はV-I曲線を生成する。なお、「V-I曲線を生成する」とは、三角波電圧の1周期にわたって、三角波電圧の電圧値と電流値との関係を取得することを意味し、V-I曲線そのものを作成することを要しない。下記に説明する、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求められればよい。
 演算回路562は、得られたV-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める。この工程は、例えば、極値を求める公知のアルゴリズムと、最大値および/または最小値を求める公知のアルゴリズムとを用いて実行され得る。VmaxおよびVminはメモリ564に例えば一時的に記憶される。なお、VmaxおよびVminは、正の値も負の値もとり得る。
 演算回路562は、さらに、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める。加算および除算は公知のアルゴリズムを用いて実行される。
 測定装置500は、rDC電圧値を出力する回路をさらに備えてもよい。例えば、表示装置をさらに有し、rDC電圧値を表示装置に表示したり、V-I曲線を表示したりしてもよい。もちろん、プリンターに出力したり、他の記憶装置に出力してもよい。
 rDC電圧測定装置500を用いて例えば図30のフローチャートに示すフロー(アルゴリズム)に従って、ストレス印加後のrDC電圧値の増大に応じてスロット電圧を設定することができる。
 モニター用容量を作製直後には、図30の工程S2からスタートし、まず、初期のrDC電圧値を求める。rDC電圧値は、上述のように、第1測定電極に三角波電圧を与え、第2測定電極から電流を測定する。この工程S2で、三角波電圧の1周期にわたる、三角波電圧の電圧値と電流値との関係が取得される(すなわち、V-I曲線が生成される)。続く、工程S3では、上述したように、V-I曲線に基づいて、rDC電圧値を求める。
 工程S4で、前回のrDC電圧値の有無が判断され、「無」の場合、ストレス印加工程S1が行われる。工程S1は、液晶素子の動作に液晶層に印加される電圧を模擬した電圧が印加される。例えば、液晶装置が走査アンテナの場合、第1測定電極(パッチ電極に対応)にAC電圧(例えば、60Hzで極性が反転する振動電圧)が印加され、第2測定電極(スロット電極に対応)にたとえばDC電圧が印加される。AC電圧を正負対称な電圧に、DC電圧を重畳させることによって、実際の液晶装置の液晶層に印加される電圧に直流成分が含まれている状態を模擬する。ストレスを印加する時間および/またはDC電圧の値は適宜設定される。
 ストレス印加(工程S1)後、上記の工程S2、S3を経て、rDC電圧値を求める。次に、工程S4で、前回のrDC電圧値が「有る」と判断され、工程S5で、前回のrDC電圧値と今回のrDC電圧値との差を求める。工程S6では、得られたrDC電圧値の差を相殺するようにスロット電圧をシフトさせる。
 その後、新たに設定されたスロット電圧に対して、第2測定電極に与えるDC電圧を設定する。典型的には、スロット電圧をシフトさせたのと同じだけDC電圧をシフトさせる。この後、工程S1から工程S6を繰り返す。
 このようにして、rDC電圧値の経時変化を測定することができる。例えば、液晶材料の違いによる、rDC電圧値の大きさの違いや経時変化の違いを評価することができる。
 図29に示したrDC電圧測定装置500と実質的に同じ機能を持つrDC電圧測定回路は、例えば、図31に示す回路基板600に実装または形成され得る。
 図31に示す走査アンテナ1000Bは、走査アンテナ1000Aと回路基板600とを有している。回路基板600は、走査アンテナの駆動回路550とともにrDC電圧測定回路500aとを有している。回路基板600が有するrDC電圧測定回路500aは、図29に示したrDC電圧測定装置500と実質的に同じ構成を有している。すなわち、回路基板600は、走査アンテナのソースバスライン、ゲートバスラインおよびスロット電極に供給する所定の信号を供給する駆動回路(ゲートドライバ、ソースドライバおよび共通電圧調整回路(スロット電圧調整回路)を含む)550と、上述の波形発生回路520、電流測定回路530および共通電圧発生回路540と、コントローラ(制御回路)560とを含むrDC電圧測定回路500aとを有している。これらの回路は、例えば、ICとして実装され得る。個々の回路は公知の回路であってよい。例えば、電流測定回路530は、シャント抵抗を用いた公知の電流測定回路であってよい。なお、ここでは、回路基板600が駆動回路550およびrDC電圧測定回路500aを有している例を示したが、これは複数の回路基板に分けて設けられてもよい。また、これらの回路の一部を走査アンテナ1000Aの例えばTFT基板にモノリシックに形成してもよい。
 図31に示す走査アンテナ1000Bは、rDC電圧測定回路500aを有するので、rDC電圧値の変化に応じて、スロット電圧を最適化することができる。
 すなわち、走査アンテナ1000Bは、駆動回路550とrDC電圧測定回路500aとをさらに備え、駆動回路550およびrDC電圧測定回路500aは、モニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程と、残留DC電圧値を相殺するように、アクティブ領域の複数の液晶容量に供給する共通電圧(スロット電圧)を設定する工程とを実行するように構成されている。
 走査アンテナ1000Bの駆動方法を図32のフローチャートを参照して説明する。コントローラ(制御回路)560が有する演算回路(プロセッサ)562が、図32のフローチャートに示されているフロー(アルゴリズム)に従って各工程の処理を実行するまたは駆動回路550およびrDC電圧測定回路500aを制御する。
 まず、走査アンテナ1000Bは、上述した方法で求められたrDC電圧値を初期のrDC電圧値として記憶する(工程S11)。このrDC電圧値を相殺するようにスロット電圧が設定されている。rDC電圧値とスロット電圧の値との差は100mV以下に設定されていれば、rDC電圧値は実質的に相殺されていると言える。LCDパネルにおいてrDC電圧値と共通電圧との差が100mV以下であれば、60Hz駆動でフリッカーが視認されないので、100mVがrDC電圧値と共通電圧との差の上限と考えることができる。ただし、走査アンテナ1000Bに用いられる液晶材料は、LCDパネルに用いられる液晶材料よりも劣化しやすいので、rDC電圧値とスロット電圧の値との差は、50mV以下が好ましく、20mV以下がさらに好ましい。典型的には、スロット電圧はrDC電圧値と同じ値を有するDC電圧にされる。この工程は、rDC電圧値の測定方法を除いて、従来のLCD等と同じである。
 初期設定された走査アンテナ1000Bは、通常動作を行う(工程S12)。すなわち、通常の駆動方法で、走査アンテナ1000Bが駆動される。この間に液晶材料が劣化し、rDC電圧値が上昇する。そこで、本実施形態による駆動方法では、上述した方法で、V-I曲線を生成(工程S13)し、その測定結果に基づいて、rDC電圧値を求める(工程S14)。
 次に、記憶されているrDC電圧値と今回得られたrDC電圧値との差を求めるとともに、今回得られたrDC電圧値を記憶する(工程S15)。このとき、初期に設定したrDC電圧値を上書きしてもよいし、別途記憶してもよい。また、新たなrDC電圧値を記憶する工程は、以下に説明する工程S16において行ってもよい。
 次に、得られたrDC電圧値の差を相殺するように、スロット電圧をシフトさせる(工程S16)。例えば、得られたrDC電圧値の差と同じ値だけスロット電圧をシフトさせる。なお、この時点におけるrDC電圧値とスロット電圧の値との差が100mV以下になるように、スロット電圧の値を設定できれば、他の処理を用いてもよい。
 なお、図32に示したフローは必要に応じて繰り返される。繰り返しのタイミング、すなわち、工程S13を行うタイミングは、適宜設定され得る。例えば、走査アンテナ1000BにおけるrDC電圧値の変化を予め求めておき、例えば、rDC電圧値の絶対値が10mV超増大することが無いように(工程S15で求められるrDC電圧値の差が10mVを超えないように)、通常動作(工程S12)の時間を設定してもよい。あるいは、安全を見越して、比較的に短い時間(例えば1時間)毎に工程S13を行うようにしてもよい。この場合、走査アンテナ1000Bは、例えば、通常動作を行っている時間を計測および/または積算する回路、あるいは、通常動作を行っているフレーム数を計数および/または積算する回路を有する。
 rDC電圧の測定は、別途設けたモニター用容量を用いて行ってもよいし、アクティブ領域の液晶容量を用いて行ってもよい。すなわち、走査アンテナのアクティブ領域内の複数のアンテナ単位が有する液晶容量の内の互いに隣接する2以上の液晶容量の群について、群に属する2以上の液晶容量の全ての一方の電極(パッチ電極)に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極(スロット電極)に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成すればよい。なお、アクティブ領域内の液晶容量を用いてrDC電圧値を求める場合、図32における工程S13を行っている間は通常動作を停止する必要がある。
 一方、別途設けたモニター用容量を用いる場合には、通常動作を停止することなく、V-I曲線を生成することができる。ただし、モニター用容量についてV-I曲線を生成する工程を行っていない期間であって、アクティブ領域の複数の液晶容量のいずれかに電圧が印加されている間には、モニター用容量にアクティブ領域の複数の液晶容量に印加されている電圧の平均値または最大値の電圧を印加する工程をさらに包含することが好ましい。液晶層に印加される電圧の大きさおよび時間によって、液晶材料の劣化の程度、ひいてはrDC電圧値の上昇の程度が変わるので、モニター用容量の液晶層に、アクティブ領域の液晶容量の液晶層と同様の電圧印加履歴を与えることが好ましい。平均値を用いるか最大値を用いるかは、適宜設定され得る。複数の液晶容量に印加されている電圧の平均値または最大値の電圧は、演算回路562が公知のアルゴリズムに従って求める。平均値を用いる場合、その時点の最適な条件に近い条件を決定できる利点が得られ、最大値を用いる場合、長期の使用において、最適に近い条件となるので、アンテナ特性としての劣化が目立ちにくい利点が得られる。
 上述した本発明の実施形態による駆動方法を採用すると、rDC電圧値の増大に伴う走査アンテナの特性の変化(例えば共振周波数の変化)を抑制することできる。また、液晶層に印加される直流電圧を低下させるので、液晶材料の電気分解を抑制することできる。すなわち、走査アンテナの信頼性を向上させることができる。
 図33は走査アンテナに用いられる液晶パネルLCP1およびLCP2のrDC電圧値のストレス印加時間依存性を模式的に示すグラフである。横軸は、ストレス印加時間で、縦軸は、rDC電圧値を表す。液晶パネルLCP1およびLCP2は、用いている液晶材料の種類が異なる。ストレスは、例えば、図23を参照して説明したのと同様に、5Vの直流電圧および振幅が±3V、60Hzの矩形波AC電圧を一対の電極に印加する。rDC電圧値の測定に用いる三角波電圧の周波数は例えば10Hz、振幅は例えば±10Vである。
 走査アンテナに用いる液晶材料は、種類が異なって、概ね図33に示すように、rDC電圧値は、初期に大きく増大し、比較的短時間で、飽和値に到達する。例えば、上記のストレス条件では、液晶材料に依らず、約2時間で飽和に達する。
 走査アンテナに用いる液晶材料のrDC電圧値が比較的短時間で飽和値に到達することを利用して、走査アンテナ用の液晶パネル100を製造した後(製品出荷前)に、残留DC電圧を安定化する工程を行ってもよい。
 安定化工程は、例えば図34のフローチャートに示すフロー(アルゴリズム)に従って実行され得る。
 まず、モニター用容量およびアクティブ領域の複数の液晶容量のそれぞれが有する一対の電極の内の一方の電極に極性が反転するAC電圧を与えつつ、他方の電極にDC電圧を与える(工程S21)。その後に、モニター用容量の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する(工程S22)。V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求め、VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める(工程S23)。次に、前回のrDC電圧値の有無が判断され、「無」の場合、ストレス印加工程S21が行われる(工程S24)。前回のrDC電圧値が「有」のとき、前回の残留DC電圧値と今回の残留DC電圧値との差を求める(工程25)。次に、この差が所定値以下か否かの正否を判定する(工程S26)。この判定結果が正になるまで、上記の工程S21~S26を繰り返す。所定の値は、例えば、工程S25で求められるrDC電圧値の差が、10mV以下となるように設定される。ストレス印加工程S21において印加されるDC電圧は、複数回繰り返される間、一定であってもよいし、rDC電圧値の変化に応じて、実質的に同じDC電圧が印加されるように変化させてもよい。
 もちろん、モニター用容量を用いて、rDC電圧が飽和に到達するストレス印加条件を予め求めておき、走査アンテナ用液晶パネルのアクティブ領域の液晶容量にその条件のストレスを与えてもよい。この場合、走査アンテナ用液晶パネルにモニター用容量を設ける必要は必ずしもない。すなわち、図23に示したように、あるストレス印加条件でrDC電圧値が飽和に到達することが走査アンテナ用液晶パネルと別に作製したモニター用容量を用いた実験で予めわかっていれば、その同じ条件のストレスを走査アンテナ用液晶パネルのアクティブ領域の液晶容量に印加すればよい。このとき、走査アンテナ用液晶パネルは、いわゆるスタティック駆動すればよい。全てのゲートバスラインにTFTをオン状態にする信号電圧を印加し、ソースバスラインから所定のAC電圧を供給するとともに、スロット電極に所定のDC電圧を供給すればよい。
 本発明の実施形態による走査アンテナは、必要に応じて、例えばプラスチック製の筺体に収容される。筺体にはマイクロ波の送受信に影響を与えない誘電率εMが小さい材料を用いることが好ましい。また、筺体の送受信領域R1に対応する部分には貫通孔を設けてもよい。さらに、液晶材料が光に曝されないように、遮光構造を設けてもよい。遮光構造は、例えば、TFT基板101の誘電体基板1および/またはスロット基板201の誘電体基板51の側面から誘電体基板1および/または51内を伝播し、液晶層に入射する光を遮光するように設ける。誘電異方性ΔεMが大きな液晶材料は、光劣化しやすいものがあり、紫外線だけでなく、可視光の中でも短波長の青色光も遮光することが好ましい。遮光構造は、例えば、黒色の粘着テープなどの遮光性のテープを用いることによって、必要な個所に容易に形成できる。
 走査アンテナのアクティブ領域の液晶容量と、モニター用容量とは、電圧の印加履歴だけでなく、光に暴露される履歴も同じことが好ましい。もちろん、走査アンテナのアクティブ領域だけでなく、モニター用容量も遮光されることが好ましい。
 本発明による実施形態は、例えば、移動体(例えば、船舶、航空機、自動車)に搭載される衛星通信や衛星放送用の走査アンテナなどの液晶装置、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法、液晶装置の駆動方法、および液晶装置の製造方法に用いられる。
1    :誘電体基板
2    :下地絶縁膜
3    :ゲート電極
4    :ゲート絶縁層
5    :半導体層
6D   :ドレインコンタクト層
6S   :ソースコンタクト層
7D   :ドレイン電極
7S   :ソース電極
7p   :ソース接続配線
11   :第1絶縁層
15   :パッチ電極
15p  :パッチ接続部
15pt:トランスファー端子接続部
17   :第2絶縁層
18g、18s、18p  :開口部
19g  :ゲート端子用上部接続部
19p  :トランスファー端子用上部接続部
19s  :ソース端子用上部接続部
21   :アライメントマーク
23   :保護導電層
51   :誘電体基板
52   :第3絶縁層
54   :誘電体層(空気層)
55   :スロット電極
55L  :下層
55M  :主層
55U  :上層
55c  :コンタクト面
57   :スロット
58   :第4絶縁層
60   :上部接続部
65   :反射導電板
67   :接着層
68   :ヒーター用抵抗膜
70   :給電装置
71   :導電性ビーズ
72   :給電ピン
73   :シール部
100PA、100Pa、100Pb  :液晶パネル
101、102、103、104  :TFT基板
201、203  :スロット基板
400  :ステージ
420  :支持板
440a、440b  :固定治具
500  :rDC電圧測定装置
500a :rDC電圧測定回路
520  :波形発生回路
530  :電流測定回路
540  :共通電圧発生回路
550  :駆動回路
560  :コントローラ
562  :演算回路
564  :メモリ
600  :回路基板
1000、1000A、1000B   :走査アンテナ
CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6  :コンタクトホール
CMVr、CMVr1、CMVr2、CMVr3、CMVr4  :モニター用容量
GD   :ゲートドライバ
GL   :ゲートバスライン
GT   :ゲート端子部
M1L  :第1測定電極接続部(接続配線)
M2L  :第2測定電極接続部(接続配線)
M1T  :第1測定電極端子部
M2T  :第2測定電極端子部
M2P  :測定電極トランスファー部
M2PT :測定電極トランスファー端子部
M2T  :第2測定電極端子部
ME1  :第1測定電極
ME2  :第2測定電極
ME2e :延設部
MVr、MVr1、MVr2、MVr3、MVr4  :rDCモニター用容量部
SD   :ソースドライバ
SL   :ソースバスライン
ST   :ソース端子部
PT   :トランスファー端子部
IT   :端子部
LC   :液晶層
R1   :送受信領域
R2   :非送受信領域
Rs   :シール領域
U、U1、U2    :アンテナ単位、アンテナ単位領域

Claims (13)

  1.  第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法であって、
     前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、
     前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、
     VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程と
    を包含する、残留DC電圧値を求める方法。
  2.  前記少なくとも1つのモニター用容量に含まれる前記液晶層の部分の面積は25mm2以上である、請求項1に記載の残留DC電圧値を求める方法。
  3.  前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記アクティブ領域よりも前記シール部に近い位置に配置されている、請求項1または2に記載の残留DC電圧値を求める方法。
  4.  前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記アクティブ領域を介して対向するように配置された2つのモニター用容量を含む、請求項1から3のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法。
  5.  前記液晶装置は走査アンテナであって、前記走査アンテナは、複数のアンテナ単位を有し、前記複数のアンテナ単位のそれぞれが、前記複数の液晶容量の内の対応する1つを有する、請求項1から4のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法。
  6.  第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、
     複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有し、前記複数の液晶容量は前記液晶層を含む、液晶装置の残留DC電圧値を求める方法であって、
     前記複数の液晶容量の内の互いに隣接する2以上の液晶容量の群について、前記群に属する2以上の液晶容量の全ての一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程と、
     前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程と、
     VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程と
    を包含する、残留DC電圧値を求める方法。
  7.  前記三角波電圧の周波数は、0.01Hz以上100Hz以下である、請求項1から6のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法。
  8.  前記三角波電圧の振幅の絶対値は1V以上10V以下である、請求項1から7のいずれかに記載の残留DC電圧値を求める方法。
  9.  第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の駆動方法であって、
     前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(a)と、
     前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(b)と、
     VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(c)と、
     前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(d)と
    を包含する、液晶装置の駆動方法。
  10.  前記工程(a)から工程(d)を複数回繰り返し行い、
     2回目以降の工程(d)は、前回の残留DC電圧値と今回の残留DC電圧値との差を求める工程(ds1)と、前記差を相殺するように前記共通電圧をシフトさせる工程(ds2)とを包含する、請求項9に記載の液晶装置の駆動方法。
  11.  前記工程(a)を行っていない期間であって、前記複数の液晶容量のいずれかに電圧が印加されている間に、前記少なくとも1つのモニター用容量に前記複数の液晶容量に印加されている電圧の平均値または最大値の電圧を印加する工程をさらに包含する、請求項9または10に記載の液晶装置の駆動方法。
  12.  第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置であって、
     前記液晶装置は、前記複数の液晶容量に所定の電圧を供給する駆動回路とrDC電圧測定回路とをさらに備え、
     前記駆動回路および前記rDC電圧測定回路は、
     前記少なくとも1つのモニター用容量が有する一対の電極の内の一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(a)と、
     前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(b)と、
     VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(c)と、
     前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(d)と
    を実行するように構成されている、液晶装置。
  13.  第1基板と、第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、前記液晶層を包囲するシール部とを有し、複数の液晶容量と、それぞれが前記複数の液晶容量の1つに接続された複数のTFTとを有するアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外の領域に位置し、少なくとも1つのモニター用容量を有する非アクティブ領域とを備え、前記複数の液晶容量および前記少なくとも1つのモニター用容量は、前記液晶層を含む、液晶装置の製造方法であって、
     前記液晶装置の残留DC電圧値を安定化させる工程を包含し、
     前記安定化工程は、
      前記少なくとも1つのモニター用容量および前記アクティブ領域の前記複数の液晶容量のそれぞれが有する一対の電極の内の一方の電極に極性が反転するAC電圧を与えつつ、他方の電極にDC電圧を与える工程(A)と、
      前記工程(A)の後に、前記少なくとも1つのモニター用容量の前記一方の電極に正負対称な三角波電圧を印加しながら、前記他方の電極に流れる電流を測定することによって、V-I曲線を生成する工程(B)と、
     前記V-I曲線において、電流値が正の極大値または極小値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vmaxと、電流値が負の極小値または極大値を取る最も絶対値の大きい電圧値Vminとを求める工程(C)と、
     VmaxとVminとの和の2分の1を残留DC電圧値として求める工程(D)と、
     前記残留DC電圧値を相殺するように、前記複数の液晶容量に供給する共通電圧を設定する工程(E)と
    を複数回繰り返し行い、
     2回目以降の工程(E)は、前回の残留DC電圧値と今回の残留DC電圧値との差を求める工程(Es1)と、前記差が所定値以下か否かの正否を判定する工程(Es2)とを包含し、工程(Es2)の判定結果が正になるまで、前記工程(A)から(E)を繰り返す、製造方法。
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