WO2024116573A1 - 電波反射装置 - Google Patents

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WO2024116573A1
WO2024116573A1 PCT/JP2023/034537 JP2023034537W WO2024116573A1 WO 2024116573 A1 WO2024116573 A1 WO 2024116573A1 JP 2023034537 W JP2023034537 W JP 2023034537W WO 2024116573 A1 WO2024116573 A1 WO 2024116573A1
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WO
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patch
patch electrode
electrode
radio wave
wiring
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Application number
PCT/JP2023/034537
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌之 碇
貴徳 綱島
宏己 松野
琢也 大戸
良晃 天野
Original Assignee
株式会社ジャパンディスプレイ
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/18—Phase-shifters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a radio wave reflecting device.
  • radio wave reflecting devices that utilize the change in dielectric constant due to the orientation state of liquid crystals are known (for example, Patent Document 1).
  • Conventional radio wave reflecting devices include a number of reflecting cells arranged on a plane, and each reflecting cell includes a liquid crystal cell in which liquid crystal is disposed between a pair of electrodes.
  • Conventional radio wave reflecting devices can adjust the direction of travel of radio waves reflected by each reflecting cell by controlling the orientation state of the liquid crystals by controlling the voltage applied to each reflecting cell.
  • the radio wave reflecting device described above has a limited range of control (range in which the direction of radio waves can be adjusted) even when the orientation state of the liquid crystal is changed to the maximum extent possible, and is not capable of responding to all directions. Therefore, if it is desired to supply radio waves to an area outside the controllable range of the radio wave reflecting device, it is necessary to adjust the orientation of the reflecting surface (active surface) of the radio wave reflecting device in advance and set the relevant area to fall within the controllable range of the radio wave reflecting device. However, depending on the environment in which the radio wave reflecting device is installed, it can be difficult to orient the reflecting surface of the radio wave reflecting device in the desired direction.
  • the radio wave reflection device includes a plurality of patch electrodes, a common electrode facing the plurality of patch electrodes, and a liquid crystal layer between the plurality of patch electrodes and the common electrode, the plurality of patch electrodes including a first patch electrode, a second patch electrode adjacent to the first patch electrode, and a third patch electrode adjacent to the second patch electrode, the area of the first patch electrode being larger than the area of the second patch electrode, and the area of the second patch electrode being larger than the area of the third patch electrode.
  • the radio wave reflection device includes a plurality of patch electrodes, a common electrode facing the plurality of patch electrodes, and a liquid crystal layer between the plurality of patch electrodes and the common electrode, the plurality of patch electrodes including a first patch electrode, a second patch electrode adjacent to the first patch electrode, and a third patch electrode adjacent to the second patch electrode, and the phase difference between the reflected wave by a first reflector unit cell including the first patch electrode and the reflected wave by a second reflector unit cell including the second patch electrode is the same as the phase difference between the reflected wave by the second reflector unit cell and the reflected wave by a third reflector unit cell including the third patch electrode.
  • 1 is a plan view showing a configuration of a radio wave reflecting device according to an embodiment of the present invention
  • 1 is a plan view showing a configuration of a reflector unit cell in a radio wave reflecting device according to one embodiment of the present invention
  • 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a reflector unit cell in a radio wave reflecting device according to one embodiment of the present invention.
  • 1A and 1B are diagrams illustrating an operating state of a reflector unit cell in a radio wave reflecting device according to one embodiment of the present invention.
  • 1A to 1C are diagrams illustrating an operating state of a reflector unit cell in a radio wave reflecting device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the traveling direction of a reflected wave in a controlled state in the radio wave reflecting device of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the traveling direction of a reflected wave in an electric field-free state in a radio wave reflecting device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 11 is a plan view showing a configuration of a radio wave reflecting device in a modified example of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a reflector unit cell in a radio wave reflecting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration of a radio wave reflecting device according to a modified example of another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the radio wave reflecting device 100 has a configuration in which an electrode group consisting of a plurality of patch electrodes 108 connected in series in a first direction (D1 direction) is arranged in a row in a second direction (D2 direction) intersecting the first direction.
  • the first direction up and down direction in the drawing
  • the second direction left and right direction in the drawing
  • an example of one-dimensional control in which the direction of travel of a reflected wave is changed in the second direction with the reflection axis VR as the rotation axis using a plurality of patch electrodes 108 connected in the first direction will be described.
  • the radio wave reflecting device 100 has a reflector 120.
  • the reflector 120 is composed of a plurality of reflector unit cells 102.
  • the plurality of reflector unit cells 102 are arranged in a matrix in the first direction (column direction) and the second direction (row direction) described above. The specific structure of the reflector unit cell 102 will be described later.
  • the reflector unit cell 102 is arranged so that the plurality of patch electrodes 108 face the incident surface of the radio wave.
  • the reflector 120 is a flat plate-shaped structure composed of a plurality of reflector unit cells 102.
  • the traveling direction of the radio wave (reflected wave) reflected by the reflector 120 is controlled by the size (area) of each patch electrode 108 and the voltage applied to each patch electrode 108.
  • the multiple patch electrodes 108 include patch electrode 108a, patch electrode 108b adjacent to patch electrode 108a, and patch electrode 108c adjacent to patch electrode 108b.
  • the area of patch electrode 108a is larger than the area of patch electrode 108b, and the area of patch electrode 108b is larger than the area of patch electrode 108c.
  • this is not limited to this example, and the relationship in area size may be reversed.
  • the area of patch electrode 108c may be the largest and the area of patch electrode 108a may be the smallest.
  • multiple patch electrodes 108a-108c with different areas are arranged periodically in the first direction.
  • Multiple patch electrodes 108a-108c are connected to each other by first wiring 118.
  • the first wiring 118 extends in the first direction and is arranged in multiple lines in the second direction. Therefore, in this embodiment, patch electrodes 108 with the same area are arranged in the second direction.
  • patch electrode 108a is adjacent to patch electrode 108b with a different area in the first direction, and adjacent to another patch electrode 108a (patch electrode 108a connected to another first wiring 118) in the second direction.
  • the radio wave reflecting device 100 has a structure in which multiple reflector unit cells 102 are integrated on one dielectric substrate (dielectric layer) 104. As shown in FIG. 1, the radio wave reflecting device 100 has a structure in which a dielectric substrate 104 on which multiple patch electrodes 108 are arranged and an opposing substrate 106 on which a common electrode 110 facing the multiple patch electrodes 108 is provided are arranged in layers, and a liquid crystal layer (not shown) is provided between the two substrates.
  • the reflector 120 is formed in the area where the multiple patch electrodes 108 and the common electrode 110 overlap.
  • the dielectric substrate 104 and the opposing substrate 106 are bonded together using a sealant 128 made of, for example, a photocurable resin material.
  • the liquid crystal layer is provided in the area inside the sealant 128.
  • the dielectric substrate 104 has a region facing the opposing substrate 106, as well as a peripheral region 122 extending outward from the opposing substrate 106.
  • a first drive circuit 124 and a terminal section 126 are provided in the peripheral region 122.
  • the first drive circuit 124 outputs a control signal to each patch electrode 108.
  • the terminal section 126 is a region that functions as a connection section with an external circuit (not shown), and although not shown, is connected to, for example, a flexible printed circuit board.
  • a signal for controlling the first drive circuit 124 is input to the terminal section 126.
  • the multiple patch electrodes 108 are connected to a first wiring 118 extending in a first direction. That is, each patch electrode 108 is interconnected via the first wiring 118.
  • the reflector 120 has a configuration in which multiple electrode groups, each made up of multiple patch electrodes 108 connected in the first direction (column direction) by the first wiring 118, are arranged in a second direction (row direction).
  • the multiple first wirings 118 extend to the peripheral region 122 and are connected to a first drive circuit 124.
  • the first drive circuit 124 outputs a control signal to be supplied to each patch electrode 108.
  • the first drive circuit 124 is capable of outputting control signals of different voltages to each of the multiple first wirings 118.
  • a different control signal is supplied to each row (i.e., each electrode group composed of the multiple patch electrodes 108 arranged in the first direction) of the multiple patch electrodes 108 arranged in the first direction and the second direction in the reflector 120.
  • the radio wave reflecting device 100 can control the direction of the reflected waves of the radio waves incident on the reflector 120 by supplying different control signals to each electrode group consisting of multiple patch electrodes 108 arranged in a first direction. In other words, the radio wave reflecting device 100 can change the reflection direction of the radio waves irradiated to the reflector 120 in the left-right direction (row direction) of the drawing, centered on a reflection axis VR parallel to the first direction.
  • FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the reflector unit cell 102 in the radio wave reflecting device 100 according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 2B is a cross-sectional view showing the configuration of the reflector unit cell 102 in the radio wave reflecting device 100 according to one embodiment of the present invention. Specifically, Fig. 2B corresponds to a cross-sectional view of the reflector unit cell 102 shown in Fig. 2A taken along A1-A2.
  • the reflector unit cell 102 includes a dielectric substrate 104, an opposing substrate 106, a patch electrode 108, a common electrode 110, a liquid crystal layer 114, a first alignment film 112a, and a second alignment film 112b.
  • the patch electrode 108 is described as a patch electrode, but unless otherwise specified, the description of the patch electrode 108 is common to the patch electrodes 108a, 108b, and 108c.
  • the patch electrode 108 is provided on the dielectric substrate 104.
  • the dielectric substrate 104 can be regarded as a dielectric layer having a predetermined dielectric constant.
  • the common electrode 110 is provided on the opposing substrate 106.
  • the first alignment film 112a is provided so as to cover the patch electrode 108.
  • the second alignment film 112b is provided so as to cover the common electrode 110.
  • the patch electrode 108 and the common electrode 110 are arranged so as to face each other with the liquid crystal layer 114 interposed therebetween.
  • the first alignment film 112a is interposed between the patch electrode 108 and the liquid crystal layer 114
  • the second alignment film 112b is interposed between the common electrode 110 and the liquid crystal layer 114.
  • the patch electrodes 108 have a shape that is symmetrical in a planar view. However, this may not be the case depending on the structure of the patch electrodes, such as their interconnection.
  • FIG. 2A shows an example in which the patch electrode 108 is square in a planar view.
  • the common electrode 110 of this embodiment is provided over substantially the entire surface of the opposing substrate 106 so as to face the multiple patch electrodes 108.
  • the material that constitutes each patch electrode 108 and the common electrode 110 may be made of a conductive metal material or metal oxide material.
  • the dielectric substrate 104 is provided with a first wiring 118 connected to the patch electrode 108.
  • the first wiring 118 is integrally formed with the patch electrode 108, but this is not limited to the example. That is, the first wiring 118 and the patch electrode 108 may be formed as separate elements.
  • the first wiring 118 is used when supplying a control signal to the patch electrode 108.
  • FIG. 2A only one patch electrode 108 is shown in FIG. 2A, as shown in FIG. 1, the patch electrode 108 is connected to another adjacent patch electrode 108 via the first wiring 118.
  • the dielectric substrate 104 and the opposing substrate 106 are bonded together by a sealant 128.
  • the dielectric substrate 104 and the opposing substrate 106 are disposed opposite each other with a gap therebetween, and the liquid crystal layer 114 is provided within the area surrounded by the sealant 128.
  • the liquid crystal layer 114 is provided so as to fill the gap between the dielectric substrate 104 and the opposing substrate 106.
  • the distance between the first alignment film 112a and the second alignment film 112b provided on the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106, respectively, is the thickness of the liquid crystal layer 114.
  • a spacer may be provided between the dielectric substrate 104 and the counter substrate 106 to keep the distance constant.
  • the patch electrode 108 is supplied with a control signal for controlling the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 114.
  • the control signal is a DC voltage signal or a polarity inversion signal in which a positive DC voltage and a negative DC voltage are alternately inverted.
  • a ground voltage or a voltage at an intermediate level of the polarity inversion signal is applied to the common electrode 110.
  • the orientation state of the liquid crystal molecules contained in the liquid crystal layer 114 changes.
  • a liquid crystal material having dielectric anisotropy is used for the liquid crystal layer 114.
  • nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, or discotic liquid crystal can be used for the liquid crystal layer 114.
  • the liquid crystal layer 114 having dielectric anisotropy has a change in dielectric constant due to a change in the orientation state of the liquid crystal molecules.
  • the reflector unit cell 102 can delay the phase of the reflected wave when reflecting radio waves by changing the dielectric constant of the liquid crystal layer 114 by a control signal supplied to the patch electrode 108 (i.e., a voltage applied to the patch electrode 108).
  • the frequency bands of radio waves reflected by the reflector unit cell 102 are the very high frequency (VHF) band, the ultra-high frequency (UHF) band, the super high frequency (SHF) band, the submillimeter wave (THF) band, and the extra high frequency (EHF) band.
  • VHF very high frequency
  • UHF ultra-high frequency
  • SHF super high frequency
  • THF submillimeter wave
  • EHF extra high frequency
  • the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 114 changes in response to a control signal supplied to the patch electrode 108, but does not follow the frequency of the radio waves irradiated to the patch electrode 108 at all. Therefore, the reflector unit cell 102 is capable of controlling the phase of the reflected radio waves without being affected by the radio waves.
  • Figures 3A and 3B are diagrams showing the operating states of the reflector unit cell 102 in the radio wave reflecting device 100 of one embodiment of the present invention.
  • Figure 3A shows a state in which no control signal is supplied to the patch electrode 108, i.e., the patch electrode 108 and the common electrode 110 are at the same potential (hereinafter referred to as the "field-free state").
  • Figure 3B shows a state in which a control signal is supplied to the patch electrode 108, i.e., a potential difference is generated between the patch electrode 108 and the common electrode 110 (hereinafter referred to as the "field-formed state").
  • the first alignment film 112a and the second alignment film 112b are both horizontal alignment films.
  • the long axes of the liquid crystal molecules 116 are aligned approximately horizontally to the surfaces of the patch electrode 108 and the common electrode 110 by the first alignment film 112a and the second alignment film 112b.
  • the long axes of the liquid crystal molecules 116 are aligned approximately perpendicularly to the surfaces of the patch electrode 108 and the common electrode 110 under the action of the electric field.
  • the angle at which the long axes of the liquid crystal molecules 116 are aligned varies depending on the magnitude of the potential difference (voltage) between the patch electrode 108 and the common electrode 110. Therefore, by controlling the potential difference between the patch electrode 108 and the common electrode 110, it is also possible to align the liquid crystal molecules in a direction intermediate between the horizontal and vertical directions.
  • the reflector unit cell 102 can control the phase of the reflected wave to be delayed (or not delayed) by utilizing the dielectric anisotropy of the liquid crystal layer 114.
  • the liquid crystal layer 114 which has dielectric anisotropy, can also be considered as a variable dielectric layer.
  • the liquid crystal molecules 116 have different positive and negative dielectric anisotropy depending on the material. Therefore, when controlling the phase change, the initial alignment state and the magnitude and positive and negative of the electric field applied to the liquid crystal layer 114 can be appropriately selected according to the positive and negative dielectric anisotropy.
  • the reflector unit cell 102 can advance or delay the phase of the reflected wave (reflected radio wave) according to the voltage applied to the patch electrode 108. Using this principle, the radio wave reflecting device 100 can control the traveling direction of the reflected wave.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the direction of travel of a reflected wave in a controlled state in a radio wave reflecting device 100 according to one embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 shows a schematic diagram of how the direction of travel of a reflected wave changes due to two reflector unit cells 102-1 and 102-2. As shown in FIG. 4, radio waves (incident waves) of the same phase are incident on each of the reflector unit cells 102-1 and 102-2. Note that in FIG. 4, the third direction (D3 direction) is a direction (normal direction of the reflecting surface of the reflector 120) that is perpendicular to the first direction (D1 direction) and the second direction (D2 direction).
  • the areas of the patch electrodes 108 of the reflector unit cells 102-1 and 102-2 are equal.
  • the patch electrodes 108 of each of the reflector unit cells 102-1 and 102-2 may be the patch electrodes 108a shown in FIG. 1.
  • radio waves (reflected waves) of the same phase are emitted from each of the reflector unit cells 102-1 and 102-2.
  • the reflected waves from the reflector unit cells 102-1 and 102-2 travel in a direction parallel to the incident direction of the incident wave.
  • the dielectric constant of the liquid crystal layer 114 in the reflector unit cell 102-1 and the dielectric constant of the liquid crystal layer 114 in the reflector unit cell 102-2 become different values.
  • the phase of the reflected wave R1 reflected by the reflector unit cell 102-1 and the phase of the reflected wave R2 reflected by the reflector unit cell 102-2 differ, and the apparent traveling direction of the reflected wave changes to an oblique direction.
  • the phase of the reflected wave R2 is ahead of the phase of the reflected wave R1, so the reflected wave travels obliquely to the left (second direction).
  • the radio wave reflecting device 100 of this embodiment can make the phases of the reflected waves in the reflector unit cells including each patch electrode 108 different by applying different voltages to adjacent patch electrodes 108.
  • the multiple patch electrodes 108 aligned in the first direction are connected to each other by the first wiring 118 and are therefore at the same potential.
  • the voltage applied to the patch electrode 108 can be made different for each electrode group composed of the multiple patch electrodes 108 aligned in the first direction.
  • the voltage applied to a certain first wiring 118 can be made different from the voltage applied to another first wiring 118 adjacent to that first wiring 118.
  • the radio wave reflecting device 100 of this embodiment can apply different voltages to each electrode group consisting of multiple patch electrodes 108 connected to each first wiring 118 in FIG. 1 by supplying different control signals to each of the multiple first wirings 118.
  • the radio wave reflected by the reflector 120 travels in a direction that has a predetermined angle with respect to the incident direction of the incident wave, depending on the voltage applied to each first wiring 118.
  • the radio wave reflecting device 100 can change the traveling direction of the reflected wave in the second direction (row direction) with the reflection axis VR (see FIG. 1) as the rotation axis.
  • the radio wave reflecting device 100 of this embodiment can control the traveling direction of the reflected wave by controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 114 in each reflector unit cell 102. In addition to such control by voltage, the radio wave reflecting device 100 of this embodiment can set the traveling direction of the reflected wave to a predetermined direction even in the initial state (for example, a non-electric field state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer 114).
  • a plurality of patch electrodes 108 arranged in a first direction (column direction) include patch electrodes 108a to 108c each having a different area. With this configuration, the radio wave reflecting device 100 can change the traveling direction of the reflected wave relative to the incident wave toward the first direction (column direction).
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the direction of travel of a reflected wave in an electric field-free state in a radio wave reflecting device 100 according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of how the direction of travel of a reflected wave is changed by two reflector unit cells 102a and 102b.
  • the reflector unit cells 102a and 102b include patch electrodes 108a and 108b shown in FIG. 1, respectively.
  • Radio waves (incident waves) of the same phase are incident on each of the reflector unit cells 102a and 102b.
  • the patch electrode 108a of the reflector unit cell 102a and the patch electrode 108b of the reflector unit cell 102b have different areas.
  • the area of the patch electrode 108a is larger than the area of the patch electrode 108b.
  • the area of the patch electrode 108 affects the value of the capacitance (capacitance with the liquid crystal layer 114 as a dielectric) formed by the patch electrode 108, the liquid crystal layer 114, and the common electrode 110.
  • the capacitance value in the reflector unit cell 102a and the capacitance value in the reflector unit cell 102b are different.
  • the capacitance value of the reflector unit cell 102 affects the phase of the radio wave reflected by the reflector unit cell 102.
  • the phase of the reflected wave reflected by the reflector unit cell including the patch electrode 108c (not shown; hereinafter, referred to as "reflector unit cell 102c") is delayed compared to the phase of the reflected wave R4 reflected by the reflector unit cell 102b.
  • the phase difference between the reflected wave by the reflector unit cell 102a and the reflected wave by the reflector unit cell 102b shown in FIG. 5 is the same as the phase difference between the reflected wave by the reflector unit cell 102b and the reflected wave by the reflector unit cell 102c.
  • the phase difference being the same includes not only the case where the phase differences are completely the same, but also the case where the phase differences do not match within a range of ⁇ 5%.
  • the phase (first phase) of the wave reflected by reflector unit cell 102a is used as a reference, even if the phase (second phase) of the wave reflected by reflector unit cell 102b differs from the first phase within a range of ⁇ 5%, the first phase and the second phase are considered to be the same.
  • the radio wave reflecting device 100 of this embodiment can make the phases of the reflected waves in the reflector unit cells 102a-102c including the patch electrodes 108a-108c different even when no electric field is applied to the liquid crystal layer 114 (electric field-free state) by making the areas of the adjacent patch electrodes 108 different. Therefore, the radio waves reflected by the reflector unit cell group 10 composed of the reflector unit cells 102a-102c travel obliquely along the direction in which the reflector unit cells 102a-102c are lined up. A plurality of such reflector unit cell groups 10 are arranged in series in the first direction, and a plurality of such reflector unit cell groups 10 are arranged side by side in the second direction to form the reflector 120. As a result, the radio wave reflecting device 100 can change the traveling direction of the reflected wave relative to the incident wave toward the first direction (column direction).
  • the radio wave reflecting device 100 of this embodiment is set so that the direction of travel of the reflected wave relative to the incident wave is inclined in a first direction (column direction) in advance.
  • a first direction in this embodiment, a direction along the first direction
  • the radio wave reflecting device 100 can change the direction of travel of the reflected wave to a second direction by voltage control, with the reflection axis VR as the axis of rotation.
  • the zero-electric-field state in which no voltage is applied to the liquid crystal layer 114 is given as an example of the initial state, but this is not limiting.
  • the initial state includes the above-mentioned equipotential state in addition to the zero-electric-field state.
  • (Modification 1 of the first embodiment) 1 shows an example in which a plurality of reflector unit cell groups 10 including three patch electrodes 108a to 108c are arranged in series in the first direction, but the present invention is not limited to this example.
  • the number of patch electrodes 108 included in the reflector unit cell group 10 may be two, or four or more.
  • the area relationship of each patch electrode 108 is the same as that in FIG. 1. That is, the patch electrodes 108 included in the reflector unit cell group 10 have a relationship in which the area of the patch electrode located at one end is the largest and the area of the patch electrode located at the other end is the smallest.
  • the phase difference between two adjacent reflector unit cells is the same between each reflector unit.
  • FIG. 6 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting device 100a in a modified embodiment of the present invention.
  • the radio wave reflecting device 100a of this embodiment has a configuration in which an electrode group 20 consisting of a plurality of patch electrodes 108 arranged in a second direction (D2 direction) is arranged in a plurality of rows in a first direction (D1 direction).
  • the radio wave reflecting device 100a of this embodiment is set so that the traveling direction of the reflected wave relative to the incident wave is inclined in advance to the second direction (row direction). In other words, before voltage control is performed on the radio wave reflecting device 100a, it is possible to reflect the reflected wave in a predetermined direction (the direction along the second direction in FIG. 6).
  • the radio wave reflecting device 100a can change the direction of travel of the reflected wave to a second direction by voltage control, with the reflection axis VR as the axis of rotation.
  • the reflected wave is preset to travel in the second direction, so when voltage control is performed, the direction of travel of the reflected wave can be changed from the preset direction as a reference to the second direction when the voltage control is performed.
  • the radio wave reflecting device 100a can send radio waves to areas where radio waves cannot be sent by voltage control alone.
  • the direction of travel of the reflected wave by the radio wave reflecting device 100a is tilted toward the location of the area, and the direction of travel of the reflected wave can be further changed by voltage control using the reference direction as a reference, making it possible for the radio waves to reach the desired area.
  • Second Embodiment In the first embodiment, an example of one-dimensional control in which the direction of travel of the reflected wave is changed in a second direction with the reflection axis VR as the rotation axis is described. In this embodiment, an example of two-dimensional control in which the direction of travel of the reflected wave is also changed in a first direction with the reflection axis HR as the rotation axis is described. Elements having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions are omitted.
  • FIG. 7 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting device 200 according to one embodiment of the present invention.
  • the radio wave reflecting device 200 has a plurality of first wirings 118 extending in a first direction (column direction) and aligned in a second direction, as well as a plurality of second wirings 132 extending in a second direction (row direction) and aligned in the first direction.
  • the plurality of first wirings 118 and the plurality of second wirings 132 intersect with an insulating layer (not shown) sandwiched therebetween.
  • the plurality of first wirings 118 are connected to a first drive circuit 124 that outputs a control signal.
  • the plurality of second wirings 132 are connected to a second drive circuit 130 that outputs a scanning signal.
  • each reflector unit cell 202 includes a switching element 134.
  • the switching element 134 is a transistor.
  • the switching element 134 may be any element that has a function as a switch. Note that the enlarged view shows an example of a reflector unit cell 202 that includes a patch electrode 108a, but reflector unit cells 202 that include a patch electrode 108b or a patch electrode 108c also have a similar configuration.
  • the switching element 134 is connected to the first wiring 118 and the second wiring 132. Specifically, the first wiring 118 is connected to the source of the transistor that is the switching element 134, and the second wiring 132 is connected to the gate. The switching function of the switching element 134 is controlled by a scanning signal supplied to the second wiring 132. When the switching element 134 is turned on, the patch electrode 108 and the first wiring 118 are electrically connected, and a control signal is supplied to the patch electrode 108. With this configuration, it is possible to select a plurality of patch electrodes 108 arranged in the second direction for each row, and supply a control signal of a different voltage to each row.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a reflector unit cell 202 in a radio wave reflecting device 200 according to another embodiment of the present invention.
  • the switching element 134 includes a first gate electrode 138, a first gate insulating layer 140, a semiconductor layer 142, a second gate insulating layer 146, and a second gate electrode 148.
  • An undercoat layer 136 is provided between the first gate electrode 138 and the dielectric substrate 104.
  • a first wiring 118 and a first connection wiring 144 are provided between the first gate insulating layer 140 and the second gate insulating layer 146.
  • the first wiring 118 and the first connection wiring 144 are provided so as to be in contact with the semiconductor layer 142.
  • the first wiring 118 is connected to the source side of the semiconductor layer 142
  • the first connection wiring 144 is connected to the drain side of the semiconductor layer 142.
  • the positional relationship between the source and drain may be reversed depending on the voltage applied between the source and drain of the transistor.
  • the switching element 134 is covered with a first interlayer insulating layer 150.
  • a second wiring 132 is provided on the first interlayer insulating layer 150.
  • the second wiring 132 is connected to the second gate electrode 148 through a contact hole formed in the first interlayer insulating layer 150.
  • the first gate electrode 138 and the second gate electrode 148 are electrically connected to each other in a region that does not overlap with the semiconductor layer 142.
  • a second connection wiring 152 is provided on the first interlayer insulating layer 150 using the same conductive layer as the second wiring 132.
  • the second connection wiring 152 is connected to the first connection wiring 144 through a contact hole formed in the first interlayer insulating layer 150.
  • the second wiring 132 and the second connection wiring 152 are covered with a second interlayer insulating layer 154.
  • a planarization layer 156 is provided on the second interlayer insulating layer 154 so as to fill the step formed by the switching element 134.
  • the patch electrode 108 can be formed without being affected by the unevenness caused by the arrangement of the switching element 134.
  • a passivation layer 158 is provided on the planarization layer 156.
  • the patch electrode 108 is provided on the passivation layer 158.
  • the patch electrode 108 is connected to the second connection wiring 152 through a contact hole that penetrates the passivation layer 158, the planarization layer 156, and the second interlayer insulating layer 154.
  • a first alignment film 112a is provided on the patch electrode 108.
  • a common electrode 110 and a second alignment film 112b are provided on the opposing substrate 106.
  • the surface of the opposing substrate 106 on which the common electrode 110 is provided is disposed so as to face the surface of the dielectric substrate 104 on which the patch electrode 108 is provided.
  • a liquid crystal layer 114 is provided between the first alignment film 112a and the second alignment film 112b.
  • the undercoat layer 136 is formed of, for example, a silicon oxide film.
  • the first gate insulating layer 140 and the second gate insulating layer 146 are formed of, for example, a silicon oxide film or a laminated structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
  • the semiconductor layer is formed of, for example, a silicon semiconductor such as amorphous silicon or polycrystalline silicon, or an oxide semiconductor including a metal oxide such as indium oxide, zinc oxide, or gallium oxide.
  • the first gate electrode 138 and the second gate electrode 148 are formed of, for example, molybdenum (Mo), tungsten (W), or an alloy thereof.
  • the first wiring 118, the second wiring 132, the first connection wiring 144, and the second connection wiring 152 are formed of a metal material such as titanium (Ti), aluminum (Al), or molybdenum (Mo).
  • each wiring may be formed of a titanium (Ti)/aluminum (Al)/titanium (Ti) laminated structure, or a molybdenum (Mo)/aluminum (Al)/molybdenum (Mo) laminated structure.
  • the planarization layer 156 is formed using a resin material such as acrylic or polyimide.
  • the passivation layer 158 is formed using, for example, a silicon nitride film.
  • the patch electrode 108 and the common electrode 110 are formed using a metal film such as aluminum (Al) or copper (Cu), or a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO).
  • the second wiring 132 is connected to the gate of a transistor used as a switching element 134, the first wiring 118 is connected to one of the source and drain of the transistor, and the patch electrode 108 is connected to the other of the source and drain. This makes it possible to select a specific patch electrode from the multiple patch electrodes 108 arranged in a matrix and supply a control signal.
  • the radio wave reflecting device 200 of this embodiment is capable of controlling the voltage applied to the patch electrode 108 for each reflector unit cell 202. Therefore, not only can the applied voltage be made different between adjacent patch electrodes 108 in the second direction, but also the applied voltage can be made different between adjacent patch electrodes 108 in the first direction.
  • the radio wave reflecting device 200 of this embodiment has the function of controlling the direction of travel of the reflected wave in the second direction centered on the reflection axis VR, as well as the function of controlling the direction of travel of the reflected wave in the first direction centered on the reflection axis HR.
  • the radio wave reflecting device 200 of this embodiment can make the phase of the reflected wave in each reflector unit cell 202 including each patch electrode 108a to 108c different even in the initial state by making the areas of adjacent patch electrodes 108 different in the first direction. That is, like the radio wave reflecting device 100 of the first embodiment, the radio wave reflecting device 200 of this embodiment is set in such a way that the traveling direction of the reflected wave relative to the incident wave is inclined in advance to the first direction (column direction) in the initial state. Therefore, in this embodiment, the traveling direction of the reflected wave inclined in the first direction in the initial state can be further changed to the first direction or the second direction by voltage control.
  • the reflected wave in the initial state, is preset to travel in a first direction, so by performing voltage control, the direction of travel of the reflected wave can be changed from the preset direction to the first direction.
  • the radio wave reflecting device 200 can send radio waves to areas where it is not possible to send radio waves using voltage control alone.
  • FIG. 9 is a plan view showing the configuration of a radio wave reflecting device 200a in a modified embodiment of the present invention.
  • the radio wave reflecting device 200a of this embodiment has a configuration in which an electrode group 20 consisting of a plurality of patch electrodes 108 arranged in a second direction (D2 direction) is arranged in a plurality of rows in a first direction (D1 direction).
  • the radio wave reflecting device 200a of this embodiment is set so that the traveling direction of the reflected wave relative to the incident wave is inclined in advance to the second direction (row direction). In other words, before voltage control is performed on the radio wave reflecting device 200a, it is possible to reflect the reflected wave in a predetermined direction (the direction along the second direction in FIG. 9).
  • the radio wave reflecting device 200a can change the direction of travel of the reflected wave to a second direction with the reflection axis VR as the axis of rotation, or to a first direction with the reflection axis HR as the axis of rotation, by voltage control.
  • the reflected wave is set to travel in the second direction in advance, so when voltage control is performed, the direction of travel of the reflected wave can be changed from the reference direction to the first direction or the second direction with the preset direction as the reference.
  • the radio wave reflecting device 200a can send radio waves to areas where radio waves cannot be sent by voltage control alone.
  • the direction of travel of the reflected wave by the radio wave reflecting device 200a is tilted toward the location of the area, and the direction of travel of the reflected wave can be further changed by voltage control with the reference direction as the reference, making it possible for the radio waves to reach the desired area.

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Abstract

一実施形態の電波反射装置は、複数のパッチ電極と、前記複数のパッチ電極に対向するコモン電極と、前記複数のパッチ電極と前記コモン電極との間の液晶層と、を含み、前記複数のパッチ電極は、第１パッチ電極、前記第１パッチ電極に隣接する第２パッチ電極、及び前記第２パッチ電極に隣接する第３パッチ電極を含み、前記第１パッチ電極の面積は、前記第２パッチ電極の面積よりも大きく、前記第２パッチ電極の面積は、前記第３パッチ電極の面積よりも大きい。

Description

電波反射装置
　本発明の一実施形態は、電波反射装置に関する。
　従来、液晶の配向状態による誘電率の変化を利用した電波反射装置が知られている（例えば、特許文献１）。従来の電波反射装置は、平面上に配列された複数の反射セルを含み、各反射セルは、一対の電極間に液晶を配置した液晶セルを含む。従来の電波反射装置は、各反射セルに印加する電圧を制御して液晶の配向状態を制御することにより、各反射セルによって反射した電波の進行方向を調整することができる。
特表２０１９－５３０３８７号公報
　上述の電波反射装置は、液晶の配向状態を最大限に変化させたとしても制御可能な範囲（電波の進行方向を調整可能な範囲）には限界があり、全方位に対応できるものではない。したがって、電波反射装置の制御可能な範囲から外れたエリアに電波を供給したい場合には、電波反射装置の反射面（作用面）の向きをあらかじめ調整し、該当エリアが電波反射装置の制御可能な範囲内に収まるように設定する必要があった。しかしながら、電波反射装置を設置する環境によっては、電波反射装置の反射面を所望の方向に向けることが困難な場合もあった。
　本発明の実施形態の一つは、初期状態において指向性を有する電波反射装置を提供することを課題の一つとする。
　本発明の一実施形態における電波反射装置は、複数のパッチ電極と、前記複数のパッチ電極に対向するコモン電極と、前記複数のパッチ電極と前記コモン電極との間の液晶層と、を含み、前記複数のパッチ電極は、第１パッチ電極、前記第１パッチ電極に隣接する第２パッチ電極、及び前記第２パッチ電極に隣接する第３パッチ電極を含み、前記第１パッチ電極の面積は、前記第２パッチ電極の面積よりも大きく、前記第２パッチ電極の面積は、前記第３パッチ電極の面積よりも大きい。
　本発明の一実施形態における電波反射装置は、複数のパッチ電極と、前記複数のパッチ電極に対向するコモン電極と、前記複数のパッチ電極と前記コモン電極との間の液晶層と、を含み、前記複数のパッチ電極は、第１パッチ電極、前記第１パッチ電極に隣接する第２パッチ電極、及び前記第２パッチ電極に隣接する第３パッチ電極を含み、前記第１パッチ電極を含む第１反射板ユニットセルによる反射波と前記第２パッチ電極を含む第２反射板ユニットセルによる反射波との間の位相差は、前記第２反射板ユニットセルによる反射波と前記第３パッチ電極を含む第３反射板ユニットセルによる反射波との間の位相差と同一である。
本発明の一実施形態の電波反射装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における反射板ユニットセルの構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における反射板ユニットセルの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における反射板ユニットセルの動作状態を示す図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における反射板ユニットセルの動作状態を示す図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における制御状態の反射波の進行方向を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態の電波反射装置における無電界状態の反射波の進行方向を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態の変形例における電波反射装置の構成を示す平面図である。 本発明の他の実施形態の電波反射装置の構成を示す平面図である。 本発明の他の実施形態の電波反射装置における反射板ユニットセルの構成を示す断面図である。 本発明の他の実施形態の変形例における電波反射装置の構成を示す平面図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面などを参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状などについて模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
　本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、共通の機能を有する要素について、説明の便宜上、同じ符号の後に「ａ」、「ｂ」などの文字を付して区別する場合がある。ただし、特に区別して説明する必要がない場合には、同じ符号を付して説明する場合がある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
　本明細書において、ある部材又は領域が他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限りこれは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
　本明細書において「αはＡ、Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ～Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
＜第１実施形態＞
（電波反射装置の構成）
　図１は、本発明の一実施形態の電波反射装置１００の構成を示す平面図である。本実施形態の電波反射装置１００は、第１方向（Ｄ１方向）に直列に接続された複数のパッチ電極１０８で構成される電極群が、第１方向と交差する第２方向（Ｄ２方向）に複数並んで配列された構成を有する。図１において、第１方向（図面に向かって上下方向）は、列方向に相当し、第２方向（図面に向かって左右方向）は、行方向に相当する。本実施形態では、第１方向に接続された複数のパッチ電極１０８を用いて、反射軸ＶＲを回転軸として第２方向に反射波の進行方向を変化させる一次元制御を行う例について説明する。
　図１に示すように、電波反射装置１００は、反射板１２０を有する。反射板１２０は、複数の反射板ユニットセル１０２により構成される。本実施形態の複数の反射板ユニットセル１０２は、前述の第１方向（列方向）及び第２方向（行方向）にマトリクス状に配列される。反射板ユニットセル１０２の具体的な構造については、後述する。反射板ユニットセル１０２は、複数のパッチ電極１０８が電波の入射面に向くように配置される。反射板１２０は、複数の反射板ユニットセル１０２によって構成された平板状の構造体である、反射板１２０で反射される電波（反射波）の進行方向は、各パッチ電極１０８のサイズ（面積）及び各パッチ電極１０８に印加される電圧によって制御される。
　図１に示すように、本実施形態の電波反射装置１００において、複数のパッチ電極１０８は、パッチ電極１０８ａ、パッチ電極１０８ａに隣接するパッチ電極１０８ｂ、及びパッチ電極１０８ｂに隣接するパッチ電極１０８ｃを含む。また、パッチ電極１０８ａの面積は、パッチ電極１０８ｂの面積よりも大きく、かつ、パッチ電極１０８ｂの面積は、パッチ電極１０８ｃの面積よりも大きい。ただし、この例に限られるものではなく、面積の大きさの関係は逆であってもよい。すなわち、パッチ電極１０８ａ～１０８ｃは、パッチ電極１０８ｃの面積が最も大きく、パッチ電極１０８ａの面積が最も小さくてもよい。
　このように、本実施形態では、互いに面積の異なる複数のパッチ電極１０８ａ～１０８ｃが、第１方向に周期的に並んで配置されている。このような構成とする理由については、後述する。複数のパッチ電極１０８ａ～１０８ｃは、第１配線１１８によって互いに接続されている。図１に示すように、第１配線１１８は、第１方向に延在し、第２方向に並んで複数配置される。そのため、本実施形態では、第２方向には同じ面積のパッチ電極１０８が並ぶ。例えば、パッチ電極１０８ａは、第１方向において面積の異なるパッチ電極１０８ｂと隣接し、第２方向において他のパッチ電極１０８ａ（他の第１配線１１８に接続されたパッチ電極１０８ａ）と隣接する。
　電波反射装置１００は、１つの誘電体基板（誘電体層）１０４に複数の反射板ユニットセル１０２が集積化された構造を有する。図１に示すように、電波反射装置１００は、複数のパッチ電極１０８が配列された誘電体基板１０４と、複数のパッチ電極１０８に対向するコモン電極１１０が設けられた対向基板１０６とが重ねて配置され、２つの基板間に液晶層（図示されず）が設けられた構造を有する。
　反射板１２０は、複数のパッチ電極１０８とコモン電極１１０とが重畳する領域に形成される。誘電体基板１０４と対向基板１０６とは、例えば光硬化性の樹脂材料で構成されるシール材１２８を用いて貼り合わされている。図示は省略するが、液晶層は、シール材１２８の内側の領域に設けられる。
　誘電体基板１０４は、対向基板１０６と対向する領域に加え、対向基板１０６より外側に広がる周辺領域１２２を有する。周辺領域１２２には、第１駆動回路１２４及び端子部１２６が設けられる。第１駆動回路１２４は、各パッチ電極１０８に制御信号を出力する。端子部１２６は、外部回路（図示せず）との接続部として機能する領域であり、図示は省略するが、例えばフレキシブルプリント回路基板と接続される。端子部１２６には、第１駆動回路１２４を制御するための信号が入力される。
　反射板１２０において、複数のパッチ電極１０８は、第１方向に延在する第１配線１１８に接続される。すなわち、各パッチ電極１０８は、第１配線１１８を介して相互に連結されている。反射板１２０は、第１配線１１８によって第１方向（列方向）に連結された複数のパッチ電極１０８で構成される電極群が、第２方向（行方向）に複数配列された構成を有する。
　複数の第１配線１１８は、周辺領域１２２に至るまで延在して第１駆動回路１２４と接続される。第１駆動回路１２４は、各パッチ電極１０８に供給する制御信号を出力する。具体的には、第１駆動回路１２４は、複数の第１配線１１８のそれぞれに、互いに異なる電圧の制御信号を出力することが可能である。第１配線１１８ごとに供給する制御信号を異ならせる（つまり、第１配線１１８ごとに印加する電圧を異ならせる）により、反射板１２０では、第１方向及び第２方向に配列された複数のパッチ電極１０８に対し、列ごと（すなわち、第１方向に配列された複数のパッチ電極１０８で構成される電極群ごと）に異なる制御信号が供給される。
　電波反射装置１００は、第１方向に配列された複数のパッチ電極１０８で構成される電極群ごとに異なる制御信号が供給されることにより、反射板１２０に入射した電波の反射波の進行方向を制御することができる。すなわち、電波反射装置１００は、反射板１２０に照射された電波の反射方向を、第１方向に平行な反射軸ＶＲを中心として図面の左右方向（行方向）に変化させることができる。
（反射板ユニットセルの構成）
　図２Ａは、本発明の一実施形態の電波反射装置１００における反射板ユニットセル１０２の構成を示す平面図である。図２Ｂは、本発明の一実施形態の電波反射装置１００における反射板ユニットセル１０２の構成を示す断面図である。具体的には、図２Ｂは、図２Ａに示す反射板ユニットセル１０２をＡ１－Ａ２で切断した断面図に対応する。
　図２Ａ及び図２Ｂに示すように、反射板ユニットセル１０２は、誘電体基板１０４、対向基板１０６、パッチ電極１０８、コモン電極１１０、液晶層１１４、第１配向膜１１２ａ、及び第２配向膜１１２ｂを含む。なお、図２Ａ及び図２Ｂでは、パッチ電極１０８と表記して説明するが、特に断りのない限り、パッチ電極１０８に関する説明は、パッチ電極１０８ａ、パッチ電極１０８ｂ、及びパッチ電極１０８ｃに共通である。
　パッチ電極１０８は、誘電体基板１０４の上に設けられる。反射板ユニットセル１０２において、誘電体基板１０４は、所定の誘電率を有する誘電体層とみなすことができる。コモン電極１１０は、対向基板１０６の上に設けられる。第１配向膜１１２ａは、パッチ電極１０８を覆うように設けられる。第２配向膜１１２ｂは、コモン電極１１０を覆うように設けられる。パッチ電極１０８とコモン電極１１０とは、液晶層１１４を介して互いに対向するように配置される。パッチ電極１０８と液晶層１１４との間には、第１配向膜１１２ａが介在し、コモン電極１１０と液晶層１１４との間には、第２配向膜１１２ｂが介在する。
　パッチ電極１０８は、平面視において対称となる形状を有していることが好ましい。ただし、パッチ電極の相互接続等の構造によっては、この限りでない場合もある。図２Ａは、パッチ電極１０８が平面視で正方形である例を示している。コモン電極１１０の形状には特段の制限はない。本実施形態のコモン電極１１０は、複数のパッチ電極１０８と対向するように、対向基板１０６の略全面にわたって設けられている。各パッチ電極１０８及びコモン電極１１０を構成する材料に制限はなく、導電性を有する金属材料又は金属酸化物材料などにより構成される。
　図１に示したように、誘電体基板１０４には、パッチ電極１０８に接続される第１配線１１８が設けられている。本実施形態では、第１配線１１８は、パッチ電極１０８と一体形成されているが、この例に限られるものではない。すなわち、第１配線１１８とパッチ電極１０８とは別の要素として形成されていてもよい。第１配線１１８は、パッチ電極１０８に制御信号を供給する際に用いる。図２Ａでは、１つのパッチ電極１０８のみが図示されているが、図１に示したように、パッチ電極１０８は、第１配線１１８を介して隣接する他のパッチ電極１０８に接続される。
　図２Ａ及び図２Ｂには図示されないが、図１に示したように、誘電体基板１０４と対向基板１０６とは、シール材１２８により貼り合わされている。誘電体基板１０４と対向基板１０６とは間隙を有するように対向して配置され、液晶層１１４は、シール材１２８で囲まれた領域内に設けられる。つまり、液晶層１１４は、誘電体基板１０４と対向基板１０６との間隙を充填するように設けられる。
　誘電体基板１０４と対向基板１０６との間には、パッチ電極１０８、コモン電極１１０、第１配向膜１１２ａ、及び第２配向膜１１２ｂが設けられるため、正確には、誘電体基板１０４と対向基板１０６の各々に設けられた第１配向膜１１２ａと第２配向膜１１２ｂとの間隔が液晶層１１４の厚さとなる。なお、図２Ｂには図示されないが、誘電体基板１０４と対向基板１０６との間には、間隔を一定に保つためのスペーサが設けられていてもよい。
　上述のとおり、パッチ電極１０８には、液晶層１１４の液晶分子の配向を制御するための制御信号が供給される。制御信号は、直流電圧の信号、又は、正の直流電圧と負の直流電圧とが交互に反転する極性反転信号である。コモン電極１１０は、接地電圧、又は、極性反転信号の中間レベルの電圧が印加される。
　パッチ電極１０８に制御信号が供給されることにより、液晶層１１４に含まれる液晶分子の配向状態が変化する。液晶層１１４としては、誘電率異方性を有する液晶材料が用いられる。例えば、液晶層１１４として、ネマティック液晶、スメクティック液晶、コレステリック液晶、又はディスコティック液晶を用いることができる。誘電率異方性を有する液晶層１１４は、液晶分子の配向状態の変化により誘電率が変化する。反射板ユニットセル１０２は、パッチ電極１０８に供給する制御信号（すなわち、パッチ電極１０８に印加される電圧）によって液晶層１１４の誘電率を変化させることにより、電波を反射するときに反射波の位相を遅延させることができる。
　反射板ユニットセル１０２が反射する電波の周波数帯は、超短波（ＶＨＦ：Very High Frequency）帯、極超短波（ＵＨＦ：Ultra-High Frequency）帯、マイクロ波（ＳＨＦ：Super High Frequency）帯、サブミリ波（ＴＨＦ：Tremendously high frequency）、ミリ波（ＥＨＦ：Extra High Frequency）帯である。液晶層１１４の液晶分子の配向は、パッチ電極１０８に供給される制御信号に応答して変化するが、パッチ電極１０８に照射される電波の周波数にはほとんど追従しない。したがって、反射板ユニットセル１０２は、電波の影響を受けずに、反射する電波の位相を制御することが可能である。
　図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の一実施形態の電波反射装置１００における反射板ユニットセル１０２の動作状態を示す図である。具体的には、図３Ａは、パッチ電極１０８に制御信号が供給されていない状態、すなわち、パッチ電極１０８とコモン電極１１０とが等電位である状態（以下、「無電界状態」と呼ぶ）を示している。図３Ｂは、パッチ電極１０８に制御信号が供給された状態、すなわち、パッチ電極１０８とコモン電極１１０との間に電位差が生じている状態（以下、「電界形成状態」呼ぶ）を示している。ただし、図３Ａにおいて、第１配向膜１１２ａ及び第２配向膜１１２ｂは、いずれも水平配向膜である場合を示している。
　図３Ａに示すように、無電界状態における液晶分子１１６の長軸は、第１配向膜１１２ａ及び第２配向膜１１２ｂによりパッチ電極１０８及びコモン電極１１０の表面に対して略水平に配向している。これに対し、電界形成状態において、液晶分子１１６の長軸は、形成された電界の作用を受けてパッチ電極１０８及びコモン電極１１０の表面に対し、略垂直に配向する。液晶分子１１６の長軸が配向する角度は、パッチ電極１０８とコモン電極１１０との間の電位差（電圧）の大きさによって変化する。したがって、パッチ電極１０８とコモン電極１１０との間の電位差を制御することにより、水平方向と垂直方向の中間の方向に配向させることも可能である。
　反射板ユニットセル１０２は、液晶層１１４の誘電率異方性を利用して、反射波の位相を遅らせる（又は遅らせない）ように制御することが可能である。誘電率異方性を有する液晶層１１４は、可変誘電体層とみなすこともできる。液晶分子１１６は、材料によって誘電率異方性の正負が異なる。そのため、位相変化の制御を行う際には、誘電率異方性の正負に応じて、初期配向状態や液晶層１１４に与える電界の大小及び正負を適宜選択すればよい。
（電波反射装置の基本動作）
　次に、電波反射装置１００の基本動作について説明する。上述のように、反射板ユニットセル１０２は、パッチ電極１０８に印加する電圧に応じて反射波（反射する電波）の位相を進めたり遅らせたりすることが可能である。この原理を利用して、電波反射装置１００は、反射波の進行方向を制御することが可能である。
　図４は、本発明の一実施形態の電波反射装置１００における制御状態の反射波の進行方向を説明するための模式図である。具体的には、図４は、２つの反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２によって反射波の進行方向が変化する様子を模式的に示している。図４に示すように、反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２の各々に対し、同じ位相の電波（入射波）が入射する。なお、図４において、第３方向（Ｄ３方向）は、第１方向（Ｄ１方向）及び第２方向（Ｄ２方向）と直交する方向（反射板１２０の反射面の法線方向）である。
　図４において、反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２のパッチ電極１０８の面積は、等しいものとする。例えば、反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２の各々のパッチ電極１０８は、図１に示したパッチ電極１０８ａであってもよい。この場合、液晶層１１４に電圧を印加しない無電界状態では、反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２の各々から、同じ位相の電波（反射波）が出射される。すなわち、反射板ユニットセル１０２－１及び１０２－２からの反射波は、入射波の入射方向と平行な方向に向かって進行する。
　他方、反射板ユニットセル１０２－１と反射板ユニットセル１０２－２とにそれぞれ異なる電圧を印加した場合（Ｖ１≠Ｖ２）、反射板ユニットセル１０２－１における液晶層１１４の誘電率と反射板ユニットセル１０２－２における液晶層１１４の誘電率とは互いに異なる値となる。その結果、図４に示すように、反射板ユニットセル１０２－１で反射した反射波Ｒ１の位相と、反射板ユニットセル１０２－２で反射した反射波Ｒ２の位相が異なり、見かけ上、反射波の進行方向が斜め方向に変化する。具体的には、図４では、反射波Ｒ２の位相が反射波Ｒ１の位相に比べて進んでいるため、反射波は、左方向（第２方向）に向かって斜めに進行する。
　このように、本実施形態の電波反射装置１００は、隣接するパッチ電極１０８に異なる電圧を印加することにより、それぞれのパッチ電極１０８を含む反射板ユニットセルにおける反射波の位相を異ならせることができる。本実施形態では、図１に示したように、第１方向（列方向）に並ぶ複数のパッチ電極１０８は、第１配線１１８によって互いに接続されているため、等電位である。つまり、本実施形態では、第１方向に並ぶ複数のパッチ電極１０８で構成される電極群ごとに、パッチ電極１０８に印加する電圧を異ならせることができる。換言すれば、ある第１配線１１８に印加される電圧と、当該第１配線１１８に隣接する他の第１配線１１８に印加される電圧とを互いに異ならせることができる。
　以上説明したように、本実施形態の電波反射装置１００は、図１において、複数の第１配線１１８ごとに異なる制御信号を供給することにより、各第１配線１１８に接続された複数のパッチ電極１０８で構成される電極群ごとに異なる電圧を印加することができる。その結果、反射板１２０によって反射された電波は、各第１配線１１８に印加された電圧に応じて、入射波の入射方向に対して所定の角度を有する方向に向かって進行する。具体的には、電波反射装置１００は、反射軸ＶＲ（図１参照）を回転軸として第２方向（行方向）に反射波の進行方向を変化させることができる。
（電波反射装置の初期位相制御）
　上述のとおり、本実施形態の電波反射装置１００は、各反射板ユニットセル１０２において液晶層１１４に印加される電圧を制御することにより、反射波の進行方向を制御することができる。このような電圧による制御に加えて、本実施形態の電波反射装置１００は、初期状態（例えば、液晶層１１４に電圧を印加しない無電界状態）においても、反射波の進行方向を所定の方向に設定することが可能である。具体的には、本実施形態では、図１に示したように、第１方向（列方向）に並ぶ複数のパッチ電極１０８が、それぞれ互いに面積の異なるパッチ電極１０８ａ～１０８ｃを含む。このような構成を有することにより、電波反射装置１００は、入射波に対する反射波の進行方向を第１方向（列方向）に向かって変化させることができる。
　図５は、本発明の一実施形態の電波反射装置１００における無電界状態の反射波の進行方向を説明するための模式図である。具体的には、図５は、２つの反射板ユニットセル１０２ａ及び１０２ｂによって反射波の進行方向が変化する様子を模式的に示している。ここで、反射板ユニットセル１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれ図１に示したパッチ電極１０８ａ及び１０８ｂを含む。反射板ユニットセル１０２ａ及び１０２ｂの各々に対しては、同じ位相の電波（入射波）が入射する。
　図５に示すように、反射板ユニットセル１０２ａのパッチ電極１０８ａと反射板ユニットセル１０２ｂのパッチ電極１０８ｂとは、互いに面積が異なる。本実施形態では、パッチ電極１０８ａの面積は、パッチ電極１０８ｂの面積よりも大きい。ここで、パッチ電極１０８の面積は、パッチ電極１０８、液晶層１１４、及びコモン電極１１０とで構成される容量（液晶層１１４を誘電体とする容量）の値に影響する。つまり、パッチ電極１０８ａの面積とパッチ電極１０８ｂの面積とが互いに異なることにより、反射板ユニットセル１０２ａにおける容量の値と反射板ユニットセル１０２ｂにおける容量の値とが異なる。反射板ユニットセル１０２の容量の値は、反射板ユニットセル１０２によって反射される電波の位相に影響する。
　その結果、図５に示すように、反射板ユニットセル１０２ａで反射した反射波Ｒ３の位相と、反射板ユニットセル１０２ｂで反射した反射波Ｒ４の位相との間に差異が生じ、見かけ上、反射波の進行方向が斜め方向に変化する。具体的には、図５では、反射波Ｒ４の位相が反射波Ｒ３の位相に比べて遅れているため、反射波は、右方向（第１方向）に向かって斜めに傾いて進行する。図示は省略するが、このような関係は、パッチ電極１０８ｂとパッチ電極１０８ｃとの間でも同様である。
　本実施形態では、反射板ユニットセル１０２ｂで反射した反射波Ｒ４の位相に比べて、パッチ電極１０８ｃを含む反射板ユニットセル（図示せず。以下、「反射板ユニットセル１０２ｃ」と呼ぶ。）で反射した反射波の位相が遅れる。このとき、図５に示す反射板ユニットセル１０２ａによる反射波と反射板ユニットセル１０２ｂによる反射波との間の位相差は、反射板ユニットセル１０２ｂによる反射波と反射板ユニットセル１０２ｃによる反射波との間の位相差と同一である。このような関係とすることにより、図１に示した各反射板ユニットセル１０２ａ～１０２ｃを含む反射板ユニットセル群１０における反射波は、入射波に対して所定の角度を有する方向に向かって進行する。なお、上記説明において、位相差が同一であるとは、位相差が完全に一致する場合だけでなく、±５％以内の範囲内で位相差が一致しない場合をも含む。例えば、反射板ユニットセル１０２ａによる反射波の位相（第１位相）を基準としたとき、反射板ユニットセル１０２ｂによる反射波の位相（第２位相）が、第１位相に対して±５％の範囲内で異なる場合であっても、第１位相と第２位相とは同一であるものとする。
　このように、本実施形態の電波反射装置１００は、互いに隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせることにより、液晶層１１４に電界を印加しない状態（無電界状態）においても、それぞれのパッチ電極１０８ａ～１０８ｃを含む反射板ユニットセル１０２ａ～１０２ｃにおける反射波の位相を異ならせることができる。そのため、各反射板ユニットセル１０２ａ～１０２ｃで構成される反射板ユニットセル群１０で反射される電波は、各反射板ユニットセル１０２ａ～１０２ｃが並ぶ方向に沿って斜めに進行する。このような反射板ユニットセル群１０が第１方向に直列に複数配置され、第２方向に並んで複数配置されることにより反射板１２０が構成される。その結果、電波反射装置１００は、入射波に対する反射波の進行方向を第１方向（列方向）に向かって変化させることができる。
　以上説明したとおり、本実施形態の電波反射装置１００は、初期状態（例えば、液晶層１１４に電圧が印加されない無電界状態）において、入射波に対する反射波の進行方向があらかじめ第１方向（列方向）に傾くように設定されている。すなわち、電波反射装置１００に対して電圧制御を行う前の状態において、あらかじめ所定の方向（本実施形態では、第１方向に沿う方向）に向かって反射波を反射させることが可能である。さらに、電波反射装置１００は、電圧制御により、反射軸ＶＲを回転軸として反射波の進行方向を第２方向に変化させることができる。
　本実施形態では、初期状態の一例として、液晶層１１４に電圧が印加されない無電界状態を挙げたが、これに限られるものではない。例えば、すべてのパッチ電極１０８に同一の電圧を印加した状態（等電位状態）であっても、各反射板ユニットセルからの反射波に位相差が生じないため、無電界状態と同じ反射態様を示す。したがって、本明細書における初期状態には、無電界状態に加えて、上述の等電位状態も含むものとする。
（第１実施形態の変形例１）
　図１では、３つのパッチ電極１０８ａ～１０８ｃを含む反射板ユニットセル群１０が第１方向に直列に複数配置される例を示したが、この例に限られるものではない。例えば、反射板ユニットセル群１０に含まれるパッチ電極１０８の数は、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
　反射板ユニットセル群１０に４つ以上のパッチ電極１０８を含む場合においても、各パッチ電極１０８の面積の関係は、図１と同様である。すなわち、反射板ユニットセル群１０に含まれる各パッチ電極１０８は、一端に位置するパッチ電極の面積が最も大きく、他端に位置するパッチ電極の面積が最も小さいという関係を有する。ただし、この場合においても、上述のように、隣接する２つの反射板ユニットセルの間の位相差は、各反射板ユニット間で同一であることが好ましい。
（第１実施形態の変形例２）
　図１では、第１方向に隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせる例について説明したが、この例に限られるものではなく、第２方向に隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせることも可能である。
　図６は、本発明の一実施形態の変形例における電波反射装置１００ａの構成を示す平面図である。本実施形態の電波反射装置１００ａは、第２方向（Ｄ２方向）に並ぶ複数のパッチ電極１０８で構成される電極群２０が、第１方向（Ｄ１方向）に複数並んで配列された構成を有する。本実施形態の電波反射装置１００ａは、初期状態において、入射波に対する反射波の進行方向があらかじめ第２方向（行方向）に傾くように設定されている。すなわち、電波反射装置１００ａに対して電圧制御を行う前の状態において、あらかじめ所定の方向（図６では、第２方向に沿う方向）に向かって反射波を反射させることが可能である。
　さらに、電波反射装置１００ａは、電圧制御により、反射軸ＶＲを回転軸として反射波の進行方向を第２方向に変化させることができる。初期状態において、反射波が予め第２方向に向かうように設定されているため、電圧制御を行う場合、予め設定された方向を基準として、当該基準となる方向から、さらに第２方向に反射波の進行方向を変化させることができる。このような制御を行うことにより、電波反射装置１００ａは、電圧制御だけでは電波を送ることが出来ないエリアに対しても電波を送ることが可能となる。具体的には、初期状態において、電波反射装置１００ａによる反射波の進行方向を当該エリアの位置する方に傾けておき、当該方向を基準としてさらに電圧制御により反射波の進行方向を変化させることにより、所望のエリアに電波を到達させることが可能となる。
＜第２実施形態＞
　第１実施形態では、反射軸ＶＲを回転軸として第２方向に反射波の進行方向を変化させる一次元制御を行う例について説明した。本実施形態では、さらに反射軸ＨＲを回転軸とした第１方向へ反射波の進行方向も変化させる二次元制御を行う例について説明する。第１実施形態と同じ機能を有する要素については、同一の符号を付して表し、重複する説明を省略する。
　図７は、本発明の一実施形態の電波反射装置２００の構成を示す平面図である。本実施形態の電波反射装置２００は、第１方向（列方向）に延在すると共に第２方向に並ぶ複数の第１配線１１８に加え、第２方向（行方向）に延在すると共に第１方向に並ぶ複数の第２配線１３２を有する。複数の第１配線１１８と複数の第２配線１３２は、図示されない絶縁層を挟んで交差する。複数の第１配線１１８は、制御信号を出力する第１駆動回路１２４に接続される。複数の第２配線１３２は、走査信号を出力する第２駆動回路１３０に接続される。
　図７の拡大図に示すように、各反射板ユニットセル２０２は、スイッチング素子１３４を含む。本実施形態において、スイッチング素子１３４は、トランジスタである。ただし、この例に限らず、スイッチング素子１３４は、スイッチとしての機能を有している素子であれば、如何なる素子であってもよい。なお、拡大図では、パッチ電極１０８ａを含む反射板ユニットセル２０２を例示しているが、パッチ電極１０８ｂ又はパッチ電極１０８ｃを含む反射板ユニットセル２０２も同様の構成を有している。
　スイッチング素子１３４は、第１配線１１８及び第２配線１３２に接続される。具体的には、スイッチング素子１３４であるトランジスタのソースに第１配線１１８が接続され、ゲートに第２配線１３２が接続される。スイッチング素子１３４のスイッチング機能は、第２配線１３２に供給される走査信号により制御される。スイッチング素子１３４がオン状態になると、パッチ電極１０８と第１配線１１８とが電気的に接続され、パッチ電極１０８に制御信号が供給される。このような構成によれば、第２方向に配列する複数のパッチ電極１０８を行ごとに選択し、各行に異なる電圧の制御信号を供給することができる。
　図８は、本発明の他の実施形態の電波反射装置２００における反射板ユニットセル２０２の構成を示す断面図である。スイッチング素子１３４は、第１ゲート電極１３８、第１ゲート絶縁層１４０、半導体層１４２、第２ゲート絶縁層１４６、及び第２ゲート電極１４８を含む。第１ゲート電極１３８と誘電体基板１０４との間には、アンダーコート層１３６が設けられている。
　第１ゲート絶縁層１４０と第２ゲート絶縁層１４６との間には、第１配線１１８及び第１接続配線１４４が設けられる。第１配線１１８及び第１接続配線１４４は、半導体層１４２と接するように設けられる。具体的には、第１配線１１８は、半導体層１４２のソース側と接続され、第１接続配線１４４は、半導体層１４２のドレイン側と接続される。ただし、ソース及びドレインの位置関係は、トランジスタのソースとドレインとの間に印加される電圧に応じて逆になる場合がある。
　スイッチング素子１３４は、第１層間絶縁層１５０に覆われている。第１層間絶縁層１５０の上には、第２配線１３２が設けられる。第２配線１３２は、第１層間絶縁層１５０に形成されたコンタクトホールを介して第２ゲート電極１４８と接続される。なお、図示されないが、第１ゲート電極１３８と第２ゲート電極１４８とは半導体層１４２と重ならない領域で相互に電気的に接続されている。第１層間絶縁層１５０の上には、第２配線１３２と同じ導電層で第２接続配線１５２が設けられる。第２接続配線１５２は、第１層間絶縁層１５０に形成されたコンタクトホールを介して第１接続配線１４４と接続される。
　第２配線１３２及び第２接続配線１５２は、第２層間絶縁層１５４に覆われている。第２層間絶縁層１５４の上には、スイッチング素子１３４によって形成された段差を埋めるように平坦化層１５６が設けられる。平坦化層１５６を設けることにより、スイッチング素子１３４の配置による起伏の影響を受けずにパッチ電極１０８を形成することができる。平坦化層１５６の上には、パッシベーション層１５８が設けられる。パッチ電極１０８は、パッシベーション層１５８の上に設けられる。パッチ電極１０８は、パッシベーション層１５８、平坦化層１５６、及び第２層間絶縁層１５４を貫通するコンタクトホールを介して第２接続配線１５２と接続される。パッチ電極１０８の上に第１配向膜１１２ａが設けられる。
　対向基板１０６の上には、第１実施形態の図２Ｂと同様に、コモン電極１１０、第２配向膜１１２ｂが設けられる。対向基板１０６におけるコモン電極１１０が設けられた面は、誘電体基板１０４におけるパッチ電極１０８が設けられた面と対向するように配置される。第１配向膜１１２ａと第２配向膜１１２ｂとの間には、液晶層１１４が設けられる。
　図８に示す構造において、アンダーコート層１３６は、例えば、酸化シリコン膜で形成される。第１ゲート絶縁層１４０及び第２ゲート絶縁層１４６は、例えば、酸化シリコン膜、又は酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の積層構造で形成される。半導体層は、例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコンのようなシリコン半導体、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化ガリウムなどの金属酸化物を含む酸化物半導体で形成される。第１ゲート電極１３８及び第２ゲート電極１４８は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）又はこれらの合金で形成される。第１配線１１８、第２配線１３２、第１接続配線１４４、及び第２接続配線１５２は、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）などの金属材料を用いて形成される。例えば、各配線は、チタン（Ｔｉ）／アルミニウム（Ａｌ）／チタン（Ｔｉ）の積層構造、又はモリブデン（Ｍｏ）／アルミニウム（Ａｌ）／モリブデン（Ｍｏ）の積層構造で構成されてもよい。平坦化層１５６は、アクリル、ポリイミドなどの樹脂材料を用いて形成される。パッシベーション層１５８は、例えば、シリコン窒化膜などを用いて形成される。パッチ電極１０８及びコモン電極１１０は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属膜、又は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの透明導電膜を用いて形成される。
　図８に示すように、第２配線１３２をスイッチング素子１３４として用いるトランジスタのゲートに接続し、第１配線１１８を当該トランジスタのソース及びドレインの一方に接続し、パッチ電極１０８をソース及びドレインの他方に接続する。これにより、マトリクス状に配列された複数のパッチ電極１０８の中から所定のパッチ電極を選択して制御信号を供給することができる。
　このように、本実施形態の電波反射装置２００は、反射板ユニットセル２０２ごとに、パッチ電極１０８に印加する電圧を制御することが可能である。そのため、第２方向に隣接するパッチ電極１０８間で印加電圧を異ならせることができるだけでなく、第１方向に隣接するパッチ電極１０８間で印加電圧を異ならせることができる。つまり、本実施形態の電波反射装置２００は、反射軸ＶＲを中心として第２方向に反射波の進行方向を制御する機能に加え、反射軸ＨＲを中心として第１方向に反射波の進行方向を制御する機能を有する。
　また、本実施形態の電波反射装置２００は、第１方向において互いに隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせることにより、初期状態においても、それぞれのパッチ電極１０８ａ～１０８ｃを含む各反射板ユニットセル２０２における反射波の位相を異ならせることができる。すなわち、本実施形態の電波反射装置２００は、第１実施形態の電波反射装置１００と同様に、初期状態において、入射波に対する反射波の進行方向があらかじめ第１方向（列方向）に傾くように設定されている。そのため、本実施形態では、初期状態において第１方向に傾けられた反射波の進行方向を、さらに電圧制御により第１方向又は第２方向に変化させることができる。
　例えば、図７に示す例では、初期状態において、反射波が予め第１方向に向かうように設定されているため、電圧制御を行うことにより、予め設定された方向から、さらに第１方向に反射波の進行方向を変化させることができる。このような制御を行うことにより、電波反射装置２００は、電圧制御だけでは電波を送ることが出来ないエリアに対しても電波を送ることが可能となる。
（第２実施形態の変形例１）
　図７では、第１方向に隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせる例について説明したが、この例に限られるものではなく、第２方向に隣接するパッチ電極１０８の面積を異ならせることも可能である。
　図９は、本発明の一実施形態の変形例における電波反射装置２００ａの構成を示す平面図である。本実施形態の電波反射装置２００ａは、第２方向（Ｄ２方向）に並ぶ複数のパッチ電極１０８で構成される電極群２０が、第１方向（Ｄ１方向）に複数並んで配列された構成を有する。本実施形態の電波反射装置２００ａは、初期状態において、入射波に対する反射波の進行方向があらかじめ第２方向（行方向）に傾くように設定されている。すなわち、電波反射装置２００ａに対して電圧制御を行う前の状態において、あらかじめ所定の方向（図９では、第２方向に沿う方向）に向かって反射波を反射させることが可能である。
　さらに、電波反射装置２００ａは、電圧制御により、反射軸ＶＲを回転軸として反射波の進行方向を第２方向に変化させたり、反射軸ＨＲを回転軸として第１方向に変化させたりすることができる。初期状態において、反射波が予め第２方向に向かうように設定されているため、電圧制御を行う場合、予め設定された方向を基準として、当該基準となる方向から、さらに第１方向又は第２方向に反射波の進行方向を変化させることができる。このような制御を行うことにより、電波反射装置２００ａは、電圧制御だけでは電波を送ることが出来ないエリアに対しても電波を送ることが可能となる。具体的には、初期状態において、電波反射装置２００ａによる反射波の進行方向を当該エリアの位置する方に傾けておき、当該方向を基準としてさらに電圧制御により反射波の進行方向を変化させることにより、所望のエリアに電波を到達させることが可能となる。
　本発明の一実施形態として例示した上述の各実施形態（変形例も含む）の構成は相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。また、本明細書及び図面に開示された各実施形態の構成を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　本明細書に開示された実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
　１０、２０：反射板ユニットセル群、１００、１００ａ：電波反射装置、１０２、１０２－１、１０２－２、１０２ａ～１０２ｃ：反射板ユニットセル、１０４：誘電体基板、１０６：対向基板、１０８、１０８ａ～１０８ｃ：パッチ電極、１１０：コモン電極、１１２ａ：第１配向膜、１１２ｂ：第２配向膜、１１４：液晶層、１１６：液晶分子、１１８：第１配線、１２０：反射板、１２２：周辺領域、１２４：第１駆動回路、１２６：端子部、１２８：シール材、１３０：第２駆動回路、１３２：第２配線、１３４：スイッチング素子、１３６：アンダーコート層、１３８：第１ゲート電極、１４０：第１ゲート絶縁層、１４２：半導体層、１４４：第１接続配線、１４６：第２ゲート絶縁層、１４８：第２ゲート電極、１５０：第１層間絶縁層、１５２：第２接続配線、１５４：第２層間絶縁層、１５６：平坦化層、１５８：パッシベーション層、２００、２００ａ：電波反射装置、２０２：反射板ユニットセル

Claims (12)

  1. 　複数のパッチ電極と、
    　前記複数のパッチ電極に対向するコモン電極と、
    　前記複数のパッチ電極と前記コモン電極との間の液晶層と、
    　を含み、
    　前記複数のパッチ電極は、第１パッチ電極、前記第１パッチ電極に隣接する第２パッチ電極、及び前記第２パッチ電極に隣接する第３パッチ電極を含み、
    　前記第１パッチ電極の面積は、前記第２パッチ電極の面積よりも大きく、
    　前記第２パッチ電極の面積は、前記第３パッチ電極の面積よりも大きい、電波反射装置。
  2. 　複数のパッチ電極と、
    　前記複数のパッチ電極に対向するコモン電極と、
    　前記複数のパッチ電極と前記コモン電極との間の液晶層と、
    　を含み、
    　前記複数のパッチ電極は、第１パッチ電極、前記第１パッチ電極に隣接する第２パッチ電極、及び前記第２パッチ電極に隣接する第３パッチ電極を含み、
    　前記第１パッチ電極を含む第１反射板ユニットセルによる反射波と前記第２パッチ電極を含む第２反射板ユニットセルによる反射波との間の位相差は、前記第２反射板ユニットセルによる反射波と前記第３パッチ電極を含む第３反射板ユニットセルによる反射波との間の位相差と同一である、電波反射装置。
  3. 　前記第１パッチ電極は、第１方向において前記第２パッチ電極と隣接し、前記第１方向と交差する第２方向において、他の第１パッチ電極と隣接する、請求項１又は２に記載の電波反射装置。
  4. 　前記第１方向に延在する第１配線をさらに含み、
    　前記第１パッチ電極、前記第２パッチ電極、及び前記第３パッチ電極は、各々前記第１配線に接続される、請求項３に記載の電波反射装置。
  5. 　前記第１配線は、前記第２方向に並んで複数配置される、請求項４に記載の電波反射装置。
  6. 　前記第１配線に印加される電圧と前記第１配線に隣接する他の第１配線に印加される電圧とが互いに異なる、請求項５に記載の電波反射装置。
  7. 　前記第１方向に延在する第１配線、前記第２方向に延在する第２配線、及び前記第１配線及び前記第２配線に接続されるスイッチング素子をさらに含み、
    　前記第１パッチ電極、前記第２パッチ電極、及び前記第３パッチ電極は、各々前記スイッチング素子を介して前記第１配線に電気的に接続される、請求項３に記載の電波反射装置。
  8. 　前記スイッチング素子は、トランジスタであり、
    　前記第１配線は、前記トランジスタのソースに接続され、
    　前記第２配線は、前記トランジスタのゲートに接続される、請求項７に記載の電波反射装置。
  9. 　前記第１パッチ電極、前記第２パッチ電極、及び前記第３パッチ電極に印加される電圧が互いに異なる、請求項７に記載の電波反射装置。
  10. 　前記第１配線は、前記第２方向に並んで複数配置される、請求項７に記載の電波反射装置。
  11. 　前記第１配線に印加される電圧と前記第１配線に隣接する他の第１配線に印加される電圧とが互いに異なる、請求項１０に記載の電波反射装置。
  12. 　前記第１パッチ電極を含む第１反射板ユニットセル、前記第２パッチ電極を含む第２反射板ユニットセル、及び前記第３パッチ電極を含む第３反射板ユニットセルを含む反射板ユニットセル群が、直列に複数配置される、請求項１又は２に記載の電波反射装置。
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