(57)【要約】  走査アンテナは、複数のアンテナ単位（Ｕ）を含む送受信領域（Ｒ１）と、送受信領域外の非送受信領域（Ｒ２）とを有する。走査アンテナは、ＴＦＴ基板（１０１Ａａ）と、スロット基板（２０１Ａａ）と、ＴＦＴ基板とスロット基板との間に設けられた液晶層（ＬＣ）と、非送受信領域に設けられた、液晶層を包囲するシール部（７３Ａａ）と、第２誘電体基板の第２主面に誘電体層を介して対向するように配置された反射導電板と、送受信領域における第１誘電体基板と第２誘電体基板との第１間隙を規定する第１スペーサ構造体と、第１間隙よりも広い、非送受信領域における第１誘電体基板と第２誘電体基板との第２間隙を規定する第２スペーサ構造体とを有する。第２スペーサ構造体は、シール部内またはシール部で包囲された領域内に配置されている。
2020121875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ単位を含む送受信領域と、前記送受信領域外の非送受信領域とを有する走査アンテナであって、
第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板に支持された、複数のＴＦＴ、複数のゲートバスライン、複数のソースバスラインおよび複数のパッチ電極とを有するＴＦＴ基板と、
第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第１主面上に形成されたスロット電極であって、前記複数のパッチ電極に対応して配置された複数のスロットを有するスロット電極とを有するスロット基板と、
前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に設けられた液晶層と、
前記非送受信領域に設けられた、前記液晶層を包囲するシール部と、
前記第２誘電体基板の前記第１主面と反対側の第２主面に誘電体層を介して対向するように配置された反射導電板と、
前記送受信領域に配置され、前記送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第１間隙を規定する第１スペーサ構造体と、
前記第１間隙よりも広い、前記非送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第２間隙を規定する第２スペーサ構造体と
を有し、
前記第２スペーサ構造体は、前記シール部内または前記シール部で包囲された領域内に配置されている、走査アンテナ。
【請求項２】
前記液晶層の温度が２５℃のとき、前記液晶層は真空気泡を有し、前記液晶層の温度が１２０℃以上のとき、前記液晶層は真空気泡を有しない、請求項１に記載の走査アンテナ。
【請求項３】
前記第１スペーサ構造体は、前記パッチ電極および前記スロット電極の間の前記液晶層の厚さを規定する第１柱状スペーサを含み、
前記第２スペーサ構造体は、前記第１柱状スペーサよりも高いスペーサを含む、請求項１または２に記載の走査アンテナ。
【請求項４】
前記シール部は、前記送受信領域の前記液晶層の厚さを規定する第１粒状スペーサを含み、
前記第２スペーサ構造体は、前記第１粒状スペーサよりも粒径の大きい第２粒状スペーサを含む、請求項１から３のいずれかに記載の走査アンテナ。
【請求項５】
前記第２スペーサ構造体は、前記シール部内に配置されている、請求項１から４のいずれかに記載の走査アンテナ。
【請求項６】
前記第１間隙よりも広い、前記非送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第３間隙を規定する第３スペーサ構造体であって、前記シール部で包囲された領域内に配置された第３スペーサ構造体と、
前記第３スペーサ構造体を含む追加シール部と
をさらに有する、請求項１から５のいずれかに記載の走査アンテナ。
【請求項７】
前記追加シール部は、前記第１誘電体基板の法線方向から見て、前記ＴＦＴ基板および前記スロット基板を包含する最小の矩形を描いたとき、前記矩形からの切り欠きが最も大きい辺に沿った領域に形成されている部分を含む、請求項６に記載の走査アンテナ。
【請求項８】
前記第３スペーサ構造体の高さは、前記第２スペーサ構造体の高さよりも大きい、請求項６または７に記載の走査アンテナ。
【請求項９】
前記シール部で包囲された領域は、前記送受信領域を含むアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外のバッファ領域とを有し、前記アクティブ領域と前記バッファ領域との間に前記追加シール部が設けられている、請求項６から８のいずれかに記載の走査アンテナ。
【請求項１０】
前記シール部は、注入口を画定するメインシール部と、前記注入口を封止するエンドシール部とを有し、
前記追加シール部は、前記注入口から注入された液晶材料が前記アクティブ領域を通って前記バッファ領域に充填されるように形成されている、請求項９に記載の走査アンテナ。
【請求項１１】
前記バッファ領域は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の幅を有する領域を含む、請求項９または１０に記載の走査アンテナ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の走査アンテナの製造方法であって、前記液晶層を形成する工程は、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間、かつ、前記シール部で包囲された領域内に真空気泡を生じさせるように液晶材料を供給する工程を包含する、走査アンテナの製造方法。
【請求項１３】
前記液晶層を形成する工程は、前記液晶材料を供給する工程の後に、前記液晶層の温度を１２０℃以上に上昇させる工程をさらに包含する、請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記液晶層が真空注入法を用いて形成される、請求項１２または１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記液晶層が滴下注入法を用いて形成され、前記液晶層を形成する工程は、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間、かつ、前記シール部で包囲された領域の体積よりも少ない液晶材料を滴下する工程を包含する、請求項１２または１３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走査アンテナに関し、特に、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。）およびそのような走査アンテナの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
本出願人は、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を開発している。本出願人による特許文献６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、そのような走査アンテナに用いられるＴＦＴ基板ならびにそのような走査アンテナの製造方法および駆動方法を開示している。参考のために、特許文献６の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１１６５７３号公報
【特許文献２】特開２００７−２９５０４４号公報
【特許文献３】特表２００９−５３８５６５号公報
【特許文献４】特表２０１３−５３９９４９号公報
【特許文献５】国際公開第２０１５／１２６５５０号
【特許文献６】国際公開第２０１７／０６１５２７号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒ．  Ａ．  Ｓｔｅｖｅｎｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｒｅｔｈｉｎｋｉｎｇ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｕｓｉｎｇ  ＬＣＤ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，  ＳＩＤ  ２０１５  ＤＩＧＥＳＴ，  ｐｐ．８２７−８３０．
【非特許文献２】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）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明のある目的は、特許文献６に記載の走査アンテナの性能をさらに向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の解決手段が提供される。
［項目１］
複数のアンテナ単位を含む送受信領域と、前記送受信領域外の非送受信領域とを有する走査アンテナであって、
第１誘電体基板と、前記第１誘電体基板に支持された、複数のＴＦＴ、複数のゲートバスライン、複数のソースバスラインおよび複数のパッチ電極とを有するＴＦＴ基板と、
第２誘電体基板と、前記第２誘電体基板の第１主面上に形成されたスロット電極であって、前記複数のパッチ電極に対応して配置された複数のスロットを有するスロット電極とを有するスロット基板と、
前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間に設けられた液晶層と、
前記非送受信領域に設けられた、前記液晶層を包囲するシール部と、
前記第２誘電体基板の前記第１主面と反対側の第２主面に誘電体層を介して対向するように配置された反射導電板と、
前記送受信領域に配置され、前記送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第１間隙を規定する第１スペーサ構造体と、
前記第１間隙よりも広い、前記非送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第２間隙を規定する第２スペーサ構造体と
を有し、
前記第２スペーサ構造体は、前記シール部内または前記シール部で包囲された領域内に配置されている、走査アンテナ。
［項目２］
前記液晶層の温度が２５℃のとき、前記液晶層は真空気泡を有し、前記液晶層の温度が１２０℃以上のとき、前記液晶層は真空気泡を有しない、項目１に記載の走査アンテナ。
［項目３］
前記第１スペーサ構造体は、前記パッチ電極および前記スロット電極の間の前記液晶層の厚さを規定する第１柱状スペーサを含み、
前記第２スペーサ構造体は、前記第１柱状スペーサよりも高いスペーサを含む、項目１または２に記載の走査アンテナ。
［項目４］
前記シール部は、前記送受信領域の前記液晶層の厚さを規定する第１粒状スペーサを含み、
前記第２スペーサ構造体は、前記第１粒状スペーサよりも粒径の大きい第２粒状スペーサを含む、項目１から３のいずれかに記載の走査アンテナ。
［項目５］
前記第２スペーサ構造体は、前記シール部内に配置されている、項目１から４のいずれかに記載の走査アンテナ。
［項目６］
前記第１間隙よりも広い、前記非送受信領域における前記第１誘電体基板と前記第２誘電体基板との第３間隙を規定する第３スペーサ構造体であって、前記シール部で包囲された領域内に配置された第３スペーサ構造体と、
前記第３スペーサ構造体を含む追加シール部と
をさらに有する、項目１から５のいずれかに記載の走査アンテナ。
［項目７］
前記追加シール部は、前記第１誘電体基板の法線方向から見て、前記ＴＦＴ基板および前記スロット基板を包含する最小の矩形を描いたとき、前記矩形からの切り欠きが最も大きい辺に沿った領域に形成されている部分を含む、項目６に記載の走査アンテナ。
［項目８］
前記第３スペーサ構造体の高さは、前記第２スペーサ構造体の高さよりも大きい、項目６または７に記載の走査アンテナ。
［項目９］
前記シール部で包囲された領域は、前記送受信領域を含むアクティブ領域と、前記アクティブ領域以外のバッファ領域とを有し、前記アクティブ領域と前記バッファ領域との間に前記追加シール部が設けられている、項目６から８のいずれかに記載の走査アンテナ。
［項目１０］
前記シール部は、注入口を画定するメインシール部と、前記注入口を封止するエンドシール部とを有し、
前記追加シール部は、前記注入口から注入された液晶材料が前記アクティブ領域を通って前記バッファ領域に充填されるように形成されている、項目９に記載の走査アンテナ。
［項目１１］
前記バッファ領域は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の幅を有する領域を含む、項目９または１０に記載の走査アンテナ。
［項目１２］
項目１から１１のいずれかに記載の走査アンテナの製造方法であって、前記液晶層を形成する工程は、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間、かつ、前記シール部で包囲された領域内に真空気泡を生じさせるように液晶材料を供給する工程を包含する、走査アンテナの製造方法。
［項目１３］
前記液晶層を形成する工程は、前記液晶材料を供給する工程の後に、前記液晶層の温度を１２０℃以上に上昇させる工程をさらに包含する、項目１２に記載の製造方法。
［項目１４］
前記液晶層が真空注入法を用いて形成される、項目１２または１３に記載の製造方法。
［項目１５］
前記液晶層が滴下注入法を用いて形成され、前記液晶層を形成する工程は、前記ＴＦＴ基板と前記スロット基板との間、かつ、前記シール部で包囲された領域の体積よりも少ない液晶材料を滴下する工程を包含する、項目１２または１３に記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のある実施形態によると、走査アンテナのアンテナ性能をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】走査アンテナ１０００の一部を模式的に示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、走査アンテナ１０００が備える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。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、走査アンテナ１０００のタイリング構造の例を示す図である。
【図４】走査アンテナ１０００が備える液晶パネル１００ａの模式的な平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、液晶パネル１００ａの模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施形態１による走査アンテナが備える液晶パネル１００Ａａの模式的な平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、液晶パネル１００Ａａの模式的な断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、液晶パネル１００Ａａの変形例の液晶パネル１００Ａａ１〜１００Ａａ４の模式的な平面図である。
【図９】（ａ）は、追加シール部７６を形成する位置を説明するための模式的な平面図であり、（ｂ）は、液晶パネル１００Ａａの変形例の液晶パネル１００Ａａ５の模式的な平面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態１による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ａａの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ａａを示す模式的な断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１による走査アンテナが備えるスロット基板２０１Ａａの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｃ）は、スロット基板２０１Ａａにおけるアンテナ単位領域Ｕおよびシール部７３Ａａを模式的に示す断面図であり、（ｄ）は、液晶パネル１００Ａａにおけるアンテナ単位領域Ｕおよびシール部７３Ａａを模式的に示す断面図である。
【図１２】ＴＦＴ基板１０１Ａａおよびスロット基板２０１Ａａが有するトランスファー部の構造を模式的に示す断面図である。
【図１３】液晶パネル１００Ａａが有するスペーサ構造体の例を模式的に示す図である。
【図１４】液晶パネル１００Ａａ５が有するスペーサ構造体の例を模式的に示す図である。
【図１５】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態２による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｂの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｂを示す模式的な断面図である。
【図１６】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態３による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｃの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｃを示す模式的な断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態４による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｄの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｄを示す模式的な断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態５による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｅの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｅを示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下で、図面を参照しながら本発明の実施形態による走査アンテナ、走査アンテナの製造方法、および走査アンテナに用いられるＴＦＴ基板を説明する。なお、本発明は以下で例示する実施形態に限られない。また、本発明の実施形態は図面に限定されるものではない。例えば、断面図における層の厚さ、平面図における導電部および開口部のサイズ等は例示である。
【００１３】
＜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。
【００１４】
なお、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。特許文献６に記載の走査アンテナ１０００を示す図１を参照して、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。
【００１５】
図１は、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、ＬＣＤパネルの画素電極と対向電極とが液晶層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パネルにおける画素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を有している点でもＬＣＤパネルにおける画素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パネルと多くの相違点を有している。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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１９ＧＨｚ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。
【００２８】
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。液晶層の厚さは、例えば、１μｍ〜５００μｍである。
【００２９】
以下、走査アンテナの構造をより詳細に説明する。
【００３０】
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が備える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。
【００３１】
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。
【００３２】
図２（ａ）は、走査アンテナ１０００が備えるＴＦＴ基板１０１を示す模式的な平面図である。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
非送受信領域Ｒ２のうちシール領域Ｒｓによって包囲された領域の外側には、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。
【００３７】
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。
【００３８】
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以外の領域内に配置されていてもよい。トランスファー部は、シール領域Ｒｓ内およびシール領域Ｒｓ以外の領域内の両方に配置されていてももちろんよい。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。例えば図３に示す例のように、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。すなわち、図３に示す例では、シール領域Ｒｓによって包囲された領域は、送受信領域Ｒ１と、非送受信領域Ｒ２の一部とを含む。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（ゲートドライバＧＤおよびソースドライバＳＤを含む）は、シール領域Ｒｓに包囲された領域の外側（すなわち、液晶層が存在しない側）に形成してもよい。一般的には、ＴＦＴ基板１０１のうち、端子部や駆動回路（例えば、ゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤ、ソース端子部ＳＴおよびゲート端子部ＧＴ）を有する部分は、スロット基板２０１と重ならずに露出されている。図３では、簡単のために、スロット基板２０１の端とシール領域Ｒｓ（シール部）とを区別せずに示しているが、スロット基板２０１の端はシール領域Ｒｓ（シール部）とＴＦＴ基板１０１の端との間にある。以降の図面でも簡単のために同様に示すことがある。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。
【００４５】
走査アンテナ１０００は、例えば出願人による国際公開第２０１７／０６５０８８号に記載されているように、複数の走査アンテナ部分をタイリングすることによって作製されてもよい。例えば、走査アンテナの液晶パネルを分割して作製することができる。走査アンテナの液晶パネルは、それぞれ、ＴＦＴ基板と、スロット基板と、これらの間に設けられた液晶層とを有している。空気層（あるいは他の誘電体層）５４および反射導電板６５は、複数の走査アンテナ部分に対して共通に設けられていてもよい。
【００４６】
図３（ａ）〜（ｃ）に、走査アンテナ１０００が備える液晶パネルのタイリング構造の例を示す。例えば、走査アンテナ１０００の液晶パネルは、図３（ａ）に示すように、４つの液晶パネル１００ａ１〜１００ａ４をタイリングすることによって作製してもよいし、図３（ｂ）に示すように、２つの液晶パネル１００ｂ１および１００ｂ２をタイリングすることによって作製してもよい。もちろん、図３（ｃ）に示すように、分割せずに液晶パネル１００ｆを作成してもよい。簡単のために、走査アンテナ部分が有する構成要素について、走査アンテナと同じ参照符号を付すことがある。
【００４７】
上述したように、走査アンテナは、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。ところが、アンテナ単位の静電容量値が変動することがある。例えば走査アンテナの環境温度によって液晶材料の体積が変化し、それに起因して、液晶容量の静電容量値が変化することがある。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、例えば、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、アンテナ特性の低下は、例えば、ゲインの変化として現れる。あるいは、走査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と、例えば、通信衛星を正確に追尾できないことになる。
【００４８】
図４および図５を参照して、走査アンテナ１０００におけるアンテナ性能の低下の原因となり得る液晶層の厚さの変化を具体的に説明する。
【００４９】
図４は、走査アンテナ１０００の液晶パネルを４枚の液晶パネルをタイリングすることによって作製する際の１枚の液晶パネル１００ａの模式的な平面図である。液晶パネル１００ａは、ＴＦＴ基板１０１ａと、スロット基板２０１ａと、これらの間に設けられた液晶層ＬＣと、液晶層ＬＣを包囲するシール部７３ａとを有している。スロット基板２０１ａとＴＦＴ基板１０１ａとは、シール部７３ａを形成するシール材で互いに接着、固定されている。例えばシール部７３ａは、メインシール部７５ａと、エンドシール部（不図示）とを有する。図示する例では、シール部７３ａは、送受信領域Ｒ１と非送受信領域Ｒ２の一部とを包囲するように形成されている。非送受信領域Ｒ２は、既に述べたように、送受信領域Ｒ１以外の領域である。
【００５０】
シール部７３ａは次のようにして形成される。まず、スロット基板２０１ａおよびＴＦＴ基板１０１ａの一方の基板上に、例えばディスペンサを用いて、注入口７４ａとなる部分に開口を有するパターンをシール材で描画する。ディスペンサによるシール材の描画に代えて、例えば、スクリーン印刷によって、所定のパターンにシール材を付与してもよい。その後、他の方の基板と重ね合わせ、所定の温度で、所定の時間加熱することによって、シール材を硬化する。シール材には、セルギャップを制御するための粒状のスペーサ（例えば樹脂ビーズ）が混入されており、スロット基板２０１ａとＴＦＴ基板１０１ａとの間に液晶層ＬＣが形成されるギャップを保って、互いに接着、固定される。これにより、メインシール部７５ａが形成される。
【００５１】
その後、液晶層ＬＣを形成する。注入口７４ａから、液晶材料を真空注入法で注入する。その後、注入口７４ａを塞ぐように例えば熱硬化型の封止材を付与し、所定の温度で、所定の時間加熱することによって、封止材が硬化され、エンドシール部が形成される。真空注入法を用いる場合、このように、メインシール部７５ａとエンドシール部とで、液晶層ＬＣを包囲するシール部７３ａの全体が形成される。なお、滴下注入法を用いて液晶層ＬＣを形成してもよい。滴下注入法を用いる場合、メインシール部が液晶層ＬＣを包囲するように形成されるので、注入口およびエンドシール部は形成されない。
【００５２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、液晶パネル１００ａの模式的な断面図である。図５（ａ）は、液晶層ＬＣが形成された直後の状態（室温（例えば２５℃））を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態から（例えば温度が上昇することによって）液晶材料の体積が増加した状態を示し、図５（ｃ）は、図５（ａ）の状態から（例えば温度が降下することによって）液晶材料の体積が減少した状態を示している。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、液晶層ＬＣが形成された直後では、液晶層ＬＣに真空気泡がほぼ発生していない。液晶層を形成する工程において、液晶材料の供給量が不足すると、局所的に液晶材料が不足する状態となり、その結果、気泡（「真空気泡」と呼ばれることがある。）が発生する場合がある。アンテナ単位の液晶層ＬＣに真空気泡が発生すると、液晶容量の静電容量値が変化することによって、アンテナ特性の低下が生じ得る。従って、液晶層に真空気泡が発生することを避けるために、液晶層を形成する工程において、液晶材料の供給量が不足しないようにするのが一般的である。
【００５４】
図５（ａ）に示すような真空気泡を有しない液晶層を構成する液晶材料の体積が変化すると、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板１０１ａが有する誘電体基板１および／またはスロット基板２０１ａが有する誘電体基板５１のたわみによって液晶層ＬＣの厚さが変化する。誘電体基板１および５１は例えばガラス基板である。液晶材料が膨張すると、液晶層ＬＣの厚さが大きくなり、液晶材料が収縮すると、液晶層ＬＣの厚さが小さくなる。なお、図５（ｂ）および図５（ｃ）は、分かりやすさのためにスロット基板２０１ａのたわみのみを示しているが、ＴＦＴ基板１０１ａのたわみを排除するものではない。また、シール部７３ａは、セルギャップを制御する例えば粒状スペーサを含むので、シール部７３ａにおけるＴＦＴ基板１０１ａとスロット基板２０１ａとの間の距離の変化は、ＴＦＴ基板１０１ａおよび／またはスロット基板２０１ａのたわみに比べると小さいと考えられる。
【００５５】
なお、実際には、送受信領域Ｒ１には、セルギャップを制御する柱状スペーサ（フォトスペーサ）が設けられている。すなわち、液晶層ＬＣの厚さを均一にするために、ＴＦＴ基板１０１ａおよびスロット基板２０１ａの少なくとも一方に、紫外線硬化性樹脂を用いて形成された柱状のフォトスペーサが配置されている。従って、温度が降下して液晶材料が熱収縮しても、柱状スペーサによってセルギャップの変化が抑制されるので、図５（ｃ）のようにＴＦＴ基板１０１ａおよび／またはスロット基板２０１ａがたわむことはある程度抑制される。しかしながら、熱収縮による液晶材料の体積の減少に柱状スペーサが追随しないことによって、低温において柱状スペーサの周辺に真空気泡が生じることがある。このように生じる真空気泡は「低温気泡」と呼ばれることもある。真空気泡が送受信領域Ｒ１の柱状スペーサの周辺に生じることによって、液晶容量の静電容量値が変化し、その結果、アンテナ特性が低下する場合がある。
【００５６】
これに対して、本発明の実施形態による走査アンテナは、図６および図７を参照して説明するように、高温時から低温時まで、アンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００５７】
図６は、本発明の実施形態１による走査アンテナの液晶パネルを４枚の液晶パネルをタイリングすることによって作製する際の１枚の液晶パネル１００Ａａの模式的な平面図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、液晶パネル１００Ａａの模式的な断面図である。図７（ａ）は、液晶層ＬＣが形成された直後の状態（室温（例えば２５℃））を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態から（例えば温度が上昇することによって）液晶材料の体積が増加した状態を示し、図７（ｃ）は、図７（ａ）の状態から（例えば温度が降下することによって）液晶材料の体積が減少した状態を示している。走査アンテナ１０００と共通する構成には共通の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。以下では、走査アンテナを４つに分割して作製する例を説明するが、本発明の実施形態はこれに限られないことはもちろんである。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、液晶パネル１００Ａａにおいては、液晶層ＬＣを形成する工程において、意図的に液晶層ＬＣに真空気泡（真空領域）を発生させておく。液晶層ＬＣは、ＴＦＴ基板１０１Ａａとスロット基板２０１Ａａとの間、かつ、シール部７３Ａａに包囲された領域をいう。これにより、高温時の液晶層の厚さの増加を抑制することができるので、アンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００５９】
液晶層ＬＣを形成する工程において、液晶材料の供給量を調整することによって、液晶層ＬＣに真空気泡（真空領域）ＢＢを形成することができる。液晶パネル１００Ａａにおいては、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、液晶材料の体積が変化しても、液晶材料の体積変化を真空気泡ＢＢが吸収することによって、液晶層ＬＣの厚さの変化が抑制される。つまり、ＴＦＴ基板１０１Ａａおよび／またはスロット基板２０１Ａａが有する誘電体基板（例えばガラス基板）のたわみも抑制される。液晶材料が膨張した場合は、真空気泡ＢＢの体積が小さくなり、液晶材料が収縮した場合は、真空気泡ＢＢの体積が大きくなる。特に、液晶材料が熱膨張した場合は、図７（ｂ）に示すように、真空気泡ＢＢが残存している限り、ＴＦＴ基板１０１Ａａおよびスロット基板２０１Ａａの変形（たわみ）を回避することができるので、真空気泡ＢＢが残存している限り液晶層ＬＣの厚さは変化しないと考えられる。
【００６０】
また、液晶パネル１００Ａａは、図６に示す構造を有することによって、以下の効果も得られる。液晶材料が熱収縮した場合、送受信領域Ｒ１の柱状スペーサの周辺に真空気泡（低温気泡）が生じることを抑制することができる。また、液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の位置も制御することができる。これにより、真空気泡によるアンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００６１】
図６に示すように、液晶パネル１００Ａａのシール部７３Ａａは、非送受信領域Ｒ２に、第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙が部分的に広い広ギャップ部７７を含む。すなわち、広ギャップ部７７における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙は、シール部７３Ａａの広ギャップ部７７以外の部分における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙よりも大きい。広ギャップ部７７における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙は、送受信領域Ｒ１における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙よりも大きい。例えば、シール部７３Ａａの広ギャップ部７７以外の部分は、送受信領域Ｒ１の液晶層ＬＣの厚さを規定する第１粒状スペーサを含み、広ギャップ部７７は、第１粒状スペーサよりも粒径の大きい第２粒状スペーサを含む。図６中、広ギャップ部７７は、シール部７３Ａａのうち太線で示す部分である。また、図６中、シール部７３Ａａのうち送受信領域Ｒ１に設けられたシール部Ｒｓ１は点線で示している。広ギャップ部７７は、非送受信領域Ｒ２に設けられたシール部Ｒｓ２内に設けられている。図３（ａ）に示したように、液晶パネル１００Ａａは、１枚の走査アンテナをタイリングによって形成する４分の１パネルである。ここで、送受信領域Ｒ１と非送受信領域Ｒ２との境界線は、例えば、最も外側のアンテナ単位から２ｍｍ以上離れた点を含む線とすることができる。なお、図３（ｃ）に示した例のように、例えば、分割せずに走査アンテナの液晶パネルを形成する場合は、シール部（シール領域）は全て非送受信領域Ｒ２に設けられていることもある。このような場合は、シール部の全てが広ギャップ部を兼ねてもよい。
【００６２】
上述したように、送受信領域Ｒ１内の液晶層ＬＣ（なかでもパッチ電極１５およびスロット５７近傍の液晶層ＬＣ）に真空気泡が発生すると、液晶容量の静電容量値の変化によりアンテナ性能に影響するおそれがある。液晶材料が熱収縮した場合、熱収縮による液晶材料の体積の減少に柱状スペーサが追随しないことによって、真空気泡（低温気泡）が柱状スペーサの周辺に生じることがある。液晶パネルが異なるセルギャップを規定するスペーサを有すると、温度降下時に低温気泡が最初に生じるのは、最も大きいセルギャップを規定するスペーサの周辺である。従って、例えば、送受信領域Ｒ１の柱状スペーサが規定するセルギャップが、シール部が規定するセルギャップと同じまたはよりも大きいと、送受信領域Ｒ１の柱状スペーサの周辺に低温気泡が発生してしまう。液晶パネル１００Ａａにおいては、広ギャップ部７７における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙を、送受信領域Ｒ１における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙よりも大きくすることによって、低温気泡を広ギャップ部７７の周辺に優先的に発生させ、送受信領域Ｒ１の柱状スペーサの周辺に真空気泡が生じることを抑制することができる。これにより、アンテナ性能の低下が抑制される。
【００６３】
シール部７３Ａａ内での広ギャップ部７７の位置を選択することで、非送受信領域Ｒ２のなかでも送受信領域Ｒ１から遠い位置に低温気泡が形成されるように、制御することができる。シール部７３Ａａに広ギャップ部７７を形成する場合は、非送受信領域Ｒ２に設けられたシール部Ｒｓ２は、送受信領域Ｒ１から２ｍｍ以上離れた点を含むことが好ましい。
【００６４】
シール部７３Ａａ内での広ギャップ部７７の位置を選択することで、液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の位置も制御することができる。液晶層ＬＣを形成する工程において、真空気泡（真空領域）は、広ギャップ部７７に沿って形成され易い傾向にあるためである。これにより、例えば室温においてもアンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００６５】
このように、液晶パネル１００Ａａを有する走査アンテナにおいては、高温時から低温時まで（液晶材料が熱膨張した場合および熱収縮した場合を含む）、アンテナ性能の低下を抑制することができる。例示するものに限られず、一般的に以下のような走査アンテナは、この効果を得ることができる；（１）液晶層を形成する工程において、液晶層（すなわち、ＴＦＴ基板とスロット基板との間、かつ、シール部に包囲された領域）に真空気泡（真空領域）を生じさせておき、かつ、（２）送受信領域Ｒ１における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙（「第１間隙」ということがある。）よりも大きい第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙を規定するスペーサ構造体を、非送受信領域Ｒ２の、シール部内またはシール部に包囲された領域内に有すればよい。本明細書において、「スペーサ構造体」は、第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間に含まれる導電層、絶縁層、および、スペーサ（柱状スペーサまたは粒状スペーサ等）を全て含む。送受信領域Ｒ１に配置された、第１間隙を規定するスペーサを第１スペーサ構造体ということがある。第１スペーサ構造体は柱状スペーサを含む。第１スペーサ構造体は、典型的には、パッチ電極１５とスロット電極５５との間の液晶層ＬＣの厚さを規定する柱状スペーサを含む。本発明の実施形態による走査アンテナは、シール部に包囲された領域のうちの非送受信領域Ｒ２に、第１スペーサ構造体よりも高い第２スペーサ構造体を有すればよい。第１間隙を規定する第１スペーサ構造体の高さを１とすると、第２スペーサ構造体の高さは、例えば１．１以上２．０以下であることが好ましい。第１スペーサ構造体の高さと第２スペーサ構造体の高さとの差は、例えば０．９μｍ以上３μｍ以下である。第２スペーサ構造体が第１スペーサ構造体に比べて高すぎると、送受信領域Ｒ１の液晶層ＬＣの厚さに影響を及ぼすおそれがある。
【００６６】
第２スペーサ構造体を第１スペーサ構造体よりも高くする方法は任意であってよい。例えば、粒状スペーサの粒径または柱状スペーサの高さを変えてもよい。例えば、第２スペーサ構造体は、第１スペーサ構造体が有する柱状スペーサ（例えばパッチ電極１５とスロット電極５５との間の液晶層ＬＣの厚さを規定する柱状スペーサ）よりも高いスペーサを含んでもよい。あるいは、ＴＦＴ基板およびスロット基板に含まれる導電層および絶縁層の積層構造を、第１スペーサ構造体と第２スペーサ構造体とで異ならせてもよい。例えば、導電層をパターニングすることによって、第１スペーサ構造体はその導電層を含まず、第２スペーサ構造体は含むようにしてもよい。あるいは、絶縁層に開口部を形成することによって、第１スペーサ構造体はその絶縁層を含まず、第２スペーサ構造体は含むようにしてもよい。または、ＴＦＴ基板およびスロット基板に含まれる導電層および絶縁層のいずれかの厚さを、第１スペーサ構造体と第２スペーサ構造体とで異ならせてもよい。上記のいずれかを複数組み合わせてももちろんよい。
【００６７】
液晶層は真空注入法で形成してもよいし、滴下注入法で形成してもよい。真空注入法を用いる場合は、例えば、ＴＦＴ基板とスロット基板との間、かつ、シール部に包囲された領域内に真空領域が存在する状態で、液晶材料の供給を止めればよい。滴下注入法を用いる場合は、例えば、シール部で包囲された領域の全てを満たすのに必要な体積よりも少ない量の液晶材料を滴下すればよい。
【００６８】
液晶層を形成する工程において、非送受信領域Ｒ２の液晶層ＬＣに真空気泡（真空領域）を生じさせることが好ましい。上述したように、液晶層ＬＣを形成する工程において、真空気泡（真空領域）は、広ギャップ部７７に沿って形成され易い傾向にあるので、広ギャップ部７７を送受信領域Ｒ１から遠い位置に配置することが好ましい。液晶材料を注入した後、液晶層の温度を例えば１２０℃以上（または例えばＴｎｉ点以上）に上昇させ、その後降温することによって、液晶層に形成された真空気泡（真空領域）の位置を制御してもよい。この場合、真空気泡の位置をより高い精度で制御することができる。すなわち、液晶層を加熱すると、上述したように、液晶材料の体積が増加することによって、真空気泡（真空領域）の体積が小さくなる。例えば真空気泡（真空領域）が消える程度にまで液晶層の温度を上昇させ、その後降温すると、上述したように、最も大きいセルギャップを規定するスペーサの周辺から真空気泡が生じ始める。つまり、真空気泡は広ギャップ部７７周辺に主に形成される。また、後述する追加シール部を設けることによって、非送受信領域Ｒ２の液晶層に真空気泡（真空領域）が生じやすいようにより高い精度で制御することができる。滴下注入法を用いる場合は、送受信領域Ｒ１に優先的に液晶材料を滴下してもよい。
【００６９】
ＬＣＤパネルにおいては、表示領域となる領域に過不足なく液晶材料を充填し、真空気泡の発生や表示領域の液晶層の厚さのばらつきを抑制するために、シール部の内側に仕切りを形成することがある（例えば特開２００４−７８１４２号公報、特開平３−２１５８２８号公報を参照）。仕切りは、シール材で形成され、スリットを有する。仕切りは、表示領域とバッファ領域とを区切るものであり、表示領域内の液晶材料はスリットを通ってバッファ領域に流れることができる。特開２００４−７８１４２号公報に記載のＬＣＤパネルにおいては、バッファ領域における基板間のギャップが、表示領域における基板間のギャップよりも大きい。これによって、真空気泡をバッファ領域に移動しやすくすることができると記載されている。特開平３−２１５８２８号公報に記載のＬＣＤにおいては、バッファ領域（予備室）にスペーサが設けられていない。これによって、熱収縮による液晶材料の体積の減少をバッファ領域内に充填されていた液晶材料によって補填することができると記載されている。
【００７０】
これに対して、液晶パネル１００Ａａを有する走査アンテナは、上述したように、シール部７３Ａａ上に広ギャップ部７７を設けることによって、アンテナ性能の低下を抑制できる。新たにシール材を用いて区切りを設けることなくアンテナ性能の低下を抑制できるので、製造コストおよび製造工程の増加を抑制することができるという利点がある。例えば、シール部７３Ａａ内の広ギャップ部７７以外の部分には、送受信領域Ｒ１の液晶層ＬＣの厚さを規定する第１粒状スペーサを配置し、広ギャップ部７７には第１粒状スペーサよりも粒径の大きい第２粒状スペーサを配置すればよい。この場合、広ギャップ部７７が有するスペーサ構造体（第２スペーサ構造体と呼ぶことがある。）は、第２粒状スペーサを含む。
【００７１】
図８（ａ）〜（ｄ）に、それぞれ、液晶パネル１００Ａａの変形例の液晶パネル１００Ａａ１〜１００Ａａ４の平面図を模式的に示す。液晶パネル１００Ａａ１〜１００Ａａ４は、それぞれ、広ギャップ部７７に代えて追加シール部７６Ａ〜７６Ｄ（総称して「追加シール部７６」ということがある。）を有する。追加シール部７６は、第１間隙よりも広い、第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙を規定する。液晶パネル１００Ａａ１〜１００Ａａ４は、シール部７３Ａａで包囲された領域内の非送受信領域Ｒ２に追加シール部７６を有することによって、液晶層を形成する工程において、真空気泡（真空領域）を発生させる領域の位置をより高い精度で制御することができる。
【００７２】
図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、シール部７３Ａａで包囲された領域が、追加シール部７６によって、送受信領域Ｒ１を包含するアクティブ領域Ｒａと、アクティブ領域Ｒａ以外のバッファ領域Ｒｂとに分けられることが好ましい。ただし、アクティブ領域Ｒａとバッファ領域Ｒｂとの間は完全には遮断されず、液晶材料はアクティブ領域Ｒａとバッファ領域Ｒｂとの間を移動することができる。追加シール部７６は、送受信領域Ｒ１から遠いことが好ましい。上述した広ギャップ部７７と同様の理由で、追加シール部７６の周辺には低温気泡が発生しやすいためである。
【００７３】
例えば図８（ａ）および（ｂ）に示すように、追加シール部７６Ａおよび７６Ｂは、注入口７４ａから注入された液晶材料が、アクティブ領域Ｒａを通ってバッファ領域Ｒｂ内に充填されるように形成されている。このような追加シール部を有すると、液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の体積を制御しやすい。特に、図８（ｂ）に示す追加シール部７６Ｂのように、バッファ領域Ｒｂの入り口の幅Ｗｂを小さくすることによって、液晶材料がバッファ領域Ｒｂ内に充填される速度を遅くすることができる。これにより、液晶層ＬＣ内の真空気泡（真空領域）の体積を制御しやすい。例えば、液晶パネル間および／またはロット間で液晶注入速度にばらつきがあっても、容易に制御することができる。図８（ｂ）に示すように、バッファ領域Ｒｂは、幅Ｗｂが小さい領域が長く続くように形成されていることがさらに好ましい。幅Ｗｂは例えば５ｍｍ〜１５ｍｍ程度であり、例えば１０ｍｍ程度である。また、幅Ｗｂが略一定である領域の長さは例えば５ｍｍ〜５０ｍｍ程度であってもよい。
【００７４】
バッファ領域の入り口付近に、樹脂構造体（不図示）をさらに設けることによって、液晶材料がバッファ領域Ｒｂ内に充填される速度をさらに遅くすることもできる。樹脂構造体は、例えば紫外線硬化性樹脂を用いて、フォトリソグラフィプロセスで形成することができる。樹脂構造体は、例えば送受信領域に設けられた柱状スペーサと同じプロセスで形成することができる。樹脂構造物の底面積は、例えば柱状スペーサと同程度であってもよい。
【００７５】
あるいは、図８（ｃ）に示すように、液晶材料がバッファ領域Ｒｂ内に２箇所の入り口から充填されるように、追加シール部７６Ｃを形成してもよい。２か所の入り口の幅Ｗｂ１およびＷｂ２は、同じであってもよいし異なってもよいが、それぞれ独立に、例えば５ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。
【００７６】
図８（ｄ）に示すように、２つの追加シール部７６Ｄ１および７６Ｄ２によって、２つのバッファ領域Ｒｂ１およびＲｂ２が形成されてもよい。それぞれのバッファ領域の入り口の幅および幅が略一定である領域の長さは、それぞれ独立に、上記の好ましい範囲内であってもよい。
【００７７】
追加シール部７６は、例えば、シール部７３Ａａが、送受信領域Ｒ１の液晶層ＬＣの厚さを規定する第１粒状スペーサを含むとき、第１粒状スペーサよりも粒径の大きい粒状スペーサ（例えば粒径３．５μｍ〜１０μｍであり、例えば粒径４μｍ）を含む。この場合、追加シール部７６が有するスペーサ構造体は、粒状スペーサを含む。なお、追加シール部７６が有するスペーサ構造体は、粒状スペーサに代えて柱状スペーサを有してもよい。
【００７８】
追加シール部７６を形成する位置は、シール部７３Ａａで包囲された領域内の非送受信領域Ｒ２のうち、図９（ａ）に示す領域Ｒｇであることが好ましい。ＴＦＴ基板１０１Ａａが有する誘電体基板１およびスロット基板２０１Ａａが有する誘電体基板５１は、典型的にはガラス基板であり、矩形（正方形および長方形を含む）のマザーガラス基板を所望の形状に切り出すことによって形成される。マザーガラス基板の形状の例を図９（ａ）中に一点鎖線で示す。図９（ａ）から分かるように、領域Ｒｇを広くしても、マザーガラス基板の大きさおよびマザーガラス基板から作製される液晶パネルが有する送受信領域の大きさへの影響が小さい。これに対して、領域Ｒｎを広くすると、マザーガラス基板を大きくするまたはマザーガラス基板から作製される液晶パネルが有する送受信領域を小さくする必要があり、製造コストが増加し得る。従って、追加シール部７６は、誘電体基板１の法線方向から見て、液晶パネルを包含する最小の矩形を描いたとき、矩形からの切り欠きが最も大きい辺に沿った領域に形成されている部分を含むことが好ましい。あるいは、追加シール部７６は、誘電体基板１の法線方向から見て、送受信領域Ｒ１のエッジ上の各点の法線方向における液晶パネル１００Ａａのエッジまで距離を定義したとき、該距離が最も大きい箇所を含む領域に形成されていることが好ましい。なお、１枚のマザーガラス基板から、複数のＴＦＴ基板またはスロット基板が形成されてもよい。
【００７９】
追加シール部の形状および配置する位置は、図示するものに限られない。液晶材料の特性、走査アンテナの環境温度等によって、追加シール部の形状および配置する位置と、液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の体積とを、適宜調整することが好ましい。液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の体積が大きいと、液晶材料の体積変化（特に熱膨張時）による液晶層の厚さの変化を抑制する効果が大きくなるが、一方で、真空気泡（真空領域）が送受信領域Ｒ１に生じるおそれも大きくなる。液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空領域は、例えば、誘電体基板１または５１の法線方向から見たとき、シール部７３Ａａに包囲された領域内の面積の約５％〜２０％程度である。液晶層ＬＣを形成する工程において生じさせる真空気泡（真空領域）の体積は、高温（例えば１２０℃以上）になったときに真空領域が消えるように調整してもよい。この温度は、例えば、走査アンテナが設置される可能性がある環境温度（例えば２０℃〜７０℃）、液晶材料のＴｎｉ点、製造プロセス（例えば加熱処理）において液晶材料が達する温度等を考慮して決定すればよい。
【００８０】
追加シール部７６が有するスペーサ構造体を高くすると（例えば追加シール部７６が有するスペーサ構造体が有する粒状スペーサの粒径を大きくすると）、形成される真空気泡（真空領域）の体積は大きくなると考えられる。送受信領域Ｒ１に真空気泡（真空領域）が形成されることを抑制するために、追加シール部７６と送受信領域Ｒ１との距離を適宜調整することが好ましい。追加シール部７６が有するスペーサ構造体の高さについても適宜調整することが好ましい。追加シール部７６が有するスペーサ構造体の高さと、送受信領域Ｒ１に設けられたスペーサ構造体の高さとの差は、例えば、５００ｎｍ〜５０００ｎｍである。
【００８１】
追加シール部は、シール部で包囲された領域を、アクティブ領域とアクティブ領域以外のバッファ領域とに区切るものにも限られない。例えば、上記の樹脂構造物を複数並べたものであってもよい。誘電体基板１または５１の法線方向から見たとき、追加シール部はドット状であってもよい。
【００８２】
図８（ａ）〜（ｄ）には、広ギャップ部に代えて追加シール部７６を有する変形例を示したが、本発明の実施形態による液晶パネルは、広ギャップ部に加えて上記の追加シール部７６を有してもよい。
【００８３】
図９（ｂ）に、他の変形例の液晶パネル１００Ａａ５を模式的に示す。液晶パネル１００Ａａ５は、広ギャップ部７７および追加シール部７６Ｂを有する。広ギャップ部７７は、第１間隙よりも広い、第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙を規定しているので、追加シール部７６Ｂが規定する第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙は、第１間隙と同じであってもよいし、第１間隙よりも大きくてもよい。また、追加シール部７６Ｂが規定する第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙は、広ギャップ部７７が規定する第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００８４】
＜ＴＦＴ基板の構造および製造方法＞
図１０を参照して、ＴＦＴ基板１０１Ａａの構造および製造方法を説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）は、ＴＦＴ基板１０１Ａａの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１０（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ａａを示す模式的な断面図である。
【００８５】
なお、本発明の実施形態による走査アンテナが有するＴＦＴ基板の構造および製造方法は、例示するものに限られない。
【００８６】
図１０（ｆ）に示すＴＦＴ基板１０１Ａａは、誘電体基板１と、誘電体基板１上に配列された複数のアンテナ単位領域Ｕとを有する。複数のアンテナ単位領域Ｕのそれぞれは、ＴＦＴ１０Ａと、ＴＦＴ１０Ａのドレイン電極７Ｄに電気的に接続されたパッチ電極１５とを有する。
【００８７】
図１０（ｆ）に示すように、ＴＦＴ基板１０１Ａａは、誘電体基板１に支持されたゲートメタル層３と、ゲートメタル層３上に形成されたゲート絶縁層４と、ゲート絶縁層４上に形成されたソースメタル層７と、ソースメタル層７上に形成された第１絶縁層１１と、第１絶縁層１１上に形成されたパッチメタル層１５ｌと、パッチメタル層１５ｌ上に形成された第２絶縁層１７とを有する。ここでは、ソースメタル層７は、下層Ｓ１と、下層Ｓ１の上に形成された上層Ｓ２とを有する。ここでは、ＴＦＴ基板１０１Ａａは、後述する図１２に非送受信領域Ｒ２（トランスファー部）の構造を示すように、第２絶縁層１７上に形成された上部導電層１９をさらに有する。
【００８８】
各アンテナ単位領域Ｕが有するＴＦＴ１０Ａは、ゲート電極３Ｇと、島状の半導体層５と、コンタクト層６Ｓおよび６Ｄと、ゲート電極３Ｇと半導体層５との間に配置されたゲート絶縁層４と、ソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄとを備える。この例では、ＴＦＴ１０Ａ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。
【００８９】
ゲート電極３Ｇは、ゲートバスラインに電気的に接続されており、ゲートバスラインから走査信号を供給される。ソース電極７Ｓは、ソースバスラインに電気的に接続されており、ソースバスラインからデータ信号を供給される。ゲート電極３Ｇおよびゲートバスラインは同じ導電膜（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」と呼ぶことがあり、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。また、パッチ用導電膜から形成された、パッチ電極１５を含む層を「パッチメタル層」と呼ぶことがある。
【００９０】
半導体層５は、ゲート絶縁層４を介してゲート電極３Ｇ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。この例では、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）層である。
【００９１】
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。
【００９２】
第１絶縁層１１は、ＴＦＴ１０Ａのドレイン電極７Ｄに達する開口部１１ａを有している。
【００９３】
パッチ電極１５は、第１絶縁層１１上および開口部１１ａ内に設けられており、開口部１１ａ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。
【００９４】
各アンテナ単位領域Ｕは、液晶容量と電気的に並列に接続された補助容量を有していてもよい。補助容量は、例えば、ドレイン電極７Ｄと電気的に接続された上部補助容量電極と、ゲート絶縁層４と、ゲート絶縁層４を介して上部補助容量電極と対向する下部補助容量電極とによって構成される。例えば、下部補助容量電極はゲートメタル層３に含まれており、上部補助容量電極はソースメタル層７に含まれている。ゲートメタル層３は、下部補助容量電極に接続されたＣＳバスライン（補助容量線）をさらに含んでもよい。
【００９５】
図１２は、ＴＦＴ基板１０１Ａａおよびスロット基板２０１Ａａが有するトランスファー部の構造を模式的に示す断面図である。図１２を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ａａのトランスファー端子部ＰＴの構造を説明する。
【００９６】
図１２に示すように、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に形成された開口部１７ｐ内で、パッチ接続部１５ｐと接している。パッチ接続部１５ｐは、パッチメタル層１５ｌに含まれる。トランスファー端子用上部接続部１９ｐ（単に「上部接続部１９ｐ」ということがある。）は、ここでは、第２絶縁層１７上に形成された上部導電層１９に含まれる。
【００９７】
図１０（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ａａの製造方法を説明する。
【００９８】
まず、図１０（ａ）に示すように、誘電体基板１上に、ゲート電極３Ｇを含むゲートメタル層３を形成する。
【００９９】
ゲート電極３Ｇは、ゲートバスラインと一体的に形成され得る。ここでは、誘電体基板１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３Ｇ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、Ｃｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜５００ｎｍ）を用いる。ゲート用導電膜として、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜５００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を用いてもよい。Ｔｉ膜をＣｕ膜の下に設けることにより、誘電体基板１とゲートメタル層３との密着性を向上できる。ここでは、ゲート用導電膜のパターニングは、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングおよびレジスト剥離洗浄により行う。
【０１００】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、ゲート絶縁層４、半導体層５およびコンタクト層６ａを形成する。
【０１０１】
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（ＳｉＯｘ）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１００ｎｍ〜５００ｎｍ）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６ａ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３０ｎｍ〜３００ｎｍ）およびｎ+型アモルファスシリコン膜（厚さ：例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍ）をこの順で形成し、フォトリソグラフィ、ドライエッチングおよびレジスト剥離洗浄を行うことにより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６ａを得る。
【０１０２】
次いで、ゲート絶縁層４上およびコンタクト層６ａ上に、ソース用導電膜を形成し、これをパターニングすることによって、図１０（ｃ）に示すように、ソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄを含むソースメタル層７を形成する。このとき、コンタクト層６ａ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。
【０１０３】
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、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜４００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を形成する。ここでは、例えば、スパッタ法でソース用導電膜（Ｔｉ膜およびＣｕ膜）を形成し、これをフォトリソグラフィ、エッチング（Ｃｕ膜をウェットエッチングした後、Ｔｉ膜およびコンタクト層６ａをドライエッチング）、および、レジスト剥離洗浄をこの順で行うことで、下層Ｓ１および上層Ｓ２を有するソースメタル層７を得る。このとき、ドライエッチング工程において、コンタクト層６ａ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を得る。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得る（オーバーエッチング）。このようにしてＴＦＴ１０Ａが得られる。
【０１０４】
次に、図１０（ｄ）に示すように、ＴＦＴ１０Ａを覆うように第１絶縁層１１を形成し、公知のフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、第１絶縁層１１に、ドレイン電極７Ｄに達する開口部１１ａ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。
【０１０５】
第１絶縁層１１は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯｘ）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、ＳｉＮｘ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍ）を形成する。
【０１０６】
例えば非送受信領域Ｒ２においてゲート絶縁層４が開口部を有する場合は、この工程でゲート絶縁層４に開口部を形成してもよい。例えば、非送受信領域Ｒ２に設けられた端子部の下部接続部をゲートメタル層３で形成した場合には、下部接続部に達する開口部をゲート絶縁層４および第１絶縁層１１に形成してもよい。例えば、フッ素系ガスを用いたドライエッチングで、一括してゲート絶縁層４および第１絶縁層１１をエッチングしてもよい。
【０１０７】
次いで、第１絶縁層１１上および開口部１１ａ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とにより、図１０（ｅ）に示すように、パッチ電極１５を形成する。また、非送受信領域Ｒ２のトランスファー端子部形成領域に、パッチ接続部１５ｐを形成する。パッチ電極１５は、開口部１１ａ内でドレイン電極７Ｄと接する。
【０１０８】
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。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てもよい。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。
【０１０９】
ここでは、パッチ用導電膜として、Ｃｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）を用いる。パッチ用導電膜として、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を用いてもよい。Ｔｉ膜をＣｕ膜の下に設けることにより、第１絶縁層１１とパッチメタル層１５ｌとの密着性を向上できる。ここでは、パッチ用導電膜のパターニングは、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングおよびレジスト剥離洗浄により行う。
【０１１０】
次いで、図１０（ｆ）に示すように、パッチ電極１５上および第１絶縁層１１上に第２絶縁層１７を形成する。その後、公知のフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、第２絶縁層１７に、パッチ接続部１５ｐに達する開口部１７ｐを形成する。
【０１１１】
第２絶縁層１７としては、特に限定されず、例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）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ＳｉＮｘ層（厚さ：例えば５０ｎｍ〜４００ｎｍ）を形成する。
【０１１２】
この後、第２絶縁層１７上および第２絶縁層１７に形成した開口部内に、例えばスパッタ法により透明導電膜（厚さ：例えば５０ｎｍ以上１５０ｎｍ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。透明導電膜は、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下）と、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜、またはＺｎＯ膜とをこの順で有する積層構造を有していてもよい。透明導電膜がＴｉ膜を含むと、トランスファー端子部ＰＴにおいて、パッチ接続部１５ｐの腐食が抑制される、および／または、パッチ接続部１５ｐと上部接続部１９ｐとのコンタクト抵抗が低減される。
【０１１３】
その後、透明導電膜を、フォトリソグラフィ、ウェットエッチング、およびレジスト剥離洗浄によりパターニングすることによって、トランスファー端子用上部接続部１９ｐを含む上部導電層１９を得る。透明導電膜のパターニング後、アニール処理をさらに行ってもよい。透明導電膜にアニール処理を施すことで、低抵抗化することができる。
【０１１４】
このようにして、ＴＦＴ基板１０１Ａａが得られる。
【０１１５】
ここでは、ＴＦＴ基板１０１Ａａのアンテナ単位領域を図示して説明したが、非送受信領域Ｒ２に設けられた端子部、駆動回路（ゲートドライバおよびソースドライバ等）に含まれるＴＦＴ等も、上記の工程においてアンテナ単位領域と同時に形成され得る。
【０１１６】
＜スロット基板の構造および製造方法＞
図１１を参照しながら、スロット基板２０１Ａａの構造および製造方法を説明する。
【０１１７】
図１１（ａ）および（ｂ）は、スロット基板２０１Ａａの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１１（ｃ）は、スロット基板２０１Ａａにおけるアンテナ単位領域Ｕおよびシール部７３Ａａを模式的に示す断面図である。図１１（ｄ）は、液晶パネル１００Ａａにおけるアンテナ単位領域Ｕおよびシール部７３Ａａを模式的に示す断面図である。
【０１１８】
図１１（ｃ）および（ｄ）に示すように、スロット基板２０１Ａａ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（図１参照）は、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る。スロット電極５５および反射導電板６５が導波路３０１の壁として機能する。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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は、例えば、スロット５７内に第３絶縁層５２に達する開口部５８ａを有する。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、アルミ箔を接着材により誘電体基板５１に貼り付けることによってＡｌ層を形成し、これをパターニングすることによってスロット電極５５を作製すれば、ボイドの問題を回避できる。
【０１２１】
スロット電極５５は、Ｃｕ層、Ａｌ層などの主層を含む。スロット電極５５は、主層と、それを挟むように配置された上層および／または下層とを含む積層構造を有していてもよい。主層の厚さは、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。主層の厚さは、典型的には上層および下層の厚さよりも大きい。例えば、主層はＣｕ層であり、上層および下層はＴｉ層である。主層と第３絶縁層５２との間に下層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、上層を設けることにより、主層（例えばＣｕ層）の腐食を抑制できる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
図１２に示すように、スロット基板２０１Ａａの非送受信領域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に達する開口部５８ｐを有している。上部接続部６０は、開口部５８ｐ内でスロット電極５５に接している。
【０１２４】
図１２に示すように、トランスファー部では、スロット基板２０１Ａａの端子部ＩＴの上部接続部６０は、ＴＦＴ基板１０１Ａａの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（例えばシール樹脂）７８を介して接続する。
【０１２５】
上部接続部６０および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および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。
【０１２６】
なお、シール領域Ｒｓ（シール部７３Ａａ）も、上記のトランスファー部と同様の構造を有していてもよい。すなわち、シール領域Ｒｓ（シール部７３Ａａ）内に上記のトランスファー部が配置されてもよい。
【０１２７】
スロット基板２０１Ａａは、例えば以下の方法で製造され得る。
【０１２８】
まず、誘電体基板５１上に第３絶縁層５２（厚さ：例えば３００ｎｍ〜１５００ｎｍ）を例えばＣＶＤ法により形成する。誘電体基板５１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５１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。
【０１２９】
なお、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。
【０１３０】
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（ＳｉＯｘ）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。
【０１３１】
次いで、第３絶縁層５２の上に金属膜（例えばＣｕ膜またはＡｌ膜）を例えばスパッタ法により形成し、これをパターニングすることによって、図１１（ａ）に示すように、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１０００ｎｍ〜４０００ｎｍのＣｕ膜を用いてもよい。金属膜として、Ｔｉ（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ（厚さ：例えば１０００ｎｍ〜４０００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を形成してもよい。
【０１３２】
この後、図１１（ｂ）に示すように、スロット電極５５上およびスロット５７内に第４絶縁層５８（厚さ：例えば５０ｎｍ〜４００ｎｍ）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。
【０１３３】
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５８ｐを形成する。開口部５８ｐは、フォトリソグラフィ、ドライエッチング、およびレジスト剥離洗浄により形成することができる。
【０１３４】
この後、第４絶縁層５８上および第４絶縁層５８の開口部５８ｐ内に例えばスパッタ法により透明導電膜（厚さ：例えば５０ｎｍ〜１５０ｎｍ）を形成し、これをパターニングすることにより、開口部５８ｐ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を得ることができる。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。透明導電膜は、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜５０ｎｍ）と、ＩＴＯ膜、ＩＺＯ膜、またはＺｎＯ膜とをこの順で有する積層構造を有していてもよい。透明導電膜がＴｉ膜を含むと、スロット電極５５の腐食が抑制される、および／または、スロット電極５５と上部接続部６０とのコンタクト抵抗が低減される。透明導電膜を、フォトリソグラフィ、ウェットエッチング、およびレジスト剥離洗浄によりパターニングすることによって、透明導電層を得る。透明導電膜のパターニング後、低抵抗化のためのアニール処理をさらに行ってもよい。
【０１３５】
次に、図１１（ｃ）に示すように、第４絶縁層５８上および第４絶縁層５８上に形成された透明導電層上に感光性樹脂膜を形成し、所定のパターンの開口部を有するフォトマスクを介して、感光性樹脂膜を露光、現像することによって、柱状スペーサＰＳを形成する。感光性樹脂は、ネガ型でもポジ型でもよい。
【０１３６】
このようにして、スロット基板２０１Ａａが製造される。
【０１３７】
なお、ＴＦＴ基板が柱状スペーサＰＳを有する場合には、上記の方法でＴＦＴ基板１０１Ａａを製造した後、第２絶縁層１７上および上部導電層１９上に感光性樹脂膜を形成し、露光、現像することによって、柱状スペーサを形成すればよい。
【０１３８】
液晶パネル１００Ａａは、図１１（ｄ）に示すように、上記のように製造されたＴＦＴ基板１０１Ａａおよびスロット基板２０１Ａａを貼り合せることによって作製される。
【０１３９】
まず、シール部７３Ａａを次のようにして形成する。スロット基板２０１ＡａおよびＴＦＴ基板１０１Ａａの一方の基板（例えばＴＦＴ基板１０１Ａａ）上に、例えばディスペンサを用いて、注入口７４ａとなる部分に開口を有するパターンをシール材で描画する。また、一方の基板の端子部（ＴＦＴ基板１０１Ａａの端子部ＰＴまたはスロット基板２０１Ａａの端子部ＩＴ）に、導電性粒子を含有するシール樹脂を付与する。ディスペンサによるシール材の描画に代えて、例えば、スクリーン印刷によって、所定のパターンにシール材を付与してもよい。その後、他方の基板と重ね合わせ、所定の圧力、所定の温度で、所定の時間加熱することによって、シール材を硬化する。シール材には、セルギャップを制御するための粒状のスペーサ（例えば樹脂ビーズ）が混入されており、スロット基板２０１ＡａとＴＦＴ基板１０１Ａａとの間に液晶層ＬＣが形成されるギャップを保って、互いに接着、固定される。これにより、メインシール部７５Ａａが形成される。
【０１４０】
その後、液晶層ＬＣを形成する。注入口７４ａから、液晶材料を真空注入法で注入する。その後、注入口７４ａを塞ぐように例えば熱硬化型の封止材を付与し、所定の温度で、所定の時間加熱することによって、封止材が硬化され、エンドシール部（不図示）が形成される。真空注入法を用いる場合、このように、メインシール部７５Ａａとエンドシール部（不図示）とで、液晶層ＬＣを包囲するシール部７３Ａａの全体が形成される。
【０１４１】
なお、既に述べたように、滴下注入法を用いて液晶層ＬＣを形成してもよい。
【０１４２】
１枚のマザーガラス基板から複数のＴＦＴ基板またはスロット基板を作製する場合は、例えば、シール部を形成した後、液晶層を形成する前に、例えばダイシング、レーザ加工により、各液晶パネルを切り出せばよい。
【０１４３】
図１３に、液晶パネル１００Ａａが有するスペーサ構造体の例を模式的に示す。
【０１４４】
図１３には、送受信領域Ｒ１における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙（第１間隙）を規定する第１スペーサ構造体ＳＳ１と、広ギャップ部７７が有する第２スペーサ構造体ＳＳ２とを示している。第２スペーサ構造体ＳＳ２（高さ６４４０ｎｍ）は、第１スペーサ構造体ＳＳ１（高さ６２５０ｎｍ）よりも高い（第１スペーサ構造体ＳＳ１と第２スペーサ構造体ＳＳ２との高さの差は０．１９μｍ）。図中に、それぞれのスペーサ構造体が含む導電層、絶縁層およびスペーサの高さの例を示している。図中の「スペーサＡ」は、第１スペーサ構造体ＳＳ１が有する柱状スペーサの高さを示し、「スペーサＢ」は、第２スペーサ構造体ＳＳ２が有するスペーサ（柱状スペーサまたは粒状スペーサ）の高さを示している。ただし、ゲート絶縁層４、第１絶縁層１１および第３絶縁層５２の図示は省略している。この例では、第１スペーサ構造体ＳＳ１および第２スペーサ構造体ＳＳ２は、ともに、ゲート絶縁層４、第１絶縁層１１および第３絶縁層５２をさらに有するので、ゲート絶縁層４、第１絶縁層１１および第３絶縁層５２は、第１スペーサ構造体ＳＳ１と第２スペーサ構造体ＳＳ２との高さの差には寄与しない。
【０１４５】
液晶パネル１００Ａａ５が有するスペーサ構造体の例を図１４に示す。上述したように、液晶パネル１００Ａａ５は、追加シール部７６をさらに有する。
【０１４６】
図１４には、送受信領域Ｒ１における第１誘電体基板１と第２誘電体基板５１との間隙（第１間隙）を規定する第１スペーサ構造体ＳＳ１と、広ギャップ部７７が有する第２スペーサ構造体ＳＳ２と、追加シール部７６が有する第３スペーサ構造体ＳＳ３とを示している。第３スペーサ構造体ＳＳ３（高さ７１００ｎｍ）は、第１スペーサ構造体ＳＳ１（高さ６２５０ｎｍ）およびよりも高い（第１スペーサ構造体ＳＳ１と第３スペーサ構造体ＳＳ３との高さの差は０．８５μｍ）。図中の「スペーサＣ」は、第３スペーサ構造体ＳＳ３が有するスペーサ（柱状スペーサまたは粒状スペーサ）の高さを示している。第２スペーサ構造体ＳＳ２および第３スペーサ構造体ＳＳ３は、第１スペーサ構造体ＳＳ１よりも高く、第３スペーサ構造体ＳＳ３は第２スペーサ構造体ＳＳ２よりも高い（第３スペーサ構造体ＳＳ３と第２スペーサ構造体ＳＳ２との高さの差は０．６６μｍ）。
【０１４７】
本発明者は、図８（ａ）に示す液晶パネル１００Ａａ１を用いて、液晶パネルの降温時に真空気泡が形成される領域の大きさ（幅）を見積もった。真空気泡が形成された領域の幅は、液晶パネルを光学顕微鏡で観察して計測した。追加シール部７６Ａが有するスペーサ構造体が粒径４．０μｍの粒状スペーサを有する場合（追加シール部７６Ａが有するスペーサ構造体の高さと、第１間隙を規定するスペーサ構造体の高さとの差は０．９μｍ）には、液晶パネルの降温時に、追加シール部７６Ａに沿って２ｍｍ程度の領域に真空気泡が形成された。追加シール部７６Ａが有するスペーサ構造体が有する粒状スペーサの粒径を６．１μｍに変更すると（この場合、追加シール部７６Ａが有するスペーサ構造体の高さと、第１間隙を規定するスペーサ構造体の高さとの差は３．０μｍ）、液晶パネルの降温時に、追加シール部７６Ａに沿って４ｍｍ程度の領域に真空気泡が形成された。
【０１４８】
図１５を参照して、本発明の実施形態２による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｂの構造および製造方法を説明する。図１５（ａ）〜（ｅ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｂの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１５（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｂを示す模式的な断面図である。先の実施形態と異なる点を中心に説明する。先の実施形態と共通する構成には共通の参照符号を付し、説明を省略することがある。以降の実施形態についても同様である。
【０１４９】
図１５（ｆ）に示すように、ＴＦＴ基板１０１Ｂは、半導体層５とソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄとの間にコンタクト層を有しない点において、先の実施形態と異なる。ＴＦＴ基板１０１Ｂが有するＴＦＴ１０Ｂの半導体層５として、例えば酸化物半導体層が用いられる。このような構造を有するＴＦＴ基板１０１Ｂを備える走査アンテナにおいても、実施形態１の走査アンテナと同様の効果が得られる。ＴＦＴ基板１０１Ｂは、上述の液晶パネルのいずれにも適用することができる。
【０１５０】
図１５（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ｂの製造方法を説明する。図１０を参照して説明したＴＦＴ基板１０１Ａａの製造方法と異なる点を主に説明する。
【０１５１】
まず、図１５（ａ）に示すように、誘電体基板１上に、ゲート電極３Ｇを含むゲートメタル層３を形成する。
【０１５２】
次いで、図１５（ｂ）に示すように、ゲート絶縁層４および半導体層５を形成する。
【０１５３】
ここでは、スパッタ法によりＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜（厚さ：例えば３０ｎｍ〜３００ｎｍ）を形成し、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングおよびレジスト剥離洗浄によってパターニングすることによって半導体層５を得る。
【０１５４】
次いで、ゲート絶縁層４上に、ソース用導電膜を形成し、これをパターニングすることによって、図１５（ｃ）に示すように、ソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄを含むソースメタル層７を形成する。
【０１５５】
ここでは、ソース用導電膜として、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜４００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を形成する。ここでは、例えば、スパッタ法でソース用導電膜（Ｔｉ膜およびＣｕ膜）を形成し、これをフォトリソグラフィ、エッチング（Ｃｕ膜をウェットエッチングした後、Ｔｉ膜をドライエッチング）、および、レジスト剥離洗浄をこの順で行うことで、下層Ｓ１および上層Ｓ２を有するソースメタル層７を得る。これにより、ＴＦＴ１０Ｂが得られる。
【０１５６】
次に、図１５（ｄ）に示すように、第１絶縁層１１を形成する。
【０１５７】
次いで、第１絶縁層１１上および第１絶縁層１１に形成した開口部１１ａ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とにより、図１５（ｅ）に示すように、パッチメタル層１５ｌを得る。
【０１５８】
次いで、図１５（ｆ）に示すように、パッチメタル層１５ｌ上および第１絶縁層１１上に第２絶縁層１７を形成する。
【０１５９】
その後、第２絶縁層１７上に上部導電層を形成する。    
【０１６０】
このようにして、ＴＦＴ基板１０１Ｂが得られる。
【０１６１】
図１６を参照して、本発明の実施形態３による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｃの構造および製造方法を説明する。図１６（ａ）〜（ｅ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｃの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１６（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｃを示す模式的な断面図である。
【０１６２】
図１６（ｆ）に示すように、ＴＦＴ基板１０１Ｃは、第１絶縁層１１とパッチメタル層１５ｌとの間に平坦化層１４をさらに有する点において、ＴＦＴ基板１０１Ｂと異なる。このような構造を有するＴＦＴ基板１０１Ｃを備える走査アンテナにおいても、実施形態１の走査アンテナと同様の効果が得られる。ＴＦＴ基板１０１Ｃは、上述の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１６３】
図１６（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ｃの製造方法を説明する。図１５を参照して説明したＴＦＴ基板１０１Ｂの製造方法と異なる点を主に説明する。
【０１６４】
まず、図１６（ａ）に示すように、誘電体基板１上に、ゲート電極３Ｇを含むゲートメタル層３を形成する。
【０１６５】
次いで、図１６（ｂ）に示すように、ゲート絶縁層４および半導体層５を形成する。
【０１６６】
次いで、図１６（ｃ）に示すように、ゲート絶縁層４上に、ソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄを含むソースメタル層７を形成する。
【０１６７】
次に、図１６（ｄ）に示すように、ＴＦＴ１０Ｂを覆うように第１絶縁層１１を形成し、第１絶縁層１１上に平坦化層１４を形成する。
【０１６８】
ここでは、ＴＦＴ１０Ｂを覆うように、例えばＣＶＤ法により、ＳｉＮｘ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍ）を形成し、ＳｉＮｘ膜上に感光性樹脂膜を形成する。その後、感光性樹脂膜をフォトリソグラフィによりパターニングし、ドライエッチングによりＳｉＮｘ膜をパターニングすることによって、第１絶縁層１１にドレイン電極７Ｄに達する開口部１１ａを形成し、平坦化層１４に開口部１１ａに重なる開口部１４ａを形成する。
【０１６９】
次いで、平坦化層１４上および第１絶縁層１１に形成した開口部１１ａ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とにより、図１６（ｅ）に示すように、パッチメタル層１５ｌを得る。
【０１７０】
次いで、図１６（ｆ）に示すように、パッチメタル層１５ｌ上および平坦化層１４上に第２絶縁層１７を形成する。
【０１７１】
その後、第２絶縁層１７上に上部導電層を形成する。    
【０１７２】
このようにして、ＴＦＴ基板１０１Ｃが得られる。
【０１７３】
図１７を参照して、本発明の実施形態４による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｄの構造および製造方法を説明する。図１７（ａ）〜（ｅ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｄの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１７（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｄを示す模式的な断面図である。
【０１７４】
ＴＦＴ基板１０１Ｄは、ＴＦＴ基板１０１Ｃよりも少ない製造工程数（例えばフォトマスク数）で製造することができる。
【０１７５】
図１７（ａ）〜（ｆ）を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ｄの製造方法を説明する。図１６を参照して説明したＴＦＴ基板１０１Ｃの製造方法と異なる点を主に説明する。
【０１７６】
まず、図１７（ａ）に示すように、誘電体基板１上に、ゲート電極３Ｇを含むゲートメタル層３を形成する。
【０１７７】
次に、図１７（ｂ）に示すように、ゲートメタル層３上に、ゲート絶縁層４、半導体層５、およびソース用導電膜Ｓ１’、Ｓ２’を形成する。
【０１７８】
ここでは、誘電体基板１上の全面に、ゲート絶縁層４として、ＣＶＤ法によりＳｉＮｘ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜５００ｎｍ）を形成する。その後、ゲート絶縁層４上に、スパッタ法によりＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜（厚さ：例えば３０ｎｍ〜３００ｎｍ）を形成し、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜上に、Ｔｉ膜（厚さ：例えば３０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば１００ｎｍ〜４００ｎｍ）をスパッタ法により形成する。その後、Ｃｕ膜上にレジスト層４０をフォトリソグラフィにより形成し、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜、Ｔｉ膜およびＣｕ膜を、レジスト層４０をエッチングマスクとしてパターニングすることによって、半導体層５およびソース用導電膜Ｓ１’、Ｓ２’を得る。例えば、Ｃｕ膜をウェットエッチング、Ｔｉ膜をドライエッチング、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系半導体膜をウェットエッチングによってパターニングする。レジスト層４０を形成する工程においては、多階調マスクを用いて露光することによって、レジスト層４０のうちの半導体層５のチャネル領域となる部分４０ｃの厚さを、他の部分よりも小さくする。多階調マスクとしては、グレートーンマスクやハーフトーンマスクを用いることができる。グレートーンマスクには、露光機の解像度以下のスリットが形成されており、このスリットによって光の一部を遮ることによって中間露光が実現される。一方、ハーフトーンマスクでは、半透過膜を用いることによって中間露光が実現される。
【０１７９】
次に、レジスト層４０にアッシング処理することにより、図１７（ｃ）に示すように、レジスト層４０のうちの半導体層５のチャネル領域となる部分４０ｃを除去し、レジスト層４０ｂを得る。その後、レジスト層４０ｂをエッチングマスクとしてソース用導電膜Ｓ１’およびＳ２’をパターニング（ソース・ドレイン分離）することによって、ソース電極７Ｓおよびドレイン電極７Ｄを含むソースメタル層を形成する。例えば、Ｃｕ膜をウェットエッチングし、Ｔｉ膜をドライエッチングする。これにより、ＴＦＴ１０Ｄが得られる。その後、レジスト剥離洗浄を行うことによって、レジスト層４０ｂを除去する。
【０１８０】
次に、図１７（ｄ）に示すように、ＴＦＴ１０Ｄを覆うように第１絶縁層１１を形成し、第１絶縁層１１上に平坦化層１４を形成する。
【０１８１】
次いで、平坦化層１４上および第１絶縁層１１に形成した開口部１１ａ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とにより、図１７（ｅ）に示すように、パッチメタル層１５ｌを得る。
【０１８２】
次いで、図１７（ｆ）に示すように、パッチメタル層１５ｌ上および平坦化層１４上に第２絶縁層１７を形成する。
【０１８３】
その後、第２絶縁層１７上に上部導電層を形成する。    
【０１８４】
このようにして、ＴＦＴ基板１０１Ｄが得られる。
【０１８５】
図１７（ｆ）に示すように、ＴＦＴ基板１０１Ｄは、半導体層５の形状において、ＴＦＴ基板１０１Ｃと異なる。このような構造を有するＴＦＴ基板１０１Ｄを備える走査アンテナにおいても、実施形態１の走査アンテナと同様の効果が得られる。ＴＦＴ基板１０１Ｄは、上述の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１８６】
図１８を参照して、本発明の実施形態５による走査アンテナが備えるＴＦＴ基板１０１Ｅの構造および製造方法を説明する。図１８（ａ）〜（ｅ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｅの製造方法を説明するための模式的な断面図であり、図１８（ｆ）は、ＴＦＴ基板１０１Ｅを示す模式的な断面図である。
【０１８７】
図１８（ｆ）には、ＴＦＴ基板１０１Ｅのアンテナ単位領域Ｕに設けられたＴＦＴ１０ＥＡと、非送受信領域Ｒ２の例えば駆動回路に設けられたＴＦＴ１０ＥＢとを示している。ここでは、ＴＦＴ１０ＥＡおよびＴＦＴ１０ＥＢは同じ構造を有し、図１８（ａ）〜（ｆ）を参照して説明するように同じ工程で製造することができる。
【０１８８】
図１８（ｆ）に示すように、ＴＦＴ１０ＥＡおよびＴＦＴ１０ＥＢは、半導体層５の上方にゲート電極３Ｇを有するトップゲート構造を有し、ソース電極およびドレイン電極が半導体層５の上面と接するトップコンタクト構造を有するＴＦＴである。ＴＦＴ基板１０１Ｅは、誘電体基板１に支持された半導体層５と、半導体層５上に形成されたゲートメタル層３と、半導体層５およびゲートメタル層３の間に形成されたゲート絶縁層４と、ゲートメタル層３上に形成されたソースメタル層７と、ゲートメタル層３およびソースメタル層７の間に形成された第１絶縁層１１と、ソースメタル層７上に形成されたパッチメタル層１５ｌと、ソースメタル層７およびパッチメタル層１５ｌの間に形成された平坦化層１４と、パッチメタル層１５ｌ上に形成された第２絶縁層１７とを有する。
【０１８９】
このような構造を有するＴＦＴ基板１０１Ｅを備える走査アンテナにおいても、実施形態１の走査アンテナと同様の効果が得られる。ＴＦＴ基板１０１Ｅは、上述の実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１９０】
図１８（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、ＴＦＴ基板１０１Ｅの製造方法を説明する。上述した実施形態と異なる点を主に説明する。
【０１９１】
まず、図１８（ａ）に示すように、誘電体基板１上に、下地絶縁層２０、半導体層５およびゲート絶縁層４を形成する。
【０１９２】
下地絶縁層２０（厚さ：例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍ）は、ＣＶＤ法等によって形成され得る。下地絶縁層２０としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）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。下地絶縁層２０は積層構造を有していてもよい。なお、下地絶縁層２０は省略され得る。
【０１９３】
下地絶縁層２０上または誘電体基板１上にＳｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）を形成し、結晶化した後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによって、半導体層５Ａおよび５Ｂを含む半導体層５を得る。半導体層５は、結晶質シリコン半導体層（例えば低温ポリシリコン層）である。
【０１９４】
ゲート絶縁層４は、ＣＶＤ法等によって半導体層５上に形成される。ゲート絶縁層４としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）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５０ｎｍ〜２００ｎｍ）を形成する。
【０１９５】
次に、図１８（ｂ）に示すように、ゲート絶縁層４上に、ゲート電極３ＧＡおよび３ＧＢを含むゲートメタル層３を形成する。
【０１９６】
ゲート絶縁層４上に、スパッタ法などによって、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り、ゲートメタル層３（厚さ：例えば１００ｎｍ〜４００ｎｍ）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。例えば、ゲート用導電膜として、例えば、Ｗ／Ｔａ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ａｌ／Ｔｉ等の積層構造を有する導電膜またはＭｏＷ等の合金膜を用いることができる。
【０１９７】
次に、図１８（ｃ）に示すように、ゲートメタル層３上に第１絶縁層１１を形成し、公知のフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、第１絶縁層１１およびゲート絶縁層４に、半導体層５Ａ、５Ｂのソース領域およびドレイン領域に達するコンタクトホールを形成する。第１絶縁層１１およびゲート絶縁層４には、半導体層５Ａのソース領域に達する開口部１１ｓＡおよび４ｓＡ、半導体層５Ａのドレイン領域に達する開口部１１ｄＡおよび４ｄＡを形成する。非送受信領域Ｒ２においても同様に、半導体層５Ｂのソース領域に達する開口部１１ｓＢおよび４ｓＢ、半導体層５Ｂのドレイン領域に達する開口部１１ｄＢおよび４ｄＢを形成する。
【０１９８】
第１絶縁層１１（厚さ：例えば５００ｎｍ〜９００ｎｍ）は、ＣＶＤ法等によって形成され得る。第１絶縁層１１としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）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。第１絶縁層１１は積層構造を有していてもよい。
【０１９９】
次いで、第１絶縁層１１上ならびにゲート絶縁層４に形成した開口部４ｓＡ、４ｄＡ、４ｓＢおよび４ｄＢ内に、ソース用導電膜を形成し、これをパターニングすることによって、図１８（ｄ）に示すように、ソース電極７ＳＡ、７ＳＢおよびドレイン電極７ＤＡ、７ＤＢを含むソースメタル層７を形成する。
【０２００】
第１絶縁層１１上およびゲート絶縁層４に形成した開口部内に、スパッタ法などによって、ソース用導電膜を形成し、ソース用導電膜をパターニングすることにより、ソースメタル層７（厚さ：例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍ）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。例えば、ソース用導電膜として、例えば、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ、Ａｌ／Ｔｉ、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ、Ｍｏ／Ａｌ、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ、Ｍｏ／ＡｌＮｄ／Ｍｏ、ＭｏＮ／Ａｌ／ＭｏＮ等の積層構造を有する導電膜を用いることができる。これにより、ＴＦＴ１０ＥＡおよびＴＦＴ１０ＥＢを得る。
【０２０１】
次いで、図１８（ｅ）に示すように、ソースメタル層７上に平坦化層１４を形成し、平坦化層１４上にパッチメタル層１５ｌを形成する。
【０２０２】
ソースメタル層７上に感光性樹脂膜を形成し、感光性樹脂膜をフォトリソグラフィによりパターニングすることによって、ＴＦＴ１０ＥＡのドレイン電極７Ｄに達する開口部１４ａを形成する。これにより、平坦化層１４が得られる。
【０２０３】
平坦化層１４上および開口部１４ａ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とにより、パッチ電極１５を含むパッチメタル層１５ｌを形成する。図示するように、パッチメタル層１５ｌが非送受信領域Ｒ２に設けられたＴＦＴ１０ＥＢを覆うように形成されていると、パッチメタル層１５ｌがＴＦＴ１０ＥＢの半導体層５の遮光膜として機能し、半導体層５のチャネル領域に光が入射することに起因するリーク電流を低減できるという利点が得られる。非送受信領域Ｒ２のパッチメタル層１５ｌは、パッチ電極１５と電気的に接続されていなくてもよい。なお、非送受信領域Ｒ２のパッチメタル層１５ｌは省略され得る。ここでは、パッチ用導電膜として、Ｃｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）を用いる。パッチ用導電膜として、Ｔｉ膜（厚さ：例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍ）およびＣｕ膜（厚さ：例えば２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）をこの順で積層した積層膜（Ｃｕ／Ｔｉ）を用いてもよい。Ｔｉ膜をＣｕ膜の下に設けることにより、平坦化層１４とパッチメタル層１５ｌとの密着性を向上できる。ここでは、パッチ用導電膜のパターニングは、フォトリソグラフィ、ウェットエッチングおよびレジスト剥離洗浄により行う。
【０２０４】
次いで、図１８（ｆ）に示すように、パッチ電極１５上および平坦化層１４上に第２絶縁層１７を形成する。
【０２０５】
その後、第２絶縁層１７上に上部導電層を形成する。    
【０２０６】
このようにして、ＴＦＴ基板１０１Ｅが得られる。
【０２０７】
＜ＴＦＴの材料および構造＞
本発明の実施形態では、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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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Ｉｎ2Ｏ3−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、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ系半導体などを含んでいてもよい。
【０２１５】
上述した例では、ＴＦＴ１０Ａ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。
【０２１６】
なお、ＴＦＴ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。
【０２１７】
また、ＴＦＴ１０Ａ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、ＴＦＴ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。
【０２１８】
＜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＞
本発明の実施形態による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。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
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およびその製造に用いられる。
【符号の説明】
【０２２５】
１        ：誘電体基板
３        ：ゲートメタル層
３Ｇ      ：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
７        ：ソースメタル層
７Ｄ      ：ドレイン電極
７Ｓ      ：ソース電極
１１      ：第１絶縁層
１４      ：平坦化層
１５      ：パッチ電極
１５ｌ    ：パッチメタル層
１９      ：上部導電層
１９ｐ    ：上部接続部
２０      ：下地絶縁層
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
５７      ：スロット
５８      ：第４絶縁層
６５      ：反射導電板
７０      ：給電装置
７２      ：給電ピン
７３ａ、７３Ａａ：シール部
７４ａ    ：注入口
７５ａ、７５Ａａ：メインシール部
７６、７６Ａ〜７６Ｄ：追加シール部
７７      ：広ギャップ部
１００Ａａ、１００Ａａ１〜１００Ａａ５：液晶パネル
１０１、１０１ａ、１０１Ａａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ、１０１Ｅ：ＴＦＴ基板２０１、２０１ａ、２０１Ａａ：スロット基板
３０１    ：導波路
１０００  ：走査アンテナ
ＣＬ      ：ＣＳバスライン
ＧＤ      ：ゲートドライバ
ＧＬ      ：ゲートバスライン
ＧＴ      ：ゲート端子部
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        ：アンテナ単位、アンテナ単位領域
【図１】
2020121875.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
2020121875.tif 000021
2020121875.tif 000022
2020121875.tif 000023
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