JP2009110264A - Ｒｆ−ｉｄメディア - Google Patents

Abstract

【課題】指向性等の通信特性を変化させることなく、かつ広帯域を実現しながらも、エンボス加工を施す。
【解決手段】ベース基材１３０に、アンテナ部１２０が形成されるとともにアンテナ部１２０に接続されるようにＩＣチップ１１０が搭載されてなるインレット１０１が表面シート１０３ａ，１０３ｂに挟み込まれ、電波方式にてＩＣチップ１１０に対して情報の書き込み及び／または読み出しが行われる非接触型ＩＣカード１００において、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａが閉ループ状に形成され、導体部１２０ａの閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波方式にて通信を行う非接触型ＩＣカード等のＲＦ−ＩＤメディアに関し、特に、エンボス加工が施された場合に通信特性が変化してしまうことを回避する技術に関する。

昨今、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、このカードを用いた情報管理や決済等が行われている。このようなカードにおいては、カードを特定可能な情報を視認可能に表示するためにエンボス加工が施されたものが従来より多く利用されており、また、近年では、カードに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣカードがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ＩＣカードにおいては、２つのコイルの誘電磁束による誘起電力を利用した電磁誘導方式によるものや、電波に共振して発生した電流を利用する電波方式によるもの等がある。

上述したような電磁誘導方式の非接触型ＩＣカードにおいては、エンボス加工を施す領域にアンテナが存在する場合、エンボス加工によってアンテナが断線してしまう虞れが生じてしまうが、アンテナがコイル状であるため、カードの外周に沿ってアンテナを形成し、その内側となる領域にエンボス加工を施すことにより、アンテナが断線してしまうことを回避することができる。また、従来、電磁誘導方式の非接触型ＩＣカードにおいて、アンテナの一部を、エンボス加工によって形成される最大の凹凸文字の縦の長さよりも広くすることにより、エンボス加工がアンテナパターンにかかった場合でもアンテナパターンの断線を防止できる技術が特許文献１に開示されている。

ところで、上述したような非接触型ＩＣカードにおいては、近年、小型化及び通信可能距離を確保するために、上述したような電波方式によるものを用いることが多くなってきている。電波方式による非接触型ＩＣカードにおいては、微細なＩＣチップを用い、このＩＣチップに導電性のアンテナを接続することにより、ＩＣチップに対して情報の書き込みや読み出しが行われることになる。ところが、このような電波方式による非接触型ＩＣカードは、電磁誘導方式による非接触型ＩＣカードと比較して、情報の書き込み及び読み出しを可能とする周波数の調整が極めて難しく、そのため、三角形の形状を有する２つの導体が、その頂点が空隙を介して互いに対向するように配置されてなるボウタイアンテナが従来より利用されている。

図４は、一般的なボウタイアンテナを有する非接触型ＩＣカードの一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本例は図４に示すように、インレット５０１の表裏に２枚の表面基材５０３ａ，５０３ｂが積層され、粘着剤５０２ａ，５０２ｂによってこれらが接着されて構成されており、インレット５０１は、ＰＥＴ樹脂等からなるベース基材５３０上に２つの導体部５２０ａ，５２０ｂからなるアンテナ部５２０が形成されるとともに、この２つの導体部５２０ａ，５２０ｂに接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ５１０が搭載されて構成されている。アンテナ部５２０を構成する導体部５２０ａ，５２０ｂのうち一方の導体部５２０ａは、ボウタイ形状となる三角形の形状を有し、その頂点が給電点となってＩＣチップ５１０に接続されており、他方の導体部５２０ｂは、長方形の一部が給電点となってＩＣチップ５１０に接続されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣカード５００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波にアンテナ部５２０が共振して電流が流れ、この電流がＩＣチップ５１０に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ５１０に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ５１０に書き込まれた情報がアンテナ部５２０を介して情報書込／読出装置にて読み出されたりする。この際、導体部５２０ａの給電点から図中Ｂ点までの長さと、導体部５２０ａの給電点から図中Ｃ点までの長さとが異なり、かつ、その長さが無断階に変化しているため、アンテナ部５２０の共振点は、導体部５２０ａの給電点から図中Ｃ点までの長さによるものから導体部５２０ａの給電点から図中Ｂ点までの長さによるものまでとなり、それにより、広帯域アンテナが実現されている。
特開２００２−１５７５６１号公報

上述したような電波方式による非接触型ＩＣカードにおいて広帯域を実現するためにボウタイアンテナを有するものにおいては、エンボス加工を施す場合、ボウタイアンテナにおける導体部の面積が広いため、エンボス加工を施すことができる領域が狭くなり、加工領域に大きな制限が生じてしまうという問題点がある。また、エンボス加工を施す領域を広くするためにボウタイアンテナの導体部の面積を狭くしたり、エンボス加工が施される領域に重ならないように導体部を形成したりすると、通信性能が低下したり指向性が変化してしまうという問題点がある。また、特許文献１に記載したもののように、アンテナ部にかかるようにエンボス加工が施された場合、電波方式の非接触型ＩＣカードにおいては、その共振点がずれ、通信特性が変化してしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、指向性等の通信特性を変化させることなく、かつ広帯域を実現しながらも、エンボス加工を施すことができるＲＦ−ＩＤメディアを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
少なくとも１層からなるシート状基材に、アンテナ部が形成されるとともに前記アンテナ部に接続されるようにＩＣチップが搭載され、電波方式にて前記ＩＣチップに対して情報の書き込み及び／または読み出しが行われるＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
前記アンテナ部は、閉ループ状に形成された導体部を有し、
前記シート状基材は、前記導体部の前記閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されていることを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、シート状基材には、電波方式にて通信を行うためのアンテナ部が形成されているが、アンテナ部を構成する導体部が閉ループ状に形成され、この導体部の閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されているので、アンテナ部の外形を小さくしなくても、アンテナ部に重ならないようにしながらも、エンボス加工が施される領域を広くとることができ、それにより、指向性等の通信特性が変化することがなくなる。また、アンテナ部を構成する導体部が閉ループ状に形成されていることにより広帯域が実現される。

以上説明したように本発明においては、アンテナ部を構成する導体部が閉ループ状に形成され、シート状基材は導体部の閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されている構成としたため、アンテナ部の外形を小さくしなくても、アンテナ部に重ならないようにしながらも、エンボス加工が施される領域を広くとることができ、それにより、指向性等の通信特性を変化させることなく、エンボス加工を施すことができ、また、アンテナ部を構成する導体部が閉ループ状に形成されていることにより広帯域を実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアとなる非接触型ＩＣカードの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は内部構造を示す平面図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ａ），（ｂ）に示したＢ−Ｂ’断面図である。

本形態は図１に示すように、インレット１０１の表裏にシート状基材となる２枚の表面基材１０３ａ，１０３ｂが積層され、粘着剤１０２ａ，１０２ｂによってこれらが接着されて構成されている。

インレット１０１は、ＰＥＴ樹脂等からなるシート状基材となるベース基材１３０上に、２つの導体部１２０ａ，１２０ｂからなるアンテナ部１２０が形成されるとともに、この２つの導体部１２０ａ，１２０ｂに接続されるように、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップ１１０が搭載されて構成されている。アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａ，１２０ｂのうち一方の導体部１２０ａは、ボウタイ形状となる三角形の外形のみからなり、その１つの頂点が給電点となってＩＣチップ１１０に接続されており、他方の導体部１２０ｂは、長方形の一部が給電点となってＩＣチップ１１０に接続されている。導体部１２０ａは、上述したように三角形の外形のみからなるものであるため、閉ループ状となっている。

表面基材１０３ａは、表示情報１０４が印刷により表示されているとともに、エンボス加工情報１０５が表示されている。このエンボス加工情報１０５は、導体部１２０ａの閉ループの内側となる領域に、表面基材１０３ａ，１０３ｂ及びインレット１０１の全てに渡ってエンボス版によって形成されている。これにより、エンボス加工情報１０５は、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａ，１２０ｂとは重ならないように形成されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１００においては、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波にアンテナ部１２０が共振して電流が流れ、この電流がＩＣチップ１１０に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１１０に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１１０に書き込まれた情報がアンテナ部１２０を介して情報書込／読出装置にて読み出されたりする。

以下に、上述した非接触型ＩＣカード１００の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した非接触型ＩＣカード１００の製造方法を説明するための図である。

まず、ＰＥＴ樹脂等からなるベース基材１３０上に、三角形の外形のみからなる導体部１２０ａと長方形からなる導体部１２０ｂとを、ＩＣチップ１１０が接続される給電点（不図示）にて空隙を有して互いに対向するように、導電インキを用いたスクリーン印刷によって形成する（図２（ａ））。これにより、ベース基材１３０上にアンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａが閉ループ状に形成される。なお、導体部１２０ａ，１２０ｂの形成は、導電インキを用いたスクリーン印刷に限らずエッチングによることも考えられる。

次に、導体部１２０ａ，１２０ｂの互いに対向する給電点に接続されるようにベース基材１３０上にＩＣチップ１１０を搭載し、インレット１０１を作製する（図２（ｂ））。

次に、上記のように作製されたインレット１０１の表裏に粘着剤１０２を塗布し、粘着剤１０２が塗布されたインレット１０１を表面基材１０３ａ，１０３ｂで挟み込み、インレット１０１と表面基材１０３ａ，１０３ｂとを粘着剤１０２によって接着する（図２（ｃ））。なお、表面基材１０３ａに対する表示情報１０４の印字は、表面基材１０３ａがインレット１０１及び表面基材１０３ｂに接着される前に行ってもよいし、表面基材１０３ａがインレット１０１及び表面基材１０３ｂに接着された後に行ってもよい。

その後、エンボス加工領域に、エンボス版を用いてエンボス加工情報１０５を形成する（図２（ｄ））。このエンボス加工情報１０５は、上述したように、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａ，１２０ｂとは重ならないように形成される。すなわち、エンボス加工情報１０５が形成されるエンボス加工領域は、導体部１２０ａ，１２０ｂとは重ならない領域に予め決められていることになるが、導体部１２０ａが閉ループ状に形成されているため、導体部１２０ａの閉ループの内側とすることにより、エンボス加工領域として広い領域を確保することができ、その領域の範囲の制限が緩くなる。

このように製造された非接触型ＩＣカード１００においては、表面基材１０３ａにエンボス加工情報１０５を表示するために表面基材１０３ａ，１０３ｂ及びインレット１０１に渡ってエンボス加工が施されているが、電波方式にて通信を行うためのアンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａが閉ループ状に形成され、この導体部１２０ａの閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されているので、アンテナ部１２０の外形を小さくしなくても、アンテナ部１２０に重ならないようにしながらも、エンボス加工が施される領域を広くとることができ、それにより、指向性等の通信特性が変化してしまうことを回避することできる。また、上述したように導電インキを用いてアンテナ部１２０を形成した場合、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａは、三角形の外形のみであるため、導電インキの使用量を削減することができる。

以下に、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａが三角形の外形のみであることによる通信特性について説明する。

図３は、図１に示した非接触型ＩＣカード１００の通信特性を説明するための図である。

図１に示したような非接触型ＩＣカード１００においては、接触する物の材質、すなわち接触する物の誘電率の違いに応じて電波の共振点が異なる。そのため、上述したような広帯域を実現する必要がある。

図３に示したグラフは、横軸に非接触型ＩＣカードが接触する接触物を示し、誘電率が低いものから順に示しており、また、縦軸には、この非接触型ＩＣカードに対して情報の読み出しを行うリーダ装置の出力減衰値を示しており、同一距離にて情報の読み出しが可能となる減衰値がグラフとして示されている。

図中、実線は図１に示した非接触型ＩＣカード１００の通信特性を示し、一点鎖線は図４に示した非接触型ＩＣカード５００の通信特性を示す。

図１に示した非接触型ＩＣカード１００は、図３に示すように、接触する接触物による減衰値、すなわち通信性能の変化が、図４に示した非接触型ＩＣカード５００と同じようなものとなっている。すなわち、図１に示した非接触型ＩＣカード１００においては、導体部１２０ａを閉ループ状に形成していることにより、図４に示したような広帯域の通信特性を有する非接触型ＩＣカード５００と同等の広帯域が実現されている。このように、本形態における非接触型ＩＣカード１００においては、アンテナ部１２０を構成する導体部１２０ａが閉ループ状に形成されていることにより広帯域を実現することができる。

なお、本形態においては、アンテナ部１２０を構成する２つの導体部１２０ａ，１２０ｂのうち、一方の導体部１２０ａのみが、ボウタイ形状となる三角形の外形のみからなり、モノポールアンテナ機能を果たしているが、２つの導体部１２０ａ，１２０がボウタイ形状となる三角形の外形のみからなり、ダイポールアンテナ機能を有するものであってもよい。

また、本形態においては、ＲＦ−ＩＤメディアとして非接触型ＩＣカードを例に挙げて説明したが、本発明は、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なＩＣチップが導体部に接続されてベース基材上に搭載されてなるＲＦ−ＩＤメディアであれば、この他に非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル等も適用することができる。なお、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルにおいては、非接触型ＩＣカードとは異なり、物に貼付されて使用されることが多いため、貼付物の材質によって共振点が変化する場合が多く、そのため、上述したような構成によって広帯域を実現することが好ましい。

本発明のＲＦ−ＩＤメディアとなる非接触型ＩＣカードの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面から見た図、（ｂ）は内部構造を示す平面図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ａ），（ｂ）に示したＢ−Ｂ’断面図である。 図１に示した非接触型ＩＣカードの製造方法を説明するための図である。 図１に示した非接触型ＩＣカードの通信特性を説明するための図である。 一般的なボウタイアンテナを有する非接触型ＩＣカードの一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１００ 非接触型ＩＣカード
１０１ インレット
１０２ａ，１０２ｂ 粘着剤
１０３ａ，１０３ｂ 表面基材
１０４ 表示情報
１０５ エンボス加工情報
１１０ ＩＣチップ
１２０ アンテナ部
１２０ａ，１２０ｂ 導体部
１３０ ベース基材

Claims (1)

1. 少なくとも１層からなるシート状基材に、アンテナ部が形成されるとともに前記アンテナ部に接続されるようにＩＣチップが搭載され、電波方式にて前記ＩＣチップに対して情報の書き込み及び／または読み出しが行われるＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
   前記アンテナ部は、閉ループ状に形成された導体部を有し、
   前記シート状基材は、前記導体部の前記閉ループの内側となる領域にエンボス加工が施されていることを特徴とするＲＦ−ＩＤメディア。

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