JP2010033138A - 光学効果付きｒｆｉｄラベル - Google Patents

Abstract

【課題】透明基材上にＯＶＤ層が形成され、該ＯＶＤ層上にＩＣチップとＩＣチップに接続した一対のアンテナストラップを有する光学効果付きＲＦＩＤラベルであって、ＲＦＩＤラベルとして、透明なラベル基材から意匠性を損なうアンテナストラップの造形が見えないようにした光学効果付きＲＦＩＤラベルを提供する。
【解決手段】該ＯＶＤ層は光反射性導電性材料からなる光反射層を備え、該光反射層はＯＶＤアンテナ部と隠蔽部を備えてなり、該ＯＶＤアンテナ部と隠蔽部が接触しておらず、該光反射層上に、絶縁層を介してＩＣチップおよびアンテナストラップが形成されてなり、該ＩＣチップが隠蔽部上に位置してなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、目視で光学的な効果を呈するＯＶＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）を備え、外部にあるデータ読み書き装置との間で、非接触でデータの送受信を行うことができる光学効果付きＲＦＩＤラベルに関する。

従来より、小売店やレンタル店での商品の管理において、ＩＣチップとアンテナを備えたＲＦＩＤタグが利用されている。これはＲＦＩＤタグを商品に取り付け、専用のデー
タ読み書き装置によって商品のデータを読み書きし、商品の出入庫管理、在庫管理、貸し出し管理等を行うものである。ＩＣチップを備えている為、商品コードだけでなく、入荷日、担当者などの豊富な情報を商品と一体で管理することができる。特に物品管理等においては、マイクロ波を用いたＲＦＩＤタグは、静電結合や電磁誘導を用いたＲＦＩＤタグに比べ通信可能な距離が１〜２ｍと長いことから多く利用されている。

また、ＲＦＩＤタグが普及するにつれ、ＲＦＩＤタグにＯＶＤを付与することが期待されている。ＯＶＤとは、光の干渉を用いて立体画像や特殊な装飾画像を表現できるホログラムや回折格子、光学特性の異なる薄膜を重ねることにより見る角度により色の変化を生じる多層干渉膜を用いた光学的デバイスであり、その光学的効果を高めるために光反射性導電材料からなる反射層を備えている。これらＯＶＤは立体画像や色の変化といった独特な印象を与えるため、優れた装飾効果を有しており、各種包装材や絵本、カタログ等の一般的な印刷物に利用されている。さらに、ＯＶＤは高度な製造技術を要することから偽造防止手段としてクレジットカード、有価証券、証明書類等に形成されている。

ＯＶＤがＲＦＩＤタグに形成されると下記のようなメリットがある。例えば、ＲＦＩＤタグとＯＶＤが別々に商品等に形成されていた場合には、ＲＦＩＤタグとＯＶＤを一体化して同時に形成することができる。また、ＯＶＤをＲＦＩＤタグに形成することによって、意匠性や高級感、偽造防止効果を与えることができる。偽造防止効果の例については、ＯＶＤをＲＦＩＤタグに形成する事により、データ読み書き装置と目視の双方からＲＦＩＤタグの真偽判定が可能となり、例えばデータ読み書き装置がない場合でも、目視にてＲＦＩＤタグの真偽判定が可能となる。また、更に高度な偽造防止媒体として利用する場合は、ＯＶＤに機械読み取り可能な光学情報を記録しておき、ＲＦＩＤタグのＩＣチップ内の情報と関連付ける事によって、ＯＶＤもしくはＩＣチップのどちらかが偽造された際に真偽判定を行うことができる。

更に、外部の読み取り装置と非接触でデータ通信を行うＩＣチップとＯＶＤのアルミ蒸着層などの導電性材料をアンテナとした光学効果付きＲＦＩＤラベルが発明されている。（特許文献１）
特願平２００６−２６０９７５

特許文献１における光学効果付きＲＦＩＤラベルは、透明なラベル基材上に導電性材料の層をアンテナとしたＯＶＤアンテナが備えられ、ＩＣチップが実装されたアンテナストラップとＯＶＤアンテナとは絶縁層を介して電気的に容量結合されており、ＲＦＩＤタグとしての機能を有するラベルとなっている。アンテナストラップはアルミニウム箔で形成されているか、あるいは銀ペーストインキ等を印刷することで形成するのが通常である。そしてその色はアルミニウムの白銀色或いは、銀ペーストインキの主成分である銀粉とバ
インダーの混合色になっており、透明基材を透してアンテナストラップの造形が見えてしまうため、その意匠性を大きく損ねるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ＲＦＩＤラベルとして、透明なラベル基材から意匠性を損なうアンテナストラップの造形が見えないようにした光学効果付きＲＦＩＤラベルを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、透明基材上にＯＶＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）が形成され、該ＯＶＤ層上にＩＣチップとＩＣチップに接続した一対のアンテナストラップを有する光学機能付きＲＦＩＤラベルであって、該ＯＶＤ層は光反射性導電性材料からなる光反射層を備え、該光反射層はＯＶＤアンテナ部と隠蔽部が接触しておらず、該光反射層上に、絶縁層を介してＩＣチップおよびアンテナストラップが設置されており、該ＩＣチップが隠蔽部上に位置してなることを特徴とする光学効果付きＲＦＩＤラベルである。

請求項２に記載の発明は、前記隠蔽部が、直径２ｍｍ以下の複数の円形から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベルである。

請求項３に記載の発明は、前記隠蔽部が、短辺が２ｍｍ以下の複数の矩形から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベルである。

請求項４に記載の発明は、前記隠蔽部が、文字、数字、絵柄等から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベルである。

本発明の光学効果付きＲＦＩＤラベルによれば、透明なラベル基材側から意匠性を損なうアンテナストラップの造形が見えないようすることができる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。

図１および図２に従来のＯＶＤをアンテナとした光学効果付きＲＦＩＤラベル示す。なお図１は光学効果付きＲＦＩＤラベルを表面（透明基材側）から見た図あり、図２は図１の破線Ａ部分の断面図である。

一方、図４および図５は本発明のＲＦＩＤラベルの例を表面から見た図であり、図６は図５の破線Ｂ部分の断面図である。

まず、図１、２を用いて、本発明の光学効果付きＲＦＩＤタグの基本構成となる従来の光学効果付きＲＦＩＤラベルの構成を説明する。

光学効果付きＲＦＩＤラベル１には、導電性材料の層をアンテナとしたＯＶＤアンテナ２が備えられている。アンテナストラップ４にはＩＣチップ３が実装されており、前述のＯＶＤアンテナ２とは後述する絶縁層５を挟んで電気的に容量結合され、非接触ＩＣタグとしての機能を有するＲＦＩＤラベルになっている。外部の読み取り装置との交信に使用する周波数は、マイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）およびＵＨＦ波帯（８５０〜９５０ＭＨｚ）などが主に用いられており、通信方式としては電波方式のＲＦＩＤラベルである。

図２で示したＲＦＩＤラベルの断面図を用いてさらに詳しく説明する。ＰＥＴフィルム
などの透明基材６に、アンテナ機能を有するＯＶＤアンテナ２を形成するＯＶＤ形成層２１および導電性薄膜層２２の層が順次設けられ、さらにＯＶＤアンテナ２と同形状で電気的に絶縁性を有する高分子樹脂材料からなる絶縁層５が設けられている。絶縁層５の下層には、アンテナストラップ４が設けられ、そのアンテナストラップ４にはＩＣチップ３がＡＣＰ／ＡＣＦ等の異方導電性接着剤にて実装されている。さらに、感圧あるいは感熱粘着剤からなる粘着剤層８が設けられている。

ＯＶＤアンテナ２は、前述した光の干渉を利用したＯＶＤ画像を形成、立体画像の表現や見る角度により色が変化するカラーシフトを生じる表示体である。ＯＶＤ層は、微細凹凸を有するホログラムや多層干渉膜等が用いられる。ＯＶＤを製造する方法にはいくつかの方式があり、その中でもホログラムや回折格子は、光の干渉縞を微細な凹凸パターンとして平面に記録するレリーフ型や体積方向に干渉縞を記録する体積型が挙げられる。レリーフ型とは、一般的に光学的な撮影方法により微細な凹凸パターンからなるレリーフ型のマスターホログラムを作製し、これから電気メッキ法により凹凸パターンを複製したニッケル製のプレス版を複製し、このプレス版をホログラム形成層上に加熱押圧するという周知の方法により大量複製が行われている。このタイプのホログラムは、レリーフ型ホログラムと称されている。また、レリーフ型ホログラムとは異なり、感光性樹脂などの記録材を用いて、体積方向に干渉縞を記録する体積型ホログラムと称されるものもある。この型のホログラムではリップマンホログラムと呼ばれるものが一般に使用されており、これは感光性樹脂の屈折率を体積方向に変化させ、反射型ホログラムとしたものである。

更に、この立体画像を再生し得るホログラム画像とは異なり、微小なエリアに複数種類の単純な回折格子を配置して画素とし、画像を表現するグレーティングイメージ、ピクセルグラムといった回折格子画像もまた、レリーフ型ホログラムと同様な方法で大量複製が行われ、一方、ホログラムや回折格子と手法が異なり、光学特性の異なるセラミックスや金属材料の薄膜を積層し、見る角度により色の変化（カラーシフト）を生じる多層干渉膜方式もその例である。これら、ＯＶＤの中でも量産性やコストを考慮した場合には、レリーフ型ホログラム（回折格子）や多層干渉膜方式のものが好ましい。これら、レリーフ型ホログラム（回折格子）や多層干渉膜は、その光学効果を持たせる目的で光反射性薄膜層を有しており、この層をアルミニウム等の導電性材料で形成することによって、その層（導電性薄膜層２２）をＲＦＩＤラベルの通信用アンテナとして利用している。図２はレリーフ型ホログラム（回折格子）を用いた例であり、高分子樹脂からなるＯＶＤ形成層２１にホログラム（回折格子）パターンを成型し、光反射層として光反射性かつ導電性を有するアルミニウム等の導電性薄膜層２２を設けて成る構成である。

また、効率よくアンテナを利用するためには、図１のようにチップ部分周辺の金属薄膜を除去しなければならない。これは、図３に示したようにループ状にアンテナ電流９が流れることで、アンテナストラップ４のＩＣチップ３の周辺部分およびＯＶＤアンテナ２の中央部分において電磁エネルギーが集中し、同時に両側の幅広のアンテナ部分へもアンテナ電流が分散するためアンテナ効率を向上する。その結果、半波長ダイポールアンテナのようなアンテナ長を必要せず、小型（５０ｍｍ以下）であっても効率の良いアンテナとなる。

図１のように部分的にアルミニウム等の導電性薄膜を除去しＯＶＤアンテナを設ける手法の一例としては、エッチング法が挙げられる。全面に設けられた金属薄膜の一部に酸・アルカリ耐性を有する高分子樹脂からなる絶縁層５を必要な部分にだけ形成した後、不要な部分を酸あるいはアルカリによるエッチングすることにより薄膜を除去する手法である。除去されずに残った部分、すなわち絶縁層５でマスクされた金属薄膜がＯＶＤアンテナ２となる。

このＯＶＤアンテナ２の導電性の層は非常に薄く、アルミ蒸着膜であれば１μｍ以下の厚さであり、ＩＣチップ３に備えられたバンプ（アンテナ接続端子）と電気的に直接接続するには薄すぎる。仮にＡＣＰ／ＡＣＦ等の異方導電性接着剤を用いてＯＶＤアンテナ２の導電層とＩＣチップ３のバンプを加熱加圧接着した場合、ＯＶＤアンテナ２の導電層はＡＣＰ／ＡＣＦ内の直径数μｍのニッケルボールによって突き破られ安定した接続は難しいとされている。

ＯＶＤアンテナ２の導電層とＩＣチップ３のバンプとを高い信頼性で電気的に接続する方法の一つがアンテナストラップ４を使った方法である。アンテナストラップ４は図２に示すように絶縁層５の下層に形成される。図２に示すように導電性薄膜２２が絶縁層５を介してアンテナストラップ４と一部が重なる様にして設置する。アンテナストラップ４上へのＩＣチップ３の実装は、ＡＣＰ／ＡＣＦ（異方導電性接着剤）等によって加熱加圧接着される手法が挙げられる。

アンテナストラップ４をＯＶＤアンテナ２の表面に設置する具体的な方法として、５〜２０ｍｍ程度のアルミニウム箔製のアンテナストラップ４にチップを実装したものを予め作製しておき、それをＯＶＤアンテナ２に粘着剤などを用いて貼り合わせて作製することも可能である（図示せず）。

このようにＯＶＤアンテナ２の導電性薄膜２２とアンテナストラップ４とは、絶縁層５が誘電体となってＯＶＤアンテナ２の導電性薄膜２２とアンテナストラップ４が容量結合され電気的に接続される。この容量結合の電気的な静電容量は、通信周波数が２．４５ＧＨｚの場合最低でも１ＰＦ前後の容量を有していれば高周波的には導通が得られる。

以上が従来型の光学効果付きＲＦＩＤラベルの構成であるが、ＲＦＩＤラベルとしての通信性能は満たしているものの図１に示すように透明基材６を透してアンテナストラップ４が見えてしまうという欠点があり、意匠性が強く求められる光学効果付きＲＦＩＤラベルとしては問題になっていた。

本発明は、透明基材６を透してアンテナストラップ４が見えないようにする目的で、図４および図５に示すように透明基材６とアンテナストラップ４の間に左右のアンテナ部分に短絡しないよう隠蔽用ＯＶＤ部１０を設けたことを特徴とする。隠蔽用ＯＶＤ部は、ＯＶＤアンテナ部と同じ光反射層から形成され、同じ層構成を持つものであり、図４や図５に示すように左右のアンテナに短絡させずに円形あるいは矩形のパターンとして設けられる。通信性能を阻害せぬようにそれらのパターンの一つ一つが電気的に接続されないように離散的に設けられている。発明者らの実験の結果、隠蔽用ＯＶＤ部を構成する一つ一つの遮光性パターンの占有面積が６０％以上あればその存在は目立たなくすることが可能である。

この隠蔽用ＯＶＤ部１０の作成方法としては、ＯＶＤアンテナ２を作製する段階で部分的に形成すればよい。先に挙げたエッチングによる手法を例に挙げるならば、予め全面に設けられた導電性薄膜２２に絶縁層５をマスク印刷する再に、ＯＶＤアンテナ２となる部分と隠蔽用ＯＶＤ部１０となる部分に絶縁層５を印刷などの手法を用いて形成した後、酸あるいはアルカリにて絶縁層５（マスク印刷）のない部分を溶解除去する方法が挙げられる。これ以外の手法としては、レーザーで導電性薄膜を除去する手法等、部分的に金属薄膜を除去する手法であれば適宜利用可能である。また、これら隠蔽部のパターンをある特定の情報を示す微細な文字、数字、絵柄として、拡大して観察することにより真偽を判別するマイクロテキストとすることも可能である。

このＲＦＩＤラベルを作製することができるが、このＲＦＩＤラベルを物体に貼り付け
るために、最外層に粘着層を形成することができる。ＩＣチップなどの耐久性を確保する目的で、粘着層以外の保護層などを追加して形成することも可能である。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
〈ＲＦＩＤラベルの作製〉
図６のように厚み５０μｍの透明ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムから成る透明基材６に以下の組成のＯＶＤ形成層２１をグラビア法にて各々１μｍ塗布し、次いで、ロールエンボス法によりＯＶＤレリーフパターンを形成した。その後、真空蒸着法を用いて膜厚０．０５μｍのＡｌ薄膜層を設けた後、図４のようにＯＶＤアンテナ部２および隠蔽用ＯＶＤ部１０のパターン（径０．２ｍｍ、網点濃度８０％）を作製すべく、絶縁層５をフレキソ印刷を用いて約１μｍの厚みで印刷・乾燥し、絶縁層のパターンを形成した。絶縁層の材料は下記に示すものを用いた。その後、リン酸70重量％、硝酸4重量％、プロピオン酸5重量％、残分が水であるエッチング液を用いて、絶縁層５が設けられていない部分のＡｌ蒸着膜を除去した。さらに、アンテナストラップ４を有するＩＣチップ３（図示せず）を、粘着剤を用いて、絶縁層に貼りつけた。ここで、アンテナストラップ４はそれ単体では通信不可能であるが、ＯＶＤアンテナ２を利用し、通信可能となるように調整されている。通常のアンテナよりも短く、ＩＣチップの左右に各々１０ｍｍ長さのアンテナである。その後、粘着層８を３０μｍの厚さで設け、本発明のＲＦＩＤラベルを作製した。
〔ＯＶＤ形成層〕
ウレタン樹脂 ２５重量部
ＭＥＫ ５０重量部
トルエン ２５重量部
〔絶縁層〕
塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体 １５重量部
酢酸エチル ５５重量部
酢酸ブチル ３０重量部
〔アンテナストラップ〕
アルミニウム箔 １０μｍ
〔ＩＣチップ〕
日立製作所製ミューチップ(登録商標)（0.4mm角、通信周波数２．４５ＧＨｚ）
〔粘着剤〕
アクリル系粘着剤 ４０重量部
酢酸エチル ３０重量部
酢酸ブチル ３０重量部
（比較例１）
上記実施例と同一の材料を用い、図１および図２に示したように、隠蔽用ＯＶＤ部１０に相当する部分がない従来の光学効果付きＲＦＩＤラベルを作製した。

以上の実施例および比較例で作製した光学効果付きＲＦＩＤラベルの比較評価を行った結果を表１に示す。

表１から、実施例のＲＦＩＤラベルは比較例のラベルの通信特性に差がなくかつ、アンテナストラップ４が見え難い構成であることが確認できた。

以上のように、本発明の光学効果付きＲＦＩＤラベルよれば、通信性能を損なうことなく、かつ、アンテナストラップやＩＣチップが見え難く、あたかも全面にＯＶＤがあるか
のように見え、従来のラベルに比べ意匠性に優れたラベルを提供可能とする。

従来の光学効果付きＲＦＩＤラベルの外観表面図である。 従来の光学効果付きＲＦＩＤラベルの断面図である。 従来の光学機能付きＲＦＩＤラベルのアンテナ電流を説明する図 本発明の光学効果付きＲＦＩＤラベルの外観表面図である。 本発明の光学効果付きＲＦＩＤラベルの外観表面図である。 本発明の光学効果付きＲＦＩＤラベルの断面図である。

符号の説明

１ 光学効果付きＲＦＩＤラベル
２ ＯＶＤアンテナ
３ ＩＣチップ
４ アンテナストラップ
５ 絶縁層
６ 透明基材
８ 粘着層
９ アンテナ電流
１０ 隠蔽用ＯＶＤ部
２１ ＯＶＤ形成層
２２ 導電性薄膜

Claims (4)

1. 透明基材上にＯＶＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ）層が形成され、該ＯＶＤ層上にＩＣチップとＩＣチップに接続した一対のアンテナストラップを有する光学効果付きＲＦＩＤラベルであって、該ＯＶＤ層は光反射性導電性材料からなる光反射層を備え、該光反射層はＯＶＤアンテナ部と隠蔽部を備えてなり、該ＯＶＤアンテナ部と隠蔽部が接触しておらず、該光反射層上に、絶縁層を介してＩＣチップおよびアンテナストラップが形成されてなり、該ＩＣチップが隠蔽部上に位置してなることを特徴とする光学効果付きＲＦＩＤラベル。
2. 前記隠蔽部が、直径２ｍｍ以下の複数の円形から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベル。
3. 前記隠蔽部が、短辺が２ｍｍ以下の複数の矩形から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベル。
4. 前記隠蔽部が、文字、数字、絵柄等から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学効果付きＲＦＩＤラベル。