JP2015070405A - アンテナ、情報通信端末及び近距離無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】厚み及び製造コストを抑制できる非接触データキャリア用リーダライタのアンテナ、情報通信端末及び近距離無線通信方法を提供する。
【解決手段】アンテナ１０は、非接触データキャリア用リーダライタのアンテナであって、基材シート１１と、基材シート１１の一方の面１１ｆに設けられ、導電性材料の導電パターンが巻回された回路線２３と、磁性粉体を含有する樹脂層１３と、を含む。樹脂層１３は、基材シート１１上の一方の面１１ｆ又は他方の面１１ｂに一部が直接接するように設けられ、かつ一方の面１１ｆに対し垂直な方向において回路線２３に重なり合う位置にある。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触データキャリア用リーダライタのアンテナ、情報通信端末及び近距離無線通信方法に関するものである。

近年、無線周波数識別（ＲＦＩＤ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが普及している。ＲＦＩＤシステムは、人や物品等に取り付けられるデータキャリアと、このデータキャリアとの間で電磁誘導方式により電波を送受信して非接触データキャリアの内部メモリにアクセスし、非接触で情報の読み書き（リード／ライト）をするリーダライタのアンテナと、このリーダライタのアンテナを制御する制御回路とを備えている。なお、非接触データキャリアは、その形状や大きさ等に応じてＲＦＩＤタグ（非接触ＩＣタグ）、非接触ＩＣカード等と呼ばれる（以下、総称して、ＩＣタグと呼ぶ）。

ＲＦＩＤシステムは、人や物品等に取り付けられる非接触型のＩＣタグを、電磁波を放出するリーダ／ライタ等の情報取得装置にかざすことで、ＩＣタグ内に内蔵されたＩＣチップに記憶してあるデータから情報を入手できる。ＲＦＩＤシステムは、電磁波による情報交信で人や物品等の識別、追加情報の書き込み等ができるため、人や物品等の所在管理、製品の物流、加工工程の履歴の情報管理等に使用可能である。そのため、ＲＦＩＤシステムは、例えば各種の交通機関の定期券、企業の建物等における人の入出管理、商品の在庫管理、物流管理等に用いることができることから、物流分野及び流通分野等で実用化されている。

リーダライタのアンテナと、このリーダライタのアンテナを制御する制御回路とは、小型の情報通信端末に搭載されることが多い。リーダライタのアンテナは、比較的面積を取ることが多く、金属部材に隣接する場合がある。リーダライタのアンテナが金属部材に隣接する場合、リーダライタのコイルから発せられる送受信用の電磁波によって生成する交流磁界により背後の物体の金属内に渦電流が発生する。この渦電流は送受信用の磁束を打ち消す方向に磁束を生成し、それによって送受信用の磁束が減衰し、通信が困難になる可能性がある。

そこで、例えば、特許文献１では、非接触型のＩＣタグと金属部材との間に軟磁性の磁性シートを配置する技術が開示されている。また、特許文献２では、磁性の樹脂で封止し、そこへ送受信用磁束を通すことにより金属の磁束が入り込んで生じる渦電流発生を抑制する技術が開示されている。

特表２０１２−５２７８１３号公報 特開２０１２−１４６８６９号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のような技術は、別途高価な磁性シートが必要になり、磁性シートを貼り付ける粘着層の分厚みが厚くなる。磁性シートは、アンテナの外周形状に合わせて打ち抜き加工され廃却部分が発生し、製造コストが増加してしまう。さらに、既存のアンテナに磁性シートを積層しなくてはならないので、磁性シートのコストに加え、製造工程数が増加し、新規設備が必要となってしまう。そのため、特許文献１、２に記載のような技術では、厚み及び製造コストを抑えることが困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、金属部材が隣接していても通信ができ、厚み及び製造コストを抑制できる非接触データキャリア用リーダライタのアンテナ、情報通信端末及び近距離無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、アンテナは、非接触データキャリア用リーダライタのアンテナであって、基材シートと、前記基材シートの一方の面に設けられ、導電性材料の導電パターンが巻回された回路線と、磁性粉体を含有する樹脂層と、を含み、前記樹脂層は、前記基材シート上の前記一方の面又は他方の面に一部が直接接するように設けられ、かつ前記一方の面に対し垂直な方向において前記回路線に重なり合う位置にあることを特徴とする。

また、本発明の望ましい形態として、前記一方の面に対し垂直な方向において、前記回路線の少なくとも一部が金属部材と重なり合う場合、前記樹脂層は、前記一方の面に対し垂直な方向において前記金属部材及び前記回路線に重なり合う位置にあることが好ましい。

また、本発明の望ましい形態として、前記金属部材に重なり合う前記回路線の部分に対する、前記樹脂層に重なり合う前記回路線の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上１００％以下であることが好ましい。

また、本発明の望ましい形態として、前記金属部材に重なり合う前記回路線の部分に対する、前記樹脂層に重なり合う前記回路線の部分の面積の割合が、百分率で５９％以上１００％以下であることが好ましい。

また、本発明の望ましい形態として、前記磁性粉体を塩素化ポリエチレン樹脂中に体積濃度で５０％含有するシートを作成して測定した場合の透磁率は、周波数１ＭＨｚにおける実数部透磁率μ’が８以上であることが好ましい。

また、本発明の望ましい形態として、前記樹脂層は、アクリル樹脂系粘着剤又はウレタン樹脂系粘着剤のいずれかであることが好ましい。

また、本発明に係る情報通信端末は、上述したアンテナを搭載することを特徴とする。

また、本発明に係る近距離無線通信方法は、上述したアンテナを有するリーダライタとデータキャリアとが無線通信を行うことを特徴とする。

本発明によれば、金属部材が隣接していても通信ができ、厚み及び製造コストを抑制できる非接触データキャリア用リーダライタのアンテナ、情報通信端末及び近距離無線通信方法を提供することができる。

図１は、実施形態１に係る情報通信端末を模式的に説明するための分解斜視図である。 図２は、図１に示す情報通信端末の内部構造を模式的に説明するための説明図である。 図３は、実施形態１に係るリーダライタのアンテナを模式的に示す平面図である。 図４は、図３に示すＡ−Ａ線の断面図である。 図５は、実施形態２に係るリーダライタのアンテナを模式的に示す平面図である。 図６は、図３に示すＡ−Ａ線の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る情報通信端末を模式的に説明するための分解斜視図である。図２は、図１に示す情報通信端末の内部構造を模式的に説明するための説明図である。図１及び図２に示すように、情報通信端末１００は、筐体１００Ｂと、背面カバー１００Ｃと、アンテナ１０と、表示パネル１００ＤＳと、回路基板８０と、電池９１と、通信モジュール９２と、外部メモリ９３と、撮像装置９４と、を備えている。

情報通信端末１００は、筐体１００Ｂの表面１００ＦＦに露出するように表示パネル１００ＤＳが設けられている。表示パネル１００ＤＳは、タッチパネル等の入力機器とともに液晶表示装置を有している。情報通信端末１００は、筐体１００Ｂの裏面１００ＢＦであって、背面カバー１００Ｃで覆われる位置に電池９１と、通信モジュール９２と、外部メモリ９３とが収容されている。撮像装置９４は、筐体１００Ｂの裏面１００ＢＦであって、レンズが背面カバー１００Ｃより露出する位置に収容されている。情報通信端末１００は、回路基板８０が電池９１の電力を受けて動作し、通信モジュール９２により携帯電話網を通じて、外部ネットワークと接続し、通話又はデータ通信をすることができる。情報通信端末１００は、回路基板８０が電池９１の電力を受けて動作し、撮像装置９４を介して取得した撮像データを外部メモリ９３に保存することもできる。

アンテナ１０は、非接触で情報の読み書き（リード／ライト）をするリーダライタのアンテナである。回路基板８０は、導体８１を介して、アンテナ１０に接続し、リーダライタとなる。リーダライタは、非接触データキャリア（応答器）１９と、この非接触データキャリア１９との間で電磁誘導方式により電波Ｒｗを送受信して非接触データキャリア１９の内部メモリにアクセスし、非接触で情報の読み書き（リード／ライト）をする近接無線通信機器である。非接触データキャリア１９は、貼付して有効に用いることができる。例えば、物流品表面への貼付用ラベルとして用いたり、あるいは、カード、家電製品、電子計算機等の表面に貼付して、各種交通機関の定期券としたり、各種機関や企業における入出管理カードとして用いることができる。そして、アンテナ１０は、筐体１００Ｂと、背面カバー１００Ｃとの間に挟まれて図１に示す貼付領域１０Ｐの位置に固定され、情報通信端末１００に搭載されている。電波Ｒｗを透過するため、背面カバー１００Ｃは、非導電性の樹脂材料で成形されている。

＜アンテナ＞
図３は、実施形態１に係るリーダライタのアンテナを模式的に示す平面図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ線の断面図である。図３及び図４に示すように、アンテナ１０は、基材シート１１と、その一方の表面上に形成された回路線２３、その回路線２３を覆う樹脂層１３と、を備えている。

電池９１、通信モジュール９２及び外部メモリ９３は、その構造に導電性の金属材料を含む金属部材９０である。リーダライタのアンテナ１０によって生成する交流磁界により背後の物体の導電性の金属材料内に渦電流が発生する。この渦電流は送受信用の磁束を打ち消す方向に磁束を生成し、それによって送受信用の磁束が減衰し、通信が困難になる可能性がある。このため、磁性体粉を含む樹脂層１３は、基材シート１１上の一方の面１１ｆ又は他方の面１１ｂに一部が直接接するように設けられ、かつ一方の面１１ｆに対し垂直な方向において回路線２３に重なり合う位置にある。その結果、リーダライタは、渦電流が抑制され、アンテナ１０と非接触データキャリア１９との間で電波Ｒｗを送受信できるようになる。

（基材シート）
基材シート１１は、回路線２３を保持する支持体として機能する。基材シート１１は、回路線２３を安定に保持することができる支持体としての機能を有する限り、特に限定されるものではなく、透明又は不透明でもよい。基材シート１１は、上質紙、含浸紙、グラシン紙、コート紙等の紙や、不織布、合成樹脂フィルム若しくはシート等が好ましい。合成樹脂フィルム若しくはシートを構成する樹脂材料としては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリビニルアセタール、エチルセルロース、トリ酢酸セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体等の各種樹脂を挙げることができる。

基材シート１１は、一軸延伸、二軸延伸又はキャスト法によりされたものであってもよい。基材シート１１は、単層であってもよいし、同種又は異種の２層以上の多層であってもよい。また、基材シート１１は、耐水性のあるものが好ましい。耐水性があると、水に濡れても破れる等の破損が生じることがない。また、基材シート１１は電子回路を視認しにくくするために隠蔽性のあるものが好ましく、基材シート１１に隠蔽性がない場合は、基材シート１１の表面に隠蔽性のあるシートを貼合することが好ましい。

基材シート１１の厚さは特に限定されるものではないが、３μｍ〜５００μｍであればよく、好ましくは５μｍ〜２００μｍであり、より好ましくは２５μｍ〜１２５μｍである。基材シート１１の厚さが３μｍ未満の場合には、支持体としての機械的強度（引張り、引き裂き、破裂等）が不足し、基材シート１１が薄くてコシがないために製造工程時のハンドリング性に劣る場合がある。また、基材シート１１の厚さが５００μｍを超える場合には、コシがありすぎるため、ハンドリング性に支障が生じ、アンテナ１０の小型化、薄型化の観点からも好ましくない。

基材シート１１と積層される樹脂層１３との接着力を増すために、基材シート１１の表面は表面処理してあってもよい。表面処理方法としては、例えば、コロナ放電処理、化学処理、樹脂コーティング等が挙げられる。

（回路線）
回路線２３は、基材シート１１の一方の面に設けられ、導電性材料の導電パターンが巻回され、スパイラル状又はラセン状に形成されている。回路線２３の両端には、回路基板８０からの電力が給電される導電性の端子部２１及び端子部２２を備えている。なお、本実施形態１では、回路線２３は、ＩＣチップ等の電子回路、その他の電子部品、例えば、電池、コンデンサ、抵抗器、インダクタ、ダイオード、センサ（温度、湿度、磁気、光等）又は接続線等を含むこともできる。

端子部２１及び端子部２２は、回路線２３の末端にある。回路線２３、端子部２１及び端子部２２は、導電性材料でできている。導電性材料としては、例えば、金属線や金属箔、蒸着膜、スパッタリングによる薄膜等の金属等が挙げられる。金属としては、金、銀、ニッケル、銅、アルミニウム等の金属単体又は金属単体を２種類以上組み合わせた合金等が使用できる。また、その他の導電性材料としては、金、銀、ニッケル、銅等の金属の粒子をバインダー又は溶媒に分散させた導電性ペースト、導電性インクが使用できる。

金属粒子の平均粒子径は、０．００１μｍ〜１５μｍが好ましく、０．００１μｍ〜１０μｍが特に好ましい。バインダーとしては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。

溶媒としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、シクロヘキサノール等のアルコール、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等の環状アルカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素、アセトン、水等を例示できる。これらの溶媒は、１種のみで用いてもよいが、２種以上の数種を選択して混合溶媒として用いてもよい。

なお、回路線２３、端子部２１及び端子部２２等を形成する導電性材料の厚みは１μｍ〜１００μｍが好ましく、特に３μｍ〜５０μｍが好ましい。導電性材料の厚みが１μｍ未満の場合には、機械的強度が不足し、製造工程でのハンドリング性に劣る場合があり、さらに表皮効果により導電性材料の抵抗値が高くなりすぎる可能性がある。また、導電性材料の厚みが１００μｍを超える場合には、コシがありハンドリング性に支障が生じ、軽量化、薄膜化の観点から好ましくない。

なお、端子部２１は、端子部２１と端子部２２と並ぶように、回路線２３と絶縁されたジャンパ線で回路線を跨ぐようにしてもよい。端子部２１は、端子部２１と端子部２２と並ぶように、ラセン環状の回路線２３の上をジャンパ線で接続させないで、スルーホールで基材シート１１の裏面に導いて配置させてもよい。

回路線２３の形状は、例えば、図３に示された形状のものが挙げられる。図３には、一本の導電性材料から成る回路線２３が長方形状の基材シート１１の外周から内側に向けて四重のラセン環状に所定間隔を空けて配置される。回路線２３は、図３のように四重のラセン環状に配置されていてもよいが、一重〜三重のラセン環状であってもよいし、五重以上のラセン環状であってもよい。また、回路線２３の形状は、図３に示すような長方形のラセン環状でなくてもよく、例えば、長方形以外の多角形のラセン環状、円形のラセン環状、楕円形、不定形等のラセン環状のいずれの形状であってもよい。

（樹脂層）
樹脂層１３は、基材シート１１上の電子回路形成面に設けられ、基材シート１１及び基材シート１１の一面に形成された回路線２３を覆うものであり、磁性粉体を含んでいる。樹脂層１３は、基材シート１１上の回路線２３の最外周と最内周との間に少なくとも設けられている。

樹脂層１３を形成する材料としては、絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁性樹脂に粘着剤を用いる場合には、有機溶剤溶解型粘着剤、有機溶剤分散型粘着剤、水分散型粘着剤、水溶解型粘着剤等を用いて形成される。樹脂層１３に用いられる粘着剤としては、例えば、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、アクリル樹脂系粘着剤、ポリエステル樹脂系粘着剤、ポリビニルエーテル樹脂系粘着剤、ウレタン樹脂系粘着剤、シリコーン樹脂系粘着剤等が挙げられる。合成ゴム系粘着剤の具体例としては、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレンブロック共重合体、エチレン−酢酸ビニル熱可塑性エラストマー等が挙げられる。アクリル樹脂系粘着剤の具体例としては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル等の単独重合体若しくは共重合体等が挙げられる。ポリエステル樹脂系粘着剤は、多価アルコールと多塩基酸の共重合体であり、多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等が挙げられ、多塩基酸としては、テレフタル酸、アジピン酸、マレイン酸等が挙げられる。ポリビニルエーテル樹脂系粘着剤の具体例としては、ポリビニルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。シリコーン樹脂系粘着剤の具体例としては、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらの粘着剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これら材料の中で、樹脂層１３は、アクリル樹脂系粘着剤又はウレタン樹脂系粘着剤のいずれかであることがより好ましい。安価であり、磁性体粉との分散性が良く、基材シートとの密着性が良い。

また、樹脂層１３には、必要に応じて粘着付与剤、軟化剤、老化防止剤、難燃剤、填料、染料又は顔料等の着色剤等を配合することができる。粘着付与剤としては、ロジン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、石油樹脂、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。軟化剤としては、プロセスオイル、液状ゴム、可塑剤等が挙げられる。難燃剤としては、ハロゲン系、リン系、水和金属系、窒素系等が挙げられる。填料としては、シリカ、タルク、クレー、炭酸カルシウム等が挙げられる。

樹脂層１３の厚さは、特に制限されないが、通常１μｍ〜２５０μｍであればよく、好ましくは３μｍ〜１５０μｍである。樹脂層１３の厚みが１μｍ未満の場合には、樹脂を塗布して製膜する際にハジキが生じ、非接触データキャリアによる通信ができない場合がある。また、樹脂層１３の厚みが２５０μｍを超える場合には、樹脂を塗布して乾燥するのに長時間を要したり、端面から樹脂がはみ出したり、薄膜化の観点からも好ましくない。

なお、樹脂層１３は、シート状の中間基材の両側に粘着剤を積層した両面テープタイプのものも含む。中間基材としては、基材シート１１として前述したものの中から選択でき、中間基材の両側に積層する粘着剤としては、上記で例示した粘着剤を使用することができる。

また、樹脂層１３は、磁性粉体を含んでいる。樹脂層１３に含まれる磁性粉体は、樹脂層１３に対する固形分で、２０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下が好ましく、３０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が特に好ましい。磁性粉体は、樹脂層１３に対する固形分で、９５ｗｔ％を超えると、磁性体粉が多すぎて樹脂層１３に形成できない可能性がある。磁性粉体は、樹脂層１３に対する固形分で、２０ｗｔ％未満であると、樹脂層１３に含有している磁性粉体が少なすぎて必要な透磁率を得られず、アンテナ１０が通信できない可能性がある。

磁性粉体の透磁率は、磁性粉体を塩素化ポリエチレン樹脂中に体積濃度で５０％含有するシートを作成して測定した場合の透磁率であって、周波数１ＭＨｚにおける実数部透磁率μ’が８以上のものが好ましい。なお、本明細書における実数部透磁率μ’とは、各種磁性粉体を塩素化ポリエチレン樹脂に体積濃度で５０％配合したシートを、Agilent Technologies社製インピーダンス／マテリアルアナライザー（品番Ｅ４９９１Ａ）で測定した値のことをいう。より好ましい実数部透磁率μ’は、１０以上であり、３０以上がさらに好ましく、４０以上が特に好ましい。実数部透磁率μ’が８未満であると、金属に貼付した時に交信ができない場合がある。

磁性粉体としては、センダストやフェライト等を挙げることができ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金等を例示でき、中でもＦｅ−Ａｌ系合金が好ましい。Ｆｅ−Ａｌ系合金としては、例えば、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｒ系合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金等が挙げられる。磁性粉体はこれらの１種類又は２種類以上を混合して用いてもよい。本実施形態１において用いられる磁性粉体の保磁力は、６００Ａ／ｍ以下が好ましく、４００Ａ／ｍ以下がさらに好ましい。６００Ａ／ｍを超えると、金属に貼付した時に交信性能が発揮できない場合がある。なお、保磁力は、自動計測保磁力計（商品名「Ｋ−ＨＣ１０００」、東北特殊鋼社製）を用いて測定した値である。

磁性粉体の平均粒子径は、０．１μｍ〜２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜１００μｍである。磁性粉体の平均粒子径が上記範囲内であれば、磁性粉体は高い分散性を有した状態で樹脂層１３内に含めることができる。なお、磁性粉体の平均粒子径は、シンパテック社製レーザー測定機（商品名：「ＨＥＬＯＳ」）で測定された値である。

磁性粉体は、大きさの違う粒子径のものを併用することが好ましい。それにより大きな磁性粉体の隙間を小さな磁性粉体で埋めるようにすることができる。例えば、５μｍ〜１５μｍ、２０μｍ〜３０μｍ、５０μｍ〜１００μｍの３種類等複数の粒子径のものを併用することが好ましい。

磁性粉体の形状は、特に限定されるものではないが、球体形状、立方体形状、扁平形状、円柱形状、円錐形状、針状等が挙げられる。中でも、実数部透磁率が高く少量で必要な実数部透磁率μ’を得られるという観点から、磁性粉体の形状は、扁平形状、円柱形状、円錐形状、針状が好ましく、中でも高アスペクト比（長さ／厚み）のものがさらに好ましい。

図４に示すように、回路線２３の最外周の外縁より外側にはみ出した距離を最外周外縁からの距離Ｃｔとし、回路線２３の最内周の内縁より内側にはみ出した距離を最内周内縁からの距離Ｃｉとし、回路線２３の最外周の外縁と最内周の内縁との最短距離を最短距離Ｃｗとする。

アンテナ１０は、樹脂層１３を基材シート１１上に直接備えている。このため、粘着剤層等を介して磁性シート等を積層する必要はなく、アンテナ１０を薄くすることができる。樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴは、回路線２３の最外周に沿った形状である。このため、樹脂層１３は、基材シート１１上に回路線２３に沿うようにパターン化して形成され、樹脂層１３は、基材シート１１上に効率良く形成されている。また、樹脂層１３は磁性粉体を含有しているので、別途高価な磁性シート等を貼付する必要もない。そのため、磁性シートの打ち抜きによって生じる廃棄される材料の軽減を図ることができる。よって、構成材料や工程数の増加を伴うことなく、安価に既存の設備で製造することができる。

図４は、樹脂層１３を形成した状態を示す回路線２３の平面図である。図４に示すように、樹脂層１３を形成した箇所はハッチングで表示した。樹脂層１３は、回路線２３の最外周の外縁と最内周の内縁との最短距離を最短距離Ｃｗとしたとき、回路線２３の外側には最外周外縁からの距離Ｃｔの分だけはみ出し、回路線２３の内側には最内周内縁からの距離Ｃｉの分だけはみ出していてもよい。距離Ｃｔは回路線２３の最外周の外縁を基準とし、樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴ側を正、樹脂層１３の内縁１３ＩＮ側を負で表し、距離Ｃｉは回路線の最内周の内縁を基準とし、樹脂層１３の内縁１３ＩＮ側を正、樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴ側を負で表すものとする。そして、樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴと内縁１３ＩＮとの最短距離である幅Ｗが、最短距離Ｃｗ以上となっている。幅Ｗは、最短距離Ｃｗと同じでもよい。また、樹脂層１３は、回路線２３の最外周の外縁と最内周の内縁との最短距離を最短距離Ｃｗとしたとき、樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴと内縁１３ＩＮとの最短距離である幅Ｗが、最短距離Ｃｗより小さくてもよい。このため、樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴは、回路線２３の最外周の外縁から距離−Ｃｔの分だけ離れた位置にある。距離Ｃｔが負の場合、回路線２３の最外周の外縁から最内周側に距離Ｃｔだけ回路線２３が露出していることになる。そして、距離Ｃｉが負の場合、回路線２３の最内周の外縁から最外周側に距離Ｃｉだけ回路線２３が露出することになる。

（実施形態２）
図５は、実施形態２に係るリーダライタのアンテナを模式的に示す平面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図５に示すように、アンテナ１０Ａは、アンテナ１０と同様に、基材シート１１と、その一方の表面上に形成された回路線２３、その回路線２３を覆う樹脂層１３と、を備えている。樹脂層１３は、基材シート１１上の一方の面又は他方の面に一部が直接接するように設けられ、かつ一方の面に対し垂直な方向において回路線２３及び金属部材９０に重なり合う位置にある。その結果、リーダライタは、渦電流が抑制され、アンテナ１０Ａと非接触データキャリア１９との間で電波Ｒｗを送受信できるようになる。樹脂層１３は、一方の面に対し垂直な方向において金属部材９０に重なり合わない位置には、塗布されていない。このため、アンテナ１０Ａは、アンテナ１０に比べ、樹脂層１３の量を低減できる。その結果、アンテナ１０Ａの製造コストが抑制される。

図５に示すアンテナ１０Ａは、金属部材９０が回路線２３の一部と重なりあっている。例えば、回路線２３は略長方形であり長手方向の全体の長さをＣＬ、短手方向の全体の幅をＷＬとした場合、金属部材９０は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち一部の距離、つまり金属部材９０が回路線２３を覆う距離ＭＬだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、金属部材９０は、回路線２３の全体の長さＣＬのうち一部の距離、つまり回路線２３の全体の長さＣＬから金属部材９０が回路線２３を覆う距離ＭＬを減算した分、回路線２３と重なり合っていない。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬの内の回路線２３の部分を覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。回路線２３の金属部材９０に重なり合う部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％であることが望ましい。回路線２３に重なり合う部分とは、回路線２３の最外周の外縁と最内周の内縁とに囲まれる部分に対して、金属部分９又は樹脂層部分が重なり合う部分のことをいう。アンテナ１０Ａは、非接触データキャリア１９までの交信距離を確保するにあたり、回路線２３の金属部材９０に重なり合う部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％以下であってもよい。回路線２３の金属部材９０に重なり合う部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上１００％以下であることが好ましく、５９％以上１００％以下であることがより好ましい。金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上である場合、非接触データキャリア１９までの交信距離が、樹脂層１３の面積によって変化しにくくなり、非接触データキャリア１９との交信が安定する。

図６は、図３に示すＡ−Ａ線の変形例を示す断面図である。図６に示すアンテナ１０Ｂのように、基材シート１１の他方の面１１ｂの表面の一部が直接接するように、樹脂層１３を、形成してもよい。この場合には、回路線２３を保護するために回路線２３を覆うように保護シートを積層して設けてもよい。

アンテナ１０の製造方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。まず最初に基材シート１１を準備する準備工程を行う。

次に、基材シート１１の一方の面１１ｆに回路線２３、端子部２１及び端子部２２を形成する回路形成工程を行う。基材シート１１上にある回路線２３、端子部２１及び端子部２２の形成方法は、通常の電子回路製造用の各種方法が用いられる。通常の電子回路製造用の各種方法としては、例えば、導電性ペーストや導電性インクを用いて、スクリーン印刷法、グラビア方式、フレキソ方式、インクジェット方式等の印刷、塗布等により製造する方法、金属箔を接着剤で基材シート１１に貼り合わせ、スクリーン印刷法等により回路線２３、端子部２１及び端子部２２等の形状のレジストパターンを印刷した後、金属箔をエッチング処理して端子部２１及び端子部２２以外の部分の金属箔を除去し、レジストを洗浄することにより、回路線２３、端子部２１及び端子部２２を形成する方法等が挙げられる。エッチング処理は、通常のエッチング処理と同様の処理により行うことができる。

回路線２３、端子部２１及び端子部２２等のエッチングを用いる製造方法としては、具体的には、銅箔とポリエチレンテレフタレートフィルムとを貼り合わせたラミネートフィルムの銅箔面に、スパイラル状又はラセン状に巻回された回路線等形成用のレジストパターンを印刷した後、銅箔部分をエッチングすることにより、不要な銅箔部分を除去して回路線２３、端子部２１及び端子部２２を形成する方法が挙げられる。

次は、基材シート１１の一方の面１１ｆの表面の一部が直接接するように、樹脂層１３を、例えば塗布形成する樹脂層形成工程を行う。

回路線２３が設けられている基材シート１１の表面に樹脂層１３を形成する方法としては、例えば、基材シート１１、回路線２３、端子部２１及び端子部２２を覆うように、その表面に磁性粉体含有樹脂を印刷又は塗布する方法がある。その他、剥離シートの剥離剤層面に磁性粉体を含有する粘着剤を印刷又は塗布し樹脂層１３を形成した後、基材シート１１、回路線２３、端子部２１及び端子部２２を覆うように、その表面に貼り合わせて樹脂層１３を形成する方法等がある。

印刷又は塗布の方法としては、特に制限されるものではなく、印刷方法としては、スクリーン方式、グラビア方式、フレキソ方式、インクジェット方式等の既存の印刷方法を用いることができ、塗布方法としては、例えば、エアーナイフコーター、ブレードコーター、バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ナイフコーター、スクリーンコーター、マイヤーバーコーター、キスコーター等を用いて塗布することができる。このとき、樹脂層１３は、金属部材９０と基材シート１１の表面を垂直方向にみて重なり合う範囲に形成されるように、マスキングされ、塗布される。

次は、樹脂層１３を乾燥させて固定する固定工程を行う（ステップＳ４）。例えば、アンテナ１０Ａが、情報通信端末１００の内部に搭載されても、樹脂層１３は、一方の面１１ｆに対し垂直な方向において金属部材９０及び回路線２３に重なり合う位置にあるので、渦電流を抑制できる。このため、小型化された情報通信端末１００は、筐体１００Ｂの裏面１００ＢＦにアンテナ１０Ａを取り付ける位置に制約を受けない。その結果、情報通信端末１００は、設計の自由度が高まる。そして、アンテナ１０Ａの製造コストが低減されるので、情報通信端末１００の製造コストも低減できる。情報通信端末１００としては、パーソナルコンピュータ、タブレットＰＣ、スマートフォン、携帯電話等が挙げられる。

＜近距離無線通信方法＞
次に、アンテナ１０、１０Ａ又は１０Ｂを用いた無線通信方法について説明する。アンテナ１０、１０Ａ又は１０Ｂを有するリーダライタの、非接触データキャリア１９との間で送受信される電波の共振周波数は１３．５６ＭＨｚ帯域、例えば１３．５６ＭＨｚ±７ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ±１５０ｋＨｚ、１３．５６ＭＨｚ±４５０ｋＨｚ等とされる。リーダライタは、アンテナ１０、１０Ａ又は１０Ｂを介して、非接触データキャリア１９内に設けたＩＣチップの情報を読み取る。読み取られた情報は、リーダライタで参照され、管理される。これにより、このＩＣタグの情報に関する役割は終了する。

なお、本実施形態においては、非接触データキャリア１９が、ＩＣチップを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、非接触データキャリア１９は、ＩＣチップを有さない共振型の盗難防止タグ等の場合についても同様に適用できる。当該盗難防止タグは、ＩＣチップを有さない金属製の回路のみで構成されている閉回路となっており、リーダライタからの電波に共振して反射波を返信し、存在の有無を判断することができるタグ等を挙げることができる。

（実施例１）
（アンテナの作製）
次に、本発明を評価例により具体的に説明する。表１は、評価結果１の試験結果を示している。ただし、本発明は、これらの評価例によって、何ら限定されるものではない。

銅箔（厚さ１８μｍ）とポリエチレンテレフタレートシート（厚さ５０μｍ）を貼り合わせた銅箔積層シート（商品名「ニカフレックスＦ−１０Ｔ５０Ｃ−１」、ニッカン工業社製）の銅箔面に、スクリーン印刷法により図３に示すような回路線２３、端子部２１及び端子部２２の形状にレジストパターンを印刷した。これをエッチングして不要な銅箔部分を除去し、図３に示すような一体配線パターンを製造し、長方形型の回路線を作成した。回路線２３の線幅は、２００μｍであり、線間３８０μｍであり、巻き数は７ターンであった。また、長辺方向の長さは６１ｍｍであり、短辺方向の長さは３２ｍｍであった。また、評価用の金属部材９０は、ステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）を用いた。

次に、アクリル樹脂系粘着剤（商品名「ＰＡ−Ｔ１」、リンテック社製）に、実数部透磁率μ’が４０で保磁力が４００Ａ／ｍのＦｅ-Ａｌ合金である磁性粉体を固形分で７１．４ｗｔ％含有させ、回路線２３の最外周の外縁と最内周の内縁との最短距離Ｃｗを基準とした時樹脂層１３の外縁１３ＯＵＴと内縁１３ＩＮとの最短距離である幅Ｗが、最短距離Ｃｗと同じようになるように、回路線２３上の全面（ＣＧ／ＣＬ×１００＝１００％）にスクリーン印刷で乾燥後の厚さが５０μｍとなるように樹脂層１３を塗布した。そして、実施例１のアンテナを、回路線２３の全面がステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）に重なるように樹脂層１３により貼付した。このため、実施例１のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％である（ＭＬ＝ＣＧ）。

（実施例２）
実施例２のアンテナは、樹脂層１３が回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝２５％）にスクリーン印刷で塗布したこと以外は、実施例１と同様にして作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち１／４となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例２のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％である（ＭＬ＝ＣＧ）ように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。

（実施例３）
実施例３のアンテナは、樹脂層１３を幅Ｗが回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝５０％）にスクリーン印刷で塗布したこと以外は、実施例１と同様にして作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち１／２となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例３のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％である（ＭＬ＝ＣＧ）ように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。

（実施例４）
実施例４のアンテナは、樹脂層１３を幅Ｗが回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝７５％）にスクリーン印刷で塗布したこと以外は、実施例１と同様にして作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち３／４となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例４のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で１００％である（ＭＬ＝ＣＧ）ように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。

（比較例１）
比較例１のアンテナは、樹脂層１３を塗布しないこと以外は、実施例１と同様にして作成した。そして、比較例１のアンテナは、回路線２３の全面がステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）に重なるようにした。比較例１のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で０％である。

（評価結果１）
このようにして得られた実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１のアンテナを、サムスン社製情報通信端末商品番号「ＳＣ−０５Ｄ」の情報通信端末のリーダライタ（読取装置）に接続し、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１のそれぞれのアンテナから非接触データキャリア１９までの交信距離の評価を行った。また、非接触データキャリア１９は、リンテック社製商品名「Ｂｒｉｔｅｍ ＴＳ−Ｌ１０２ＬＣ」を用いた。

通信テストの交信距離については、非接触データキャリアと実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１、比較例２のそれぞれの中心部を接触させた後、徐々に平行に離間してリーダライタが非接触データキャリアを検知する最大の間隔を３回測定した平均値を交信距離とした。

表１に示す評価結果１によれば、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のアンテナを使用したリーダライタは、非接触データキャリアを検知することができる。比較例１のアンテナを使用した場合は、リーダライタは非接触データキャリアを検知することができない。

表２は、評価結果２の試験結果を示している。ただし、本発明は、これらの評価例によって、何ら限定されるものではない。

（実施例５）
次に、実施例５のアンテナは、実施例２と同様に、樹脂層１３が回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝２５％）にスクリーン印刷で塗布して作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち１／４となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例５のアンテナは、金属部材９０が回路線２３を覆う距離ＭＬが２５ｍｍであるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。実施例５のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で７３％であるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようなっている。実施例５のアンテナは、磁性粉体を含む樹脂層１３の端部からはみ出る金属部材の距離（ＭＬ−ＣＧ）が１０ｍｍである。

（実施例６）
次に、実施例６のアンテナは、実施例２と同様に、樹脂層１３が回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝２５％）にスクリーン印刷で塗布して作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち１／４となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例６のアンテナは、金属部材９０が回路線２３を覆う距離ＭＬが３５ｍｍであるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。実施例６のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で５９％であるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようなっている。実施例５のアンテナは、磁性粉体を含む樹脂層１３の端部からはみ出る金属部材の距離（ＭＬ−ＣＧ）が２０ｍｍである。

（実施例７）
次に、実施例７のアンテナは、実施例２と同様に、樹脂層１３が回路線２３上の全面に対して一部（ＣＧ／ＣＬ×１００＝２５％）にスクリーン印刷で塗布して作成した。樹脂層１３は、回路線２３の全体の幅ＷＬを覆っているが、回路線２３の全体の長さＣＬのうち１／４となる一部の距離ＣＧだけ、回路線２３と重なりあっている。そして、実施例７のアンテナは、金属部材９０が回路線２３を覆う距離ＭＬが４５ｍｍであるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようにした。実施例５のアンテナは、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で４９％であるように、回路線２３とステンレス板（ＳＵＳ３０４、パルテック社製）とが重なり合うようなっている。実施例５のアンテナは、磁性粉体を含む樹脂層１３の端部からはみ出る金属部材の距離（ＭＬ−ＣＧ）が３０ｍｍである。

（評価結果２）
このようにして得られた実施例２、実施例５、実施例６、実施例７、比較例２のアンテナを、サムスン社製情報通信端末商品番号「ＳＣ−０５Ｄ」の情報通信端末のリーダライタ（読取装置）に接続し、実施例２、実施例５、実施例６、実施例７、比較例２のそれぞれのアンテナから非接触データキャリア１９までの交信距離の評価を行った。また、非接触データキャリア１９は、リンテック社製商品名「Ｂｒｉｔｅｍ ＴＳ−Ｌ１０２ＬＣ」を用いた。

通信テストの交信距離については、非接触データキャリアと実施例２、実施例５、実施例６、実施例７、比較例２のそれぞれの中心部を接触させた後、徐々に平行に離間してリーダライタが非接触データキャリアを検知する最大の間隔を３回測定した平均値を交信距離とした。

表２に示す評価結果２によれば、実施例２、実施例５、実施例６、実施例７のアンテナを使用したリーダライタは、非接触データキャリアを検知することができる。評価結果２によれば、金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上１００％以下であることが好ましく、５９％以上１００％以下であることがより好ましい。金属部材９０に重なり合う回路線２３の部分に対する、樹脂層１３に重なり合う回路線２３の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上である場合、非接触データキャリア１９までの交信距離が、樹脂層１３の面積によって変化しにくくなり、安定した非接触データキャリア１９との交信が実現する。

以上より、実施形態に係るアンテナ１０、１０Ａ及び１０Ｂを用いれば、金属部材に隣接する場合でも、非接触データキャリア１９と通信することができる。そして、実施形態に係るアンテナ１０、１０Ａ及び１０Ｂは、安価に既存の設備で製造できるため、薄くかつ安価に製造することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ アンテナ
１１ 基材シート
１３ 樹脂層
２１、２２ 端子部
２３ 回路線
９０ 金属部材
１００ 情報通信端末

Claims (8)

1. 非接触データキャリア用リーダライタのアンテナであって、
   基材シートと、
   前記基材シートの一方の面に設けられ、導電性材料の導電パターンが巻回された回路線と、
   磁性粉体を含有する樹脂層と、を含み、
   前記樹脂層は、前記基材シート上の前記一方の面又は他方の面に一部が直接接するように設けられ、かつ前記一方の面に対し垂直な方向において前記回路線に重なり合う位置にあることを特徴とするアンテナ。
2. 請求項１において、
   前記一方の面に対し垂直な方向において、前記回路線の少なくとも一部が金属部材と重なり合う場合、
   前記樹脂層は、前記一方の面に対し垂直な方向において前記金属部材及び前記回路線に重なり合う位置にあることを特徴とするアンテナ。
3. 請求項２において、
   前記金属部材に重なり合う前記回路線の部分に対する、前記樹脂層に重なり合う前記回路線の部分の面積の割合が、百分率で４９％以上１００％以下であることを特徴とするアンテナ。
4. 請求項３において、
   前記金属部材に重なり合う前記回路線の部分に対する、前記樹脂層に重なり合う前記回路線の部分の面積の割合が、百分率で５９％以上１００％以下であることを特徴とするアンテナ。
5. 請求項１から４のいずれか１項において、
   前記磁性粉体を塩素化ポリエチレン樹脂中に体積濃度で５０％含有するシートを作成して測定した場合、周波数１ＭＨｚにおける実数部透磁率μ’が８以上であることを特徴とするアンテナ。
6. 請求項１から５のいずれか１項において、
   前記樹脂層は、アクリル樹脂系粘着剤又はウレタン樹脂系粘着剤のいずれかであることを特徴とするアンテナ。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナを搭載したことを特徴とする情報通信端末。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のアンテナを有するリーダライタとデータキャリアとで無線通信を行うことを特徴とする近距離無線通信方法。

Images