JP2017112449A - 金属対応のチップレスｒｆｉｄタグおよび情報担持体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はアンテナを構成するラインの長さの範囲を狭めることによって、共振周波数の設定範囲を１つのアンテナがカバーできる範囲において、安定して異なる共振周波数を設定可能な金属対応チップレスＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。【解決手段】導体表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１であって、誘電体層５の上に備えられた導体層３の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリット８が等間隔に複数個形成されたスリット部２が備えられており、スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体が形成されていることを特徴とする金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ。【選択図】図１

Description

本発明は、金属対応のチップレスＲＦＩＤタグに関する。

近年、物流、倉庫、生産工程などにおける物品の管理のため、ＲＦＩＤタグを管理対象の物品に貼付けて、当該物品に関する情報を書き込み、その情報を読み取ることによって管理するシステムが導入されている。

管理対象の物品が金属製の場合や、樹脂製の容器の中にジュースや炭酸飲料などの導電性がある内容物が充填されている場合には、通常のＲＦＩＤタグを使用することができず、金属対応のＲＦＩＤタグが使用される。

金属対応のＲＦＩＤタグは、ＩＣチップがアンテナを備えた回路基板に実装されたインレットを、誘電体シートの片面にパッチ導体が形成され、もう一方の面が接地導体（金属体）からなる平面アンテナに貼り付けた構成やインレットを直接パッチ導体に形成する構成とすることにより、金属製の物品などに貼り付けても通信可能なＲＦＩＤタグである。このようなＲＦＩＤタグにおいては、インレットがパッチ導体の共振軸の方向に一致するように配置されている。このような構成にすることにより、金属対応のＲＦＩＤタグは、金属などに貼り付けて使用することが可能となる。

また、このような管理システムにおいて使用されるＲＦＩＤタグには、ＩＣチップを実装したＩＣモジュールが使用されているため、低コスト化には限界があった。

更なる低コスト化のため、ＩＣモジュールを使用しないチップレスＲＦＩＤタグの実用化が進められている。例えば、特許文献１には、図３（ａ）に示したように、低コストな高速印刷技術（第一の印刷法）を使用して、複数の断線部であるスリット部２´を持つアンテナ１´を形成し、次に図３（ｂ）に示したように、スリット部２´の必要な箇所だけに印刷可能なインクジェット印刷などの第二の印刷法を用いて、選択的に導電性インクを印刷部４´に印刷することによってライン７´を接続する。このようにして複数の固有のアンテナ幾何学形状を有する導線からなる、固有の共振周波数を持つチップレスＲＦＩＤタグ１´を形成する技術が開示されている。

しかしながらこの技術は、アンテナ構成が簡易な反面、スリット部２´が広範囲にわたり、またライン７´の長さの範囲が広くなるため、共振周波数の設定範囲が広くなる。そのためリーダ／ライタ側のアンテナも広範囲の周波数をカバーしなければならないデメリットがある。また、金属対応の構成については考慮されていない。

特開２００９−１２４７０７号公報

上記の事情に鑑み、本発明はアンテナを構成するラインの長さの範囲を狭めることによって、共振周波数の設定範囲を１つのアンテナがカバーできる範囲において、安定して異なる共振周波数を設定可能な金属対応チップレスＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、導体表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグであって、
誘電体層の上に備えられた導体層の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリットが等間隔に複数個形成されたスリット部が備えられており、
スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体が形成されており、
誘電体層の導体層が形成された面とは対向する面には、粘着層が形成されていることを特徴とする金属対応のチップレスＲＦＩＤタグである。

また、請求項２に記載の発明は、導体表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグであって、
誘電体層の上に備えられた導体層の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリットが等間隔に複数個形成されたスリット部が備えられており、
スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体が形成されていることを特徴とする金属対応のチップレスＲＦＩＤタグである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグを１つ以上使用したことを特徴とする情報担持体である。

本発明の金属対応チップレスＲＦＩＤタグによれば、誘電体上に形成された導体層に、異なる半径の円弧状のスリットが同心円状に等間隔に配置するように形成されたマイクロストリップアンテナからなる平行平板型の共振器を形成するため、金属などの導体表面に取り付けても使用可能な金属対応、且つ最小の円弧長と最大の円弧長の差を小さくしても安定して異なる共振周波数を設定することができる。そのような本発明の金属対応チップレスＲＦＩＤタグを複数使用することにより、用途に対応した情報量を持った金属対応チップレスＲＦＩＤタグおよびそのタグを使用した情報担持体を提供することが可能となる。

本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグの一例を示す概略説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の切断線Ａ−Ａ´にて切断した場合の即断面図、（ｃ）は（ｂ）の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグの誘電体層の上に粘着層が形成された場合を示す即断面図である。 ７ビットの情報を持たせることができる構成の本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグを例示した説明図であって、（ａ）はいずれのスリット部にも導体を埋め込んでいない初期状態であり、情報としては（０００００００）となる例、（ｂ）は同心円状に等間隔に並んだ７つの円弧のうち、内側から２番目のスリット部に導体を埋め込んだ状態であり、情報としては（０１０００００）となる例、（ｃ）は同心円状に等間隔に並んだ７つの円弧のうち、外側から２番目のスリット部に導体を埋め込んだ状態であり、情報としては（０００００１０）となる例、をそれぞれ示している。 従来のチップレスＲＦＩＤタグを例示した説明図であって、（ａ）は印刷技術を使用して大量生産することができるパターンであって、アンテナを構成するラインは複数のスリットによって、分断されている共通パターン、（ｂ）は複数のスリットのうち、導体を印刷することによって、幾つかのスリットを導体で接続した状態、をそれぞれ示している。

次に、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグを説明する。
本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグは、金属や内容物がジュースや炭酸飲料などの導電性がある内容物が充填されている樹脂容器などの物品の表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグである。
金属対応とするために、誘電体層の上に備えられた導体層の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリットが等間隔に複数個形成されたスリット部が備えられた、マイクロストリップアンテナ（パッチアンテナとも称する。）の構成としている。誘電体層を金属製の容器などの物品の表面に貼り付けることにより、その物品がマイクロストリップアンテナの地導体（グランド板とも称する。）として機能し、誘電体層を介してその上に、スリット部が形成されており、スリットとスリットの間にある導体が、マイクロストリップアンテナのマイクロストリップ（細い導体からなる線路の意味）の役割を果たすことにより、平行平板共振器を構成し、マイクロストリップアンテナとして機能する。
また、情報を担持させるため、スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体を形成することにより、マイクロストリップアンテナの共振周波数を変化させることができる。

次に、図１および図２を用いて、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグを詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の上面図の例を示している。この例は、円形の導体層３の一部に導体層３を貫いて、金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１が、同心円状に、等間隔に、複数個形成されたスリット部２が形成された例を示している。金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を構成する導体３の形状は、円形に限定する必要はない。四角形、三角形、多角形、あるいは不規則な形状であっても良くマイクロストリップアンテナとして機能すれば、如何なる導体形状であっても良い。

また、スリット部２を構成する複数のスリット８は、同心円状に、且つ放射方向に、等間隔に並んだ長さが異なる円弧に限定する必要はなく、スリット８に導体を形成してスリット８を導体とすることにより、マイクロストリップアンテナの共振周波数を変化させる場合に、その共振周波数の変化量が規則的に変化するようにしておくことで、導体を形成するスリット８の位置と共振周波数の変化量との対応関係がつけやすくしておくことが望ましい。

そのため、例えば任意の形状の導体層３の一部に、導体層３を貫いて、等間隔に、同じ幅で、長さの異なる複数本のスリットが、平行に並んで構成されたスリット部であっても良い。

従って、複数のスリットで構成されるスリット部の導体を形成するスリットと共振周波数の変化量の対応関係が明確になっていれば、スリットの幅が同一であることさえ、必ずしも必要ではない。逆に言えば、スリットの幅を同一にしておき、長さだけを変えたスリットから構成されたスリット部としておくことによって、マイクロストリップアンテナの共振周波数の変化量の対応関係が単純になるメリットがある。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の上面図のＡ−Ａ´切断線で切断した場合の断面図の例を示している。本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の層構成は、少なくとも、誘電体層５の上に導体層３が積層された構成をしている。導体層３の一部には、スリット部２が備えられている。スリット部２は、幅が同じで長さが異なる複数のスリット８から構成されている。この構成は、物品に貼り付ける必要が無い場合の構成であるが、通常は金属製の容器や樹脂製のボトルに貼り付けて使用するため、図１（ｃ）に示したような層構成となる。即ち、誘電体層５の導体層３が備えられた面とは対向する面に、粘着層６を備えた構成となる。

このような層構成を持つ本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の製造方法としては、まず、誘電体層５として各種の樹脂シートを使用することができる。例えば、代表的な樹脂シートとして、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ポリ乳酸樹脂などからなるシートを好適に使用可能である。

例えば、ＰＥＴ樹脂からなるシートの片面に、導電性インキをスクリーン印刷することによって、図１（ａ）に示したような導電層３の一部にスリット部２となるパターンを形成することが可能である。その他の方法としては、例えば、フレキシブルプリント配線板の基材として使用されているポリエステルフィルムの片面に銅箔が接着剤を介して接着してあるポリエステルフィルム基材フレキシブルプリント配線板用銅張積層板を使用して、その銅箔の表面にスクリーン印刷などの印刷手段を用いて、エッチングレジストパターンを形成し、ウェットエッチングすることによって、ポリエステルフィルム基材上に銅箔によるスリット部が形成されたものを作製することができる。エッチングレジストはそのまま銅箔上に残しても良いし、レジスト剥離処理により剥離しても良い。

このようにして、誘電体シートや誘電体基材などの誘電体層５の上に、導体層３の一部にスリット部２を形成した後、塗布手段を用いて、粘着層６を塗布することにより、図１（ｃ）に示した本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１が多面付けされた積層体を製造することができる。塗布手段としては、特に限定する必要はなく、ロールコータやダイコータなどの一般的に使用されている塗布装置を使用して塗布すれば良い。

このようにして作製した積層体を断裁することによって、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を得ることができる。断裁する際に、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１が複数個並んだ状態で断裁することも可能である。必要に応じて、複数個の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１が集合したものを作製可能である。

図２は、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の情報担持の方法について説明するものである。図２（ａ）は、７本のスリットのうち、いずれのスリット８にも導体が形成されていない初期状態を示している。スリット８に導体が形成されていない状態を０、導体が形成されている状態を１とすると、初期状態は（０００００００）と表すことができる。この初期状態の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１は上記の製造方法を用いて大量生産しておくことができる。

このようにして作製した初期状態の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１のスリット部２のスリット８に導体を形成することにより、金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１の共振周波数を変化させ、そのタグに担持させる情報を指定することができる。

図２（ｂ）は、スリット部２の内側から２番目のスリットに導体を形成した例を示した図である。そのスリットの部位を印刷部４として示している。その状態の情報を（０１０００００）と表すことができる。同様に、スリット部２の外側から２番目のスリットに導体を形成した例を図２（ｃ）に示した。そのスリットの部位を印刷部４として示している。その状態の情報を（０００００１０）と表すことができる。

このようにして、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１は、１つのタグによって、（０１０００００）〜（１１１１１１１）の１２８個の情報を担持することができる。

また、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を複数個使用した場合、例えば３つのタグを使用した場合は、１２８^３＝約２００万個の情報を担持させることが可能とな
る。このように、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を１個以上使用して情報担持体とし、管理対象の物品に貼付して管理することが可能である。

以上、スリット部２が７本のスリット８からなる場合を例に挙げて説明したが、スリット８の数は７に限定する必要はなく、更に増やす事も減らす事も可能である。

この様に、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を用いると、例えば、スーパーマーケットにおいて、商品に本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を２個使用した情報担持体を用いた場合、約１６０００個の商品を識別することが可能である。この商品に貼付された情報担持体の情報（この場合は１６０００個の識別記号に相当）に対応した商品情報（品名、価格、入荷日、販売店、など）をコンピュータに入力しておくことによって、レジにて商品の一括読み取りを行うことが可能となる。

本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１のスリット部２を構成するスリット８に導体を形成する方法としては、スリット８に選択的に導体を形成できる手段であれば特に限定するものではないが、例えば導体インクを、インクジェット印刷装置を用いて選択したスリット８に印刷することができる。導体としては、金属の微粒子、炭素の微粒子、導電性高分子材料のいずれか１つ以上を含有する材料を好適に使用可能である。また、金属箔や導電性物質からなる転写層をスリット８に選択的に転写できる手段であれば好適に使用することができる。

例えば、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１が多面付けされた積層シートの状態で、１個以上のタグからなる情報担持体に対して、それらのスリット部２の所定の位置のスリット８に対して、インクジェット装置を使用して導体インクを印刷することができる。そのようにして、積層シート段階でスリット部２のスリット８への導体の形成を、必要な数量だけ実施し、異なる情報を担持させる情報担持体には、それに対応したスリット部２のスリット８への導体の形成を行うことにより、必要な種類の情報が担持されたタグが必要な数量だけ作製された積層シートを作製し、１つ以上のタグからなる情報担持体が形成された領域に対応して断裁することにより、本発明の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ１を使用した情報担持体を作製することができる。

１・・・金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ
１´・・・チップレスＲＦＩＤタグ
２、２´・・・スリット部
３・・・導体層
４、４´・・・印刷部
５・・・誘電体層
６・・・粘着層
７´・・・ライン
８・・・スリット

Claims (3)

1. 導体表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグであって、
   誘電体層の上に備えられた導体層の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリットが等間隔に複数個形成されたスリット部が備えられており、
   スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体が形成されており、
   誘電体層の導体層が形成された面とは対向する面には、粘着層が形成されていることを特徴とする金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ。
2. 導体表面に貼り付けて使用することができる金属対応のチップレスＲＦＩＤタグであって、
   誘電体層の上に備えられた導体層の一部に、導体層を貫いて同じ幅で長さが異なるスリットが等間隔に複数個形成されたスリット部が備えられており、
   スリット部を構成する複数個のスリットのうち、０個または１個以上のスリットに導体が形成されていることを特徴とする金属対応のチップレスＲＦＩＤタグ。
3. 請求項１または２に記載の金属対応のチップレスＲＦＩＤタグを１つ以上使用したことを特徴とする情報担持体。