JP4368217B2 - Rfidインレット、及びそれを用いたrfidタグ、及びrfidタグ付きシール - Google Patents

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本発明は、RFID用ICチップとアンテナを有するRFIDインレット、及びこれを実装したRFIDタグ、RFIDタグ付きシールに関する。
RFIDタグは、ICチップに記録された固有の番号を読み取ることで、物流管理、入出退管理、個品管理などを正確且つ効率的に行え、社会のIT化・自動化を推進する上で非常に注目されている。
従来、この種のタグに用いられているRFIDインレット500は、図13に示すように、樹脂シート52と、このシート52の表面にメッキやエッチング等で直線状に形成されたアンテナ50と、このアンテナ50の中央部に封止樹脂53を介して接合されたICチップ51とを備える構造からなり、かかるRFIDインレット500を、紙などの基材の間に挟み込んで積層することによってRFIDタグが提供されている。
かかるRFIDタグのインレット500は、その樹脂シート52が、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(以下PENという)、ポリエチレンテレフタレート(以下PETという)などのフィルム材から出来ており、且つ厚さも70μm程度と厚いため、数キログラム以上の引張強度を有し、簡単に破損することがない。このため、例えば、RFIDタグの基材の積層接着部分を剥がすることによりインレットを露出させ、これを取り出したり、或いは、タグの縁部からインレットの縁部まで基材を分断しつつ、インレットの縁部に沿って基材を取り除く等を行うことにより、インレットを破損させずに取り出すことが可能である。このように不正に取り出されたインレットは、偽造カードなどの作製に供される虞がある。
特に、ICチップとして、例えば特開2002−184872等に記載のような書替えが出来ない固有の番号を付与したICチップを備えるRFIDタグは、大変優れた認証機能を有するので、パスポートなどの個人認証に好適である反面、世の中で唯一無二の番号を有するが故に、却って不正取り出しの対象となり易いと言える。
このように従来のインレットは、取り出し易く且つ再タグ化して不正利用に供されるという問題点がある。この点、RFIDタグからインレットの取り出しが行われても、取り出されたインレットが破損していれば、再利用することができず、偽造カード作製などの不正利用を防止することができる。
特開2002−184872
そこで、本発明は、不正取り出し行為が行われた際に、インレット自身が破損するように改良されたRFIDインレット、及びこのRFIDインレットを用いたRFIDタグ及びRFIDタグ付きシールを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための第1の手段として、本発明は、支持体となるシートと、シート上に設けられたアンテナと、アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、アンテナを構成する線路は、ICチップから開放端へ向かって蛇行しながら延びることで凹んだ形状を成す凹み部が形成されており、シートには、凹み部で囲われる領域内からシート縁部に渡って易破損部が形成されているRFIDインレットを提供する。
また、本発明の第2の手段は、支持体となるシートと、シート上に設けられたアンテナと、アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、上記アンテナを構成する線路は、ICチップから開放端へ向かって延び、且つ線路の延伸方向を中心線として左右交互に外側へ開口する凹み部が形成されており、シートには、凹み部で囲われる領域内からシート縁部に渡って易破損部が形成されているRFIDインレットを提供する。
また、本発明の第3の手段は、支持体となるシートと、シート上に設けられたアンテナと、アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、アンテナを構成する線路は、その縁が内側に入り込んだ凹み部を有し、シートには、シートの縁部から凹み部の開口領域に渡って易破損部が形成されているRFIDインレットを提供する。
さらに、本発明は、上記RFIDインレットがフィルム状の基材が積層された積層体の間に挟み込まれてなるRFIDタグを提供する。また、本発明は、上記RFIDインレットが、基材の最外層に設けられ、このインレットを覆うように保護層が設けられてなるRFIDタグを提供する。さらに、本発明は、上記RFIDインレットが基材に設けられていると共に、被貼付物に貼り付けるための貼付剤層が設けられてなるRFIDタグ付きシールを提供する。
上記RFIDインレットは、アンテナ線路に凹み部が形成され、アンテナが形成されたシートに縁部から凹み部に渡って易破損部が形成されているので、シートに引張り応力が加わると、易破損部からシート自体が容易に裂け、これに伴いアンテナも分断される。従って、かかるRFIDインレットを具備するRFIDタグ及びRFIDタグ付きシールは、不正行為者がインレットを取り出そうとして基材を剥離又は分断した際、アンテナが分断されてインレットが破損する。従って、正常なインレットを不正に取り出すことができず、不正に再利用することを防止することができる。
本発明のRFIDインレットは、アンテナの凹み形状とシートの易破損部により脆弱化が図られており、応力が加わることによりアンテナの一部が分断され、インレット自身が破損する。従って、再利用することが困難であり、不正行為を防止することができる。
また、本発明のRFIDタグやタグ付きシールは、上記インレットを備えているので、これを基材から分離して取り出そうとしても、インレットが破壊する。従って、インレットを再利用して不正行為を防止することができる。特に不正行為の対象となり易い書替えが出来ないICチップを備える場合に好適である。
本発明のRFIDインレットは、1/2波長型アンテナで機能するものであり、アンテナの長さが共振調整回路としての機能を有しており通信特性に大変重要な影響を与えるものである。最適なアンテナの長さは動作条件により変わるが、アンテナの周囲が空気である場合には、動作周波数のほぼ1/2波長が最適値となり、周囲が誘電体で覆われている場合には誘電体による波長短縮効果があるので、最適アンテナ長はこれより短い長さとなることが知られている。アンテナ長がこれらの値より短くなると急速に通信特性が低下し、通信が不能となる。本発明は、この原理を利用したもので、不正に取り出されたインレットは、その取り出しの際にアンテナの一部分が必ず破損して所定の通信が出来なくなるようにするものである。
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明のRFIDインレットの平面図である。図2は、側面図、図3は、図1におけるA部拡大図である。RFIDインレット100は、アンテナなどの支持体となるシート12と、このシート12の表面に設けられたAl、Cu、Sn、Ag、Au等の単独又は混合物などの金属箔等からなるアンテナ10と、このアンテナ10の略中央部に配設されたICチップ11と、このICチップ11をアンテナ10に接合して封止する封止樹脂13とから構成されている。具体的には、シート12は、比較的薄い平面短冊状の樹脂フィルムからなり(例えば厚み約50〜100μm程度)、例えばポリイミド、PEN、PETなどの樹脂フィルムが用いられている。ICチップ11は、アンテナ10の全長の略中央に形成されているL字状のスリット部14の端部に配置されている。アンテナ10を構成する線路は、ICチップ11を略中心として左右の開放端側へ向かってそれぞれ延び、その延伸途中で約90度の角度を以て繰り返して折れ曲げられることにより平面略蛇行状に形成されている。従って、アンテナ10の線路には、ICチップ11からアンテナ開放端に向かう間に、延伸方向を中心線とする左右交互に外側へ開口した凹み部16が複数形成されている。尚、アンテナ10の全長は、所望する通信距離などに応じて適宜設定されるが、一般には、例えば50〜60mm程度の長さに形成される。
また、シート12には、シート12の一部を切断した線状の切り込み部15が形成されている。この切り込み部15は、シート12の縁部から凹み部16の開口領域を通過し、更に凹み部16で囲われる領域16a内の所定位置にまで至るように形成されている。尚、切り込み部15は、ICチップ11の近傍に位置する複数の凹み部16にのみ対応してそれぞれ設けられているが、全ての凹み部16に対応してそれぞれ設けられていてもよいし、アンテナの開放端の近傍に位置する凹み部16に形成されていてもよい。もっとも、インレット100に応力が加わってアンテナ10が分断される際、アンテナ10をより短く分断して通信特性を低下させるため、少なくともICチップの近傍に位置する凹み部16に切り込み部15を設けることが好ましい。
また、特に図示しないが、シート12に形成される易破損部としては、上記のような線状の切り込み部が好ましいが、例えばミシン目を形成したり、或いはシートの一部を脆弱化したり、或いはシートの厚み方向に略V字状の刻み目(いわゆるハーフカット)を形成するなどの手段を用いてもよい。
次に、図4は、上記RFIDインレットを積層したRFIDタグの一実施形態の平面図で、図5は、その側面図である。
このRFIDタグ200は、上記RFIDインレット100と、このRFIDインレット100を挟み込んだ上下一組の基材21,22とからなり、RFIDインレット100と基材21,22は、接着剤23にて一体的に積層接着されている。基材21,22としては、上質紙、中質紙、更紙、片アート紙などの紙や、汎用的な樹脂シートなどを用いることができる。接着剤23としては、基材21,22とRFIDインレット100とを強く接着させるもの、例えば、インレットを不正に取り出すため、基材21,22を捲り剥がそうとしても基材21,22とインレット100の層間で剥離を起こさない程度の接着力を有するものが好ましい。例えば、基材21,22として紙を用いる場合には、紙とアンテナ10の両方に強く接着しうる比較的Tgの低い変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、アイオノマー、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、メタクリル樹脂、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)、セルロース誘導体系樹脂等の単独や混合体などの熱可塑性樹脂からなる接着剤が例示される。また、基材21,22として樹脂シートを用いる場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブチレン共重合体等のポリオレフィン樹脂系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂系ポリマー、ポリウレタン、フェノール系ポリエーテル、酢酸セルロース、アクリロニトリル系重合体、アミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ガラスエポキシ樹脂、ポリカーボネート、アクリルニトリルブタジエンスチレン、ポリエチレンナフタレート等の単独または混合体などの接着剤が例示される。RFIDタグ200は、カードのような比較的硬いものでもよいし、柔軟なものでもよい。
上記RFIDタグ200は、積層されたインレットを取り出そうとして、RFIDタグの縁部から基材を剥がそうとして力を加えると、インレットのシートに形成された易破損部に応力が集中し、易破損部の先端からアンテナの凹み部を横切って該シートが分断されることとなる。このようにアンテナ部分が分断されたRFIDインレットは、通信特性が低下して実質的に通信不能となり、再利用することが困難となる。従って、不正行為者が、偽造カードなどを作ることを防止することができる。
図6は、RFIDタグの他実施形態の側面図である。
この変形例に係るFRIDタグ300は、紙や樹脂シートからなる基材31の表面に、RFIDインレット100が接着剤などを介して固着され、このRFIDインレット100の少なくとも表面を被覆するように保護層32が設けられたものである。保護層32としては、容易に剥離又は脱落しないもの、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどを用いることができ、公知のコーティング加工にて塗工することができる。また、保護層32として、例えばマスターバッチなどのような隠蔽性を有するものを用いれば、RFIDインレット100を外部から視認できないタグを作製できるので好ましい。本実施形態のRFIDタグ300もインレットを取りだそうとした際に、インレット自身が破損し、再利用することが困難である。
図7は、RFIDタグ付きシールの一実施形態の平面図、図8は、その縦断面図である。
このFRIDタグ付きシール400は、紙や樹脂シートからなる基材41の裏面に、RFIDインレット100が接着剤などを介して固着され、この基材41の裏面残部とRFIDインレット100を覆うように粘着剤層42が塗布されたものである。尚、基材41の表面側には、必要に応じて商品名などの意匠印刷が施される。基材41としては、インレット100と共に壊れやすい比較的脆質のものを用いることが好ましい。例えば、上質紙、中質紙、更紙などの紙、脆質の塩化ビニル樹脂シート、ポリスチレン樹脂シート、合成紙などの他、加熱により30〜50%程度収縮するPET、ポリスチレン、塩化ビニル、ポリプロピレンなどのフィルムも基材41として使用することができる。基材41の厚みは特に限定されないが、例えば上質紙の場合には80〜100μm程度のものを用いることが好ましい。粘着剤層42としては、通常のタックラベルで用いている汎用的な粘着剤又はディレードタック型粘着剤などの他、常温で粘着性を示さず且つ加熱されて粘着性を生じる感熱接着剤などを用いることもできる。かかるシール400は、図9に示すように、例えば、容器のキャップ部の封印シールとして貼り付けるなど適宜被貼付物に貼り付けて使用される。そして、これを剥がそうとした際には、基材と共に、易破損部を通じてインレット100も複数に分断され、インレット100の再利用ができなくなる。
尚、粘着剤層42とインレット100の間に、樹脂層などを介在させてもよいし、或いは、図4に示すような、基材22,21間にインレット100が積層接着されたRFIDタグ200や図6に示すような、保護層32で被覆されたRFIDタグ300などに、粘着剤層を設けることにより、RFIDタグ付きシールを構成することもできる。
次に、図10は、RFIDインレットの他の実施形態を示す平面図である。
この変形例に係るインレット100は、アンテナ10の凹み部16が、略V字状に凹んで形成されているものである。このようにアンテナ線路の凹み部16が略V字状でも、上記と同様に、凹み部16を通じてアンテナ10の一部は分断される。その他、図示しないが、凹み部16は、略U字状や略C字状などでもよく、アンテナ10を構成する線路の縁部が内側に入り込むように形成されていれば、その具体的形状は特に限定されない。もっとも、図1に示すような略コの字状や図10に示すような略V字状の凹み部16のように、凹み部16で囲われる領域に於いて鋭角部分(90度を含む)が形成されていれば、易破損部に従ってシートが分断される際、その鋭角部分がアンテナの開裂起点となり、アンテナが分断され易くなるので好ましい。
さらに、図11は、RFIDインレットの他の実施形態を示す平面図である。
この変形例に係るインレットは、アンテナ10の凹み部16の開口幅が、開放端側とスリット部14側とで異なっているものであり、凹み部16の数を減らす場合などに有効な態様である。また、同図(b)は、開放端側に凹み部16がない、すなわち、チップ11の近傍位置にのみアンテナ10の凹み部16が形成されているものであり、凹み部16の数を減らすと共にアンテナ形状の単純化を図ることができる。
以下、実施例を示し、本発明を更に詳述する。
実施例1
幅2.5mm×長さ60mm×厚み50μmのPETフィルムの一面に、厚み20μmのアンテナを設けた。アンテナは、図1及び図3に示すような形状であり、振れ幅W1:1.2mm、線路幅W2:0.4mm、凹み部の開口幅W3:0.4mm、スリット部の長さL1:10mm、アンテナ全長L2:48mmに形成した。尚、アンテナ形成は圧延アルミ箔を積層したPETフィルムを用いてエッチング加工により行った。アンテナ全長が47mm、46mm・・・、30mmまで、48mm〜30mmまでの間で1mmずつ短く形成した点を除いて、上記と同様にして、アンテナ長が1mmずつ短い19種類の試験片を作製した。この各試験片のスリット部の端部に、ICチップ(商品名:ミューチップ、日立製作所製)を、市販の封止材を用いて超音波接合技術で接合した。さらに、各試験片の全ての凹み部に、PETフィルムの縁部から凹み部の内側にまで、カッターを用いてシートを切断することによって切り込み部を形成した。このようにして得られた19種類のRFIDインレットの通信距離をそれぞれ測定したところ、図12のグラフに示す結果となった。更に、上記各インレットを、2枚の紙(商品名:ハープS、104.7g/m、日本製紙製)の間に埋め込むように挟み、市販の接着剤で貼り合わせてタグ化し、同様に通信距離をそれぞれ測定したところ、図12のグラフに示す結果となった。尚、通信距離は比率で示している。インレット単体及びタグ化したものの何れも、アンテナ長が短くなるに従い、通信距離が短くなった。具体的には、インレット単体の場合、アンテナ全長が第一の通信不可点111以下となると通信できなくなり、紙でタグ化したものは、第二の通信不可点112以下で通信ができなくなる。このことからインレットを取り出そうとした場合に、アンテナの一部が分断されて短くなると、通信不能又は通信距離が短くなり、RFIDインレットとして実質的に再利用できなくなることがわかる。
実施例2
幅2.5mm×長さ60mm×厚み50μmのPETフィルムの一面に、厚み20μmのアンテナを設けた。アンテナは、図1及び図3に示すような形状であり、振れ幅W1:1.2mm、線路幅W2:0.4mm、凹み部の開口幅W3:0.4mm、スリット部の長さL1:10mm、アンテナ全長L2:48mmに形成した。尚、アンテナ形成方法やICチップの接合は、実施例1と同様にして行った。さらに、PETフィルムの縁部から凹み部の内側にまで、カッターを用いてシートを切断することによって切り込み部を形成した。かかる切り込み部は、図1に示すように、チップから左右開放端へ連なるそれぞれ4箇所の凹み部に形成した。
得られたインレットを、2枚の紙(商品名:ハープS、104.7g/m、日本製紙製)の間に挟み込み、接着剤(商品名:バイロンUR8300、東洋紡績製)で接着し、熱ラミネートプレスして積層一体化することによりRFIDタグを作製した。
得られたRFIDタグカードからインレットを取り出すべく、タグの紙を強引に剥離しようと試みたところ、積層したインレットが破損し、通信可能な状態でインレットを取り出すことは極めて困難であった。
実施例3
実施例2と同じインレットを、図9に示すように、紙(商品名:ハープS、104.7g/m、日本製紙製)と5μm厚の粘着剤層(商品名:オリバインBPS5260、東洋インキ製)で挟み込み、タグ付きシールを作製した。得られたシールをガラス瓶の口部に貼着し、このシールを剥がそうとしたところ、紙と共にインレットが分断され、通信可能な状態でインレットを取り出すことは極めて困難であった。
比較例
幅2.5mm×長さ60mm×厚み50μmのPETフィルムの一面に、厚み20μmのアンテナを設けた。アンテナは、図13に示すような凹み部が形成されていない直線形状であり、その線路幅W4:2.6mm、スリット部の長さL4:10mm、アンテナ全長L5:56mmに形成した。尚、アンテナ形成方法及びICチップの接合は、実施例1と同様にして行った。
得られたインレットを、実施例2と同様にして2枚の紙の間に積層一体化することにより、比較例に係るRFIDタグを作製した。
得られたRFIDタグカードからインレットを取り出すべく、タグの紙を強引に剥離しようと試みたところ、積層したインレットを破損させることなく、通信可能な状態でインレットを取り出すことができた。
本発明に係るRFIDインレットの一実施形態を示す平面図。但し、薄墨塗り部分はアンテナを示す(以下同じ)。 同側面図。 図1の丸囲いA部の拡大平面図。 本発明に係るRFIDタグの一実施形態を示す平面図。 同側面図。 本発明に係るRFIDタグの他の実施形態を示す側面図。 本発明に係るRFIDタグ付きシールの一実施形態を示す平面図。 図7のB−B線断面図。 タグ付きシールの使用状態を示す一部省略参考図。 本発明に係るRFIDインレットの他の実施形態を示す要部拡大平面図。 本発明に係るRFIDインレットの他の実施形態を示す平面図。 アンテナ長と通信距離の関係を示す実測データのグラフ図 従来の1/2波長型アンテナを有するインレットの平面図。
符号の説明
100・・・RFIDインレット
200,300・・・RFIDタグ
400・・・RFIDタグ付きシール
10・・・アンテナ
11・・・ICチップ
12・・・シート
13・・・封止樹脂
14・・・スリット部
15・・・切り込み部(易破損部)
16・・・凹み部
21,22,31,41・・・基材
23・・・接着剤
32・・・保護層
42・・・粘着剤層
111・・・第一の通信不可長さ
112・・・第二の通信不可長さ
L1・・・スリット部の長さ
L2・・・アンテナの全長
W1・・・アンテナの振れ幅
W2・・・アンテナの線路幅
W3・・・凹み部の開口幅

Claims (6)

  1. 支持体となるシートと、前記シート上に設けられたアンテナと、前記アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、
    前記アンテナを構成する線路は、前記ICチップから開放端へ向かって蛇行しながら延びることで凹んだ形状を成す凹み部が形成されており、前記シートには、前記凹み部で囲われる領域内からシート縁部に渡って易破損部が形成されていることを特徴とするRFIDインレット。
  2. 支持体となるシートと、前記シート上に設けられたアンテナと、前記アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、
    前記アンテナを構成する線路は、前記ICチップから開放端へ向かって延び、且つ線路の延伸方向を中心線として左右交互に開口する凹み部が形成されており、前記シートには、前記凹み部で囲われる領域内からシート縁部に渡って易破損部が形成されていることを特徴とするRFIDインレット。
  3. 支持体となるシートと、前記シート上に設けられたアンテナと、前記アンテナに接続されたRFID用ICチップとを備えるRFIDインレットであって、
    前記アンテナを構成する線路は、その縁が内側に入り込んだ凹み部を有し、前記シートには、前記シートの縁部から前記凹み部の開口領域に渡って易破損部が形成されていることを特徴とするRFIDインレット。
  4. フィルム状の基材が積層された積層体を成し、請求項1〜3の何れかに記載のRFIDインレットが前記基材の間に挟み込まれていることを特徴とするRFIDタグ。
  5. 請求項1〜3の何れかに記載のRFIDインレットが、基材の最外層に設けられていると共に、前記インレットを覆うように保護層が設けられていることを特徴とするRFIDタグ。
  6. 請求項1〜3の何れかに記載のRFIDインレットが基材に積層されていると共に、被貼付物に貼り付けるための粘着剤層が設けられていることを特徴とするRFIDタグ付きシール。
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