WO2019239976A1 - 非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システム - Google Patents

非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システム Download PDF

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Definitions

  • chipless RFID in which a tag is configured without using an IC chip, has begun to attract attention.
  • chipless RFID an electromagnetic wave is irradiated from a reading device to a tag in which a metal ink is patterned on a base material such as paper or resin, and a reflected wave from the tag corresponding to a resonance frequency derived from the metal pattern of the tag is generated.
  • a method of reading the pattern shape of the tag and the identification information by receiving and analyzing it with a reading device see, for example, Non-Patent Document 1).
  • this chipless RFID is used, the problem peculiar to RFID equipped with an IC chip that the IC chip is damaged by static electricity or vibration can be solved.
  • the tag can be produced on demand by forming the metal pattern by a printing method using a metal ink or the like.
  • the buffer layer 201 is made of a material having a very low relative dielectric constant of 2.5 or less as described above.
  • a material containing air such as a porous material (foaming material, etc.) or a nonwoven fabric (see FIG. 2) is used. Can do. When using a porous material and a nonwoven fabric, they may be used alone or in combination. Moreover, you may use a porous material and a nonwoven fabric mixed with binders, such as resin.
  • the release sheet layer 206 is disposed on the lower surface of the adhesive layer 205 disposed in the lowermost layer (the lower surface is exposed) as compared with the example of FIG. 7 (Embodiment 4).
  • positioned at the lowest layer is securable by providing the peeling sheet layer 206 in the lower surface of the adhesion layer 205 arrange
  • the transmission reading performance can be improved.
  • the electromagnetic wave absorbing layer 208 it is possible to adjust to absorb a part of the electric field generated between the metal pattern layer 202 and the metal sheet layer 203.
  • the peak of energy attenuation at a specific frequency becomes a signal due to the resonance phenomenon, but the electromagnetic wave absorption layer 208 has an effect of promoting the specific frequency energy attenuation due to this resonance. For this reason, it is possible to increase the signal intensity, and it is possible to achieve both reduction in the tag size and ensuring long-distance readability.
  • the transmission reading performance can be improved.
  • the control unit 100 outputs a transmission wave having a reference frequency (for example, 4 GHz) from the electromagnetic wave transmission unit 10 and sweeps the frequency of the transmission wave as appropriate, so that the amplitude of the reflected wave input from the electromagnetic wave reception unit 20 is the highest. Identify multiple weakening peaks (resonance frequencies). In specifying the resonance frequency, the control unit 100 can refer to the phase of the reflected wave input from the electromagnetic wave receiving unit 20. And the control part 100 decodes the identification information of the said tag from the specified some resonant frequency.
  • a reference frequency for example, 4 GHz
  • Example 9 where the material of the buffer layer 201 is porous and the thickness is 5 ⁇ m, the evaluation is ⁇ when the tag 200 is attached to the surface of the steel plate.
  • Example 22 where the material of the buffer layer 201 is a metal-dispersed dielectric and the thickness is 5 ⁇ m, the evaluation is “good” when the tag 200 is attached to the surface of the steel plate.
  • the buffer layer 201 can be made thin by making the material of the buffer layer 201 a metal-dispersed dielectric having a dielectric constant lower than that of the porous material.

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Abstract

タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することが可能な非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システムを提供する。タグ200は、金属パターン層202における金属部の配置パターンが、識別情報に対応付けられており、タグ200に電磁波を照射した際に、タグ200によって反射される電磁波の情報に基づいて、識別情報を判別可能であり、金属パターン層202は、少なくとも1層のバッファ層201よりもタグ200の読み取り面側に設けられている。

Description

非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システム
 本発明は、非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システムに関する。
 従来、物品に関する情報等を紐づけるタグの一例として、バーコードが知られている。バーコードは、安価であることから、現在では様々な物品に印字され、その物品に関する情報を電子化する手段として広く普及している。他方、バーコードタグの場合、印字内容を正しく読み取るためにはバーコードリーダーをバーコードに数cm程度まで近づける必要があり、この読み取り作業が作業者から煩雑と感じられている。また、バーコードの印字部位が汚れている場合、印字内容の読み取りができないという課題もある。加えて、バーコードは、物品表面の見える位置に印字されているため、悪意を持つものに容易に書き換えられるといった問題もある。
 上記の課題に対応したタグとして、RFIDと呼ばれる電子タグがある(例えば特許文献1参照)。RFIDタグによれば、数十cm~数m離れた距離であっても、また、多少の汚れの付着があっても、RFIDリーダーを用いて当該タグの内容を読み取ることができるため、バーコードの場合と比較すると、読み取り作業者の負担が大幅に軽減される。他方、従来のRFIDの技術では、タグにICチップが使われており、ICチップは静電気や振動に弱いため、物流過程などで記録内容が変わってしまう、あるいは回路の断線が発生し、読み取りができなくなる等の問題があった。
 これらに代わる他の技術として、ICチップを使用せずにタグを構成した、所謂チップレスRFIDが注目され始めている。チップレスRFIDの一例としては、紙や樹脂等の基材に金属インクがパターニングされたタグに読み取り装置から電磁波を照射し、タグの金属パターンに由来する共振周波数に応じたタグからの反射波を読み取り装置で受信して解析することで、タグのパターン形状ひいては識別情報を読み取る方法がある(例えば非特許文献1参照)。このチップレスRFIDを用いた場合、静電気や振動でICチップが破損するという、ICチップを搭載したRFID特有の課題を解決することができる。さらに、金属パターンの形成を、金属インク等を用いた印刷法で行うことで、オンデマンドでタグを作製することができるという利点もある。
特開2016-207011号公報
Chipless RFID based on RF Encoding Particle, 2016
 しかしながら、上記の共振現象を利用したチップレスRFIDは、放射する電磁波の指向性が十分に高くなく、かつ、金属パターンにより生じる共振現象の効率が低く、小型サイズ(例えば4cm×4cm程度)とすると、シグナルの強度が微弱となってしまうため、1m程度の長距離の読み取りが必要な用途(例えば物流用IDや製造工程用ID)に適用させることが困難であるという欠点がある。
 本発明は、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することが可能な非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システムを提供することを目的とする。
 請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
 金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグであって、
 前記金属パターン層における金属部の配置パターンが、識別情報に対応付けられており、
 前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の情報に基づいて、前記識別情報を判別可能であり、
 前記金属パターン層は、少なくとも1層の前記中間層よりも前記非接触読み取りタグの読み取り面側に設けられていることを特徴とする。
 請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記中間層は、少なくとも多孔質材料、不織布又は金属分散誘電体を含むことを特徴とする。
 請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記中間層は、隔壁構造又はピラー構造であることを特徴とする。
 請求項4に記載の発明は、請求項1~3のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層及び前記中間層は、前記導電層の両面側にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
 請求項5に記載の発明は、請求項1~4のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記中間層は、厚さが5μm以上であることを特徴とする。
 請求項6に記載の発明は、請求項1~5のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 貼り付け対象に貼り付けるための粘着層が設けられていることを特徴とする。
 請求項7に記載の発明は、請求項1~6のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層の表面に、前記金属パターン層を保護するための保護層が設けられていることを特徴とする。
 請求項8に記載の発明は、請求項1~7のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層と前記導電層との間に、電磁波吸収層が設けられていることを特徴とする。
 請求項9に記載の発明は、請求項1~8のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層の表面粗さRzは、3μm以下であることを特徴とする。
 請求項10に記載の発明は、請求項1~9のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層は、電気的に絶縁された複数の金属パターンからなり、
 隣接する前記金属パターン同士は、0.5mm以上離れていることを特徴とする。
 請求項11に記載の発明は、請求項1~10のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグにおいて、
 前記金属パターン層、前記中間層及び前記導電層の厚さの合計は、1mm以下であることを特徴とする。
 請求項12に記載の発明は、
 金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグの製造方法であって、
 前記金属パターン層を、インクジェット印刷、スクリーン印刷、サーマル印刷、フレキソ印刷又はディスペンサーで形成する印字工程を含むことを特徴とする。
 請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の非接触読み取りタグの製造方法において、
 前記金属パターン層の一部を、金属箔の打ち抜き法又は金属箔のエッチング法で形成する打ち抜き工程を含み、
 前記印字工程は、前記金属パターン層のうち前記打ち抜き工程又はエッチング工程で形成されていない部分を、インクジェット印刷、スクリーン印刷、サーマル印刷、フレキソ印刷又はディスペンサーで形成することを特徴とする。
 請求項14に記載の発明は、
 金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグの製造方法であって、
 前記導電層側を谷折りして、両面に前記金属パターン層を配置させる谷折り工程を含むことを特徴とする。
 請求項15に記載の発明は、
 請求項1~11のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグの判別に用いる判別装置であって、
 前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の振幅、位相又は周波数に基づいて、前記電磁波の振幅、位相又は周波数に対応する識別情報を判別する判別部を備えることを特徴とする。
 請求項16に記載の発明は、
 請求項1~11のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグと、前記非接触読み取りタグの判別に用いる判別装置と、からなる識別情報判別システムであって、
 前記判別装置は、
 前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の振幅、位相又は周波数に基づいて、前記電磁波の振幅、位相又は周波数に対応する識別情報を判別する判別部を備えることを特徴とする。
 本発明によれば、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。
本実施の形態におけるRFIDタグの構成例を示す断面図である。 バッファ層の構成例を示す斜視図である。 バッファ層の他の構成例を示す斜視図である。 バッファ層の他の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す断面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す平面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す平面図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態におけるRFIDタグの他の構成例を示す斜視図である。 図25の図中E1の領域の断面図である。 本実施の形態におけるタグリーダーのブロック図である。 タグリーダーの制御部がタグ読み取りを実行する処理を説明するフローチャートである。 タグの反射波を評価するための構成例を示す図である。 評価結果例を示す図である。 比較形態1におけるRFIDタグの構成例を示す断面図である。 ピークのシャープネス評価に必要となる共振ピークの中心周波数及び1ピークの占有周波数帯域を示す図である。 傷付き耐性評価に必要となる傷付け処理後の1ピークの占有周波数帯域を示す図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 本実施の形態における非接触読み取りタグは、ICチップを用いないチップレスのRFIDタグ(以下、単にタグともいう。)であって、金属パターン層、金属シート層(導電層)及び比誘電率が0以上2.5以下のバッファ層(中間層)を含み、かかる金属パターン層における金属部の配置パターン(設置態様)が識別情報に対応付けられている。言い換えると、金属パターンが異なると、識別情報が異なる。ここで、「金属パターン」とは、金属の配置(位置関係、形状、大きさなど)である。
 そして、本実施の形態における非接触読み取りタグは、タグリーダーから電磁波(送信波)が照射されると、タグの金属部によって反射される電磁波(反射波)の反射特性に基づいて、当該タグが担持する識別情報が判別される。ここで、「反射特性」には、反射される電磁波の振幅(振幅の強弱、かかる強弱のパターンなど)、周波数のシフト又は位相のシフト(変化ないしズレ)が含まれる。一例では、反射される電磁波の振幅が同一であっても、周波数及び位相のシフトが0であるもの(第1のタグ)と、周波数のシフトが0であり位相がシフトするもの(第2のタグ)と、周波数がシフトし位相のシフトが0であるもの(第3のタグ)とでは、互いに異なる情報となる。このように、本実施の形態では、タグにより反射された電磁波の振幅の強弱、及び周波数のシフト又は位相のシフトを電磁波反射情報として検出し、該電磁波反射情報に対応した識別情報を決定する。
 本実施の形態では、チップレスRFIDの読み取り方式として、共振を利用する方法(以下、共振方式という。)が用いられる。
 共振方式は、共振周波数の違いにより識別情報を判別する。共振周波数は、チップレスRFIDの構成部であるアンテナとなる金属部分の形状(主に長さ)によって定まる。一般に、かかるアンテナの最大長が送信波の周波数の1/2λのときに、当該アンテナが共振し、アンテナ長に対応した周波数における反射波の強度(振幅)が低くなる吸収ピークを発現する。また、基材の誘電率及び厚みの組み合わせ等、アンテナの隣接環境を変えることで反射波の強度を逆に高くする反射ピークを発現させることもできる。共振方式のシステムでは、例えば、各RFIDタグ間において、互いに共振周波数が異なるアンテナ(金属部分)とする。この場合、タグリーダーで送信波の周波数をスイープして電磁波をタグに照射すると、反射波のスペクトルに対応する識別情報を読み取ることができる。なお、共振方式に関し、以下は特記しない限り、吸収ピークを発現する構成とした場合について説明する。
 本実施の形態の一例では、互いに共振周波数が異なる複数のアンテナ(金属部分)をアレイ状に配置したチップレスRFIDを用いる。この場合も同様に、タグリーダーで送信波の周波数をスイープして電磁波をタグに照射すると、当該アンテナの数に対応した数の反射波が得られる。したがって、この場合、1つのタグにより多くの情報を担持させることができる。
[実施形態1]
 RFIDタグ200は、ICチップを用いないチップレスの非接触読み取りタグである。
 RFIDタグ200は、図1に示すように、板状で平面略長方形のバッファ層(中間層)201の表面(図中上面)に、識別情報に対応付けられた配置パターンで、金属パターン層202が配置されている。すなわち、バッファ層201は、基材としての機能を有していてもよい。また、バッファ層201の下面に、金属シート層(導電層)203が配置されている。
 バッファ層201は、金属パターン層202と金属シート層203との間に設けられた、比誘電率が0以上2.5以下の層である。比誘電率が上記範囲であるバッファ層201をタグ200に設けることで、金属パターン層202とタグ200の貼り付け対象の物品との間で生じる電磁波の影響が分離される。このため、タグ200の貼り付け対象の物品が個々に有していた比誘電率に由来する波長短縮効果が発生しなくなり、タグ200の貼り付け対象の物品の違いによる反射波波形の変動を防ぐことができる。
 バッファ層201は、上記のように比誘電率が2.5以下と非常に低い材料からなり、例えば、多孔質材料(発泡材等)、不織布といった空気を含む材料(図2参照)を用いることができる。多孔質材料や不織布を用いる場合、それぞれ単独で用いても複合で用いてもよい。また、多孔質材料や不織布を、樹脂等のバインダーと混合して用いてもよい。
 多孔質材料は、多数の細孔を有し、比誘電率が2.5以下となるものであれば、有機物でも無機物でも、また、それぞれの混合であってもよい。多孔質の細孔のサイズに制限はないが、細孔径が10nm以上100μm未満であることが好ましい。さらに好ましくは、細孔径が50nm以上10μm未満である。細孔径が上記好ましい領域内であると、比誘電率2.5以下の層を安定的に生産することができ、さらに、バッファ層201の厚さを薄くすることができる。
 有機多孔質体の製造法としては、乾式法及び湿式法など公知のいずれの方法を利用することができる。乾式法には、物理的方法と化学的方法がある。一般的な物理的方法は、クロロフルオロカーボン類や炭化水素類などの低沸点液体(発泡剤)を、ポリマーに分散させた後、加熱して発泡剤を揮発させることにより気泡を形成させるものである。また、化学的方法は、樹脂に発泡剤を添加してこれを熱分解することによって生じるガスによりセルを形成し、これによって発泡体を得るものである。例えば、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタンなどを発泡剤として用いて、発泡ポリエーテルイミドを得ることが提案されている。さらに、近年は、セル径が小さく、セル密度の高い発泡体を得るために、窒素や二酸化炭素等の気体を高圧にてポリマー中に溶解させた後、圧力を解放し、ポリマーのガラス転移温度や軟化点付近まで加熱することにより気泡を形成する方法が提案されている。この発泡法は、熱力学的不安定な状態から核を形成し、この核を膨張成長させることで気泡を形成するものであり、今までにない微孔質の発泡体が得られるという利点がある。また、他の方法としては、樹脂成分に添加剤を添加して特定のミクロ相分離構造を形成させ、両成分の溶媒に対する溶解性の差を利用して、溶媒抽出により上記添加剤を除去するといった方法を利用することも可能である。
 具体的な有機多孔質材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリスチレン、(メタ)アクリル樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、及びAS樹脂などの汎用プラスチック;ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、及び環状ポリオレフィンなどのエンジニアリングプラスチック;ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、及びポリエーテルイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチック;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂(ユリア樹脂)、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シリコーン樹脂、及びジアリルフタレート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。これら樹脂成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用することもできる。この中で、ポリウレタン、(メタ)アクリル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂を用いる場合、粘着性(粘着機能)を付与できるため、バッファ層201に粘着層機能を持たせることも可能である。
 無機多孔質材料として、メタロキサン結合(- Metal - Oxigen -Meta-結合)を含む金属アルコキシドの重縮合体を用いることができる。具体的には、ケイ素アルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシドの重縮合体やゼオライトを用いることができる。また、金属アルコキシドは、有機鎖の無い4価金属アルコキシドであっても、有機鎖が有る3価金属アルコキシド、2価金属アルコキシド、1価金属アルコキシドであってもよい。
 特に、細孔径のサイズの制御が可能で、反応を制御しやすいといった観点から、ケイ素アルコキシドの重縮合体からなる多孔質材料であるメソポーラスシリカが好ましい。メソポーラスシリカの製造法としては、界面活性剤と、テトラエトキシシラン(以下、「TEOS」とも称する)等のケイ素アルコキシドと、酸または塩基触媒を混合する。そして、界面活性剤がミセルを形成した状態、つまり、界面活性剤の周囲にケイ素アルコキシドが吸着された状態で、ケイ素アルコキシドをゾルゲル反応させる。次いで、これを焼成することにより、界面活性剤が熱分解されて、均一な細孔を有するメソポーラスシリカが得られる。なお、メソポーラスシリカの細孔径は、界面活性剤のアルキル鎖長を変えることで容易に制御することができる。
 不織布は、繊維を織らずに絡み合わせて空気を含ませ、比誘電率が2.5以下となるものであれば、有機物でも無機物でも、また、それぞれの混合であってもよく、公知の不織布を利用することができる。不織布は、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリオレフィン繊維、レーヨン繊維などを用いることができる。
 また、低密度ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、合成ゴム、共重合ポリアミド樹脂、共重合ポリエステル樹脂からなる不織布を用いる場合、熱をかけると粘着性が発現するため、バッファ層201に粘着層機能を持たせることも可能である。
 また、バッファ層201は、比誘電率を0に近づけるべく、隔壁構造(図3参照)又はピラー構造(図4参照)として、金属パターン層202とタグ200の貼り付け対象の物品との間を物理的な空気で満たした層とするようにしてもよい。
 隔壁構造は、金属パターン層202とタグ200の貼り付け対象の物品との間に物理的な空間を形成できる壁構造であれば、いかなる構造であってもよい。形状は、例えば、枠状の構造などを適用できる。隔壁構造を形成する材料は、非導電性の誘電体であれば有機物でも無機物でもよく、紙、樹脂、木材、ガラス材料、セラミックス材料等、各種の材料を適用できる。また、上記の多孔質材料や不織布材料を隔壁構造に用いることもできる。また、粘着性を有する多孔質材料や不織布材料又は汎用の粘着剤を用いて隔壁構造を形成することで、バッファ層201に粘着層機能を持たせることも可能である。
 ピラー構造は、金属パターン層202とタグ200の貼り付け対象の物品との間に物理的な空間を形成できるピラー構造であれば、いかなる構造であってもよい。形状は、例えば、柱状の構造などを適用できる。ピラー構造を形成する材料は、非導電性の誘電体であれば有機物でも無機物でもよく、紙、樹脂、木材、ガラス材料、セラミックス材料等、各種の材料を適用できる。また、上記の多孔質材料や不織布材料をピラー構造に用いることもできる。また、粘着性を有する多孔質材料や不織布材料又は汎用の粘着剤を用いてピラー構造を形成することで、バッファ層201に粘着層機能を持たせることも可能である。
 また、バッファ層201は、金属が分散した誘電体(いわゆるメタマテリアル)で構成することで、バッファ層201の比誘電率を1~2.5の範囲だけでなく、0~1とすることもできる。
 本発明の金属分散誘電体は、金属粒子と、誘電体と、を含む。金属粒子を誘電体に分散させた膜とすることで、正の比誘電率を有する誘電体と負の比誘電率を有する金属とを組み合わせ、所望の比誘電率のバッファ層201を形成することができる。
<金属粒子>  
 金属結合を作れるものであれば特に限定はなく、例えば金属粒子の例には、銀、金、銅、アルミニウム、白金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、ガリウム,インジウム、チタン、ビスマス等が挙げられる。これらの金属は、上記の金属を含む合金、混合物又は金属の一部が酸化されていてもよい。金属粒子の平均粒子径は、特に制限されないが、印刷プロセスの観点から、3nm以上2mm以下であることが好ましく、15nm以上30um以下であることがより好ましい。金属粒子以外の物質で包まれていてもよく、また有機物との混合であってもよい。
<誘電体>  
 正の比誘電率を有するものであれば、有機、無機、有機無機ハイブリッドなど特に限定はなく、例えば有機物の場合には膜にする目的から高分子が好ましく、その例には、(メタ)アクリル樹脂や、ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステ ル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(例えばポリ塩化ビニル重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体)、エポキシ樹脂、ポリシロキサン樹脂、フッ素樹脂、スチレン共重合体(例えばスチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-(メタ)アクリル酸エステル共重合体等 )、酢酸ビニル共重合体(例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体等)等が含まれる。
 このように、バッファ層201を金属分散誘電体で構成して、バッファ層201の比誘電率を0~1とすることで、バッファ層201の薄膜化を実現することができる。
 金属パターン層202は、金属部が複数(図中では3つ)設けられており、相互に同一方向に延びている。これら金属パターン層202は、共振アンテナとして機能する。
 また、金属パターン層202は、バッファ層201よりもRFIDタグ200の読み取り面(図中上面)側に配置される。これにより、貼り付け対象の各種物品と金属パターン層202との間での電磁波による影響を遮断することができる。
 バッファ層201上に金属パターン層202を形成(配置)する方法は、種々の方法を用いることができる。一例では、インク(又はトナー)を使用し、かかるインク(又はトナー)をバッファ層201上に、インクジェットプリンター(又は電子写真方式のプリンター)によってパターニングして形成する。また、金属パターン層202として例えば銀ナノ粒子が含有されたインク(又はトナー)を使用し、かかるインク(又はトナー)をバッファ層201上に、インクジェットプリンター(又は電子写真方式のプリンター)によってパターニングして形成する。このような方法とすることにより、金属パターン層202における電磁波(送信波)の反射状態が安定し、RFIDタグ200に形成(記録)されたデータの読み取りミスを減らす効果が得られる。また、ユーザーのオンデマンドに対応する観点からは、オンデマンド性が高い印刷法であるインクジェット印刷又はサーマル印刷を用いて金属パターン層202をパターニング(パターン印刷)するとよい。金属パターン層202のパターニングは、バッファ層201上のみならず、基材、包装材、容器、各種商品など、種々の物品上に行うことができる。
 金属シート層203は、バッファ層201の下面に設けられた、導電性を有する物質で形成される層である。
 金属シート層203の材質としては、導電性を有するものであれば特に限定はなく、例えば銀、金、銅、アルミニウムのような金属であってもよく、ITOなどの導電性酸化物であってもよく,PANIやCNTのような導電性有機物であってもよく、これらの少なくとも一つを含む混合物であってもよい。上記の金属は、上記の金属を含む合金、混合物又は金属の一部が酸化されていてもよい。導電性は特に限定はなく、好ましくはシグナル強度の観点から、10[S/m]以上であることが好ましい。
 上記のように、金属パターン層202と金属シート層203との間に比誘電率が0以上2.5以下のバッファ層201を設けることで、電磁波がタグ200に照射された際に生じる共振現象が、金属パターン層202内だけでなく、金属パターン層202と金属シート層203との間でも生じることとなる。金属パターン層202と金属シート層203との間で生じる共振現象は、金属パターン層202内の共振現象を増幅する効果があるため、シグナル強度を高めることができる。また、金属シート層203は、電磁波の反射板としての機能を有するため、タグ放射パターンの指向性が向上する。すなわち、タグリーダーよりタグ200に向けて電磁波を照射した際に、タグ200からの電磁波の再放射が効率的にタグリーダー側へと戻ることとなる。したがって、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、比誘電率が0以上2.5以下のバッファ層201を設けることで、当該タグ200と貼り付け対象の物品との間の電磁波作用を遮断することが可能となり、反射波シグナルの変化を抑制することができる。よって、タグ200に担持された識別情報を正確に読み取ることができる。
 なお、図1では、金属パターン層202において金属部を3つ用いた構成を例示したが、使用される金属部の数は任意である。また、複数の金属部のうちの一部を、位置検出用のリファレンスポイントとして使用してもよい。
 次に、本実施の形態のRFIDタグ200の種々の構成例(実施形態2~22)について説明する。
[実施形態2]
 まず、図5の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図1の例(実施形態1)と比べ、金属パターン層202とバッファ層201との間に基材204が設けられている。すなわち、図5に示す例では、基材204の上面に、金属パターン層202が配置されている。
 基材204は、電磁波透過性を有する材質を用いている。このような材質としては、紙や樹脂などが挙げられる。以下に図示及び説明する種々の構成例では、特記しない限り、基材204として、電磁波(送信波)を透過する材質を用いるものとする。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
[実施形態3]
 次に、図6の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図5の例(実施形態2)と比べ、金属シート層203の下面に、貼り付け対象の物品に貼り付けるための粘着層205が配置されている。
 粘着層205は、タグ200を貼り付け対象の物品に貼り付けることが可能な粘着層であれば特に制限されず、例えば、ドライラミネート剤、ウエットラミネート剤、粘着剤、ヒートシール剤、ホットメルト剤などを用いることができる。また、例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ニトリルゴムなどを用いてもよい。粘着層の厚さは、粘着効果、乾燥速度等の観点から、通常1~50μm程度の範囲であることが好ましい。粘着層に用いる具体的な材料としては、例えば、綜研化学社製「SKダインシリーズ」、東洋インキ社製「Oribain BPWシリーズ、BPSシリーズ」、荒川化学社製「アルコン」「スーパーエステル」「ハイペール」等の粘着剤を好適に用いることができる。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
[実施形態4]
 次に、図7の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図6の例(実施形態3)と比べ、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間に、それぞれ粘着層205が配置されている。すなわち、粘着層205は、貼り付け対象の物品のみならず、各層を貼り合わせる際にも用いられる。したがって、本実施形態において、貼り付け対象とは、物品のみならず、各層をも含むものとする。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
[実施形態5]
 次に、図8の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図6の例(実施形態3)と比べ、粘着層205の下面に、粘着層205の粘着力を確保するための剥離シート層206が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、粘着層205の下面に剥離シート層206を備えたことで、粘着層205の粘着力を確保することができる。
[実施形態6]
 次に、図9の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図7の例(実施形態4)と比べ、最も下層に配置された(下面が剥き出しの)粘着層205の下面に、剥離シート層206が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
 また、最下層に配置された粘着層205の下面に剥離シート層206を備えたことで、最下層に配置された粘着層205の粘着力を確保することができる。
[実施形態7]
 次に、図10の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図5の例(実施形態2)と比べ、金属シート層203の下面側に、バッファ層201、基材204及び金属パターン層202が配置されている。すなわち、図10に示す例では、金属シート層203の両面側に、それぞれバッファ層201、基材204及び金属パターン層202が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の両面側にそれぞれバッファ層201、基材204及び金属パターン層202を配置したことで、いずれの面側からでも識別情報の読み取りを行うことができる。
[実施形態8]
 次に、図11の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図10の例(実施形態7)と比べ、基材204とバッファ層201との間、及び、バッファ層201と金属シート層203との間に、それぞれ粘着層205が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の両面側にそれぞれバッファ層201、基材204及び金属パターン層202を配置したことで、いずれの面側からでも識別情報の読み取りを行うことができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
[実施形態9]
 次に、図12の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図5の例(実施形態2)と比べ、金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、保護層207が配置されている。
 保護層207は、金属パターン層202の上面に設けられた、金属パターン層202を保護するための層である。
 保護層207は、電磁波を透過する物質で、かつ、金属パターンの摩耗を抑制可能であればいかなる物質であってもよいが、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、有機シリケート化合物、シリコーン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を用い、UV硬化又は熱硬化で形成することができる。
 また、保護層207は、バッファ層201と同様、比誘電率が0以上2.5以下の多孔質材料、不織布又は金属分散誘電体を含む材料であってもよい。保護層207を形成する材料がバッファ層201を形成する材料と同一の場合、金属パターン層202に何らかの比誘電率を有する物品が接触又は遮蔽した際に生じる波長短縮効果に由来する共振周波数シフトの弊害を回避することが可能である。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態10]
 次に、図13の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図6の例(実施形態3)と比べ、金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態11]
 次に、図14の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図7の例(実施形態4)と比べ、金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態12]
 次に、図15の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図8の例(実施形態5)と比べ、金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、粘着層205の下面に剥離シート層206を備えたことで、粘着層205の粘着力を確保することができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態13]
 次に、図16の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図9の例(実施形態6)と比べ、金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の下面に粘着層205を備えたことで、当該タグ200を容易に貼り付け対象の物品に貼り付けることができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
 また、最下層に配置された粘着層205の下面に剥離シート層206を備えたことで、最下層に配置された粘着層205の粘着力を確保することができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態14]
 次に、図17の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図10の例(実施形態7)と比べ、最上層の金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、また、最下層の金属パターン層202の下面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、それぞれ保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の両面側にそれぞれバッファ層201、基材204及び金属パターン層202を配置したことで、いずれの面側からでも識別情報の読み取りを行うことができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態15]
 次に、図18の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図11の例(実施形態8)と比べ、最上層の金属パターン層202の上面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、また、最下層の金属パターン層202の下面側から金属パターン層202(複数の金属部の全て)を覆うように、それぞれ保護層207が配置されている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属シート層203の両面側にそれぞれバッファ層201、基材204及び金属パターン層202を配置したことで、いずれの面側からでも識別情報の読み取りを行うことができる。
 また、基材204とバッファ層201との間及びバッファ層201と金属シート層203との間にそれぞれ粘着層205を備えたことで、基材204とバッファ層201及びバッファ層201と金属シート層203をそれぞれ容易に貼り合わせることができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
[実施形態16]
 まず、図19の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図1の例(実施形態1)と比べ、バッファ層201と金属シート層203との間に、電磁波吸収層208が設けられている。すなわち、図19に示す例では、金属パターン層202と金属シート層203との間に、電磁波吸収層208が設けられている。
 電磁波吸収層208は、電磁波吸収体からなる層である。電磁波吸収体は、照射された電磁波を熱エネルギーに変換する、若しくは当該電磁波の位相を利用してエネルギーを打ち消す性質を有するものである。このような性質を有するもの(電波吸収体)の種類として、一般的な分類では、「磁性電波吸収体」及び「誘電性電波吸収体」に大別することができる。「磁性電波吸収体」は、磁性体のみ、若しくは磁性体が非金属組成中に存在したものであって、かかる磁性体(微小磁石)の磁気モーメントが高い周波数の外部磁界に対して向きを変えない(等価的に電気抵抗となる)現象に基づいて、電波を吸収する。「磁性電波吸収体」としては、例えば、フェライト等の汎用の磁性体を適用することができる。「誘電性電波吸収体」は、抵抗性材料が無損失な誘電体に分散した誘電材料であって、かかる誘電材料に電磁波を照射することにより、誘電材料内部に電流を流して熱を発生させ、結果的に電磁波のエネルギーを熱エネルギーに変換して電波吸収を行うものである。「誘電性電波吸収体」としては、例えば、カーボンブラックなどの抵抗性材料を無損失のポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどの汎用樹脂からなる発泡材に分散させた部材などを適用することができる。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、電磁波吸収層208を備えたことで、金属パターン層202と金属シート層203との間で発生する電場の一部を吸収する調整を行うことがでる。本発明の構成では共振現象に由来して特定の周波数におけるエネルギー減衰のピークがシグナルとなるが、電磁波吸収層208はこの共振による特定の周波数エネルギー減衰を助長する効果がある。このため、シグナル強度を上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
[実施形態17]
 まず、図20の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図5の例(実施形態2)と比べ、バッファ層201と金属シート層203との間に、電磁波吸収層208が設けられている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、電磁波吸収層208を備えたことで、金属パターン層202と金属シート層203との間で発生する電場の一部を吸収する調整を行うことがでる。本発明の構成では共振現象に由来して特定の周波数におけるエネルギー減衰のピークがシグナルとなるが、電磁波吸収層208はこの共振による特定の周波数エネルギー減衰を助長する効果がある。このため、シグナル強度を上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
[実施形態18]
 まず、図21の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、図12の例(実施形態9)と比べ、バッファ層201と金属シート層203との間に、電磁波吸収層208が設けられている。
 このような構成とすることにより、シグナル強度を大幅に上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
 また、金属パターンの傷付きを防止することが可能となり、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。
 また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
 また、電磁波吸収層208を備えたことで、金属パターン層202と金属シート層203との間で発生する電場の一部を吸収する調整を行うことがでる。本発明の構成では共振現象に由来して特定の周波数におけるエネルギー減衰のピークがシグナルとなるが、電磁波吸収層208はこの共振による特定の周波数エネルギー減衰を助長する効果がある。このため、シグナル強度を上げることが可能となり、タグサイズの小型化と長距離読み取り性の確保とを両立することができる。また、透過読み取り性能を向上させることができる。
[実施形態19]
 次に、図22の平面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、金属パターン層202の配置パターンとして、金属部分(図中黒色部分)の面積が相対的に小さいストリップライン型が示されている。すなわち、図22に示す例では、金属パターン層202として、ストリップライン型アンテナが採用されている。
 また、図22に示す例では、金属パターン層202を、電気的に絶縁された複数の金属パターンからなるように構成し、隣接する金属パターン同士が0.5mm以上離れるように構成している。すなわち、隣接する金属パターン間の距離(例えば、図中符号D1、D2)は、いずれも0.5mm以上となっている。
 このような構成とすることにより、反射波のピークの検出性を向上させることが可能となり、タグ200に担持された識別情報を正確に読み取ることができる。
[実施形態20]
 次に、図23の平面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、金属パターン層202の配置パターンとして、金属部分(図中黒色部分)の面積が相対的に大きいコプレーナ型(コプレーナ型アンテナ)が示されている。すなわち、図23に示す例では、金属パターン層202として、コプレーナ型アンテナが採用されている。
 このような構成とすることにより、RFIDタグ200の全体を金属パターン層202の金属部分でシールドすることができるので、当該タグ200と貼り付け対象の物品との間の電磁波作用をより確実に遮断することが可能となり、反射波シグナルの変化をより確実に抑制することができる。よって、タグ200に担持された識別情報をより正確に読み取ることができる。
[実施形態21]
 次に、図24の斜視図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。この例では、RFIDタグ200を貼り付け対象の物品1の表面に貼り付けた例が示されている。この場合、RFIDタグ200は、タグリーダー2から送信された電磁波を直に照射されることとなる。
[実施形態22]
 次に、図25の斜視図及び図26の断面図を参照して、本実施の形態におけるRFIDタグ200の他の構成例を説明する。図26は、図25の図中E1の領域の断面図である。この例では、RFIDタグ200を貼り付け対象の物品1の裏面に貼り付けた例が示されている。この場合、RFIDタグ200は、タグリーダー2から送信された電磁波を物品1越しに照射されることとなる。
 このような構成とすることにより、RFIDタグ200と貼り付け対象の物品1との間の電磁波作用を遮断することが可能となり、反射波シグナルの変化を抑制することができる。よって、タグ200に担持された識別情報を正確に読み取ることができる。
 また、貼り付け対象の物品1の表面にパッケージデザインを描く等、貼り付け対象の物品1の表面を有効活用することができる。また、RFIDタグ200の識別情報を秘匿することができる。
 次に、図27及び図28を参照して、RFIDタグ200に構成された識別情報を読み取るためのタグリーダー2及び非接触読み取りタグシステムについて説明する。
 本実施の形態の非接触読み取りタグシステムは、上述した種々の構成を単独で又は組み合わせて作成したRFIDタグ200と、かかるRFIDタグ200によって反射される電磁波の反射特性に基づいて、当該タグに担持された識別情報を判別するタグリーダー2と、を含む。
 タグリーダー2は、RFIDタグ200によって反射される電磁波の振幅、及び周波数のシフト又は位相のシフトに基づいて識別情報を判別する判別装置としての機能を有する。タグリーダー2は、図27に示すように、電磁波送信部10、電磁波受信部20、操作入力部30、表示部40、記憶部50、制御部100などを備える。
 電磁波送信部10は、無線信号を生成するための電子回路や送信用のアンテナなどを備え、0.1GHz~3THz(マイクロ波~センチメートル波~ミリ波~遠赤外線)の範囲における所定周波数の電磁波を送信する。
 電磁波受信部20は、受信用のアンテナや電子回路等を備え、電磁波送信部10によって送信された電磁波の反射波の信号を受信する。電磁波受信部20は、RFIDタグ200の表面における電磁波の反射角度に対応した位置に設けられている。電磁波受信部20は、受信された反射波の信号を制御部100に供給する。
 電磁波受信部20における受信感度のピーク点は、電磁波送信部10における送信周波数と同一の周波数である。本システムでは、タグから反射される反射波の周波数(共振周波数)に幅があるため、電磁波受信部20における受信感度は、タグから反射される反射波の周波数帯域に対応している。一例では、送信波がスイープされて電磁波受信部20から送信される場合、電磁波受信部20における受信感度は、当該スイープされた送信周波数と同一の周波数になるように、制御部100の制御により変えられる。
 操作入力部30は、主電源のオンオフを行うための電源スイッチ、電磁波を出力(照射)するための照射スイッチ、などの各種スイッチ(操作ボタン)を備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
 表示部40は、例えば液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成される。表示部40は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面や、RFIDタグ200に構成された識別情報を表示する。
 制御部100は、CPU101、ROM102、RAM103等を備える。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働してタグリーダー2の各ブロックの動作を制御する。このとき、記憶部50に格納されている各種データが参照される。記憶部50は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
 本実施の形態では、制御部100は、RFIDタグ200の金属パターン層202によって反射される電磁波の振幅、及び周波数のシフト又は位相のシフトに基づいて識別情報を判別する判別部として機能する。すなわち、制御部100は、電磁波受信部20から入力される反射波の信号を解析し、かかる解析結果から、RFIDタグ200に構成された識別情報を復号して表示する処理を実行する。より具体的には、制御部100は、電磁波受信部20から入力される反射波の振幅の強弱、および共振周波数の吸収ピークまたは位相のズレを電磁波反射情報として検出し、該電磁波反射情報に対応した識別情報を決定する。
 また、制御部100は、電磁波送信部10から基準周波数(例えば4GHz)の送信波を出力するとともに、送信波の周波数を適宜スイープさせて、電磁波受信部20から入力される反射波の振幅が最も弱くなる複数の吸収ピーク(共振周波数)を特定する。かかる共振周波数の特定にあたり、制御部100は、電磁波受信部20から入力される反射波の位相を参照することができる。そして、制御部100は、特定された複数の共振周波数から当該タグの識別情報を復号する。
 かくして、制御部100は、RFIDタグ200に照射された電磁波(送信波)の反射波の特性(振幅、位相、共振周波数など)から、送信波の反射情報(電磁波反射情報)を読み取る。また、制御部100は、読み取った電磁波反射情報から得られる位相、共振周波数、振幅などの基準値からのずれ、に基づいて、当該タグに構成された識別情報を読み取る。
 本実施の形態におけるタグリーダー2の使用方法を簡潔に述べる。タグリーダー2は、RFIDタグ200の方向に電磁波送信部10が向けられた後、照射スイッチが押されると電磁波送信部10から所定周波数の送信波(電磁波)が出力され、RFIDタグ200に照射される。そして、この電磁波がRFIDタグ200により反射され、電磁波受信部20により受信されると、種々の処理が行われることで、RFIDタグ200に構成された識別情報が読み取られ、かかる識別情報が表示部40に表示される。
 以下、図28のフローチャートを参照して、タグリーダー2の制御部100が行う処理の流れについて説明する。
 電源投入後のステップS10において、制御部100は、操作入力部30からの入力信号を監視して、照射スイッチ(以下、単にスイッチという。)が押圧されたか否か(すなわち、タグリーダー2による読み取りが開始されたか否か)を判定する。制御部100は、スイッチが押圧されていない(ステップS10、NO)と判定した場合、前ステップに戻って当該判定を繰り返し行う。他方、制御部100は、スイッチが押圧されたと判定すると(ステップS10、YES)、ステップS20に移行する。
 ステップS20において、制御部100は、送信波(電磁波)を出力するように電磁波送信部10に制御信号を出力する。かかる制御により、予め定められた基準周波数(この例では4GHz)の電磁波が電磁波送信部10からRFIDタグに向けて出力(照射)される。なお、ステップS20では、制御部100は、電磁波送信部10から出力する電磁波の周波数を、基準周波数(4GHz)から±数GHzの範囲で適宜スイープさせるように制御する。
 続くステップS30において、制御部100は、電磁波受信部20から入力される信号を監視して、当該出力した所定周波数の電磁波の反射波を受信したか否かを判定する。制御部100は、反射波が受信されていない(ステップS30、NO)と判定した場合、前ステップに戻って当該判定を繰り返し行う。他方、制御部100は、反射波が受信されたと判定すると(ステップS30、YES)、ステップS40に移行する。この例では、反射波として、基準周波数(66GHz)の電磁波のみならず、基準周波数からシフトした(ずれた)周波数で吸収ピークが発現されるタグが使用される。このため、制御部100は、ステップS40に先立って、受信された各々の反射波における吸収ピーク(共振周波数)の情報(すなわち未加工のデータ)を一時記憶する。
 ステップS40において、制御部100は、受信された反射波の未加工のデータ(以下、「反射波生データという。)を解析して、リファレンスポイント部(この例では複数)の反射波情報を抽出する。ここで、リファレンスポイント部は、基準周波数(4GHz)で共振する構成とすることができ、あるいは、基準周波数から±数GHzずれた周波数で共振する構成としてもよい。この例では、タグの向きや傾き等をより正確に検知する観点から、リファレンスポイント部が矩形のタグの各隅に設けられている場合を仮定する。
 続くステップS50において、制御部100は、抽出された各々のリファレンスポイント部の反射波情報から、当該タグの向き及び傾きを特定してキャリブレーションの処理を行うとともに、当該特定された向き及び傾きに由来する共振周波数、位相及び振幅のズレ幅を解析する。そして、制御部100は、解析されたズレ幅に基づいて、反射波生データを補正するための補正値を決定する。
 続くステップS60において、制御部100は、決定された補正値に従って反射波生データを補正することにより、反射波情報の補正データ(以下、「補正反射波データ」という。)を生成する。かかる補正反射波データの生成は、受信された各々の共振周波数における反射波情報について行われる。これにより、振幅、ピーク周波数及び位相情報が補正される。
 続いて、制御部100は、生成された補正反射波データ(すなわち補正された各々の共振周波数における反射波情報)から、当該RFIDタグ200により構成された識別情報を復号する(ステップS70)。
 続いて、制御部100は、復号された識別情報を表示部40に表示するように制御する(ステップS80)。
 さらに、制御部100は、操作入力部30からの入力信号を監視して(ステップS90)、スイッチの押圧が解除されたか否か(すなわち、タグリーダー2による読み取りが終了したか否か)を判定する。制御部100は、スイッチの押圧が解除されていない(すなわち押圧されたままである)と判定すると(ステップS90、NO)、ステップS10に戻り、上述した一連の処理を繰り返し行う。他方、制御部100は、スイッチの押圧が解除されたと判定すると(ステップS90、YES)、一連の処理を終了する。
 以上のように、本発明を適用した実施の形態によれば、RFIDタグ200に担持させる識別情報の読み取り精度の向上を図ることができる。
 以下に、本実施の形態におけるRFIDタグ200の長距離読み取り性、透過読み取り性、ピークのシャープネス及び傷付き耐性の評価結果を、図29~図33を用いて説明する。
<評価系>
 タグ200の反射波評法として、非特許文献(IEEE TRANSACTION ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.59, NO.12, DEC 2011, 3356, Arnaud Vena.)に記載の方法を採用した。具体的には、図29に示すように、タグ200を電波暗室300内のサンプル設置台301の上に設置し、同軸ケーブル401を介してベクトルネットワークアナライザー400に結合させた送信アンテナ(Tx)402及び受信アンテナ(Rx)403で電磁波の照射及び反射波計測を行うことが可能な評価系を構築し、反射波の評価を行った。送信アンテナ(Tx)402及び受信アンテナ(Rx)403は、いずれもホーンアンテナを用いた。また、タグ200から送信アンテナ(Tx)402及び受信アンテナ(Rx)403までの距離は45cmとし、なす角は10°とした。
 ベクトルネットワークアナライザー400のキャリブレーションは、サンプル設置台301にタグ200のサンプル(タグサンプル)を設置しない状態でS21の反射波を測定する、いわゆるゼロ点補正(スルーキャリブレーション)を行った。続いて、評価対象のタグサンプルをサンプル設置台301に設置し、ベクトルネットワークアナライザー400でS21の反射波を測定することで、それぞれのタグサンプルに応じた波形を得た。
 図30に、評価結果例を示す。ここで、図30中の「タグ構成」の項目は、上記の実施形態1~22又は図31に示す比較形態1のいずれの構成を用いたかを示している。なお、比較形態1は、図31に示すように、バッファ層201及び金属シート層203を含まないタグ200の形態であり、比誘電率が2.5を超える基材204と、金属パターン層202と、からなるタグ200の形態である。また、図30中の「タグを物品表面に貼り付け」の項目は、実施形態21の構成(タグ200を貼り付け対象の物品1の表面に貼り付けた構成)における長距離読み取り性の評価を示している。一方、図30中の「タグを物品内側に貼り付け」の項目は、実施形態22の構成(タグ200を貼り付け対象の物品1の裏面に貼り付けた構成)における透過読み取り性の評価を示している。
[長距離読み取り性評価]
 ピークを正確に検出するためには、反射波のピークとバレーとの間のデシベル差(反射波の振幅の幅)が2dB以上である必要がある。長距離読み取り性は、4cm×4cmサイズの小型のタグ200を用いて、上記のデシベル差が2dBを下回るタグ200-タグリーダー2間の距離が何mであるかを指標とし、下記の基準で評価した(図30参照)。
<評価基準>
◎:1.0m以上
○:0.8m以上、1m未満
△:0.5m以上、0.8m未満
×:0.5m未満
 の四段階で評価した。
 図30に示すように、比誘電率が2.5以下と非常に低い材料からなるバッファ層201及び金属シート層203を設けた実施例1~27の構成であれば、実施例9のタグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合(評価△)を除いて、評価が○以上となっている。一方、バッファ層201及び金属シート層203を設けない比較例1、2の構成の場合、評価が×となっている。このことからもわかるように、バッファ層201及び金属シート層203を設けることで、シグナル強度を大幅に上げることができるので、タグ200の長距離読み取り性を向上させることができる。
 また、図30に示すように、バッファ層201の材料が多孔質で、厚さが5μmの実施例9において、タグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合に、評価が△となっている。一方、バッファ層201の材料が金属分散誘電体で、厚さが5μmの実施例22において、タグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合に、評価が○となっている。このことからもわかるように、バッファ層201の材料を、多孔質よりも比誘電率の低い金属分散誘電体とすることで、バッファ層201の薄膜化を実現することができる。
 また、図30に示すように、バッファ層201の厚さが5μmの実施例9において、タグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合に、評価が△となっている。一方、バッファ層201の厚さが10μmの実施例8において、タグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合に、評価が○となっている。このことからもわかるように、バッファ層201の厚さを10μm以上とすることで、金属パターン層202と金属シート層203との間で共振現象を生じさせてシグナル強度を高めることができるので、タグ200の長距離読み取り性を向上させることができる。
 ここで、上記のように、バッファ層201の材料を金属分散誘電体とすることで、バッファ層201の厚さを5μmとしても、同様の評価を得ることができる。
 なお、バッファ層201の厚さは、タグ200を貼り付け対象の物品1に貼り付けても共振周波数のピークシフトを抑制可能な厚さにする必要があるため、通常100nm以上である。また、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上である。
 また、RFIDタグ200全体の薄膜化の観点からも、バッファ層201、金属パターン層202及び金属シート層203の厚さの合計は、1mm以下であることが好ましい。
 また、図30に示すように、バッファ層201の比誘電率εrが2.5で、電磁波吸収層208を備えていない実施例9において、評価が○となっている。一方、バッファ層201の比誘電率εrが2.5で、電磁波吸収層208を備えている実施例16において、評価が◎となっている。このことからもわかるように、電磁波吸収層208を備えることで、シグナル強度を上げることができるので、タグ200の長距離読み取り性を向上させることができる。
[透過読み取り性評価]
 ピークを正確に検出するためには、反射波のピークとバレーとの間のデシベル差(反射波の振幅の幅)が2dB以上である必要がある。透過読み取り性は、4cm×4cmサイズの小型のタグ200を用いて、上記のデシベル差が2dBを下回るタグ200-タグリーダー2間の距離が何mであるかを指標とし、下記の基準で評価した(図30参照)。
<評価基準>
◎:1.0m以上
○:0.8m以上、1m未満
△:0.5m以上、0.8m未満
×:0.5m未満
 の四段階で評価した。
 図30に示すように、比誘電率が2.5以下と非常に低い材料からなるバッファ層201及び金属シート層203を設けた実施例1~27の構成であれば、評価が○以上となっている。一方、バッファ層201及び金属シート層203を設けない比較例1、2の構成の場合、評価が×となっている。このことからもわかるように、バッファ層201及び金属シート層203を設けることで、シグナル強度を大幅に上げることができるので、タグ200の透過読み取り性を向上させることができる。
 また、図30に示すように、バッファ層201の材料が多孔質で、厚さが5μmの実施例9において、評価が○となっている。一方、バッファ層201の材料が金属分散誘電体で、厚さが5μmの実施例22において、評価が◎となっている。このことからもわかるように、バッファ層201の材料を、多孔質よりも比誘電率の低い金属分散誘電体とすることで、バッファ層201の薄膜化を実現することができる。
 また、図30に示すように、バッファ層201の厚さが最も薄い5μmの実施例9、22において、タグ200をスチール板の表面に貼り付ける場合に、評価が○となっている。このことからもわかるように、バッファ層201の厚さを5μm以上とすることで、金属パターン層202と金属シート層203との間で共振現象を生じさせてシグナル強度を高めることができるので、タグ200の透過読み取り性を向上させることができる。
 また、図30に示すように、バッファ層201の比誘電率εrが2.5で、電磁波吸収層208を備えていない実施例9において、評価が○となっている。一方、バッファ層201の比誘電率εrが2.5で、電磁波吸収層208を備えている実施例16において、評価が◎となっている。このことからもわかるように、電磁波吸収層208を備えることで、シグナル強度を上げることができるので、タグ200の透過読み取り性を向上させることができる。
[ピークのシャープネス評価]
 次いで、4cm×4cmサイズの小型のタグ200のS21反射波を測定し、共振ピークの中心周波数F及び1ピークの占有周波数帯域ΔFを求めた(図32参照)。続いて、ピークのシャープネス(検出しやすさ)の指標であるQ値の式「F/ΔF」より、下記の基準でピークのシャープネスを評価した(図30参照)。
<評価基準>
◎:1.1未満
○:1.1以上、1.2未満
△:1.2以上、1.3未満
×:1.3以上
 の四段階で評価した。
 図30に示すように、金属パターン層202の表面粗さRzが5μmの実施例12において、評価が△となっている。一方、金属パターン層202の表面粗さRzが3μmの実施例11において、評価が○となっている。このことからもわかるように、金属パターン層202の表面粗さRzを3μm以下とすることで、反射波のピークの検出性を向上させることができるので、タグ200に担持された識別情報を正確に読み取ることができる。
 また、図30に示すように、隣接する金属パターン同士の距離が0.3mmの実施例14において、評価が△となっている。一方、隣接する金属パターン同士の距離が0.5mmの実施例13において、評価が○となっている。このことからもわかるように、隣接する金属パターン同士の距離を0.5mm以上とすることで、反射波のピークの検出性を向上させることができるので、タグ200に担持された識別情報を正確に読み取ることができる。
[傷付き耐性(傷付け)評価]
 次いで、4cm×4cmサイズの小型のタグ200を金属パターン層202が上向きとなるようにし、両面テープで実験台と固定した。続いて、10cm×10cm、厚さ3mmの段ボールに0.5kg/cmの荷重を掛けて、ストローク100mm、速度30mm/secで10回往復摩擦を行い、傷付け処理を行った。続いて、ベクトルネットワークアナライザー400でタグ200のS21反射波を測定し、1ピークの占有周波数帯域(傷付け処理後)ΔFを求めた(図33参照)。続いて、傷付け処理を行う前のタグ200の占有周波数帯域ΔFとの比「ΔF/ΔF」をとり、以下の基準で傷付き耐性を評価した(図30参照)。
<評価基準>
◎:1.1未満
○:1.1以上、1.2未満
△:1.2以上、1.3未満
×:1.3以上
 の四段階で評価した。
 図30に示すように、金属パターン層202の表面に保護層207を備えた実施例15において、評価が◎となっている。一方、金属パターン層202の表面に保護層207を備えていない実施例1~14、16~27において、評価が○となっている。このことからもわかるように、金属パターン層202の表面に保護層207を備えることで、金属パターンの傷付きを防止することができるので、屋外などの傷が付きやすい環境であっても、安心してタグ200を利用することができる。また、金属パターン層202の摩耗に由来する断線や、反射波形の共振周波数ピークのブロード化を抑制することが可能となり、タグ200の耐久性が向上して使用用途の拡大に繋げることができる。
 本実施の形態では、金属パターン層202を形成(パターニング)する方法として、金属パターン層202を「印刷法」のみで形成する方法と、金属パターン層202を「打ち抜き法」又は「エッチング法」と「印刷法」の2段階で形成する方法と、が挙げられる。金属パターン層202を「打ち抜き法」又は「エッチング法」と「印刷法」の2段階で形成する方法は、具体的には、金属パターン層202の一部(マスターパターン)を、金属箔の打ち抜き法(打ち抜き工程)又はエッチング法(エッチング工程)で形成し、金属パターン層202のうち打ち抜き工程又はエッチング工程で形成されていない部分(マスターパターン以外の部分)を、インクジェット印刷、スクリーン印刷、サーマル印刷、フレキソ印刷又はディスペンサーで形成する(印字工程)方法である。なお、RFIDタグ200の製造に用いられる印刷法は、特に限定されるものではなく、他にも種々の印刷法を適用することができる。
 また、タグ200を製造する方法として、例えば図1の構成において、金属シート層203側を谷折りして、両面に金属パターン層202を配置させる(谷折り工程)ようにしてもよい。
 その他、上記実施の形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
 本発明は、非接触読み取りタグ、非接触読み取りタグの製造方法、判別装置及び識別情報判別システムに利用することができる。
1 貼り付け対象の物品
2 タグリーダー(判別装置)
10 電磁波送信部
20 電磁波受信部
30 操作入力部
40 表示部
100 制御部(判別部)
200 RFIDタグ(非接触読み取りタグ)
201 バッファ層(中間層)
202 金属パターン層
203 金属シート層(導電層)
204 基材
205 粘着層
206 剥離シート層
207 保護層
208 電磁波吸収層
300 電波暗室
301 サンプル設置台
400 ベクトルネットワークアナライザー
401 同軸ケーブル
402 送信アンテナ(Tx)
403 受信アンテナ(Rx)

Claims (16)

  1.  金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグであって、
     前記金属パターン層における金属部の配置パターンが、識別情報に対応付けられており、
     前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の情報に基づいて、前記識別情報を判別可能であり、
     前記金属パターン層は、少なくとも1層の前記中間層よりも前記非接触読み取りタグの読み取り面側に設けられている非接触読み取りタグ。
  2.  前記中間層は、少なくとも多孔質材料、不織布又は金属分散誘電体を含む請求項1に記載の非接触読み取りタグ。
  3.  前記中間層は、隔壁構造又はピラー構造である請求項1又は2に記載の非接触読み取りタグ。
  4.  前記金属パターン層及び前記中間層は、前記導電層の両面側にそれぞれ設けられている請求項1~3のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  5.  前記中間層は、厚さが5μm以上である請求項1~4のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  6.  貼り付け対象に貼り付けるための粘着層が設けられている請求項1~5のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  7.  前記金属パターン層の表面に、前記金属パターン層を保護するための保護層が設けられている請求項1~6のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  8.  前記金属パターン層と前記導電層との間に、電磁波吸収層が設けられている請求項1~7のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  9.  前記金属パターン層の表面粗さRzは、3μm以下である請求項1~8のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  10.  前記金属パターン層は、電気的に絶縁された複数の金属パターンからなり、
     隣接する前記金属パターン同士は、0.5mm以上離れている請求項1~9のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  11.  前記金属パターン層、前記中間層及び前記導電層の厚さの合計は、1mm以下である請求項1~10のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグ。
  12.  金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグの製造方法であって、
     前記金属パターン層を、インクジェット印刷、スクリーン印刷、サーマル印刷、フレキソ印刷又はディスペンサーで形成する印字工程を含む非接触読み取りタグの製造方法。
  13.  前記金属パターン層の一部を、金属箔の打ち抜き法又は金属箔のエッチング法で形成する打ち抜き工程を含み、
     前記印字工程は、前記金属パターン層のうち前記打ち抜き工程又はエッチング工程で形成されていない部分を、インクジェット印刷、スクリーン印刷、サーマル印刷、フレキソ印刷又はディスペンサーで形成する請求項12に記載の非接触読み取りタグの製造方法。
  14.  金属パターン層と導電層との間に、比誘電率が0以上2.5以下の中間層が設けられた非接触読み取りタグの製造方法であって、
     前記導電層側を谷折りして、両面に前記金属パターン層を配置させる谷折り工程を含む非接触読み取りタグの製造方法。
  15.  請求項1~11のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグの判別に用いる判別装置であって、
     前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の振幅、位相又は周波数に基づいて、前記電磁波の振幅、位相又は周波数に対応する識別情報を判別する判別部を備える判別装置。
  16.  請求項1~11のいずれか一項に記載の非接触読み取りタグと、前記非接触読み取りタグの判別に用いる判別装置と、からなる識別情報判別システムであって、
     前記判別装置は、
     前記非接触読み取りタグに電磁波を照射した際に、前記非接触読み取りタグによって反射される電磁波の振幅、位相又は周波数に基づいて、前記電磁波の振幅、位相又は周波数に対応する識別情報を判別する判別部を備える識別情報判別システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037770A1 (ja) * 2021-09-07 2023-03-16 タツタ電線株式会社 電磁波シールドフィルム

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102162631B1 (ko) * 2018-06-28 2020-10-07 (주)알판트 영구 부착형 uhf 대역 알에프아이디 타이어 태그 및 이의 제조 방법
CA3105084A1 (en) * 2020-01-06 2021-07-06 bigDAWGS Promotions Inc. Nfc enabled button

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018023021A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 トッパン・フォームズ株式会社 識別体
JP2018185579A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 トッパン・フォームズ株式会社 識別体搭載物品

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4743660B2 (ja) * 2006-02-09 2011-08-10 ブラザー工業株式会社 無線タグラベル及びタグラベル作成装置
WO2009013817A1 (ja) * 2007-07-25 2009-01-29 Fujitsu Limited 無線タグ
DE102013217348A1 (de) * 2013-08-30 2015-03-05 3D-Micromac Ag Verfahren und System zum Herstellen eines Mehrschichtelements sowie Mehrschichtelement
JP6232946B2 (ja) * 2013-11-07 2017-11-22 富士通株式会社 平面アンテナ
JP6502157B2 (ja) 2015-04-24 2019-04-17 マクセルホールディングス株式会社 Rfidタグ、およびrfidタグシステム
DE212016000147U1 (de) * 2015-07-21 2018-02-22 Murata Manufacturing Co., Ltd. Drahtloskommunikationsbauelement und mit demselben ausgestatteter Artikel
EP3211976A1 (en) * 2016-02-29 2017-08-30 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Printed circuit board with antenna structure and method for its production

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018023021A (ja) * 2016-08-04 2018-02-08 トッパン・フォームズ株式会社 識別体
JP2018185579A (ja) * 2017-04-24 2018-11-22 トッパン・フォームズ株式会社 識別体搭載物品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037770A1 (ja) * 2021-09-07 2023-03-16 タツタ電線株式会社 電磁波シールドフィルム

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