(57)【要約】【課題】非接触ＩＣラベルのサイズを小型化し、かつ、アンテナの放射効率を上げ通信距離は確保する。また、光学的効果を付与する。  【解決手段】第一のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、接着層とが、この順に積層された第一のラベルと、第二のラベル基材上に、パターン化された導電層と、接着層とが、この順に積層された第二のラベルとが、被接着体の表裏面にそれぞれ貼られ、前記被接着体を介して、前記第一のラベルの前記第一の導電層または前記第二の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが一部で厚さ方向に重ねられ、静電容量的に結合することを特徴とする非接触ＩＣラベル。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、接着層とが、この順に積層された第一のラベルと、
第二のラベル基材上に、パターン化された導電層と、接着層とが、この順に積層された第二のラベルとが、
被接着体の表裏面にそれぞれ貼られ、
前記被接着体を介して、前記第一のラベルの前記第一の導電層または前記第二の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが一部で厚さ方向に重ねられ、静電容量的に結合することを特徴とする非接触ＩＣラベル。
【請求項２】
第一のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、接着層とが、この順に積層された第一のラベルと、
第二のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された導電層と該導電層上に位置するマスク層と、接着層とが、この順に積層された第二のラベルとが、
被接着体の表裏面にそれぞれ貼られ、
前記被接着体を介して、前記第一のラベルの前記第一の導電層または前記第二の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが一部で厚さ方向に重ねられ、静電容量的に結合することを特徴とする非接触ＩＣラベル。
【請求項３】
前記第一のラベルの前記第一の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが厚さ方向に重ねられた部分に、エンボスが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣラベル。
【請求項４】
前記第一のラベルの前記第一の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが厚さ方向に重ねられた部分に、全ての層を貫通するパンチ穴が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣラベル。
【請求項５】
前記第二の導電層は、導電性ペーストインキであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非接触ＩＣラベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的な視覚効果を呈する光学変化デバイスを備え、外部のデータ読取装置との間で、非接触でデータの送受信をすることができる非接触ＩＣラベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小売店やレンタル店等における商品管理に、ＩＣチップとアンテナとを備えた非接触ＩＣラベルが使用されている。これは、管理すべき商品に非接触ＩＣラベルを取り付け、専用のデータ読み書き装置でＩＣチップに格納された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、担当者等の豊富な情報を商品と一体で記録管理することができる。
【０００３】
非接触型ＩＣラベルには、短距離通信用、長距離通信用があるが、物品管理等においては、静電結合や電磁誘導を用いた短距離通信用の非接触型ＩＣラベルに比べ、通信距離が１〜２ｍと長いマイクロ波を用いた非接触ＩＣラベルが有利である。
【０００４】
また、非接触ＩＣラベルが普及するにつれ、非接触ＩＣラベルに光学変化デバイス（optical variable device:以下、「ＯＶＤ」と称する。）を組み合わせることが行われている。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薄膜の総称である。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。非接触ＩＣラベルに対しては、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使用され、同様な意味でクレジットカード、有価証券、証明書類等にも利用されている。
【０００５】
上述の非接触ＩＣラベルのデータ読み書き機能とＯＶＤの偽造防止機能や装飾効果を組み合わせることによって、より高レベルの偽造防止効果を実現したり、偽造防止効果又は装飾効果と商品管理機能を併せ持つラベルを構成したりすることができる等の利点がある。
一例として、ホログラム加工を施した金属薄膜の一部をエッチング、レーザー照射などにより除去し残った導電性金属部分をアンテナパターンとした非接触型データ送受信体が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００６】
また、ホログラム加工を施したパターン状金属薄膜と、この金属薄膜上に絶縁層を介してICチップとICチップに接続されたアンテナ層（接続層）を設け、アンテナ層（接続層）と金属薄膜とを容量結合で電気的に接続することでアンテナ層と金属薄膜が共同して一つのアンテナとして機能し良好な通信が可能となるRFID情報媒体が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）
本発明の非接触ＩＣラベルが貼られる被接着体には主なものとして、セキュリティ関係であれば有価証券、カード、証明書、保証書、パスポート等であり、ブランドプロテクション関係であればタバコ、薬、化粧品等の箱がある。
【０００７】
非接触ＩＣラベルは、ホログラムの金属反射膜（蒸着膜）をデメタライズ処理（金属等の光反射性膜を部分的に取り除く処理）してアンテナ素子としている。非接触ＩＣラベルの性質上無線機器の様に機能を追求したアンテナが取り付けられることはなく、また、ＩＣチップを搭載しているラベルだからといってアンテナの放射効率を上げるためにアンテ
ナ素子を大きくしてラベルのサイズを大きくすることは被接着体のサイズおよび被接着体の貼り付け面のデザイン等の制約によってできず、さらにラベルのサイズは小さいサイズが好まれる傾向にあり、このような状況であっても通信距離は確保したいという相反する課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−４２０８８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被接着体の表面に貼り付ける非接触ＩＣラベルのサイズが小さくでき、かつ必要な通信距離を確保できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、第一のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、接着層とが、この順に積層された第一のラベルと、第二のラベル基材上に、パターン化された導電層と、接着層とが、この順に積層された第二のラベルとが、被接着体の表裏面にそれぞれ貼られ、前記被接着体を介して、前記第一のラベルの前記第一の導電層または第二の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが一部で厚さ方向に重ねられ、静電容量的に結合することを特徴とする非接触ＩＣラベルとしたものである。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、第一のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された第一の導電層と該導電層上に位置するマスク層と、隠蔽層と、前記第一の導電層と静電容量的に結合するパターン化された第二の導電層と、前記第二の導電層に跨って電気的に接続するＩＣチップと、接着層とが、この順に積層された第一のラベルと、第二のラベル基材上に、光学機能層と、パターン化された導電層と該導電層上に位置するマスク層と、接着層とが、この順に積層された第二のラベルとが、被接着体の表裏面にそれぞれ貼られ、、前記被接着体を介して、前記第一のラベルの前記第一の導電層または第二の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが一部で厚さ方向に重ねられ、静電容量的に結合することを特徴とする非接触ＩＣラベルとしたものである。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、前記第一のラベルの前記第一の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが厚さ方向に重ねられた部分に、エンボスが設けられていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の非接触ＩＣラベルとしたものである。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、前記第一のラベルの前記第一の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが厚さ方向に重ねられた部分に、全ての層を貫通するパンチ穴設けられていることを特徴とする請求項１および請求項２に記載の非接触ＩＣラベルとしたものである。
【００１４】
また、請求項５に係る発明は、前記第二の導電層は、導電性ペーストインキであることを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣラベルとしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明になる非接触ＩＣラベルは、光学機能層の視覚効果を向上させるとともに、アンテナ素子でもある導電層の金属反射膜（蒸着膜）を主ラベル（第一のラベル）と副ラベル（第二のラベル）とで２分割し、それぞれを被接着体の表裏に貼り付けることで、被接着体の表に貼り付けるＩＣチップが搭載された主ラベルのラベルサイズが小さくでき、かつ副ラベルのアンテナ素子の効果により必要な通信距離が確保できるようになる。
【００１６】
更に、副ラベル（第二のラベル）にも光学機能層を設けることによって、被接着体の裏側にも優れた装飾効果をもたらすことができる。
【００１７】
また、前記第一のラベルの前記第一の導電層と、前記第二のラベルの導電層とが厚さ方向に重ねられた部分に、エンボスを設けることや、全ての層を貫通するパンチ穴を設けることによって、エンボスや、パンチ穴で文字や図形などの表示を表現することができるとともに、主ラベルの光学機能層と副ラベルの光学機能層がこの加工により破壊されるため、非接触ＩＣラベルを張り替えて使用することができなくなる。
【００１８】
更には、前記第二の導電層を導電性ペーストインキにすることによって、印刷加工によって設けられ、容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】非接触ＩＣラベルが被接着体の表裏に貼られた状態にある上面透視図である。
【図２】非接触ＩＣラベル（図１）のＡ−Ａ線における断面視の図として表現したものである。
【図３】非接触ＩＣラベルの主ラベルが被接着体の表面に貼られた状態にある表面視図である。
【図４】非接触ＩＣラベルの副ラベルが被接着体の裏面に貼られた状態にある裏面視図である。
【図５】非接触ＩＣラベルのアンテナ部を図として表現したものである。
【図６】図５のアンテナを分割した状態の図である。
【図７】図６で分割したアンテナを中央部で重ね合わせた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態の一例である非接触ＩＣラベルについて、図１から図７を参照して説明する。
図１は、主ラベル１および副ラベル１１が、被着体１０の表裏に貼り付けられた状態にある上面透視図である。図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。
ラベル基材２は、光学機能層７と導電層３が視認できるような透明の樹脂等からなる。具体的には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）等の樹脂等からなる透明なシート状の材料を好適に採用することができる。なお、ラベル基材２は、下方の光学機能層７と導電層３が視認できれば、必ずしも無色でなくてもよく、透明性を有する有色の材料で形成されてもよい。
ラベル基材２の導電層３に対向する面には、ＯＶＤとして機能する光学機能層７が形成されている。光学機能層７は、立体画像が表現るもの、見る角度によって色が変化するレリーフ型や体積型のホログラム、複数種類の回折格子が画素として配置された回折格子画像、カラーシフトを生じるセラミクスや金属材料の薄膜積層体等が、適宜選択されて公知の方法により形成されている。これらの中では、量産性やコストを考慮すると、レリーフ型ホログラム（回折格子）や多層薄膜方式のものが好ましい。
【００２１】
導電層３は、アルミ等の金属を光学機能層７上に蒸着することによって蒸着膜として形成されている。導電層３は、ポリアミドイミド等からなる所望の形状のマスク層（絶縁層）８で被覆し、デメタライズ処理を施すことによって、所望の形状に形成することができる。
【００２２】
導電層３は、導電性インキを用い印刷方式により形成された、印刷アンテナ４を介してＩＣチップ６と静電容量的に接続されて、ＩＣチップ６のアンテナとして非接触通信を可能にするとともに、光学的反射層として機能するため、光学機能層７が発揮する視覚効果を高める。特に、光学機能層７がレリーフホログラムや回折格子等の場合は、これらの回折効果が高められ、より鮮明にホログラム画像、回折格子画像が視認できるようになる効果がある。
【００２３】
マスク層８の下面及びラベル基材２の下面には、主ラベル１を上面から見たとき（平面視）に印刷アンテナ４及びＩＣチップ６を可視光下で視認不能にするための隠蔽層５が設けられている。
【００２４】
隠蔽層５は、後述するように導電層３と印刷アンテナ４が静電容量結合可能となるように、非導電性材料で形成されている。本実施形態においては、非導電性インキを印刷することによって隠蔽層５が形成されている。
【００２５】
隠蔽層５は、印刷アンテナ４及びＩＣチップ６が平面視において見えなくなるようなものを用いる。例えば、所定の波長の可視光線を反射して特定の色彩を呈するものでも良いし、すべての波長の可視光線を吸収するような黒色のものでもよい。さらに、すべての波長の可視光線を反射するものでもよい。
【００２６】
また、隠蔽層５は少なくとも印刷アンテナ４及びＩＣチップ６を覆うように形成してもよいが、全面に形成してもよい。全面に形成することにより、ラベル基材２側から見たときに、導電性を設けていない部分全域が隠蔽層５で隠蔽でき、よりＩＣチップの位置がわかりづらくなるため好ましい。
すべての波長の可視光線を反射するものは外観が鏡面状となり、可視光下においては導電層３と区別できなくなる。印刷アンテナ４及びＩＣチップ６の上面を導電層３で完全に覆ってしまうと、ＩＣチップ６の非接触通信ができなくなるが、鏡面状の隠蔽層を用いることで、視覚的には印刷アンテナ４及びＩＣチップ６の上面を導電層３で完全に覆っているように見えるが、印刷アンテナ４及びＩＣチップ６の上面は非導電性の隠蔽層しか存在しないため、通信は可能となる。
すべての波長の可視光線を反射するものには、例えば、アルミ箔、錫箔、ステンレス鋼箔等の金属箔や雲母箔、板状酸化鉄等のメタリック顔料を主成分とした銀色インキ等がある。
【００２７】
印刷アンテナ４は、銀ペーストインキ等の導電性ペーストを用いて隠蔽層５の下面に公知の方法で印刷されることによって、例えば図１に示すような形状に形成されている。
【００２８】
ＩＣチップ６は、シリコンの単結晶等からなり、バンプを介し、印刷アンテナ４に電気的に接続される。それぞれの間は異方導電性接着剤等を用いて加熱加圧接着し実装されている。
【００２９】
導電層３と印刷アンテナ４とは、両者の間に介在する絶縁性のマスク層８と非導電性インキの隠蔽層５を誘電体として、図２の波線で示した破線楕円Ｂの範囲における静電容量
結合により電気的に接続されており、ＩＣチップ６が、外部の読取装置と電波方式の非接触データ通信が可能となっている。ＩＣチップ６と外部の読取装置との交信に使用する周波数は、マイクロ波帯（２．４５ギガヘルツ）または、ＵＨＦ波帯（８４０〜９６０メガヘルツ）を使用する。
【００３０】
ＩＣチップ６として、１個１個異なる識別情報（ユニークＩＤ、以下、「ＵＩＤ」と称する。）が付されたものが用いられてもよい。ＵＩＤは、例えば、数字、英文字、記号等またはこれらの組み合わせからできており、それぞれのＩＣチップのメモリに、対応するＵＩＤが記憶されている。このようなＩＣチップを用いると、ＵＩＤを読み取り利用することによって、そのＩＣチップ（又はそのＩＣチップが付いたＩＣラベル）のトレーサビリティを確保することができる。
【００３１】
ＩＣチップ６と印刷アンテナ４を含む隠蔽層５の下方全体には、接着層９が設けられており、その接着力によって被着体１０の表面に接着されている。
【００３２】
上記のように構成された主ラベル１は、ラベル基材２の一方の面に光学機能層７を形成し、光学機能層７上に金属蒸着膜を形成してマスク層８を用いて導電層３を所望の形状に形成し、さらに隠蔽層５及び印刷アンテナ４を順番に印刷によって設け、ＩＣチップ６を印刷アンテナ４に実装し、最後に接着層９を設けることによって製造することができる。
【００３３】
隠蔽層５及び印刷アンテナ４については、例えば、多色スクリーン印刷機で最初に隠蔽層５を印刷し、続いて印刷アンテナ４を印刷し、その印刷直後に乾燥工程を入れることで効率的に形成できる。
【００３４】
被着体１０の裏面に接着される副ラベル１１は、主ラベル１から隠蔽層５、印刷アンテナ４、ＩＣチップ６を外した層構成であり、公知のＯＶＤラベルである。すなわち、ラベル基材１２の一方の面に光学機能層１４を形成し、光学機能層１４上に金属蒸着膜を形成してマスク層１５を用いて導電層１３を所望の形状に形成し、最後に接着層１６を設けることによって製造することができる。
【００３５】
主ラベル１の導電層３と副ラベル１１の導電層１３とは、図２の破線楕円Ｃの部分で被着体１０を介して容量結合され、導電層３と導電層１３が電気的に接続され一つのアンテナとなる。
【００３６】
被着体１０は、厚さが０．１〜２ｍｍ程度の紙類、プラスチック類等が対象であり、この厚さの制限は、破線楕円Ｃにおける容量結合による結合損失からきており、導電層３と導電層１３の対向する面の面積と被着体１０の誘電率によるが、本発明のセキュリティや、ブランドプロテクション用途に用いる非接触ＩＣラベルというラベルの性質上、ラベルサイズは小さい必要があり、被着体１０の厚さが２ｍｍ以上では結合損失が大きくなるためである。
【００３７】
図３に被着体１０の表面に主ラベルが貼られた状態を示す。隠蔽層５と反射層である導電層３の上に位置する光学機能層７のホログラムが見えており、従来のホログラムラベルに近い外観となっている。
図４に被着体１０の裏面に副ラベルが貼られた状態を示す。従来のホログラムラベルが貼られており、一見しただけでは非接触ＩＣラベルの副ラベルにはみえない。
【００３８】
図には示さないが、本非接触ＩＣラベルのラベル張り替えなどの改竄防止策として、破線楕円Ｃの主ラベル１と副ラベル１１とが重なり合う部分に、雄型、雌型を使って文字、図形等の型押し（エンボス）の加工をおこなうこともできる。また全ての層を貫通する微
細なパンチ穴で文字、図形等の表現を施すこともできる。主ラベル１の光学機能層７と副ラベル１１の光学機能層１４とがこの加工によって破壊されるため、ラベル張り替えは困難になる。
【００３９】
図には示さないが被着体１０の裏面に接着される副ラベル１０は、光学機能層１４、マスク層（絶縁層）１５を外した層構成であってもかまわない。この場合、光学機能層１４がないために導電層３は反射膜である必要がないので、アルミ、銅などの薄膜等どのような導電体であってもかまわない。またデメタライズ処理のためのマスク層（絶縁層）がないので、副ラベル１１としてのアンテナ形状の成形は、ラベル基材１２を含み刃物、レーザー等で成形加工する。またラベル基材１２を薄い保護層にしてホットスタンプ等の方法で熱転写することもできる。この層構成は、被着体の裏面が露出していない主にタバコ、薬、化粧品等の箱の内側などに適用される。
【００４０】
次に実施例に示すアンテナの特徴と性能について説明する。
【００４１】
図５は非接触ＩＣラベルの内のアンテナ部を抽出した図である。導電層３と印刷アンテナ４は共にアンテナとして機能する。印刷アンテナ４にはＩＣチップ６が実装されており、またアンテナ側のインピーダンスとＩＣチップ側の内部インピーダンスとを整合するインピーダンス整合回路がＩＣチップ６付近にスリットパターンとして形成されている。印刷アンテナ４は、さらに図に示すようなコの字形状のアンテナであり、また導電層３との静電結合用の接続パッド１７を備えている。
図５に示すアンテナは、一般的な半波長ダイポールアンテナを変形させた変形ダイポールアンテナである。従来のホログラムラベルと同様に、ホログラムの特徴である立体画像、特殊な装飾画像、色変化などの光学効果を最大限に得るためには、欠け、切れ目等のない面で、かつある程度の面積を有する表現面が必要であり、この表現面を得るためにデザインされたアンテナが図５に示す変形ダイポールアンテナである。
図５に示す変形ダイポールアンテナの性能であるが、標準半波長ダイポールアンテナのアンテナ利得が２．１４dBiであるのに対して、本発明のアンテナは２．４５ＧＨｚ仕様でラベルの長さ：４２ｍｍ、幅：１２ｍｍのサイズでアンテナ利得は約１．５dBiであった。印刷アンテナ４のアンテナ部分が双方に折り返されていることから全体の放射効率が低下し、アンテナ利得が下がったものと考えられる。
【００４２】
ただし、本非接触ＩＣラベルは物流等で使われるＲＦＩＤタグのような長距離での読み取り通信距離性能は必要ではなく、ハンディリーダーで近接して読み取りできる通信距離があればよいので、前述のアンテナ利得約１．５dBiという性能であっても問題はないと考える。
次に実施例に示すアンテナの分割と結合について説明する。
導電層３の中央部の破線Ｄはアンテナ分割するカット箇所であり、図６に導電層３がカットされた状態を示す。切り離された右側のアンテナのＦ部に示す矢印の長さ分アンテナを延伸させ、Ｅ部とＦ部を延伸させた分を図７の破線楕円Ｅに示すように重ね合わせる。本発明では被接着体を介して重ね合わされ、破線楕円Ｇの部分で前述の通りに静電容量結合させることでＥ部とＦ部が電気的に接続され、その結果アンテナを分割しても図５に示す分割前のアンテナと同等のアンテナ性能を得ることができる。ただし、この場合静電容量結合において結合損失がすくないことが前提である。
【００４３】
導電層３の破線Ｄのカット箇所は、損失なく静電容量結合ができ、かつ破線楕円Ｇの部分がＩＣチップ６およびインピーダンス整合回路に影響しない範囲であればどの位置でもよく、例えばＥ部のサイズを極力小さくすることもできる。
【００４４】
本説明では、導電層３をカットして切り離したアンテナを延伸させて被接着体を介して
重ね合わせたが例としたが、損失なく静電容量結合ができれば導電層３のＥ部、Ｆ部、破線楕円Ｇの形状はどのような形状であってもかまわない。
【００４５】
本説明では、導電層３を分割、結合したが、印刷アンテナ４においても同様の分割、結合が可能である。
【００４６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものでなく、非接触ＩＣラベルの内容や目的に応じて適宜その構成や材料等において最適化することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・主ラベル
２・・・ラベル基材
３・・・導電層（反射膜）
４・・・印刷アンテナ
５・・・隠蔽層
６・・・ＩＣチップ
７・・・光学機能層
８・・・マスク層（絶縁層）
９・・・接着層
１０・・・被着体
１１・・・副ラベル
１２・・・ラベル基材
１３・・・導電層（反射膜）
１４・・・光学機能層
１５・・・マスク層（絶縁層）
１６・・・接着層
１７・・・接続パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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