(57)【要約】【課題】本発明は、スルーホールを設けない構造からなる非接触方式のＩＣモジュール搭載媒体ならびにＩＣカードにおいて、電磁波の輻射効率の向上ならびにアンテナコイルと容量結合用電極の外観上の違和感の軽減を目的とする。【解決手段】本発明は、アンテナコイル（２０）を備えたＩＣモジュール搭載媒体ならびにＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールとアンテナコイルを搭載する基材シートの表裏の対向する位置に容量結合用電極の組を二組（３１ａ、３１ｂ）（３２ａ、３２ｂ）設け、前記二組の電極のうちの一方の組（３２ａ、３２ｂ）を基材シート角部に設け、該電極の最外周パターンの延長線がアンテナコイル（２０）の最外周パターンと揃うように配置ことにより上記の課題を解決する。【選択図】  図１
2011170752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料からなる矩形状基材シートの少なくとも一方の面にＩＣモジュールとアンテナコイルを備えたＩＣモジュール搭載媒体において、
前記基材シート表裏の対向する位置に容量結合用電極の組が二組設けられ、
前記基材シート裏面側の容量結合用電極同士は裏面配線によって接続され、
前記基材シート表面側の容量結合用電極の一方とＩＣモジュールの一方のアンテナ端子、該容量結合用電極の他方とアンテナコイルの一端、さらに該アンテナコイルの他端と該ＩＣモジュールの他方のアンテナ端子とが、それぞれ表面配線によって接続され、
かつ、前記二組の容量結合用電極の組のうち、一方は基材シート角部に設けられ、該容量結合用電極の最外周パターンの延長線がアンテナコイルの最外周パターンと揃うように配置されていることを特徴とするＩＣモジュール搭載媒体。
【請求項２】
前記基材シート角部に設けられた容量結合用電極は、基材シートの長辺方向に長い形状であることを特徴とする請求項１記載のＩＣモジュール搭載媒体。
【請求項３】
前記容量結合用電極は同一形状であることを特徴とする請求項１または２記載のＩＣモジュール搭載媒体。
【請求項４】
共振周波数調整用のコンデンサを為す所定形状の調整用電極の組が前記基材シート表裏の対向する位置に設けられ、該調整用電極の組のうち、基材シート表面側の調整用電極は表面配線と接続され、基材シート裏面側の調整用電極は裏面配線と接続されていることを特徴とする請求項１〜３何れか記載のＩＣモジュール搭載媒体。
【請求項５】
前記容量結合用電極と前記調整用電極とが一体化された電極パターンからなることを特徴とする請求項４記載のＩＣモジュール搭載媒体。
【請求項６】
請求項１〜５何れか記載のＩＣモジュール搭載媒体の表裏にＩＣカード用コアシートを積層したことを特徴とするＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣモジュール搭載した媒体とこの媒体を用いたＩＣカードに関し、特に外部機器との情報伝送を非接触方式で行う機能を含むＩＣモジュールを搭載した媒体とこれを用いたＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触方式のＩＣカードは、誘電体材料（絶縁性を有する材料）からなる基材シートの少なくとも一方の面にＩＣモジュールとアンテナコイルを搭載したシート状媒体（アンテナシートと呼ぶ場合もある）をコアシートと呼ばれるプラスチックシートで挟んだ構造を有するものである。
【０００３】
前記ＩＣモジュールは、各種情報処理にかかる電子回路（ＣＰＵやメモリ等を含む場合もある）、アンテナコイルを介して外部機器と情報伝送にかかる電子回路、さらに電池レスの場合は外部機器からのエネルギーを受けて上記電子回路への電力を発生させる機能を含むものである。
【０００４】
前記ＩＣモジュールは少なくとも一対のアンテナ端子を備え、前記アンテナ端子はアンテナコイルの両端に接続されている。本発明において当該媒体に搭載されるアンテナコイルは渦巻き状のものを想定している。それが故にアンテナコイルの渦巻きの中心側にＩＣモジュールを配置した場合、アンテナコイルの渦巻きの中心側の一端と前記ＩＣモジュールのアンテナ端子の一方とが基材シート表面側の配線パターン（以下、表面配線と呼ぶ）を介して接続される。
【０００５】
他方、アンテナコイルの渦巻きの外周側の一端は基材シートに設けられたスルーホールを介して基材シート裏面側にリードされ、基材シート裏面の配線パターン（以下、裏面配線と呼ぶ）と接続される。裏面配線は表面側のアンテナコイルと交差して中心側にリードされ、前記スルーホールとは別のスルーホールを介して再び基材シート表面側にリードされる。このようにしてアンテナコイルの渦巻きの外周側の一端は基材シート表面側にリードされ、ＩＣモジュールのアンテナ端子の他方と接続される。
以上のような構造の非接触ＩＣカードについては例えば特許文献１に開示されている。
【０００６】
スルーホールにより基材シートの表裏を導通させて電気的に接続する場合は、特にスルーホールの製造工程が複雑になるという欠点がある。このような欠点を解決するためにスルーホールに代えて基材シートの表裏に容量結合用電極を形成し、当該電極によって形成されるコンデンサを介して電気的に接続する考え方もある。このような考え方に基づく非接触ＩＣカードについては例えば特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２４２７５５号公報
【特許文献２】特開平８−１８０１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に開示の非接触ＩＣカードによれば、スルーホールを設けずに基材シートの表裏を電気的に接続できるが、容量結合用電極の存在により非接触ＩＣカード用の基材シートの最外周付近を一部避けた位置にアンテナコイルを設けることになる。従って、基材シートの最外周付近に空白が生じ無駄な領域が出来てしまう。
【０００９】
即ち、特許文献２のような容量結合用電極を利用した方式の非接触ＩＣカードによれば、容量結合用電極の存在によりアンテナコイルのパターンが基材シートの最外周付近の領域まで広がらないので、特許文献１のようなスルーホールを用いた方式の非接触ＩＣカードに比べてアンテナの輻射抵抗が大きくなる（電磁波の輻射効率が悪くなる）という課題がある。
【００１０】
また、基材シートの最外周付近に空白が生じ無駄な領域が出来てしまうので、アンテナコイルと容量結合用電極のパターンに対して外観上の違和感が生ずるという課題がある。
【００１１】
そこで本発明は、スルーホールを設けない構造からなる非接触方式のＩＣモジュール搭載媒体ならびにＩＣカードにおいて、電磁波の輻射効率の向上ならびにアンテナコイルと容量結合用電極の外観的な違和感の軽減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下の各態様により上記の課題を解決するものである。
【００１３】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体（１）にかかる第１の態様は、誘電体材料からなる矩形状基材シート（１０）の少なくとも一方の面にＩＣモジュール（１１）とアンテナコイル（２０）を備えたＩＣモジュール搭載媒体において、前記基材シート表裏の対向する位置に容量結合用電極の組が二組（（３１ａ，３１ｂ）、（３２ａ，３２ｂ））設けられ、前記基材シート裏面側の容量結合用電極（３１ｂ，３２ｂ）同士は裏面配線（４５）によって接続され、前記基材シート表面側の容量結合用電極の一方（３１ａ）とＩＣモジュール（１１）の一方のアンテナ端子（Ｔ１）、該容量結合用電極の他方（３２ａ）とアンテナコイル（２０）の一端、さらに該アンテナコイル（２０）の他端と該ＩＣモジュールの他方のアンテナ端子（Ｔ２）とが、それぞれ表面配線（４１，４２）によって接続され、かつ、前記二組の容量結合用電極の組のうち、一方（３２ａ，３２ｂ）は基材シート角部に設けられ、該容量結合用電極（３２ａ，３２ｂ）の最外周パターンの延長線がアンテナコイル（２０）の最外周パターンと揃うように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
上記第１の態様によれば、スルーホールに代える容量結合用電極によって形成される結合用コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）とにより基材シートの表裏間が容量結合される。
【００１５】
さらに前記容量結合用電極の一方は基材シート角部に設けられ、さらに容量結合用電極の最外周パターンの延長線がアンテナコイルの最外周パターンと揃うように配置されているので、基材シートの最外周付近に空白が生じないため無駄な領域がなくなる。それが故に、アンテナコイルのパターンが基材シートの最外周付近の領域まで広がるのでアンテナコイルの輻射抵抗が軽減されるという作用がある。
【００１６】
さらに本発明の第１の態様によれば、容量結合用電極はアンテナコイルの一部として視覚的に同化され、容量結合用電極の存在によって生ずる外観上の違和感が軽減されるという作用がある。
【００１７】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体（１）にかかる第２の態様は、前記第１の態様において、前記基材シート角部に設けられた容量結合用電極（３２ａ，３２ｂ）は、基材シート（１０）の長辺方向に長い形状であることを特徴とする。
【００１８】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体（１）にかかる第３の態様は、前記第１または第２の態様において、前記容量結合用電極（３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ）は同一形状であることを特徴とする。
【００１９】
上記第２、第３の態様によれば、容量結合用電極を基材シートの長手方向に沿って長い形状とすることにより、容量結合用電極がアンテナコイルの形状の一部として一層同化され易くなるという作用がある。
【００２０】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体（１）にかかる第４の態様は、前記第１〜第３の何れかの態様において、共振周波数調整用のコンデンサ（Ｃ３）を為す所定形状の調整用電極の組（３３ａ，３３ｂ）が前記基材シート表裏の対向する位置に設けられ、該調整用電極の組のうち、基材シート表面側の調整用電極（３３ａ）は表面配線（４３）と接続され、基材シート裏面側の調整用電極（３３ｂ）は裏面配線（４４）と接続されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体（１）にかかる第５の態様は、前記第４の態様において、前記容量結合用電極と前記調整用電極とが一体化された電極パターンからなることを特徴とする。
【００２２】
上記第４ならびに第５の態様によれば、共振周波数調整用コンデンサ（Ｃ３）として機能する共振周波数調整用電極（３３ａ，３３ｂ）と、容量結合用コンデンサ（Ｃ１）として機能する容量結合用電極（３１ａ，３１ｂ）が一つの電極で実現できるという作用がある。
【００２３】
本発明のＩＣカード（２）にかかる第６の態様は、前記第１から５の何れかの態様のＩＣモジュール搭載媒体（１）の表裏にＩＣカード用コアシート（５０ａ，５０ｂ）を積層したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体ならびにＩＣカードによれば、アンテナコイルのパターンが基材シートの最外周付近の領域まで広がるのでアンテナコイルの実効面積が増大しアンテナとしての輻射抵抗が軽減されという効果がある。
【００２５】
本発明のＩＣモジュール搭載媒体ならびにＩＣカードによれば、容量結合用電極の存在によって生ずる外観上の違和感が軽減されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第１の実施形態を示す概念図である。
【図２】図１のＡ−Ａ´矢視断面図である。
【図３】本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第２の実施形態を示す概念図である。
【図４】本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第３の実施形態を示す概念図である。
【図５】本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の等価回路図である。
【図６】本発明にかかるＩＣカードの実施形態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（ＩＣモジュール搭載媒体にかかる第１の実施形態）
図１は本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第１の実施形態を示す概念図である。
図２は図１のＡ−Ａ´矢視断面図である。
本発明の各実施形態においては、便宜的にＩＣモジュールを設けた側の面を表面あるいは表面側と呼び、その反対面を裏面あるいは裏面側と呼ぶこととする。
第１の実施態様は、図１に示すように誘電体材料からなりカード形状に相当する矩形形状の基材シート１０の一方の面の所定位置にＩＣモジュール１１とアンテナコイル２０が備えられ、前記基材シート表裏の対向する位置に容量結合用電極の組が二組設けられている。
【００２９】
上記二組のうちの一方の組はアンテナコイル２０の渦巻きの中心側に形成された容量結合用電極３１ａと容量結合用電極３１ｂの組であって結合用コンデンサＣ１を構成する。
上記二組のうちの他方の組はアンテナコイル２０の渦巻きの外側に形成された容量結合用電極３２ａと容量結合用電極３２ｂの組であって結合用コンデンサＣ２を構成する。
前記基材シート裏面側の容量結合用電極３１ｂ，３２ｂ同士は裏面配線４５によって接続されている。前記基材シート表面側の容量結合用電極の一方３１ａとＩＣモジュール１１の一方のアンテナ端子Ｔ１、該容量結合用電極の他方３２ａとアンテナコイル２０の一端、さらに該アンテナコイル２０の他端と該ＩＣモジュールの他方のアンテナ端子Ｔ２とが、それぞれ表面配線４１、４２によって接続されている。
さらに、前記二組の容量結合用電極の組のうち、一方の容量結合用電極３２ａ，３２ｂの組は基材シート角部に設けられ、該容量結合用電極３２ａ，３２ｂの最外周パターンの延長線がアンテナコイル２０の最外周パターンと揃うように配置されている。
【００３０】
以上のように第１実施形態のＩＣモジュール搭載媒体によれば、基材シートの最外周付近に空白が生じないため無駄な領域がなく、アンテナコイルのパターンがＩＣカードの最外周付近の領域まで広がる構造となる。
【００３１】
従って、カード形状を為す基材シート上の最外周側がアンテナコイルを形成する領域として限りなく有効に利用でき、実質的にアンテナの実効面積が大きくなり、その結果アンテナコイルの輻射抵抗が軽減される。
【００３２】
（ＩＣモジュール搭載媒体にかかる第２の実施形態）
図３は本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第２の実施形態を示す概念図である。
第２の実施態様は、上記第１実施態様において、前記基材シート角部に設けられた容量結合用電極３２ａ，３２ｂの形状を基材シート１０の長辺方向に長い形状としたものである。
【００３３】
必要なコンデンサ容量が得られる面積であれば容量結合用電極３１ａ，３１ｂの組の形状は任意でよいが、図３のようにアンテナコイル２０の渦巻きの中心側の容量結合用電極３１ａ，３１ｂの組も長辺方向に長い形状とすることで、容量結合用電極の外観的が違和感は一層軽減する。
【００３４】
さらに、上記の形態に加え、図３のように容量結合用電極３１ａ，３１ｂの形状を前記容量結合用電極３２ａ，３２ｂのと同一形状にしてもよい。
【００３５】
（ＩＣモジュール搭載媒体にかかる第３の実施形態）
図４（ａ）（ｂ）は本発明にかかるＩＣモジュール搭載媒体の第３の実施形態を示す概念図である。
【００３６】
図４（ａ）のものは共振周波数調整用のコンデンサＣ３を為す所定形状の調整用電極３３ａ，３３ｂの組を基材シート表裏の対向する位置に設け、前記調整用電極の組のうち、基材シート１０の表面側の調整用電極３３ａは表面配線４３を介して表面側の容量結合用電極３１ａと接続され、基材シート１０の裏面側の調整用電極３３ｂは裏面配線４４を介して裏面側の容量結合用電極３２ｂと接続されている形態を示している。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３７】
上記共振周波数調整用電極の代表的な形状としては、切断用の括れ部分を有する櫛形形状が挙げられえる。
【００３８】
さらに、図４（ａ）において基材シート表側の容量結合用電極３１ａと調整用電極３３ａ、ならびに基材シート裏側の容量結合用電極３１ｂと調整用電極３３ｂをそれぞれ一体化した電極パターンとしてもよい。
【００３９】
図５（ａ）は、図４（ａ）の構成に対応するＩＣモジュール搭載媒体の等価回路図である。図中、Ｃ１，Ｃ２は結合用コンデンサ、Ｃ３は共振周波数調整用コンデンサ、Ｌはアンテナコイルを示す。
【００４０】
図４（ｂ）のものは共振周波数調整用のコンデンサＣ３を為す所定形状の調整用電極３３ａ，３３ｂの組を基材シート表裏の対向する位置に設け、前記調整用電極の組のうち、基材シート１０の表面側の調整用電極３３ａは表面配線４３、４２を介して表面側に設けられたＩＣモジュールのアンテナ端子Ｔ２と接続され、基材シート１０の裏面側の調整用電極３３ｂは裏面配線４４を介して裏面側の容量結合用電極３２ｂと接続されている形態を示している。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４１】
図５（ｂ）は、図４（ｂ）の構成に対応するＩＣモジュール搭載媒体の等価回路図である。図中、Ｃ１，Ｃ２は結合用コンデンサ、Ｃ３は共振周波数調整用コンデンサ、Ｌはアンテナコイルを示す。
【００４２】
（ＩＣカードにかかる実施形態）
図６（ａ）（ｂ）はＩＣカードの実施形態の一例を示す断面図である。
上記の各実施形態において示したＩＣモジュール搭載媒体１の表裏にＩＣカード用コアシート５０ａ、５０ｂをそれぞれ積層し、表裏に熱板（図示せず）を当て矢印Ｐの方向から加熱プレスすることで、ＩＣモジュール搭載媒体１の表裏にＩＣカード用コアシート５０ａ、５０ｂが熱融着されることでＩＣカードが得られる。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
図１の形態からなるＩＣモジュール搭載媒体１において以下の構成の容量結合用電極を形成した。
容量結合用電極３１ａ、３１ｂの電極の大きさ：２０ｍｍ×１０ｍｍ
容量結合用電極３２ａ、３２ｂの電極の大きさ：４０ｍｍ×５ｍｍ
基材シートの材質：ＰＥＴ（ポリエチレン‐テレフタラート）
基材シートの厚さ：３５μｍ
コアシートの材質（表裏とも同じ）：ＰＥＴ
コアシートの厚さ（表裏とも同じ）：２５０μｍ
その結果、コンデンサＣ１、Ｃ２の容量は実測値で約２００ｐＦであった。
なお、ＰＥＴの比誘電率を３．２（１０ＭＨｚ）とした時の理論値は約１６２ｐＦである。
ＩＣカード化した状態において搬送周波数１３．５６ＭＨｚで動作させた結果、良好に動作した。
【００４４】
（実施例２）
図２の形態からなるＩＣモジュール搭載媒体１において以下の構成の容量結合用電極を形成した。基材シートとコアシートの材質、厚さは実施例１と同じである。
容量結合用電極３１ａ、３１ｂの電極の大きさ：４０ｍｍ×５ｍｍ
容量結合用電極３２ａ、３２ｂの電極の大きさ：４０ｍｍ×５ｍｍ
基材シートとコアシートの材質、厚さは実施例１と同じである。
その結果、コンデンサＣ１の容量は実測値で約２００ｐＦであった。
ＩＣカード化した状態において搬送周波数１３．５６ＭＨｚで動作させた結果、良好に動作した。
【００４５】
（実施例３）
図４ａの形態からなるＩＣモジュール搭載媒体１の構成は、共振調整用電極３３ａ、３３ｂ（調整用コンデンサＣ３）を付加した点以外は実施例１と同じである。
その結果、ＩＣカード化した状態において搬送周波数１３．５６ＭＨｚで動作させた結果、調整用電極３３ａ、３３ｂの何れか一方のパターンの括れ部分を切断することで図５（ａ）の調整用コンデンサＣ３に相当するコンデンサ容量を調整できることが確認でき、良好に動作した。
【００４６】
（実施例４）
図４ｂの形態からなるＩＣモジュール搭載媒体１の構成は、共振調整用電極３３ａ、３３ｂ（調整用コンデンサＣ３）を付加した点以外は実施例１と同じである。
その結果、ＩＣカード化した状態において搬送周波数１３．５６ＭＨｚで動作させた結果、調整用電極３３ａ、３３ｂの何れか一方のパターンの括れ部分を切断することで図５（ｂ）の調整用コンデンサＣ３に相当するコンデンサ容量を調整できることが確認でき、良好に動作した。
【００４７】
（変形例）
本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であり、それらも本発明の均等の範囲内である。例えば以下のようなものが挙げられる。
【００４８】
（１）基材シートとしては、ＩＣカード用として一般的なＰＥＴを使用した場合の実施例を示したが、基材シートの材質はＰＥＴに限られるものではなく、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどでもよい。殊に、結合用コンデンサの静電容量を大きくするには比誘電率が大きい材質の基材シートが好ましい。
基材シートの厚さもＩＣカード用として一般的な３５μｍの場合の実施例を示したが、結合用コンデンサの静電容量を大きくするには基材シートとしての強度が保てる範囲で薄くすることが好ましい。
【００４９】
（２）基材シートの一方の面にのみＩＣモジュールとアンテナコイルを設けた例に示したが、ＩＣモジュールとアンテナコイルを反対の面に設けてもよい。
【００５０】
（３）基材シートの一方の面にのみＩＣモジュールとアンテナコイルを設けた例に示したが、ＩＣモジュールとアンテナコイルを表裏両面に設けてもよい。
【００５１】
（４）非接触方式のみの例で説明したが、非接触方式と接触方式の両方の機能を備えたＩＣモジュールを搭載してよい。
【００５２】
（５）ＩＣモジュール搭載媒体の表裏をＩＣカード用のコアシートで挟み込むことでＩＣカードとなる例を示したが、ＩＣモジュール搭載媒体を例えばフィルムや紙媒体に貼るか、あるいはフィルムや紙媒体で挟み込むことにより所謂ＩＣタグとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、非接触ＩＣカードの他、例えば接触と非接触の両方式を具備したデュアルタイプのＩＣカードにも利用可能である。
さらに本発明は、ＩＣタグにも利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  ・・・・・・・・  ＩＣモジュール搭載媒体
２  ・・・・・・・・  ＩＣカード
１０  ・・・・・・・・  基材シート
１１  ・・・・・・・・  ＩＣモジュール
２０  ・・・・・・・・  アンテナコイル
３１ａ，３２ａ  ・・・  容量結合用電極（表面用）
３１ｂ，３２ｂ  ・・・  容量結合用電極（裏面用）
３３ａ  ・・・・・・・  共振周波数調整用電極（表面用）
３３ｂ  ・・・・・・・  共振周波数調整用電極（裏面用）
４１，４２，４３  ・・  表面配線
４４，４５  ・・・・・  裏面配線
５０ａ，５０ｂ  ・・・  コアシート
Ｔ１，Ｔ２  ・・・・・  アンテナ端子
Ｃ１，Ｃ２  ・・・・・  容量結合用コンデンサ
Ｃ３  ・・・・・・・・  共振周波数調整用コンデンサ
【図１】
2011170752.tif 000003
【図２】
2011170752.tif 000004
【図３】
2011170752.tif 000005
【図４】
2011170752.tif 000006
【図５】
2011170752.tif 000007
【図６】
2011170752.tif 000008