(57)【要約】【課題】  液体容器等に付しても、読み取り距離や読み取り率が極端に低下することのない、ＵＨＦ帯または２．４５ＧＨｚ帯用の非接触ＩＣタグを提供する。【解決手段】  本発明の背面金属層を有する非接触ＩＣタグ１は、プラスチック基材１１面に直線状の半波長ダイポール型アンテナ２を有し、左右の１／４波長アンテナ２Ｒ，２Ｌ間にＩＣチップ３が電気的に接続されているＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグ１において、当該プラスチック基材１１のアンテナ２とは反対側面にはアンテナ２のほぼ全域に対応する金属層１０を有し、前記ＩＣチップ部に相当する部分の当該金属層は除去されて帯状の除去部９を形成していることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック基材面に直線状の半波長ダイポール型アンテナを有し、左右の１／４波長アンテナ間にＩＣチップが電気的に接続されているＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグにおいて、当該プラスチック基材のアンテナとは反対側面にはアンテナのほぼ全域に対応する金属層を有し、前記ＩＣチップ部に相当する部分の当該金属層はダイポール型アンテナに直交する方向に帯状に除去されていることを特徴とする背面金属層を有する非接触ＩＣタグ。
【請求項２】
アンテナ面が表面保護シートで被覆されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の背面金属層を有する非接触ＩＣタグ。
【請求項３】
金属層面に粘着剤層を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の背面金属層を有する非接触ＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背面に金属層を有する非接触ＩＣタグに関する。詳しくは、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグにおいて、液体容器等に付した場合にも、通信特性が極端に低下しないようにした通信性能の安定を考慮した非接触ＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触ＩＣタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification) とも称され、個体の識別が可能な情報を保持するＩＣチップを備え、この情報を無線通信によって非接触で読み取りできるようにされているタグに関する。このようなＩＣタグは、例えば、運送や流通、倉庫、工場工程管理、荷物の取り扱いの分野等で利用されている。
【０００３】
近年、従来からの１３．５６ＭＨｚ帯もしくはマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の非接触ＩＣタグに加えて、わが国でも法改正によりＵＨＦ帯（９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚ）を使用することが可能になり、当該非接触ＩＣタグの実用化が図られている。
ＵＨＦ帯ＩＣタグは、電磁誘導方式の１３．５６ＭＨｚ帯の非接触ＩＣタグに比べて遠距離（３〜５メートル）からの一括読み取りが可能である。また、マイクロ波帯ＩＣタグも１〜２メートルの距離の通信が可能であり、今後、それらの特徴を活かした用途での普及が見込まれている。
なお、電波の分類ではＵＨＦ帯は３００Ｍ〜３ＧＨｚを指すが、ＩＣタグの場合は８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚを使うタグを指すことが多い。上記範囲に含まれる２．４５ＧＨｚ帯を使うＩＣタグは、通常ＵＨＦ帯ＩＣタグとは言わない。
【０００４】
ＵＨＦ帯ＩＣタグが使えるわが国の周波数帯は、２００５年４月の電波法改正により高出力型が９５２Ｍ〜９５４ＭＨｚの２ＭＨｚ、低出力型が９５２Ｍ〜９５５ＭＨｚの３ＭＨｚが使用可能とされている。ＵＨＦ帯ＩＣタグは、ＩＣタグの微弱な返信波が、他のリーダライタの送信波により干渉を受ける等の問題があり、読み取りの困難性が指摘されていたが、２００６年１月の法令改正によりこの干渉が防げるようになった。
すなわち、新法令ではキャリアセンス方式が採用され、リーダーが電波を発信する前に他のリーダーが電波を出しているか否かを確認するＬＢＴ（リッスン・ビフォー・トーク）が義務付けられるようになった。このような新法に対応したリーダライタ機器も販売されはじめ、ＵＨＦ帯ＩＣタグ普及の促進が図られると考えられる。
【０００５】
ところで、１３．５６ＭＨｚ帯の非接触ＩＣタグの場合、金属が背面にあると、その金属が作る磁界がＩＣタグの周囲の磁界を乱すので、電力を確保できなくなり非接触通信が不可能になる問題がある。２．４５ＧＨｚやＵＨＦ帯も背後の金属の影響を受けるが、電磁誘導方式でないことと金属層が電波を反射するので、１３．５６ＭＨｚ帯よりはその影響が小さく、致命的に読み取りが不可能になることはない。一方、プラスチックやセラミックスは電波を透過するとされている。
【０００６】
また、一般にＩＣタグは周波数が高いほど水の影響を受けやすい。１３．５６ＭＨｚ帯と異なり、２．４５ＧＨｚやＵＨＦ帯の電波は水に吸収されるからである。マイクロ波を利用する電子レンジと同じ原理で吸収された電波は水を振動させて熱化し反射することはない。振動は分子レベルの現象なので、１３．５６ＭＨｚ帯は水の影響が小さい。
ＵＨＦ帯は２．４５ＧＨｚよりも影響は小さいが、湿気を含んだダンボールや水、ジュース、マヨネーズの入った瓶・ペットボトル、牛乳パックや酒パック、大根などの野菜、魚類、肉類に直接ＵＨＦ帯タグを貼った場合は読み取りが困難になる。
一般に、牛乳パックや酒パックでは最適な読み取り条件の、１０〜２０％程度以下の読み取り距離になるといわれ、読み取り認識率も低下する。
【０００７】
そこで、本発明ではＵＨＦ帯ＩＣタグのアンテナの背後に敢えて金属層を設けて電波を反射させ、液体容器等に貼着した場合の水の影響を遮断して安定した通信特性を得ようとするものである。
本願に直接関係する先行技術を検出できないが、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグに関して、特許文献１や特許文献２が存在する。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７０４１３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、ＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグにおいて、液体容器等に付した場合にも、通信特性が極端に低下しないようにした性能の安定した非接触ＩＣタグの実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の要旨は、プラスチック基材面に直線状の半波長ダイポール型アンテナを有し、左右の１／４波長アンテナ間にＩＣチップが電気的に接続されているＵＨＦ帯またはマイクロ波帯非接触ＩＣタグにおいて、当該プラスチック基材のアンテナとは反対側面にはアンテナのほぼ全域に対応する金属層を有し、前記ＩＣチップ部に相当する部分の当該金属層はダイポール型アンテナに直交する方向に帯状に除去されていることを特徴とする背面金属層を有する非接触ＩＣタグ、にある。
【００１１】
上記、背面金属層を有する非接触ＩＣタグにおいて、アンテナ面が表面保護シートで被覆されている、ようにすることができ、金属層面に粘着剤層を有する、ようにすれば、通常の非接触ＩＣタグラベルとして使用できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の背面金属層を有する非接触ＩＣタグは、通常の半波長ダイポール型アンテナからなる非接触ＩＣタグの当該アンテナに対するプラスチック基材の背面に、アンテナの反対側面にはアンテナのほぼ全域に対応する金属層を有しているので、液体容器等に当該非接触ＩＣタグを貼着した場合にも水分の影響を受けることが少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の背面金属層を有する非接触ＩＣタグを示す平面図、図２は、同断面図、図３は、背面金属層を有する非接触ＩＣタグが連接した状態を示す平面図、である。
【００１４】
図１は、本発明の背面金属層を有する非接触ＩＣタグを示す平面図である。透明な表面保護シートを介して透視した状態である。図１のように、プラスチック基材１１面には、ダイポール型アンテナ２が形成されている。図１の場合は、左右一対の１／４波長アンテナ２Ｌ，２Ｒが直線状に伸びたシングルダイポールであるが、アンテナ間が互いに９０度の角度となるダブルダイポールであってもよい。ＩＣチップ３は、アンテナ２Ｌ，２Ｒの接合部２ａ，２ｂ間に電気的に接続している。アンテナ２Ｌ，２Ｒは各種の形状を採用でき、図１のように屈曲した形状でなくてもよい。全体としてＵＨＦ帯または２．４５ＧＨｚ帯の波長に適合した形状であればよい。
【００１５】
アンテナ２Ｌ，２Ｒの背面にハッチングを施した領域は、背面金属層１０を有する域である。背面金属層１０は表面側のアンテナと同様に、薄層の金属層とすることができる。ＵＨＦ帯アンテナでは１３．５６ＭＨｚ帯アンテナのように厚みのある金属層は必要なく、５μｍ〜２０μｍ程度のものであってよい。市販のアルミ箔は５μｍ〜７μｍ程度の厚みであるが、このもので十分である。背面金属層も同様であるが、なおさらに薄くてもよく蒸着層であってもよい。蒸着の場合は、３０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚みとなる。パターン蒸着も可能となる。アンテナ２Ｌ，２Ｒ部の全域をカバーしなくてもよいが、背後の水の影響を遮断するためには、かなりの領域をカバーすることが好ましい。
【００１６】
ただし、ＩＣチップ３部分は、当該背面金属層１０をダイポール型アンテナに直交する帯状の除去部９とするのが好ましい。除去部９の幅ｗはＩＣチップ３の幅以上とするが、５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であってもよい。ＩＣチップ３部分は反射電波や水による吸収の影響が少ないと考えられるからである。また、当該部分に背面金属層１０が無ければ、金属層１０の厚みが数μｍであってもプラスチック基材１１が変形して陥没するので、ＩＣチップ３が突出する高さを低減でき、全体として平面性のよい非接触ＩＣタグ１にできる効果もある。ＩＣチップ３が突出している場合は、ＩＣタグのＩＣチップ間または他の物との衝突により破損を生じ易くなる問題がある。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。プラスチック基材１１面に、１／４波長アンテナ２Ｌ，２Ｒが形成され、ＩＣチップ３が装着されている。ダイポール型アンテナ２の背面には金属層１０が形成されている。ＩＣチップ３の背後は、当該背面金属層１０が除かれた帯状の除去部９になっている。ただし、図２の状態では、除去部９にＩＣチップ３が陥没した状態には図示されていない。
ＩＣチップ３とダイポール型アンテナ２の面は、表面保護シート４が接着剤層５により接着している。背面金属層１０のさらに物品側となる面には、粘着剤層７が剥離紙８により保護されて設けられる。粘着剤層７は必須の構成ではないが、当該層を設ける場合は、剥離紙８を剥離してＩＣタグラベルとして対象物品に貼着して使用できる。
【００１８】
図３は、背面金属層を有する非接触ＩＣタグが連接した状態を示す平面図である。
非接触ＩＣタグ１は、連続したウェブから製造されるので、製造工程においては、図３のように連接状態になっている。大量に使用するユーザーに納品する場合は、最終製品形態が非接触ＩＣタグ１連接体１Ｒとされる場合が多い。
図３の場合も、除去部９がダイポール型アンテナ２に直交する帯状の溝になっている。金属層を帯状に除去する場合は、金属層１０ａ，１０ｂ用の金属箔を帯状にパターンラミするだけで済む場合もある。
【００１９】
このように、アンテナ２の背面に背面金属層１０を設ける場合は、電波を反射させることができるので、電波が背後の液体により吸収されてしまう場合に比較して大きな起電力を得られるので、リーダライタに対して応答しない場合を少くできる。すなわち、非接触ＩＣタグは、反射波も電力源として利用している。
【００２０】
次に、本発明の非接触ＩＣタグの製造方法について説明する。
非接触ＩＣタグ１の製造は、ほぼ従来の非接触ＩＣタグの製造と同一の工程により製造できる。帯状ベースフィルム１１Ｒとしては、プラスチック基材の両面に金属箔（例えば、アルミニウムや銅箔）をラミネートした材料を使用する。
この、帯状ベースフィルム１１Ｒに耐蝕性レジストを印刷するか、感光性フォトレジストを塗工した後、フォトマスクを用いて露光感光させてレジスト層を形成する。
次いで、金属層１０をエッチングして所定のパターンに形成する。レジストの形成やエッチングの工程は両面を一度の工程で行ってもよく、逐次の工程で行なってもよい。
【００２１】
エッチング後、帯状ベースフィルム１１Ｒのダイポール型アンテナ２にＩＣチップ３を異方導電性接着フィルム等により装着した後、表面保護シート４をラミネートする。
この後、図示してないがＩＣタグ間の切り離し用のミシン目線を形成してもよい。またさらに、粘着剤層７を設けるため、剥離紙８付き両面テープをラミネートする工程を、インラインまたはオフラインで行うことができる。これにより非接触ＩＣタグ連接体１Ｒが完成し、巻き上げローラにより巻き取られる。
【００２２】
＜材質に関する実施形態＞
（１）プラスチック基材
プラスチックフィルムを幅広く各種のものを使用でき、以下に挙げる単独フィルムあるいはそれらの複合フィルムを使用できる。
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ−Ｇ（テレフタル酸−シクロヘキサンジメタノール−エチレングリコール共重合体）、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン系、ＡＢＳ、ポリアクリル酸エステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、等である。
【００２３】
（２）表面保護シート
プラスチックフィルムや紙基材を幅広く各種のものを使用できる。上記したプラスチックフィルムの単体または複合体を使用することができる。
【００２４】
（３）接着剤、粘着剤
本明細書で接着剤という場合は、溶剤型や重合型、紫外線硬化型、エマルジョン型、熱溶融型等の各種のものをいい、いわゆる粘着剤型のものをも含むものとする。いずれであっても、双方の材料間を接着すれば目的を達成できるからである。
また、本明細書で粘着剤という場合は、徐々に粘度が顕著に上昇することなく、いつまでも中間的なタック状態を保つものをいうものとする。
接着剤、粘着剤の樹脂組成物としては、天然ゴム系、ニトリルゴム系、エポキシ樹脂系、酢酸ビニルエマルジョン系、ポリエステル系、アクリル系、アクリル酸エステル共重合体系、ポリビニルアルコール系、フェノール樹脂系、等の各種材料を使用できる。
【実施例】
【００２５】
非接触ＩＣタグの帯状ベースフィルム１１Ｒとして、厚み３８μｍの透明２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに、７μｍ厚のアルミニウム箔を両面にドライラミネートした材料（幅１２０ｍｍ）を使用し、この帯状ベースフィルム１１Ｒの両面のアルミ面に対して印刷レジストをグラビア印刷法により印刷してパターン形成した。
すなわち、表面側には、図１のようなダイポール型アンテナ２を印刷し、裏面側には左右のアンテナパターンの中央部分に帯状の除去部９が形成されるようにストライプ状にレジストパターンを印刷した。除去部９の幅ｗは、１０ｍｍとなるようにした。
その後、両面を一緒にエッチングして、図３のようなダイポール型アンテナ２を一定間隔で連続して有する帯状ベースフィルム１１Ｒを完成した。なお、１つのダイポール型アンテナ２はその外形が、ほぼ幅２０ｍｍ×長さ９０ｍｍの大きさとなるようにし、アンテナ２間の間隔ピッチは２５ｍｍになるようにした。
【００２６】
上記帯状ベースフィルム１１Ｒの左右一対の１／４波長アンテナ２Ｒ，２Ｌの接合部２ａ，２ｂに、平面サイズが１．０ｍｍ角、厚み１２０μｍのＩＣチップ３を異方導電性接着フィルムを用いてフェイスダウンの状態で熱圧をかけて装着した。
さらに厚み３８μｍの表面保護シート（ＰＥＴフィルム）４を上記アンテナパターン面にポリエステル系ホットメルト接着剤を介して積層し熱プレスしてから巻取りした。
最後に、帯状ベースフィルム１１Ｒの金属層の背面に、４０μｍの粘着剤層７を介して剥離紙８を積層する粘着剤加工を行い、非接触ＩＣタグ連接体１Ｒを完成した。
これを単位の非接触ＩＣタグ１に切断して読み取り試験に利用した。
【００２７】
［比較例］
比較例として、上記実施例の非接触ＩＣタグと同一寸法・構造であるが背面金属層１０を設けない従来型の単位のＩＣタグを製造し、比較例用ＵＨＦ帯ＩＣタグ１ｊとした。
このＵＨＦ帯ＩＣタグ１ｊの製造に使用した帯状ベースフィルム１１Ｒは、アンテナ面側にのみ厚み７μｍのアルミニウム箔をラミネートしたものである。表面保護シート４と粘着剤層８、剥離紙９も実施例と同一にした。
【００２８】
実施例と比較例の非接触ＩＣタグを紙製牛乳パック（１０００ｍｌ容器）に水を充填し、その側面にアンテナの方向が垂直になるように貼着して読み取りする試験を行った。
リーダには、シンボルテクノロジー社製の高出力型リーダー「ＸＲ４８０ＪＰ」（周波数９５２〜９５４ＭＨｚ）を使用した。
単体の従来のＵＨＦ帯ＩＣタグ１ｊは水を充填しない空の同一紙製牛乳パックに貼着してアンテナに対面するように平行して立てた状態で、アンテナから７メートルの位置から読み取りできたが、実施例のＵＨＦ帯ＩＣタグ１は、同一条件でアンテナから３メートルの位置からしか読み取りできなかった。
一方、水を充填した状態の牛乳パックに、上記と同一に貼着してアンテナに対面するように平行して立てた状態では、従来のＵＨＦ帯ＩＣタグ１ｊは、５０センチメートルの位置からしか読み取りできないのに対し、実施例のＵＨＦ帯ＩＣタグ１は、同一条件でアンテナから３メートルの位置から読み取りできた。
以上の結果から、背面金属層１０により背後の水の影響を少なくできる効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の背面金属層を有する非接触ＩＣタグを示す図である。
【図２】同断面図である。
【図３】背面金属層を有する非接触ＩＣタグが連接した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    背面金属層を有する非接触ＩＣタグ
２    ダイポール型アンテナ、アンテナ
３    ＩＣチップ
４    表面保護シート
５    接着剤層
７    粘着剤層
８    剥離紙
９    除去部
１０    背面金属層
１１    プラスチック基材
１１Ｒ  帯状ベースフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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