(57)【要約】【課題】  商品等に貼付した場合でも、単体時と比べて通信可能距離の低下を抑えられるＩＣラベルを提供する。【解決手段】  ＩＣモジュール３１と、ＩＣモジュール３１上に積層した接着層７と、接着層７の上に積層した表皮層４と、回路基材１の下面に積層した粘着層５と、粘着層５の下面に積層した剥離層６とを具備する。ＩＣモジュールは、回路基材１、回路基材１上に配置されたコンデンサを内蔵したＩＣチップ３、回路基材１上においてＩＣチップ３に電気的に接続されたアンテナコイル２とを具備する。コンデンサとアンテナコイル２からなるＬＣ共振回路の自由空間に対する共振周波数f0は、外部情報記録再生装置の発振周波数foscよりも高周波側にずれるように設定されている。共振周波数f0を発振周波数foscよりも大きくすることにより、商品等に貼付した場合の共振周波数fopの低下を相殺する。【選択図】      図１
2007280426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基材と、
該回路基材上に配置されたコンデンサを内蔵したＩＣチップと、
前記回路基材上において前記ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルを具備する
ＩＣモジュール。
【請求項２】
回路基材と、
該回路基材上に配置された半導体メモリーと、
前記回路基材上において前記半導体メモリーに電気的に接続された共振回路を有する
ＩＣモジュール。
【請求項３】
半導体メモリーがＩＣチップであり、
共振回路がコンデンサとアンテナコイルとからなるＬＣ共振回路である請求項２に記載の
ＩＣモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非接触で情報のやりとりを行う情報記録媒体に関わり、特に、非接触式ＩＣラベル及びＩＣカード及びこれに用いるＩＣモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップを内蔵し、外部情報記録再生装置（以下「リーダ／ライタ」という）を介して情報のやりとりを行う形式の情報記録媒体が考案されている。この情報記録媒体はその形状に応じてＩＣラベル、ＩＣカード、ＩＣタグ等（以下、「ＩＣラベル等」という）と呼ばれる。非接触式のＩＣラベル等はリーダ／ライタから発せられる電磁波によりＩＣラベル等に内蔵された共振回路中に電流が流れ、ＩＣチップに対し情報の書き込み及び読み込みを行う。電磁波を用いることによってリーダ／ライタとＩＣラベル等は互いを接触させることなく情報をやりとりできる。従ってバーコードのようにわざわざ情報記録媒体を読みとり装置に接触させることなく簡易な情報のやりとりが可能であり、接触不良による情報の読み出しの失敗といった不都合も生じない。また、ＩＣラベル等はリーダ／ライタから発せられる電磁波により電流が流れることからＩＣラベル等に電源を必要としないという利点を有する。さらに、ＩＣチップは情報の更新が容易であり、かつ大容量であるため磁気テープなどと比較して大量の情報を記録できる。さらにＩＣチップに書き込まれた情報は目視等では確認できないため、専用のリーダ／ライタを介さない限り情報の内容を隠蔽できる。また、ＩＣチップ並びに共振回路は小型化する事が可能であることからＩＣラベル等を薄くて軽いものとすることが可能である。この媒体を用いて例えばＩＤカード、会員カード、あるいは、定期券、通行券イベント整理券等あるいは、配送タグや識別タグ等として使用することが提案されている。又、ＩＣラベルを本に貼付することで例えば書店や図書館において、在庫の管理を容易に行うことができる。又、将来的には商品にＩＣチップを内蔵した情報記録媒体を貼付し、電子マネーと合わせて用いることで、リーダ／ライタを内蔵するゲートを購買者が商品を持って通過するだけで商品の決済を行うシステムが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非接触式ＩＣラベル等は搭載された共振回路内に流れる電流値を大きくするために、従来は単体のＩＣラベル等に内蔵された共振回路の共振周波数とリーダ／ライタから発せられる電磁波の発振周波数とが一致するように設計していた。しかし、元来ＩＣラベルは単体の状態でなく本や店頭に並べられた商品等に貼付した状態で用いられることが想定されている。また、ＩＣカードも通常は財布の中や洋服の内ポケットに収納された状態で使用されることが想定されている。このような使用態様の場合、ＩＣラベル等とリーダ／ライタとの通信可能距離がＩＣラベル単体の場合と比較して短くなる。これは商品等にＩＣラベルが貼付された場合にその商品等が誘電体として機能するため、ＩＣラベルに含まれる回路の動作時の共振周波数fopがＩＣラベル単体のときの共振周波数f0からずれてしまうからである。ＩＣカードを財布の中等に収納した場合は財布等が誘電体として機能するために動作時の共振周波数fopがずれる。動作時の共振周波数fopがずれるという欠点を解消するために、ＩＣラベルを商品から剥離したりＩＣカードを取り出してリーダ／ライタと情報のやりとりを行うとするとＩＣラベル等の利点を十分に生かすことができない。
【０００４】
また、ＩＣラベルを貼付した商品等を積層した場合にも、複数のＩＣラベルが存在することから互いに電気的に結合し、前述の誘電体の存在とあわせてＩＣラベルの動作時の共振周波数fopはＩＣラベル単体の時と比較して大きくずれるという欠点が生ずる。この場合も通信可能距離がＩＣラベル単体と比較して非常に短くなる。
【０００５】
ＩＣラベル等は、特開平６−２４３３５８号公報（以下「先行技術１」とする）、特開平１１−１３４４６０号公報（以下「先行技術２」とする）に開示されている。しかし、先行技術１はＩＤタグについての基本的な構造を開示しているものの、現実の使用における最大通信可能距離の低下という問題点の認識はない。先行技術２は汎用性のあるＩＣラベルについて開示しているものの、基本的なＩＣラベルの構造は先行技術１記載のものと同様であり、共振周波数の設定についての言及はない。それどころかＩＣラベルを商品等に貼付した際やその商品等を積層した際に、ＩＣラベルに含まれる共振回路の動作時の共振周波数fopが具体的にどれだけ変化するかについての検討すらなされていないのが現状である。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、誘電体の存在にも関わらず最大通信可能距離が低下しないＩＣモジュールを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、物体に貼付しても最大通信可能距離が低下しないＩＣラベルを提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、複数の物体に貼付された複数のＩＣラベルについて、それぞれを識別して情報のやりとりを行うことが可能な距離を低下させないＩＣラベルを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、誘電体内に収納された場合でも最大通信可能距離が低下しないＩＣカードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、回路基材と、回路基材上に配置された半導体メモリーと、回路基材上において半導体メモリーに電気的に接続された共振回路とを有し、共振回路の自由空間に対する共振周波数が、半導体メモリーに情報の記録及び再生を行う外部情報記録再生装置の発振周波数よりも高周波側にずれるように設定されているＩＣモジュールである点である。ここで、「共振回路」はコンデンサとインダクタ（コイル）とからなるＬＣ共振回路を用いることが可能である。コンデンサは半導体メモリーと同一のＩＣチップに内蔵してもよく、ＩＣチップの外部の回路素子として実装しても良い。又、「自由空間」とは、比誘電率εrがεr＝１を満たす空間のことで、具体的には領域内に誘電体の存在しない空間、即ち真空を指す。また、「外部情報記録再生装置」とはＩＣモジュールに対して電磁波を発振することにより半導体メモリーやＩＣチップ等に記録された情報の内容を読み出し若しくは新たな情報の書き込みを行う装置である。
【００１１】
本発明の第１の特徴において、単体のＩＣモジュールに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数を外部情報記録再生装置の発振周波数よりも高周波側にずれるように設定することにより、動作時にＩＣモジュールの周囲に存在する誘電体の影響による共振周波数のずれを効果的にうち消すことができる。誘電体の存在により動作時の共振周波数は周波数が小さくなる方向にずれるため、あらかじめＩＣモジュールの共振回路の自由空間に対する共振周波数を高く設定しておくことにより、誘電体が周囲に存在して動作時の共振周波数が低下しても外部情報記録再生装置の発振周波数との差を低く抑えることが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の特徴は、回路基材と、回路基材上に配置されたコンデンサを内蔵したＩＣチップと、回路基材上においてＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルとを具備し、コンデンサとアンテナコイルからなるＬＣ共振回路の自由空間に対する共振周波数が、ＩＣチップに情報の記録及び再生を行う外部情報記録再生装置の発振周波数よりも高周波側にずれるように設定されているＩＣモジュールである点である。
【００１３】
本発明の第２の特徴において、本発明の第１の特徴と同様にＩＣモジュールの使用において誘電体が周囲に存在して動作時の共振周波数が低下しても外部情報記録再生装置の発振周波数との差を低く抑えることが可能となる。また、コンデンサを内蔵したＩＣチップを用いることにより半導体メモリーと別に回路基材上にコンデンサを配置する必要がなくＩＣモジュールを小型化する事が可能となる。又、コンデンサがＩＣチップに内蔵されることでボンディングなどにより接続する部分が少なくてすむため断線などの危険も少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係るＩＣモジュールと、ＩＣモジュール上に積層した接着層と、接着層の上に積層した表皮層と、ＩＣモジュールを構成する回路基材の下面に積層した粘着層と、粘着層の下面に積層した剥離層とを具備するＩＣラベルであることを要旨とする。
【００１５】
一般に、ＩＣラベルは物体に貼付して使用することが前提となっていることから、ＩＣラベルに含まれる共振回路に対する誘電体の影響が必然的に生ずる。従って本発明の第３の特徴に係るＩＣラベルのように単体の共振周波数を外部情報記録再生装置の発振周波数よりもあらかじめ高く設定しておくことが有効である。誘電体の影響によりＩＣラベルに含まれる回路の動作時の共振周波数が低くなっても、あらかじめＩＣラベル単体の共振周波数を高い値に設定していたことから外部情報記録再生装置の発振周波数との差を低く抑えることができる。従って本発明の第３の特徴に係るＩＣラベルは誘電体に貼付したＩＣラベルの通信距離を、単体のＩＣラベルと遜色無いレベルに維持することができる。また、ＩＣラベルを付した誘電体は、単独ではなく複数をまとめて外部情報記録再生装置によって情報のやりとりを行う場合も多い。この場合はＩＣラベル単体の共振周波数に比べ、動作時のＩＣラベルの共振周波数はさらに小さくなる。従ってＩＣラベル単体の共振周波数を外部情報記録再生装置の発する電磁波の発振周波数よりも高く設定しておくことが有効である。
【００１６】
なお、ＩＣラベルに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数は、発振周波数の２％〜１２％の範囲の周波数シフト量だけ高周波側にずれていることが望ましい。かかる範囲内でＩＣラベルに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数を高めると、より効果的に誘電体の影響による動作時の共振周波数のずれをうち消すことができるためである。
【００１７】
また、本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係るＩＣモジュールと、ＩＣモジュール上に積層した第１接着剤シートと、第１接着剤シート上に積層した第１オーバーシートと、ＩＣモジュールを構成する回路基材の下面に積層した第２接着剤シートと、第２接着剤シートの下面に積層した第２オーバーシートとを具備することを特徴とするＩＣカードであることを要旨とする。
【００１８】
ＩＣカードは通常何かに収納された状態で使用される。従ってＩＣカードの周囲には誘電体が存在することとなり本発明の第１、第２及び第３の特徴の場合と同じように、単体の時と比べＩＣカードを実際に使用する際には共振回路の動作時の共振周波数が低くなる。従って本発明の第４の特徴のようにあらかじめＩＣカードに含まれる共振回路の共振周波数を高く設定しておくことにより、通信可能距離の低下を抑えるのである。
【００１９】
なお、ＩＣカードに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数は、発振周波数の２％〜１２％の範囲の周波数シフト量だけ高周波側にずれていることが望ましい。かかる範囲内でＩＣカードに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数を高めておけば、より効果的に誘電体の影響による動作時の共振周波数のずれをうち消すことができるためである。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、誘電体の存在にも関わらず最大通信可能距離が低下しないＩＣモジュールを提供することができる。
【００２１】
また本発明によれば、物体に貼付しても最大通信可能距離が低下しないＩＣラベルを提供することができる。
【００２２】
さらに本発明によれば、複数の物体に貼付された複数のＩＣラベルについて、それぞれを識別して情報のやりとりを行うことが可能な距離を低下させないＩＣラベルを提供することができる。
【００２３】
さらに本発明によれば、誘電体内に収納された場合でも最大通信可能距離が低下しないＩＣカードを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似部分には同一あるいは類似な符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係、各層の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るＩＣラベルは図１に示すようにＩＣモジュール３１と、ＩＣモジュール３１上に積層した接着層７と、接着層７の上に積層した表皮層４と、回路基材１の下面に積層した粘着層５と、粘着層５の下面に積層した剥離層６とを備える。ここでＩＣモジュール３１は、回路基材１と、異方導電性接着剤８により回路基材１上に固定されたＩＣチップ３と、回路基材１上でＩＣチップ３に電気的に接続されたアンテナコイル２を備えている。
【００２６】
ＩＣチップ３には半導体メモリーとコンデンサが内蔵されており、このコンデンサとアンテナコイル２が共振回路を構成する。自由空間における共振回路の共振周波数ｆ0は自由空間におけるコイルのインダクタンスＬ0と、コンデンサの静電容量Ｃを使って次の式で与えられる。
【００２７】
ｆ0＝１／（２π*（Ｌ0*Ｃ）1/2）    ・・・・・（１）
ＩＣラベルが共振回路を有することで、リーダ／ライタから送られた電磁波によりアンテナコイル２内部に誘導起電力が生じ、共振回路には電流が流れる。この電流によってＩＣチップ３中の半導体メモリーに対して情報の書き込みや、読み出しが可能となる。
【００２８】
ここで、計算上ＩＣラベルとして高い感度を有するためには共振回路中に効率よく電流を流す必要があることから、リーダ／ライタの発する電磁波の発振周波数foscとＩＣラベル中の回路の動作時の共振周波数fopを一致させることが必要である。
【００２９】
fosc=fop                ・・・・・（２）
完全に一致しない場合でもＩＣラベルが良好な感度を維持するためには、ＩＣラベルの動作時の共振周波数fopのリーダ／ライタの発振周波数foscに対するずれ：
Δｆ=fop−fosc        ・・・・・（３）
をΔｆ=±３００ｋＨｚ以内に抑えることが要求される。式（１）よりアンテナコイル２のインダクタンスＬ0又はＩＣチップ３に内蔵されたコンデンサの静電容量Ｃを変化させることで、ＩＣラベルの自由空間における共振周波数f0を変化することができる。良好な感度を維持するため従来はリーダ／ライタの発振周波数foscと一致するように、即ち
f0=fosc             ・・・・・（４）
となるようにアンテナコイルやコンデンサの形状を設計していた。しかし現実にＩＣラベルを本に貼付した場合は貼付された本が誘電体として機能するため、動作時のアンテナコイル２のインダクタンスＬopは自由空間に対する値L０から変化してしまう。つまり動作時の共振周波数fopは
fop  =１／（２π*（Lop*Ｃ）1/2）    ・・・・・（５）
で与えられる。従って式（５）よりＩＣラベルの動作時の共振周波数fopは変化し、リーダ／ライタの発振周波数foscと異なる値をとることとなる。そのためＩＣラベルの感度が低下し、本に貼付したＩＣラベルのリーダ／ライタとの通信可能距離もＩＣラベル単体の時と比較して短くなる。
【００３０】
図７の曲線は、本にＩＣラベルを貼付した場合に、どれだけＩＣラベルの動作時の共振周波数fopが変化するかをネットワークアナライザ（Ｒ−Ｘモード）によって測定したグラフである。図７によるとＩＣラベル単体の共振周波数f0が約１３．６ＭＨｚであるのに対し、ＩＣラベルを貼付する本の厚みが２０ｍｍを超えるとＩＣラベルの共振周波数fopは約１２．９ＭＨｚにまで減少することが分かる。一方で、ＩＣラベルが良好な感度を維持するためには既に述べたようにＩＣラベルの動作時の共振周波数fopのリーダ／ライタの発振周波数foscに対するずれΔｆを±３００ｋＨｚ以内に抑える必要があるのに対し、２０ｍｍ以上の厚みを有する本にＩＣラベルを貼付した場合の共振周波数のずれΔｆは図７のグラフよりＩＣラベル単体の共振周波数f0と比較して約７００ｋＨｚである。従って設計段階でＩＣラベルに含まれる回路の自由空間における共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscと一致させてＩＣラベルを製造しても、現実にＩＣラベルを本に貼付した場合には著しく感度が低下し、通信可能距離も短くなる事が分かる。
【００３１】
そのため、第１の実施の形態に係るＩＣラベルでは、あらかじめ単体のＩＣラベルに含まれる回路の自由空間における共振周波数f0がリーダ／ライタの発振周波数foscよりも２％〜８％大きくなるよう、アンテナコイルの断面積、巻数等を設計している。単体のＩＣラベルの自由空間における共振周波数f0をあらかじめシフトさせておくことにより実際に本に貼付して使用した場合、本が誘電体として機能することにより動作時のＩＣラベルの共振周波数fopが減少しても、要求される共振周波数のずれΔｆの範囲内に収めることができる。リーダ／ライタの発振周波数foscは通常数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚである。従って回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも２％〜８％大きくすることにより、第１の実施の形態に係るＩＣラベルを本に貼付して使用した場合、動作時の共振周波数fopとリーダ／ライタの発振周波数foscとの差Δｆを±３００ｋＨｚ以内に抑えることが可能となる。このように第１の実施の形態に係るＩＣラベルを本に貼付して使用した場合に最大通信可能距離の低下を抑えることができるという利点を有する。
【００３２】
また、図７のグラフによると２０ｍｍ以上の厚さの本に対して共振周波数のずれΔｆはほとんど変化が無いことが分かる。従ってＩＣラベルに含まれる回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも２〜８％大きくすると、２０ｍｍ以上のあらゆる厚さの本に対して、最大通信可能距離の低下を抑えられることが分かる。通常の本の厚さは２０ｍｍ以上であるため、第１の実施の形態に係るＩＣラベルは、ほぼあらゆる種類の本について使用可能である。従って、第１の実施の形態に係るＩＣラベルは汎用性が高いという利点も有する。
【００３３】
さらに、第１の実施の形態では主として通信可能距離の低下を抑える点から説明しているが、ＩＣラベルに含まれる回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも２〜８％大きくすることでＩＣラベルの感度の低下を抑えることができる。従ってＩＣラベルを本に貼り付けた場合にＩＣラベル単体の時と比べてリーダ／ライタの出力を上げることなく、良好な感度での読み出し又は書き込みが可能となるという利点を有する。
【００３４】
回路基材１は薄いプラスチック板からなる。薄いプラスチック板からなることで第１の実施の形態に係るＩＣラベルは容易に曲げることが可能となり、書籍の表紙のような平面上のみならず、瓶の側面のような曲面上にも貼付することができる。具体的には回路基材１の材料としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用いる。回路基材１の厚さを３０μｍ以下にまで薄くすると、回路基材１の強度が低くなり回路基材１上にＩＣチップを保持することが困難となるため好ましくない。また、回路基材１の厚さが１２５μｍ以上となると、ＩＣラベルを曲面上に貼付する事が困難であり、また重量自体も重くなることから取り扱いに不便となるため、好ましくない。従って回路基材１の厚さは３０μｍから１２５μｍの範囲であることが好ましい。
【００３５】
アンテナコイル２は、回路基材１上に導電性塗料をスクリーン印刷する事により形成される。アンテナコイル２のパターンを図２に示す。アンテナコイル２は、ＩＣチップ３に一端を電気的に接続した１本の配線が、中心方向に向かって２次元的に渦巻き形状をなすコイルパターンからなる。この渦巻きは方形の渦巻きである。また、コイルを構成する一部の領域上においてコイルを横断するように絶縁部９が形成されている。絶縁部９の上をコイルパターンの内部からの配線が通り、コイルの外部に取り出されてＩＣチップ３と電気的に接続されている。従来のＩＣラベルに用いられるコイルと異なり、第１の実施の形態に係るＩＣラベルでは、アンテナコイル２は上述のように同一平面上に形成された２次元的なパターンからなる。３次元的な形状とした場合、アンテナコイル２の厚さの分だけＩＣラベルの厚みが増すことからＩＣラベルが曲げにくくなり、曲面上に貼付することが困難となるためである。またアンテナコイル２は感度を向上させる観点から、配線の断面積を大きくし、コイルの巻き数を多くすることが好ましい。
【００３６】
ＩＣチップ３には、例えばフィリップス・セミコンダクターズ（Philips Semiconductors）社製I・CODEチップを用いる。表皮層４は、柔軟性のある紙基材などからなる。表皮層４はアンテナコイル２及びＩＣチップ３を衝撃から保護すると共に文字やイラストなどの印刷が可能であり、第１の実施の形態に係るＩＣラベルは通常のラベルとしても用いることが可能である。粘着層５は、ゴム系、アクリル系などの粘着材からなる。通常は粘着層５は剥離層６の存在によって外部に露出しない構造となっているが、剥離層６と粘着層５は容易に分離することが可能な構造となっている。従って使用する際には剥離層６をはがすことにより、外部に露出した粘着層５を書籍等に接触させてＩＣラベルを貼付することが可能である。また、粘着層５を形成する粘着材は接着層７に用いられる材料よりも接着力の弱いものからなる。一度貼付したＩＣラベルをはがす際に、表皮層４が分離することでＩＣラベルが破壊されるのを防ぐためである。
【００３７】
次に、第１の実施の形態に係るＩＣラベルの製造方法について、図２のIII −III方向から見た断面図である図３を用いて説明する。
【００３８】
（イ）まず、回路基材１を用意し、図３（ａ）に示す通り回路基材１上にアンテナコイル２を形成する。回路基材１上に、導電性を有する塗料を用いて図２に示すような渦巻状の回路パターンを印刷する。その後、回路パターンの一部領域の上に絶縁性の塗料を用いて、図２に示すように絶縁部９を印刷する。更に絶縁部９の上にアンテナコイル２の内側と、ＩＣチップ３とを接続する配線パターンを印刷する。
【００３９】
（ロ）次に、図３（ｂ）に示す通りＩＣチップ３を異方導電性接着剤８により回路基材１上に実装する。図２に示すようにＩＣチップ３を実装する領域にはアンテナコイル２の両端があらかじめ印刷されており、アンテナコイル２の両端上に異方導電性接着剤８を塗布することでＩＣチップ３とアンテナコイル２が電気的に接続される。異方導電性接着剤８は熱硬化性樹脂からなるベースレジン中に、所定の粒度分布を有するカーボン、銀、銅などからなる導電性微粒子が均一に分散されており、無加圧状態では導電性微粒子の殆どが独立に分散しているため、厚さ方向ならびに面内方向に電気絶縁性を有している。しかし、この異方導電性接着剤８を局部的に厚さ方向に加圧することにより、導電性微粒子が互いに接触して加圧部分だけに厚さ方向に導電性を有し、面内方向は電気絶縁性を保持するという機能を有する。さらにＩＣチップ３とアンテナコイル２の両端部との間に挟まれた異方導電性接着剤８を熱硬化させることによってＩＣチップ３を回路基材１上にしっかり固定でき、異方導電性接着剤８の圧縮状態がそのまま保持できる。又異方導電性接着剤８を用いた場合、ワイヤボンディングなどを用いて接続した場合と比べてアンテナコイル２とＩＣチップ３との接続部分の厚さが薄くなるため、曲面にも貼付しやすい機能的に優れたＩＣラベルの製造が可能となる。
【００４０】
（ハ）次に、図３（ｃ）に示すように接着層７を介して表皮層４をアンテナコイル２及びＩＣチップ３を含む回路基材１の上に形成する。具体的には、接着剤を塗布した紙基材を回路基材１の上に貼りつけることにより表皮層４は形成される。接着層７にはアクリル樹脂を単独で、あるいは溶液、水溶液、エマルジョンの形で用いる。表皮層４に用いる紙基材にはあらかじめ文字や模様等を印刷しておく。
【００４１】
（ニ）次に、アクリル酸エステル樹脂、塩化ビニル系樹脂などからなる粘着剤を、溶液あるいはエマルジョンの形で用いることにより、図３（ｄ）に示すように回路基材１の下面に粘着層５を形成する。
【００４２】
（ホ）最後に、粘着層５の下面に剥離層６を付着させる。剥離層６は紙基材の一方の表面に摩擦を少なくするためにコーティングを施したものからなる。以上で図３（ｅ）に示すように、第１の実施の形態に係るＩＣラベルが完成する。
【００４３】
なお、第１の実施の形態に係るＩＣラベルを製造する方法は、必ずしも上述の通りに行う必要はない。例えば、回路基材１の下面に粘着層５及び剥離層６を形成する工程をあらかじめ行っておき、その後アンテナコイル２及びＩＣチップ３を回路基材１上に形成しても良い。また、アンテナコイル２を形成する方法として導電性塗料を使用した印刷のみならず、あらかじめ回路基材１表面に銅箔やアルミニウム箔を貼り合わせておき、銅箔やアルミニウム箔の不要な部分をエッチングによって除去することにより形成する方法もある。
【００４４】
なお、第１の実施の形態に係るＩＣラベルの回路基材１の材料として、上述のポリエチレンテレフタレート以外のものであっても、使用することが可能である。例えば回路基材１の材料として、硬化性樹脂を用いた板、熱可塑性樹脂を用いた板を用いることができる。熱硬化性樹脂では、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シクロペンタジエンから合成した樹脂、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌラートを含む樹脂、芳香族ニトトリルから合成した樹脂、３量化芳香族ジシアナミド樹脂、トリアリルトリメタリレートを含む樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレ樹脂、縮合多環芳香族を含む熱硬化性樹脂などを回路基材１の材料として用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンや、４−メチルペンテン−１樹脂、ポリブテン−１樹脂、及び高圧法エチレンコポリマーなどのポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸系プラシチック、ジエン系プラスチック、ポリイミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセタール、フッ素系樹脂、ポリウレタン系プラスチック、及び、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、低結晶性１，２−ポリブタジエン、塩素化ポリマー系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー、あるいはイオン架橋熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、などを回路基材１の材料として用いることができる。さらに、これらの樹脂を、ガラスファイバやセルソースなどの絶縁性のファイバで織った布や紙に含浸したもの、ガラスチョップトストランドや絶縁性ウイスカなどの短繊維を混合したもの、あるいは、フィルム状に成型したものを用いることができる。
【００４５】
また、アンテナコイル２について、図２に示す回路パターンに限定するのでは無く、メアンダライン等の他のパターンでも良いことはもちろんである。第１の実施の形態の特徴である、ＩＣラベルに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数f0がリーダ／ライタの発振周波数foscよりも２〜８％高くなるような回路パターンであれば、図２の回路パターンにとらわれず、どのような共振回路でも第１の実施の形態に係るＩＣラベルに用いることが可能である。
【００４６】
また、ＩＣチップ３について、第１の実施の形態ではフィリップス・セミコンダクターズ社製I・CODEチップを用いているが、ＩＣチップ３の材料がこれに限定されるのではないのも当然である。コンデンサと書き込み及び読み出しが可能な半導体メモリーを有するＩＣチップであれば第１の実施の形態におけるＩＣチップ３としての利用が可能であり、さらには、コンデンサを別に用意して、半導体メモリーのみを搭載されているＩＣチップを採用することも可能である。
【００４７】
また、表皮層４について、上質紙または筆記適性をもたせた樹脂を用いることも好ましい。表皮層４を樹脂で形成した場合の表皮層４の表面は、例えばトナー印字適性を持たせるため各種樹脂や導電材による表面コートを施すことにより筆記適性を持たせることが可能である。本等の情報をＩＣチップ内に記録するだけでなく、直接文字や記号を書き込むことによってリーダ／ライタのみでなく目視
でも情報を確認することが可能となる利点を有するためである。
【００４８】
また、接着層７の材料として、上述の材料の他にスチレン／ブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、デンプン、シリコーン系化合物、ニカワ、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等の樹脂を単独であるいは溶液、水溶液、エマルジョンの形で用いることができる。
【００４９】
また、粘着層５の材料として、上述の材料の他に接着剤ベースポリマーとして天然ゴム、変性天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルニトリル−ブタジエンゴムなどの合成ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニリデン系樹脂などを溶液あるいはエマルジョンの形で用いることができる。
【００５０】
さらに、第１の実施の形態に係るＩＣラベルでは、粘着層５の材料に接着層７よりも接着力の弱い材料を用いているが、接着層５の材料として接着層７よりも接着力が強い材料を用いても良い。この場合一度貼付したＩＣラベルをはがす際に表皮層４と回路基材１との間でＩＣラベルは分離し、アンテナコイル２又はＩＣチップ３が破損する。従って例えばＩＣラベルに記録された情報が機密性の高いものであった場合、ＩＣラベルが破損することで情報の内容を容易に知ることができなくなるという利点を有するためである。 
以上説明したように本発明の第１の実施の形態によれば、非接触式ＩＣラベルを本に貼付した場合でも通信可能最大距離が低下しない。また、厚さの異なるほぼ総ての種類の本について、通信可能最大距離の低下しない非接触式ＩＣラベルを提供することが可能である。さらに、非接触式ＩＣラベルを本に貼付した際にＩＣラベルの感度の低下が起こらないため、リーダ／ライタの出力を上げることなく読みとり又は書き込みが可能である。
【００５１】
次に、第１の実施の形態の変形例に係るＩＣラベルについて説明する。第１の実施の形態の変形例に係るＩＣラベルの構造は図１及び図２に示すＩＣラベルと類似するため、図１及び図２を用いて説明する。変形例に係るＩＣラベルは回路基材１上にアンテナコイル２及びＩＣチップ３が配置されることによりＩＣモジュールが形成され、アンテナコイル２及びＩＣチップ３を含む回路基材１の上面は接着層７を介して表皮層４によって覆われている。また、この変形例に係るＩＣラベルは回路基材１の下に粘着層５、粘着層５の下に剥離層６が形成された多層構造を有するという点では第１の実施の形態に係るＩＣチップと同じである。そして、アンテナコイル２とＩＣチップ３に含まれるコンデンサからなる共振回路の自由空間に対する共振周波数f0が、リーダ／ライタの発振周波数foscよりも８％〜１２％大きい値となるように、アンテナコイル２が構成されている。
【００５２】
図８は様々な自由空間に対する共振周波数f0を有するＩＣチップを本に貼り付け、その本を積み重ねた場合にリーダ／ライタがそれぞれのＩＣチップを区別して書き込み及び読み出しが可能である最大距離を調べたグラフである。実線は比較例としてＩＣチップ単体の時の通信可能距離を示す。また、細い破線は本が１冊のみの場合、太い破線は本が２冊積み重なった場合、一点鎖線は本が３冊積み重なった場合のＩＣラベルの自由空間に対する共振周波数f0とリーダ／ライタがそれぞれのＩＣチップを識別して読み出し及び書き込むことが可能な最大距離の関係を示している。なお、本は厚さ２０ｍｍのものを用い、測定はネットワークアナライザ（Ｒ−Ｘモード）で行っている。
【００５３】
図８によると、ＩＣラベル単体の場合（実線）と比較して１冊の本にＩＣラベルを貼付した場合（細い破線）、グラフのピーク周波数はＩＣラベル単体の場合のピーク周波数に対して高い方へ約0.9ＭＨｚシフトする。さらに、２冊の本にＩＣラベルを貼付してそれぞれを重ねた場合（太い破線）、１冊のみで測定した場合よりも更にＩＣラベル単体の場合のピーク周波数に対し高い方へ約0.5ＭＨｚシフトする。これはＩＣラベル単体の共振周波数f0に対して８〜１２％のシフトである。３冊の本を重ねて測定した場合（一点鎖線）は、グラフにピーク周波数は特に存在せず、高い共振周波数f0で最大通信可能距離が低下することもない。また４冊以上の場合の測定は行っていないが、積み重ねる本の数が増えるに従って半値幅が広く、ピーク強度が弱まる傾向があるため、４冊以上本を積み重ねた場合も特にピーク周波数は存在せず、平坦なグラフとなると考えられる。
【００５４】
以上の結果より、２冊以上の本が積み重なった状態でＩＣラベルをそれぞれの本に貼付して使用する場合は、ＩＣラベル単体で通信距離が最大となる周波数f0（＝リーダ／ライタの発振周波数fosc）よりも８〜１２％高く自由空間に対する共振周波数f0を設定しておくことによって、それぞれの本に貼付したＩＣラベルを識別して通信可能な距離を大きくすることが可能であることが分かる。積み重なった本が３冊以上である場合でも、ＩＣラベルの自由空間に対する共振周波数f0を発振周波数foscよりも高く設定する事によって最大通信可能距離が低下することはないため、特に不都合は生じない。従って第１の実施の形態の変形例に係るＩＣラベルは自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも８〜１２％高く設定することにより、積み重なった本に貼付したＩＣラベルそれぞれに対する最大通信可能距離の低下を抑えられるという効果を有する。
【００５５】
これにより例えば書店の仕入れにおいて、本が山積みの状態で入荷した場合であっても通信距離が低下することがなく、本に貼付されたそれぞれのＩＣラベルの情報を読みとり又は書き取ることが可能で、商品管理が容易になる等の利点を有する。
【００５６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るＩＣカードは、図４に示すようにＩＣモジュール３１と、ＩＣモジュール３１上に積層した第１接着剤シート１５と、第１接着剤シート１５上に積層した第１オーバーシート１６と、回路基材１０の下面に積層した第２接着剤シート１３と、第２接着剤シート１３の下面に積層した第２オーバーシート１４とからなる。
【００５７】
ここでＩＣモジュール３１は、回路基材１０と、回路基材１０上に配置されたＩＣチップ１２と、回路基材１０上においてＩＣチップ１２に電気的に接続されたアンテナコイル１１とを具備する。ＩＣチップ１２に含まれたコンデンサとアンテナコイル１１から共振回路は構成されている。この共振回路は、リーダ／ライタの発振周波数よりも共振周波数f0が高くなるように設計されている。
【００５８】
第２の実施の形態に係るＩＣカードは、第１の実施の形態及びその変形例に係るＩＣラベルと比較して外部からの衝撃に対する強度が強いという利点を有する。回路基材１０が第１の実施の形態及びその変形例に係るＩＣラベルよりも厚さが大きく、かつ第１及び第２オーバーシート１６、１４はポリエチレンテレフタラートからなるが、第１の実施の形態におけるＩＣラベルの回路基材の材料として用いる場合よりも厚みが大きいためである。また、回路基材１０の上面だけでなく下面にも第２オーバーシート１４を設けることで、さらに外部の衝撃に対して耐えられる構造となっている。
【００５９】
更に強度を持たせる構造として、第２の実施の形態に係るＩＣカードが図６のような変形例の構造をとることも有効である。図６に示すＩＣカードは、回路基材１０上にアンテナコイル１１及びＩＣチップ１２が配置されているのは図４に示すＩＣカードと同様であるが、回路基材１０上の接着剤シート及びオーバーシートの構造が異なっている。オーバーシート２０はアンテナコイル１１及びＩＣチップ１２が配置された領域と接する部分では厚みが薄くなっており回路基材１０とは密着しておらず、回路基材１０とオーバーシート２０は接着剤シート１９ａ、１９ｂ、１９ｃを介してのみ接着している。従ってアンテナコイル１１とＩＣチップ１２は接着剤シート及びオーバーシート２０とは接触しない構造となっており、ＩＣカードの上部から衝撃が加わってもアンテナコイル１１及びＩＣチップ１２は直接の影響は受けず、外部からの衝撃によってアンテナコイル１１とＩＣチップ１２の接続が断線したりＩＣチップ１２が破損するという恐れが軽減される。また、アンテナコイル１１及びＩＣチップ１２がオーバーシート２０と全く接触しないため、オーバーシート２０の表面の平坦性が向上するといった利点もある。なお、図６では回路基材１０の裏面に接着剤シートを介してオーバーシートを設けていないが、図４に示すＩＣカードと同様に設けることも好ましい。
【００６０】
また、第２の実施の形態に係るＩＣカードは、既に述べたようにアンテナコイル１１及びＩＣチップ１２によって構成される回路の自由空間に対する共振周波数f0が、リーダ／ライタの発振周波数foscよりも大きな値をとる。ＩＣカードは例えばＩＤカードとして用いられるが、この場合ＩＣカードは主として洋服の内ポケットや財布の中に格納されている。これらの入れ物も本と同様に誘電体として機能するため、本にＩＣラベルを貼付した場合と同様にＩＣカードに含まれたアンテナコイルのインダクタンスＬが変化し、回路の動作時の共振周波数fopがリーダ／ライタの発振周波数foscから大きくずれる。そのため従来は、設計段階でリーダ／ライタの発振周波数foscと一致するようにＩＣカードに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数f0を設定しても、実際には動作時の共振周波数fopが大きくずれてしまいＩＣカードの最大通信可能距離が低くなるという欠点が生じていた。そのため第２の実施の形態に係るＩＣカードにおいては、あらかじめＩＣカードに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも高く設計しておく。従って、誘電体の存在によって動作時の共振周波数fopが小さくなっても、リーダ／ライタの発振周波数foscの±３００ｋＨｚの範囲内に動作時の共振周波数fopを収めることが可能となる。このことにより誘電体の存在にも関わらず第２の実施の形態に係るＩＣカードの感度は低下することがなく、最大通信可能距離もＩＣカード単体の場合と同程度に維持することができる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態に係るＩＣカードの製造方法について図５を用いて説明する。なお、図４に示すＩＣカードのみならず、図６に示すＩＣカードについても以下に示す方法で製造ができる。
【００６２】
（イ）まず、表面に銅箔１５が一面に付着している回路基材１０を用意する。このような回路基材１０は市販されているのを用いても良いし、プラスチック等からなる基板に銅を蒸着して形成しても構わない。この銅箔１５の上に図５（ａ）に示すように、形成する予定のアンテナコイル１１とＩＣチップ１２に対する接続端子１８に対応したレジストのパターン１７ａ、１７ｂを形成する。まず銅箔１５の表面全体にレジストをスピン塗布し、次にフォトリソグラフィ法を用いてレジストのパターン１７ａ、１７ｂを形成する。
【００６３】
（ロ）次に、レジストのパターン１７ａ、１７ｂをエッチングマスクとして用いたケミカルエッチングによりレジスト１７ａ、１７ｂ以外の領域の銅箔を除去する。これにより図５（ｂ）に示すようにアンテナコイル１１及び接続端子１８が形成される。
【００６４】
（ハ）次に、図５（ｃ）に示す通りＩＣチップ１２を接続端子１８と電気的に接続する。接続する方法はワイヤボンディングによってでも、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）方式でもよい。ＩＣカード自体がある程度の厚みを有するためこのような方法で接続してもＩＣラベルの場合ほど問題は生じない。もちろん第１の実施の形態のように異方導電性接着剤を使ってＩＣチップ１２と接続端子１８を接続しても構わない。
【００６５】
（ニ）次に、第１及び第２オーバーシート１６、１４を用意する。第１及び第２オーバーシート１６、１４の表面にはあらかじめカードを装飾する絵柄や必要な表示等の印刷および図示は省略するがオーバーコート（保護層）を形成しておく。また、第１及び第２接着剤シート１５、１３を回路基材１０の表面及び裏面に塗布しておく。図６に示す変形例の場合、接着剤シート１９ａ、１９ｂ、１９ｃはオーバーシート２０と回路基材１０が接触する部分にのみ塗布する。そして回路基材１０の表面に第１オーバーシート１６を、回路基材１０の裏面に第２オーバーシート１４を密着させる。次に第１及び第２接着剤シート１５、１３が存在する領域の適当な箇所を超音波シーラーにより加熱して仮固定する。プレス機で圧縮する際に回路基材１０と第１及び第２オーバーシート１６、１４がずれることを防止するためである。仮固定をしたあと基材を鏡面板に挟んでセットし、プレス機に導入して圧縮する。以上で図５（ｄ）に示すように第２の実施の形態に係るＩＣカードが完成する。
【００６６】
なお、第２の実施の形態に係るＩＣカードにおいて、外部から受ける衝撃が弱い環境での使用を目的とする場合などは、回路基材１０の裏面に第２接着剤シート１３及び第２オーバーシート１４を設けなくとも良い。また、第１及び第２接着剤シート１３、１５、及び接着剤シート１９ａ、１９ｂ、１９ｃについて、回路基板１０、第１及び第２オーバーシート１６、１４、及びオーバーシート２０が塩化ビニールやＰＥＴ−Ｇシートからなる場合はプレス機で圧縮することにより自己融着するので、接着剤シートは不要である。また、アンテナコイル１１及び接続端子１８は回路基材１０上に導電性塗料により印刷しても構わない。
【００６７】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６８】
例えば、第１及びその変形例に係るＩＣラベルは、本に貼付して使用する旨記載されているが、本発明に係るＩＣラベルの用途はこれに限定されない。本以外であっても貼付の対象となる商品等は誘電体として機能するため、リーダ／ライタの発振周波数foscと単体のＩＣラベルに含まれる回路の自由空間に対する共振周波数f0を一致させた場合、ＩＣラベルを商品に貼付することにより動作時の共振周波数fopが小さくなり、ＩＣラベルの最大通信可能距離は低下する。それに対して第１の実施の形態に係るＩＣラベルを使用すれば最大通信可能距離の低下を抑制することが可能である。
【００６９】
また商品の流通過程において、箱詰めにされた多数の商品それぞれに第１の実施の形態の変形例に係るＩＣラベルを貼付してリーダ／ライタによって書き込み及び読み出しを行うことも有効である。さらに、水滴が付着しやすい環境でＩＣラベルを使用する場合、あらかじめ水の誘電体としての機能を考慮して回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも高くしておくことも有効である。
【００７０】
また、ＩＣラベルに含まれる共振回路の自由空間に対する共振周波数f0をリーダ／ライタの発振周波数foscよりも８％大きくした場合、第１の実施の形態及びその変形例において記載したそれぞれの効果を１枚のＩＣラベルで実現することが可能である。その場合本に貼付するＩＣラベルとして、情報を読みとり若しくは書き込む対象が１冊の本であっても複数の本であっても、最大通信可能距離を低下させることなく、感度も低下しないという効果を有することとなる。
【００７１】
さらに、第１及び第２のいずれかの実施の形態に係るＩＣラベル若しくはＩＣカードについて、回路基材の表面のみでなく、裏面にもＩＣチップとアンテナコイルからなる共振回路を配置する構成とすることも有効である。この場合、異なる周波数foscを発振し、異なる情報を得る目的の複数のリーダ／ライタに対して、１枚のＩＣラベル若しくはＩＣカードで対応することが可能である。これにより例えばＩＤカードと通勤定期を一枚のＩＣカードにまとめることができる。
【００７２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態及びその変形例に係るＩＣラベルの断面図である。
【図２】第１の実施の形態及びその変形例に係るＩＣラベルの回路パターンを示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態及びその変形例に係るＩＣラベルの製造方法を示す図である。
【図４】第２の実施の形態に係るＩＣカードの断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係るＩＣカードの製造方法を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る別構造のＩＣカードの断面図である。
【図７】ＩＣラベルを貼付する本の厚さとＩＣラベルの動作時の共振周波数fopとの関係を示すグラフである。
【図８】ＩＣラベルを貼付した本の冊数をパラメータとして、ＩＣラベルの自由空間に対する共振周波数f0と最大通信可能距離との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１、１０  回路基材
２、１１  アンテナコイル
３、１２  ＩＣチップ  
４  表皮層
５  粘着層
６  剥離層
７  接着層
８  異方導電性接着剤
９  絶縁部  
１３、１５、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ  接着剤シート
１４、１６、２０  オーバーシート
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ  レジスト
１８  接続端子
３１  ＩＣモジュール  
【図１】
2007280426.tif 000003
【図２】
2007280426.tif 000004
【図３】
2007280426.tif 000005
【図４】
2007280426.tif 000006
【図５】
2007280426.tif 000007
【図６】
2007280426.tif 000008
【図７】
2007280426.tif 000009
【図８】
2007280426.tif 000010