離調可能な無線周波数タグ
誘導コイルが基板でもよい誘電体層の両側にプレートを有するコンデンサに接続され、基板の第１の面のアンテナとして作用する。コンデンサとコイルは、共振回路を形成する。タグの非活性化のために、回路はタグが共振周波数前後で強電界にさらされると、その導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化させるスイッチ構成物にて閉じられた不連続点も含む。スイッチ構成物は、コンデンサプレートを短絡するように配置か、追加のコンデンサプレートを導入か、誘導コイル特性を変化させる。スイッチ構成物は回路へ追加部品（ＩＣ）を導入してもよい。タグは多重周波数タグを与えるために順次再同調用に配置されてよい。スイッチ構成物は薄片状の金属を５から７５重量％含むインク調合物でよい。スイッチ構成物の応答改善および／またはスイッチ構成物の絶縁状態への逆戻り防止に、スイッチ構成物は脱酸素剤またはイオン種を含んでよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部電界によって検知され得る無線周波数（ＲＦ）タグに関し、より詳細には、活性化、再同調／離調および／または非活性化され得るＲＦタグに関する。そのようなタグは、電子商品監視（ＥＡＳ）に頻繁に使用され、そのような店または図書館の囲まれた区域から認可されていない物品が取り去られるのを検知する。
【０００２】
簡単な「１ビット」ＥＡＳ ＲＦタグは、一般に、誘導要素およびコンデンサ要素を有する同調回路を備える。検知器「ゲート」は、囲まれた区域の出口に配置され、ゲート内のコイルがタグの共振周波数で電界を生成する。タグがゲートを通過すると、電界が乱され、ゲートに取り付けられた回路が、この混乱を検知して信号を生成し、その結果として警報を作動させることができる。実際上、タグの製造ばらつきを許容するために、一般に、ゲートの周波数は、予期される共振周波数の前後の周波数を走査する。
【０００３】
囲まれた区域から、認可されて物品を取り去ることができるようにするためには、タグが非活性化される。例えば、支払いがなされていない商品だけが警報器を作動させるように、商品上のタグは、販売場所で非活性化される。そのうえ、例えば継続的な物品の移動またはパスの使用を記録するために、複数の共振周波数で動作することができるタグが必要である。
【背景技術】
【０００４】
知られているＲＦ ＥＡＳタグは、一般に、誘導要素として、一般にアルミニウムまたは銅など金属のアンテナコイルを備えるが、これは誘電体基板を金属で被覆して所望のコイルパターンにエッチングレジストを与え、残った金属をエッチングで除去することにより基板上に形成されたものである。エッチングレジストパターンは、コンデンサの１枚のプレートとして働く、アンテナに電気的に接続された区域も含む。基板の反対側には、第１のプレートと実質的に整合されたコンデンサの第２のプレートが類似の技法によって与えられ、基板の第１の面上の第１のプレートから遠いアンテナの終端と整合された基板の第２の面上のポイントに導電トラックによって接続される。次いで、端部で、またはホールを貫通して、基板の２つの面の間が電気的に接続され、インダクタンス／キャパシタンス回路が完成する。この貫通接続は、半田付けなど従来の任意の手段によってなされ得るが、適切な電気接点を形成するように２つの金属トラックを圧着することにより簡単に成し遂げられ得る。
【０００５】
あるいは、可撓性基板の片面上にタグを形成し、次いで、このタグを折り重ねてコンデンサの２つのプレートを整合させるものが米国特許第６，３７３，３８７号から知られている。
【０００６】
米国特許第４，５６７，４７３号は、タグが非活性化されることを可能にする技法を説明しており、一方または両方のコンデンサプレートの区域が穴を空けられるか切れ目を入れられて、誘電体基板内にウィークポイントを形成する。タグを非活性化するために、タグは共振周波数で非常に高い電界にさらされ、このことが、このウィークポイントで誘電体基板に絶縁破壊を起こさせる大電流もたらし、したがってコンデンサをショートさせて回路の共振応答を解消する。そこで、タグは、もはやゲートの低い電界によって検知されず、したがってゲートを通されたとき警報を作動させないであろう。
【０００７】
恐らく、弱くするステップの再現性が低いので、ヒューズを形成するこの方法は信頼できないことが知られている。したがって、多くのタグが製作過程で短絡されるか、販売場所で解消しそこなうか、または解消した後で、ある時再活性化する。製造の信頼性は５０％しかないかもしれない。
【０００８】
米国特許第３，９６７，１６１号は、代替構造を説明しており、共振回路の一部が、狭くなるかまたは下に細くなる形状をした可溶性リンクを備え、非活性化する電界にさらされたとき、この部分が溶融して回路を遮断する。米国特許第４，３８５，５２４号は、この変形形態を説明しており、可溶性リンクが、グラファイト、カーボンブラック、銀、銅、アルミニウムまたは任意選択で促進剤を含む金などの可溶性リンクによって閉じられた間隙を備える。しかし、そのような構造体では、可溶性リンクが共振回路の一部を形成するのでインピーダンスが共振周波数に影響し、したがって、厳密に制御されなければならない。さらに、可溶性リンクが共振回路の一部を形成するので、回路に直列抵抗を加え、これが共振周波数でのインピーダンスを低下させる。これは、共振応答が不十分になることを明示しており、その結果として所与の電界強度またはゲート隔離でのデバイスの読み取り範囲に影響を及ぼす。可溶性リンクの、製造、保管または稼動におけるばらつきは、抵抗の変動を生じさせることがあり、その結果リンクを溶かすのに必要とされる電界強度が変動する。いくつかの例では、可溶性リンクには機械的損傷を被る傾向があり得て、読み取り範囲が不足するかまたはゲートが可溶性リンクを解除する原因となる。可溶性リンクが、非活性化の前にいずれかの段階で壊れると、デバイスが読み取り不可能になるであろう。
【０００９】
タグ内に電子スイッチを与えて回路の共振を変化させることも知られている。例えば、欧州特許第１４２９３０１号は、回路内またはコンデンサのプレート間の電界効果トランジスタなど可逆的なスイッチを有するタグを説明している。しかし、そのようなシステムは製造するのが本質的に高くつき、スイッチ自体に加えてメモリ要素をしばしば必要とし、低価格で多量のタグにはふさわしくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、ＲＦ手段によって活性化され得て、安く確実に製造され得る非活性体の代替設計の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ＲＦタグ内での使用に適する実質的に絶縁のスイッチ構成物を提供する。回路の特性を変更し、その結果としてＲＦタグの共振周波数を変化させるはずのＲＦ電界にさらされたとき、この構成物はその導電率を十分に変化させることができる。
【００１２】
本発明によれば、誘導コイルによって形成された同調回路を備えるＲＦタグが提供され、このコイルは、基板の第１の面上でアンテナとして作用し、誘導コイルと基板の同じ面上にある第１のコンデンサプレートに電気的に接続される。前記誘導コイルは、第１のコンデンサプレートと実質的に整合されているが誘電体層によって第１のコンデンサプレートから分離される第２のコンデンサプレートに電気的に接続されている。ＲＦタグは、タグが共振周波数またはその前後の周波数の強電界にさらされるとき、その導電特性が絶縁状態から導通状態へと変更され得るスイッチ構成物が与えられている絶縁間隙も同調回路が含むことを特徴とする。好都合には、誘電体層は基板でよく、第２のコンデンサプレートは、基板の第２の面上に配置され、導電トラックおよび基板を貫通する電気接続部によってコイルに接続されてよい。あるいは、第１および第２の導電トラックが基板の同じ面上にあってもよく、例えば上記の米国特許出願で説明されたように、誘電体層は個別の層でよい。
【００１３】
（次いで、発明はこの説明によって制限されないが）強電界は、スイッチ構成物の両端に高電位を生成し、その結果として構成物を絶縁状態から導通状態に変換するのに有効であると考えられる。
【００１４】
絶縁間隙は、回路上の任意の好都合なポイントに配置されてよい。スイッチ構成物が絶縁状態にあるとき、実質的に同調回路には影響を及ぼさない。しかし、導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物が回路の共振を変化させる。この変化は、非活性化された状態または別の共振周波数に対するものであり得る。
【００１５】
あるいは、またはさらに、導電率が変化すると、タグの特性を変化させるために、集積回路またはメモリチップなどさらなる電気部品を回路内へ導入することがある。
【００１６】
スイッチ構成物に変化をもたらすためにデバイスに与えられるＲＦ信号のエネルギーは、ＲＦタグを非活性化するために一般に使用されるエネルギーと実質的に同じでよい。スイッチ構成物が切り換わる電圧は、利用可能な電圧次第で選択されてよい。
【００１７】
任意選択で、回路は、同一かまたは異なるスイッチ構成物を与えられている複数の絶縁間隙を含んでよい。第１の絶縁間隙内のスイッチ構成物が導通状態に変化させられており、第２の共振周波数が実現されているような回路構成であるとき、タグは、第２の共振周波数で動作する従来技術で一般に使用されるものなどの低消費電力ＲＦ送信機および検知器で応答させられ得る。
【００１８】
好都合には、応答するＲＦ送信機および検知器の電力は、スイッチ構成物内の導電率のさらなる変化をもたらす程大きくないであろう。しかし、第２の共振周波数でより高い電力を印加すると、さらにこのスイッチ構成物の導電率の変化または第２の絶縁間隙内のスイッチ構成物の導電率の変化を誘起し得て、タグを第３の共振周波数へと変換する。このプロセスは、さらなる共振周波数を生成するために繰り返されてよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、絶縁間隙は、誘導コイルをバイパスして第１および第２のコンデンサプレートに接続された導電トラックの間にあってよい。スイッチ構成物が絶縁状態にあるとき、実質的に同調回路には影響を及ぼさない。しかし、導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物がコンデンサを短絡し、かつ回路の共振を、減衰させるか、再同調または解消する。
【００２０】
代替実施形態によれば、スイッチ構成物が１つまたは複数のさらなるコンデンサプレートの間にあってよい。構成物が活性化されるようなときには、１つまたは複数のさらなるコンデンサプレートが回路内に導入され、回路のキャパシタンスを変化させる。１つまたは複数のスイッチ構成物によって第１または第２のコンデンサプレートに結合された複数のコンデンサプレートがあってよい。例えば、第２のコンデンサプレートは、第１のコンデンサプレートの一部だけと整合されてよく、スイッチ構成物によって閉じられた絶縁間隙によって第２のコンデンサプレートから分離された第３のコンデンサプレートが、第１のコンデンサプレートの残りと整合されてよい。あるいは、第３のコンデンサプレートは、さらなるスイッチ構成物によって閉じられた絶縁間隙によって第１のコンデンサプレートから分離された第４のコンデンサプレートと整合されてよい。１つまたは複数のスイッチ構成物を絶縁状態から導通状態へと変化させることは、第１および第２のコンデンサプレートと並列に１つまたは複数の追加プレートを導入することになり、したがって、キャパシタンスが増加してタグ回路の共振周波数が変化することになる。同一かまたは異なるスイッチ構成物によって接続されている一連のコンデンサプレートを使用することによって、１つのタグが構成され得て、これが順次に活性化され得て一連の周波数で共振することが明白であろう。
【００２１】
代替実施形態によれば、絶縁間隙が誘導コイル上の２箇所の間にあってよい。導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物は、コイルの有効巻数を減らし、したがってコイルのインダクタンスを低下させてタグの共振周波数を変えることになる。あるいは、スイッチ構成物を導通状態へと変換すると存在する有効なコイルの数が増加し、したがってインダクタンスが増加するように、スイッチ構成物は、コイルとさらなる誘導コイルまたは一連の誘導コイルの間にあってよい。例えば、さらなる誘導コイルは、元の誘導コイルの内部または外部のさらなる巻きでよい。
【００２２】
本発明の第２の態様では、ＲＦタグが複数の同調回路を備え、前記タグを第１の共振周波数に相当するＲＦ周波数にさらすことにより、１つまたは複数の回路が、第１の共振周波数から第２の共振周波数へと、または非共振状態（例えば減衰された状態）へと変化させられ得る。ＲＦタグは、様々な周波数に同調された個別のインダクタンスコイルおよびコンデンサを各々が有する個々に同調された回路の配列を備えてよい。個々の同調回路は、実質的に同一平面上の配列に配置されるか、積み重ねられるか、または他の任意の好都合な構成でよい。これらの個々のＲＦ回路は、設定周波数で動作する強いＲＦ電界を使用して書き込まれてよい。これらは共振回路のうちのいくつかを非活性化（０）するために使用され得て、また、他のものは活性化された状態（１）で保持され得て、光バーコードに類似した一連の２値の共振データを生成する。これらの配列の次元および読み取り範囲は、特定の用途に適するように作成されることになる。代替配置では、ＲＦタグは、第１のタグの上に絶縁層を与え、次いで、後続のＲＦタグを与えて層状構造を構築することにより、基板の面上にのみ連続した層に構築され得る。
【００２３】
本発明の第３の態様は、これまでに定義されたタグを活性化する方法を与え、この方法は、ｉ）１つまたは複数の回路の共振周波数を選択するステップと、ｉｉ）前記回路を、第１の周波数での共振から、第２の周波数での共振へと変化させるかまたは非共振状態へと変化させるステップと、ｉｉｉ）ステップｉ）とステップｉｉ）を繰り返して、前記活性化タグに共振周波数の一意の組合せをもたらすステップと、ｉｖ）前記ＲＦタグ内の複数の同調回路に共振を起こさせることができる複数の低消費電力ＲＦ信号を伝送するステップと、ｖ）前記の共振周波数の存在を検知するステップとを含む。
【００２４】
別の実施形態では、ＲＦタグは、付加的なやり方で新規の周波数へと連続して変化させられ得る。これは、例えばタグ読取装置との相互作用の回数などの情報を提供するか、または不正な変更によりタグが非活性化されたかどうかを検知するために使用され得る。
【００２５】
導通と絶縁は相対的な用語であることが理解されるべきである。例えば、導通状態の導電率は、一般的な金属導体と同じくらい高い必要はない。必要なのは、導電率の差が回路のインピーダンスまたは同調を十分に変化させて、検知器ゲートに対する回路の応答を変化させることだけである。場合によっては、共振回路が基本的に誘導−容量（ＬＣ）回路のままであるように、導通状態でのスイッチ構成物の抵抗が非常に低いことが好ましいであろう。他の場合には、導通状態の導電率を制御すると、抵抗要素を導入して誘導／容量／抵抗の回路（ＬＣＲ）を作成し、同調回路の共振を減衰させることになるので好ましいであろう。
【００２６】
空気中および結合剤配合物中において、不活性の微粒子として、好ましくは薄片または針状結晶として作成され得るのであれば、原理上は任意の金属が使用され得る。適当な金属は、アルミニウム、銅、鉄、鋼、亜鉛、チタンおよびとりわけニッケルを含む。金属は、一般に、溶剤除去後に硬化されたスイッチ構成物の５％から７５％（重量／重量）を構成するべきである。
【００２７】
ヒューズ構成物が導通状態で高い抵抗値（低い導電率）を有する場合、金属含有量は、好ましくは硬化されたスイッチ構成物の５％と２５％（重量／重量）の間である。金属粒子の総充填が少ないとき、新規の共振周波数でインピーダンスが低い。タグは、読取装置によって検知されないであろう。したがって、さらなるコンデンサプレートを接続するのであれば、タグは、非活性化されているかひどく減衰されていると評され得る。
【００２８】
スイッチ構成物内で金属装填が著しく低いとき、ＲＦ回路と例えばコンデンサプレートなど電気部品の間に生成された接続は、高抵抗を有することになる。新規の抵抗要素およびコンデンサ要素は、共振に対する電子的ダンパとして働き、電気エネルギーは、代わりに抵抗要素に吸収される。
【００２９】
あるいは、金属粒子装填がより高い場合、例えば、質量で、硬化された構成物の２５％から７５％であると、抵抗は回路に対して重要な要因ではない。したがって、高い金属充填を使用するとき、その効果は、低抵抗の電気接続を生成することである。次いで、タグは、新規の周波数に同調された読取装置によって読まれ得る。
【００３０】
最適の金属含有量は、金属の素性および物理的な形に依存し、また、タグを検知し解除するために使用される電界の周波数および強度、ならびにタグの回復が必要か、もし必要なら回復の期間とその程度など他の要因にも依存するであろう。任意の所与の例における理想的な構成物は、型通りの実験によって容易に求められ得る。
【００３１】
スイッチ構成物に充填された金属の重量パーセント含有の選定が、構成物が導通状態へと変化させられたときの抵抗を決定するであろう。
【００３２】
好ましくは、導電微粒子の寸法は０．１μｍから１０００μｍの範囲であり、より好ましくは、１μｍから１００μｍの範囲であるが、多くの例では、微粒子が球状よりむしろ平面状（すなわちｚ寸法がｘ寸法やｙ寸法より大幅に小さい）か、または針状（ｚ寸法およびｙ寸法がｘ寸法より小さい）であり得ることが理解されよう。
【００３３】
スイッチ構成物は、被覆されるべき基板上にプリントするのに適している配合物に加えられてよい。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、高い電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化させられ得る本発明による方法を実行するのに適したスイッチ構成物が提供される。したがって、ある電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化させられ得るＲＦタグに適したスイッチ構成物がさらに提供され、スイッチ構成物が結合剤および絶縁表面層を有する複数の導電微粒子を含み、実質的に全ての前記微粒子が隣接した微粒子に接触していて、その結果、絶縁表面層が電気的な電位で破壊されたとき導電経路を生成する。
【００３５】
スイッチ構成物は、好都合には、揮発性溶剤および結合剤を含み得る構成物として与えられてよい。適当な揮発性溶剤は、水、アルコール、ケトン、エーテルおよび他の揮発性有機溶剤を含む。適当な結合剤は、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ＵＶ硬化可能な単量体および低重合体ならびにホットメルト接着剤などの有機高分子を含む。プリントインクの中に従来使用されている他の適当な結合剤は、当業者には明らかであろう。
【００３６】
本発明のこの態様はＲＦタグに限定されず、２つの回路要素を連結し、その接続路の導電率を、与えられた電界または電圧を印加することによって変化させる必要があるあらゆる電気回路内で使用され得ることが理解されるであろう。
【００３７】
このスイッチ構成物は、ＲＦタグ内のコンデンサの特性を変化させることにおいて、従来技術の弱められた絶縁体よりはるかに信頼できることが分かっている。
【００３８】
しかし、スイッチ構成物は共振回路の一部を形成する必要がないので、その電気的性質は、共振回路内の可溶性リンクほど重要ではない。
【００３９】
導電率の変化は、時間または外部刺激の印加に対して、不変でも可逆的でもよい。従って、以前に使用された「１回限りの」ＲＦタグと異なり、繰り返し活性化および非活性化され得るタグが作成され得る。
【００４０】
本発明の一実施形態では、スイッチ構成物は、好ましくは金属または合金の導電微粒子を含むインクなど実質的に非導電の結合剤配合物を含む。しかし、導電微粒子は、メタロイドあるいはグラファイトまたは導電性高分子など他の導電材でよい。好ましくは、微粒子は、薄片または針状など、平らにされた微粒子または細長い微粒子の形をしている。スイッチ構成物の中に、複数のタイプの導電微粒子が存在してよい。
【００４１】
スイッチ構成物は、十分に離隔されていれば絶縁構成物を形成する複数の導電微粒子を含んでよい。導電微粒子は、有利には最も外側の表面上に非導電層を有することになり、これは、好都合には酸化物被覆の形をとってよい。
【００４２】
導通状態におけるスイッチ構成物の導電率は、金属粒子装填、微粒子の形状、およびスイッチ構成物内の絶縁層の誘電特性に依存する。インク中のこの構成要素の総装填を制限するために、金属薄片を使用するのが好ましい。
【００４３】
ほとんどの金属粒子は酸化物被覆を有することになり、スイッチ構成物におけるその濃度次第で、微粒子は互いに接触しないであろうと考えられる（しかし本発明はこの説明によって限定されるものではない）。強いＲＦ電界を与えた時に誘起される電位は、微粒子間の酸化被膜および間隙が克服されて導電経路を与えることを意味するであろう。酸化物を低減する仕組みを改善するために、化学物質還元剤または脱酸素剤が加えられてよい。使用され得る表面絶縁層のさらなる例は、化学的に接合された窒化物または硫化物の層であろう。
【００４４】
あるいは、ＲＦ電界の作用によって克服され得る他の表面被覆が使用されてもよい。絶縁層は、導電微粒子に、物理的に吸着され得るか、化学的に接合され得るか、または静電気的に引きつけられ得て、例えば単なる例として、そのような絶縁層は、好都合には水酸化物またはハロゲン化物でよい。吸着または被覆された絶縁層の例は、シリカ、有機化合物またはディウェッティング剤である。好ましくは、絶縁表面層は、例えばステアリン酸、オレイン酸などの有機化合物またはディウェッティング剤（一般にリーフィング剤と呼ばれる）である。好都合には、ある薄片または微粉にされた金属粉は、それらの取り扱いを助けるためにディウェッティング剤を与えられてよく、この被覆は、絶縁層に十分な絶縁特性を与えることができる。あるいは、絶縁層を壊すのに必要な電圧を調節するために、さらなる有機化合物またはディウェッティング剤のより厚い層が導電微粒子に与えられてよい。
【００４５】
ＲＦタグの場合には、ＲＦタグを非活性化するシステムは、健康上および安全上の問題のために、かなり控え目な電圧しか発生する（回路内に誘起する）ことができない。したがって、絶縁層の厚さは、必要な電圧で壊れて導電経路を形成することができるように選択され得る。ＲＦタグシステム向けの好ましい実施形態では、絶縁表面層の厚さは１０ミクロン未満、好ましくは１ミクロン未満であろう。好都合には、数ミクロンの範囲にある導電微粒子については、絶縁表面層は１００ｎｍ未満でよく、さらに好ましくは５０ｎｍ未満がよい。
【００４６】
そのうえ、スイッチ構成物インクにイオン種が加えられてよく、微粒子間の交差接続を改善するかまたは電気化学的処理を起動する。
【００４７】
酸化物絶縁被膜を有する材料を含むスイッチ化合物が、ある期間を超えて空気など酸素を含む環境にあると、絶縁状態に戻り、タグを再活性化することが認められるかもしれない。これは、金属粒子が再度酸化する傾向があるためであると考えられる（しかし本発明はこの説明によって制限されるものではない）。これが生じる速度は、温度、酸素の含有量および減少あるいはインクおよびそれが付いている材料に関連した酸化の化学作用（例えばヒューズインクの中に使用される金属と、金属トラックまたはコンデンサプレートに関連した金属の間で引き起こされた電気化学的腐食）など複数の要因に依存することになる。しかし、結合剤配合物の性質がこの速度に影響を及ぼしやすく、そのため、結合剤の配合を制御することにより、様々な回復時間のヒューズの組成が策定され得る。結合剤は、金属が再度酸化することができないように選択されてよく、インクは、任意選択で、再酸化を防ぐための脱酸素剤または回路内の金属と同じガルヴァーニ電位を有する金属粒子を含んでよく、これは、恐らく再活性化することができない１回使用のデバイスを与えるであろう。
【００４８】
あるいは、別の実施形態では、スイッチ構成物を再活性化することができるさらなる構成要素をインク配合物中に与えることは好都合であろう。その一例は、タグが非活性化されると直ちに逆反応が金属を再度酸化させてＲＦタグの活動を回復することができるように、スイッチ構成物内の金属を再度酸化させることができる構成要素を含むことであろう。
【００４９】
スイッチ構成物は、例えばプリント（インクジェット、リソグラフィまたは任意の他の従来プリント方式）または単にタグ上にヒューズ構成物を落とすことなどによる任意の好都合なパターン転写方法によって基板に与えられ得る。好ましくは、スイッチ構成物は、例えば後で蒸着によって取り除かれる揮発性溶剤など硬化可能なインク中に加えられる。適当な溶剤は、水および有機溶剤を含む。
【００５０】
スイッチ構成物は、基板向けに設計された適当な結合剤を有する従来のプリントインク構成物へ合体されてよく、そのようなインクで慣例的な顔料を含んでも省略してもよい。あるいは、スイッチ材料は、紫外ＵＶ光、電子ビームまたは他のエネルギッシュな媒体のもとで交差結合によって凝固する材料から作られたインク配合物に加えられてもよい。
【００５１】
スイッチ構成物またはＲＦタグは、回路の共振周波数が変化するとき視覚表示器の色または吸収率が変化するように、視覚表示の手段も含むことができる。スイッチ構成物の導電率が変化するとき、表示器の色が変化することができる。スイッチ構成物は分光的に活性の物質または蛍光性化合物を含んでよく、またはこれらの物質で被覆されてもよい。
【００５２】
基板は、例えば、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリカーボネート、ＰＥＴのようなポリエステル、ＡＢＳなど構造上の重合体、エポキシ／ガラス繊維複合材料（ＦＲ４として知られているものを含む）などのポリマー複合材料、またはセラミックなど任意の適当な剛体または可撓性の誘電体基板でよい。
【００５３】
基板および／または絶縁体は、絶縁のスイッチ構成物でよい。スイッチ構成物は、スイッチ構成物の導電率の変化を引き起こすために強いＲＦ電界にさらされたとき、回路が短絡し、したがって非活性化されることになる。これは非常に簡単な１回限りのデバイスを与えることになる。
【００５４】
コンデンサプレートおよびアンテナを形成する誘導コイルは、金属板を与えて次に所望のパターンをエッチングするか、または導電性インクをプリントするなどの従来技術によって基板に与えられ得るが、好ましくは、任意選択で電着が後続する無電解めっきによって与えられ、これは、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報に、より完全に説明されている。
【００５５】
結合剤システムにおいて絶縁層のない導電微粒子を使用すると、十分な装填で導電構成物を生じさせるであろう。しかし、物理的な除去以外には構成物の導電性の性質を切り換える手段がない。同様に、伝導性をもたらすには不十分な充填で、絶縁層なしで導電微粒子が使用されると、隣接した導電微粒子間の結合剤の大部分の電気的な絶縁破壊によって、導電微粒子の導電率が変えられ得る。しかし、これは、結合剤を炭化するために非常に顕著なエネルギー量を必要とすることになり、ＲＦタグシステムには適さないであろう。したがって、絶縁層または誘電体層なしの単純な導電微粒子は、大電圧が利用できない電子機器内のスイッチとしては、特に有効ではないであろう。
【００５６】
本発明は、同封された図面を参照しながらさらに説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
図１ａは、被覆を厚くするための電気めっきが後続する、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報で説明された、無電解のプリンティングによって銅の導電パターンがプリントされたポリプロピレン基板１を備えるタグの第１の表面を示す。
【００５８】
このパターンは、アンテナを形成するコイル２を備える。便宜上、コイルのほんの少しの巻きが示されている。実際のタグでは、必要とされるインダクタンス次第でより多くの巻きがあるであろう。コイル２は、表面の外縁部に近いポイント３から中心に向って内側へ巻き、中心で、これも導電パターンの一部を形成しているコンデンサの第１のプレート４に対して電気接点を作成する。第１のプレート４から延びてコイル２または第１のプレート４と離れている第１の表面上のポイント６で終結する第１の延長トラック５も、導電パターンの一部を形成している。
【００５９】
図１ｂは、その上に第２の導電パターンが類似のプロセスによって与えられている同じタグの第２の表面を示す。このさらなる導電パターンは、第１の表面上のポイント３の反対側のポイント３’に始まって筋向かいに内側へ通過し、コンデンサの第１のプレート４の反対側にあってこれと実質的に整合された第２のプレート８に接続する導電トラック７を備える。第２の延長トラック９および１０が、第２のプレート８から、第１の表面上のポイント６の反対側にある第２の表面上のポイント６’へと延びる。しかし、この第２の延長トラックは、絶縁間隙１１によって分離された２つの部分９および１０から成る。
【００６０】
無電解めっきおよび／または電気めっきの間中、触媒がホールに入り金属がホールに残されるように、無電解めっきに先立って圧着するかまたはホールを作ることにより、基板１を貫通してポイント３／３’および６／６’で接続がなされ、２つの導電パターンの間に電気接続を与える。
【００６１】
図１ｃは、間隙（覆われている）にわたって液体スイッチ構成物を落とし熱風乾燥を後続させることにより、間隙の端から端までスイッチ化合物１２が与えられた後のタグの第２の表面を示す。
【００６２】
図２ａは、被覆を厚くするための電気めっきが後続する、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報で説明された、無電解のプリンティングによって銅の導電パターンがプリントされたポリプロピレン基板２１を備えるタグの第１の表面を示す。
【００６３】
このパターンは、アンテナを形成するコイル２２を備える。便宜上、コイルのほんの少しの巻きが示されている。実際のタグでは、必要とされるインダクタンス次第でより多くの巻きがあるであろう。コイル２２は、表面の外縁部に近いポイント２３から中心に向って内側へ巻き、中心で、これも導電パターンの一部を形成しているコンデンサの第１のプレート２４に対して電気接点を作成する。
【００６４】
図２ｂは、その上に第２の導電パターンが類似のプロセスによって与えられている同じタグの第２の表面を示す。このさらなる導電パターンは、第１の表面上のポイント２３の反対側のポイント２３’に始まって筋向かいに内側へ通過し、コンデンサの第１のプレート２４の反対側にあってこれと実質的に整合された第２のプレート２８に接続する導電トラック２７を備える。
【００６５】
無電解めっきおよび／または電気めっきの間中、触媒がホールに入り金属がホールに残されるように、無電解めっきに先立って圧着するかまたはホールを作ることにより、基板２１を貫通してポイント２３／２３’で接続がなされ、２つの導電パターンの間に電気接続を与える。
【００６６】
図２ｃは、実質的にコイル２２の全ての巻きにわたって液体スイッチ構成物を落とし熱風乾燥を後続させることにより、間隙の端から端までスイッチ化合物３２が与えられた後のタグデバイスの第１の表面を示す。
【００６７】
本発明によって非活性化することができるタグを与えるためには、コイル２２の全ての巻きにわたってスイッチ構成物２３を堆積する必要はなく、２つ以上の巻きにわたるだけでよいことが理解されよう。
【００６８】
図３では、２つの曲線は、タグのインピーダンスと周波数の関係を示す。曲線４１は、スイッチ構成物が非導通で「活性」状態にあるタグの特性を示し、曲線４２は、電界を印加してスイッチ構成物を導通にした後の、非活性化された状態にあるタグの特性を示す。浅黒い両方向矢印４３は、一般的な出口ゲートを作動させるのに必要なインピーダンスの近似レベルを示す。活性化したタグが検知ゲートをたやすく作動させるのに十分な最大インピーダンスを有するのに対し、非活性化後は非常に低いレベルへとインピーダンスが低下され、検知ゲートを作動させるのに不十分であることが明白に認識され得る。
【００６９】
図４ａおよび図４ｂでは、タグは、基板／絶縁体４６のスルーホール４５を介してタグの裏側に接続されたインダクタンスコイル４１および第１のコンデンサプレート４２を備える。スルーホールは、タグ前面のコンデンサプレート４２によって整合され部分的に覆われる第２のコンデンサプレート４３および母線４４に接続される。この第２のコンデンサプレート４３の面積および基板の誘電係数が、回路のキャパシタンスを決定し、その結果、誘導子ループ４１を有するタグの共振周波数を決定する。第３のコンデンサプレート４９は、絶縁間隙５０によって第２のコンデンサプレート４３から分離されるが、前述のように、絶縁間隙５０にわたってスイッチ構成インク５１が与えられる。第３のコンデンサプレート４９は、タグ前面のコンデンサプレート４２によって整合され部分的に覆われる。
【００７０】
図５ａおよび図５ｂは、図４ａの第２のコンデンサプレート４３および第３のコンデンサプレート４９と取り替え得るコンデンサプレートの複数の構成を示す。母線（図示せず）に結合される第２のコンデンサプレート４３は、間隙５０にまたがる第１のスイッチ構成物５１によって、第３のコンデンサプレート４９に電気的に接続される。隣接したコンデンサプレート４３と４９の間の優れた連結性を確実にするために、スイッチ構成物５１の複数の堆積があってよい。あるいは、間隙５０が全てスイッチ構成物で充填されてもよい。そして次に、第３のコンデンサプレート４９は、第２のスイッチ構成物５３によってさらなる間隙５４をわたって第４のコンデンサプレート５２に接続され、第４のコンデンサプレート５２は、第３のスイッチ構成物によって間隙５７をわたって第５のコンデンサプレート５５に接続される。第２から第５のコンデンサプレート４３、４９、５２および５５は、全て図４ａの第１のコンデンサプレート４２の反対側に整合されている。
【００７１】
図５ｂは、コンデンサプレートがかなり異なった構成であり得ることを示す。図５ｂのコンデンサプレートの形状の利点は、新規に追加された各コンデンサプレートの面積を著しく増加または減少させることができ、その結果そのキャパシタンスを著しく増加または減少させることができるということである。他の構成（例えば同心）が使用されてよいことは明白であろう。
【００７２】
好都合には、コンデンサプレート４２および４３、４９などが、実質的に、正方形、円形、三角形、または多角形など任意の望ましい形状に作成されてよい。好都合には、形状は、例えば実質的に、正方形、円形、三角形、または多角形など、任意の断面の分離した環形でよい。
【００７３】
この回路の使用中は、コンデンサプレート４３および４２（図４ａに示される）は、回路のキャパシタンスおよびインダクタンスによって決定される共振周波数を有する。タグを活性化するために、回路の共振周波数に同調された強いＲＦ周波数（第１のコンデンサプレート４２と第２のコンデンサプレート４３の相互作用によって形成されたコンデンサの面積によって部分的に定義される）が印加される。これは、スイッチ構成物５１の導電率を変化させ、ＲＦ回路内に第３のコンデンサプレート４９を導入することになる。より大きなコンデンサプレート（４３＋４９）ができると、ＲＦタグを新規の共振周波数に再度同調させることになる。新規の周波数は、プレート４３および４９の面積を備える新規のより大きなコンデンサプレートと相互作用する第１のコンデンサプレートのキャパシタンスによって決定される。さらに強いＲＦ周波数が新規の共振周波数（コンデンサプレート４３＋４９向け）で印加されると、これはコンデンサプレート５２を導入し、タグをもう一度同調し直すことになる。このプロセスは、第５のコンデンサプレート５５を活性化するためにもう一度繰り返されてよい。例えば使用者のクレジットを反映するためにチケットおよびパスが調節され得る場合、これは連続非活性化の状況に有用である。好都合には、複数のコンデンサプレートが、このやり方で結合され得る。
【００７４】
図６は、実質的に同一平面上の配列内に配置されて各々が変化するコンデンサプレート面積４３および４９を有する複数の同調回路を有するＲＦタグを示す。各回路は、当初はコンデンサプレート４３だけを使用することになる。各コンデンサプレート４３が別個の面積を有するので、各回路は、別個の共振周波数を有することになる。同様に、各コンデンサプレート４９は、別個の寸法でよい。したがって、各回路は、その共振周波数で強いＲＦ信号にさらされることにより離調／再同調され得る。したがって、前述のプロセスを使用して、どの回路が離調／再同調されるか選択することが可能である。実質上、これは、活性化状態と非活性化状態で２進データを格納するのに使用され得るＲＦ配列を生成する。このことは、同調された状態と離調された状態に相当し、ある意味で２進法のバーコードと類似しており、したがってシリコンチップデータ記憶の高価な解決策を置換する。
【００７５】
図７ａは、図４ａ〜図４ｂに示されるようにスイッチ構成物５１によって電気的に接続される第３のコンデンサプレート４９を有するＲＦタグの周波数に対するインピーダンスの関係を示す。曲線６１は、タグの初期インピーダンスの応答を表す。この例のスイッチ構成物は、低い金属装填を有し、このことは導通状態へと変化させられたとき高抵抗値回路を生じさせる。これは実質上減衰された応答をもたらす。曲線６２は、ほぼ８ＭＨｚ±１ＭＨｚの帯域幅に同調された市販のＥＡＳ非活性化器の非活性化電界に１秒さらしたあとのタグの応答である。このタグは、チェックポイントの読み取りゲートによって読まれ得ないはずであり、したがって非活性化されたと考えられる。
【００７６】
図７ｂは、図７ａを作成するのに使用されたものと類似のＲＦタグの、周波数に対するインピーダンスの関係を示す。この例では、スイッチ構成物は、高い金属装填を有する。スイッチ構成物の導電率の変化は、例えばプレート４９（図４ａ）など、さらなるコンデンサプレートを導入する。曲線７１は、タグの初期インピーダンスの応答を表す。図７ａで説明されたようにタグを強いＲＦ電界にさらしたあと、曲線７２は、インピーダンスが、新規の周波数で、読み取り器によって読まれるのに十分な大きさであることを示す。状態変化が情報を与えるのであれば、これは有効である。
【００７７】
図７ｃは、図７ｂを作成するのに使用されたものと類似のＲＦタグの、周波数に対するインピーダンスの関係を示す。タグは、曲線８１によって表される初期インピーダンスを有していた。タグはタグの共振周波数と一致しない周波数で強いＲＦ電界にさらされた。タグは非活性化されず、元の共振周波数応答曲線８２を保った。したがって、同調回路は、同調された非活性化器の条件の下でのみ状態遷移する。
【００７８】
電磁ＲＦタグ、例えばＵＨＦダイポールアンテナの場合には、スイッチ構成物は同じ方法で作動させることができ、アンテナのダイポール長を調節し、したがってその共振周波数を調節する導電要素を加えることができる。これらのデバイスの読み取り可能性およびデータ記憶は本明細書に説明された用途と同じである。
【００７９】
本発明で広範囲の効果およびデバイス応答が可能であり、ここで列挙された方式および設計は、電気回路内で発振信号を利用する全てのＲＦタグおよび他の用途に拡張され得る。また、同じことを、例えば、導体、半導体および絶縁体の多重プリント層を使用して、実質的に基板の１つの表面上に構成されたデバイスに、２つの表面の場合と同様に適用することも可能である。
【実施例１】
【００８０】
タグは、図１ａから図１ｃに示される形で構成された。金属トラックは、銅が無電解めっきによって堆積され、電気めっきにより厚くされたものであった。２つの面の回路はポイント３／３’で圧着することにより接続され、接触ホール６／６’は、金属トラックをプリントするのに使用されたプロセスによって貫通めっきされた。
【００８１】
スイッチ構成物１１は、ふるい寸法−３２５メッシュ（米国規格メッシュ）、平均粒子径３０ミクロン、厚さ０．４ミクロンのニッケル薄片を３０重量パーセント含む水性インク（コーツ社のＡｑｕａｌａｍスクリーンプリントワニス）から調剤されたもので、ノバメット社によって供給された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、ＵＶ光で硬化された。タグはヒューレットパッカード社の４１９２Ａ ＬＦインピーダンスアナライザに接続され、７．５ＭＨｚから９ＭＨｚの周波数範囲にわたって与えられた信号に対するインピーダンス応答がテストされた。生じたパターンは、図３に曲線４１で示されている。このタグは、８ＭＨｚ前後の掃引周波数で動作する標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。
【００８２】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらし、再テストされた。結果は、図３の曲線４２に示されている。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例２】
【００８３】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、実施例１と同じ３０重量パーセントのニッケル薄片を含むＵＶ硬化インク（アチスン社のＰＭ０２５）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、ＵＶ光で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例３】
【００８４】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、１０重量パーセントの実施例１と同じニッケル薄片を含む溶剤含有インク（Ｓｅｒｉｃｏｌ社製のＰｏｌｙｐｌａｓｔ ＰＹ）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例４】
【００８５】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、４０重量パーセントの実施例１と同じニッケル薄片を含む溶剤含有インク（Ｓｅｒｉｃｏｌ社製のＰｏｌｙｐｌａｓｔ ＰＹ）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例５】
【００８６】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、ノバメット社によって供給された、ふるい寸法−３２５メッシュ（米国規格メッシュ）、粒子径４０ミクロン、厚さ０．４ミクロンの亜鉛薄片を２５重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例６】
【００８７】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、ステアリン酸のミクロン以下の被覆を含むウォルスタンホルムインターナショナル社によって供給された寸法範囲１８ミクロンから２４ミクロンの銅薄片を４０重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【００８８】
使用されてもよいリーフィング層を有する他の銅微粒子には、ウォルスタンホルム社の３３１２という名で知られている１４ミクロンおよび１０ミクロンの銅があり、他の利用可能な微粒子には、ライニング等級３４２４、微細ライニング７５４４、または極微細ライニング６５２４がある。
【実施例７】
【００８９】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、エイブリィデニソン社によって供給されたブランド名「Ｍｅｔａｌｕｒｅ（登録商標）」あるいはＥｔｅｒｎａｂｒｉｔｅ（登録商標） ３０１のアルミニウム薄片を５０重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例８】
【００９０】
タグは、図４ａ〜図４ｂに示される形で構成された。金属トラックは、銅が無電解めっきによって堆積され、電気めっきにより厚くされたものであった。２つの面の回路は、４５で接触ホールにより接続され、この接触ホールは金属トラックをプリントするのに使用されたプロセスによって貫通めっきされた。
【００９１】
スイッチ構成物５１は、ウォルスタンホルムインターナショナル社によって供給された微細銅薄片の１０％充填を使用して作成された低金属を充填されたスイッチ構成物インクを含む。これはユニボンド社によって供給されたウェットポリビニルアルコール接着剤中に入れられた。このインクは、図４ａのコンデンサプレート４３とさらなるコンデンサプレート４９の間の間隙へブラシおよびステンシルを使用して２ｍｍ２の面積に塗られ、６０℃で１０分間乾燥された。
【００９２】
タグはヒューレットパッカード社の４１９２Ａ ＬＦインピーダンスアナライザに接続され、５ＭＨｚから１３ＭＨｚの周波数範囲にわたって与えられた信号に対するインピーダンス応答がテストされた。生じたパターンは、図７ａに曲線６１で示されている。このタグは、８ＭＨｚ前後の掃引周波数で動作する標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。
【００９３】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらして再テストされた。結果は、図７ａの曲線６２で示されている。低金属を充填されたタグは、活性化されたが、第２のコンデンサプレート４３と第３のコンデンサプレート４９の間に高抵抗値接続をもたらした。これは、効果的に共振周波数での減衰効果をもたらす。タグは解除されたと考えられ、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させないであろう。
【実施例９】
【００９４】
実施例８に従って、同じ成分を有するさらなるインクが調剤され、３０％の微細銅薄片がウェットインクに加えられた以外は同様にタグに与えられた。
【００９５】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらし、再テストされた。高金属を充填したインクの存在によって、さらなるコンデンサプレート４９を低抵抗で導入することができた。これは、図７ｂの新規の共振周波数をもたらした。
【００９６】
しかし、図７ｃに示されるように、回路の共振周波数と一致しない強いＲＦ電界にタグがさらされたとき、スイッチ構成物は活性化しない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１ａ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図１ｂ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図１ｃ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ａ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ｂ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ｃ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図３】スイッチ構成物を導通にすることによってタグを「解除する」ために電界を印加する前後で、図１ｃに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図４ａ】第２のコンデンサプレートと第３のコンデンサプレートの間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグの１つの面を示す図である。
【図４ｂ】第２のコンデンサプレートと第３のコンデンサプレートの間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグの１つの面を示す図である。
【図５ａ】第１のタグに関して、さらなる可能なタグの構成例を示す図である。
【図５ｂ】第１のタグに関して、さらなる可能なタグの構成例を示す図である。
【図６】ＲＦタグの配列を有する識別タグを示す図である。
【図７ａ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図７ｂ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図７ｃ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部電界によって検知され得る無線周波数（ＲＦ）タグに関し、より詳細には、活性化、再同調／離調および／または非活性化され得るＲＦタグに関する。そのようなタグは、電子商品監視（ＥＡＳ）に頻繁に使用され、そのような店または図書館の囲まれた区域から認可されていない物品が取り去られるのを検知する。
【０００２】
簡単な「１ビット」ＥＡＳ ＲＦタグは、一般に、誘導要素およびコンデンサ要素を有する同調回路を備える。検知器「ゲート」は、囲まれた区域の出口に配置され、ゲート内のコイルがタグの共振周波数で電界を生成する。タグがゲートを通過すると、電界が乱され、ゲートに取り付けられた回路が、この混乱を検知して信号を生成し、その結果として警報を作動させることができる。実際上、タグの製造ばらつきを許容するために、一般に、ゲートの周波数は、予期される共振周波数の前後の周波数を走査する。
【０００３】
囲まれた区域から、認可されて物品を取り去ることができるようにするためには、タグが非活性化される。例えば、支払いがなされていない商品だけが警報器を作動させるように、商品上のタグは、販売場所で非活性化される。そのうえ、例えば継続的な物品の移動またはパスの使用を記録するために、複数の共振周波数で動作することができるタグが必要である。
【背景技術】
【０００４】
知られているＲＦ ＥＡＳタグは、一般に、誘導要素として、一般にアルミニウムまたは銅など金属のアンテナコイルを備えるが、これは誘電体基板を金属で被覆して所望のコイルパターンにエッチングレジストを与え、残った金属をエッチングで除去することにより基板上に形成されたものである。エッチングレジストパターンは、コンデンサの１枚のプレートとして働く、アンテナに電気的に接続された区域も含む。基板の反対側には、第１のプレートと実質的に整合されたコンデンサの第２のプレートが類似の技法によって与えられ、基板の第１の面上の第１のプレートから遠いアンテナの終端と整合された基板の第２の面上のポイントに導電トラックによって接続される。次いで、端部で、またはホールを貫通して、基板の２つの面の間が電気的に接続され、インダクタンス／キャパシタンス回路が完成する。この貫通接続は、半田付けなど従来の任意の手段によってなされ得るが、適切な電気接点を形成するように２つの金属トラックを圧着することにより簡単に成し遂げられ得る。
【０００５】
あるいは、可撓性基板の片面上にタグを形成し、次いで、このタグを折り重ねてコンデンサの２つのプレートを整合させるものが米国特許第６，３７３，３８７号から知られている。
【０００６】
米国特許第４，５６７，４７３号は、タグが非活性化されることを可能にする技法を説明しており、一方または両方のコンデンサプレートの区域が穴を空けられるか切れ目を入れられて、誘電体基板内にウィークポイントを形成する。タグを非活性化するために、タグは共振周波数で非常に高い電界にさらされ、このことが、このウィークポイントで誘電体基板に絶縁破壊を起こさせる大電流もたらし、したがってコンデンサをショートさせて回路の共振応答を解消する。そこで、タグは、もはやゲートの低い電界によって検知されず、したがってゲートを通されたとき警報を作動させないであろう。
【０００７】
恐らく、弱くするステップの再現性が低いので、ヒューズを形成するこの方法は信頼できないことが知られている。したがって、多くのタグが製作過程で短絡されるか、販売場所で解消しそこなうか、または解消した後で、ある時再活性化する。製造の信頼性は５０％しかないかもしれない。
【０００８】
米国特許第３，９６７，１６１号は、代替構造を説明しており、共振回路の一部が、狭くなるかまたは下に細くなる形状をした可溶性リンクを備え、非活性化する電界にさらされたとき、この部分が溶融して回路を遮断する。米国特許第４，３８５，５２４号は、この変形形態を説明しており、可溶性リンクが、グラファイト、カーボンブラック、銀、銅、アルミニウムまたは任意選択で促進剤を含む金などの可溶性リンクによって閉じられた間隙を備える。しかし、そのような構造体では、可溶性リンクが共振回路の一部を形成するのでインピーダンスが共振周波数に影響し、したがって、厳密に制御されなければならない。さらに、可溶性リンクが共振回路の一部を形成するので、回路に直列抵抗を加え、これが共振周波数でのインピーダンスを低下させる。これは、共振応答が不十分になることを明示しており、その結果として所与の電界強度またはゲート隔離でのデバイスの読み取り範囲に影響を及ぼす。可溶性リンクの、製造、保管または稼動におけるばらつきは、抵抗の変動を生じさせることがあり、その結果リンクを溶かすのに必要とされる電界強度が変動する。いくつかの例では、可溶性リンクには機械的損傷を被る傾向があり得て、読み取り範囲が不足するかまたはゲートが可溶性リンクを解除する原因となる。可溶性リンクが、非活性化の前にいずれかの段階で壊れると、デバイスが読み取り不可能になるであろう。
【０００９】
タグ内に電子スイッチを与えて回路の共振を変化させることも知られている。例えば、欧州特許第１４２９３０１号は、回路内またはコンデンサのプレート間の電界効果トランジスタなど可逆的なスイッチを有するタグを説明している。しかし、そのようなシステムは製造するのが本質的に高くつき、スイッチ自体に加えてメモリ要素をしばしば必要とし、低価格で多量のタグにはふさわしくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、ＲＦ手段によって活性化され得て、安く確実に製造され得る非活性体の代替設計の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ＲＦタグ内での使用に適する実質的に絶縁のスイッチ構成物を提供する。回路の特性を変更し、その結果としてＲＦタグの共振周波数を変化させるはずのＲＦ電界にさらされたとき、この構成物はその導電率を十分に変化させることができる。
【００１２】
本発明によれば、誘導コイルによって形成された同調回路を備えるＲＦタグが提供され、このコイルは、基板の第１の面上でアンテナとして作用し、誘導コイルと基板の同じ面上にある第１のコンデンサプレートに電気的に接続される。前記誘導コイルは、第１のコンデンサプレートと実質的に整合されているが誘電体層によって第１のコンデンサプレートから分離される第２のコンデンサプレートに電気的に接続されている。ＲＦタグは、タグが共振周波数またはその前後の周波数の強電界にさらされるとき、その導電特性が絶縁状態から導通状態へと変更され得るスイッチ構成物が与えられている絶縁間隙も同調回路が含むことを特徴とする。好都合には、誘電体層は基板でよく、第２のコンデンサプレートは、基板の第２の面上に配置され、導電トラックおよび基板を貫通する電気接続部によってコイルに接続されてよい。あるいは、第１および第２の導電トラックが基板の同じ面上にあってもよく、例えば上記の米国特許出願で説明されたように、誘電体層は個別の層でよい。
【００１３】
（次いで、発明はこの説明によって制限されないが）強電界は、スイッチ構成物の両端に高電位を生成し、その結果として構成物を絶縁状態から導通状態に変換するのに有効であると考えられる。
【００１４】
絶縁間隙は、回路上の任意の好都合なポイントに配置されてよい。スイッチ構成物が絶縁状態にあるとき、実質的に同調回路には影響を及ぼさない。しかし、導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物が回路の共振を変化させる。この変化は、非活性化された状態または別の共振周波数に対するものであり得る。
【００１５】
あるいは、またはさらに、導電率が変化すると、タグの特性を変化させるために、集積回路またはメモリチップなどさらなる電気部品を回路内へ導入することがある。
【００１６】
スイッチ構成物に変化をもたらすためにデバイスに与えられるＲＦ信号のエネルギーは、ＲＦタグを非活性化するために一般に使用されるエネルギーと実質的に同じでよい。スイッチ構成物が切り換わる電圧は、利用可能な電圧次第で選択されてよい。
【００１７】
任意選択で、回路は、同一かまたは異なるスイッチ構成物を与えられている複数の絶縁間隙を含んでよい。第１の絶縁間隙内のスイッチ構成物が導通状態に変化させられており、第２の共振周波数が実現されているような回路構成であるとき、タグは、第２の共振周波数で動作する従来技術で一般に使用されるものなどの低消費電力ＲＦ送信機および検知器で応答させられ得る。
【００１８】
好都合には、応答するＲＦ送信機および検知器の電力は、スイッチ構成物内の導電率のさらなる変化をもたらす程大きくないであろう。しかし、第２の共振周波数でより高い電力を印加すると、さらにこのスイッチ構成物の導電率の変化または第２の絶縁間隙内のスイッチ構成物の導電率の変化を誘起し得て、タグを第３の共振周波数へと変換する。このプロセスは、さらなる共振周波数を生成するために繰り返されてよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、絶縁間隙は、誘導コイルをバイパスして第１および第２のコンデンサプレートに接続された導電トラックの間にあってよい。スイッチ構成物が絶縁状態にあるとき、実質的に同調回路には影響を及ぼさない。しかし、導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物がコンデンサを短絡し、かつ回路の共振を、減衰させるか、再同調または解消する。
【００２０】
代替実施形態によれば、スイッチ構成物が１つまたは複数のさらなるコンデンサプレートの間にあってよい。構成物が活性化されるようなときには、１つまたは複数のさらなるコンデンサプレートが回路内に導入され、回路のキャパシタンスを変化させる。１つまたは複数のスイッチ構成物によって第１または第２のコンデンサプレートに結合された複数のコンデンサプレートがあってよい。例えば、第２のコンデンサプレートは、第１のコンデンサプレートの一部だけと整合されてよく、スイッチ構成物によって閉じられた絶縁間隙によって第２のコンデンサプレートから分離された第３のコンデンサプレートが、第１のコンデンサプレートの残りと整合されてよい。あるいは、第３のコンデンサプレートは、さらなるスイッチ構成物によって閉じられた絶縁間隙によって第１のコンデンサプレートから分離された第４のコンデンサプレートと整合されてよい。１つまたは複数のスイッチ構成物を絶縁状態から導通状態へと変化させることは、第１および第２のコンデンサプレートと並列に１つまたは複数の追加プレートを導入することになり、したがって、キャパシタンスが増加してタグ回路の共振周波数が変化することになる。同一かまたは異なるスイッチ構成物によって接続されている一連のコンデンサプレートを使用することによって、１つのタグが構成され得て、これが順次に活性化され得て一連の周波数で共振することが明白であろう。
【００２１】
代替実施形態によれば、絶縁間隙が誘導コイル上の２箇所の間にあってよい。導通状態に変換されたとき、スイッチ構成物は、コイルの有効巻数を減らし、したがってコイルのインダクタンスを低下させてタグの共振周波数を変えることになる。あるいは、スイッチ構成物を導通状態へと変換すると存在する有効なコイルの数が増加し、したがってインダクタンスが増加するように、スイッチ構成物は、コイルとさらなる誘導コイルまたは一連の誘導コイルの間にあってよい。例えば、さらなる誘導コイルは、元の誘導コイルの内部または外部のさらなる巻きでよい。
【００２２】
本発明の第２の態様では、ＲＦタグが複数の同調回路を備え、前記タグを第１の共振周波数に相当するＲＦ周波数にさらすことにより、１つまたは複数の回路が、第１の共振周波数から第２の共振周波数へと、または非共振状態（例えば減衰された状態）へと変化させられ得る。ＲＦタグは、様々な周波数に同調された個別のインダクタンスコイルおよびコンデンサを各々が有する個々に同調された回路の配列を備えてよい。個々の同調回路は、実質的に同一平面上の配列に配置されるか、積み重ねられるか、または他の任意の好都合な構成でよい。これらの個々のＲＦ回路は、設定周波数で動作する強いＲＦ電界を使用して書き込まれてよい。これらは共振回路のうちのいくつかを非活性化（０）するために使用され得て、また、他のものは活性化された状態（１）で保持され得て、光バーコードに類似した一連の２値の共振データを生成する。これらの配列の次元および読み取り範囲は、特定の用途に適するように作成されることになる。代替配置では、ＲＦタグは、第１のタグの上に絶縁層を与え、次いで、後続のＲＦタグを与えて層状構造を構築することにより、基板の面上にのみ連続した層に構築され得る。
【００２３】
本発明の第３の態様は、これまでに定義されたタグを活性化する方法を与え、この方法は、ｉ）１つまたは複数の回路の共振周波数を選択するステップと、ｉｉ）前記回路を、第１の周波数での共振から、第２の周波数での共振へと変化させるかまたは非共振状態へと変化させるステップと、ｉｉｉ）ステップｉ）とステップｉｉ）を繰り返して、前記活性化タグに共振周波数の一意の組合せをもたらすステップと、ｉｖ）前記ＲＦタグ内の複数の同調回路に共振を起こさせることができる複数の低消費電力ＲＦ信号を伝送するステップと、ｖ）前記の共振周波数の存在を検知するステップとを含む。
【００２４】
別の実施形態では、ＲＦタグは、付加的なやり方で新規の周波数へと連続して変化させられ得る。これは、例えばタグ読取装置との相互作用の回数などの情報を提供するか、または不正な変更によりタグが非活性化されたかどうかを検知するために使用され得る。
【００２５】
導通と絶縁は相対的な用語であることが理解されるべきである。例えば、導通状態の導電率は、一般的な金属導体と同じくらい高い必要はない。必要なのは、導電率の差が回路のインピーダンスまたは同調を十分に変化させて、検知器ゲートに対する回路の応答を変化させることだけである。場合によっては、共振回路が基本的に誘導−容量（ＬＣ）回路のままであるように、導通状態でのスイッチ構成物の抵抗が非常に低いことが好ましいであろう。他の場合には、導通状態の導電率を制御すると、抵抗要素を導入して誘導／容量／抵抗の回路（ＬＣＲ）を作成し、同調回路の共振を減衰させることになるので好ましいであろう。
【００２６】
空気中および結合剤配合物中において、不活性の微粒子として、好ましくは薄片または針状結晶として作成され得るのであれば、原理上は任意の金属が使用され得る。適当な金属は、アルミニウム、銅、鉄、鋼、亜鉛、チタンおよびとりわけニッケルを含む。金属は、一般に、溶剤除去後に硬化されたスイッチ構成物の５％から７５％（重量／重量）を構成するべきである。
【００２７】
ヒューズ構成物が導通状態で高い抵抗値（低い導電率）を有する場合、金属含有量は、好ましくは硬化されたスイッチ構成物の５％と２５％（重量／重量）の間である。金属粒子の総充填が少ないとき、新規の共振周波数でインピーダンスが低い。タグは、読取装置によって検知されないであろう。したがって、さらなるコンデンサプレートを接続するのであれば、タグは、非活性化されているかひどく減衰されていると評され得る。
【００２８】
スイッチ構成物内で金属装填が著しく低いとき、ＲＦ回路と例えばコンデンサプレートなど電気部品の間に生成された接続は、高抵抗を有することになる。新規の抵抗要素およびコンデンサ要素は、共振に対する電子的ダンパとして働き、電気エネルギーは、代わりに抵抗要素に吸収される。
【００２９】
あるいは、金属粒子装填がより高い場合、例えば、質量で、硬化された構成物の２５％から７５％であると、抵抗は回路に対して重要な要因ではない。したがって、高い金属充填を使用するとき、その効果は、低抵抗の電気接続を生成することである。次いで、タグは、新規の周波数に同調された読取装置によって読まれ得る。
【００３０】
最適の金属含有量は、金属の素性および物理的な形に依存し、また、タグを検知し解除するために使用される電界の周波数および強度、ならびにタグの回復が必要か、もし必要なら回復の期間とその程度など他の要因にも依存するであろう。任意の所与の例における理想的な構成物は、型通りの実験によって容易に求められ得る。
【００３１】
スイッチ構成物に充填された金属の重量パーセント含有の選定が、構成物が導通状態へと変化させられたときの抵抗を決定するであろう。
【００３２】
好ましくは、導電微粒子の寸法は０．１μｍから１０００μｍの範囲であり、より好ましくは、１μｍから１００μｍの範囲であるが、多くの例では、微粒子が球状よりむしろ平面状（すなわちｚ寸法がｘ寸法やｙ寸法より大幅に小さい）か、または針状（ｚ寸法およびｙ寸法がｘ寸法より小さい）であり得ることが理解されよう。
【００３３】
スイッチ構成物は、被覆されるべき基板上にプリントするのに適している配合物に加えられてよい。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、高い電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化させられ得る本発明による方法を実行するのに適したスイッチ構成物が提供される。したがって、ある電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化させられ得るＲＦタグに適したスイッチ構成物がさらに提供され、スイッチ構成物が結合剤および絶縁表面層を有する複数の導電微粒子を含み、実質的に全ての前記微粒子が隣接した微粒子に接触していて、その結果、絶縁表面層が電気的な電位で破壊されたとき導電経路を生成する。
【００３５】
スイッチ構成物は、好都合には、揮発性溶剤および結合剤を含み得る構成物として与えられてよい。適当な揮発性溶剤は、水、アルコール、ケトン、エーテルおよび他の揮発性有機溶剤を含む。適当な結合剤は、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ＵＶ硬化可能な単量体および低重合体ならびにホットメルト接着剤などの有機高分子を含む。プリントインクの中に従来使用されている他の適当な結合剤は、当業者には明らかであろう。
【００３６】
本発明のこの態様はＲＦタグに限定されず、２つの回路要素を連結し、その接続路の導電率を、与えられた電界または電圧を印加することによって変化させる必要があるあらゆる電気回路内で使用され得ることが理解されるであろう。
【００３７】
このスイッチ構成物は、ＲＦタグ内のコンデンサの特性を変化させることにおいて、従来技術の弱められた絶縁体よりはるかに信頼できることが分かっている。
【００３８】
しかし、スイッチ構成物は共振回路の一部を形成する必要がないので、その電気的性質は、共振回路内の可溶性リンクほど重要ではない。
【００３９】
導電率の変化は、時間または外部刺激の印加に対して、不変でも可逆的でもよい。従って、以前に使用された「１回限りの」ＲＦタグと異なり、繰り返し活性化および非活性化され得るタグが作成され得る。
【００４０】
本発明の一実施形態では、スイッチ構成物は、好ましくは金属または合金の導電微粒子を含むインクなど実質的に非導電の結合剤配合物を含む。しかし、導電微粒子は、メタロイドあるいはグラファイトまたは導電性高分子など他の導電材でよい。好ましくは、微粒子は、薄片または針状など、平らにされた微粒子または細長い微粒子の形をしている。スイッチ構成物の中に、複数のタイプの導電微粒子が存在してよい。
【００４１】
スイッチ構成物は、十分に離隔されていれば絶縁構成物を形成する複数の導電微粒子を含んでよい。導電微粒子は、有利には最も外側の表面上に非導電層を有することになり、これは、好都合には酸化物被覆の形をとってよい。
【００４２】
導通状態におけるスイッチ構成物の導電率は、金属粒子装填、微粒子の形状、およびスイッチ構成物内の絶縁層の誘電特性に依存する。インク中のこの構成要素の総装填を制限するために、金属薄片を使用するのが好ましい。
【００４３】
ほとんどの金属粒子は酸化物被覆を有することになり、スイッチ構成物におけるその濃度次第で、微粒子は互いに接触しないであろうと考えられる（しかし本発明はこの説明によって限定されるものではない）。強いＲＦ電界を与えた時に誘起される電位は、微粒子間の酸化被膜および間隙が克服されて導電経路を与えることを意味するであろう。酸化物を低減する仕組みを改善するために、化学物質還元剤または脱酸素剤が加えられてよい。使用され得る表面絶縁層のさらなる例は、化学的に接合された窒化物または硫化物の層であろう。
【００４４】
あるいは、ＲＦ電界の作用によって克服され得る他の表面被覆が使用されてもよい。絶縁層は、導電微粒子に、物理的に吸着され得るか、化学的に接合され得るか、または静電気的に引きつけられ得て、例えば単なる例として、そのような絶縁層は、好都合には水酸化物またはハロゲン化物でよい。吸着または被覆された絶縁層の例は、シリカ、有機化合物またはディウェッティング剤である。好ましくは、絶縁表面層は、例えばステアリン酸、オレイン酸などの有機化合物またはディウェッティング剤（一般にリーフィング剤と呼ばれる）である。好都合には、ある薄片または微粉にされた金属粉は、それらの取り扱いを助けるためにディウェッティング剤を与えられてよく、この被覆は、絶縁層に十分な絶縁特性を与えることができる。あるいは、絶縁層を壊すのに必要な電圧を調節するために、さらなる有機化合物またはディウェッティング剤のより厚い層が導電微粒子に与えられてよい。
【００４５】
ＲＦタグの場合には、ＲＦタグを非活性化するシステムは、健康上および安全上の問題のために、かなり控え目な電圧しか発生する（回路内に誘起する）ことができない。したがって、絶縁層の厚さは、必要な電圧で壊れて導電経路を形成することができるように選択され得る。ＲＦタグシステム向けの好ましい実施形態では、絶縁表面層の厚さは１０ミクロン未満、好ましくは１ミクロン未満であろう。好都合には、数ミクロンの範囲にある導電微粒子については、絶縁表面層は１００ｎｍ未満でよく、さらに好ましくは５０ｎｍ未満がよい。
【００４６】
そのうえ、スイッチ構成物インクにイオン種が加えられてよく、微粒子間の交差接続を改善するかまたは電気化学的処理を起動する。
【００４７】
酸化物絶縁被膜を有する材料を含むスイッチ化合物が、ある期間を超えて空気など酸素を含む環境にあると、絶縁状態に戻り、タグを再活性化することが認められるかもしれない。これは、金属粒子が再度酸化する傾向があるためであると考えられる（しかし本発明はこの説明によって制限されるものではない）。これが生じる速度は、温度、酸素の含有量および減少あるいはインクおよびそれが付いている材料に関連した酸化の化学作用（例えばヒューズインクの中に使用される金属と、金属トラックまたはコンデンサプレートに関連した金属の間で引き起こされた電気化学的腐食）など複数の要因に依存することになる。しかし、結合剤配合物の性質がこの速度に影響を及ぼしやすく、そのため、結合剤の配合を制御することにより、様々な回復時間のヒューズの組成が策定され得る。結合剤は、金属が再度酸化することができないように選択されてよく、インクは、任意選択で、再酸化を防ぐための脱酸素剤または回路内の金属と同じガルヴァーニ電位を有する金属粒子を含んでよく、これは、恐らく再活性化することができない１回使用のデバイスを与えるであろう。
【００４８】
あるいは、別の実施形態では、スイッチ構成物を再活性化することができるさらなる構成要素をインク配合物中に与えることは好都合であろう。その一例は、タグが非活性化されると直ちに逆反応が金属を再度酸化させてＲＦタグの活動を回復することができるように、スイッチ構成物内の金属を再度酸化させることができる構成要素を含むことであろう。
【００４９】
スイッチ構成物は、例えばプリント（インクジェット、リソグラフィまたは任意の他の従来プリント方式）または単にタグ上にヒューズ構成物を落とすことなどによる任意の好都合なパターン転写方法によって基板に与えられ得る。好ましくは、スイッチ構成物は、例えば後で蒸着によって取り除かれる揮発性溶剤など硬化可能なインク中に加えられる。適当な溶剤は、水および有機溶剤を含む。
【００５０】
スイッチ構成物は、基板向けに設計された適当な結合剤を有する従来のプリントインク構成物へ合体されてよく、そのようなインクで慣例的な顔料を含んでも省略してもよい。あるいは、スイッチ材料は、紫外ＵＶ光、電子ビームまたは他のエネルギッシュな媒体のもとで交差結合によって凝固する材料から作られたインク配合物に加えられてもよい。
【００５１】
スイッチ構成物またはＲＦタグは、回路の共振周波数が変化するとき視覚表示器の色または吸収率が変化するように、視覚表示の手段も含むことができる。スイッチ構成物の導電率が変化するとき、表示器の色が変化することができる。スイッチ構成物は分光的に活性の物質または蛍光性化合物を含んでよく、またはこれらの物質で被覆されてもよい。
【００５２】
基板は、例えば、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリカーボネート、ＰＥＴのようなポリエステル、ＡＢＳなど構造上の重合体、エポキシ／ガラス繊維複合材料（ＦＲ４として知られているものを含む）などのポリマー複合材料、またはセラミックなど任意の適当な剛体または可撓性の誘電体基板でよい。
【００５３】
基板および／または絶縁体は、絶縁のスイッチ構成物でよい。スイッチ構成物は、スイッチ構成物の導電率の変化を引き起こすために強いＲＦ電界にさらされたとき、回路が短絡し、したがって非活性化されることになる。これは非常に簡単な１回限りのデバイスを与えることになる。
【００５４】
コンデンサプレートおよびアンテナを形成する誘導コイルは、金属板を与えて次に所望のパターンをエッチングするか、または導電性インクをプリントするなどの従来技術によって基板に与えられ得るが、好ましくは、任意選択で電着が後続する無電解めっきによって与えられ、これは、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報に、より完全に説明されている。
【００５５】
結合剤システムにおいて絶縁層のない導電微粒子を使用すると、十分な装填で導電構成物を生じさせるであろう。しかし、物理的な除去以外には構成物の導電性の性質を切り換える手段がない。同様に、伝導性をもたらすには不十分な充填で、絶縁層なしで導電微粒子が使用されると、隣接した導電微粒子間の結合剤の大部分の電気的な絶縁破壊によって、導電微粒子の導電率が変えられ得る。しかし、これは、結合剤を炭化するために非常に顕著なエネルギー量を必要とすることになり、ＲＦタグシステムには適さないであろう。したがって、絶縁層または誘電体層なしの単純な導電微粒子は、大電圧が利用できない電子機器内のスイッチとしては、特に有効ではないであろう。
【００５６】
本発明は、同封された図面を参照しながらさらに説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
図１ａは、被覆を厚くするための電気めっきが後続する、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報で説明された、無電解のプリンティングによって銅の導電パターンがプリントされたポリプロピレン基板１を備えるタグの第１の表面を示す。
【００５８】
このパターンは、アンテナを形成するコイル２を備える。便宜上、コイルのほんの少しの巻きが示されている。実際のタグでは、必要とされるインダクタンス次第でより多くの巻きがあるであろう。コイル２は、表面の外縁部に近いポイント３から中心に向って内側へ巻き、中心で、これも導電パターンの一部を形成しているコンデンサの第１のプレート４に対して電気接点を作成する。第１のプレート４から延びてコイル２または第１のプレート４と離れている第１の表面上のポイント６で終結する第１の延長トラック５も、導電パターンの一部を形成している。
【００５９】
図１ｂは、その上に第２の導電パターンが類似のプロセスによって与えられている同じタグの第２の表面を示す。このさらなる導電パターンは、第１の表面上のポイント３の反対側のポイント３’に始まって筋向かいに内側へ通過し、コンデンサの第１のプレート４の反対側にあってこれと実質的に整合された第２のプレート８に接続する導電トラック７を備える。第２の延長トラック９および１０が、第２のプレート８から、第１の表面上のポイント６の反対側にある第２の表面上のポイント６’へと延びる。しかし、この第２の延長トラックは、絶縁間隙１１によって分離された２つの部分９および１０から成る。
【００６０】
無電解めっきおよび／または電気めっきの間中、触媒がホールに入り金属がホールに残されるように、無電解めっきに先立って圧着するかまたはホールを作ることにより、基板１を貫通してポイント３／３’および６／６’で接続がなされ、２つの導電パターンの間に電気接続を与える。
【００６１】
図１ｃは、間隙（覆われている）にわたって液体スイッチ構成物を落とし熱風乾燥を後続させることにより、間隙の端から端までスイッチ化合物１２が与えられた後のタグの第２の表面を示す。
【００６２】
図２ａは、被覆を厚くするための電気めっきが後続する、国際特許出願ＷＯ０２／０９９１６２の公報で説明された、無電解のプリンティングによって銅の導電パターンがプリントされたポリプロピレン基板２１を備えるタグの第１の表面を示す。
【００６３】
このパターンは、アンテナを形成するコイル２２を備える。便宜上、コイルのほんの少しの巻きが示されている。実際のタグでは、必要とされるインダクタンス次第でより多くの巻きがあるであろう。コイル２２は、表面の外縁部に近いポイント２３から中心に向って内側へ巻き、中心で、これも導電パターンの一部を形成しているコンデンサの第１のプレート２４に対して電気接点を作成する。
【００６４】
図２ｂは、その上に第２の導電パターンが類似のプロセスによって与えられている同じタグの第２の表面を示す。このさらなる導電パターンは、第１の表面上のポイント２３の反対側のポイント２３’に始まって筋向かいに内側へ通過し、コンデンサの第１のプレート２４の反対側にあってこれと実質的に整合された第２のプレート２８に接続する導電トラック２７を備える。
【００６５】
無電解めっきおよび／または電気めっきの間中、触媒がホールに入り金属がホールに残されるように、無電解めっきに先立って圧着するかまたはホールを作ることにより、基板２１を貫通してポイント２３／２３’で接続がなされ、２つの導電パターンの間に電気接続を与える。
【００６６】
図２ｃは、実質的にコイル２２の全ての巻きにわたって液体スイッチ構成物を落とし熱風乾燥を後続させることにより、間隙の端から端までスイッチ化合物３２が与えられた後のタグデバイスの第１の表面を示す。
【００６７】
本発明によって非活性化することができるタグを与えるためには、コイル２２の全ての巻きにわたってスイッチ構成物２３を堆積する必要はなく、２つ以上の巻きにわたるだけでよいことが理解されよう。
【００６８】
図３では、２つの曲線は、タグのインピーダンスと周波数の関係を示す。曲線４１は、スイッチ構成物が非導通で「活性」状態にあるタグの特性を示し、曲線４２は、電界を印加してスイッチ構成物を導通にした後の、非活性化された状態にあるタグの特性を示す。浅黒い両方向矢印４３は、一般的な出口ゲートを作動させるのに必要なインピーダンスの近似レベルを示す。活性化したタグが検知ゲートをたやすく作動させるのに十分な最大インピーダンスを有するのに対し、非活性化後は非常に低いレベルへとインピーダンスが低下され、検知ゲートを作動させるのに不十分であることが明白に認識され得る。
【００６９】
図４ａおよび図４ｂでは、タグは、基板／絶縁体４６のスルーホール４５を介してタグの裏側に接続されたインダクタンスコイル４１および第１のコンデンサプレート４２を備える。スルーホールは、タグ前面のコンデンサプレート４２によって整合され部分的に覆われる第２のコンデンサプレート４３および母線４４に接続される。この第２のコンデンサプレート４３の面積および基板の誘電係数が、回路のキャパシタンスを決定し、その結果、誘導子ループ４１を有するタグの共振周波数を決定する。第３のコンデンサプレート４９は、絶縁間隙５０によって第２のコンデンサプレート４３から分離されるが、前述のように、絶縁間隙５０にわたってスイッチ構成インク５１が与えられる。第３のコンデンサプレート４９は、タグ前面のコンデンサプレート４２によって整合され部分的に覆われる。
【００７０】
図５ａおよび図５ｂは、図４ａの第２のコンデンサプレート４３および第３のコンデンサプレート４９と取り替え得るコンデンサプレートの複数の構成を示す。母線（図示せず）に結合される第２のコンデンサプレート４３は、間隙５０にまたがる第１のスイッチ構成物５１によって、第３のコンデンサプレート４９に電気的に接続される。隣接したコンデンサプレート４３と４９の間の優れた連結性を確実にするために、スイッチ構成物５１の複数の堆積があってよい。あるいは、間隙５０が全てスイッチ構成物で充填されてもよい。そして次に、第３のコンデンサプレート４９は、第２のスイッチ構成物５３によってさらなる間隙５４をわたって第４のコンデンサプレート５２に接続され、第４のコンデンサプレート５２は、第３のスイッチ構成物によって間隙５７をわたって第５のコンデンサプレート５５に接続される。第２から第５のコンデンサプレート４３、４９、５２および５５は、全て図４ａの第１のコンデンサプレート４２の反対側に整合されている。
【００７１】
図５ｂは、コンデンサプレートがかなり異なった構成であり得ることを示す。図５ｂのコンデンサプレートの形状の利点は、新規に追加された各コンデンサプレートの面積を著しく増加または減少させることができ、その結果そのキャパシタンスを著しく増加または減少させることができるということである。他の構成（例えば同心）が使用されてよいことは明白であろう。
【００７２】
好都合には、コンデンサプレート４２および４３、４９などが、実質的に、正方形、円形、三角形、または多角形など任意の望ましい形状に作成されてよい。好都合には、形状は、例えば実質的に、正方形、円形、三角形、または多角形など、任意の断面の分離した環形でよい。
【００７３】
この回路の使用中は、コンデンサプレート４３および４２（図４ａに示される）は、回路のキャパシタンスおよびインダクタンスによって決定される共振周波数を有する。タグを活性化するために、回路の共振周波数に同調された強いＲＦ周波数（第１のコンデンサプレート４２と第２のコンデンサプレート４３の相互作用によって形成されたコンデンサの面積によって部分的に定義される）が印加される。これは、スイッチ構成物５１の導電率を変化させ、ＲＦ回路内に第３のコンデンサプレート４９を導入することになる。より大きなコンデンサプレート（４３＋４９）ができると、ＲＦタグを新規の共振周波数に再度同調させることになる。新規の周波数は、プレート４３および４９の面積を備える新規のより大きなコンデンサプレートと相互作用する第１のコンデンサプレートのキャパシタンスによって決定される。さらに強いＲＦ周波数が新規の共振周波数（コンデンサプレート４３＋４９向け）で印加されると、これはコンデンサプレート５２を導入し、タグをもう一度同調し直すことになる。このプロセスは、第５のコンデンサプレート５５を活性化するためにもう一度繰り返されてよい。例えば使用者のクレジットを反映するためにチケットおよびパスが調節され得る場合、これは連続非活性化の状況に有用である。好都合には、複数のコンデンサプレートが、このやり方で結合され得る。
【００７４】
図６は、実質的に同一平面上の配列内に配置されて各々が変化するコンデンサプレート面積４３および４９を有する複数の同調回路を有するＲＦタグを示す。各回路は、当初はコンデンサプレート４３だけを使用することになる。各コンデンサプレート４３が別個の面積を有するので、各回路は、別個の共振周波数を有することになる。同様に、各コンデンサプレート４９は、別個の寸法でよい。したがって、各回路は、その共振周波数で強いＲＦ信号にさらされることにより離調／再同調され得る。したがって、前述のプロセスを使用して、どの回路が離調／再同調されるか選択することが可能である。実質上、これは、活性化状態と非活性化状態で２進データを格納するのに使用され得るＲＦ配列を生成する。このことは、同調された状態と離調された状態に相当し、ある意味で２進法のバーコードと類似しており、したがってシリコンチップデータ記憶の高価な解決策を置換する。
【００７５】
図７ａは、図４ａ〜図４ｂに示されるようにスイッチ構成物５１によって電気的に接続される第３のコンデンサプレート４９を有するＲＦタグの周波数に対するインピーダンスの関係を示す。曲線６１は、タグの初期インピーダンスの応答を表す。この例のスイッチ構成物は、低い金属装填を有し、このことは導通状態へと変化させられたとき高抵抗値回路を生じさせる。これは実質上減衰された応答をもたらす。曲線６２は、ほぼ８ＭＨｚ±１ＭＨｚの帯域幅に同調された市販のＥＡＳ非活性化器の非活性化電界に１秒さらしたあとのタグの応答である。このタグは、チェックポイントの読み取りゲートによって読まれ得ないはずであり、したがって非活性化されたと考えられる。
【００７６】
図７ｂは、図７ａを作成するのに使用されたものと類似のＲＦタグの、周波数に対するインピーダンスの関係を示す。この例では、スイッチ構成物は、高い金属装填を有する。スイッチ構成物の導電率の変化は、例えばプレート４９（図４ａ）など、さらなるコンデンサプレートを導入する。曲線７１は、タグの初期インピーダンスの応答を表す。図７ａで説明されたようにタグを強いＲＦ電界にさらしたあと、曲線７２は、インピーダンスが、新規の周波数で、読み取り器によって読まれるのに十分な大きさであることを示す。状態変化が情報を与えるのであれば、これは有効である。
【００７７】
図７ｃは、図７ｂを作成するのに使用されたものと類似のＲＦタグの、周波数に対するインピーダンスの関係を示す。タグは、曲線８１によって表される初期インピーダンスを有していた。タグはタグの共振周波数と一致しない周波数で強いＲＦ電界にさらされた。タグは非活性化されず、元の共振周波数応答曲線８２を保った。したがって、同調回路は、同調された非活性化器の条件の下でのみ状態遷移する。
【００７８】
電磁ＲＦタグ、例えばＵＨＦダイポールアンテナの場合には、スイッチ構成物は同じ方法で作動させることができ、アンテナのダイポール長を調節し、したがってその共振周波数を調節する導電要素を加えることができる。これらのデバイスの読み取り可能性およびデータ記憶は本明細書に説明された用途と同じである。
【００７９】
本発明で広範囲の効果およびデバイス応答が可能であり、ここで列挙された方式および設計は、電気回路内で発振信号を利用する全てのＲＦタグおよび他の用途に拡張され得る。また、同じことを、例えば、導体、半導体および絶縁体の多重プリント層を使用して、実質的に基板の１つの表面上に構成されたデバイスに、２つの表面の場合と同様に適用することも可能である。
【実施例１】
【００８０】
タグは、図１ａから図１ｃに示される形で構成された。金属トラックは、銅が無電解めっきによって堆積され、電気めっきにより厚くされたものであった。２つの面の回路はポイント３／３’で圧着することにより接続され、接触ホール６／６’は、金属トラックをプリントするのに使用されたプロセスによって貫通めっきされた。
【００８１】
スイッチ構成物１１は、ふるい寸法−３２５メッシュ（米国規格メッシュ）、平均粒子径３０ミクロン、厚さ０．４ミクロンのニッケル薄片を３０重量パーセント含む水性インク（コーツ社のＡｑｕａｌａｍスクリーンプリントワニス）から調剤されたもので、ノバメット社によって供給された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、ＵＶ光で硬化された。タグはヒューレットパッカード社の４１９２Ａ ＬＦインピーダンスアナライザに接続され、７．５ＭＨｚから９ＭＨｚの周波数範囲にわたって与えられた信号に対するインピーダンス応答がテストされた。生じたパターンは、図３に曲線４１で示されている。このタグは、８ＭＨｚ前後の掃引周波数で動作する標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。
【００８２】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらし、再テストされた。結果は、図３の曲線４２に示されている。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例２】
【００８３】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、実施例１と同じ３０重量パーセントのニッケル薄片を含むＵＶ硬化インク（アチスン社のＰＭ０２５）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、ＵＶ光で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例３】
【００８４】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、１０重量パーセントの実施例１と同じニッケル薄片を含む溶剤含有インク（Ｓｅｒｉｃｏｌ社製のＰｏｌｙｐｌａｓｔ ＰＹ）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例４】
【００８５】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、４０重量パーセントの実施例１と同じニッケル薄片を含む溶剤含有インク（Ｓｅｒｉｃｏｌ社製のＰｏｌｙｐｌａｓｔ ＰＹ）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例５】
【００８６】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、ノバメット社によって供給された、ふるい寸法−３２５メッシュ（米国規格メッシュ）、粒子径４０ミクロン、厚さ０．４ミクロンの亜鉛薄片を２５重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例６】
【００８７】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、ステアリン酸のミクロン以下の被覆を含むウォルスタンホルムインターナショナル社によって供給された寸法範囲１８ミクロンから２４ミクロンの銅薄片を４０重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【００８８】
使用されてもよいリーフィング層を有する他の銅微粒子には、ウォルスタンホルム社の３３１２という名で知られている１４ミクロンおよび１０ミクロンの銅があり、他の利用可能な微粒子には、ライニング等級３４２４、微細ライニング７５４４、または極微細ライニング６５２４がある。
【実施例７】
【００８９】
タグは実施例１と同様に構築された。スイッチ構成物１１は、エイブリィデニソン社によって供給されたブランド名「Ｍｅｔａｌｕｒｅ（登録商標）」あるいはＥｔｅｒｎａｂｒｉｔｅ（登録商標） ３０１のアルミニウム薄片を５０重量パーセント含む溶剤含有インク（コーツスクリーン社製のＶｙｎａｆｒｅｓｈビニルワニス）から調剤された。スイッチ構成物が基板上に落とされ、熱風乾燥で硬化された。テストが繰り返され、図３の曲線４１に類似のパターンを生成した。このタグは、実施例１の標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。次いで、タグは、実施例１で使用されたタグ解除器の上を通された。これは、図３の曲線４２に類似するパターンをもたらした。解除されたタグは、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させなかった。
【実施例８】
【００９０】
タグは、図４ａ〜図４ｂに示される形で構成された。金属トラックは、銅が無電解めっきによって堆積され、電気めっきにより厚くされたものであった。２つの面の回路は、４５で接触ホールにより接続され、この接触ホールは金属トラックをプリントするのに使用されたプロセスによって貫通めっきされた。
【００９１】
スイッチ構成物５１は、ウォルスタンホルムインターナショナル社によって供給された微細銅薄片の１０％充填を使用して作成された低金属を充填されたスイッチ構成物インクを含む。これはユニボンド社によって供給されたウェットポリビニルアルコール接着剤中に入れられた。このインクは、図４ａのコンデンサプレート４３とさらなるコンデンサプレート４９の間の間隙へブラシおよびステンシルを使用して２ｍｍ２の面積に塗られ、６０℃で１０分間乾燥された。
【００９２】
タグはヒューレットパッカード社の４１９２Ａ ＬＦインピーダンスアナライザに接続され、５ＭＨｚから１３ＭＨｚの周波数範囲にわたって与えられた信号に対するインピーダンス応答がテストされた。生じたパターンは、図７ａに曲線６１で示されている。このタグは、８ＭＨｚ前後の掃引周波数で動作する標準検知器ゲートで警報を作動させることが判明した。
【００９３】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらして再テストされた。結果は、図７ａの曲線６２で示されている。低金属を充填されたタグは、活性化されたが、第２のコンデンサプレート４３と第３のコンデンサプレート４９の間に高抵抗値接続をもたらした。これは、効果的に共振周波数での減衰効果をもたらす。タグは解除されたと考えられ、もはや標準検知器ゲートで警報を作動させないであろう。
【実施例９】
【００９４】
実施例８に従って、同じ成分を有するさらなるインクが調剤され、３０％の微細銅薄片がウェットインクに加えられた以外は同様にタグに与えられた。
【００９５】
次いで、タグは、「クロスポイント社のＸＲＤＡ−３」タグ解除器の上を通され、８ＭＨｚ前後で掃引された高強度電界にさらし、再テストされた。高金属を充填したインクの存在によって、さらなるコンデンサプレート４９を低抵抗で導入することができた。これは、図７ｂの新規の共振周波数をもたらした。
【００９６】
しかし、図７ｃに示されるように、回路の共振周波数と一致しない強いＲＦ電界にタグがさらされたとき、スイッチ構成物は活性化しない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１ａ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図１ｂ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図１ｃ】コンデンサのプレート間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ａ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ｂ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図２ｃ】実質的にコイルの全ての巻きにまたがったスイッチ構成物を有する本発明によるタグを示す図である。
【図３】スイッチ構成物を導通にすることによってタグを「解除する」ために電界を印加する前後で、図１ｃに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図４ａ】第２のコンデンサプレートと第３のコンデンサプレートの間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグの１つの面を示す図である。
【図４ｂ】第２のコンデンサプレートと第３のコンデンサプレートの間にスイッチ構成物を有する本発明によるタグの１つの面を示す図である。
【図５ａ】第１のタグに関して、さらなる可能なタグの構成例を示す図である。
【図５ｂ】第１のタグに関して、さらなる可能なタグの構成例を示す図である。
【図６】ＲＦタグの配列を有する識別タグを示す図である。
【図７ａ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図７ｂ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【図７ｃ】高い金属充填および低い金属充填での図４ａに示されたタグの周波数対インピーダンス特性を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の面上で誘導コイルとして同じ面上にある第１のコンデンサプレートに電気的に接続された誘導コイルを備える同調回路を備えるＲＦタグであって、前記誘導コイルが、第１のコンデンサプレートと実質的に整合されているが誘電体層によって第１のコンデンサプレートから分離される第２のコンデンサプレートに電気的に接続され、同調回路は、同調回路の共振周波数またはその前後の周波数の強電界にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化できるスイッチ構成物が与えられている絶縁間隙も含むことを特徴とする、ＲＦタグ。
【請求項２】
誘電体層が基板であり、第２のコンデンサプレートが基板の第２の面上に配置される、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項３】
スイッチ構成物の導電率の変化が同調回路の共振周波数の変化をもたらす、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項４】
絶縁間隙が、第１および第２のコンデンサプレートにそれぞれ接続された導電性トラックの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項５】
絶縁間隙が、第１および第２のコンデンサプレートのいずれかと、少なくとも１つのさらなるコンデンサプレートの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項６】
各々にスイッチ構成物が与えられている相次ぐ絶縁間隙によって分離された複数のコンデンサプレートを有する、請求項５に記載のＲＦタグ。
【請求項７】
絶縁間隙が、誘導コイルの巻きの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項８】
絶縁間隙が、誘導コイルとさらなる誘導コイルの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項９】
元の誘導コイルの内部または外部にさらに巻きを備える複数のさらなる誘導コイルを有する、請求項８に記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
導電率の変化が、少なくとも１つのさらなる電気部品を回路内に導入する、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項１１】
さらなる電気部品が、集積回路またはメモリチップである、請求項１０に記載のＲＦタグ。
【請求項１２】
基板が誘電材料である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項１３】
誘電材料が、紙、重合体、高分子複合材料、セラミックまたは硬化されたスイッチ構成物から選択される、請求項１２に記載のＲＦタグ。
【請求項１４】
誘電材料がスイッチ構成物である、請求項１３に記載のＲＦタグ。
【請求項１５】
ある電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化できるＲＦタグに適するスイッチ構成物であって、結合剤および絶縁表面層を有する複数の導電微粒子を含み、実質的に全ての前記微粒子が隣接した微粒子に接触していて、その結果、絶縁表面層が電気的な電位で破壊されたとき導電経路を生成する、スイッチ構成物。
【請求項１６】
絶縁表面層の厚さが１ミクロン未満である、請求項１５に記載の構成物。
【請求項１７】
絶縁層の厚さが１００ｎｍ未満である、請求項１６に記載の構成物。
【請求項１８】
絶縁層の厚さが５０ｎｍ未満である、請求項１７に記載の構成物。
【請求項１９】
導電微粒子が、金属、合金およびメタロイド微粒子から選択される、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２０】
金属が、アルミニウム、銅、チタンおよびニッケルから選択される、請求項１９に記載の構成物。
【請求項２１】
絶縁表面層が、有機高分子、ディウェッティング剤または金属酸化物である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２２】
絶縁表面層がステアリン酸またはオレイン酸である、請求項２１に記載の構成物。
【請求項２３】
導電微粒子が、ｗ／ｗでスイッチ構成物の５％から７５％の範囲にある、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２４】
導電微粒子が、高抵抗の導電経路を形成し、ｗ／ｗでスイッチ構成物の５％から２５％の範囲にある、請求項２３に記載の構成物。
【請求項２５】
導電微粒子が、低抵抗の導電経路を形成し、ｗ／ｗでスイッチ構成物の２５％から７５％の範囲にある、請求項２３に記載の構成物。
【請求項２６】
導電微粒子の直径が、０．１μｍから１０００μｍの範囲にある、請求項１５から２５のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２７】
導電微粒子の直径が、１μｍから１００μｍの範囲にある、請求項２６に記載の構成物。
【請求項２８】
非導電結合剤が有機高分子である、請求項１５から２７のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２９】
非導電結合剤が、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ＵＶ硬化可能な単量体または低重合体、あるいはホットメルト接着剤である、請求項２８に記載の構成物。
【請求項３０】
スイッチ構成物をプリントするのに適したインク配合物であって、プリント可能なインク、請求項１５から２９のいずれか一項に記載のスイッチ構成物および任意選択で溶剤を含む、インク配合物。
【請求項３１】
揮発性溶剤を含む、請求項３０に記載のインク配合物。
【請求項３２】
揮発性溶剤が、水、アルコール、ケトンまたはエーテルである、請求項３１に記載のインク配合物。
【請求項３３】
熱放射によって硬化可能な、請求項３０から３２のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３４】
紫外線放射によって硬化可能な、請求項３０から３２のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３５】
インクが、顔料または他の分光的に活性の物質をさらに含む、請求項３０から３４のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３６】
複数の同調回路を備えるＲＦタグであって、前記タグを第１の共振周波数に相当するＲＦ周波数にさらすことにより、１つまたは複数の回路が、第１の共振周波数から第２の共振周波数へと、または非共振状態へと変化させられる、ＲＦタグ。
【請求項３７】
請求項３７で定義されたＲＦタグを活性化する方法であって、ｉ）１つまたは複数の回路の共振周波数を選択するステップと、ｉｉ）前記回路を、第１の周波数での共振から、第２の周波数での共振へと変化させるかまたは非共振状態へと変化させるステップと、ｉｉｉ）ステップｉ）とステップｉｉ）を繰り返して、前記活性化タグに共振周波数の一意の組合せをもたらすステップと、ｉｖ）前記ＲＦタグ内の複数の同調回路に共振を起こさせることができる複数の低消費電力ＲＦ信号を伝送するステップと、ｖ）前記複数の共振周波数の存在を検知するステップとを含む、方法。
【請求項３８】
請求項３７による共振周波数の一意の組合せを生成するための方法を使用する、請求項１から１４または請求項３６のいずれか一項に記載の複数のＲＦタグを備えるデータ記憶手段。
【請求項３９】
実質的に本明細書に記載されたかまたは図示された製品、構成物またはプロセス。
【請求項１】
基板の第１の面上で誘導コイルとして同じ面上にある第１のコンデンサプレートに電気的に接続された誘導コイルを備える同調回路を備えるＲＦタグであって、前記誘導コイルが、第１のコンデンサプレートと実質的に整合されているが誘電体層によって第１のコンデンサプレートから分離される第２のコンデンサプレートに電気的に接続され、同調回路は、同調回路の共振周波数またはその前後の周波数の強電界にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化できるスイッチ構成物が与えられている絶縁間隙も含むことを特徴とする、ＲＦタグ。
【請求項２】
誘電体層が基板であり、第２のコンデンサプレートが基板の第２の面上に配置される、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項３】
スイッチ構成物の導電率の変化が同調回路の共振周波数の変化をもたらす、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項４】
絶縁間隙が、第１および第２のコンデンサプレートにそれぞれ接続された導電性トラックの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項５】
絶縁間隙が、第１および第２のコンデンサプレートのいずれかと、少なくとも１つのさらなるコンデンサプレートの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項６】
各々にスイッチ構成物が与えられている相次ぐ絶縁間隙によって分離された複数のコンデンサプレートを有する、請求項５に記載のＲＦタグ。
【請求項７】
絶縁間隙が、誘導コイルの巻きの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項８】
絶縁間隙が、誘導コイルとさらなる誘導コイルの間にある、請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項９】
元の誘導コイルの内部または外部にさらに巻きを備える複数のさらなる誘導コイルを有する、請求項８に記載のＲＦタグ。
【請求項１０】
導電率の変化が、少なくとも１つのさらなる電気部品を回路内に導入する、請求項１に記載のＲＦタグ。
【請求項１１】
さらなる電気部品が、集積回路またはメモリチップである、請求項１０に記載のＲＦタグ。
【請求項１２】
基板が誘電材料である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のＲＦタグ。
【請求項１３】
誘電材料が、紙、重合体、高分子複合材料、セラミックまたは硬化されたスイッチ構成物から選択される、請求項１２に記載のＲＦタグ。
【請求項１４】
誘電材料がスイッチ構成物である、請求項１３に記載のＲＦタグ。
【請求項１５】
ある電位にさらされたとき導電特性が絶縁状態から導通状態へと変化できるＲＦタグに適するスイッチ構成物であって、結合剤および絶縁表面層を有する複数の導電微粒子を含み、実質的に全ての前記微粒子が隣接した微粒子に接触していて、その結果、絶縁表面層が電気的な電位で破壊されたとき導電経路を生成する、スイッチ構成物。
【請求項１６】
絶縁表面層の厚さが１ミクロン未満である、請求項１５に記載の構成物。
【請求項１７】
絶縁層の厚さが１００ｎｍ未満である、請求項１６に記載の構成物。
【請求項１８】
絶縁層の厚さが５０ｎｍ未満である、請求項１７に記載の構成物。
【請求項１９】
導電微粒子が、金属、合金およびメタロイド微粒子から選択される、請求項１５から１８のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２０】
金属が、アルミニウム、銅、チタンおよびニッケルから選択される、請求項１９に記載の構成物。
【請求項２１】
絶縁表面層が、有機高分子、ディウェッティング剤または金属酸化物である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２２】
絶縁表面層がステアリン酸またはオレイン酸である、請求項２１に記載の構成物。
【請求項２３】
導電微粒子が、ｗ／ｗでスイッチ構成物の５％から７５％の範囲にある、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２４】
導電微粒子が、高抵抗の導電経路を形成し、ｗ／ｗでスイッチ構成物の５％から２５％の範囲にある、請求項２３に記載の構成物。
【請求項２５】
導電微粒子が、低抵抗の導電経路を形成し、ｗ／ｗでスイッチ構成物の２５％から７５％の範囲にある、請求項２３に記載の構成物。
【請求項２６】
導電微粒子の直径が、０．１μｍから１０００μｍの範囲にある、請求項１５から２５のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２７】
導電微粒子の直径が、１μｍから１００μｍの範囲にある、請求項２６に記載の構成物。
【請求項２８】
非導電結合剤が有機高分子である、請求項１５から２７のいずれか一項に記載の構成物。
【請求項２９】
非導電結合剤が、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ＵＶ硬化可能な単量体または低重合体、あるいはホットメルト接着剤である、請求項２８に記載の構成物。
【請求項３０】
スイッチ構成物をプリントするのに適したインク配合物であって、プリント可能なインク、請求項１５から２９のいずれか一項に記載のスイッチ構成物および任意選択で溶剤を含む、インク配合物。
【請求項３１】
揮発性溶剤を含む、請求項３０に記載のインク配合物。
【請求項３２】
揮発性溶剤が、水、アルコール、ケトンまたはエーテルである、請求項３１に記載のインク配合物。
【請求項３３】
熱放射によって硬化可能な、請求項３０から３２のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３４】
紫外線放射によって硬化可能な、請求項３０から３２のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３５】
インクが、顔料または他の分光的に活性の物質をさらに含む、請求項３０から３４のいずれか一項に記載のインク配合物。
【請求項３６】
複数の同調回路を備えるＲＦタグであって、前記タグを第１の共振周波数に相当するＲＦ周波数にさらすことにより、１つまたは複数の回路が、第１の共振周波数から第２の共振周波数へと、または非共振状態へと変化させられる、ＲＦタグ。
【請求項３７】
請求項３７で定義されたＲＦタグを活性化する方法であって、ｉ）１つまたは複数の回路の共振周波数を選択するステップと、ｉｉ）前記回路を、第１の周波数での共振から、第２の周波数での共振へと変化させるかまたは非共振状態へと変化させるステップと、ｉｉｉ）ステップｉ）とステップｉｉ）を繰り返して、前記活性化タグに共振周波数の一意の組合せをもたらすステップと、ｉｖ）前記ＲＦタグ内の複数の同調回路に共振を起こさせることができる複数の低消費電力ＲＦ信号を伝送するステップと、ｖ）前記複数の共振周波数の存在を検知するステップとを含む、方法。
【請求項３８】
請求項３７による共振周波数の一意の組合せを生成するための方法を使用する、請求項１から１４または請求項３６のいずれか一項に記載の複数のＲＦタグを備えるデータ記憶手段。
【請求項３９】
実質的に本明細書に記載されたかまたは図示された製品、構成物またはプロセス。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【公表番号】特表２００８−５１９３４７（Ｐ２００８−５１９３４７Ａ）
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３９６３５（Ｐ２００７−５３９６３５）
【出願日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００４２６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４８６６３
【国際公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【出願人】（５０１３５２８８２）キネテイツク・リミテツド (93)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００５／００４２６４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４８６６３
【国際公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【出願人】（５０１３５２８８２）キネテイツク・リミテツド (93)
【Ｆターム（参考）】
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