JP2024050450A - 無線機器およびそれを含む無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】コイル状のアンテナを含む無線機器において、電力ロスを低減し、電力効率が高い無線機器およびそれを含む無線通信システムを提供すること。【解決手段】基材と、コイル状のアンテナと、回路と、を備える無線機器であって、前記アンテナは、その少なくとも一部が絶縁膜を介して上下で交差する交差部を有し、前記交差部におけるアンテナの線幅が、前記交差部以外の部分におけるアンテナの少なくとも一部の線幅よりも細いことを特徴とする、無線機器。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線機器およびそれを含む無線通信システムに関する。

無線を用いて通信や電力供給を行うシステムが知られている。例えば、１３．５６ＭＨｚの無線信号を用いて無線通信を行う非接触ＩＣカード（例えば、特許文献１参照）や、給電用コイルアンテナと受電用コイルアンテナとを磁界結合させることで、ワイヤレス電力供給を可能にしたシステム（例えば、特許文献２参照）などである。

また、特許文献３には、ループ導電配線とジャンパ線とを備えるループアンテナにおいて、第１スルーホールと第２スルーホールを有する絶縁層を介してループ導電配線とジャンパ線が、ループ導電配線の屈曲部で交差し、ノイズの影響低減したアンテナが示されている。

特開２０１４－２２００１６号公報 ＷＯ２０１７／１２６４１９号 ＷＯ２０１９／１７５９９５号

特許文献３に示されたアンテナでは、アンテナ形状の対称性が向上するため、ノイズの影響を低減することが可能である。しかしながら、ループ導電配線とジャンパ線の交差部においては、それぞれの交差点において絶縁層を介した容量が形成され、電力ロスの要因となる課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コイル状のアンテナを含む無線機器において、電力ロスを低減し、電力効率が高い無線機器およびそれを含む無線通信システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は以下の構成をとる。
［１］基材と、コイル状のアンテナと、回路と、を備える無線機器であって、前記アンテナは、その少なくとも一部が絶縁膜を介して上下で交差する交差部を有し、前記交差部におけるアンテナの線幅が、前記交差部以外の部分におけるアンテナの少なくとも一部の線幅よりも細いことを特徴とする、無線機器。
［２］前記絶縁膜の厚みが１μｍ以下である、［１］に記載の無線機器。
［３］前記アンテナの交差していない部分における前記アンテナの線幅が１００μｍより大きく２０００μｍより小さい、［１］または［２］に記載の無線機器。
［４］前記交差部における前記アンテナの線幅が１０μｍより大きく５００μｍより小さい、［１］～［３］のいずれかに記載の無線機器。
［５］前記回路部の少なくとも一部は、コイル状に形成された前記アンテナ部の内側に配置されてなる、［１］～［４］のいずれかに記載の無線機器。
［６］前記交差部における前記アンテナの厚みが上下で異なる、［１］～［５］のいずれかに記載の無線機器。
［７］前記交差部における前記アンテナの材料が上下で異なる、［１］～［６］のいずれかに記載の無線機器。
［８］前記回路内の素子に含まれる絶縁膜の少なくとも一つは、前記交差部における絶縁膜と共有される、［１］～［７］のいずれかに記載の無線機器。
［９］［１］～［８］のいずれかに記載の無線機器であって、偽造防止用途に使用される無線機器。
［１０］［１］～［９］のいずれかに記載の無線機器であって、前記回路と接続されるセンシング部をさらに備える、無線機器。
［１１］［１０］に記載の無線機器であって、前記センシング部は、コイル状に形成された前記アンテナ部の外側に配置される、無線機器。
［１２］［９］～［１１］のいずれかに記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含む、無線通信システム。
［１３］［１０］または［１１］に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は水分を検知する、水分検知システム。
［１４］［１０］または［１１］に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は梱包材の開封の有無を検知する、開封検知システム。
［１５］［１０］または［１１］に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は温度を検知する、温度検知システム。

本発明によれば、コイル状のアンテナを含む無線機器において、電力ロスを低減し、電力効率が高い無線機器及びそれを含む無線通信システムを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る無線機器を示す概略平面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る無線機器を示す概略断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１における回路を示す概略ブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る無線機器を示す概略平面図である。 図５は、本発明の実施の形態２に係る無線機器を示す概略断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２における回路の一部を示す概略断面図である。 図７は、本発明の実施の形態３に係る無線機器を示す概略平面図である。 図８は、本発明の実施の形態３における回路を示す概略ブロック図である。 図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信システムを示す模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態５に係る水分検知システムを示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、目的や用途に応じて種々に変更して実施することができる。また、各実施の形態において説明される各要素は、本発明の効果を損なわない範囲で他の任意の実施の形態においても適用しうる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線機器の構成を示す概略平面図であり、図２は図１のＸ－Ｘ’面での概略断面図である。図１および図２に示す無線機器１００は、基材１０と、コイル状のアンテナ２０と、回路３０と、を備える。

基材１０は、電気的な絶縁性を有し、アンテナ２０と回路３０とが形成可能な構成であれば、その材料組成や製造方法などは特に限定しない。基材１０の材質は、例えば、ガラスや樹脂が好ましく、基材１０の形状は、板状、フィルム状などが好ましい。様々な用途への適用という観点からは、基材１０はフレシキブル性を備えるフィルムが好ましく、その具体例としては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＰ（ポリプロピレン）フィルム、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）フィルムや、それらの積層体などが挙げられる。また、フレキシブル性の観点から、基材１０は極力薄い方が好ましく、例えば厚さが１０μｍ～１ｍｍであることが好ましい。

アンテナ２０は、少なくとも１回以上の渦巻き（以下「ループ」という）形状を有し、同一平面上に形成された導電体からなるループ部２０１と、ループ部２０１が存在する面とは異なる平面上に形成された導電体からなるジャンパー部２０２とを有する。以下の説明では、ループ部２０１におけるアンテナをループ線、ジャンパー部２０２におけるアンテナをジャンパー線と呼ぶ。ループ部２０１とジャンパー部２０２は、電気的な絶縁性を有する絶縁膜２５０を介して配置される。すなわち、アンテナ２０はループ線とジャンパー線とが絶縁膜２５０を介して上下で交差する交差部（以下、単に「交差部」という）２０４Ａおよび２０４Ｂを有する。そして、ループ部２０１とジャンパー部２０２を接続するコンタクト２０３Ａおよび２０３Ｂで電気的に接続される。

図１には、ループ部の巻数が３巻である例を示したが、少なくとも１巻以上で、所望の特性を得られる限りにおいては、その巻数は限定しないものの、コイルアンテナとして利用する観点から、巻数は多い方が好ましく、３巻以上であることが好ましい。一方、巻数が多すぎるとループ部の面積が増大し、コストが増加するとの観点から、７巻以下となることが好ましい。

ループ線、ジャンパー線およびコンタクト２０３Ａ、２０３Ｂを構成する材料は、導電体であれば制限はないが、コイルアンテナとして利用する観点から導電性が高い材料が好ましい。このような材料としては、金、銅、銀、ニッケル、錫、ビスマス、鉛、亜鉛、パラジウム、白金、アルミニウム、タングステン、モリブデン等の金属、これらの金属および炭素からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む無機物、上記無機物と有機物との混合物、導電性を有する有機物等が挙げられる。これらは単独で、または二種類以上の材料を組み合わせて用いられる。ループ線、ジャンパー線およびコンタクト２０３Ａ、２０３Ｂを構成する材料は、互いに同じでも異なっていてもよい。

ループ線、ジャンパー線およびコンタクト２０３Ａ、２０３Ｂは、それぞれ、上記の材料からなる単一層であってもよいし、上記の材料からなる層が複数積層された積層体や、上記の材料からなる層とその他の材料からなる層とが各１層以上積層された積層体であってもよい。

なお、ループ線、ジャンパー線それぞれに用いる材料は、それぞれの電気的な要求特性や形成に適した材料を選定することが好ましい。例えば、ループ線はアンテナとしての長さが比較的長くなることから、電気的な特性を向上させる観点から、導電率が高い材料を用いることが好ましい。また、平坦な基材１０上に直接形成することが可能なことから、加工性が多少低くとも問題ない。一方、ジャンパー線は比較的短いものの、既にループ部や絶縁膜２５０を形成した後に形成することから、凹凸を有する材料の上に形成することになる。そのため、ジャンパー線には加工性に優れた材料を用いることが好ましい。このように、求められる特性に応じて、交差部におけるアンテナの材料がループ線とジャンパー線とで異なることが好ましい。

回路３０は、コイル状のアンテナ２０と電気的に接続され、所望の特性を得られる限りにおいては、特にその機能や材料、組成、形成方法などは問わない。回路３０は、アンテナ２０が外部からの磁界や電磁界により生成する交流電力を、回路３０内の各機能素子や各機能回路に伝送するための電力回路を含むことが好ましい。

回路３０とアンテナ２０とは、本実施の形態１に示すように２箇所で接続されてもよいし、３箇所以上で接続されてもよい。また、本実施の形態１ではジャンパー線がコンタクト部２０３Ｂを介して一度ループ線を経由してから回路に接続しているが、ジャンパー線が直接回路３０と接続する構成であってもよい。

図３は、図１に示す無線機器１００における、アンテナ２０と接続する回路３０付近を模式的に示したブロック図である。アンテナ２０と電力回路が接続され、電力回路はアンテナ２０で生成された交流電力を機能回路に適した直流電力に変換し、機能回路は所望の機能を実現する。なお、図３では、機能回路が１つの場合のみを示したが、所望の機能や特性を得るために、機能回路としては複数の回路や様々な素子の組み合わせを用いることができる。また、電力回路と機能回路の間は、２本の線で接続されているが、本接続は電源と基準電位（グラウンド電位）を模式的に示したものであり、その本数や各役割を特に限定するものではない。例えば、電力回路は複数の電源電圧を出力してもよく、アンテナ２０で生成された交流電力を直流電力に変換する限りにおいては、その構成や機能は特に限定されない。

回路３０は、面積効率やアンテナとの接続容易性の観点から、コイル状に形成されたアンテナ２０の内側に配置されることが好ましい。

絶縁膜２５０は、電気的な絶縁性が得られる限りにおいてはその材料、組成、膜構成などに特に限定はない。ループ部とジャンパー部の電気的な絶縁性を確保する観点から、絶縁膜２５０の体積抵抗率は高い方が好ましく、例えば、１×１０^５Ω・ｍ以上が好ましく、より好ましくは１×１０^７Ω・ｍ以上である。また、信頼性の観点からは、絶縁破壊に至るまでの時間が長い方が好ましい。また、無線機器１００全体を極力薄くし、またフレキシブル性を備えるためには、絶縁膜２５０は薄い方が好ましく、基材１０よりも薄いことが好ましい。絶縁膜２５０の厚さは、好ましくは１０μｍ以下であり、更に好ましくは１μｍ以下である。

本実施の形態１において、交差部２０４Ａおよび２０４Ｂにおけるループ線およびジャンパー線の線幅は、それらが交差していない部分における各線の線幅に比べて、ともに細い。このような構成にすることにより、ループ部２０１とジャンパー部２０２の交差部において、絶縁膜２５０を介して重なり合うループ線とジャンパー線との重なり面積が小さくなるため、交差部で形成される電気的な容量が小さくなり、電力のロスが低減する。

なお、本実施の形態１では、交差部２０４Ａおよび２０４Ｂにおいてループ線とジャンパー線の線幅がともに細い例を示したが、所望の特性が得られる限りにおいては、ループ線とジャンパー線のうち一方だけの線幅が細くなる構成でもよい。

また、本実施の形態１では、ループ線とジャンパー線の線幅が細くなっている領域（以下「細幅領域」という）は、交差部の直上だけでなくその前後も含めた、交差部より少し拡張した領域である。これは、製造のばらつきを考慮したものであり、その拡張量などは適宜製造者が自由に設定して問題ない。もちろん、細幅領域は交差部の直上だけであってもよい。なお、アンテナの抵抗成分を小さくするとの観点からは、細幅領域は拡張させすぎない方が好ましい。

また、本実施の形態１では、交差部におけるループ線およびジャンパー線の線幅は、それらが交差していない部分の全てにおける各線の線幅に比べてともに細い例であるが、交差部以外の部分の一部に、交差部よりも線幅が細い箇所があっても、本発明の目的が達せられるならば特に問題ない。

なお、交差部におけるループ線およびジャンパー線の線幅は、交差部で形成される電気的な容量と、その部分を流れる電流による抵抗やエレクトロマイグレーションの耐用期間、コイルアンテナとしてのＱ値（Quality Factor、品質係数）などにより適宜所望な値にされる。交差部におけるループ線およびジャンパー線の線幅は、具体的には１０μｍより大きく５００μｍより小さいことが好ましく、３０μｍより大きく１００μｍより小さいことがより好ましい。また、交差部で形成される電気的な容量が、交差部１つあたり１０ピコファラッド（ｐＦ）以下であることことが好ましく、２ｐＦ以下であることがより好ましい。

交差部以外におけるループ線およびジャンパー線の線幅は、太い方が電気的抵抗を低減できることから好ましい。一方、線幅があまりに太い場合には、アンテナとしての面積が大きくなりコストの増加に繋がる。これらのことから、交差部以外におけるループ線およびジャンパー線の線幅は、１００μｍより大きく２０００μｍより小さいことが好ましく、３００μｍより大きく７００μｍより小さいことがより好ましい。

ループ線とジャンパー線の線幅の関係については、図１にてジャンパー線の方がループ線に比べて線幅が太い例を示したが、特にその関係性に限定されるものではない。すなわち、ループ線の方がジャンパー線の方が太くとも構わないし、同一の線幅であっても構わない。

ループ線の厚みは、ジャンパー線の厚みより薄い方が、無線機器のフレキシブル性を向上させるとの観点から、好ましい。無線機器１００を例えばウエアラブル用途などに用いる場合、そのフレシキブル性を向上させることが重要である。無線機器１００内の占有面積が大きいループ部２０１においてループ配線の厚みを薄くすることで、フレシキブル性が向上する。一方、ジャンパー部２０２は、無線機器１００内の占有面積が小さく無線機器１００のフレシキブル性への寄与は小さいため、むしろある程度の厚みを保つことで、電気的特性への悪影響が抑制できる。つまり、ジャンパー線とループ線で形成される交差部におけるアンテナ厚みは、ループ線とジャンパー線とで異なることが好ましく、特にループ線の厚みがジャンパー線の厚みより薄いことが好ましい。

なお、無線機器１００をフレキシブル性を考慮しない用途に適用する場合、ループ部２０１やジャンパー部２０２は、電気的特性の観点から導電性が高い方が好ましく、そのためにはループ線やジャンパー線の厚みが厚い方が好ましい。

以上説明した本実施の形態１に係る無線機器は、アンテナの一部であるループ線とジャンパー線とが絶縁膜を介して上下で交差する交差部を有し、当該交差部におけるループ線とジャンパー線との線幅が交差部以外の部分におけるそれらの線幅よりも細いことにより、電力ロスを低減し、電力効率が高いという特性を有する。

なお、本実施の形態１では、回路３０とアンテナ２０のみで形成される無線機器を示したが、アンテナ２０とＬＣ共振回路を形成するための容量Ｃが追加されてもよく、また、コイル状のアンテナが複数配置されていてもよい。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る無線機器の構成を示す概略平面図であり、図５は図４のＹ－Ｙ’面での概略断面図である。図４および図５に示す無線機器１０１は、基材１１と、コイル状のアンテナ２１と、回路３１と、を備える。

本実施の形態２に係る無線機器１０１の構成は、絶縁膜２５１が基材１１上の略全面にわたって形成されている以外は、実施の形態１に係る無線機器１００の構成と同様である。この構成では、回路３１内の素子に含まれる絶縁膜の少なくとも一つは、絶縁膜２５１である。すなわち、回路内の素子に含まれる絶縁膜の少なくとも一つは、交差部における絶縁膜と共有される。

図６は、回路３１を構成する機能素子の少なくとも１つが薄膜トランジスタからなる場合の概略断面図である。なお、図６には、回路３１を構成する機能素子を一つしか示さないが、回路３１は複数の機能素子の集合体により、電気的な機能を実現するものであり、複数の薄膜トランジスタや、薄膜トランジスタ以外の機能素子を含んでもよい。

図６に示した薄膜トランジスタ２２０は、無線機器１０１と共通の基材１１上に、ゲート電極２２１と、絶縁膜２５１からなるゲート絶縁層と、ジャンパー線と同じ材料からなるソースおよびドレイン電極２２２と、半導体層３００とからなる。

ループ線とゲート電極２２１とを構成する材料は同じでも異なっていてもよいし、ジャンパー線とソースおよびドレイン電極２２２とを構成する材料も同じでも異なっていてもよい。

この薄膜トランジスタ２２０は、半導体３００がソース電極とドレイン電極の間の絶縁膜２５１上に存在する例であるが、薄膜トランジスタとして所望の特性が得られる限りにおいては、その構成は特に限定されない。薄膜トランジスタの他の構成としては、例えば、半導体３００がソースおよびドレイン電極２２２の下部にまで拡がった、いわゆるトップコンタクト型の薄膜トランジスタ構造や、半導体３００がソースおよびドレイン電極２２２の上部に拡がった、いわゆるボトムコンタクト型の薄膜トランジスタ構造が挙げられる。

半導体層３００の材料は、特に制限はないが、有機半導体やカーボンナノチューブ、グラフェンなどを単独、もしくは複合体として含むことが好ましい。特に、電気的な特性の観点から、半導体型のカーボンナノチューブを含むことが好ましく、特に金属型のカーボンナノチューブに対して、半導体型のカーボンナノチューブの比率が高い方が好ましい。具体的には、カーボンナノチューブの８０％以上が半導体型であることが好ましく、９０％以上が半導体型であることがより好ましい。また、半導体層３００は、表面の少なくとも一部に共役系重合体が付着したカーボンナノチューブ複合体を含むことがいっそう好ましい。このようなカーボンナノチューブ複合体としては、例えば国際公開第２００９／１３９３３９号に開示されているものが挙げられる。

以上説明した本実施の形態２に係る無線機器は、回路３１とアンテナ２１とに用いられる絶縁膜が共通化されていることにより、製造コストに優れる。

特に、ループ線とゲート電極２２１とを構成する材料、ならびにジャンパー線とソースおよびドレイン電極２２２とを構成する材料についても共通化されている場合には、その効果がより大きくなる。また、それに加えて、このような無線機器を製造する際には、回路３１とアンテナ２１を一括で製造することができるので、例えばシリコン半導体に代表されるＩＣ（集積回路）をアンテナ基板に貼り合わせる必要がない。それゆえに、薄く、かつフレキシブル性に優れ、ＩＣの剥がれなどがなく信頼性が高い無線機器を提供することが可能となる。

なお、ループ線の材料とジャンパー線の材料については、それぞれ回路３１を形成する薄膜トランジスタのゲート電極２２１とソースおよびドレイン電極２２２と同一とする場合、薄膜トランジスタの電気的特性や製造容易性の観点から、薄膜トランジスタに求められる材料や構成より決定されることが好ましい。例えば、ループ線の材料は、薄膜トランジスタのゲート電極２２１と半導体層３００とから決まるフラットバンド特性において、所望のフラットバンド電圧を実現するための材料が選定されることが好ましい。また、ジャンパー線の材料は、薄膜トランジスタのソースおよびドレイン電極２２２と半導体３００とのショットキー接合において、所望のショットキー障壁を実現するための材料が選定されることが好ましい。これらの観点から、ループ線の材料とジャンパー線の材料は互いに異なることが好ましい。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る無線機器の構成を示す概略平面図である。ここで、この無線機器１０２は、実施の形態１に係る無線機器の構成に加えて、さらに回路３２と２本の配線４００を介して接続されるセンシング部４０を有する構成である。

センシング部４０としては、例えば、水分の有無を検知する水分検知センサ、湿度を検出する湿度センサ、温度を検出する温度センサなどが挙げられる。

配線４００の数は２本に限定されず、１本や３本以上などでも良く、所望のセンシングが可能な限りにおいては特に限定されない。配線４００は、ループ線の上を、図示しない絶縁膜を介して横切っている。この図示しない絶縁層は、ループ線とジャンパー線との交差部に存在する絶縁膜２５０と共通していることが好ましい。

なお、図７の例においては、配線４００の線幅は一定として示しているが、ループ線がループ線と配線４００の交差による電気的な容量の影響を受け、無線通信特性が低下する可能性があることから、ループ線と配線４００が交差する部分における配線４００の線幅は、太くない方が良く、その交差する部分以外の部分における配線４００の線幅と比べて細くすることが好ましい。また、配線４００と交差する部分におけるループ線の線幅についても、他の部分に比べて細くすることで、配線４００とループ線の交差部の電気的な容量の低減を図ってもよい。ここで、配線４００の線幅が細くなっている領域は、上記交差部の直上だけでなくその前後も含めた、交差部より少し拡張した領域であってもよい。これは、製造のばらつきを考慮したものであり、その拡張量などは適宜製造者が自由に設定して問題ない。もちろん、配線４００の線幅が細くなっている領域は交差部の直上だけであってもよい。

配線４００の材料としては、アンテナ２０の材料と同様のものが挙げられる。製造コストの観点から、配線４００は、ジャンパー線と同一の材料で、ジャンパー線の形成と同時形成されることが好ましい。

配線４００は、センシング部４０にてセンシングされた情報がデジタル処理されたデジタル信号を伝達するものであってもよいし、センシング部４０にてセンシングされたアナログ情報をそのまま伝達するものであってもよい。

回路３２は、センシング部４０の仕様や特性に応じて、センシング部４０でのセンシング結果を処理するセンシング処理部と、アンテナ２０を通じて無線機器１０２の外部へセンシング結果を送信する無線送信部と、を備える。

図８は、図７に示す無線機器１０２における、アンテナ２０と接続する回路３２付近を模式的に示したブロック図である。センシング部４０と接続されるセンシング処理部は、センシング部４０で生成された信号を処理し、機能回路にセンシング結果をデジタル信号にて伝達する。機能回路は、センシング結果に応じた出力信号を生成し、無線送信部にその結果を伝達し、無線送信部はアンテナに接続された電力回路にその結果を伝達することで、電力回路からアンテナのインピーダンスを変化させ、外部へセンシング結果を通信する。

なお、本実施の形態３では、無線送信部は電力回路に接続される例を示したが、無線送信部はアンテナに直接接続されていても良く、センシング部４０でセンシングした結果を外部へ通信する限り、特にその構成や制御方法、接続は限定しない。また、外部にセンシング結果を通信する方式について、センシング結果が外部に無線で通信できる限りにおいては、そのプロトコルや周波数、通信方式、変調方式などは特に限定しない。さらに、図８には、電力回路、機能回路、センシング処理部、無線送信部からなる回路３２を示したが、それら以外の機能を有する回路や素子が含まれてもよく、所望の特性が得られる限りにおいて、その構成は特に限定されない。

センシング部４０は、コイル状のアンテナ２０の外側に配置されることが好ましい。アンテナ２０で決定される無線機器の特性に影響せず、機器にセンシング機能を付与できるからである。

以上説明した本実施の形態３に係る無線機器は、低コストで、フレキシブル性に優れ、電源や電池不要になることにより携帯性が向上したセンシング機能を備える無線機器の実現が可能となる。

（実施の形態４）
図９は、本発明の実施の形態４に係る無線通信システムを模式的に示す図である。図９に示す無線通信システム５００は、上述した実施の形態１に係る無線機器１００と、無線機器１００と無線通信可能な無線送受信機５０およびアンテナ５１と、を備える。

ここで、無線機器１００については、実施の形態１で示した無線機器のみでも構わないし、例えば、実施の形態１で示した無線機器に、非接触で電気的接続が可能なアンテナを貼り合わせて、無線通信を可能にした無線機器でも構わない。

無線送受信機５０は、無線機器１００への電力の供給と無線通信が可能である。無線送受信機５０の構成や構造は特に限定されないが、特定の周波数の無線を送信し、さらに、無線機器１００からのバックスキャッタ通信による信号を受信できる機能を有することが好ましい。

アンテナ５１としては、電磁波を用いる通信用のアンテナまたは磁界を用いる通信用のコイルアンテナ等が例として挙げられるが、所望の通信を可能とする限りにおいては、アンテナの種類や大きさなどは特に限定しない。なお、図９では、省略しているが、無線送受信機５０は、装置の外部とネットワーク回線に接続されており、必要に応じて無線機器１００との通信結果を外部に通信することができる。

以上説明した実施の形態４によれば、無線機器と無線送受信機とで通信を行い、無線機器に関する情報を外部に通信することが可能となる。

また、本実施の形態４に係る無線機器は、製品に貼付け、その製品の偽造防止用途として使用できる。具体的には、無線機器１００と無線送受信機５０との無線通信により、製品が正規品か偽造品かを判定する。ここで、無線通信の方法は、偽造防止の機能を実現できる限りにおいては、特に限定しない。また、製品は特に限定しないが、例えば、比較的高価なブランド品や化粧品、薬など偽造防止効果が比較的高いと想定される製品への適用が好ましい。また、本無線機器は、製品そのものに貼付けてもよいし、その梱包材に貼付けてもよく、貼付け場所や貼付け方法も偽造防止の機能を実現できる限りにおいては、特に限定しない。

（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５に係る無線通信システムである水分検知システムを模式的に示す図である。図１０に示す水分検知システム５０１は、上述した実施の形態３に係る無線機器１０２と、無線機器１０２と無線通信可能な無線送受信機６０およびアンテナ６１と、を備える。

無線機器１０２については、実施の形態３で示した無線機器のみでも構わないし、例えば、実施の形態３で示した無線機器に、非接触で電気的接続が可能なアンテナを貼り合わせて、無線通信を可能にした無線機器でも構わない。

ここで、無線機器１０２のセンシング部は、水分の検知を行う。例えば、センシング部に水分が付着することで電気的な特性、具体的には導電率や静電容量、インピーダンスなどが変化することを検知し、その結果を回路に伝達することで、水分の検知が可能になる。なお、水分の検知においては、水分のあり、なしの２段階を検出しても良いし、水分の量に応じた複数の状態を検出してもよい。

以上説明した実施の形態５によれば、無線機器と無線送受信機とで通信を行い、無線機器が水分を検知したという結果を外部に通信することが可能な水分検知システムを提供できる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る無線通信システムは、実施の形態５に示した無線機器１０２のセンシング部が梱包材等の開封の有無を検知するものである以外は実施の形態５と同一の構成をとる、開封検知システムである。

無線機器１０２のセンシング部は、梱包材等の開封により電気的な状態が変化する限りにおいてはその構成や材料などは特に限定しないが、例えば、梱包材等の開封により電気的に導通した状態から非道通の状態へ変化する構成をとることにより、実現できる。より具体的には、例えば、無線機器１０２中のセンシング部４０が梱包材等の開封部をまたぐように配置され、開封時にセンシング部４０内の配線が断線し、開封を検知できる。

以上説明した実施の形態６によれば、無線機器と無線送受信機とで通信を行い、無線機器が開封を検知したという結果を外部に通信することが可能な開封検知システムを提供できる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係る無線通信システムは、実施の形態５に示した無線機器１０２のセンシング部が温度を検知するものである以外は実施の形態５と同一構成をとる、温度検知システムである。

無線機器１０２のセンシング部は、温度の変化により電気的な状態が変化する限りにおいてはその構成や材料などは特に限定しないが、例えば、温度がかわると電気的な導電率が変化する構成および／または材料であることが好ましい。なお、ここで温度のセンシングは、温度そのものを検出してもよいし、一定の温度以上、もしくは一定の温度以下となった場合のみセンシング結果が変化する方式でもよい。

以上説明した実施の形態７によれば、無線機器と無線送受信機とで通信を行い、無線機器が検知した温度に関する情報を外部に通信することが可能な温度検知システムを提供できる。

１０、１１ 基材
２０、２１ アンテナ
３０～３２ 回路
４０ センシング部
５０、６０ 無線送受信機
５１、６１ アンテナ
１００～１０２ 無線機器
２０１、２１１ 渦巻き（ループ）部
２０２、２１２ ジャンパー部
２０３Ａ、２０３Ｂ、２１３Ａ、２１３Ｂ コンタクト
２０４Ａ、２０４Ｂ、２１４Ａ、２１４Ｂ 交差部
２２０ 薄膜トランジスタ
２２１ ゲート電極
２２２ ソースおよびドレイン電極
２５０、２５１ 絶縁膜
３００ 半導体層
４００ 配線
５００ 無線通信装置
５０１ 水分検知システム

Claims (15)

1. 基材と、コイル状のアンテナと、回路と、を備える無線機器であって、
   前記アンテナは、その少なくとも一部が絶縁膜を介して上下で交差する交差部を有し、
   前記交差部におけるアンテナの線幅が、前記交差部以外の部分におけるアンテナの少なくとも一部の線幅よりも細いことを特徴とする、無線機器。
2. 前記絶縁膜の厚みが１μｍ以下である、請求項１に記載の無線機器。
3. 前記アンテナの交差していない部分における前記アンテナの線幅が１００μｍより大きく２０００μｍより小さい、請求項１に記載の無線機器。
4. 前記交差部における前記アンテナの線幅が１０μｍより大きく５００μｍより小さい、請求項１に記載の無線機器。
5. 前記回路部の少なくとも一部は、コイル状に形成された前記アンテナ部の内側に配置されてなる、請求項１に記載の無線機器。
6. 前記交差部における前記アンテナの厚みが上下で異なる、請求項１に記載の無線機器。
7. 前記交差部における前記アンテナの材料が上下で異なる、請求項１に記載の無線機器。
8. 前記回路内の素子に含まれる絶縁膜の少なくとも一つは、前記交差部における絶縁膜と共有される、請求項１に記載の無線機器。
9. 請求項１に記載の無線機器であって、偽造防止用途に使用される無線機器。
10. 請求項１に記載の無線機器であって、前記回路と接続されるセンシング部をさらに備える、無線機器。
11. 請求項９に記載の無線機器であって、前記センシング部は、コイル状に形成された前記アンテナ部の外側に配置される、無線機器。
12. 請求項９～１１のいずれかに記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含む、無線通信システム。
13. 請求項１０または１１に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は水分を検知する、水分検知システム。
14. 請求項１０または１１に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は梱包材の開封の有無を検知する、開封検知システム。
15. 請求項１０または１１に記載の無線機器と、前記無線機器への電力の供給および前記無線機器との無線通信が可能な無線通信機と、を含み、前記センシング部は温度を検知する、温度検知システム。

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