使用标签先言协议的印刷式无线射频识别电子标签

摘要

本发明是公开一种使用标签先言协议的印刷式无线射频识别电子标签。在一具体实施例中，与读取器无线通信的电子标签包含：(i)具有识别码并且包含至少一印刷层的存储区，以及(ii)用以提供一位串的电路，一预定的静止期接在该位串之后，该位串是与识别码相关。举例来说，在一系统中，在一组给定的操作状态下，供每一电子标签或装置使用的唯一识别码，能够允许读取器根据一位串的长度及/或值识别多重电子标签。

说明书

技术领域

本发明是关于商品电子防盗系统(Electronic article surveillance，EAS)、高频(High frequency，HF)、超高频(Ultrahigh frequency，UHF)、射频(Radiofrequency，RF)及/或无线射频识别(RFID)电子标签及装置。更特别地，本发明的具体实施例是关于EAS，HF，UHF，RF及/或RFID结构及其制造方法。

背景技术

典型地，低成本的无线射频识别系统是包含一查询器(Interrogator)或读取器(Reader)，以及一电子标记(Electronic lebel)或电子标签(Tag)。该射频识别系统可被广泛地应用在零售、供应链管理、物流、图书管理以及行李领取系统等。其它新的应用包括车辆收费追踪及/或管理。相对于常见的条形码以及磁性媒体系统，RFID系统的优势在于可同时读取多个电子标记。此种可同时读取多个电子标记的能力，使得自动化的数据提取以及识别更加快速。举例来说，存货的追踪、分类以及处理运作将会更加快速及有效率。

请参阅图1，图1是绘示常见RFID电子标签系统100的读取器，在一时间内，与单一个电子标签互相作用的功能方块图。如图1所示，计算机102能够连结至一查询源104并且查询源104能够通过天线106与电子标签110通信。电子标签110能通过无线传输，提供信息至天线106，然后被检波器108提取并且反馈至计算机102。举例来说，电子标签110能够提供一简单的数据位串至计算机102。举例来说，在零售的应用方面，无论一特定品目是否被购买，电子标签110皆能够传达信息至计算机102。在许多应用方面，标号102、104、106以及108所表示的装置中，部分或全部可能被整合至一常见的实体中，亦即所谓的“读取器”。

请参阅图2，图2是绘示常见的电子标签系统200用以同时读取多个电子标签的应用。如图2所示，收费站206能够使用电子标签系统，以判定通过收费站的车辆是否已付费(例如，通过签帐或信用账户)，进而使用路权。换言之，在每辆车停驻在收费站以付费给收费站的人之外，此应用是为另一个选择。过收费站的车辆可具有一相关的电子标签(例如，电子标签202-0、202-1以及202-2)，电子标签是贴设在车辆上。包含RF电磁波208的电磁场可在查询器/读取器204与每一个电子标签202-0、202-1以及202-2之间传递信息。其它像这种读取多重电子标签的应用，举例来说，还包括零售、图书或存货管理、保全或动物识别(例如，宠物)等。

为了扩充典型的RFID系统，以支持读取多重电子标签的能力，防冲突区块及/或算法是能够应用于该查询器，以及电子标记或电子标签。两种常见的防冲突区块机制是分为“标签先言”(TTF)以及“读取器先言”(RTF)。在TTF方法，只要电子标记还在查询器所提供的一持续的电磁场范围内，电子标记就能够间歇性地传播信号。该电磁场必须持续一段时间，并且该段时间是大于该电子标记于屡次间歇性传播信号的时间间隔。在RTF此机制，查询器以及一个被读取的电子标记之间，必须建立一个通信连结，藉此，根据源自查询器的指令以及仲裁机制，电子标记能够直译以及传输信号。一般而言，在RTF方法中，查询器以及电子标记的设计较为复杂(例如，电子标记电路中的晶体管数目)。因此，此方法的缺点之一在于其成本相当高昂，使得许多预期的应用因费用庞大而无法实现。

另一方面，有关查询器以及电子标记电路的设计，两者皆采用一般较便宜的TTF方法，因此支持整体较低的系统成本。近来，电子标记传统上执行TTF时，普遍需要一信息间隔电路。该信息间隔电路可在制造电子标记时被固定于其内，并且在使用中可编程，或者在操作中可再编程。然而，传统上制造电子标记电路的方法普遍使用常见的光刻技术，由于一般工艺的目标为降低晶片之间的差异，所以此种常见的光刻技术，在读取多重电子标签的应用中，设计信息间隔电路时，实际上可能导致不足的差异。

在解决信息间隔电路设计中不足的差异时，传统上的方法是使用一虚拟随机数产生器电路(Pseudo-random number generator circuit)。虚拟随机数可用以在设计电子标记时，创造出足够的差异，该足够的差异在数个电子标签与同一个查询器通信时，存在于各个通信之间的信息间隔。然而，此种虚拟随机数产生器电路在设计电子标记上相当繁复，导致成本相当高昂，因此使得许多预期的应用，例如，EAS及/或RFID系统，因费用庞大而无法实现。目前所需要的是一简化的、有成本效益的方法，使得EAS及/或RFID系统适当地应用在读取多重电子标签上，该读取多重电子标签的应用是使用TTF防冲突区块机制。

发明内容

本发明提供一种使用标签先言协议的印刷式无线射频识别电子标签。其具体实施例是关于EAS、HF、UHF及/或RFID设计所使用的方法、算法、结构、电路及/或系统，该EAS、HF、UHF及/或RFID设计，适当地应用在读取多重电子标签上，该读取多重电子标签的应用是使用TTF防冲突区块机制。

在一具体实施例中，与读取器无线通信的电子标签包含：(i)具有识别码并且包含至少一印刷层的存储区，以及(ii)用以提供一位串的电路，一预定且唯一的(Unique)静止期接在位串之后，位串是与识别码相关。电子标签或装置包含预先编程的存储位(例如，通过印刷而编程的值)，或包含，例如，由常见的光刻技术所形成的存储位，但是此存储位具有以印刷技术制成的连结，用以形成识别码。举例来说，在一系统中，在一组给定的操作状态下，供每一个电子标签或装置使用的唯一识别码，能够允许一个读取器根据一位串的长度及/或值识别多重电子标签。

根据所述的电子标签，其中所述至少一印刷层是在一组预定的读取器操作状态下，用以唯一地与所述存储区中的多个存储位相连接。

根据所述的电子标签，其中所述电子标签是在所述读取器所提供的电磁场下，引发和所述读取器间的所述无线通信。

根据所述的电子标签，其中所述预定且唯一的静止期是以程序写入所述存储区。

在另一具体实施例中，在无线通信系统中，操作识别电子标签或装置的方法包含：(i)使用印刷技术对电子标签的识别码编程；(ii)当电子标签在一电磁场下，根据识别码，传送一位串至读取器，电磁场具有足够使电子标签运作的功率以及频率；以及(iii)在一预定的静止期使电子标签停止作用。印刷技术可包含激光印刷、网版印刷、柔性版印刷、胶版印刷、喷墨(Ink jetting)、凹版印刷、激光曝光(Laser writing)及/或激光图像形成技术(Laser definitiontechnology)。印刷技术可使用金属纳米颗粒(Metal nanoparticle)及/或液态硅烷基墨水。

在另一具体实施例中，在无线通信系统中，操作识别电子标签或装置的方法包含：(i)使用印刷技术对电子标签的识别码编程；(ii)当电子标签在一电磁场下，根据识别码，传送一位串至读取器，电磁场具有足够使电子标签运作的功率以及频率；以及(iii)在一静止期使电子标签停止作用，静止期对于电子标签是唯一的。一般而言，“静止期”是和不同的环境与物理变量有关，例如，用于电子标签的功率，以及电子标签内的电子元件在功能性及/或编程上的变异。此外，“唯一”时期指的是一可能性，亦即在一组给定的或全部的电子标签中，在电子标签的外，其它电子标签在一段时期的一个时间点上，合理上可能落入读取器的检测及/或响应范围内，但在该同样时期将会不作用的可能性。

本发明一种制造一电子标签的方法，所述方法包含下列步骤：

使用至少一印刷层以形成具有一识别码的一存储区；以及

形成用以提供一位串的电路，一唯一的静止期接在所述位串之后，所述位串是与所述识别码相关。

根据所述的方法，其中所述至少一印刷层是由包含喷墨、激光曝光、或激光图像形成技术的工艺所形成。

根据所述的方法，其中所述喷墨、激光曝光、或激光图像形成技术是使用金属纳米颗粒、有机金属(organometallic)或液态硅基墨水(liquidsilicon-based ink)。

根据所述的电子标签的方法，所述方法包含下列步骤：

在所述读取器所提供的一电磁场下，根据所述识别码，传送所述位串至所述读取器；以及

在所述预定的静止期使所述电子标签停止作用。

在另一具体实施例中，一种无线识别系统包含：(i)具有一使用印刷技术而程序内建的第一识别码的第一电子标签，在一电磁场下，第一电子标签是用以传送第一位串，第一位串具有第一长度及/或值，第一长度及/或值是根据第一识别码，通过算法而决定；(ii)具有一使用印刷技术而程序内建的第二识别码的第二电子标签，在一电磁场下，第二电子标签是用以传送第二位串，第二位串具有第二长度及/或值，第二长度及/或值是根据第二识别码，亦通过算法而决定；以及(iii)在一电磁场下，用以接收第一电子标签以及第二电子标签的读取器，读取器能够识别第一长度及/或值以及第二长度及/或值。

本发明提供一种电子标签群组，用以和一读取器无线通信，所述电子标签群组中的每一电子标签包含：

存储区，具有一识别码，并且包含至少一印刷层；以及

电路，用以提供一位串，一预定且唯一的静止期接在所述位串之后，所述位串与所述识别码相关。

根据所述的电子标签群组，其中所述至少一印刷层是在一组预定的读取器操作状态下，用以唯一地与所述群组中的每一个电子标签的所述存储区中的多个存储位相连接。

本发明的具体实施例是有利地提供可靠并且简化的方法，该方法是用于具有读取多重电子标签能力的EAS、HF、UHF及RFID系统中，EAS、HF、UHF及RFID系统是使用TTF防冲突区块机制。另外，通过印刷技术有助于实施本发明的具体实施例。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。

附图说明

图1表示常见RFID电子标签系统的读取器，在一时间内，与单一个电子标签互相作用的功能方块图。

图2表示常见的电子标签系统用以同时读取多个电子标签的应用。

图3为电子标签或装置的一示范布局。

图4A表示高频段电子标签设计的功能方块图。

图4B表示超高频段电子标签设计的功能方块图。

图5表示一适于实施的RFID功能方块图。

图6A至图6B表示不同电子标签设计的功能方块图。

图7表示操作一电子标签的流程图。

其中，附图标记说明如下：

100电子标签系统

102计算机

104查询源

106天线

108检波器

110电子标签

200电子标签系统

202电子标签

204查询器/读取器

206收费站

208射频电磁波

300电子标签或装置

310逻辑区

320天线区

322L型总线

325天线区

330电荷泵浦区

400高频电子标签设计

400′超高频电子标签设计

410天线

420时钟恢复区块

430高频-直流转换器区块

440调制器区块

440′调制器区块

450逻辑和输入/输出控制区块

455偶极天线

460存储器

470时钟恢复区块

480超高频-直流转换器区块

500RFID设计

502全波整流器

504时钟提取器

506序列发生器

508存储阵列

510数据编码器

512数据调制器

600电子标签设计

602天线区

604供电电路

606时钟子电路

608计数器

610解码器

612存储区

614回路重置电路

616输出端

600′电子标签设计

652天线区

654供电电路

656时钟子电路

658循环移位寄存器

660循环移位寄存器

662存储区

664延迟/重置电路

666输出端

700-712流程步骤

具体实施方式

本发明的具体实施例在此将有更详细的举例，其范例将配合图标而说明。通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等同性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范围内。此外，以下本发明的细述中，提出许多具体的细项，是为了对本发明能有一完善的了解。然而，该领域的技术人员是能明确地实施本发明，而不需通过该具体的细项。在其它实例中，熟知的方法、步骤、元件以及电路是没有详述，目的是避免本发明具有不必要且晦涩的面向。

以下的细述部分是以过程、步骤、逻辑区块、功能区块、处理，以及其它操作上象征的代表，像是编码、数据位、数据串或计算机内的波形、处理器、控制器及/或存储器而呈现。该数据处理领域的技术人员一般是通过此描述及代表，用以有效地表达其领域的内容予该领域的其它技术人员。此处的过程、步骤、逻辑区块、功能区块及处理等，是被视为一连串有条理的步骤或指示，以达成预期的结果。该步骤一般是包含物理量的物理操作。这些物理量通常，但非必要，以下列形式表示：电性、磁性、光学或量子信号。上述形式是能通过一计算机或数据处理系统，而被存取、转移、结合、比较及操作。除有时被证实具便利性外，大部分基在常用的理由下，是将这些信号表示成位、波、波形、串行、值、元素、符号、特性、术语、数字之类，以及计算机程序或软件里的表示，像是程序代码(可为目的码、来源码或二进制代码)。

然而，需注意的是，所有这些及类似的名称是和适当的物理量及/或信号相关，并且只是用于这些物理量及/或信号的便利的符号。除非另有具体声明及/或于以下讨论是显而易见的，否则在整个申请书中，若讨论中使用到，例如，“处理”、“操作”、“计算机工作”、“计算”、“决定”、“运用”及“转换”等，其所指的是计算机或数据处理系统的动作或过程，或指类似的处理装置，该装置是操作及转换以物理量(例如，电子的)表示的数据。该专门术语表示该处理装置的动作及过程，并且该处理装置是操作或转换一电路、系统或结构(例如，寄存器、存储器，或其它如此的信息储存、传输或显示装置等)的元件其内部的物理量为其它数据，该数据同样以物理量表示，并位于同样或不同系统或结构的其它元件内。

此外，在此申请案中，“电线”、“线路”、“行列”、“信号”、“导体”及“总线”等专门术语指的是任何已知的结构、建设、排列、技术、方法及/或过程，其实际从一电路的一点传递至其它点。并且，除非于本文另指其它用法，否则“已知”、“给定”、“某个”、“预定”的名称一般是指一值、数量、参数、限制、条件、状态、过程、步骤、方法、实施或结合。上述所指在理论上是可变的，然而，一般是预先设定并且在施行中不会更动。

同样地，为求便利及简化，“频率”、“时间”、“计时”、“速率”、“期间”、“频率”等专门术语，通常是可交替的且可能交替实施，但一般是给定其该领域所认知的意义。同样地，为求便利及简化，“数据”、“数据串”、“位”、“位串(Bit string)”、“波形”、“信息”、“连接至”、“与...耦接”、“耦接至”及“和...通信”等专门术语，可能交替实施，但一般是给定其该领域所认知的意义。此外，“电子标签””是指包含多个附属结构的单一装置或薄片及/或卷筒，其适用于商品电子防盗系统(Electronicarticle surveillance，EAS)、高频(HF)、超高频(UHF)、射频(RF)及/或无线射频识别(RFID)目的及/或应用。

本发明的具体实施例是关于EAS、HF、UHF及/或RFID设计所使用的方法、算法、结构、电路及/或系统。EAS、HF、UHF及/或RFID设计，适当地应用在读取多重电子标签上，该读取多重电子标签的应用是使用TTF防冲突区块机制。举例来说，与读取器无线通信的电子标签包含：(i)具有识别码(Identifier)并且包含至少一印刷层(Printed layer)的存储区，以及(ii)用以提供一位串的电路，一预定且唯一的静止期接在该位串之后，位串是与识别码相关。电子标签或装置能够包含预先编程的存储位(例如，通过印刷而编程的值)，或包含，例如，由常见的光刻技术所形成的存储位，但是此存储位具有以印刷技术制成的连结，用以形成识别码。举例来说，在一系统中，在一组给定的操作状态下，供每一个电子标签或装置使用的唯一识别码，能够允许一个读取器，根据一位串的长度及/或值，识别多重电子标签。

在另一具体实施例中，在无线通信系统中，操作识别电子标签或装置的方法及/或算法包含：(i)使用印刷技术对电子标签的识别码编程；(ii)当电子标签在一电磁场下，根据识别码，传送一位串至读取器，该电磁场具有足够使电子标签运作的功率以及频率；以及(iii)在一预定的静止期使电子标签停止作用。印刷技术可包含激光印刷、喷墨、凹版印刷、激光曝光及/或激光图像形成技术。印刷技术可使用金属纳米颗粒及/或液态硅烷基墨水。

在另一具体实施例中，在无线通信系统中，操作识别电子标签或装置的方法包含：(i)使用印刷技术对电子标签的识别码编程；(ii)当电子标签在一电磁场下，根据识别码，传送一位串至读取器，该电磁场具有足够使电子标签运作的功率以及频率；以及(iii)在一静止期使电子标签停止作用，该静止期对于电子标签是唯一的。通常，“静止期”是和不同环境里的变异以及物理参数有关，例如，传送至电子标签的功率、温度、电磁干扰(EMI)以及电子标签电路内的元件在电性及/或编程上的变异...等。印刷技术可包含激光印刷、喷墨、凹版印刷、激光曝光及/或激光图像形成技术。印刷技术可使用金属纳米颗粒及/或液态硅烷基墨水。

在另一具体实施例中，一种无线识别系统(Wireless identification system)包含：(i)具有使用印刷技术而程序内建的第一识别码的第一电子标签，在一电磁场下，第一电子标签是用以重复传送第一位串，接在第一位串之后为第一静止期，第一位串具有第一长度及/或值，第一长度及/或值是根据第一识别码，通过算法而决定；(ii)具有使用印刷技术而程序内建的第二识别码的第二电子标签，在一电磁场下，第二电子标签是用以传送第二位串，接在第二位串之后为第二静止期，第二位串具有第二长度及/或值，第二长度及/或值是根据第二识别码，亦通过算法而决定；以及(iii)在一电磁场下，用以接收第一位串以及第二位串的读取器，读取器能够识别第一长度及/或值以及第二长度及/或值。

本发明进一步关于通过此结构、方法以及电路，用以实施多重电子标签系统。本发明的具体实施例是有利地提供可靠并且简化的方法，该方法是用于具有读取多重电子标签能力的EAS、HF、UHF及RFID系统中，该EAS、HF、UHF及RFID系统是使用TTF防冲突区块机制。另外，通过印刷技术有助于实施本发明的具体实施例。关于本发明的各个方面可以通过以下相关的示范实施例得到进一步的了解。

根据本发明的不同实施例，使具有读取多重电子标签能力的EAS、HF、UHF及RFID系统作用的结构或电路可包含一印刷电路，该印刷电路使用一相当简单的“标签先言”(TTF)防冲突区块机制。此外，该电路非常易于打印并且可包含电子标签或电子标记，根据该应用，电子标签或电子标记具有一唯一的信息间隔。并且，相关的查询器或读取器装置的设计亦可以非常简单。本发明的具体实施例，特别适于在处理时间不足的情况下，但又需相当快的读取时间的应用上。在此应用上，读取器或电子标记形成通信连结，并且处理传统的读取器-电子标签指令架构和防冲突仲裁机制(例如，如上述的RTF方法)。

根据本发明的具体实施例，成本相当低的制造方法，其中包含简单的印刷技术，可能被使用。该简单的印刷技术可为激光印刷、喷墨、凹版印刷、激光曝光及/或激光图像形成技术。该印刷技术使用金属纳米颗粒及/或液态硅烷基墨水(如美国临时专利申请案第60/697,599号(申请日：2005年7月8日)；以及下列美国专利申请案，案号：11/249,167、11/246,014、11/243,460、11/203,563、11/104,375、11/084,448、10/956,714、10/950,373、10/949,013、10/885,283、10/789,317、10/749,876及/或10/722,255，申请日分别如下：2005年10月11日、2005年10月6日、2005年10月3日、2005年8月11日、2005年4月11日、2005年3月18日、2004年10月1日、2004年9月24日、2004年9月24日、2004年7月6日、2004年2月27日、2003年12月31日及2003年11月24日)。举例来说，半导体层(例如，包含掺杂及/或未掺杂的硅或硅-锗)可由一墨水打印，该墨水包含位于一适当溶剂中的硅及/或锗纳米微粒及/或一液相硅烷，以及锗烷(Germane)及/或硅锗烷(Silagermane)。举例来说，该硅烷、锗烷以及硅锗烷的化学式为A_xH_y，其中A代表Si或Ge(Si为佳)，x是介于3至1000之间(4至20，或5至10为佳)；当x≥10或20，y介于x至2x+2(2x为佳)，x可来自该硅烷、锗烷及/或硅锗烷的平均分子量。金属层可由一墨水打印，该墨水包含适当溶剂中的金属纳米微粒(例如，银、铜、金、钯、钼及铝等)。较佳的溶剂包含环烷烃，例如，环己烷、环辛烷及以十氢化萘等。

一般而言，根据本发明的具体实施例的印刷电路可包含：天线区(Antennasection)、供电电路(Power-up circuit)、时钟子电路(Clock subcircuit)、计数器(Counter)、存储区(Memory portion)、解码器(Decoder)、回路重置电路(Loopreset circuit)以及输出端(Output stage)。所有上述的电路部分都是可打印的，使得整个系统的成本得以降低。因此，该制造过程也能提供个别电子标签的实时定制化服务。

根据本发明的具体实施例中，印刷电路的另一个具体实施例可包含：天线区、供电电路、时钟子电路、存储区、用以选择存储器中特别位的循环计数器、可变延迟电路以及输出端。所有上述的电路部分都是可打印的，使得整个系统的成本得以降低。因此，该制造过程也能提供个别电子标签的实时定制化服务。

根据本发明的具体实施例的一种操作电子标签的方法通常包含下列步骤：(i)在初始供电后，传送一位串(可能已被激光编程至存储器中)；(ii)在一期间内(此时间长度可能也被激光编程至存储器中，或可能由不同的环境或物理参数所决定)使电子标签不作用；以及(iii)重复传播该位串。一般来说，该位串的传输过程是包含一静止期及接在其后的该位串的再传输，只要电子标签保持在一适当的电磁场中，传输过程将能持续进行。

下面描述RFID电子标签的示范架构。

RFID电子标签的示范架构及装置一般是包含功能区块，例如：(i)天线；(ii)射频-直流转换；(iii)频率以及数据信号的解调；(iv)执行控制及读出的逻辑；(v)存储器；以及(vi)调制。包含上述及其它功能区块以及布局安排的具体范例，将在以下更详细地说明。

图3为电子标签或装置300的一示范布局，其包含逻辑区310、天线区320及325，以及电荷泵浦区330。装置300可具有介于5至25mm的长度、介于1至5mm的宽度(1至3mm为佳)以及介于5至100mm²的总面积(10至50mm²为佳)。装置300的尺寸是2mm×12.5mm。图4A及图4B将更详细地说明逻辑区310。另外，逻辑区310可进一步包含输入/输出控制部分、存储器或信息储存部分、时钟恢复部分及/或信息/信号调制部分。

天线区320是通过L型总线322耦接至电荷泵浦区330。电荷泵浦区330的一部分亦覆盖天线区325。电荷泵浦区330传统上是通过电容、二极管及/或内部连接，耦接至天线区320及325。举例来说，电荷泵浦区330可包含多个端(Stage)(在一具体范例为8端)，并且电容在覆盖每一天线的部分(例如，电荷泵浦区330覆盖总线322或天线区325的部分)可具有介于100至400mm²的面积。

图4A表示高频(HF)段电子标签400的功能方块图，而图4B表示超高频(UHF)段电子标签400′设计的功能方块图。高频电子标签400包含天线410、时钟恢复区块420、高频-直流转换器区块430、调制器区块440、逻辑和输入/输出控制区块450，以及存储器460。超高频电子标签400′包含偶极天线455、时钟恢复区块470、超高频-直流转换器区块480、调制器区块440′、逻辑和输入/输出控制区块450，以及存储器460。

高频天线结构在作为一平面螺旋电感器线圈(Planar spiral inductor coil)时所耗费的成本最低，而谐振槽路电容器(Resonant tank capacitor)耦接至平面螺旋电感器线圈(例如，图3中的电荷泵浦区330)。高质量(高电压/功率提取)的LC线圈必须具备低电阻率，而使用金箔或是厚印刷膜能够达成上述需求。在超高频中，天线一般以全波长偶极或半波长偶极(Full or half-wave dipole)，或偶极导数型式(Dipole-derivative form)存在。上述型式支持交流电波的传输，交流电波在线圈中传输时，无显著的直流电传导或长距离的传导。并且，该天线提取的趋肤深度(Skin depth)在超高频中较浅。因此，超高频天线可以是金属薄膜或甚至是印刷导体薄膜，该印刷导体薄膜的材料可为银浆(Agpaste)。在某些设计的具体实施例中，高频或超高频天线可直接形成在用于整合电路的金属基板中，或者该基板可形成中等尺寸(例如，尺寸介于整体天线以及半导体内含装置整合电路区域)的转接板(Interposer)或签带(Strap)(例如，薄塑料或玻璃片，其作为接续形成的硅基装置的基板)，转接板或签带之后可附加至一外部的天线。

射频-直流转换可通过整流器(一般是电压倍压器)或薄膜二极管结构来达成，薄膜二极管结构是在高频或超高频下，以硅墨水形成。在高频下亦可使用二极管形式薄膜晶体管(例如，栅极连结至同一晶体管的源极或漏极)。若基于硅墨水层而构成的薄膜装置，其迁移率在二极管传输方向大于10cm²/vs，掺杂浓度介于1017cm^-3至1020cm^-3之间，并且接触电阻等级为10^-5ohm-cm²，则薄膜装置有助于GHz频段的整流，并获得足够的功率以驱动RFID电路。上述的立式硅墨水二极管结构以及自准薄膜晶体管已在实验中证实，其由GHz整流至直流的栅极延迟小于2纳秒(nsec)。

频率以及数据信号可能需要编码，以作为在射频载波信号上的一次载波或次载波调制。光学信号的提取可能需要滤波以及使用调制电容。

执行控制及读出(I/O)功能的逻辑可由薄膜晶体管实现，薄膜晶体管(TFTs)是使用如上述材料的CMOS或NMOS科技制造。CMOS在功率效能方面具有显著的优点，但相较于NMOS，需要额外的处理程序。

存储器结构可包含简单的只读存储器(ROM)，其由一数字电阻网络所提供，并在工艺中定义。一次编程只读存储器(One-time programmable ROM，OTP ROM)可包含传统的熔丝(Fuse)或反熔丝(Anti-fuse)架构，而薄膜型式的挥发性电子擦除式只读存储器(Nonvolatile EEPROM)可包含具有一浮动栅极(Floating gate)的TFT。编程及擦除式电路(以及用以反抗编程及擦除电压的装置)也能够照传统方式设计以及制造，如上所述。

在高频段，调制一般是由负载调制和内部并联晶体管(Shunt transistor)并联共振电容器(Resonant capacitor)。通过制造在增强模式下并由硅烷墨水成形的调制器TFT，当晶体管在工作中，形成电子标签的天线的LC线圈短路。上述情况大幅降低电路的Q值以及对读取器线圈的耦接。当TFT充分地切换至“off”时，LC线圈的Q值再储存。以此方法，调制信号可以由电子标签传送至读取器。在超高频段，类似的现象也改变天线的散射剖面以及调制至读取器的背向散射信号。上述可通过负载调制TFTs达成，负载调制TFTs改变天线的阻抗，因此也改变背向散射信号。由于潜在功率的损失，使用变容调制是有帮助的，而变容调制是消除UHF天线阻抗的虚数项，并且UHF天线是使用MOS电容装置或变容二极管。MOS电容装置或变容二极管是可通过此述的TFT及二极管工艺形成，该工艺也用于逻辑TFTs、整流器及/或解调器二极管。

用于逻辑及存储器的薄膜晶体管的布局是根据本发明而设计，该设计使用8μm及2μm设计规则。根据8μm规则(假设精密对准(Registration/alignment)的变异限度为±2μm)，晶体管的平均面积是大约9776μm²，并且每1mm²内可放置100颗晶体管。根据2μm规则，晶体管的平均面积是大约3264μm²，并且每1mm²内可放置300颗晶体管。

传统上，RFID电子标签的操作是由最小射频领域(及功率)所限制，最小射频领域为驱动电子标签所需。一旦电子标签能被驱动并且维持必须的电压，电子标签以及读取器之间的通信便可达成。

如图5所示，根据本发明的具体实施例，一示范的区块示意图是表示一适于实施的RFID设计，其以符号500表示。一电磁场是引发于外部线圈上，外部线圈和线圈1及线圈2的端点连结，并且跨越电容CR。跨过线圈的交流电压是通过全波整流器502整流，以形成一直流电，该直流电跨过端点VDD/VSS以及供应电容CS。

时钟提取器504能产生用于序列发生器506的逻辑时钟。存储阵列508能被序列发生器506所产生的信号所存取，用以输出序列数据至数据编码器510。调制控制可由数据编码器510产生并提供至数据调制器512，然后输出至读取器。

下面描述示范电子标签。

与读取器无线通信的示范电子标签包含：(i)具有识别码并且包含至少一印刷层的存储区，以及(ii)用以提供一位串的电路，一预定的静止期接在该位串之后，位串与识别码相关。电子标签或装置能够包含预先编程的存储位(例如，通过印刷而编程的值)，或包含由常见的光刻技术所形成的存储位，但是此存储位具有以印刷技术制成的连结，用以形成该识别码。举例来说，在一系统中，在一组给定的操作状态下，供每一个电子标签或装置使用的唯一识别码，能够允许读取器，根据一位串的长度及/或值，识别多重电子标签。

如图6A所示，根据本发明的具体实施例，一示范的区块示意图表示电子标签设计，其以符号600表示。一般而言，根据本发明的具体实施例的印刷电路包含：天线区602、供电电路604、时钟子电路606、计数器608、存储区612、解码器610、回路重置电路614以及输出端616。所有上述的电路部分皆为可印刷的，使得整个系统的成本得以降低。因此，根据本发明的具体实施例，该制造过程也能提供个别电子标签的实时定制化服务。

举例来说，天线是可通过操作在13.56MHz的LC共振电路而实现。此外，天线可通过偶极或类似此种天线而实现，此种天线操作在900MHz或2.4GHz。一般而言，天线可用以提供操作电子标签电路所需的功率，以及将来自电子标签的信息传达至读取器或查询器。通过供电电路604，对天线602所集结的射频信号整流以及蓄积整体电荷(Resultant charge)至储存电容器的过程中，能量是可被提取出的。因此，当电子标签进入具有足够电磁场的空间，电容器开始充电，而跨越电容器的电压因此增加，并且，电磁场是由邻近的读取器所传输。当电压达到充分值会产生“使能(Enable)”信号，该使能信号EN能够启动电路操作(例如，耦接至时钟606及计数器608)。

在一示范的时钟子电路606中，可以产生用以同步操作相关电路(例如计数器608)的时钟信号。时钟信号可通过以下方式产生：将天线602所接收的入射射频信号向下分频、使用单芯片振荡器产生本地时钟信号、或从接收的射频信号中，解调读取器所提供的时钟信号。举例来说，时钟信号是用以驱动计数器608，因此，电子标签电路600被驱动后，计数器608即从重置状态开始计数。

当计数器的值增加，计数器的输出是用以接续地选择存储区612中的特定位。根据本发明的具体实施例，此一存储阵列是可使用如上所述的不需掩模的工艺技术(例如，印刷工艺)而定做，且可用以形成一、二或多层的电子标签。在一具体实施例中，形成存储区612的存储位是可能使用传统的光刻技术而制作，并且存储区612的输出信号，是能够使用不需掩模的工艺(例如，在此所述的一或多次印刷及/或激光曝光/图像形成工艺)而相连结，用以设计定做的位序列。此一定做的存储区，和上述的产生存储位的移位寄存器及/或虚拟随机数产生器机制比较起来，占用较少的装置区域。

电子标签或装置600中的存储区612所提供的位，是可被传送至输出端616作为一信息(例如，一位串的形式)转移，然后传至读取器或查询器。举例来说，信息转移是通过调制电子标签的阻抗而完成。另外，其它常见的调制机制，例如，波幅调制及/或时钟调制，亦可能根据本发明的具体实施例而使用。

在操作中，当计数器608进行其计数序列时，不同的位或一预先定义的位串的部分能转移至读取器。同时，回路重置614能监控计数器608的状态。在一具有适当长度的位串完全传送至读取器后，电子标签600是“处于不作用状态(Go silent)”，并保持在此状态下，直到计数器的状态达到一特定值后，离开此状态。举例来说，回路重置614能够以计数器的值和一值做比较，并且该值是可能在制造电子标签时，以激光熔丝而编程。当计数器的值和该编程的值在逻辑上相同时(例如，每一值的每一位相符)，回路重置614能够重置计数器608，并且整个过程能重复进行。

在一预定的期间内(例如，1秒)，X电子标签能传播信号，并且能被传统的RFID系统及/或科技所读取/识别。“X”可以是一整数，例如，10、12、20或更多装置。此外，除了增加读取一位串中的位数外，其它技术的发展能在2N电子标签或装置传播信号时，识别2N电子标签或装置。举例来说，“N”可以足一整数，例如，5、8、10或更大的整数。

此外，一唯一的电子标签识别号码能用以产生每一电子标签或装置所对应的唯一延迟。传统的软件及/或演算方法能转变每一唯一的电子标签识别号码为具有不同长度的位序列。举例来说，位序列的长度能介于7至16，并且能以延迟的形式造成足够的区别，该区别是介于两个随机的电子标签或装置之间。因此，在一组检测状态下，任两个电子标签因为不同的位序列能够被识别，不同的位序列起因于已编程的唯一电子标签识别号码(例如，值及/或长度)。

下面描述第二示范电子标签。

与读取器无线通信的另一示范电子标签包含：(i)具有识别码并且包含至少一印刷层的存储区，以及(ii)用以提供一位串的电路，一预定的静止期接在该位串之后，位串是与识别码相关。电子标签或装置可包含预先编程的存储位(例如，通过印刷而编程的值)，或包含由常见的光刻技术所形成的存储位，但是此存储位具有以印刷技术制成的连结，用以形成识别码。举例来说，在一系统中，在一组给定的操作状态下，供每一个电子标签或装置使用的唯一识别码，能够允许读取器根据位串的长度及/或值识别多重电子标签。

如图6B所示，根据本发明的具体实施例，一示范的区块示意图是表示电子标签设计，其是以符号600′表示。一般而言，根据本发明的具体实施例的印刷电路包含：天线区652、供电电路654、时钟子电路656、循环移位寄存器658及660、存储区662、延迟/重置电路664以及输出端666。所有上述的电路部分皆为可印刷的，使得整个系统的成本得以降低。因此，根据本发明的具体实施例，该制造过程也能提供个别电子标签的实时定制化服务。

举例来说，天线是可通过操作在13.56MHz的LC共振电路而实施。此外，天线可通过偶极或类似此种天线而实施，此种天线操作在900MHz或2.4GHz。一般而言，天线可用以提供操作电子标签电路所需的功率，以及将来自电子标签的信息传达至读取器或查询器。通过供电电路654，对天线652所集结的射频信号整流以及蓄积整体电荷至储存电容器的过程中，能量可被提取出。因此，当电子标签进入具有足够电磁场的空间，电容器开始充电，而跨越电容器的电压因此增加，并且，电磁场是由邻近的读取器所传输。当电压达到充分值会产生“使能”信号，该使能信号EN能够启动电路操作(例如，耦接至时钟子电路656、循环移位寄存器658及660，以及延迟/重置电路664)。

在一示范的时钟子电路656中，可以产生用以同步操作相关电路(例如，循环移位寄存器658及660)的时钟信号。时钟信号可通过以下方式产生：将天线652所接收的入射射频信号向下分频、使用单芯片振荡器产生本地时钟信号、或从接收的射频信号中，解调读取器所提供的时钟信号。时钟信号是用以驱动循环移位寄存器658，并开始转移单一且预定的状态(例如，二进制的“高”位)，上述转移过程是通过定义存储器地址的每一列而完成，也就是在一时间选择存储器中的一列。接着，循环移位寄存器658的输出是可用以记录第二循环移位寄存器660，因而转移单一的高位，上述转移过程是通过定义存储器地址的每一行而完成，也就是在一时间选择存储器中的一行。根据本发明的具体实施例，存储阵列是可使用如上所述的不需掩模的工艺技术(例如，印刷工艺)而定做，且可用以形成一、二或多层的电子标签。在一具体实施例中，形成存储区662的存储位是可使用传统的光刻技术而制作，并且存储区662的输出信号，是能够使用不需掩模的工艺(例如，在此所述的一或多次印刷及/或激光曝光/图像形成工艺)而相连结，用以设计定做的位序列。此一定做的存储区，和上述的产生存储位的移位寄存器及/或虚拟随机数产生器机制比较起来，占用较少的装置区域。

电子标签或装置600′中的存储区662所提供的位，是可被传送至输出端666作为一信息(例如，一位串的形式)转移，然后传至读取器或查询器。举例来说，该信息转移是通过调制电子标签的阻抗而完成。另外，其它常见的调制机制，例如，波幅调制及/或频率调制，亦可根据本发明的具体实施例而使用。

在操作中，当循环移位寄存器658及660进行其计数序列时，不同的位或一预先定义的位串的部分能转移至读取器。在序列的终点，延迟/重置电路664能通过循环移位寄存器660而触发，导致电子标签600′能“处于不作用状态”，并保持在此静止状态下一段时间，此时间是由延迟/重置电路664所决定。该段时间可能是一预定值，或根据下列状况所决定，例如：不同的环境以及物理参数、传送至电子标签的功率及/或延迟电路内的元件在电性上的变异。当延迟电路完成其循环，循环移位寄存器658及660能重置，并且全部过程能重复进行。

在一预定的期间内(例如，1秒)，X电子标签能传播信号，并且能被传统的RFID系统及/或科技所读取/识别。“X”可以是一整数，例如，10、12、20或更多装置。此外，除了增加读取一位串中的位数外，其它技术的发展是能在2N电子标签或装置传播信号时，识别2N电子标签或装置。举例来说，“N”可以是一整数，例如，5、8、10或更大的整数。

此外，一唯一的电子标签识别号码是能当作一机制，将该机制当作延迟/重置电路的输入信号，则能够产生每一电子标签或装置所对应的唯一延迟。传统的软件及/或演算方法是能转变每一唯一的电子标签识别号码为具有不同长度的位序列。举例来说，位序列的长度能介于7至16，并且能以延迟的形式造成足够的区别，该区别介于两个随机的电子标签或装置的间。因此，在一组检测状态下，任两个电子标签因为不同的位序列能够被识别，不同的位序列起因于已编程的唯一电子标签识别号码(例如，值及/或长度)。

下面描述操作一电子标签的一示范方法。

在无线通信系统中，操作识别电子标签或装置的示范方法包含：(i)对电子标签的识别码编程，电子标签使用印刷技术；(ii)当电子标签在一电磁场下，根据识别码，传送一位串至读取器，该电磁场具有足够使电子标签运作的功率以及频率；以及(iii)在一期间使电子标签停止作用。印刷技术可包含激光印刷、喷墨、凹版印刷、激光曝光及/或激光图像形成技术。印刷技术可使用金属纳米颗粒及/或液态硅烷基墨水。

如图7所示，根据本发明的具体实施例，一流程图是表示操作电子标签的一示范方法，其是以符号700表示。该流程在步骤702开始进行，并且电子标签是可被编程704。如上所述，此种电子标签的编程能够包含一唯一识别码的形成，并且识别码是使用印刷技术。举例来说，电子标签能够包含预先编程的存储位(例如，通过印刷而编程的值)，或包含由常见的光刻技术所形成的存储位，但是此存储位具有以印刷技术制成的连结，用以形成识别码。

若电磁场不存在706，电子标签将不会传送信息至读取器，并且该流程便结束712。然而，只要电磁场存在706，电子标签能传送一位串至读取器708，并且电子标签能在一预定期间内保持不作用710。只要电磁场存在，位串的传输及接在其之后的一静止期，将重复进行。此外，如上所述，在一系统下，不同的电子标签中的每一电子标签具有唯一的识别码及被传输的位串，其是用以通过一相关的读取器，而去识别不同的电子标签。因此，一常见的、或传统的读取器是能通过监控来自每一电子标签的位串，以识别不同的电子标签。并且，此位串的长度及/或值是通过印刷技术而预定。

下面描述一示范的无线识别系统。

一示范的无线识别系统包含：(i)具有使用印刷技术而程序内建的第一识别码的第一电子标签，在一电磁场下，第一电子标签是用以(重复)提供或传送第一位串，接在第一位串之后为第一静止期(例如，电子标签在第一期间内保持不作用)，第一位串具有第一长度及/或值，第一位串及/或第一静止期的第一长度及/或值，是根据第一识别码，通过算法而决定；(ii)具有使用印刷技术而程序内建的第二识别码的第二电子标签，在一电磁场下，第二电子标签是用以(重复)提供或传送第二位串，接在第二位串之后为第二静止期(例如，电子标签在第二期间内保持不作用)，第二位串具有第二长度及/或值，第二位串及/或第二静止期的第二长度及/或值，是根据第二识别码，亦通过算法而决定；以及(iii)在一电磁场下，用以接收第一位串以及第二位串的读取器，通过第一及第二长度及/或值及/或第一及第二静止期，读取器能够识别第一及第二电子标签。因此，单一或两个位串及静止期，对于一给定电子标签群组中的大部分的电子标签(或对每一电子标签)是唯一的。

位串的长度及/或值可包含特定形式产品的称号，该称号是用以被监控、识别或检测。该信息接着是用以被耦接至读取器或查询器的主计算机所处理。举例来说，如上所述的应用，电子标签系统是能用以判定通过收费站的车辆是否已付费(例如，通过签帐或信用账户)以使用路权。每一辆车的每一电子标签，通过读取器，是能提供唯一的位串及/或值至主计算机。举例来说，主计算机接着能处理该信息，以允许车辆是否能使用路权，或从该车辆的相关账户中扣款。根据本发明的具体实施例，此种接续处理的应用是能合并成用于具有读取多重电子标签能力的EAS、HF、UHF及RFID系统的方法，该EAS、HF、UHF及RFID系统是使用TTF防冲突机制。

尽管上述范例包含电子标签电路的特定实施方式，但该领域的技术人员是能根据本发明的具体实施例认知其它的技术或许亦能以此据以实行。此外，根据实施例，该领域的技术人员也将认知，其它形式的信号及/或控制或许亦能据以实行。

通过以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具等同性的安排在本发明所欲申请的专利范围的范围内。因此，本发明所申请的专利范围的范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具等同性的安排。