具有石墨烯层的标签和用于认证标签的系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月10日提交的美国非临时性专利申请序列号15/483,414的权益，该申请的内容通过引用并入以用于所有目的就如同以其完整的内容在本文中阐述一样。

本公开涉及用于标记产品的标签的结构，在该产品中标签具有分段式电路路径，该分段式电路路径具有用于安全性和/或供结合验证设备来使用的识别属性的一个或多个石墨烯片段。

背景技术：

由于各种原因，标签被频繁地附于物品。在最一般的意义上，标签可以被附于物品以便于提供与该标签附于的物品有关的各种信息。例如，该信息可以是物品的制造商的源标识，或者可以提供关于物品本身的唯一信息(例如，提供用于跟踪、质量控制或其他目的的唯一标识符)。

在许多实例中，源标识信息或关于标签的唯一信息用于认证该标签附贴于的物品。例如，电子物品可以通过标签被确认为真品或正品。此外，此类标签可服务于重要的盘点或产品跟踪目的。例如，通过唯一地识别标签附贴于的产品，可以识别该产品以确认该产品是否与一组稍后确定为有缺陷的那些物品一起生产，以便召回或保修更换。标签本身可以传达或包含该信息，或者标签可以结合各种辅助数据库被读取以提供相应的感兴趣的信息(例如，序列号可以被包含在标签中或标签上，对照数据库参考该标签以确定感兴趣的信息)。

无论具有标签的原因如何并且无论标签传达的信息如何，在许多情况下，此类标签具有认证、安全或防篡改特征是重要的。此类安全特征已经用多种不同的方式来制造。在许多情况下，标签被设计成具有极难重新产生或进行反向工程的结构，人们相信，如果伪造标签过于昂贵或技术上过于困难，则某人将尝试复制标签或以其他方式危害标签安全性的可能性将降低。更进一步地，一些标签被设计成是抗篡改的，使得如果标签被从该标签附贴于的物品被移除以意图将该标签放置在另一物品上，则标签本身被设计成至少部分地在移除过程中被销毁。

技术实现要素：

本文公开了包括石墨烯组件的改进的标签以及包括此类标签和验证设备的系统。在一些形式中，验证设备可与标签接触以完成和闭合一个或多个电路路径，这一个或多个电路路径具有在验证设备和标签中的多个部分以测试或验证标签。在一个特定形式中，验证设备包含电路路径的测试部分，并且包含验证电路中更复杂且更昂贵的部分。标签本身包括电路路径的、包括石墨烯片段的部分，并且可以利用石墨烯片段的独特属性来识别特定的真实标签或在较大的标签群中创建唯一的标识符。

例如，提供了适于附于物品的标签和用于验证标签的系统。标签包含电路路径的、在至少成对的触点之间延伸的识别部分，其中电路路径的识别部分包括包含石墨烯的片段。系统可以包括此标签和验证设备。验证设备包括电路路径的测试部分，该测试部分适于接触标签中的电路路径的识别部分的至少成对的触点，由此完成电路路径。验证设备的测试部分被配置用于在验证设备在内部处理并且验证验证标签。

本发明的这些和其他优点从详细描述和附图中将变得显而易见。以下仅是对本发明的一些优选实施例的描述。为了评估本发明的完整范围，应当参考权利要求，因为这些优选实施例并非旨在是权利要求范围内的仅有的实施例。

附图说明

图1是根据本公开的一个方面的包括一个或多个标签并包括验证设备的系统的示意性表示。

具体实施方式

参考图1，根据本公开的一个方面的系统100包括一个或多个标签102并包括验证设备104。

标签102适于被附贴于物品106。这些标签102通常包括多个层，这些层可包括一个或多个聚合物层或基于纸的层并且可被设计成在标签的一侧上使用压敏粘合剂层而被附贴于物品。与压敏粘合剂层相对的侧(或换种说法，用于附于物品的表面)可在其上印刷或适于在其上印刷或由个体在其上书写，以提供视觉标记。

标签102具有一个或多个电路路径110的、行进通过其他层或在其他层之间行进的识别部分108。例如，在标签102的制造期间，可在其他非导电层或电绝缘层之间插入导电迹线。在标签102的被暴露表面中的一个被暴露表面(例如，顶平面)上，暴露多个触点或电极112，这些触点和电极112提供分别嵌入在标签102中的这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108的终端。与导电迹线一样，触点或电极112是导电的。

值得注意的是，至少沿着这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108的一些部分，存在一个或多个石墨烯片段114。如将在下面的描述中所描述，这一个或多个石墨烯片段114可帮助结合验证设备104以及电路路径的、被包含在该验证设备104中的测试部分116来唯一地识别标签102。

验证设备104包括电路路径110的测试部分116，该测试部分116适于接触标签102中的电路路径110的识别部分108的至少成对的触点112，从而完成电路路径110。验证设备104的测试部分116可包括电源和相关联的电路118，以便有效地测试和读取电路路径110的被连接的识别部分108中的这一个或多个石墨烯片段114的某个物理属性。在一个特定形式中，物理特性将是石墨烯片段114的电阻；然而，物理特性不限于此，并且可以使用验证设备104从标签102获取其他类型的测量或读数(无论是电的还是以其他方式的)。

验证设备104的该测试部分116被配置用于在该验证设备104中在内部评估、处理和验证标签102。换句话说，即使这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108在标签102中，电路路径110的识别部分108的完整评估也由验证设备104执行并且在验证设备104中执行，这意味着没有嵌入在标签102中的电路路径110的复杂的评估部分，嵌入在标签102中的电路路径110的复杂的评估部分将对单独的标签的制造造成一些复杂性和成本。

验证设备104可包括视觉显示器，用于提供在标签102上读取的信息，和/或验证设备104可包括到计算机或其他处理设备的数据连接，用于提供来自验证设备104的读数。在数据连接的情况下，此类连接可以是有线或无线的。可以基于板载系统或度量从验证设备104提供与特定标签102中的这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108有关的信息、或与特定标签102中的这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108对应的信息、或与特定标签102中的这一个或多个电路路径110的这一个或多个识别部分108相关联的信息[即，验证设备本身可以是自包含的，并且通过直接读取(多个)识别部分108并基于标签102的读数在内部生成某个用户可辨识的输出来产生与标签102有关的信息]，或者可以通过对照集中式数据库或远程数据库参考读数或所收集的信息来提供信息，对该集中式数据库或远程数据库的访问权是可由验证设备104获得的。

为了提供稳健的识别和验证，系统100的标签102可以采取许多不同的变体，并且可以基于标签102被设计和配置成如何工作来适当地配置验证设备104。

在一些形式中，设想了可以使每个标签具有电路路径的多个识别部分，并且设想了可以唯一地产生和/或读取一个或多个石墨烯片段以唯一地验证标签。识别部分中的每个标识部分可以有其自身的一个或多个石墨烯片段。甚至设想了在一些实例中，各个石墨烯片段中的一些石墨烯片段可以在不同电路路径的不同识别部分之间被共享。

作为一个示例，可以由验证设备读取相应的识别部分中的多个石墨烯片段，并且各个石墨烯片段中的每个石墨烯片段固有地具有独特的属性。整体而言，这些所测量的属性可以建立用于标签的"指纹"。跨石墨烯片段的片段间变化可以是石墨烯固有的(因为基于对制造过程的控制，准确地重复生产具有完全相同特性的各个片段可能是不太可能的)，并且因此从一个石墨烯片段到另一个石墨烯片段的固有变化是可以使用软件观察和编目的。如果在单个标签中存在足够的具有独特且难以重复产生的物理特性的这些独特的石墨烯片段，则这些指纹可证明是几乎不可能伪造的。

更进一步地，该指纹可能是石墨烯片段的各个读数的合成，并且进一步涉及对所收集的各个读数的一些收集后处理。例如，片段中的一些片段的值可以被转换成其他值或代表性状态[例如，通过获取读书并将该读书转换成状态，无论是二进制状态(即，高于或低于阈值读数)还是多个状态中的一个状态(即，落在多个不同的测量范围中的一个测量范围内)]，并且甚至组合所测量的值和/或状态，并基于所收集的值和/或状态执行一些操作(例如：平均、乘法、加法、执行其他逻辑操作(例如，and(与)或or(或)或xor(异或))等等)。

认识到以其他方式静态的片段的多次测量或读数可能导致不同的实际值，验证设备可以采用各种最佳拟合软件来确定读数集合最好地对应于什么指纹以及读数是否共同落在可接受的公差范围内。例如，虽然基于如何收集读数可以预期距已知指纹的一些偏差，但是超过某个阈值，此类变化可知识伪造的标签或已被篡改的标签。

作为另一示例，在某些条件下，石墨烯在存在其他化学物质的情况下可以是反应性的，并且石墨烯接合至(甚至少量的)这些化学物质可改变石墨烯片段的电阻或其他属性。在标签的制备期间，设想了可将石墨烯的那个片段添加到标签中，并且随后仅这些片段中的一些片段选择性地与化学物质反应以改变这些片段的电属性。此类反应不太可能产生精确的电属性变化，而是建立可观察且可读取的电属性的可能范围。同样，这些范围可以在本质上是二元的(即，发生反应的石墨烯片段可总是预期为高于实验观察到的阈值，而未发生反应的石墨烯片段将总是预期为低于实验观察到的阈值)，或者针对石墨烯的每个片段可能有多个可能的反应状态或程度。例如，每个石墨烯片段可以被工程化为具有多个"状态"或范围中的一个，这些"状态"或范围可以在受控的反应条件下可重复地产生。

利用标签中的多个识别部分中的选择性反应的石墨烯片段，随后可以由测试电路处理这些不同的识别部分以相当复杂且难以伪造的方式验证或核实标签。在一些形式中，石墨烯片段中的每个石墨烯片段的电属性的范围和阈值可以被保持为专有，并且对检测到的状态的处理或算法处理也可以被保持为专有。以此方式，可以有两个不易解析的混淆层[识别电路中的物理层和验证设备中的专有层]。这会使对任何特定标签的反向工程变得进行起来特别昂贵和困难，因为这不仅需要对验证设备中的硬件和/或软件进行反向工程，而且还需要确定物理石墨烯片段已经如何被修改以达到它们相应的物理属性。正如预期，石墨烯片段的反应同样并不完美，跨反应片段群将存在可观察到的变化，这些可观察到的变化将使得很难向外支持在伪造操作中的第一实例中石墨烯片段应当被工程化到的特定阈值或范围。

更进一步，为了添加另一混淆层，设想了在多个石墨烯片段和识别电路的情况下，就石墨烯片段的预期状态而言石墨烯片段中的一些石墨烯片段相对于其他石墨烯片段可以是冗余的，和/或即使片段经过化学改性，也可不被测试电路的逻辑使用。

冗余片段的集合可以相互比较以共同确定各种片段中的任一个片段的预期状态。例如，可以在相关联的片段的组之间执行片段的平均，该组相关联的片段给出比片段的多个单独测量中的任何单独测量更准确的结果读数或状态。如上所述，一些段间变化可能在制造过程中是固有的，并且冗余可能是必要的以确保鉴于在片段中产生的观察到的物理属性的范围能够辨识预期状态。以此方式，可以通过对读数求平均来掩蔽制造过程中的缺陷以隐藏特定片段中的各个缺陷，而同时增加另一层安全性，因为潜在的伪造者可能不清楚石墨烯片段中的哪些是彼此结合地被依赖的以及哪些石墨烯片段不用于验证目的。

类似地，如果制造过程过于可重复生产并且距预期值或状态或目标值或状态几乎没有误差或偏差，则未使用或不被依赖的片段可以随机反应以创建"垃圾"信息，使得如果他人不理解电路路径的底层测试部分如何工作，则要辨识哪些片段与电路路径的测试部分的逻辑相关即使不是不可能的也将是困难的。

为了有助于迷惑潜在的伪造者，所有那些冗余的和/或未使用的石墨烯片段都可以由验证设备在标签的测试期间读取。

更进一步，设想了当特定标签中存在冗余时，验证设备本身可以具有随机特征，该随机特征仅检查将已知相对于彼此冗余的片段的某个子集而不是全部。以此方式，可进一步迷惑试图确定哪些片段被正当地依赖的以及哪些片段不被正当地依赖。

虽然上面公开了用于制作唯一的或可认证的标签的多种技术，但是应当理解，肯定可以对落在本公开范围内的这些示例和技术作出改变。例如，设想了验证设备可包括多个阶段的读取步骤并且设想了对读数的第一轮分析可以确定将如何执行对读数的第二轮分析。

应当理解，可以在本发明的精神和范围内对优选实施例进行各种其他修改和变化。因此，本发明不应限于所描述的实施例。为了确定本发明的完整范围，应当参考所附权利要求。