信息载体、以及编码和读取该信息载体的方法与流程

本申请要求于2017年7月5日提交的th1701003806和于2017年11月13日提交的gb1718742.8的优先权，出于所有目的，其内容和要素通过引用并入本文。

发明领域

本发明涉及一种信息载体、在信息载体上编码信息的方法，和从信息载体上读取信息的方法。特别地，具体地，本发明涉及一种具有预定布置的导电元件的信息载体，其可以由电容式触摸屏读取。

背景已知有几种用于通过在基板上印刷或涂布图案来编码信息的技术。

例如，几十年来已知的机器可读的一维条形码，其通过改变交替的暗和亮平行线的宽度来编码信息。最近，成像技术的改进和诸如智能手机之类的手持电子设备的普及促进了二维条形码(例如快速响应代码，通常缩写为qrcode^tm)的采用，这可以实现更高的信息密度。但是，这些代码的可视性及其易于印刷意味着它们易于被复制。此外，对代码的可见性和独特性的需求可能会破坏应用了该代码的物品的外观(因为不可能在代码上添加其他可见特征，例如表面装饰)，并且可能会在为代码提供专用区域的空间最小的情况下创造困难。

最近，已经提出了允许以非可视方式读取印刷/涂布图案的技术。

例如，us2012/0306813和us2012/0125993描述了包括导电和非导电区域的图案的信息载体，其可由电子码读取器读取。然而，如us2012/0306813的第[0009]段所述(源自与us2012/80306813和us2012/0125993相同的发明人)，该技术的缺点是需要具有专门的设备来读取和解码该信息。与可使用标准设备(例如条形码扫描仪、智能手机和平板电脑)读取的可视条形码相比，这增加了费用，并且不方便。

结果，提出了开发可通过电容式触摸屏技术读取的类似系统的建议，电容式触摸屏技术是智能手机和平板电脑常用的触摸屏类型。

例如，us2012/0306813提出了一种信息载体，该信息载体包括介电和/或导电图案，该介电和/或导电图案可以通过引起载体和触摸屏之间的相对运动而使用移动电子设备的电容式触摸屏来读。但是，该文献中提出的解决方案具有许多缺点。

首先，使用图案的物理布置来编码信息，例如形状、取向、数量、区域之间的距离和/或区域之间的相对位置(参见段落[0025])以及相对运动的形式。但是，所有这些特征都可以很容易地从视觉检查中得出，从而可以进行伪造。

其次，为了使信息载体有效运行，用户通常必须与介电和/或导电图案进行物理接触(例如，通过将手指放在“耦合”区域或下面的导电网格上)，以使该图案采用用户的电势(请参见第[0026]-[0027]和[0030]段)。但是，这可能很尴尬。例如，载体必须设计成允许使用者以正确的方式握持载体，同时使其与平面触摸屏接触，并且可能需要使用者脱下手套。

最后，该文献中提出的所有基板材料都是非导电的，从而限制了该技术的应用范围。

us2014/0342809还描述了可由电容式触摸屏读取的游戏物品(例如游戏凭证或芯片)。该物品包括由电介质和/或导电墨水(未提供其详细信息)形成的图案，其中图案特征的数量、大小、形状和位置编码信息。与us2012/0306813中的设备一样，所有图案的特征都可以很容易地从对游戏物品的视觉检查中得出，从而有助于仿造。

gb2347771描述了一种用于识别和分类邮资物品的编码系统。具体地，它描述了包括导电条形码图案的信封插入物，该图案可以通过检测器由电容耦合通过信封读取。以条形码的正常方式，仅通过条带的排列对信息进行编码。另外，将图案施加到不导电的基板上(请参阅gb2347771的第13页，第10至22行)。

wo2016/071531描述了一种信息载体系统，该系统试图提高导电图案元件和导电非图案元件(特别是连接图案元件的导电迹线)之间的电容对比度–参见第3页第8至11行。这是通过将导电图案元件与具有第一相对介电常数的介电材料叠加，并将导电图案元件与具有第二较低介电常数的介电材料叠加来实现的(请参见第5页的第29行至第6页的第9行)。换句话说，该设备使用非导电覆盖层(最外层)来影响来自下方导电元件的检测信号。因此，该设备不会试图“掩盖”非图案元件，从而可以在不偏离实际物理图案的情况下准确检测所需的图案(请参阅第15页的第27行到第16页的第18行)。同样，信息的编码基于图案元件的大小、形状和空间配置(请参阅第4页第31行至第5页第3行)。此外，该设备仍指定要包括一个耦合区域，以将人类用户的电容耦合到图案元件(请参见第5页的第5至12行)。

因此，仍然需要开发具有更强的防伪稳健性的信息载体，其可以使用标准触摸屏技术来读取。更一般地，仍然需要开发可编码更高密度的信息，更易于使用，可在多种基板上使用和/或由相对便宜的材料制成的兼容触摸屏的信息载体。

鉴于以上考虑而设计了本发明。

技术实现要素：

本发明人已经发现，通过适当地设计设置在信息载体上的导电图案形成元件，常规的电容式触摸屏可以区分具有不同电容值的图案形成元件。基于该观察，本发明人开发了利用电容的这些差异来编码信息的方法和产品，以作为基于图案形成元件的形状和位置的标准编码的替代或补充。由于不同的图案形成元件的电特性不能从目视检查中得出，因此提高了设备对伪造的稳健性。另外，本发明人发现使用透明或半透明的导电材料形成至少一些导电图案形成元件可以用作防伪措施。

因此，在第一方面，本发明提供了一种在信息载体上编码信息的方法，该方法包括在基板上向信息载体提供导电图案，其中该图案被配置为，当放置在电容式触摸屏上时，在导电图案的不同部分具有不同的电容值，其中基于所述不同的电容值对信息进行编码。换句话说，在本发明中，图案自身的电容差异被用于编码信息，代而不是/以及图案与提供图案的基板之间的电容差异来编码信息。

在第二方面，本发明提供一种使用电容式触摸屏从信息载体读取信息的方法，该信息载体包括基板上的导电图案，该方法包括：

-将信息载体放置在电容式触摸屏上或附近；

-使用所述电容式触摸屏测量所述导电图案的电容分布图，所述电容分布图在所述导电图案的不同位置处具有不同的电容值；和

-基于电容分布图的不同电容值从信息载体解码信息。

例如，“电容分布图”指将电容值链接到触摸屏上位置的数据。

有利地，这些方法允许根据(i)图案元件(patternelements)的位置，(ii)图案元件的尺寸和(iii)图案元件的电特性对信息进行编码。由于用于编码信息的不同特征的数量和性质，以这种方式编码信息意味着信息载体可能难以伪造。特别地，图案元件的电特性从装置的目视检查来看不明显。即使对图案元件的电性能进行测量，对于伪造者而言，复制信息载体也是相对困难的，因为这样做，他们将必须仔细选择合适的材料以生产具有所需的电特性的图案元件。

适当地，图案由图案元件(至少第一和第二图案元件)形成，该图案元件包括设置在基板上的导电材料层或由其构成。

为了获得所测量的电容的差异，图案可以在用于形成图案的材料的导电率和/或介电系数上具有变化。例如，图案可以在基板上具有第一图案元件和第二图案元件，其中第一图案元件相比第二图案元件的导电率和/或介电系数的差异导致用于编码信息所述不同电容值。这与us2012/0306813中的方案相反，在us2012/0306813中，与非导电基板相比，图案的导电率和/或介电系数被用来编码信息，并且没有迹象表明图案本身的导电率和/或介电系数的差异可以用作编码信息的手段。它也不同于使用不同材料的wo2016/071531，但使用一种材料来“屏蔽”下面的导电元件，使其不被测量，因此不会有助于信息编码。

另外地或可替代地，可以通过改变图案的厚度/高度来实现电容的差异。例如，图案可以在基板上具有第一图案元件和第二图案元件，其中形成第一图案元件的导电材料的总厚度/高度大于第二图案元件的总厚度/高度。这与us2012/0306813相反，在us2012/0306813中，优选图案是“基本上平坦的”(参见第[0032]段)。

为了获得导电率和/或介电系数的差异，所述第一图案元件和第二图案元件可以由不同的材料制成。

本发明人已经发现，当图案是多层结构时，可以最好地解决专利的目的。更具体地，当图案具有一个或多个(可选地，全部)具有多层结构的图案元件时，可获得有利的结果，该多层结构具有下层和上层，其中下层和上层具有不同的导电率和/或介电系数。有利地，这种结构允许通过选择材料和以及通过不同层的尺寸来改变整个图案元件的导电率和/或介电系数。在结合了几个(三个或三个以上)图案元件的图案中，这允许使用有限(例如两种)材料的图案元件之间的电性能发生复杂变化，这提供了一种简单且划算的信息编码方法。

本领域技术人员理解，“上”和“下”用于表示接近基板。“下”层可以是图案元件的最下层，即与基板接触。“上”层可以是图案元件的最上层。可选地，上层设置在下层上，也就是说，在上层和下层之间没有中间层。在这样的实施例中，图案元件由上层和下层组成。可替代地，在上层和下层之间可以存在中间层(导电层)。

可选地，第一和第二图案元件共享相同的下层，但是具有分开的上层。

为了避免疑问，我们注意到，本领域技术人员理解术语“图案元件”用于指代图案的特征，该图案特征出现在基板表面的不同位置，而不是在基板上的特定位置(例如“上层”和“下层”)的图案的不同层。

本发明人已经发现，为了获得最佳结果，上层应该具有比下层更大的导电率。上层的导电率相对于下层的导电率的百分比可以例如大于110％、大于120％、大于130％、大于140％、大于150％、大于180％％、大于200％、大于250％、大于300％、大于400％、大于500％、大于800％或大于1000％。这与wo2016/071531相反，在wo2016/071531中，导电的下层覆盖有非导电的上层(即，上层的导电率低于下层的导电率)。

特别地，优选地，上层的板电阻不大于500ω/平方(例如100ω/平方至500ω/平方)，并且下层的板电阻大于500ω/平方。(例如，大于500ω/平方到1500ω/平方)。

不太优选地，下层可以具有比上层高的导电率。

可选地，下层、上层和任何中间层中的每一层均由相同的材料形成。或者，下层和上层可以由具有不同导电率和/或介电系数的材料形成。

在一种布置中，一个或多个(优选地，每个)图案元件由多层结构形成，该多层结构具有由金属形成的下层和由导电碳材料(优选地，导电碳墨水)形成的上层。任选地，下层由金属形成，而上层由分散在聚合物基质材料中的导电碳颗粒形成。例如，下层可以由金属(例如银)形成，而上层可以由分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒形成。在这种情况下，聚合物基质材料优选是导电聚合物，例如pedot。

然而，优选地，下层由较低导电率的碳墨水形成，而上层由较高导电率的碳墨水形成。特别优选的是这样的布置，其中下层由炭黑墨水形成，而上层由石墨烯颗粒墨水形成，上层比下层更具导电率。

有利地，本发明人已经发现，这种材料的组合允许通过标准电容式触摸屏技术有效地读取信息载体，而无需用户与图案元件接触以建立电势差，从而避免了对us2012/0306813中描述的“耦合区域”的需要。这极大地简化了信息载体的设计和使用，因为用户不需要以特定的方式握住信息载体，或者根本不需要握住信息载体。

另外，本发明人已经发现，与us2012/0306813中提出的信息载体相比，本发明所述的信息载体可以在更大范围的基板上工作。特别地，本发明人发现，当将由单层导电材料(例如银)形成的图案施加到导电基板(例如金属箔)时，电容式触摸屏无法将图案与基板区分开，因为差异低于标准触摸屏的信噪比(在这方面，us2012/0306813中提出的基板是非导电的-参见[0024]段)。相反，令人惊讶地，本发明人发现，当在非导电或导电基板上印刷时，可以有效地使用本文提出的多层图案元件(例如具有银和导电碳层)。

其中下层和上层都由碳墨水形成的实施方式是特别优选的，因为由于高的信噪比它们可以在图案元件之间实现良好的区分。另外，碳墨水相对容易通过印刷来应用，并且相对便宜，从而打开了将代码应用于甚至相对低成本的产品的可能性(与引入银的实施例相反)。此外，与可能需要使用不同方法来施加不同层的其他材料相比，两种碳墨水都可以使用相同的印刷方法来应用。

有利地，可以通过改变上层和下层材料的组合厚度和相对厚度者来改变不同图案元件的电容。因此，在多层实施方式中，图案可以包括第一多层图案元件和第二多层图案元件，其中第一多层图案元件的总厚度大于第二多层图案元件的总厚度(例如，大于110％、大于120％、大于130％、大于140％、大于150％或大于200％)。另外或可替代地，与第二多层图案元件相比，第一多层图案元件的上层与下层的厚度之比可以更大(例如，大于110％、大于120％、大于130％、大于140％、大于150％或大于200％)。所述“厚度”表示在垂直于基板表面的方向上测量的导电材料的深度。

可以选择厚度，以使得不同元件的电容值落入预先指定的“频带”内。例如，可以布置图案以提供“高”信号特征，“中”信号特征和“低”信号特征。例如，测得的电容值可以落在0.01-1μf的范围内，但是根据它们落在频带的哪一部分来区分。

使用多层图案元件所带来的好处意味着，本发明的另一方面提供了一种信息载体，其包括设置在基板上的导电图案，该图案具有至少一个包括下层和上层的多层图案元件(“下”和“上”表示接近基板)，其中上层的电导率大于下层的导电率。下层和上层均由导电材料制成。这种类型的结构与wo2016/071531中提出的结构不同，在wo2016/071531中，导电下层与非导电上层重叠。

另外，鉴于上述优点，本发明的另一方面提供了一种信息载体，其包括设置在基板上的导电图案，该图案具有由第一材料制成的第一图案元件和由第二材料制成的第二图案元件，其中第一材料的导电率和/或介电系数大于第二材料的导电率和/或介电系数。适当地，第一和第二材料都是导电的。图案元件可以通过导电迹线链接。

另外，鉴于上述优点，本发明的另一方面提供了一种信息载体，其包括设置在基板上的导电图案，所述图案具有第一图案元件和第二图案元件，其中，第一图案元件的总厚度大于第二图案元件。例如，第二图案元件的总厚度可以不超过第一图案元件的90％、不超过80％、不超过70％、不超过60％、不超过50％、不超过40％或更少或小于30％。第二图案元件的总厚度可以是例如第一图案元件的厚度的至少10％或至少20％。

另外，提供防伪优点的本发明的另一方面是一种信息载体，其具有设置在基板上的导电图案，其中该图案由不可见材料(例如，透明或半透明的导电材料)形成。图案设置在基板的外表面上，以允许图案直接与电容式触摸屏接触。

与该方面有关的是一种使用电容式触摸屏从信息载体读取信息的方法，该信息载体包括基板上的导电图案，该导电图案由不可见的(例如，透明或半透明的)导电材料形成，所述方法包括：

-将信息载体放置在电容式触摸屏上或附近；

-使用电容式触摸屏测量导电图案的电容分布图；和

-基于电容分布图的电容值从信息载体解码信息。

如上所述，本发明允许将应用的导电层与下面的导电基板区分开。此特征本身允许提供新的方法。特别地，本发明还提供一种方法，包括：

-提供在导电基板上具有导电层的物体；

-将导电层放置在计算机的电容式触摸屏上或附近；

-使用电容式触摸屏测量导电层的电容；

-使计算机根据测得的电容值采取行动。

在该系统中，可以根据特定图案来布置导电层。但是，没有必要以特定的图案布置导电层-导电基板上是否存在导电层本身可以用作信息源。例如，导电层的存在可能足以验证对象的来源。

在本发明的这些方面中提出的信息载体可以具有上面或下面讨论的任何优选特征。

信息载体

信息载体可以是用来在其上编码信息的任何对象。合适的信息载体的示例包括：

-卡，例如银行卡(例如，支付卡，例如信用卡或借记卡)、商店卡(例如，积分卡)，会员卡、身份证、游戏卡、名片、贺卡，或明信片；

-凭证，例如折扣凭证、礼物凭证、游戏凭证或计算机游戏中的对象凭证；

-机票，例如旅行票(用于公共汽车、火车、飞机等)、门票(用于博物馆、音乐会、电影院等)或进入限制区的门票(包括物理区域和虚拟区域)；

-标签；

-包装(例如食品包装、药品包装、香水/香水包装、烟草包装、包括瓶、盒、纸盒、锡罐、罐、薄膜、泡罩包装、小瓶等)；

-钱，例如钞票；

-证书(例如，证明产品或资格的来源)；

-说明书；

-交货单和/或销售单；

-帐目摘要；和

-所有类型的产品，包括诸如杯子、眼镜之类的消费者产品。

图案

该图案提供了一种编码信息的方法。图案采用任何合适的形式，例如一维或二维条形码或图像。图案优选由可以具有任何合适形状的图案元件构成，例如点、线、多边形(正方形、矩形、五边形、六边形)、圆形、椭圆形等。替代地，图案元件可以是图像或形成一图像的组成部分。

图案优选通过印刷或涂布技术形成。有利地，这使得容易制造，并且可以用于获得相对薄的特征。

图案的最大厚度(基板与图案的最上表面之间的最大测得距离)可以例如不超过1000μm、不超过500μm、不超过400μm、不超过300μm、不超过200μm、不超过150μm、不超过100μm、不超过80μm、不超过60μm或不超过40μm。有利地，具有相对较薄的图案减少了图案在基板上的视觉和机械影响，并且可能使潜在的伪造者难以通过触摸来识别图案的位置和形状。图案的最大厚度的下限可以是例如至少0.1μm、至少0.5μm、至少1μm、至少2μm、至少5μm、至少10μm、至少20μm、或至少30μm。例如，图案的最大厚度可以在0.1至100μm、0.5至50μm或1至30μm之间。在图案特征的相对高度用于编码信息的情况下，具有最小的图案厚度可以有助于区分不同高度的特征。

在图案元件是多层结构的情况下，各个层的平均(平均)厚度可以例如不超过500μm、不超过400μm、不超过300μm、不超过200μm、不超过150μm、不超过100μm、不超过80μm、不超过60μm或不超过40μm。平均(平均)厚度的下限可以是例如至少0.1μm、至少0.5μm、至少1μm、至少2μm、至少5μm、至少10μm、至少20μm、或至少30μm。各个层可具有例如1至50μm、2至30μm、2至20μm或5至15μm的平均(平均)厚度。

如上所述，在存在多个具有多层结构的图案元件的情况下，所有图案元件的每个下层的平均厚度可以相同，上层也一样。然而，任选地，对于不同的图案元件，下层和/或上层的厚度可以不同。例如，每个下层的平均厚度在所有图案元件上可以相同，而上层的平均厚度在图案元件之间变化(反之亦然)。后一种情况可以简化图案的制造，因为这意味着在用可变厚度的上层叠印之前，可以应用厚度均匀的第一层来形成下层。

形成图案的图案元件的数量没有特别限制。例如，可以存在2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、7个或更多个、8个或更多个、9个或更多个、10个或更多个或20个或更多个不同的图案元件。本领域技术人员理解，增加图案元件的数量可以增加可以由信息载体编码的信息量。

可以通过由导电材料形成的空间上分离的图案元件来形成图案。或者，图案元件可以设置在导电材料的连续区域上，并且对应于例如不同高度的区域。例如，信息载体可以具有波浪形轮廓的基板，该基板上覆盖有连续的导电材料层，其中图案元件对应于每个波的顶点。

每个图案元件可以具有例如不超过1mm²、不超过2mm²、不超过3mm²、不超过4mm²、不超过5mm²、不超过10mm²或不超过20mm²的面积。或者，每个图案元件可以具有例如至少1mm²、至少2mm²、至少3mm²、至少4mm²、至少5mm²、至少10mm²或至少20mm²的面积。

适当地，图案元件电接触。例如，在适当的情况下，图案元件可以通过导电迹线连接。可选地，本发明中定义的术语“图案元件”不包括连接各个图案元件的导电迹线。

导电材料

适用于形成图案元件(整体或上述多层图案元件的上和下层)的导电材料包括，例如，金属(例如银、金、铜、铝、铅、铁、镁、钨、锌、锡、铬、钼)、导电碳材料(例如炭黑、石墨颗粒和石墨烯颗粒)、导电聚合物(例如pedot聚合物)和氧化铟锡。这些导电材料可以作为分散在粘合剂中的填料存在，例如聚合物基质材料。在这种情况下，材料可以用作导电墨水。

导电材料可以是半透明的，或更优选地是透明的。“半透明”是指导电材料允许可见光(例如，波长390至700nm的光)通过但会使之扩散，从而使相对侧的对象不清晰可见。“透明”是指导电材料允许可见光以最小的扩散通过，从而使对面的物体清晰可见。例如，导电材料可在390至700nm之间透射80％或更多、90％或更多或95％或更多的入射光。“半透明”是指导电材料是部分透明的，例如透射率为40-80％、50-80％或60-80％的可见光。所谓“可见光”是指波长为390至700nm的光。

透明或半透明的导电材料可以是，例如，氧化铟锡或诸如pedot的透明聚合物，后者在透明或半透明的聚合物基质材料中可以包含导电填料。

有利地，当导电材料是(半)透明或半透明的时，至少在一定距离处，图案可以是不可见的或至少难以识别。这有助于减少伪造的可能性。

任选地，本发明的信息载体包含分散在聚合物基质材料中的石墨烯颗粒。石墨烯颗粒可以随机地分散在聚合物基质材料中。石墨烯颗粒的导电率(高于例如炭黑和石墨)意味着可以在相对较低的负载下形成导电材料。另外，使用这种形式的碳颗粒允许使用涂布(例如印刷)技术来施加图案元件，这有利于制造。

适当地，石墨烯颗粒具有高纵横比。有利地，具有高纵横比的石墨烯颗粒可以在相对低的负载水平下形成导电路径。

石墨烯颗粒(可以称为“石墨烯材料颗粒”或“石墨烯基颗粒”)可以采取单层石墨烯(即单层碳)或多层石墨烯(即由多个堆叠的石墨烯层组成的颗粒)。多层石墨烯颗粒可具有例如每个颗粒平均2至100个石墨烯层。当石墨烯颗粒每颗粒具有2至5个石墨烯层时，它们可以被称为“少层石墨烯”。

有利地，这些形式的碳纳米颗粒提供了极高纵横比的导电颗粒。这种高纵横比允许在相对较低的负载水平下形成导电路径。

石墨烯颗粒可以采取多层石墨烯材料的板/薄片/片/带的形式，在本文中称为“石墨烯纳米片”(“纳米”前缀表示厚度，而不是横向尺寸)。

石墨烯纳米片可以具有小于100nm的片厚度以及垂直于厚度的主要尺寸(长度或宽度)。片厚度优选小于70nm、优选小于50nm、优选小于30nm、优选小于20nm、优选小于10nm、优选小于5nm。主要尺寸优选为厚度的至少10倍、更优选为至少100倍、更优选为至少1,000倍、更优选为至少10,000倍。长度可以是宽度的至少1倍、至少2倍、至少3倍、至少5倍或至少10倍。

聚合物基质材料中的石墨烯颗粒的负载量可以为例如导电材料总重量的0.25wt.％或以上、0.5wt.％或以上、1wt.％或以上、2wt.％或以上、5wt.％或以上、10wt.％或以上、15wt.％或以上、20wt.％或以上，或30wt.％或以上。石墨烯颗粒在聚合物基质材料中的负载上限可以是例如1wt.％、2wt.％、5wt.％、10wt.％、15wt.％、20wt.％、30wt.％或40wt。如果负载太高，则会对图案的机械性能(特别是柔韧性和可拉伸性)产生不利影响，这在某些应用中可能会出现问题。由于这些原因，石墨烯颗粒的负载量优选在例如0.5-25wt.％或0.5-5wt％的范围内。

石墨烯颗粒优选均匀地分散在整个聚合物基质材料中。然而，要实现石墨烯颗粒的适当均匀分散并非易事，因为这种颗粒具有强烈的附聚趋势，并且难以分散在溶剂和聚合物材料中。因此，优选地，石墨烯颗粒是官能化的石墨烯颗粒，例如官能化的石墨烯或官能化的石墨烯纳米片。即，石墨烯颗粒包含官能团，该官能团改善了纳米颗粒对用于形成图案元件的溶剂和/或聚合物基质材料的亲和力，从而允许实现更均匀的颗粒分布。例如，石墨烯颗粒可以被氧官能化、羟基官能化、羧基官能化、羰基官能化、胺官能化、酰胺官能化或卤素官能化。

聚合物基质材料

如上所述，导电材料可以作为分散在粘合剂中的填料存在。粘合剂可以是聚合物基质材料。

聚合物基质材料的选择将取决于信息载体的具体应用。例如，在某些情况下，信息载体上的图案相对柔性是有利的(例如，当信息载体是票证或凭证时)，在这种情况下，聚合物基质材料相对地柔性是有利的。相反，在信息载体相对刚性的情况下，聚合物基质材料不需要是柔性的，并且其它考虑因素也可能是相关的，例如机械强度、粘附至基板的能力、温度稳定性等。

合适的材料包括，例如乙烯基聚合物(包括氯乙烯、乙酸乙烯酯和乙烯醇的聚合物或共聚物)、聚酯聚合物、苯氧基聚合物、环氧聚合物、丙烯酸类聚合物、聚酰胺聚合物、聚丙烯、聚乙烯、硅酮，弹性体如天然以及合成橡胶、包括苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氯丁二烯(氯丁二烯)、丁腈橡胶、丁基橡胶、聚硫橡胶、顺式1,4-聚异戊二烯、乙烯-丙烯三元共聚物(epdm橡胶)和聚氨酯(聚氨酯橡胶)。聚合物基质材料可以是例如氯乙烯、乙酸乙烯酯和/或乙烯醇的共聚物。

优选地，聚合物基质材料是导电聚合物。别地，优选聚合物基质材料是pedot(聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)。当将石墨烯颗粒分散在pedot基质中时，本发明人已经发现特别好的结果。

聚合物基质材料可以是热塑性材料。或者，聚合物基质材料可以是热固性材料。

基板

信息载体的合适基板包括，例如，金属(例如金属箔)、聚合物(包括塑料和弹性体)、纸张、卡片、纸箱、木材产品(包括衍生的木材产品)、复合材料、陶瓷、玻璃、布料、纺织品、皮革和合成材料。

可选地，基板是金属，例如金属箔。

可选地，将图案施加到基本平坦的基板区域。“基本平坦”是指二维区域，其偏差通常不超过1000μm、不超过500μm、不超过200μm、不超过100μm或不超过50μm。将图案施加到基板的基本平坦的区域可以使得更容易将图案放置在平坦的触摸屏上。

制造方法

优选地，本发明的信息载体是通过在基板上沉积导电墨水而形成的。合适的印刷技术包括例如丝网印刷、柔版印刷、凹版印刷、喷墨和胶版印刷。因此，在以上方面中，图案元件优选是印刷的图案元件。

在使用图案元件的高度/厚度来改变电容的情况下，制造方法可包括：

-将一层导电材料层施加到基板上以形成一系列图案元件；和

-将另一层导电材料仅施加到所述图案元件的一部分上。

在这样的情况下，可以将每个层施加到均匀的厚度，但是应用不同数量的材料层以形成不同的图案元件,导致图案元件具有不同的整体高度。

电容式触摸屏电容式触摸屏可以被提供在或连接到任何类型的计算机设备上，例如，平板计算机、智能手机、台式计算机、atm终端或游戏机。或者，它可以是笔记本电脑或类似设备上的触控板。

操作时，将信息载体放置在电容式触摸屏上或附近。“靠近”是指信息载体与要保护的触摸屏足够接近。所需的接近程度将取决于触摸屏的灵敏度以及触摸屏的特性。例如，可能需要将信息载体的图案放置在距触摸屏2mm或更小、1mm或更小或0.5mm或更小的位置。

软件

为了使编码在信息载体上的信息能够被解码，需要提供软件来测量信息载体(图案的形状和/或电容)，对信息进行解码并对该信息采取某些行动。

对该信息进行解码可以涉及例如将测得的数据与图案数据库进行比较以识别匹配，或者识别是否不存在匹配。

另外，或者可选地，对信息进行解码可以不依赖于图案匹配，而是可以将图案与确定信息内容的一组规则进行比较。例如，图案可以是条形码或类似形式，在这种情况下，无需图案匹配就可以对信息进行解码。

适当地，可以基于该信息触发的行动可以是，例如，存储与使用信息载体有关的数据(例如，时间、日期、位置)、对受限区域(物理或虚拟)的访问、启动应用程序或修改已打开的应用程序(显示消息)、发送消息、打开网页、视频、歌曲等的链接。本领域技术人员将想到许多其他行动。

本发明包括所描述的方面和优选特征的组合，除非这种组合是明显不允许或明确避免的。

附图简要说明

现在将参考附图讨论说明本发明原理的实施例和实验，其中：

图1a示出了根据本发明的信息载体的示意图。

图1b示出了针对图1a中的信息载体测量的电容分布图；

图2a示出了根据本发明的另一种信息载体的示意图。

图2b示出了针对图1b中的信息载体测量的电容分布图；

图3-6示意性地示出了可用于本发明的图案元件。

图7示意性地示出了应用于包装表面的标志的透明图案；和

图8示出了本发明的信息载体与智能手机的电容式触摸屏之间的相互作用。

发明详述

图1a以凭证101的形式示出了本发明的信息载体，该凭证具有平坦的塑料基板103，该平坦的塑料基板103具有通过导电迹线107连接的图案元件105a、105b和105c。图案元件105a、105b和105c都是两层结构，具有碳墨水(炭黑墨水)的下层和透明碳墨水的上层(分散在pedot粘合剂中的石墨烯纳米片)。图案元件105a、105b和105c的每个具有相同厚度的下层，但是具有不同厚度的透明碳墨水。

当放置在电容式触摸屏上时，触摸屏会测量电容“分布图”。在智能手机屏幕上获得的这种分布图，如图1b所示，其中交叉阴影线的密度增加表示电容增加。智能手机上的软件能够识别出电容以105a<105b<105c的顺序增加。然后，智能手机将此电容分布图与存储在其存储器中的图案进行比较，以确定所测得的信息与图案元件的位置和大小以及所测得的图案元件的电容的相对幅度方面是否匹配。基于此信息，智能手机能够验证凭证是真品还是伪造品。

图2a和2b示出了替代实施例。在这种情况下，凭证201具有由导电迹线207连接的导电图案元件205a、205b、205c和205d的规则图案。两种具有不同导电率的材料用于图案的构造–一种用于图案元件205a和205c，另一种用于205b和205d。当放在智能手机上时，这些不同的材料会记录不同的电容值。在这种情况下，智能手机会将电容值的排列与图案数据库进行比较，以查找匹配项。当找到匹配项时，智能手机会触发与该图案相关联的动作，例如，启动应用程序或打开网页、视频、歌曲等的链接。

图3至图6显示了在电容式触摸屏上产生不同电容值的不同方法。

在图3中，标签301具有纸基板303，其具有图案元件305a和305b，其由不同的导电材料形成，当放置在智能手机屏幕上方时，产生不同的电容读数。

在图4中，标签401具有图案元件405a和405b，它们被印刷为具有不同的厚度，因此相对于基板403的表面具有不同的高度。这意味着，当标签401翻转并靠着触摸屏图案元件405a上放置时，图案元件405a直接与屏幕接触，而图案元件405b与屏幕隔开一小段距离，但仍然能够在触摸屏上记录一个(相对较低的)电容。

在图5中，包装501具有用图案元件505a和505b印刷的金属箔基板503。每个图案元件是两层结构，具有碳黑墨水511的下层和石墨烯纳米片墨水的上层509(具有石墨烯纳米片+pedot作为粘合剂)。对于两个图案元件，下层511的厚度相同，但是上层509不同。通过使用两层结构，智能手机能够有效地区分导电图案元件和导电箔基板。

在图6中，包装601具有印刷有图案元件605a和605b的纸板基板603。图案元件共享一个公共下层611，但是具有不同的上层609。图案元件605a在下层611和上层609之间具有两个中间层611。该图案是通过首先印刷一层导电墨水以形成下层611，用第二层导电墨水叠印，然后在图案元件605a的情况下用另外两层导电墨水叠印来形成的。在这种情况下，用于形成层611和609的导电墨水是相同的。

图7示出了名片701的背面，其包括位于纸外部下方的导电墨水圆703的图案。在图8中，将名片放置在操作的名片识别应用程序(例如，专门为特定网络会议设计的应用程序)的智能手机的屏幕上。该应用程序将测得的电容分布图与数据库进行比较，找到匹配项，然后为与名片相关联的公司网站。

实施例

实验1–非导电基板

如表1所示，通过在聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)板上用丝网印刷导电墨水来形成各种图案。一些图案包含两层特征，下层和上层分别印有39和100的尼龙网眼编号。

使用智能手机和apple的电容式触摸屏进行电容测量。使用定制的编写软件评估图案，该软件评估图案检测的准确性(就位置而言)、与背景相比检测到的信号强度以及将图案放置在智能手机屏幕上时评估信号的稳定性。在评估所有印刷图案后，相对性能被评定为“优秀”、“好”、“一般”或“差”。

从表1可以看出，使用导电炭黑墨水作为下层并使用较高导电率的石墨烯基墨水作为上层所印刷的图案产生了优异的性能(参见实验a和d)。用较低导电率的石墨烯基墨水代替炭黑下层的图案也显示出良好的性能(请参见实验b和e)，但是用常规银层代替该层的图案则具有较差的性能(请参见实验c、f、i和m)。另外，即使当以两层结构印刷时，仅由较高导电率的石墨烯墨水形成的图案也显示差的性能(参见实验n和o，以及两层实验h)。此外，其中下层是较高导电率的石墨烯基墨水并且上层是银墨水的图案具有较差的性能(参见实验g)。

综上所述，这些结果表明，由炭黑墨水的下层和石墨烯基墨水的上层形成的图案具有最佳性能。针对炭黑和石墨烯基墨水检测到的信号水平足以允许可靠地提供具有可测量的不同电容水平的特征，从而允许基于不同的电容水平对信息进行编码。

实验2–导电基板以与以上关于实验1所述类似的方式进行实验，但将图案印刷在导电基板上。该图案可以被可靠地检测到，表明本发明与导电基板兼容。

在前述说明书、或所附权利要求书或附图中公开的特征，以其特定形式或用于执行所公开的功能的手段，或用于获得所公开的结果的方法或过程，可以适当地，可能，单独地，或以这些特征的任何组合，用于以各种形式实现本发明。

尽管已经结合上述示例性实施例描述了本发明，但是当给出本公开时，许多等同的修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。

为了避免任何疑问，提供本文提供的任何理论解释是为了提高读者的理解。发明人不希望受到任何这些理论解释的束缚。

本文使用的任何章节标题仅用于组织目的，并且不应解释为限制所描述的主题。

在整个说明书中，包括所附的权利要求书，除非上下文另有要求，否则词语“包括”和“包含”以及诸如“包括”，“包含”和“含有”之类的变体应当理解为暗示包含所述整数或步骤或一组整数或步骤，但不排除任何其他整数或步骤或一组整数或步骤。

必须注意的是，如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”，“一种”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。范围可以在本文中表示为从“大约”一个特定值和/或到“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施例包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将理解的是，特定值形成另一实施例。相对于数值的术语“约”是可选的，并且是指例如+/-10％。

本文中提及的所有文件均通过引用并入本文。