(57)【要約】【課題】より紙に近いフレキシブル性を有した電気泳動表示装置及び電子機器を提供する。【解決手段】本発明は、電気泳動表示層３１を有する電気泳動シート３が素子基板２の表示領域に貼り合わされてなる電気泳動表示装置１であって、素子基板２の電気泳動シート３側とは反対側の面に、素子基板２の少なくとも２辺に開口している溝４０が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動表示層を有する電気泳動シートが素子基板の表示領域に貼り合わされてなる電気泳動表示装置であって、
前記素子基板の前記電気泳動シート側とは反対側の面に、前記素子基板の少なくとも２辺に開口している溝が形成されている
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記溝内に、前記素子基板より弾性率の低い樹脂が埋め込まれている
ことを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置。
【請求項３】
前記溝の底面と壁面とによって構成される角部が曲面とされている
ことを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動表示装置。
【請求項４】
前記溝が複数形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項５】
前記複数の溝が一方向に並行して配列されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項６】
前記溝の深さが部位により異なっている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記溝の配置密度が部位により異なっている
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動表示装置及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示デバイスに代表される平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力などの特徴を生かしてＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等の各分野に利用されている。現在、携帯電話をはじめとするこれらの液晶表示デバイスには、より薄く、より軽く、且つ丈夫であることが要求されている。
【０００３】
一方、カラー表示や動画表示という点において液晶表示デバイスには劣るものの、薄さ、軽さ及び低消費電力を実現し得る表示体として、電気泳動ディスプレイ（Electrophoretic Display：ＥＰＤ）が注目されている。この電気泳動ディスプレイ（以下、ＥＰＤという）は、紙に近い性質を有しており、読むことを目的とした「電子ペーパー」として開発が進められている。
【０００４】
代表的な電子ペーパーであるマイクロカプセル型ＥＰＤは、スイッチング素子などの電気回路を形成したガラス基板（以下、素子基板という）と、透明導電性膜を有する透明シート上に電気泳動層が形成されてなる電気泳動シートとを接着層を介して貼り合わせることによって製造される電気泳動表示パネルを備えている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１４８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、マイクロカプセル型ＥＰＤにおいては、紙のように使用することを想定していることからフレキシブル性が求められている。マイクロカプセル型ＥＰＤは、表示コントラストがはっきりしている点や表示画像を自在にアップデート可能な点において紙の代わりになる。しかしながら、他の表示装置に比べて柔軟性を有してはいるものの、上述したように素子基板としてガラス板を使用しているため、その可撓性および柔軟性は紙に比べてまだまだ低いことから改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、より紙に近いフレキシブル性を有した電気泳動表示装置及び電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電気泳動表示装置は、上記課題を解決するために、電気泳動表示層を有する電気泳動シートが素子基板の表示領域に貼り合わされてなる電気泳動表示装置であって、前記素子基板の前記電気泳動シート側とは反対側の面に、前記素子基板の少なくとも２辺に開口している溝が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、素子基板に溝を設けることによって、ガラス等から構成される素子基板を湾曲し易くすることができる。素子基板が湾曲変形することで全体がより紙に近いフレキシブル性を有したものとなり、様々な製品へ応用可能となる。
【００１０】
前記溝内に素子基板より弾性率の低い樹脂が埋め込まれていることが好ましい。
本発明によれば、溝内に弾性率の低い樹脂が埋め込まれていることによって、溝の形成で部分的に薄くなった基板の強度を補強することができ、適度な剛性と柔軟性を兼ね備えた素子基板を得ることができる。
【００１１】
前記溝の底面と壁面とによって構成される角部が曲面とされていることが好ましい。
本発明によれば、変形時に素子基板に亀裂が生じるのを阻止することができる。
【００１２】
前記溝が複数形成されていることが好ましい。
本発明によれば、素子基板のフレキシブル性を高めることができる。
【００１３】
前記複数の溝が一方向に並行して配列されていることが好ましい。
本発明によれば、素子基板の一方向への湾曲変形を許容するとともに、他方向への湾曲変形を阻止することが可能である。
【００１４】
前記溝の深さが部位により異なっていることが好ましい。
本発明によれば、例えば溝の深さを深くすることによって湾曲率を高めることが可能となる。このように、溝の深さを部分的に異ならせることによって素子基板の湾曲の程度を調整することが可能である。
【００１５】
前記溝の配置密度が部位により異なっていることが好ましい。
本発明によれば、例えば溝を密に配列することでその領域における素子基板の湾曲率を高めることが可能となる。このように、溝の配置密度を部分的に異ならせることによって素子基板の湾曲の程度を調整することが可能である。
【００１６】
本発明の電子機器は、先に記載の電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記したフレキシブル性の高い電気泳動表示装置を備えることで様々な製品へ応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す平面図。
【図２】第１実施形態の電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図。
【図３】第１実施形態の素子基板の裏面側から見た平面図。
【図４】素子基板を湾曲させた状態を示す図。
【図５】素子基板にスリット状の溝を形成した状態を示す断面図。
【図６】素子基板の変形例を示す断面図。
【図７】素子基板の変形例を示す平面図。
【図８】部位によって溝の深さを異ならせた素子基板の断面図。
【図９】部位によって溝の配置密度を異ならせた素子基板の断面図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。
【図１１】電子機器の一例を示す図。
【図１２】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である電気泳動表示装置の概略構成を示す平面図、図２は、図１における断面図である。
図１及び図２に示すように、電気泳動表示装置１は、電気泳動表示パネル６を備えている。電気泳動表示パネル６は、素子基板２の表面に電気泳動シート３が貼り付けられた構成になっている。
【００２０】
電気泳動表示パネル６には、静止画や動画等の画像を表示する表示領域７が設けられている。表示領域７内にはマトリクス状に配列された複数の画素が設けられており、画素ごとに表示が行われるようになっている。表示領域７の周囲の領域は、画像が表示されない非表示領域８となっている。この非表示領域８には画素が設けられておらず、不図示の駆動回路素子、端子などが設けられている。
【００２１】
素子基板２は、基材２０と、基材２０上に形成された画素電極２５及びスイッチング素子（不図示）などを含む駆動層２１を有している。基材２０は、例えば３０μｍ〜１００μｍ程度の厚さを有する板状部材である。基材２０の構成材料としては、例えばガラス基板、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板などの無機基板や、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）などが挙げられる。
【００２２】
駆動層２１は、基材２０のうち表示領域７に対応する領域に形成されている。この駆動層２１には各画素に設けられる画素電極２５やスイッチング素子、スイッチング素子に接続される不図示のデータ線及び走査線などが形成されている。平面的な駆動層２１の形成領域は、表示領域７と略一致しており、駆動回路素子２２及び２３はこの駆動層２１の周縁部（非表示領域８）に設けられている。これら駆動回路素子２２及び２３はデータ線や走査線に電気的に接続されており、駆動層２１に信号を供給するようになっている。
【００２３】
端子２４は、素子基板２の端部（図中では右端）に複数設けられており、素子基板２上に形成されている図示しない配線によって駆動回路素子２２及び２３に接続されている。この端子２４は、外部回路基板（不図示）に接続されている。
【００２４】
電気泳動シート３は透明基板３０、共通電極３５、電気光学層としての電気泳動層３１及び接着層３３を有している。
透明基板３０は電気泳動層３１を保持する、光透過性を有する基板であり、例えば２５μｍ〜２００μｍ程度の厚さを有している。
【００２５】
透明基板３０の構成材料としては、例えばアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）など光透過性の高い材料などが挙げられる。例えば透明基板３０の表面３０ａには、不図示の防湿シートなどが配置されていても構わない。
【００２６】
共通電極３５は、例えばＩＴＯなどの光透過性の高い導電材料で構成された電極である。共通電極３５は、透明基板３０の内面３０ｂのほぼ全面に亘って形成されている。共通電極３５には上下導通材９が接続されている。上下導通材９は素子基板２に電気的に接続されている。共通電極３５は、上下導通材９を介して素子基板２に電気的に接続された状態になっている。
【００２７】
電気泳動層３１は、複数のマイクロカプセル３２を有している。
マイクロカプセル３２は、電気泳動分散液が封入された略球状のカプセルであり、各カプセルの直径はほぼ同一（３０μｍ〜１００μｍ）になっている。マイクロカプセル３２のカプセル壁膜を構成する材料としては、アラビアガム・ゼラチンの複合膜、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、尿素樹脂などの化合物が挙げられる。マイクロカプセル３２に封入された電気泳動分散液は、複数の電気泳動粒子と、当該電気泳動粒子を分散させるための液層分散媒とからなる。
【００２８】
液層分散媒としては、水やアルコール系溶媒、各種エステル類、ケトン類、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独、又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
【００２９】
電気泳動粒子としては、液相分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無機の粒子（高分子あるいはコロイド）を用いることができる。具体的には、カーボンブラック、アニリンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン等の白色顔料、モノアゾのアゾ系顔料、イソインドリノン等の黄色顔料、モノアゾのアゾ系顔料、キナクリドンレッド等の赤色顔料、フタロシアニンブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等の１種又は２種以上を用いることができる。これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００３０】
マイクロカプセル３２には、例えば白色顔料である二酸化チタンと黒色顔料であるカーボンブラックとの二種類の電気泳動粒子が封入されており、一方が負に、他方が正に帯電されている。勿論他の電気泳動粒子を用いても構わないし、電気泳動粒子を一種類のみ用い、これを共通電極側、あるいは画素電極２５側に泳動させることで表示可能となるように構成しても構わない。
【００３１】
接着層３３は、バインダを兼ねた接着剤である。接着層３３としては、例えばマイクロカプセル３２のカプセル壁膜に対する親和性が良好で、共通電極３５および画素電極２５に対する接着性に優れ、かつ絶縁性の良い接着剤を用いることが好ましい。
【００３２】
本実施形態の電気泳動表示装置１は、平面視で画素電極２５の配列された領域が表示領域７となっている。表示領域７では、平面視における各画素電極２５の形成領域が画素領域となっており、画素領域ごとに静止画や動画等の画像が表示されるようになっている。表示領域７の周囲は、画像が表示されない非表示領域８となっている。
【００３３】
本実施形態では、素子基板２の裏面２０ｂ側に格子状の溝４０を設けることによって素子基板を湾曲し易くしている。格子状の溝４０は、図３に示すように基材２０の短辺方向及び長辺方向のそれぞれに所定のピッチで配列された複数の溝４０ａ，４０ｂによって構成されており、各溝４０ａ，４０ｂの両端が基材２０の少なくとも２辺に開口している。ここでは、複数の角柱状の突起部４３が点在するように基材２０をエッチングすることで溝４０ａ，４０ｂが形成されている。
【００３４】
溝４０ａ，４０ｂは、幅Ｗが０．２ｍｍ、ピッチ１ｍｍで配列形成され、さらに厚さ０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの基材に対してその深さｔが０．２ｍｍ〜０．４ｍｍとされている。溝４０ａ，４０ｂにおける基材の厚さを０．１ｍｍ程度と非常に薄くすることで変形し易くすることができるが、あまり薄くしすぎると機械的強度が低下することから好ましくない。
【００３５】
また、溝４０ａ，４０ｂ内には充填部材４４が埋め込まれている。充填部材４４としては基材２０より弾性率の低い樹脂が選択され、例えば、シリコーン樹脂等が挙げられる。基材２０にガラスが用いられている場合には、基材２０の弾性率は数ＧＰａであり、充填部材４４にシリコーン樹脂が用いられている場合には、充填部材４４の弾性率はおおよそ数ＭＰａとなる。充填部材４４の弾性率は、溝４０ａ，４０ｂを形成した基材２０の強度に応じて適宜変更することができ、基材２０の強度が十分であれば１ＭＰａ以下としてもよい。溝４０ａ，４０ｂ内に弾性樹脂を充填させることにより、溝４０ａ，４０ｂの形成によって部分的に薄型化された素子基板２を補強することができ、適度な剛性と柔軟性を兼ね備えた素子基板２とすることができる。
【００３６】
なお、図２においては図示を省略しているが、素子基板２上の電気泳動シート３を素子基板２の周縁部に配置した枠部材と、上記素子基板２と対向して配置される表面保護部材とによって封止し、電気泳動層３１に対する防湿性を確保しておくことが望ましい。
【００３７】
次に、上記のように構成された電気泳動表示装置１の動作を簡単に説明する。
画素電極２５と共通電極３５との間に共通電極３５の電圧が相対的に高くなるように電圧を印加すると、正に帯電された黒色の電気泳動粒子はクーロン力によってマイクロカプセル３２内のうち画素電極２５側に引き寄せられる。一方、負に帯電された白色の電気泳動粒子はクーロン力によってマイクロカプセル３２内の共通電極３５側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル３２内の透明基板３０側には白色の電気泳動粒子が集まることになり、電気泳動表示装置１の表示領域７にはこの白色の電気泳動粒子の色（白色）が表示されることとなる。
【００３８】
逆に、画素電極２５と共通電極３５との間に画素電極２５の電位が相対的に高くなるように電圧を印加すると、負に帯電された白色の電気泳動粒子はクーロン力によって画素電極２５側に引き寄せられる。一方、正に帯電された黒色の電気泳動粒子はクーロン力によって共通電極３５側に引き寄せられる。この結果、マイクロカプセル３２内の透明基板３０側には黒色の電気泳動粒子が集まることになり、電気泳動表示装置１の表示領域７には黒色の電気泳動粒子の色（黒色）が表示されることとなる。
【００３９】
本実施形態の電気泳動表示装置１では、素子基板２の裏面側に格子状の溝４０を設けることによって、ガラス等から構成される素子基板２を湾曲し易くしている。すなわち、各溝４０ａ，４０ｂが狭まる方向あるいは拡がる方向に変形することによって、図４に示すように素子基板２が自在に湾曲することとなる。これにより、より紙に近いフレキシブル性を有した電気泳動表示装置１となる。なお、素子基板２の湾曲の程度は、溝４０の断面形状や大きさ（幅Ｗ）、ピッチを変えることによりコントロールすることが可能である。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
上述したように、素子基板２の湾曲の程度は、溝４０（４０ａ，４０ｂ）の形状やピッチを変えることによってコントロールすることが可能である。
例えば、先に記載の実施形態では、平面視において格子状の溝４０を設けたが、これに限らず、同様の効果を発揮できるものであればよい。例えば、図５に示すように、一方向のみに等間隔で配列されたスリット状の溝５１であってもよい。スリット状の溝５１は、一方向のみへの湾曲を許容することから、他方向への湾曲を阻止したい場合に有効である。なお、上述した本実施形態における格子状の溝４０はスリット状の溝５１に比べて湾曲自由度が高く、より紙に近いフレキシブル性が得られる点において利点を有する。
【００４２】
また、先の実施形態では断面が略矩形状の溝ではなく、図６に示すように、断面視において溝５２の角部５３がＲ形状に曲面化されていてもよい。つまり、図７に示すように、所定高さの円柱状の突起５４が点在するように溝５２を形成することによって、素子基板２を変形させたときに溝５２の角部５３（突起５４と溝５２との境目）において局所的に応力が掛かるのを防止することができる。これにより、湾曲させたときに溝５２の角部５３を起点として素子基板２に亀裂が生じて破損してしまうのを阻止することが可能となる。また、充填部材４４を充填させた際に溝５１の角部５３に気泡が混入してしまうことが防止され、充填部材４４の充填性を高めることができる。
【００４３】
なお、溝の断面形状はこれに限定されることなく、同様の効果を発揮できるものであれば他の形状でも構わない。例えば、断面が台形等の多角形状の溝や半球状の溝であっても良いし、断面形状が異なる溝が混在していても良い。
【００４４】
また、先の実施形態では一定の深さを有した溝４０ａ，４０ｂを設けたが、図８に示すように、部位により深さの異なる複数の溝４２ａを混在させてもよい。具体的には、素子基板２のうち湾曲率を大きくしたい領域については溝４２ａの深さを深くすることで柔軟性を高めることが可能となり、反対に、適度な剛性を持たせたい部分については溝４２ａの深さを浅くしておけばよい。一例として、素子基板２の中心部近傍の溝４２ａを、端部近傍の溝４２ａより浅く形成してもよい。このようにすれば、比較的変形しにくい端部近傍において、相対的にフレキシブル性を高めることができる。端部近傍が変形しにくいのは、人の手によって変形させようとした場合に、力点、支点、作用点が比較的近い位置に集中するためである。逆に、素子基板２の端部近傍の溝４２ａを、中心部近傍の溝４２ａより浅く形成してもよい。このようにすれば、中心部近傍を変形しやすくしてフレキシブル性を確保できるとともに、端部近傍を変形しにくくして、破損しやすい端部を保護することができる。
あるいは、各溝の底部に傾斜を持たせることで一つの溝内で深さを変化させても良い。
【００４５】
さらに、先の実施形態では一定のピッチで溝４０ａ，４０ｂを形成したが、図９に示すように、複数の溝４３ａの配置密度を部位により異ならせることによって素子基板２の柔軟性（湾曲率）を制御しても構わない。溝４３ａの配置密度が高い領域は、配置密度の低い領域と比較して高いフレキシブル性を有するようになる。一例として、素子基板２の中心部近傍の溝４３ａの配置密度を、端部近傍の溝４３ａの配置密度より小さくしてもよい。このようにすれば、比較的変形しにくい端部近傍において、相対的にフレキシブル性を高めることができる。逆に、素子基板２の端部近傍の溝４３ａの配置密度を、中心部近傍の溝４３ａの配置密度より小さくしてもよい。このようにすれば、中心部近傍を変形しやすくしてフレキシブル性を確保できるとともに、端部近傍を変形しにくくして、破損しやすい端部を保護することができる。
なお、以上述べた各溝の構成を適宜組み合わせても良い。
【００４６】
また、溝４０内に埋め込まれる充填部材４４として、弾性樹脂に代えてゲル状体や液体等を用いることも可能である。これらゲル状体や液体等を用いる場合は、可撓性のフィルムによって溝４０の開口を封止することによって、基板変形時に充填部材４４が漏れ出すことのない構成としておくことが好ましい。
【００４７】
また、先の実施形態では、基材２０をエッチングすることによって溝４０ａ，４０ｂを形成するとしたが、これに限らず機械加工により形成してもよい。
【００４８】
（電子機器）
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置１を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１０は、腕時計１０００の正面図である。腕時計１０００は、時計ケース１００２と、時計ケース１００２に連結された一対のバンド１００３とを備えている。
時計ケース１００２の正面には、上記各実施形態の電気泳動表示装置１からなる表示部１００５と、秒針１０２１と、分針１０２２と、時針１０２３とが設けられている。時計ケース１００２の側面には、操作子としての竜頭１０１０と操作ボタン１０１１とが設けられている。竜頭１０１０は、ケース内部に設けられる巻真（図示は省略）に連結されており、巻真と一体となって多段階（例えば２段階）で押し引き自在、かつ、回転自在に設けられている。表示部１００５では、背景となる画像、日付や時間などの文字列、あるいは秒針、分針、時針などを表示することができる。
【００４９】
図１１は電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００は、上記実施形態の電気泳動表示装置１を表示領域１１０１に備えている。電子ペーパー１１００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１１０２を備えて構成されている。
【００５０】
図１２は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【００５１】
以上の腕時計１０００、電子ペーパー１１００、及び電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置１が採用されているので、長期間にわたって表示品質を維持することができる信頼性に優れた表示部を備えた電子機器となる。
【００５２】
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る電気泳動表示装置１を好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…電気泳動表示装置、２…素子基板、３…電気泳動シート、６…電気泳動表示パネル、３０…透明基板、３１…電気泳動層、４０…格子状の溝、４０ａ，４０ｂ、４２ａ，４３ａ…溝、５３…角部、４４…充填部材、Ｗ…幅、ｔ…深さ、１０００，１１００，１２００…電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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