(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数行の第一電極と複数列の第二電極が片面上に形成された透光性基板を持つ静電容量型のタッチパネルと、
前記タッチパネルに重ねて配置されるとともに、画像を表示するための画素電極がマトリクス状に形成された表示パネルと、を備え、
前記第一電極と前記第二電極が交差する交差部では、前記第一電極と前記第二電極は絶縁膜を介して積層されており、
前記第一電極は、第一の方向に並んで配置される複数の第一パッド部と、隣接する前記第一パッド部を繋ぐ第一連結部で構成され、
前記第二電極は、第二の方向に並んで配置される複数の第二パッド部と、隣接する前記第二パッド部を繋ぐ第二連結部で構成され、
前記第一パッド部、前記第一連結部及び前記第二パッド部は透光性の導電材料で形成され、第二連結部は金属材料で形成され、
前記絶縁膜は、前記第一電極上及び前記第二パッド部上全体に形成されるとともに、前記第一電極及び前記第二パッド部と前記第二連結部との間の層として構成され、
前記第二連結部が、前記画素電極の主要外形線に対して、平行でも直交でもない角度で、前記第二パッド部の外形辺に沿った「くの字」形状で形成され、隣接する前記第二パッド部を前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを通して繋ぐことを特徴とするタッチパネル付き表示装置。
【請求項２】
前記画素電極は長手方向と短手方向を持つ形状であり、前記第二の方向が長手方向と一致することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル付き表示装置。
【請求項３】
前記第二連結部は前記第二パッド部と接触する接続部を持ち、前記接続部の幅が前記第二連結部の本体の幅より大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル付き表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル付き表示装置に係り、特に、指の接触・近接位置を静電容量の変化として検出可能な静電容量型のタッチパネルを備えたタッチパネル付き表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯機器、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータなどの電子機器では、近年、表示パネルの表示画像を視認しながら、指などで接触操作を行い、接触位置を入力するタッチパネルが広く用いられている。このタッチパネルとして、指で触れたことによる静電容量変化を検出する静電容量型のタッチパネルが普及しつつある。静電容量型のタッチパネルには、指などが接触した際に、電極間の静電容量が変化することを用いて入力位置を検出するタイプ、電極を構成する透光性導電膜の両端に同相、同電位の交流を印加し、指が接触あるいは近接してキャパシタが形成される際に流れる微弱電流を検知して入力位置を検出するタイプが知られている。
【０００３】
このような静電容量型のタッチパネルには、基板の一方の表面に検出用電極を形成すればよいという利点がある。例えば、透光性の基板の同一面上に、Ｘ方向に延在する複数行の電極とＹ方向に延在する複数列の電極を交差して形成する。この交差部分で挟まれた領域にパッド部が存在している。従来のタッチパネルの検出用電極の概略構成を図６に模式的に示す。図示するように、検出用の電極は、一定方向に並んで配置された複数のパッド部と、隣接するパッド部を繋ぐ連結部で構成されている。すなわち、Ｘ電極６３は、Ｘ方向に並べて配置されたＸパッド部６３ａと、隣接するＸパッド部を繋ぐＸ連結部６３ｂで構成され、Ｙ電極６４は、Ｙ方向に並べて配置されたＹパッド部６４ａと、隣接するＹパッド部を繋ぐＹ連結部６４ｂで構成されている。Ｘ電極６３とＹ電極６４は互いの連結部で交差している。そして、Ｘ電極６３の連結部６３ｂとＹ電極６４の連結部６４ｂとの交差部にのみ絶縁膜を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、交差部だけでなく、Ｘ電極とＹ電極のパッド部と、Ｘ電極の連結部を覆うように絶縁膜を設ける構成も知られている。この場合には、絶縁膜上にＹ電極の連結部が設けられ、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して隣接するパッド部を電気的に接続している（例えば、特許文献２の図２２〜２４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１４４２４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献では、隣接する電極を連結する導通部は透明導電膜により形成されている。しかし、タッチパネルの位置検出精度を上げるためには、検出電極ライン（透光性電極）の抵抗値を低くする必要がある。そのため、連結部を金属膜で形成するという要求がある。特に、絶縁膜上に設ける連結部は抵抗値が高くなりやすいため、金属膜で形成することが望まれる。このようなタッチパネルを表示パネルの観察者側に配置した場合、以下のような現象が発生する虞がある。
【０００６】
表示パネルには、画像を表示するための画素電極（ドット）が行列方向にマトリクス状に配置されている。通常、表示パネルの画素電極数はタッチパネルの電極（パッド部）数より極めて多い。必然的に検出電極のパッド部の大きさは画素電極に比べて大きく、連結部が画素電極に匹敵する大きさになる場合もある。そのため、連結部を金属膜で構成すると、光を透過しない金属膜で画素電極を遮ってしまう虞がある。このときには、観察者が一部の表示画素を正しく視認できなくなるため、表示画像の品質が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、連結部に金属膜を用いても、表示品質に影響を与えない構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、複数行の第一電極と複数列の第二電極が片面上に形成された透光性基板を持つ静電容量型のタッチパネルと、タッチパネルに重ねて配置され、画像を表示するための画素電極がマトリクス状に形成された表示パネルとを備えるタッチパネル付き表示装置であって、第一電極と第二電極が交差する交差部では、第一電極と第二電極は絶縁膜を介して積層されており、第一電極は、第一の方向に並んで配置される複数の第一パッド部と、隣接する第一パッド部を繋ぐ第一連結部で構成され、第二電極は、第二の方向に並んで配置される複数の第二パッド部と、隣接する第二パッド部を繋ぐ第二連結部で構成され、第一パッド部、第一連結部及び第二パッド部は透光性の導電材料で形成され、第二連結部は金属材料で形成されており、第二連結部が、画素電極の主要外形線に対して、平行でも直交でもない角度で形成することとした。
【０００９】
また、画素電極は長手方向と短手方向を持つ形状であり、第二の方向が長手方向と一致することとした。さらに、第二連結部を「くの字」または「逆くの字」形状で形成することとした。さらに、第二連結部は第二パッド部と接触する接続部とを持ち、この接続部の幅が第二連結部本体の幅より大きくなるように形成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連結部に金属膜等の透過率の極めて低い材料を用いても、表示画像の視認性に与える影響が減少する。そのため、高い検出精度と良好な視認性が両立するタッチパネル付き表示装置を、簡単な構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】タッチパネル付き表示装置の断面構成を示す模式図である。
【図２】表示装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明のタッチパネルの概略構成を示す平面図である。
【図４】表示パネルの画素電極を説明する模式図である。
【図５】実施例１のタッチパネルの電極構成を説明する模式図である。
【図６】従来のタッチパネルの電極構成を説明する平面図である。
【図７】第二連結部の形状を説明する模式図である。
【図８】実施例２のタッチパネルの電極構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の表示装置を詳細に説明する。ここでは表示パネルの一例として液晶パネルを用いて説明する。なお、表示パネルとしては、表示画素がマトリクス状に配置されているものであれば良く、ＥＬ素子等の表示パネルを用いることもできる。
【００１３】
本発明に係るタッチパネル付き表示装置の断面構成を図１に模式的に示す。図示するように、タッチパネル付き表示装置は、液晶パネル２０と、液晶パネル２０の上側（観察者側）に配置された静電容量型のタッチパネル１と、液晶パネル２０の下側に配置されたバックライト４０を備えている。液晶パネル２０として、ＩＰＳ方式、ＴＮ方式、ＶＡ方式等の液晶パネルが例示できる。また、アクティブ型、パッシブ型のいずれでもよい。液晶パネル２０は、基板２１と対向基板２２をシール材２５により接合し、両基板間に液晶２６が挟持された構成である。必要に応じて２枚の基板の外側に上偏光板２３と下偏光板２４が設けられる。また、液晶パネル２０とタッチパネル１は樹脂・粘着フィルム等からなる接着材１０により接合されている。
【００１４】
図２は、表示装置の基本構成を示すブロック図である。ここで示した表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶パネル２０と、液晶パネル２０を駆動するためのデータドライバ２８とゲートドライバ２９と、これらのドライバ等を制御するコントローラ３０を備えている。液晶パネル２０には多数のデータ線ＤＬと多数の走査線ＧＬとが格子状に形成されており、データ線ＤＬと走査線ＧＬの各交差点と一対一に対応して画素電極２７が配置されている。このように、アクティブマトリクス型の液晶パネル２０には、多数の画素電極２７が所定の間隙でＸ方向とＹ方向に二次元マトリクス状に配列されている。
【００１５】
図２に示すように、走査線ＧＬは図中Ｘ方向に延びるように形成され、複数の走査線はＸ方向に対して平行に配置されている。同様に、データ線ＤＬはＹ方向に延びるように形成され、複数のデータ線はＹ方向に対して平行に配置されている。走査線ＧＬとデータ線ＤＬで囲まれる領域に画素電極２７が形成される。データ線ＤＬはＴＦＴ３１のソースに接続され、ＴＦＴ３１のドレインは画素電極２７に接続され、ＴＦＴ３１のゲートは走査線ＧＬに接続されている。このＴＦＴ３１は、画素電極２７に表示電圧（階調電圧）を供給するためのスイッチとして機能する。そして、マトリクス状に配置された画素電極は表示領域を形成し、各画素電極により表示領域に画像が表示される。このとき、ＲＧＢカラーフィルタの各着色部を画素電極２７に対応するように設けると、カラー画像が表示されることになる。この場合には、ＲＧＢの３つの画素電極でカラー画像の表示画素（ピクセル）を構成している。したがって、一つの画素電極２７はサブピクセルとして用いられている。図２では、第一〜第三走査線に符号ＧＬ１〜ＧＬ３を、第一〜第三データ線に符号ＤＬ１〜ＤＬ３を附している。
【００１６】
また、液晶パネル２０は、シール材により一対の基板を所定の間隙で貼り合わされた構成である。一方の基板は、ＴＦＴ、画素電極、対向電極（コモン電極）等が形成されるＴＦＴ基板であり、他方の基板はカラーフィルタ等が形成されるフィルタ基板である。すなわち、前述の基板２１または対向基板２２が、ＴＦＴ基板またはフィルタ基板に対応している。なお、対向電極がＴＦＴ基板に設けられる横電界方式の液晶パネルだけでなく、対向電極がフィルタ基板に設けられる縦電界方式の液晶パネルにも適用できる。
【００１７】
次に、液晶パネル２０と重ねて使用するタッチパネル１の概略図を図３に示す。タッチパネル１の外形は、液晶パネル２０とほぼ同様の形状となる。タッチパネル１は、片方の面に位置検出用の第一電極３と第二電極４が形成された透光性基板２を備えている。第一電極３は、第一の方向（図中のＸ方向）に並んだ複数の第一パッド部３ａと、隣接する第一パッド部３ａを繋ぐ第一連結部３ｂで構成され、第二電極４は、第二の方向（図中のＹ方向）に並んだ複数の第二パッド部４ａと、隣接する第二パッド部４ａを繋ぐ第二連結部５で構成されている。また、第一電極３と第二電極４は交差するように配置されている。第一電極３と第二電極４の交差部には絶縁膜が設けられ、第一電極３と第二電極４の電気的接続を防いでいる。なお、透光性基板２として、ガラス基板や透明樹脂基板が例示できる。
【００１８】
図３に示すように、第一電極３は複数行存在しており、複数の第一電極３は第一の方向（図中のＸ方向）と平行に配置されている。同様に、第二電極４は複数列存在しており、複数の第二電極４は第二の方向（図中のＹ方向）と平行に配置されている。これら第一電極３と第二電極４を用いて静電容量の変化を検出し、タッチされた位置を算出する。タッチ位置の検出可能な領域を入力領域と呼ぶ。また、透光性基板２には、複数の接続用端子７と、第一電極３と第二電極４のそれぞれと接続用端子７を結ぶ周辺配線８が形成されている。
【００１９】
通常、タッチパネルの第一パッド部３ａと第二パッド部４ａの総数は、液晶パネル２０の画素電極２７の総数よりはるかに少ない。一方、タッチパネルの入力領域と液晶パネルの表示領域の大きさはほとんど変わらないため、画素電極２７の大きさはパッド部の大きさに比べて小さく、連結部の大きさとあまり変わらない場合がある。そのため、連結部が画素電極２７を覆い隠さないように、連結部を画素電極２７の主要外形線に対して、平行でも直交でもない角度で形成することとした。図３では、第二電極４がＹ方向に延びているため、第二連結部５が画素電極２７のＹ方向の外形線に対して平行にならないように、略「くの字」形に形成されている。このとき、第一電極３の第一パッド部３ａ、第一連結部３ｂ及び第二電極４の第二パッド部４ａは透光性の導電材料で形成され、第二連結部５は金属材料で形成されている。すなわち、第二電極４を構成する第二パッド部４ａと第二連結部５とは一体的に同時形成できない。一方、第一パッド部３ａ、第一連結部３ｂ及び第二パッド部４ａは同一の材料で同時に形成することもできる。なお、第一パッド部３ａと第二パッド部４ａの大きさや個数は、実製品のタッチパネルの大きさや求められる検出精度に応じて、適宜設定されることは言うまでもない。
【００２０】
このような構成によれば、一体的に製造できない第二電極４の抵抗値を低くすることができるため、検出精度の低下が防げるとともに、遮光性の金属膜で形成される第二連結部５が表示画素を隠すことを防げる。そのため、高い検出精度と良好な視認性の両立が実現できる。
【００２１】
ここで、画素電極の主要外形線について簡単に説明する。図４に液晶パネルの画素電極のパターンを模式的に示す。図４（ａ）はアクティブマトリクス型の液晶パネルの画素電極パターンの一例を示す平面図であり、図４（ｂ）はパッシブマトリクス型の液晶パネルの画素電極パターンの一例を示す平面図である。アクティブマトリクス型の液晶パネルには、ＴＦＴ等のスイッチング素子が設けられているため、画素電極の形状は、図４（ａ）に示すように、矩形の一部が欠けた形状になっており、六つの辺ＡＢ〜ＦＡで形成されている。このとき、画素電極２７の主要外形線は辺ＡＢと辺ＢＣと見做すことができる。あるいは、欠けた部分がないものと仮想して辺ＣＤと辺ＡＦを延長させた交点をＧとし、４つの辺ＡＢ，ＢＣ，ＣＧ，ＧＡを主要外形線と見做してもいい。したがって、第二連結部５は、辺ＡＢ，ＢＣ，ＣＧ，ＧＡのいずれに対しても平行にも直交にもならないような形状で形成される。一方、パッシブマトリクス型の液晶パネルは、ストライプ状のＸ電極とＹ電極がそれぞれ形成された基板を対向する構成である。そして、ストライプ状の電極の交差部が表示画素になるため、図４（ｂ）に示すように、画素電極２７の形状は基本的に矩形になる。このとき、画素電極２７の主要外形線を４つの辺ＫＬ，ＬＭ，ＭＮ，ＮＫと見做すこととなる。したがって、第二連結部５は、辺ＫＬ，ＬＭ，ＭＮ，ＮＫのいずれに対しても平行にも直交にもならないような形状で形成される。
【００２２】
以下、本発明の表示装置に適用できるタッチパネルの実施例を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
（実施例１）
本実施例に係るタッチパネルの構成を図５に模式的に示す。図５（ａ）は、本実施例のタッチパネルの概略構成を示す平面図である。図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面構造を図５（ｂ）に、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を図５（ｃ）に模式的に示す。
【００２４】
図３で示したように、タッチパネル１には、複数の第一電極３が第一の方向（図中のＸ方向）に対して平行に並んで形成され、複数の第二電極４が第二の方向（図中のＹ方向）に対して平行に並んで形成されている。そして、第一電極３は、第一の方向に並んだ複数の第一パッド部３ａと、隣接する第一パッド部３ａを繋ぐ第一連結部３ｂで構成されている。第二電極４は、第二の方向に並んだ複数の第二パッド部４ａと、隣接する第二パッド部４ａを繋ぐ第二連結部５で構成されている。
【００２５】
図５（ａ）においては、この第二連結部５を除く第二電極４と第一電極３、すなわち、第二パッド部４ａと第一電極３は、ガラス基板１２上の同一平面に設けられている。第二連結部５と第一電極３が重なった部分には、第二連結部５と第一電極３が導通しないように絶縁膜６が設けられている。図５（ｂ）を用いて、この部分の断面構造を説明する。隣接する第二パッド部４ａの間を第一電極３が通っている。第一電極３の少なくとも一部を覆う島状の絶縁膜６が形成され、隣接する第二パッド部４ａを電気的に接続する第二連結部５が、この絶縁膜６上に形成されている。第二連結部５には、絶縁膜６上に形成された部分と両側の第二パッド部４ａと接触する部分がある。ここでは、前者をブリッジ部５ａと、後者を接続部５ｂとする。このように、第二連結部５は第一電極３を覆う絶縁膜６の上に形成されているので、隣接する第二パッド部４ａを橋渡しすることとなる。さらに、複数行の第一電極３と複数列の第二電極４はその上層に形成された保護膜９で覆われている。
【００２６】
次に、第一電極３のＸ方向の断面構成を図５（ｃ）に基づいて説明する。図５（ｃ）は第一電極３と第二連結部５の積層関係を示している。図示するように、ガラス基板１２上には第一電極３が形成されている。前述のように、第一電極３は、第一パッド部３ａと第一連結部３ｂが一体的に形成されている。本図では、第一バッド部３ａの端部に島状の絶縁膜６が設けられ、その上に第二連結部５のブリッジ部５ａが形成されている。第二連結部５の形状（画素電極の主要外形線とのなす角度など）によっては、絶縁膜６と第一連結部３ｂ（及び第一パッド部３ａ）との位置関係は、図５（ｃ）に示した絶縁膜６の位置とは微妙に変わることとなる。本実施例では、第二連結部５はひし形の第二パッド部４ａの外形辺に沿った形状で略「くの字」に形成されている。勿論、「くの字」に限らず、「逆くの字」、「ブーメラン形」の形状等でもかまわない。
【００２７】
また、図５では絶縁膜６を第二連結部５の下側のみに島状に設けているが、層間の絶縁膜を用いてもよい。すなわち、入力領域である第一電極３と第二パッド部４ａ上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に第二連結部５を設ける。このときには、第二連結部５を挟んで隣り合う２つの第二パッド部４ａは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを通して第二連結部５により電気的に接続される。
【００２８】
なお、ここでは、第一電極３と第二パッド部４ａは、透明性導電材料であるＩＴＯで形成され、第二連結部５は抵抗の小さい金属膜で形成されている。金属膜として、Ｃｒ膜やＭＡＭ（モリブデン−アルミニウム−モリブデン）膜を用いることができる。
【００２９】
次に、第二連結部５の接続部５ｂの形状例を図７に示す。第二連結部５の接続部５ｂの幅がブリッジ部５ａの幅より大きくなるように形成されている。図７（ａ）に示す第二連結部５では、接続部５ｂは、絶縁膜６の端部から離れる（遠ざかる）にしたがい、徐々に幅が広がるような形状となっている。図７（ｂ）に示す第二連結部５では、接続部５ｂは絶縁膜６の端部に隣接する部位に突起が形成されている。この突起により接続部５ｂの幅がブリッジ部５ａの幅より大きくなっている。
【００３０】
これらの形状により、タッチパネルに静電気が印加された時、第二パッド部４ａから第二連結部５への電流の移動、ならびに、第二連結部５から第二パッド部４ａへの電流の移動が、急激に移動せずに、徐々に移動させることとなる。そのため、接続部５ｂでの大きな熱量の発生が抑えられ、第二パッド部４ａの接続部５ｂ近傍や第二連結部５の破壊、ならびに、第二連結部５の接続部５ｂの剥がれ等を防止することができる。
【００３１】
（実施例２）
本実施例に係るタッチパネルの構成を図８に模式的に示す。実施例１では、第一電極３と第二パッド部４ａを下層とし、第二連結部５を上層としていたが、本実施例では第二連結部５の上方に、第一電極３と第二パッド部４ａが形成されている。すなわち、ガラス基板１２に第二連結部を形成し、その後で第一電極３と第二パッド部４ａを形成する。第一電極３や第二電極４の上視形状は実質的に実施例１と同じなので、重複する説明は適宜省略する。
【００３２】
図８（ａ）は、本実施例のタッチパネルの概略構成を示す平面図である。図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面構造を図８（ｂ）に、図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を図８（ｃ）に模式的に示す。
【００３３】
図８（ａ）に示すように、タッチパネル１には、複数行の第一電極３と、複数列の第二電極４が形成されている。第一電極３は第一の方向に並んだ複数の第一パッド部３ａと、隣接する第一パッド部３ａを繋ぐ第一連結部３ｂで構成され、第二電極４は第二の方向に並んだ複数の第二パッド部４ａと、隣接する第二パッド部４ａを繋ぐ第二連結部５で構成されている。図８（ｂ）に示すように、ガラス基板１２の上に第二連結部５が金属膜により形成される。ここでは、第二連結部５の両端が露出するように絶縁膜６が設けられる。第二パッド部４ａはこの露出部と接触するようにガラス基板１２上に形成される。これにより、隣接する第二パッド部４ａは第二連結部５により電気的に接続する。一方、第一電極３は絶縁膜６の上に形成される。そのため、第一電極３は、第二連結部５に接続することなくガラス基板１２に形成される。図８（ｃ）に示すように、第二連結部５を覆うように島状の絶縁膜６が設けられ、その上に第一電極３、すなわち第一パッド部３ａと第一連結部３ｂが形成されている。第二連結部５の形状によっては、絶縁膜６と第一連結部３ｂとの位置関係は、図８（ｃ）とは微妙に異なることとなる。
【００３４】
ここで、絶縁膜６を島状に形成するのではなく、入力領域全体に設けてもよい。このときには、第一電極３と第二パッド部４ａは絶縁膜６上に設けられる。ただし、第二導通部５を挟んで隣り合う２つの第二パッド部４ａは、絶縁膜６に形成されたコンタクトホールを通して第二導通部５によりそれぞれ電気的に接続される。さらに、これらを覆うように保護膜９が形成される。
【００３５】
なお、上述の各実施例ではパッド部の形状がひし形の場合で説明したが、他の形状のパッド部にも適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１  タッチパネル
２  透光性基板
３  第一電極
３ａ  第一パッド部
３ｂ  第一連結部
４  第二電極
４ａ  第二パッド部
５  第二連結部
５ａ  ブリッジ部
５ｂ  接続部
６  絶縁膜
７  接続用端子
８  周辺配線
９  保護膜
１０  接着材
１２  ガラス基板
２０  液晶パネル
２１  基板
２２  対向基板
２３  上偏光板
２４  下偏光板
２５  シール材
２６  液晶
２７  画素電極
２８  データドライバ
２９  ゲートドライバ
３０  コントローラ
３１  ＴＦＴ
４０  バックライト
ＧＬ  走査線
ＤＬ  データ線
【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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