(57)【要約】【課題】  高輝度を有し、輝度むらを低減することができる光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の光学シート１の製造方法では、シート２上にマイクロレンズの材料となる第１レンズ材料３ａをドット配列に吐出する第１吐出工程（図６（ｂ））と、第１レンズ材料３ａを硬化して、第１マイクロレンズ５ａを形成する第１硬化工程（同図（ｃ））と、第１マイクロレンズ５ａ上にマイクロレンズの材料となる第２レンズ材料３ｂを吐出して、第１マイクロレンズ５ａのドット間の隙間部１１を埋める第２吐出工程（同図（ｅ））と、第２レンズ材料３ｂを硬化して、マイクロレンズアレイ６を形成する第２硬化工程（同図（ｆ））とを有する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上にマイクロレンズの材料となる第１レンズ材料をドット配列に吐出する第１吐出工程と、
前記第１レンズ材料を硬化して、前記マイクロレンズを形成する第１硬化工程と、
前記マイクロレンズ上に前記マイクロレンズの材料となる第２レンズ材料を吐出して、前記マイクロレンズのドット間の隙間部を埋める第２吐出工程と、
前記第２レンズ材料を硬化して、マイクロレンズアレイを形成する第２硬化工程と、を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学シートの製造方法において、
前記第１吐出工程では、前記第１レンズ材料を千鳥配置に吐出することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学シートの製造方法において、
前記第１吐出工程の前に、前記シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法において、
前記第１硬化工程と前記第２吐出工程の間に、前記シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有することを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法において、
前記第１及び第２レンズ材料のうち、少なくとも一方の前記レンズ材料に拡散微粒子を含む前記レンズ材料を用いることを特徴とする光学シートの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学シートの製造方法により製造されたことを特徴とする光学シート。
【請求項７】
光透過性を有するシートと、
前記シート上に配列された第１マイクロレンズと、
前記第１マイクロレンズ上及び前記第１マイクロレンズ間に形成された第２マイクロレンズと、を有し、
前記第１及び第２マイクロレンズとが一体化したマイクロレンズアレイを有することを特徴とする光学シート。
【請求項８】
光源から発せられる光線を分散させて導くバックライトユニットであって、
請求項６または７に記載の光学シートを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のバックライトユニットを備えたことを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置を搭載し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、光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックライトユニットは、ノート型パソコンや携帯端末等の液晶ディスプレイ装置等の光源として用いられ、その機能上、高輝度化、輝度の均一化が要求されている。
【０００３】
従来のバックライトユニットは、光源と、光源の光を面全体に導く導光板と、導光板から照射される光を拡散させる光学シート（拡散板）等で構成されている。光学シートは、シート上に複数のマイクロレンズが形成されているものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の光学シートは、マイクロレンズ間に隙間部があるため、該隙間部を通る光線が存在しやすかった。このため、集光されにくく、十分な高輝度を得ることができなかった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、高輝度を有し、輝度むらを低減することができる光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の光学シートの製造方法では、シート上にマイクロレンズの材料となる第１レンズ材料をドット配列に吐出する第１吐出工程と、第１レンズ材料を硬化して、マイクロレンズを形成する第１硬化工程と、マイクロレンズ上にマイクロレンズの材料となる第２レンズ材料を吐出して、マイクロレンズのドット間の隙間部を埋める第２吐出工程と、第２レンズ材料を硬化して、マイクロレンズアレイを形成する第２硬化工程とを有することを要旨とする。
【０００８】
これによれば、シート上に第１レンズ材料が吐出され、シート上に配置された第１レンズ材料の液滴を硬化することによりマイクロレンズが形成される。次いで、マイクロレンズ上に第２レンズ材料を吐出する。第２レンズ材料を塗布することにより、第２レンズ材料がマイクロレンズとマイクロレンズ間の隙間部に付着して、マイクロレンズが更に大きく形成され、また、マイクロレンズのドット間の隙間部が埋められる。そして、第２レンズ材料を硬化することにより、シート上を覆い尽くすようにマイクロレンズアレイが形成される。従って、シート上が、マイクロレンズアレイにより覆われるので、この光学シートを、例えば、バックライトユニット等の使用に際し、高輝度を有し、輝度むらを低減することができる。
【０００９】
本発明の光学シートの製造方法は、第１吐出工程では、第１レンズ材料を千鳥配置に吐出してもよい。
【００１０】
これによれば、シートに付着した第１レンズ材料のドット間隔が密となるので、比較的少量の第２レンズ材料の吐出でも、容易に隙間なくシートをマイクロレンズで覆うことができる。
【００１１】
本発明の光学シートの製造方法は、第１吐出工程の前に、シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有してもよい。
【００１２】
これによれば、シート上に塗布された第１レンズ材料の液滴は、撥液処理により接触角が大きくなり、大きな曲率の液滴を形成しやすく、略均一のマイクロレンズを形成することができる。
【００１３】
本発明の光学シートの製造方法は、第１硬化工程と第２吐出工程の間に、シート上に撥液処理を施す撥液処理工程を有してもよい。
【００１４】
これによれば、吐出された第２レンズ材料は、撥液処理により、容易に凸形状のマイクロレンズを形成することができる。
【００１５】
本発明の光学シートの製造方法は、第１及び第２レンズ材料のうち、少なくとも一方のレンズ材料に拡散微粒子を含むレンズ材料を用いてもよい。
【００１６】
これによれば、拡散微粒子が含まれたマイクロレンズアレイを形成することにより、光拡散性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の光学シートは、上記の光学シートの製造方法により製造されたことを要旨とする。
【００１８】
これによれば、シート上がマイクロレンズアレイで覆われるので、高輝度を有し、輝度むらを低減することができる光学シートを提供することができる。
【００１９】
本発明の光学シートは、光透過性を有するシートと、シート上に配列された第１マイクロレンズと、第１マイクロレンズ上及び第１マイクロレンズ間に形成された第２マイクロレンズとを有し、第１及び第２マイクロレンズとが一体化したマイクロレンズアレイを有することを要旨とする。
【００２０】
これによれば、シート上に形成された第１マイクロレンズ上及び第１マイクロレンズ間に第２マイクロレンズが形成され、第１及び第２マイクロレンズが一体化したマイクロレンズアレイがシートを覆うので、例えば、バックライトユニット等の使用に際し、高輝度を有し、輝度むらを低減することができる。
【００２１】
本発明では、光源から発せられる光線を分散させて導くバックライトユニットであって、上記の光学シートを備えたことを要旨とする。
【００２２】
これによれば、第１及び第２マイクロレンズが一体化したマイクロレンズアレイが、シート上を覆うように形成されるので、高輝度を有し、輝度むらを低減したバックライトユニットを提供することができる。
【００２３】
本発明の電気光学装置では、上記のバックライトユニットを備えたことを要旨とする。
【００２４】
これによれば、高輝度を有し、輝度むらを低減した電気光学装置を提供することができる。
【００２５】
本発明の電子機器では、上記の電気光学装置を搭載したことを要旨とする。
【００２６】
これによれば、高輝度を有し、輝度むらを低減した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
【００２８】
（光学シートの構成）
まず、本発明に係る光学シートの構成について説明する。図１は、光学シートを模式した構成図であり、図１（ａ）は、斜視図を示し、同図（ｂ）は、断面図を示す。
【００２９】
図１（ａ），（ｂ）において、光学シート１は、光透過性を有するシート２と、シート２上に形成されたマイクロレンズアレイ６で構成されている。
【００３０】
シート２は、光透過性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、石英、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。
【００３１】
マイクロレンズアレイ６は、シート２上に形成された第１マイクロレンズ５ａと第２マイクロレンズ５ｂとが一体化して形成されている。
【００３２】
第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂは、凸形状を成し、第２マイクロレンズ５ｂは、第１マイクロレンズ５ａ及び第１マイクロレンズ５ａの配列間を覆うように形成されている。
【００３３】
第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂは、例えば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂が用いられ、前駆体としては、ポリイミド前駆体を挙げることができる。
【００３４】
紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開始剤を含んだものからなる。
【００３５】
紫外線硬化型アクリル系樹脂では、プレポリマーまたはオリゴマーとして、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。
【００３６】
モノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボリニルアクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。
【００３７】
光重合開始剤としては、例えば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、α，α−ジクロ−４−フェノキシアセトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニル−１、２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高いという利点を有している。
【００３８】
ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステル等を挙げることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得られたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いため、大きなレンズ効果が得られる。
【００３９】
（バックライトユニットの構成）
次に、本発明に係るバックライトユニットの構成について説明する。図２は、バックライトユニットを模式した断面図である。
【００４０】
図２において、バックライトユニット４０は、光源４２と、光源４２の直近に配置された導光板４１と、導光板４１に面して配置された反射板４３と、反射板４３が配置された導光板４１の面の反対面に配置された光学シート１で構成されている。光源４２は、照明装置であり、例えば、冷陰極蛍光管等が用いられる。光源４２から照射された光は導光板４１の面全体に広げられ、光学シート１に照射される。光学シート１のシート２は、導光板４１から照射された光を受けて散乱し、散乱した光のうち第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂを通して集光される。反射板４３は、光源４２から照射された光を反射させて導光板４１の面全体から光が出射されるように光を反射させる。
【００４１】
また、反射板４３には、光源４２から照射された光を乱反射させるための反射ドットが設けられているが、第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂの光拡散によって、照射面を直視したときに、反射ドットの形状を見えにくくすることができる。
【００４２】
導光板４１は、表面が略平坦化され、光を透過させる透明性を有し、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、石英、ポリカーボネート、ポリエステル等の透明樹脂材料が用いられる。
【００４３】
（電気光学装置の構成）
次に、本発明に係る電気光学装置の構成について説明する。図３は、電気光学装置としての液晶表示装置を模式した断面図である。
【００４４】
図３において、液晶表示装置５０は、光を照射するバックライトユニット４０と、バックライトユニット４０から照射された光を受けて表示する液晶表示部５１で構成されている。
【００４５】
液晶表示部５１は、下側基板部６０がバックライトユニット４０の光学シート１の近傍に設置され、下側基板部６０と対向するように上側基板部７０を有している。下側基板部６０と上側基板部７０はシール材５２によって規定された間隔が保持され、該間隔内には液晶材５３が封入されている。
【００４６】
下側基板部６０は、下側透明基板６１と、下側透明基板６１の上面に形成された表示電極６２と、表示電極６２の上面に形成された配光膜６３を有している。また、下側透明基板６１に対して表示電極６２の反対面に偏光板６４が配置されている。
【００４７】
上側基板部７０は、上側透明基板７１と、下側透明基板６１に対向する方向であって、上側透明基板７１の面に形成されたブラックマトリクス７２と、ブラックマトリクス７２によって区画された領域には、色要素としてのカラーフィルタ７３ａ（Ｒ），７３ｂ（Ｇ），７３ｃ（Ｂ）が形成されている。さらに、ブラックマトリクス７２およびカラーフィルタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃの上面に形成された保護膜７４と、保護膜７４の上面に形成された共通電極７５と、共通電極７５の上面に形成された配光膜７６を有している。また、上側透明基板７１のカラーフィルタ７３ａ，７３ｂ，７３ｃの反対面には偏光板７７が配置されている。
【００４８】
下側基板部６０と上側基板部７０は、シール材５２の接着力によって接着され、シール材５２の高さによって規定された両基板部６０，７０の間には液晶材５３が封入されている。
【００４９】
（電子機器の構成）
次に、本発明に係る電子機器の構成について説明する。図４は、電子機器としてのパーソナルコンピュータを模式した斜視図であり、図４において、パーソナルコンピュータ８０の表示部に電気光学装置としての液晶表示装置５０が搭載されている。
【００５０】
（光学シートの製造方法）
次に、本発明に係る光学シートの製造方法について説明する。図５は、吐出ヘッドの構成を示し、図５（ａ）は、一部破断した斜視図であり、同図（ｂ）は、要部断面図である。  
【００５１】
図５（ａ）において、吐出ヘッド１１０は、振動板１１４と、ノズルプレート１１５を備えている。振動板１１４とノズルプレート１１５との間には、液溜まり１１６が配置され、孔１１８を介して供給される機能液が常に充填されるようになっている。また、振動板１１４と、ノズルプレート１１５との間には、複数の隔壁１１２が位置している。そして、振動板１１４と、ノズルプレート１１５と、一対の隔壁１１２とによって囲まれた部分がキャビティ１１１である。キャビティ１１１は、ノズル１２０に対応して設けられているため、キャビティ１１１の数とノズル１２０の数とは同じである。キャビティ１１１には、一対の隔壁１１２間に位置する供給口１１７を介して、液溜まり１１６から機能液が供給される。
【００５２】
図５（ｂ）に示すように、振動板１１４上には、それぞれのキャビティ１１１に対応して振動子１１３が取り付けられている。振動子１１３は、ピエゾ素子１１３ｃと、ピエゾ素子１１３ｃを挟む一対の電極１１３ａ、１１３ｂを有する。この一対の電極１１３ａ、１１３ｂに駆動電圧を与えることで、対応するノズル１２０から機能液が液滴１２１となって吐出される。ノズル１２０の周辺部には、液滴１２１の飛行曲がりやノズル１２０の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層１１９が設けられている。なお、機能液を吐出させるために、振動子１１３の代わりに電気熱変換素子を用いてもよく、電気熱変換素子による材料液の熱膨張を利用して、材料液を吐出することができる。
【００５３】
次に、光学ユニットの製造方法について説明する。図６は、光学シートの製造方法を示す工程図である。
【００５４】
図６（ａ）の撥液処理工程では、シート２の表面に撥液処理を施す。撥液処理は、ＣＦ4プラズマ等で処理される。
【００５５】
図６（ｂ）の第１吐出工程では、吐出ヘッド１１０からシート２に向けて、マイクロレンズの材料となる液状の第１レンズ材料３ａの液滴１２１を吐出し、シート２上に液状の第１レンズ材料３ａを付着させる。吐出する際、液状の第１レンズ材料３ａが隣接する第１レンズ材料３ａに接しない程度に吐出量や着弾位置を制御して吐出を行う。シート２上に付着された第１レンズ材料３ａは、液滴吐出において、一滴の液滴吐出で、一つのレンズ形状を形成してもよいし、複数の液滴を吐出して、一つのレンズ形状を形成してもよい。
【００５６】
図６（ｃ）の第１硬化工程では、第１レンズ材料３ａを硬化させて第１マイクロレンズ５ａを形成する。硬化は、紫外線照射装置１６０により第１レンズ材料３ａに紫外線を照射することにより行われる。
【００５７】
図６（ｄ）の撥液処理工程では、シート２及び第１マイクロレンズ５ａの表面に撥液処理を施す。撥液処理は、ＣＦ4プラズマ等で処理される。
【００５８】
図６（ｅ）の第２吐出工程では、吐出ヘッド１１０から第１マイクロレンズ５ａ上に向けて、第１レンズ材料３ａと同一のマイクロレンズの材料となる液状の第２レンズ材料３ｂの液滴１２１を吐出し、第１マイクロレンズ５ａと隙間部１１を覆うように第２レンズ材料３ｂを付着させる。本工程によって、シート２上に第２レンズ材料３ｂが付着される。
【００５９】
第１マイクロレンズ５ａは、吐出された第２レンズ材料３ｂの液滴の一部が付着して、第１マイクロレンズ５ａの形状が大きくなり、これに伴って、第１マイクロレンズ５ａのドット間の間隔が狭くなる。
【００６０】
また、第１マイクロレンズ５ａのドット間に流出した第２レンズ材料３ｂの液滴は、シート上に施された撥液処理の効果によって、シートを撥ねて凸状に形成される。
【００６１】
図６（ｆ）の第２硬化工程において、紫外線照射装置１６０により第２レンズ材料３ｂに紫外線を照射することにより硬化させて第２マイクロレンズ５ｂが形成され、第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂの形成により、一体化したマイクロレンズアレイ６が形成される。
従って、上記の実施形態によれば、以下に示す効果がある。
【００６２】
（１）光学シート１は、第１マイクロレンズ５ａと第１マイクロレンズ５ａのドット間の隙間部１１に第２マイクロレンズ５ｂが形成され、シート２上は、ほぼ隙間なくマイクロレンズアレイ６で覆われるので、高輝度を有し、輝度むらを低減することができる。
【００６３】
（２）第１マイクロレンズ５ａの上に第２レンズ材料３ｂを吐出することにより、第１マイクロレンズ５ａの形状が大きくなるので、集光性を向上させることができる。
【００６４】
（３）第１マイクロレンズ５ａの上に第２レンズ材料３ｂを吐出することにより、第１マイクロレンズ５ａの形状が大きくなるので、第１マイクロレンズ５ａのドット間の隙間が狭くなるので、容易に隙間部１１を第２レンズ材料３ｂで埋めることができる。
【００６５】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例が挙げられる。
【００６６】
（変形例１）本実施形態では、第１マイクロレンズ５ａを四角形格子状に配置したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、千鳥配置に形成してもよい。このようにすれば、第１マイクロレンズ５ａのドットの間隔が密となるので、比較的少量の第２レンズ材料３ｂの吐出でも、容易に隙間なくシート２を第１，第２マイクロレンズ５ａ，５ｂで覆うことができる。
【００６７】
（変形例２）本実施形態では、第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂのレンズ材料を同一にしたが、これに限定されず、異なる材料で形成された第１，２マイクロレンズ５ａ，５ｂを形成してもよい。このようにすれば、屈折率が異なって、液晶表示部５１に対する焦点距離を調節することができる。
【００６８】
（変形例３）図６（ｄ）において、撥液処理を行ったが、撥液処理に替えて親液処理を施してもよい。このようにすれば、同図（ｅ）の親液工程において、第２レンズ材料３ｂは、親液処理により濡れ性が向上して隙間部１１に濡れ拡がるので、容易に隙間部１１を埋めることができる。
【００６９】
（変形例４）第１レンズ材料３ａと第２レンズ材料３ｂのうち、少なくとも一方に拡散微粒子を含む材料を用いてもよい。このようにすれば、さらに拡散性を向上させることができる。
【００７０】
（変形例５）本実施形態において、第２マイクロレンズ５ｂは凸形状としたが、これに限定されず、凹形状を有してもよい。このようにしても、拡散性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】光学シートを模式した構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図。
【図２】バックライトユニットを模式した断面図。
【図３】電気光学装置としての液晶表示装置を模式した断面図。
【図４】電気機器としてのパーソナルコンピュータを模式した斜視図。
【図５】吐出ヘッドの構成を示し、（ａ）は一部破断した斜視図、（ｂ）は要部断面図。
【図６】光学シートの製造方法を示す工程図。
【図７】変形例における光学シートを模式した斜視図。
【符号の説明】
【００７２】
１…光学シート、２…シート、３ａ…第１レンズ材料、３ｂ…第２レンズ材料、５ａ…第１マイクロレンズ、５ｂ…第２マイクロレンズ、６…マイクロレンズアレイ、１１…隙間部、４０…バックライトユニット、４１…導光板、４２…光源、４３…反射板、５０…電気光学装置としての液晶表示装置、５１…液晶表示部、８０…電子機器としてのパーソナルコンピュータ、１１０…吐出ヘッド、１２１…液滴、１６０…紫外線照射装置。
【図１】
2006343451.tif 000003
【図２】
2006343451.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006343451.tif 000007
【図６】
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【図７】
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