(57)【要約】  第１面および第２面を有する可撓性支持基板を含むフレキシブルプリント基板の記載である。導電性材料は、可撓性支持基板の第１面または第２面の少なくとも一方に、真空蒸着により堆積される。 可撓性導電回路は、放電加工により導電性材料上に形成される。 可撓性導電回路は、電気部品が取り付けられ得る、複数の電装部品配置回路を構成する。 フレキシブルプリント基板は、丸めたり、折り畳むことが可能である。 フレキシブルプリント基板は、他の競合する技術により現行製造可能なサイズよりはるかに大きなサイズで製造することもできる。
2019506747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と第２面とを有する可撓性支持基板と、
前記可撓性支持基板の前記第１面と前記第２面との少なくとも一方に、真空蒸着により蒸着された可撓性導電性材料と、前記可撓性導電性材料には放電加工により可撓性導電回路が形成され、電気部品が取り付けられ得る、複数の電気部品配置回路を構成する可撓性導電回路と、
前記可撓性導電回路上に配置され、窓が設けられるグラフィック重畳シートと、
前記可撓性導電回路に接続され、それぞれ前記窓の１つに位置合わせされることで、前記グラフィック重畳シートの前記窓を通じて視認可能となる、発光装置または光反射装置と、
を有するフレキシブルプリント基板。
【請求項２】
接続インタフェースが、前記可撓性導電回路に接続されて、電力が入力される、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３】
制御入力信号が、前記接続インタフェースを介して受信される、請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項４】
制御入力信号が、前記配置回路を介して受信される、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項５】
前記可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基板は、平面状の動作形態と、ロール状の収納形態をとり、前記可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基板は、自由に丸めたり、広げたりして、前記動作形態と前記収納形態に移行できる、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項６】
前記可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基板は、平面状の動作形態と、折り畳まれた収納形態をとり、前記可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基板は、自由に折り畳んだり、広げたりして、前記動作形態と前記収納形態に移行できる、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項７】
前記可撓性支持基板はポリエステルフィルムである、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項８】
前記導電性材料は導電性金属である、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項９】
前記導電性金属は、銅、アルミニウム、ニッケル、銀のうちの１種である、請求項８に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１０】
前記電気部品は、発光装置である、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１１】
前記発光装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１０に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１２】
前記電気部品は、一体型コントローラを含む、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１３】
前記電気部品は、複数の個別の電気泳動ディスプレイを含む、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１４】
前記グラフィック重畳シートは可撓性を有する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１５】
前記グラフィック重畳シートは剛性を有する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１６】
各電気部品は、中央部を含む本体と両側の翼部とを有する導電性バタフライコネクタにより、可撓性導電回路の複数の配置回路のうちの１つに接続される、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１７】
前記バタフライコネクタの前記本体は、コネクタ導電回路を構成し、前記電気部品は、前記中央部に配置され、前記翼部は前記可撓性導電回路に取り付けられる、請求項１６に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１８】
前記可撓性導電回路を電源に接続するための前記接続インタフェースは、可撓性接点タブ領域を実現するように、可撓性導電回路の縁に沿って固定された導電性布または金属箔のうちの一方である、請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項１９】
前記導電性布または金属箔は、導電性接着剤により前記可撓性導電回路の前記縁に固定された、請求項１８に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２０】
前記接続インタフェースに対する接続は、着脱可能クランプにより実現され、前記クランプは接点領域を有し、前記クランプを前記接続インタフェース上で閉じると、前記クランプからの圧力により、前記接続インタフェースと、前記クランプの前記接点領域との電気的接続が確立する、請求項１８に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２１】
前記クランプには、前記接点領域を支持する可鍛性非導電性材料が並置される、請求項２０に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２２】
前記接点領域は、ばね接点を有する、請求項２０に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２３】
前記クランプは、第１端と第２端とを有する顎構造を有し、前記第１端にヒンジが設けられ、前記第２端に係止部が設けられ、前記クランプを挟持形態に保持する、請求項２０に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２４】
前記可撓性導電回路上の複数の導電経路の交差は、前記導電経路の１つの上に、誘電体絶縁層のブリッジをスポット配置することで実現され、ブリッジを介して前記導電経路を交差する導電性交差部の経路が設けられる、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２５】
前記導電回路は、１４インチｘ１６インチよりも大きい、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２６】
前記ポリエステルフィルムは厚さが２５ｕｍから２５０ｕｍの間である、請求項７に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２７】
前記可撓性導電回路は、前記第１面上の第１可撓性導電回路と、前記第２面上の第２可撓性導電回路の複数の可撓性導電回路を含み、微細孔が形成され、超低粘度導電性材料が前記微細孔を通じて前記第１可撓性導電回路と前記第２可撓性導電回路とを電気的に接続する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２８】
前記可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基板と、グラフィック重畳シートが、購買時点ディスプレイを形成する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項２９】
前記可撓性支持基板は、可撓性導電回路およびグラフィック重畳シートとともに、標識または広告を形成する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３０】
前記可撓性支持基板は、可撓性導電回路およびグラフィック重畳シートとともに、車両用デカールを形成する、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３１】
前記剛性グラフィック重畳シートは、折り曲げやすいように分割されている、請求項１５に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３２】
前記可撓性グラフィック重畳シートを備える可撓性導電回路を有する前記可撓性支持基は、丸められて筐体内に収容されて収納形態となり、前記筐体から引き出されて平面状の動作形態となる、請求項１４に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３３】
前記筐体内に回路基板が実装され、前記可撓性支持基板が前記筐体から引き出され、前記平面状の動作形態にある状態で、ばね接点タブが前記回路基板を前記可撓性導電回路に接続する、請求項３２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３４】
前記可撓性導電回路を電源に接続する前記接続インタフェースは１以上のグロメットで、各グロメットの第１部分は、前記可撓性支持基板の前記第１面に係合し、各グロメットの第２部分は、前記可撓性支持基板の前記第２面に係合して、各グロメットが前記可撓性導電性回路に係合する、請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３５】
ばね接点タブが、前記１以上のグロメットに接続して電源回路が完成する、請求項３４に記載のフレキシブルプリント基板。
【請求項３６】
フレキシブルプリント基板を製造する方法であって、
第１面と、第２面と、前記第１面と前記第２面の少なくとも一方に、真空蒸着で蒸着した可撓性導電性材料とを有する可撓性支持基板を含む送りロールを用意することと、
前記可撓性支持基板を、前記送りロールから、作業台を介して送り、その際に放電加工により、前記可撓性導電性材料上に、電気部品が取り付け可能な複数の電気部品配置回路を構成する可撓性導電回路を形成することと、を含む方法。
【請求項３７】
前記可撓性支持基板はポリエステルフィルムで、前記ポリエステルフィルムは、前記第１面と前記第２面の一方にグラフィックが印刷され、前記第１面と前記第２面の他方に前記可撓性導電回路を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記可撓性導電回路を備える前記可撓性支持基板はグラフィック重畳シートを有し、前記可撓性導電回路は１以上の発光装置または光反射装置に接続され、前記グラフィック重畳シートは１以上の窓を有し、各発光装置または光反射装置は、前記窓の１つと位置合わせされることで、前記グラフィック重畳シートの前記窓の１つを通じて、各発光装置または光反射装置が視認可能となる、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
【０００２】
購買時点ディスプレイスタンド用に開発されたフレキシブルプリント基板について説明する。このフレキシブルプリント基板は、後述するような固有の特性により、購買時点ディスプレイスタンド以外の用途に利用できることも確認されている。
【背景技術】
【０００３】
以下に、典型的な購買時点（ＰＯＰ）直立電気ディスプレイの作り方を説明する。グラフィックが施された剛性の段ボールに、小さな貫通孔を切り開ける。次にＬＥＤを、段ボールの表側に飛び出すまで手で孔に押し込み、ダンボールの裏側からテープにより動かないように固定する。段ボールの裏側に両面テープで取り付けられた電源変圧器箱に、導電線を延ばす。電源変圧器箱から電源コードを延ばして、壁の外部電源コンセントにつなげる。電源を入れると、ＬＥＤが点滅する。
【発明の概要】
【０００４】
第１面と、第２面とを有する可撓性支持基板を備えるフレキシブルプリント基板が提供される。可撓性支持基板の第１面と第２面との少なくとも一方に、真空蒸着により導電性材料が蒸着される。導電性材料上に、放電加工により可撓性導電回路が形成される。可撓性導電回路は、電気部品が取り付けられ得る、複数の電気部品配置回路を構成する。
【０００５】
上述のフレキシブルプリント基板は、多数の固有の特性を有する。その一つは可撓性である。可撓性導電回路を有する可撓性支持基板は、平面状の動作形態と、ロール状の収納形態をとる。したがって、可撓性導電回路を有する可撓性支持基板は自由に丸められたり、広げられたりして、動作形態と収納形態とに移行できる。あるいは、可撓性導電回路を有する可撓性支持基板は、動作形態は平面状で、収納形態は折り畳まれてもよい。したがって、可撓性導電回路を有する可撓性支持基板は自由に折りたまれたり、広げられたりして動作形態と収納形態とに移行できる。
【０００６】
さらなる重要な特性としては、設定可能なサイズが挙げられる。費用対効果を考慮すると、現行の技術で現在製造可能な最大サイズのフレキシブルプリント回路基板の面積は、１４インチｘ１６インチ程度である。本発明のフレキシブルプリント基板は、このようなサイズの制約を受けず、用途に合わせて、実質的にいかなるサイズにもできるのである。
【０００７】
このようなフレキシブルプリント基板に合わせて、さらにいくつか新規特徴も得られた。これらについては後述する。
【０００８】
解決すべき課題の一つとして、如何に極小且つ公差が広い電気部品を、大きな可撓性導電回路に取り付けるかということが挙げられる。これは、位置合わせ配置回路を使用することで実現された。配置回路は、小型面実装電気部品が取り付けられる、銅がエッチングされた回路、または銀が印刷されたポリエステル回路を含む、ポリイミドフィルムによる小型回路である。配置回路を使用するには、導電回路に対する２つ以上の電気的接点が必要である。
【０００９】
電気部品を配置回路に接続するコネクタの一形態として、いわゆる「バタフライ」コネクタ（名称が形状を表わす）が挙げられる。各バタフライコネクタは、中央部を有する本体と、その両側の翼部を有する。バタフライコネクタの本体に、導電回路がエッチングされる。電気部品は中央部に配置される。そして、翼部を導電性フィルム接着剤により可撓性導電回路に取り付ける。
【００１０】
解決すべきさらなる課題として、可撓性導電回路をどのように電源に接続するかということが挙げられる。これについて、図面を参照にして後述するように、導電回路の縁に沿って固定することで、可撓性接点タブ領域を生成する、導電性接着裏地付きの導電性布または金属箔を、接続インタフェースとして設けた。
【００１１】
可撓性接点タブ領域に接続する方法は様々あるが、新たな方法として、着脱可能なクランプにより、接続インタフェースに接続することが挙げられる。図を参照に後述するように、クランプは、接点領域を支持する可鍛性非導電性材料が並置される。接続インタフェース上でクランプを閉じることで、クランプの圧力により接続インタフェースと、クランプの接点領域との電気的接続が確立される。
【００１２】
提示されるさらなる接続方法として、基板を貫通して固定されて、可撓性回路に接続するグロメットを使用することが挙げられる。このようなグロメットは、基板の支持部への実装と、電気的接続の両方を実現できる。
【００１３】
解決すべきさらなる課題として、導電回路上の導電経路の交差が挙げられる。これについては、図を参照に後述するように、絶縁層のブリッジを、導電経路の１つの上にスポット配置し、ブリッジを介して当該導電経路に交差するような導電交差経路を設けた。
【００１４】
用途がＰＯＰディスプレイであれば、導電回路を１以上の照明部品に接続し、グラフィック重畳シートを導電回路上に配置する。グラフィック重畳シートには１以上の窓が設けられ、各照明部品は窓の１つに位置合わせされて、各照明部品からの光が、グラフィック重畳シートを通じて視認可能となる。
【００１５】
グラフィック重畳シートの特性は可変である。図を参照に後述するように、グラフィック重畳シートは可撓性を有しても、剛性を有しても、剛性を有しつつも折り曲げやすいように分割されてもよい。
【００１６】
標識やデカール等、ＰＯＰディスプレイ以外の用途の例をいくつか図示および説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
上述の特徴やその他の特徴は、添付の図面を参照する以下の説明からより明白になるであろう。図面は図示の目的にのみ供されるものであり、いかなる形でも限定を意図したものではない。
【００１８】
図１は、ロール式ＰＯＰディスプレイの分解斜視図である。
【００１９】
図２は、図１に示すＰＯＰディスプレイにおけるバタフライインタフェースの斜視図である。
【００２０】
図３は、図２に示すバタフライインタフェースの上面図である。
【００２１】
図４は、図２に示すバタフライインタフェースの下面図である。
【００２２】
図５は、図２に示すバタフライインタフェースの側面図である。
【００２３】
図６Ａは、図２から図５のバタフライインタフェースを有する、導電回路を備える片面ＰＯＰディスプレイの分解図である。
【００２４】
図６Ｂは、図６Ａの片面ＰＯＰディスプレイの分解側面図である。
【００２５】
図６Ｃは、図２から図５のバタフライインタフェースを有する、両面ＰＯＰディスプレイの分解図である。
【００２６】
図６Ｄは、図６Ｃの両面ＰＯＰディスプレイの分解側面図である。
【００２７】
図７は、図１のＰＯＰディスプレイの回路タブ接続の斜視図である。
【００２８】
図７Ａは、図７の回路タブ接続の分解詳細側面図である。
【００２９】
図８は、図７に示す回路タブ接続を有する電気泳動ＰＯＰディスプレイの分解図である。
【００３０】
図９は、電気泳動ＰＯＰディスプレイの分解図である。
【００３１】
図１０は、折り畳み可能なＰＯＰディスプレイの分解図である。
【００３２】
図１１は、動作形態にある図１０の折り畳み可能なＰＯＰディスプレイの側面図である。
【００３３】
図１１Ａは、図１１の断面図である。
【００３４】
図１２は、図１０の折り畳み可能なＰＯＰディスプレイの、折り畳み状態を示す側面図である。
【００３５】
図１３は、導電性接点が１つのアームに沿って設けられた、図１に示すＰＯＰディスプレイからのコネクタバーの側面図である。
【００３６】
【００３７】
図１３Ａは、導電性接点が両アームに沿って設けられたコネクタバーの側面図である。
【００３８】
図１３Ｂは、図１３のコネクタバーの端部の側面図である。
【００３９】
図１４は、剛性ＰＯＰディスプレイの分解斜視図である。
【００４０】
図１５は、壁面標識である。
【００４１】
図１６は、図１５の壁面標識の分解斜視図である。
【００４２】
図１７は、トラック標識の斜視図である。
【００４３】
図１８は、コネクタバーの別の構成を示す側面図である。
【００４４】
図１９は、コネクタバーが別の構成を有するＰＯＰディスプレイの分解斜視図である。
【００４５】
図２０は、交差を含む多層回路の上面図である。
【００４６】
図２０Ａは、図２０の多層回路を詳細に示す上面図であり、第１面と第２面を接続する導電ビアを第１面から示す。
【００４７】
図２０Ｂは、図２０の多層回路を詳細に示す下面図であり、第１面と第２面を接続する導電ビアを第２面から示す。
【００４８】
【００４９】
図２１は、三次元ディスプレイスタンドの斜視図である。
【００５０】
図２２は、図２１に示す三次元ディスプレイスタンドで使用されるように設計されたフレキシブルプリント基板の上面図であり、型取りされて、取り付け可能な状態を示している。
【００５１】
図２３は、「従来技術」と記載された、セパレート型洗濯乾燥機の正面図である。
【００５２】
図２３Ａは、図２３に示すセパレート型洗濯乾燥機で使用されるように設計されたフレキシブルプリント基板の上面図である。
【００５３】
図２４は、図２３Ａに示すセパレート型洗濯乾燥機で使用されるように設計されたフレキシブルプリント基板の上面図であり、型取りされて、使用可能な状態を示している。
【００５４】
図２５は、「従来技術」と記載された、ドローンの斜視図である。
【００５５】
図２５Ａは、図２５に示すドローンで使用されるように設計されたフレキシブルプリント基板の上面図である。
【００５６】
図２６は、図２５Ａに示すドローンで使用されるように設計されたフレキシブルプリント基板の上面図であり、型取りされて、使用可能な状態を示している。
【００５７】
図２７は、フレキシブルプリント基板を使用した広告用に、グロメットを取り付けた状態を示す側面図である。
【００５８】
図２８は、フレキシブルプリント基板製造方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
参照符号１０で全体的に示すフレキシブルプリント基板を、図１から図２８を参照して説明する。
各部の構造および関係
【００６０】
図１は、第１面１４と、第２面１６とを有する可撓性支持基板１２を備える、フレキシブルプリント基板１０の好適な実施形態を示す。フレキシブルプリント基板１０は、全体的に参照符号１００で示す購買時点（ＰＯＰ）ディスプレイに使用されるように図示されている。この好適な実施形態では、可撓性支持基板１２はポリエステルフィルムである。なお、プラスチック織物またはオープンパターンプラスチック材料を使用してもよいことは理解されよう。導電性材料１８は、第１面１４、第２面１６、または第１面１４および第２面１６の両方に設けられる。この好適な実施形態では、導電性材料１８は導電性金属、好ましくは銅である。支持基板１２には、ポリエステルフィルムを使用するのが好ましい。ポリエステルフィルムをインク受容性コーティングすることで、支持基板１２に直接グラフィックを印刷することができるからである。通常、銅製導電性材料１８が設けられた面の反対側の面に印刷が施される。これにより、個別のグラフィック印刷層を基板１２に貼り付けるための接着層が不要となる。
【００６１】
様々な処理により、導電性材料１８からなる導電回路（全体的に参照符号２０で示す）を可撓性支持基板１２へ配置できる。その一つとして、導電性材料１８の真空蒸着がある。回路材料として銅を選択し、２５ミクロンから２５０ミクロンの厚さのポリエステル製支持部材上に、銅を一定の厚さでスパッタリング真空蒸着した。これは、ポリエステル製支持部材がロール式である場合に好ましかった。次に、５０ｕｍのポリエステル支持層を損傷しないよう、制御下で放電加工（ＥＤＭまたはスパークエロージョンとも称される）を実行し、銅製導電性材料１８の可撓性導電回路２０を構成する導電経路を形成する。導電性金属として、銅を使用したが、その他アルミニウム、ニッケル、銀も使用できることが理解されよう。
【００６２】
いずれの処理によっても、可撓性導電回路２０が形成される。可撓性導電回路２０は、電気部品が取り付けられる配置回路を有する。上述の実施形態では、電気部品は発光ダイオード（ＬＥＤ）照明２２である。後述の実施形態では、その他電気部品が追加される。
【００６３】
可撓性導電回路２０上の配置回路に電気部品を取り付けるあらゆる一般的方法を試したが、不成功に終ったため、今までにない手法が必要となった。そこで、カプトンをバタフライ形状にして、銅のエッチングパターンを施し、ＬＥＤを適切な抵抗器と共に、銅の上に、はんだ付けできるようにした。「カプトン」は、デュポン社製の、可撓性回路に主に使用される高温用ポリイミドフィルムの商標名である。部品（ＬＥＤおよび抵抗器）は、カプトン製翼部の間の、狭い中心部に配置され、最大面積を有するカプトン製翼部は、導電性フィルム接着剤を使用して取り付けられる。
【００６４】
図１に示すように、各電気部品（ＬＥＤ照明２２）は、導電性バタフライコネクタ２４により導電回路２０に接続される。図２から図５に示すように、導電性バタフライコネクタ２４は、中央部２７と、その両側の翼部３０を含む本体２６を有する。バタフライコネクタ２４の本体２６は、導電回路用にエッチングを施した導電性銅層３２が堆積された、高温用ポリイミドフィルム製である。電気部品（ＬＥＤ照明２２）は、中央部２７に固定される。翼部３０は、導電性フィルム接着剤３４により導電回路２０に取り付ける。図６Ａから図６Ｃは、バタフライコネクタ２４が配置された状態の導電回路２０を示す。各バタフライコネクタは、ＬＥＤ照明２２（および抵抗器２９、図２に示されているとおり）を支持している。ＬＥＤ照明２２と抵抗器２９とは、はんだ付けにより固定されている。そのはんだパッドは、図３では参照符号３１で示される。
【００６５】
図１に示すように、導電回路２０を備える可撓性支持基板１２は、ＰＯＰディスプレイ１００に使用される場合、視覚表示部１０２を形成するグラフィック重畳シート３６が設けられる。図示の好適な実施形態において、グラフィック重畳シート３６は可撓性を有する。ただし、可撓性を有さないグラフィック重畳シート３６による別の実施形態についても後述する。好適な実施形態において、視覚表示部１０２が丸められたり広げられたりできるよう、グラフィック重畳シート３６が可撓性を有することが好ましい。視覚表示部１０２用に、筐体１０４が設けられる。視覚表示部１０２が丸められて、筐体１０４内に収納されると、収納形態となる。視覚表示部１０２が筐体１０４から引き出されて、平面状になると動作形態となる。視覚表示部１０２は、自由に丸められたり、広げられたりすることで、動作形態および収納形態に移行できる。好適な実施形態において、導電回路２０は、１以上の照明部品、具体的にはＬＥＤ照明２２に接続される。そのため、グラフィック重畳シート３６は、１以上の窓３８を有する。組立の際、各ＬＥＤ照明２２は、グラフィック重畳シート３６を通じて視認可能となるよう、１つの窓３８に位置合わせされる。図６Ａに、片面視覚表示部１０２を示す。図６Ｃに、両面視覚表示部１０２を示す。各視覚表示部１０２は、「ＳＡＬＥ」の文字と、窓３８に対応する３つの星とを含むグラフィック重畳シート３６を備える。各窓３８は、ＬＥＤ照明２２のうちの１つに位置合わせされて、看者の関心を視覚表示部１０２のＳＡＬＥの文字に惹きつけるように、星が「瞬く」視覚効果が実現される。図６Ｂと図６Ｄに、各ＰＯＰディスプレイ１００が有する層を示す。導電回路２０がエッチングされた導電性材料１８に、接着剤３７によりグラフィック層３６が取り付けられる。
【００６６】
可撓性回路に接点領域を設ける様々な方法を、調査、検証した。そして、市販の導電性織布または銅箔に接着裏地を設けて、導電経路の端に配置することで、良好且つ信頼性の高い可撓性接点タブ領域を形成することができた。
【００６７】
図１に、導電回路２０を電源（不図示）に接続するために設けられた接続インタフェースを示す。導電回路２０を電源に接続するために設けられた接続インタフェースは、可撓性接点タブ領域４６の形成に使用される導電性布または金属箔４０である。図７および図７Ａに示すように、導電性布または金属箔４０は、可撓性接点タブ領域４６を形成するため、導電回路２０の縁４４に沿って固定された導電性接着裏地４２を有する。後述のように、接続インタフェースはこれ以外の構成であってもよい。
【００６８】
外部制御入力信号を入力するための様々な方法を調査、検証したが、新たな手法が必要であった。そこで、大面積回路（ＬＡＣ）の幅よりも若干長いヒンジ式挟持部材を使用した。挟持部材の一方または両方のバーは、ゴム、発泡性材料、またはその他可鍛性部材である。開閉式挟持部材の内側で、ゴムが回路上の接点に接触するようにする。そのゴム上には、（ＬＡＣ）上の接点タブのピッチ、または空間に対応するように、導電性テープまたは導電性フラットメッシュが、バーの重なる箇所に設けられる。これらゴム上の導電性領域に、ディスプレイコントローラと電源とからの電線が、はんだ付けまたはその他手段で接続される。コントローラ自体は、接続挟持部に対して外部に設けられても、内部にはめ込まれてもよい。挟持部のバーの一方の内部に、壁面コンセントに接続されるコンセントか、バッテリー保持部が設けられる。この挟持部（ある種、車屋根スキーラックと同様）は、（ＬＡＣ）を挟み込み、ヒンジの反対側が固く閉じられて、（ＬＡＣ）接点領域と、ヒンジバーおよび電力信号バーとが圧接する。
【００６９】
図１に示す着脱可能クランプ５０が、可撓性接点タブ領域４６に対する接続に使用される。図１３に示すように、クランプ５０は接点領域５２を有する。図１に示すクランプ５０を、可撓性タブ接点領域４６上で閉じると、クランプ５０からの圧力で、可撓性タブ接点領域４６と、クランプ５０の接点領域５２との電気的接続が実現される。図１３に示すように、好適な実施形態において、クランプ５０には、接点領域５２を支持する可鍛性非導電性材料５４が並置される。クランプ５０は、第１端５６と、第２端５８とを有する顎構造を有する。第１端５６にヒンジ６０が設けられる。クランプ５０は、一組のアーム６１および６３を有する。アーム６３の第２端５８に、枢動係止アーム６２が設けられる。枢動係止アーム６２は、アーム６３の第２端５８に枢動可能に接続された第１端６７を有する。図１３Ｂに示すように、枢動係止部６２は、係止部材７１が設けられた第２端６９を有する。図１３に示すように、係止部材７１がアーム６３の第２端の切り欠き７３に係合すると、クランプ５０が閉じて、挟持形態に保持される。制御盤６５がアーム６１内に嵌合し、接点領域５２に接続される。後述するように、クランプは他の構成であってもよい。図１３Ａに示すような、両面構成の可撓性回路に使用される着脱可能クランプ５０では、接点領域５２はアーム６１および６３の両方に設けられる。
【００７０】
複雑な回路は、「交差」を含む。即ち、導電回路２０上で、導電経路が交差するのである。部品の位置や、複雑な設計により、導電経路が別の経路をジャンプする必要があることも多い。当然、経路同士が直に交差すれば、短絡が起きる。剛性回路基板では、基板の一方側の一銅電線から、基板の反対側の銅電線への導電性孔をあけることで、ジャンプが実現される。これは導電ビアと呼ばれる。厚い可撓性部材に導電性ビアを作成するのはかなり困難であるため、当分野においてそのような場合には、所期の導電経路の上に、短絡防止のために絶縁性カバー層を印刷することが一般的である。絶縁性カバー層は通常、絶縁が必要な領域全体に印刷される。その後、基板がベルトコンベヤに置かれ、典型的には紫外線または熱を使用する硬化チャンバに送られる。
【００７１】
大面積かつ肉薄の可撓性部材に対して絶縁性カバー層を使用するのは、単純に手間がかかりすぎるため、新たな手法が必要であった。そこで領域全体に印刷を施す代わりに、必要な領域にのみスポット印刷を行う手法を採った。具体的には、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）により、小型のプリンタヘッドを作業領域上で移動させた。これに、後述するように、吐出またはその他プリンタヘッド技術や、小型スポット硬化要素が伴う。この方法により、迅速かつ高費用対効果で、大領域を、第１パターン層上の次の層である絶縁性層および導電性層により被覆できる。
【００７２】
図２０に示すように、導電経路の交差については、導電回路２０の導電経路６６のうちの１つの上に、誘電体絶縁層のブリッジ６４をスポット配置することで解決された。これにより、ブリッジ６４を介して導電経路６６に交差する導電交差経路６８が構築される。図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、第１面を第２面に接続するための導電ビア９０が設けられる。
【００７３】
フレキシブルプリント基板１０の特筆すべき特性として、実質的にいかなるサイズの導電回路も実現できる。大抵のフレキシブルプリント回路基板のサイズは、機能的制限から、１４インチｘ１６インチまでに限定される。しかし、本稿で教示する内容によると、これを超える大きさの導電性回路が実現できる。
【００７４】
多くの場合、まずは両面銅基板が必要とされる。即ち、銅が一方側および他方側に設けられた基板である。剛性基板や、可撓性回路においては、中間の絶縁層にドリルであけられた孔を通じて、これら一方側および他方側同士が接続される。あけられた孔は、めっき浴でめっきされて、両面間の導電性が実現される。
【００７５】
サイズ的制限により孔全体にめっきが行き届かない場合がある。また、部材が肉薄であれば、物理的支持強度に欠き、めっき浴に浸すことも困難であり得る。したがって、新しい手法が必要であった。そこで、ＣＮＣにより、小型可動ヘッドを定位置に移動させて、打ち抜きやレーザーにより微細孔を形成した。これにより、超低粘度導電性材料を印刷すると、当該材料がこの微細孔を通過し、一方の導電性面から他方の導電性面への接続が実現される。これにより、第１導電回路２０を第１面１４に設け、第２導電回路２０を第２面１６に設けて、これら第１導電回路と第２導電回路とを電気的に接続できた。図２から図４に、この貫通導電ビア９０の例を示す。図２０、図２０Ａ、図２０Ｂに、第１面と第２面とを接続する、さらなる導電ビア９０を示す。
【効果】
【００７６】
本発明の教示にしたがって可撓性導電回路を可撓性支持基板上に設けると、非常に幅広い用途の可能性が開ける。その一部を例示的に上述した。
【００７７】
ポリエステル製支持部材上に導電性銅層を設けることで、ＬＥＤ、およびその他低電力装置を動作できる程度の低抵抗であり、低価格な導電性材料が得られる。当該部材は、薄くて、軽量で、可撓性を有する。導電経路を形成する方法で、ポリエステル製部材上に、銅によるパターンを形成できる。また、レジストマスク、エッチング液、エッチング、めっき浴を利用せずに、電気経路を形成することができる。導電性スパッタリング銅層は、ポリエステル製支持部材に接続できる。この部材は、ロール製造処理において、ロール処理可能である。
【００７８】
上述の電気経路形成方法は、製造手段として有用となり得るほど迅速に実行でき、ポリエステル製支持部材を傷つけることなく、環境に害を与えず、簡潔で、しかもフィルムにアートワークを施したり、エッチング、レジストマスク、レジスト現像液、銅エッチング、めっきを利用したりする必要がない。しかも、デジタルファイルから回路ができるまで、一工程で済む経済的な処理である。
【００７９】
バタフライコネクタも有効である。低価格で、利用しやすく、丸めたり広げたりの繰り返しに、かなりの回数耐えることができる。さらに、ＬＥＤを傷つけずに、ラミネーターに通すことができる。
【００８０】
導電性接着裏地を有する、市販の導電性織布または銅箔により、良好で信頼性の高い可撓性接点タブ領域が実現される。これにより、外部コントローラが、ワイヤまたは信頼性の高い着脱機構を介して接続できる。このような接続であれば、技術的訓練を受けていなくても対応可能である。また、何度も着脱できる程度に頑健である。
【００８１】
外部制御入力信号を入力する様々な方法を調査、検証したが、新たな手法が必要であった。挟持部材であれば、何度も接続または着脱できる。挟持部材による接続は、技術的バックグラウンドがなくても可能である。挟持部材は、回路部材を破いたり、切り裂いたり等、損傷することなく、着脱可能である。
製造方法
【００８２】
図２８に、フレキシブルプリント基板１０を製造する方法を示す。方法においては、まず可撓性導電性材料１８（例えば、銅等の導電性金属）が、真空蒸着により可撓性支持基板１２（例えば、用途が広告や標識であれば、ポリエステルフィルムが好ましい）上に蒸着される。このようにして、可撓性導電性材料１８を有する可撓性支持基板を備える、送りロール５００が得られる。この時点では、送りロール５００には導電経路が設けられていない。可撓性導電性材料１８を有する可撓性支持基板１２が、作業台５０２上を介して引き取りロール５０４に送られる。作業台５０２上に、放電加工端５０６が設けられ、コンピュータ制御ＣＮＣ位置決め部５０８により、位置が制御される。可撓性導電性材料１８を有する可撓性支持基板１２が作業台５０２を通じて移動する際に、放電加工端５０６により、可撓性導電性材料１８上に可撓性導電回路２０が形成される。可撓性導電回路２０は、電気部品が取り付けられ得る複数の電気部品配置回路を構成する。
【００８３】
可撓性導電回路２０の用途が広告や標識であれば、可撓性支持基板１２を形成するポリエステルフィルムの、可撓性導電回路２０とは反対側の面にグラフィックが印刷されることが好ましい。
【００８４】
処理が終わる頃には、引き取りロール５０４には何メートルもの長さのフレキシブルプリント基板１０が巻き付いている。その後、フレキシブルプリント基板１０は所望のサイズに切断でき、本稿で、各種想定用途について上述したように、想定される用途に合わせて、少なくとも一つの縁に接続インタフェースが取り付けられる。
変形例
【００８５】
図１０から図１２に示すように、可撓性支持基板１２は丸める代わりに、折り畳むことができる。図１１に、平面状の動作形態の視覚表示部１０２を示す。図１２に、折り畳まれて収納形態にある視覚表示部１０２を示す。図１１Ａに、構成要素の断面図を示す。視覚表示部１０２は自由に折り畳んだり開いたりして、動作形態と収納形態との間を移行できる。折り畳めるようにできるには、グラフィック重畳シート３６は可撓性を有する必要がない。あるいは、折り畳みやすいように、分割されていれば、剛性グラフィック重畳シート３６も利用できる。補剛板７０を可撓性支持基板１２に接着剤で取り付けてもよい。この場合、各グラフィック重畳部位７２に１つの補剛板７０が対応する。
【００８６】
あらゆる電気部品を導電回路２０に接続してもよいことを、特に強調したい。好適な実施形態において、ＬＥＤ照明２２はバタフライコネクタ２４を使用して取り付けてもよい。
【００８７】
図８および図９に、「Ｅｐａｐｅｒ」という商標名で販売されている電気部品である、電気泳動ディスプレイ２３を示す。このような電気泳動ディスプレイは、バタフライコネクタ２４、導電性接着剤のいずれかで接続できる。
【００８８】
図１４に示すグラフィック重畳シート３６は、剛性段ボールか、その他剛性材料により形成されてもよい。導電回路２０を有する可撓性支持基板１２は、剛性段ボール７４、または何らかの剛性支持部材に設置することで、剛性にすることもできる。この実施形態でも、低価格で、より大きなサイズを製造できるという特性を実現できる。ただし、視覚表示部１０２を折り畳んだり、丸めたりして収納形態にすることはできなくなる。
【００８９】
以下に、可撓性回路上に接点領域を設けるための別の方法を説明する。具体的には、後述するように、導電性材料を貫通して圧着されるか、導電性材料上に重ねられる金属グロメットが使用される。
【００９０】
図１８に、クランプ５０の別の挟持構成の例を示す。接点領域５２を可鍛性非導電性材料５４により支持するのではなく、ばね接点５２を使用することも有効と考えられる。ここで重要なのは、ばね接点５２が、導電回路が動作形態に移行した場合にのみ、導電回路に係合することである。ばね接点５２が常に係合していれば、収納形態から動作形態に移行する際に、導電回路または重畳グラフィックを引っかいたり、傷つけたりする可能性がある。
【００９１】
図１９に、クランプ５０を使用しない構成を示す。この実施形態では、回路基板８０は、筐体１０４の外表面８２に設置される。回路基板８０は、可撓性支持基板１２が筐体１０４から引き出され、平面状の動作形態にされた際に、導電回路２０上の可撓性タブ接点領域４６に回路基板８０を接続するばね接点タブ８４を有する。
【００９２】
図１５および図１６に、両面接着剤層８６を第２面１６に追加することで、視覚表示部１０２が標識または広告として設置可能となった様子を示す。
【００９３】
図１７は、図１５と同様の構造が、トレーラー８８等の車両用デカールに使用可能である様子を示す。振動から電力を生成する装置が市販されている。当該装置であれば、車両が道路を走行する際に生じる振動を利用して、導電回路に給電してＬＥＤ照明を点灯させることができる。
【００９４】
外部制御入力信号を入力するさらなる構成として、全制御部品を配置回路上に設置し、回路上に直接コントローラを面実装してもよい。この場合、制御信号と電源コネクタとを分ける必要がなくなる。
【００９５】
図２１に、参照符号１５０で全体的に示される三次元ディスプレイスタンドを図示する。ディスプレイスタンド１５０は、傾斜した前方表示空間１５２と、フロントヘッダー１５４と、側面１５６とを有する。窓１５８が、フロントヘッダー１５４に横方向に配列され、側面１５６に縦方向に配列されている。窓１５８を通じて、電気泳動ディスプレイ１６０が視認できる。図２２は、三次元ディスプレイスタンド１５０で使用されるように構成されたフレキシブルプリント基板１６２を示す。電気泳動ディスプレイ１６０は、フレキシブルプリント基板１６２により支持される。フレキシブルプリント基板１６２を、フレキシブルプリント基板１０について上述したとおりに製造し、余分な箇所を全て切り取る。その後、フロントヘッダー１５４に横方向に配列され、側面１５６に縦方向に配列された窓１５８を通じて電気泳動ディスプレイ１６０が視認できるように、フレキシブルプリント基板１６２をディスプレイスタンド１５０の形状に合わせて折り畳む。
【００９６】
上述のように、このフレキシブルプリント基板に、購買時点ディスプレイ以外の用途があることが確認された。図２３は、全体に参照符号２００として全体的に示した先行技術のセパレート型洗濯乾燥機を図示している。図２３Ａおよび図２４に、ワイヤハーネスが不要となるよう、セパレート型洗濯乾燥機２００専用に設計されたフレキシブルプリント基板２０２を例示する。フレキシブルプリント基板２０２は、フレキシブルプリント基板１０について上述したとおりに製造し、余分な箇所を全て切り取る。これにより、フレキシブルプリント基板２０２が、元はワイヤハーネス用に設けられた空間に収まるようにする。図２５は、参照符号３００として全体的に示したドローンの先行技術を図示している。図２５Ａおよび図２６に、ワイヤハーネスが不要となるよう、ドローン３００専用に設計されたフレキシブルプリント基板３０２を例示する。フレキシブルプリント基板３０２は、フレキシブルプリント基板１０について上述したとおりに製造し、余分な箇所を全て切り取る。これにより、フレキシブルプリント基板３０２が、元はワイヤハーネス用に設けられた空間に収まるようにする。
【００９７】
図２７に、可撓性支持基板１２の実装と、可撓性導電回路（当図では不図示）を電源（当図では不図示）に接続するための接続インタフェースの両方をシンプルな工程にて実現するための構成を示す。この実施形態における可撓性支持基板１２は、参照符号４００として全体的に示す広告として図示される。グロメット４０２は、第１部分４０４が第１面１４と係合し、第２部分４０６が第２面１６に係合して、可撓性支持基板１２に固定される。グロメット４０２は、可撓性導電性回路に係合するため、可撓性支持基板１２に配置されている。広告４００を支持するため、支持スタンド４０８が設けられる。支持スタンド４０８は、広告取付アーム４１０を有する。広告取付アーム４１０は通常、非導電性材料で構成される。取付アーム４１０がグロメット４０２の中心孔４１２に挿入されることで、広告４００が支持スタンド４０８に装着される。次に、電源（不図示）から延びる導電線４１４を、グロメット４０２に結合することで、電気的接続が確立し、可撓性導電回路に電力が供給される。導電線４１４が支持スタンドに沿って設けられることが好ましい。導電線４１４とグロメット４０２の結合は、導電性圧縮ばね４１６を介して実現されることが好ましい。広告４００を持ち上げ、取付アーム４１０をグロメットの中心孔４１２に挿入し、導電性圧縮ばね４１６をグロメット４０２に係合させるというシンプルな工程で、迅速に取り付け可能である。取付アーム４１０、グロメット４０２、導電性圧縮ばね４１６は、広告４００の形状、サイズに応じた数設けられる。
注意事項
【００９８】
本願の可撓性導電回路に求められる特性は、可撓性導電回路を損傷せずに、可撓性支持基板を、どれ程の狭い半径で丸めたいかにより異なる。また、導電性材料の材料疲労が可撓性導電回路の動作箇所に悪影響が及ぶまでに、どの程度頻繁に可撓性支持基板が丸められたり広げられたりするかについても重要である。
【００９９】
可撓性支持基板に実装されるフレキシブルプリント基板を形成する様々な方法を以下に説明する。また、それらのうち、不適切であったもの、あるいは好ましくなかったものについては理由を述べる。
【０１００】
様々な材料を調査、検証した。カーボンコーティングされたポリエステル、または紙の場合、コストがかかりすぎ、製造段階のロールの幅を広く取れず、電気抵抗も高すぎた。ポリエステルに、導電性銀ペーストをスクリーン印刷した場合、コストがかかりすぎ、スクリーンまたはマスキング工程、さらに硬化工程も必要であった。ポリエステルに導電性銀ペーストをフレキソ印刷した場合、導線の抵抗が高くなりすぎ、ロールも十分な大きさが取れず、硬化工程が必要だった。導電性材料のインクジェット印刷は、あまりに高価な上、インクジェットに対応した導電性インクがほとんど市販されていない。さらに、硬化工程が必要で、設備コストもあまりに高い。さらなる方法として、可撓性導電性材料箔を可撓性支持基板に接着することが挙げられる。
【０１０１】
放電加工は、導電性材料上の可撓性導電回路に導電経路を形成する方法として好ましいが、スパーク電極を清潔に保つように注意する必要がある。焼け抜けにより、スパーク電極が汚れると、導電経路に不均一線や、断線が生じ始める。
【０１０２】
電気経路を形成するその他さまざまな方法を調査、検証した。超音波アブレーションは、時間がかかる上に、問題もあり、不適切であった。レーザーアブレーションでは、あまりに高温を伴い、支持層を介して燃焼してしまうおそれがある。ＣＮＣミクロサンドブラストの場合、制御が困難で、不均一線が生じ、粒子状物質が生じて洗い落とす必要があった。マスクサンドブラストの場合、Ｘ方向、Ｙ方向に１つずつ、即ち２つのマスクが必要であった。さらに、粒子状物質が生じて洗い落とす必要があった。別の方法として、可撓性支持基板に接着した導電性材料の可撓性箔をエッチングすることが挙げられる。別の回路部材として、銅箔をポリエステル製支持部材に積層する、または導電性材料を、ポリエステル製支持部材に、シリンジからＣＮＣ吐出することで得られてもよい。一方はポリエステル上の銅を除去する方法で、他方はシリンジから添加して堆積していく方法である。
【０１０３】
ＬＥＤおよびその他剛性部品を取り付ける様々な方法を調査、検証した。直接はんだ付けは、高度制御下でも、材料を熱で損傷してしまい、不適切であった。超音波やレーザーは、現実的ではない上、大規模な機械が使用され、あまりにもコストがかかる。膜スイッチ製造における取付方法として、導電性エポキシを利用することがよく知られている。これはある程度有効であったが、コストがかかりすぎ、時間もかかり、脆弱であった。さらに、構造支持部として、補助透明ドーム状ウレタン保護層が追加で必要となる。これは特にロールテストで特に不適切となる傾向が確認された。導電性接着フィルムによる直接的取付けも現実的ではなかった。ＬＥＤの接地面積や、取付領域が小さすぎて、良好に接着できないのである。またこちらも、ロールテストで不適切となる傾向が確認された。
【０１０４】
可撓性回路上に接点領域を形成する様々な方法を調査、検証した。直接はんだ付けは、高度制御下でも、材料を熱損傷してしまい、不適切であった。導電性エポキシは、脆弱で、ロールテスト中に可撓性回路から引き剥がされてしまい、不適切であった。
【０１０５】
外部制御入力信号と、電力を入力する様座な方法を調査、検証した。従来のコネクタは、支持部材の材料、電気抵抗、物理特性により、接点タブ間のピッチや空間が従来どおりとならないため不適切であった。各プッシュクリップに電線をはんだ付けするには、１度に１つずつ取り付ける必要があるため非常に時間がかかり、誤接続のおそれもあった。エッチングによる接点タブに電線が取り付けられた剛性回路基板の場合、接触し続けることができず、何らかの外部挟持装置で抑えるような必要もあり得るので、信頼性に欠ける。
【０１０６】
本明細書において、「含む」という語は非限定的に使用され、この語が係る品目を含むが、特に言及されていない品目も排除されないことを示す。不定冠詞「ａ」を付された要素への言及は、当該要素が１つのみ設けられていると明示されている場合を除いて、当該要素が２つ以上存在する可能性を排除するものではない。
【０１０７】
請求項の範囲は例として記載された実施形態によって限定されるべきではなく、明細書全体を鑑みて、請求項の目的とする構成に合致する最も広い解釈がなされるべきである。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図７ａ】
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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１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０−２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２３ａ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２５ａ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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