(57)【要約】【課題】液晶パネルを収容する処理室を使用せずに、液晶パネルの気泡を消去することができる気泡消去装置及び気泡消去方法を提供する。【解決手段】本発明の気泡消去装置１００は、液晶パネル２００の液晶層に形成された気泡２６０を消去する液晶パネルの気泡消去装置１００である。この気泡消去装置１００は、液晶パネル２００を支持するステージ１０と、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の表面を押圧する押圧面２２を有した押圧部材２０と、押圧面２２を加熱するヒーター３０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルの液晶層に形成された気泡を消去する液晶パネルの気泡消去装置であって、
液晶パネルを支持するステージと、
前記ステージに支持された液晶パネルの表面を押圧する押圧面を有した押圧部材と、
前記押圧面を加熱するヒーターと、
を備えた液晶パネルの気泡消去装置。
【請求項２】
前記ステージに対して相対的に前記押圧部材を移動させる移動装置と、
液晶パネルの気泡の位置を検知する気泡検知装置と、
前記気泡検知装置が検知した気泡の位置に基づいて、液晶パネルに気泡が生じている部位に前記押圧面が押し当てられるように、前記押圧部材を移動させる制御部と、
を備えた請求項１に記載の液晶パネルの気泡消去装置。
【請求項３】
前記移動装置は、
前記ステージ上に支持された液晶パネルのＸ軸方向に対して、前記押圧部材を移動させるＸ軸移動機構と、
前記ステージ上に支持された液晶パネルのＹ軸方向に対して、前記押圧部材を移動させるＹ軸移動機構と、
前記押圧部材の押圧面を前記ステージ上に支持された液晶パネルに押し当てる押圧機構と、
から構成されている請求項２に記載の液晶パネルの気泡消去装置。
【請求項４】
前記ヒーターは、前記押圧面を６０℃〜８０℃範囲内の温度に加熱する請求項１から３までの何れか一項に記載の液晶パネルの気泡消去装置。
【請求項５】
液晶パネルの液晶層に形成された気泡を消去する液晶パネルの気泡消去方法であって、
前記液晶パネルの気泡が形成された部位に、押圧面が加熱された押圧部材を押し当てることによって前記気泡を消去する液晶パネルの気泡消去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの液晶層に生じた気泡を消去する液晶パネルの気泡消去装置、及び、液晶パネルの気泡消去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、表示用パネルとして液晶パネルを備えており、テレビ等の画像表示装置として使用されている。液晶パネルは、一対の基板間に液晶が充填された液晶層を有している。かかる液晶パネルは、一対の基板間に印加する電圧を操作することによって、液晶層の光透過性を変化させる。かかる液晶パネルは、一対の基板を張り合わせた際に、液晶層に微小な気泡が形成される場合がある。かかる気泡が形成された部位は、表示欠陥を生じさせる場合がある。かかる液晶層に生じる気泡に関し、特開２００３−７５８４９号公報（特許文献１）には、液晶パネルの液晶層に発生する気泡を消去する装置が開示されている。同公報に開示された装置は、処理室内に液晶パネルを収容し、処理室の内部を加圧及び加熱することによって、液晶層に生じた気泡を消去する。
【０００３】
また、液晶層の気泡を消去する装置ではないが、特開２００９−２０２５３号公報（特許文献２）には、液晶パネルと偏光板との間に介在する気泡を除去する装置が開示されている。同公報に記載された装置は、液晶パネルを処理室の内部で加熱し、偏光板を軟化させた状態で、ローラを偏光板の表面で転動させることによって、液晶パネルと偏光板との間に介在する気泡を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７５８４９号公報
【特許文献２】特開２００９−２０２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、テレビ受像装置では、大型の薄型テレビの需要が増大する傾向にあり、液晶表示装置についても液晶パネルが大型化する傾向がある。特許文献１に記載された装置では、処理室に液晶パネルを収容しているが、生産される液晶パネルが大型のサイズに変更されると、既存設備では処理室に液晶パネルを収容できなくなることがある。このため、生産される液晶パネルのサイズに既存設備が対応していない場合、新規設備が必要になり、設備コストがかかる。また、特許文献１に記載された装置では、処理室内部に高圧ガスが供給されるため、処理室は耐圧構造を要し、高価である。また、液晶パネルの僅かな部分に気泡が生じた場合でも、処理室全体を加熱加圧する必要があるため、気泡を消去する処理に要するコストが大きくなると考えられる。特に、大型の液晶パネルになると処理室の容量が大きくなるため、液晶パネルの極僅かな部分に気泡が生じた場合には、気泡が生じた部分に対して処理に要するコストが大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液晶パネルの気泡消去装置は、液晶パネルを支持するステージと、ステージに支持された液晶パネルの表面を押圧する押圧面を有した押圧部材と、押圧面を加熱するヒーターとを備えている。この気泡消去装置によれば、押圧面がヒーターに加熱された押圧部材で、ステージに支持された液晶パネルの気泡が形成された部位を押圧することによって、気泡を消去することができる。また、生産される液晶パネルのサイズにステージを対応させればよく、生産される液晶パネルのサイズに、既存設備が対応していない場合でも、設備更新に要する費用を安価に抑えることができる。また、液晶パネルの極僅かな部分に気泡が生じるような場合には、気泡が生じた部分に対して処理を施すとよく、気泡を消去するのに要するコストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る気泡消去装置を示した側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る気泡消去装置を示した上方視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る気泡消去装置を示した側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶パネルの気泡消去装置１００を図面に基づいて説明する。以下、「液晶パネルの気泡消去装置１００」は、適宜、「気泡消去装置１００」と称する場合がある。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【０００９】
図１は、気泡消去装置１００の側面図であり、図２は、気泡消去装置１００を上方から見た図である。気泡消去装置１００は、図２に示すように、液晶パネル２００の液晶層に形成された気泡２６０を消去する。この気泡消去装置１００は、図１及び図２に示すように、ステージ１０と、押圧部材２０と、ヒーター３０と、移動装置４０と、気泡検知装置５０と、制御部６０とを備えている。
【００１０】
ステージ１０は、液晶パネル２００を支持する部材である。本実施形態では、ステージ１０は、図２に示すように、矩形の平板状の支持板１１と、液晶パネル２００を固定する固定具１２とを有している。支持板１１は、水平に配置されており、その上面に、液晶パネル２００を配置する支持スペース１０ａが設けられている。固定具１２は、当該支持板１１の上面に配置された液晶パネル２００を固定する部材である。本実施形態では、支持板１１の上面に配置された液晶パネル２００の長さ方向（X軸方向Ｄｘ）の両側部を保持している。また、本実施形態では、固定具１２は、支持する液晶パネル２００のサイズに合わせて、支持板１１の上面の適当な位置に配置できるように構成されている。例えば、固定具１２を、支持板１１の上面に配置される液晶パネル２００の長さ方向（X軸方向Ｄｘ）に移動させるスライド機構（図示省略）を備えているとよい。
【００１１】
押圧部材２０は、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の表面を押圧する押圧面２２を有している。本実施形態では、押圧部材２０は、内部にヒーター３０を配置する空洞を有した円筒形状の部材である。押圧部材２０は、図１に示すように、上記ステージ１０に配置された液晶パネル２００の上方に、押圧面２２が対向するように配置されている。
【００１２】
ヒーター３０は、押圧部材２０の押圧面２２を加熱する部材である。本実施形態では、ヒーター３０は、押圧部材２０の内部の空洞に収容されており、押圧面２２を加熱する発熱素子（例えば、熱電対など）を備えている。また、本実施形態では、押圧面２２には、押圧面２２の温度を測定する温度センサ３４が取り付けられており、温度センサ３４によって押圧面２２の温度を測定しつつヒーター３０が制御されて、押圧面２２が所要の温度に制御されている。かかる制御は制御部６０からの制御信号に基づいて行われる。ヒーター３０及び温度センサ３４は、図１に示すように、それぞれ信号線６１、６２によって制御部６０に接続されている。
【００１３】
次に、移動装置４０を説明する。移動装置４０は、図１に示すように、押圧部材２０を移動させる装置である。本実施形態では、移動装置４０は、Ｙ軸方向移動機構４４と、Ｘ軸方向移動機構４７と、押圧機構４８とを備えている。
【００１４】
Ｙ軸方向移動機構４４は、ステージ１０に支持された液晶パネル２００のＹ軸方向Ｄｙに対して、押圧部材２０を移動させる機構である。本実施形態では、Ｙ軸方向移動機構４４は、レール４１ａ、４１ｂと、レール４１ａ、４１ｂに沿って移動するスライダー４２ａ、４２ｂと、支持柱４３ａ、４３ｂと、梁４５とを備えている。レール４１ａ、４１ｂは、直線状のレールで構成されており、ステージ１０のＸ軸方向Ｄｘの両側部において、Ｙ軸方向Ｄｙに沿って敷かれている。スライダー４２ａ、４２ｂは、当該レール４１ａ、４１ｂに沿って移動可能に取り付けられている。本実施形態では、片側のスライダー４２ａに、スライダー４２ａを移動させる移動機構４２ａ１と、当該移動機構４２ａ１を操作するアクチュエータ４９ａが設けられている。
【００１５】
スライダー４２ａ、４２ｂは、レール４１ａ、４１ｂに案内されて、Ｙ軸方向Ｄｙに沿って移動できる。本実施形態では、ステージ１０のＸ軸方向Ｄｘの両側部に設けられたスライダー４２ａ、４２ｂは、それぞれ支持柱４３ａ、４３ｂを備えている。支持柱４３ａ、４３ｂは、スライダー４２ａ、４２ｂから略垂直に立ち上がっている。本実施形態では、ステージ１０のＸ軸方向Ｄｘの両側部に設けられたスライダー４２ａ、４２ｂは、Ｙ軸方向Ｄｙに略同じ位置に配置されている。そして、両側の支持柱４３ａ、４３ｂの上部に、ステージ１０のＸ軸方向Ｄｘに沿って梁４５が掛け渡されている。本実施形態では、梁４５は直線状の棒材で構成されており、Ｙ軸方向移動機構４４のスライダー４２ａ、４２ｂを連結している。これにより、片側のスライダー４２ａと反対側のスライダー４２ｂが、同じようにＹ軸方向Ｄｙに沿って移動する。また、梁４５は、Ｘ軸方向移動機構４７のガイドシャフトとして機能している。
【００１６】
Ｘ軸方向移動機構４７は、ステージ１０上に支持された液晶パネル２００のＸ軸方向Ｄｘに対して、押圧部材２０を移動させる機構である。本実施形態では、Ｘ軸方向移動機構４７は、上述した梁４５と、梁４５に沿って移動する基材４６とから構成されている。梁４５は、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の上方に掛け渡されており、当該液晶パネル２００のＸ軸方向Ｄｘに沿って延びている。基材４６は、当該梁４５に沿って（液晶パネル２００のＸ軸方向Ｄｘに沿って）移動可能に取り付けられており、基材４６を移動させる移動機構４６ａと、移動機構４６ａを操作するアクチュエータ４９ｂとを備えている。基材４６の下部には、押圧部材２０を支持する押圧機構４８が取り付けられている。なお、Ｙ軸方向移動機構４４の移動機構４２ａ１、Ｘ軸方向移動機構４７の移動機構４６ａは、それぞれ、例えば、油圧、空気圧、ボール螺子などを利用した機構を用いてもよい。
【００１７】
押圧機構４８は、押圧部材２０の押圧面２２をステージ１０上に支持された液晶パネル２００に押し当てる機構である。本実施形態では、押圧機構４８は、基材４６から押圧部材２０を、ステージ１０に配置された液晶パネル２００に向けて押し出す機構であり、ピストン−シリンダ機構で構成している。Ｙ軸方向移動機構４４のアクチュエータ４９ａ、Ｘ軸方向移動機構４７のアクチュエータ４９ｂ及び押圧機構４８は、図１に示すように、それぞれ信号線６４〜６６によって、制御部６０に接続されている。
【００１８】
次に、気泡検知装置５０について説明する。気泡消去装置１００は、液晶パネル２００の気泡２６０の位置を検知する装置である。本実施形態では、気泡検知装置５０は、カメラ５２と、解析部５４とを備えている。カメラ５２は、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の画素領域を撮影した画像情報を得る。本実施形態では、カメラ５２は、上述した押圧部材２０の移動装置４０に取り付けられている。詳しくは、本実施形態では、カメラ５２は、Ｘ軸方向移動機構４７の基材４６に取り付けられている。カメラ５２は、基材４６の移動に応じて、液晶パネル２００のＸ軸方向Ｄｘ及びＹ軸方向Ｄｙに沿って移動する。そして、液晶パネル２００の画素領域を全面に渡って撮影することができる。カメラ５２で撮影された画像情報は解析部５４によって解析される。
【００１９】
解析部５４は、カメラ５２で撮影された画像情報に基づいて、液晶パネルに生じた気泡の位置を検出する。本実施形態では、解析部５４は制御部６０の一機能として構成されている。すなわち、カメラ５２で撮影された画像情報は、信号線５２ａを通じて解析部５４に伝達される。解析部５４は、かかる画像情報に基づいて、液晶パネル２００に生じた気泡２６０の位置を検出する。
【００２０】
なお、液晶パネル２００に生じた気泡２６０の位置は、例えば、所定の映像信号を液晶パネル２００に表示させ、その画像情報を解析することによって調べるとよい。すなわち、気泡２６０による表示欠陥を確認し易い映像（気泡検出用の映像）を液晶パネル２００に表示させ、カメラ５２で当該映像を撮影し、撮影された映像情報を解析することによって、気泡２６０の位置を特定するとよい。
【００２１】
次に、制御部６０を説明する。制御部６０は液晶パネル２００に気泡２６０が生じている部位に押圧面２２が押し当てられるように、押圧部材２０を移動させる。本実施形態では、押圧部材２０は上述したように移動装置４０によって移動する。移動装置４０は、押圧部材２０をＹ軸方向Ｄｙに移動させるＹ軸方向移動機構４４と、押圧部材２０をＸ軸方向Ｄｘに移動させるＸ軸方向移動機構４７と、押圧部材２０を液晶パネル２００に押し当てる押圧機構４８を備えている。Ｙ軸方向移動機構４４のアクチュエータ４９ａ、Ｘ軸方向移動機構４７のアクチュエータ４９ｂ及び押圧機構４８は、信号線６４〜６６を通じて制御部６０に接続されている。制御部６０は、移動装置４０のＹ軸方向移動機構４４及びＸ軸方向移動機構４７を制御して押圧部材２０を液晶パネル２００に対して適当な位置に移動させる。また、押圧機構４８を制御することによって、押圧部材２０を液晶パネル２００に押し当てることができる。
【００２２】
また、制御部６０は、さらに、気泡検知装置５０における液晶パネルに生じた気泡の位置を検出する処理、及び、押圧部材２０の押圧面２２の温度制御など、気泡消去装置１００の種々の制御を行っている。かかる制御部６０は、所要の機能を奏するように予め設定されたプログラムを実行するコンピュータによって実現できる。この場合、コンピュータは、ＣＰＵなどの演算装置と、不揮発性メモリなどの記憶装置とを備えているとよく、設定されたプログラムに沿って所要の演算を処理できる機能を備えているとよい。
【００２３】
この気泡消去装置１００では、まず、気泡検知装置５０によって、カメラ５２で撮影された画像情報に基づいて、液晶パネル２００に生じた気泡の位置を検出する。この際、気泡検出用の映像を液晶パネル２００に表示させておく。そして、制御部６０によって、図１及び図２に示すように、ステージ１０に支持された液晶パネル２００のＸ軸方向Ｄｘ及びＹ軸方向Ｄｙに沿ってカメラ５２を走査しつつ、液晶パネル２００の画素領域の全面に渡って、液晶パネル２００に表示された画像を撮影する。次に、カメラ５２から送られてくる画像に基づいて、解析部５４の機能により、気泡２６０が生じている部位を検出する。この際、気泡２６０が生じている部位を記憶しておくとよい。なお、ここでは、制御部６０が、気泡検知装置５０の解析部５４としての機能を有している。
【００２４】
次に、制御部６０は、押圧部材２０を液晶パネル２００から離しておき、ヒーター３０を制御して押圧部材２０の押圧面２２の温度を調整する。押圧面２２の温度は、気泡２６０を消去し得る程度で、かつ液晶パネル２００が損傷しない程度の温度に制御されるとよい。本実施形態では、制御部６０は、押圧面２２に設けられた温度センサ３４に基づいて、押圧面２２の温度を検知しつつ、押圧面２２が予め設定された温度になるように、例えば、フィードバック制御によってヒーター３０を制御するとよい。これにより、押圧面２２を予め設定された所望の温度に調整することができる。
【００２５】
この際、ヒーター３０は押圧面２２を、例えば、５０℃〜９０℃、より好ましくは、６０℃〜８０℃の範囲に加熱するとよい。なお、押圧面２２の温度は、一例を挙げたのみであり、液晶パネル２００が損傷しない程度で、且つ、気泡２６０を消去し得る程度の温度は、液晶パネル２００の構造等によって異なる。
【００２６】
次に、制御部６０は、解析部５４によって検出された気泡２６０が生じている部位に、押圧部材２０を移動させる。押圧部材２０の移動は、移動装置４０（本実施形態では、Ｙ軸方向移動機構４４及びＸ軸方向移動機構４７）を制御することによって行うとよい。これによって、押圧部材２０は、気泡２６０が生じている部位の真上に配置される。
【００２７】
次に、制御部６０は、図３に示すように、解析部５４によって検出された気泡２６０が生じている部位に、押圧部材２０の押圧面２２を押し当てる。この際、制御部６０は、押圧機構４８を制御して、気泡２６０を消去し得る程度で、且つ、液晶パネル２００が損傷しない程度の押圧力を作用させるとよい。なお、かかる押圧力は液晶パネル２００の構造等によって異なる。制御部６０は、例えば、押圧面２２に圧力センサ（図示省略）を設けておき、圧力センサで押圧面２２に作用する圧力を検知しつつ、予め設定された所定の押圧力が作用するように、押圧機構４８を制御するとよい。
【００２８】
このように、所定の温度に加熱された押圧部材２０の押圧面２２が押し当てられることによって、液晶パネル２００の液晶層に生じた気泡２６０は消去される。
【００２９】
なお、液晶層から気泡２６０が消える詳しい原理は詳しくは不明である。本発明者の推測によれば、気泡２６０が形成された部位に、所定の温度に加熱された押圧面２２が押し当てられることによって、当該部位を中心として液晶層中の液晶材料の粘性が低下し、液晶材料の流動性が増し、さらには液晶材料が膨張する。さらに、当該部位が加圧されることによって、液晶材料の圧力が部分的に高くなる。このような事象が合わさって、当該部位に生じていた気泡が解消されると考えられる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る気泡消去装置１００によれば、液晶パネル２００を支持するステージ１０と、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の表面を押圧する押圧面２２を有した押圧部材２０と、押圧面２２を加熱するヒーター３０とを備えているので、気泡２６０が形成されている部位を部分的に加熱するとともに、加圧することによって、気泡２６０を消去することができる。
【００３１】
この気泡消去装置１００では、生産される液晶パネル２００が大型化した場合でも、ステージ１０や移動装置４０などを対応させるだけでよく、設備の更新に生じるコストが安価に抑えられる。また、この気泡消去装置１００では、液晶パネル２００に生じた気泡２６０が生じた部位を部分的に加熱及び加圧するので、加熱や加圧に要するエネルギを低く抑えることができる。また、押圧面が加熱された押圧部材２０を液晶パネル２００に押し当てるので、熱が直接的に液晶パネル２００に伝わり、エネルギ効率もよい。
【００３２】
ところで、液晶パネル２００の製造工程において、液晶層に異物が混入することによって、液晶パネル２００の表面にニュートンリングが発生し、表示画像の画質が低下することがある。本実施形態に係る気泡消去装置１００は、押圧部材２０の押圧面２２を液晶パネル２００に押し当てることによって液晶層に混入した異物を押し潰し、ニュートンリングを解消することができる。このため、本実施形態に係る気泡消去装置１００は、かかるニュートンリングを修正する処理にも用いることができる。また、液晶パネル２００にニュートンリングが生じた位置は、上述した気泡検知装置５０の構成と同様の構成の検知装置で検出できる。すなわち、カメラ５２で液晶パネル２００を撮影し、カメラ５２で撮影された画像を解析して、ニュートンリングの位置を検出するとよい。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態に係る気泡消去装置１００について説明した。しかし、本発明は、上述した構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上述の実施形態では、押圧部材２０の内部にヒーター３０が収容されている。しかし、ヒーター３０は、押圧面２２を加熱することができればよく、押圧部材２０の外部から押圧面２２を加熱するような構成を有していてもよい。
【００３５】
また、押圧部材２０の押圧面２２には、ゴムなどの緩衝部材が取り付けられているとよい。この場合、液晶パネル２００の表面を押圧する際に、液晶パネル２００の表面が損傷することを防ぐことができる。また、この緩衝部材を熱伝導率の低い素材で構成した場合、ヒーター３０で加熱された押圧面２２の温度が急激に上昇して、液晶パネル２００の表面が損傷することを防ぐこともできる。
【００３６】
また、上述の実施形態に係る移動装置４０は、Ｙ軸方向移動機構４４と、Ｘ軸方向移動機構４７と、押圧機構４８とを備えている。しかし、移動装置４０は、押圧部材２０をステージ１０に対して相対的に移動させる構成を有していればよい。したがって、移動装置４０は、例えば、先端に押圧部材２０を装着したロボットアームなどを用いてもよい。また、移動装置４０は、固定された押圧部材２０に対してステージ１０を移動させる構成を有していてもよい。
【００３７】
また、上述の構成では、気泡検知装置５０は、移動装置４０の基材４６に取り付けられたカメラ５２と、カメラ５２に接続された解析部５４とから構成されている。しかし、気泡検知装置５０は、液晶パネル２００の気泡２６０の位置を検知することができればよく、上述の構成に限定されない。例えば、カメラ５２は、ステージ１０に支持された液晶パネル２００の画素領域を撮影した画像情報を得ることができる場所に配置されていればよく、Ｘ軸方向移動機構４７の基材４６に取り付けられていなくてもよい。また、生産された液晶パネル２００を気泡消去装置１００に供する前の工程で、液晶パネル２００の表示画像を検査する工程がある場合、かかる検査工程で気泡２６０が形成されている位置を検知し、検知された気泡２６０が生じている部位に、押圧部材２０を移動させてもよい。
【００３８】
また、上述の構成では、移動装置４０と気泡検知装置５０と制御部６０を備えている。しかし、液晶パネル２００を部分的に加熱するとともに加圧することで、気泡２６０を消去するには、かかる構成は必ずしも必要ではない。例えば、ヒーター３０で押圧面２２が加熱された押圧部材２０を、作業者が持って、気泡２６０が生じている部位に押圧面２２を押し付けることによって、気泡２６０を消去してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ステージ
１０ａ  支持スペース
１１  支持板
１２  固定具
２０  押圧部材
２２  押圧面
３０  ヒーター
３４  温度センサ
４０  移動装置
４１ａ、４１ｂ  レール
４２ａ、４２ｂ  スライダー
４３ａ、４３ｂ  支持柱
４４  Ｙ軸方向移動機構
４５  梁
４６  基材
４７  Ｘ軸方向移動機構
４８  押圧機構
４９ａ、４９ｂ  アクチュエータ
５０  気泡検知装置
５２  カメラ
５４  解析部
６０  制御部
１００  気泡消去装置
２００  液晶パネル
２６０  気泡
【図１】
2011033962.tif 000003
【図２】
2011033962.tif 000004
【図３】
2011033962.tif 000005