(57)【要約】【課題】光拡散性基板における各凸部の傾斜角度を、容易に所定の角度に設定することができる。【解決手段】基材２における視認側の面に、界面活性剤が混入されたインク液滴のうち所定の傾斜角度を有する部分を固化させることにより形成された複数の凸部７を配置する。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液に界面活性剤を混入し、基材の一面に前記インク液を滴下して複数のインク液滴を配置し、前記各インク液滴を固化させて複数の凸部を前記基材の一面に形成することを特徴とする光拡散性基板の製造方法。
【請求項２】
前記インク液として感光性インク液を用い、前記各インク液滴を露光、現像して前記各インク液滴における所定の傾斜角度以外の部分を除去する請求項１に記載の光拡散性基板の製造方法。
【請求項３】
前記基材の一面に複数の多角形の凸状液滴枠を形成し、前記各液滴枠の内壁の一側面近傍に前記インク液を滴下する請求項１または２に記載の光拡散性基板の製造方法。
【請求項４】
前記凸部を形成した後に反射膜を形成し、前記反射膜の各凸部形成位置を除く部分を除去して、反射膜の開口部を形成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光拡散性基板の製造方法。
【請求項５】
基材の一面に、界面活性剤が混入されたインク液滴を固化させることにより形成された複数の凸部が配置されていることを特徴とする光拡散性基板。
【請求項６】
前記基材の一面に複数の多角形の凸状液滴枠が配設されており、前記各液滴枠の内壁の一側面に沿うように前記各凸部が配置されている請求項５に記載の光拡散性基板。
【請求項７】
前記凸部を形成した後に反射膜が形成され、前記反射膜の前記各凸部の形成位置を除く部分が除去され、前記反射膜に開口部が形成されている請求項５または６に記載の光拡散性基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型の表示装置に用いられる反射光を拡散させる光拡散性基板の製造方法および光拡散性基板。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特定の図形や文字等の画像を表示するための液晶表示装置がコンピュータや携帯電話等の表示装置として多く用いられている。また、このような液晶表示装置のうち、光源を必要とせず太陽光や室内灯等の外光を反射させこの反射光を用いて表示を行う反射型または半透過型の液晶表示装置が知られている。
【０００３】
この反射型または半透過型の液晶表示装置は、中間に液晶を充填した一対の基板に相互に対向するように複数の電極が配設された液晶表示パネルを有し、この液晶表示パネルにおける反視認側または前記一対の基板のうちに反視認側の基板における視認側の面には、表面に凹凸形状が形成された光拡散基層が配設されている。また、この光拡散基層の視認側の面には、前記外光を液晶表示装置における視認側に反射する反射膜が配設されており、この光拡散基層、前記反射膜により液晶表示装置における光拡散性基板が構成されている。
【０００４】
この光拡散性基板における光拡散基層の製造方法については、一般に以下の方法が知られている。すなわち、反視認側の基板を硼珪酸ガラスにより構成し、この基板における視認側の面を弗化水素等のエッチング液によって化学エッチング処理して前記基板の表面に複数の凸部を形成したり（特許文献１参照）、または、感光性樹脂膜をフォトマスクを用いて露光した後現像して前記感光性樹脂材料の表面に複数の凸部を形成すること等により（特許文献２参照）、前記光拡散基層は製造されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１６６２８６号公報
【特許文献２】
特開２００３−０４３２１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の光拡散性基板を用いた液晶表示装置においては、外光の大部分が前記光拡散基層を用いた光拡散性基板の視認側の面において正規反射角をもって反射されるので、正規反射角において最大の輝度を得ることができる一方、前記外光の一部が前記液晶表示装置の視認側の面において正規反射角をもって表面反射されてしまう。このため、前記液晶表示装置によれば、光拡散性基板による反射光によって最大の輝度が得られることにより明るく良好な表示を行うことができる正規反射角において、表面反射により生じる反射光の写り込み等の弊害によって良好な表示を行うことができなかった。このような理由等から、近年液晶表示装置において、正規反射角とは異なる角度を最大の輝度を得ることができる主視野角としたいという要望が高まっていた。
【０００７】
ここで、液晶表示装置において正規反射角とは異なる角度を主視野角とするには、光拡散基層における各凸部の傾斜角度を所定の角度に形成し、外光の大部分を前記各凸部によって反射して前記正規反射角とは異なる角度に誘導することにより、主視野角を前記正規反射角とは異なる角度とすることが考えられている。
【０００８】
しかし、前述の光拡散基層の製造方法によっては、前記光拡散基層の各凸部の傾斜角度を、外光の大部分が正規反射角とは異なる角度に誘導するような所定の角度となるように形成することは困難であった。
【０００９】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、各凸部の傾斜角度を、所定の角度に容易に設定することができる光拡散性基板の製造方法および光拡散性基板を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法は、インク液に界面活性剤を混入し、基材の一面に前記インク液を滴下して複数のインク液滴を配置し、前記各インク液滴を固化させて複数の凸部を前記基材の一面に形成することを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明においてインク液は記録媒体に記録を行うために使用されるインクに限定されず、種々の液体を用いることができる。
【００１２】
この請求項１に記載の発明によれば、界面活性剤の含有量によって表面張力が調整されたインク液を用いることにより、光拡散基層の各凸部の傾斜角度を所定の角度となるように容易に設定することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法は、前記インク液として感光性インク液を用い、前記各インク液滴を露光、現像して前記各インク液滴における所定の傾斜角度以外の部分を除去することを特徴とする。
【００１４】
この請求項２に記載の発明によれば、各インク液滴のうち所定の角度を有する部分のみを用いて各凸部を構成し、他の部分を容易に除去することができる。このため、前記光拡散基層における前記各凸部の形成面に反射膜を形成することによって構成された光拡散層を液晶表示装置に利用した場合、外光を設定した所定の角度のみによって拡散させながら反射させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法は、前記基材の一面に複数の多角形の凸状液滴枠を形成し、前記各液滴枠の内壁の一側面近傍に前記インク液を滴下することを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、各インク液滴はそれぞれが液滴枠によって隔離されているので、各インク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうのを防止することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法は、前記凸部を形成した後に反射膜を形成し、前記反射膜の各凸部形成位置を除く部分を除去して、反射膜の開口部を形成することを特徴とする。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、反射膜に各開口部が形成されているので、前記光拡散性基板を液晶表示装置に利用した場合、バックライトユニットからの照射光をこれら開口部から液晶表示装置の表側に出射させることができ、反射型のみならず半透過反射型の液晶表示装置にも用いることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明に係る光拡散性基板は、基材の一面に、界面活性剤が混入されたインク液滴のうち所定の傾斜角度を有する部分を固化させることにより形成された複数の凸部が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、界面活性剤の含有量によって表面張力が調整されたインク液滴を用いることにより、光拡散基層の各凸部の傾斜角度を所定の角度となるように容易に設定することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明に係る光拡散性基板は、前記基材の一面に複数の多角形の凸状液滴枠が配設されており、前記各液滴枠の内壁の一側面に沿うように前記各凸部が配置されていることを特徴とする。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、各インク液滴はそれぞれが液滴枠によって隔離されているので、各インク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうのを防止することができる。
【００２３】
さらに、請求項７に記載の発明に係る光拡散性基板は、前記凸部を形成した後に反射膜が形成され、前記反射膜の前記各凸部の形成位置を除く部分が除去され、前記反射膜に開口部が形成されていることを特徴とする。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、反射膜に各開口部が形成されているので、前記光拡散性基板を液晶表示装置に用いた場合、バックライトユニットからの照射光をこれら開口部から液晶表示装置の表側に出射させることができ、反射型のみならず半透過反射型の液晶表示装置にも用いることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光拡散性基板の実施形態を図１から図１０を参照して説明する。ここで、各実施形態においては、液晶表示装置に用いられる光拡散性基板について説明し、この液晶表示装置における視認側を表側とする。
【００２６】
図１は、第１の実施形態に係る光拡散性基板を示す断面図であり、図１に示すように、前記光拡散性基板１は、基材２を有している。この基材２は、例えば、ポリエステル等の合成樹脂材料によって構成してもよいし、ガラス等の無機材料であってもよい。また図２に示すように、光拡散性基板１は、液晶表示パネル３を構成する一対の透明基板４ａ，４ｂのうち裏側の透明基板４ｂとしてもよい。
【００２７】
この基材２における表面には、複数の凸部７が配置されており、これにより、表面が粗面化された光拡散基層が構成されている。これら各凸部７は、断面形状が前記基材２の表面に密着した一辺部９ａと、この一辺部９ａの一端から前記基材２の表側方向に垂直に伸びる他辺部９ｂと、前記一辺部９ａおよび前記他辺部９ｂの各他端部を表側方向に突出するように円弧状につなぐ円弧部９ｃによって構成される形状に形成されている。また、これら各凸部７は、図３に示すように、紫外線等を照射すると照射部分が現像液に溶けなくなるネガ型の感光性のインク液を滴下して形成されたインク液滴１０の所定の部分に紫外線等を照射し、さらに熱を加えて固化させることによって構成されている。また、このインク液滴１０には、界面活性剤（図示せず）が混入されており、これらインク液滴１０における界面活性剤の含有量を調整して前記各インク液滴１０の表面張力を利用することにより、前記各インク液滴１０の形状における前記円弧部９ｃの傾斜角度を設定することができるようになっている。
【００２８】
次に、前記光拡散基層が液晶表示装置１２における液晶表示パネル３の内部に配設される場合について説明する。
【００２９】
この光拡散基層は、前記裏側の透明基板４ｂを基材２として、この基材２の表面に各凸部７が配置されて構成されている。また、これら各凸部７の表面には、金属薄膜等によって反射膜１４が配設されており、前記光拡散基層とともに前記反射膜１４によって光拡散性基板１３が構成されている。さらに、この光拡散性基板１３の表面には、カラーフィルタ層１５および平滑化層１６が順次配設されており、この平滑化層１６の表面には、図示しない複数の透明電極および配向膜が順次配設されている。さらに、一対の透明基板４ａ，４ｂのうち表側の透明基板４ａにおける前記裏側の透明基板４ｂに対向する面には、図示しない複数の透明電極および配向膜が順次積層して配設されている。そして、これら各透明基板４ａ，４ｂの相互に対向する面の周辺部分にはシール材１８が塗布されており、このシール材１８の内部には液晶１９および複数のスペーサ（図示せず）が封入されて、液晶表示パネル３を構成するようになっている。
【００３０】
そして、このような液晶表示装置１２においては、外光が液晶表示パネル３に入射されると、この外光を前記光拡散性基板１３における凸部７の円弧部９ｃによって拡散するようになっている。
【００３１】
なお、前記光拡散基層の配設位置は、前記液晶表示パネル３の内部に限定されず、例えば液晶表示パネル３の裏側に配設されてもよい。
【００３２】
次に、前記光拡散性基板１３の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、インク液に界面活性剤を混入して前記インク液の表面張力を低下させる。これにより、このインク液を用いたインク液滴１０の表面の一部分によって構成される前記円弧部９ｃの傾斜角度を設定する。この界面活性剤の含有量は、前記円弧部９ｃの傾斜角度が外光の大部分を前記液晶表示装置１２における正規反射角とは異なる角度に拡散させる所定の角度となる量とし、前記界面活性剤としては公知の界面活性剤を用いるものとする。例えば、ノニオン系、アニオン系の界面活性剤を用いればよい。
【００３４】
続いて、裏側の透明基板４ｂの表面にノズルを用いてインク液を滴下し、前記裏側の透明基板４ｂの表面に複数のインク液滴１０を配置する。このインク液を滴下する方法としては、公知のインクジェット方式を用いることができる。例えば、インク液を溜めるインク室の外面にピエゾ素子を配設し、前記ピエゾ素子に電圧を印加して前記ピエゾ素子の形状を変形させて前記インク液を前記インク室内のノズルから噴射することによりインク液を滴下させる方式を利用することができる。また、インク室の近傍にヒータを配設し、前記ヒータによる熱により前記インク室内に気泡を発生させ、この気泡によって前記インク室のノズルから前記インク液を噴射する方式を利用することもできる。
【００３５】
次に、図３に示すように、前記各インク液滴１０を複数の開口部２１を有するフォトマスク２２を用いて露光する。このフォトマスク２２は、図４に示すように、前記各インク液滴１０における所定の傾斜角度を有する円弧部９ｃに対向する位置に各マスク開口部２１が配置されるように形成されている。これら各インク液滴１０を露光した後現像して、前記各インク液滴１０における前記露光部分以外の部分を除去して、図２に示すように、前記透明基板４ｂの表面に所定の傾斜角度を有する断面形状が扇形状の複数の凸部７を形成する。これにより、所定の傾斜角度を有する凸部７によって構成された光拡散基層を製造する。
【００３６】
そして、各凸部を含む全面にアルミニウムあるいは銀等の金属反射膜をスパッタ法を用いて形成し、この金属反射膜の上にポジ型フォトレジストを塗布する。次に、各凸部７が形成された位置を遮蔽したレジスト用フォトマスクを準備し、前記ポジ型フォトレジストを露光、現像し、露出した金属反射膜をエッチングして除去し、さらに、不用なポジ型フォトレジストを除去した。すなわち、前記各凸部７以外に形成された金属反射膜を除去して、バックライト等の照射光が透過できる開口部を形成して光拡散性基板１３を製造する。
【００３７】
本実施形態によれば、界面活性剤の含有量によって表面張力が調整されたインク液の各インク液滴１０を用いることにより、光拡散基層の各凸部７の傾斜角度を所定の角度となるように容易に設定することができる。
【００３８】
また、フォトリソ法を用いて各インク液滴１０のうち所定の角度を有する部分のみを用いて各凸部７を構成し、他の部分を容易に除去することができる。
【００３９】
したがって、光拡散基層における各凸部７の円弧部９ｃの傾斜角度を容易に所定の角度に設定することができ、この設定した所定の傾斜角度のみによって外光の大部分を拡散させることができる。これにより、主視野角を正規反射角とは異なる特定角度に容易に設定することができる。この結果、前記液晶表示装置１２は、表面反射により生じる弊害を受けない角度を主視野角とした明るく良好な表示を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、前記光拡散性基板１における各凸部７を断面形状が扇形状となるように形成しているがこれに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、各インク液滴２４の中央部分に対向する位置にフォトマスク２５の各開口部２６を配置し、露光、現像する。これにより、各インク液滴２４を、断面形状が図７に示すような基材２７の表面に密着する一辺部２８ａと、前記一辺部２８ａの両端部から前記基材２７の表側方向に延びる各辺部２８ｂと、各辺部２８ｂの他端部を円弧状につなぐ円弧部２８ｃとにより構成される形状に形成して、凸部２９を構成してもよい。
【００４１】
次に、本発明に係る光拡散性基板の第２の実施形態について図８から図１０を参照して説明する。ここで、実施形態においては、半透過型の液晶表示装置に用いられる光拡散性基板について説明し、この液晶表示装置における視認側を表側とする。
【００４２】
図８は、第２の実施形態に係る光拡散性基板を示す断面図であり、図８に示すように、前記光拡散性基板３１は感光性樹脂材料からなる基材３２を有し、前記基材３２の表面には、平面形状が格子状に形成された透過性の感光性樹脂材料からなる凸状の液滴枠３３が配設されている。なお、前記液滴枠３３の構成材料は前述の透過性の材料に限定されるものではない。
【００４３】
また、前記基材３２の表面には、複数の凸部３５が配置されており、これら各凸部３５は、断面形状が前記基材３２の表面に密着した一辺部３６ａと、この一辺部３６ａの一端から前記基材３２の表側方向に垂直に伸び前記液滴枠３３の一側面に密着した他辺部３６ｂと、前記一辺部３６ａおよび前記他辺部３６ｂの各他端部を表側方向に突出するような円弧状につなぐ円弧部３６ｃによって構成される形状に形成されている。これら各凸部３５は、例えばネガ型の感光性インク液を滴下したインク液滴３８によって構成されており、これら各インク液滴３８には第１の実施形態と同様界面活性剤が混入されている。なお、第２の実施形態においては各インク液滴３８の材料は前述のネガ型の感光性インク液に限定されるものではない。
【００４４】
さらに、前記基材３２における前記各凸部３５の表面に反射膜３９が形成され、それ以外の部分は反射膜３９が除去されて、それぞれ開口部４０とされている。
【００４５】
そして、本実施形態の光拡散性基板３１が用いられた図示しない液晶表示パネルの裏側には、光源を有するバックライトユニット（図示せず）が配設されている。なお、第２の実施形態に係る光拡散性基板３１を液晶表示装置に用いる場合については、前記第１の実施形態に係る光拡散性基板１３と同様であるので、説明を省略する。
【００４６】
次に、第２の実施形態に係る光拡散性基板３１の製造工程について説明する。
【００４７】
まず、基材３２の表面に感光性樹脂材料を塗布し、フォトリソ法等を用いて平面形状が格子状の液滴枠３３を形成する。
【００４８】
続いて、図９に示すように、前記各液滴枠３３の内壁の前記各一側面３３ａの近傍に、第１の実施形態と同様の方法によってそれぞれインク液を滴下する。すると、これら各インク液滴３８は、前記インク液の表面張力によって、各円弧部３６ｃの傾斜角度が所定の角度となるまで図１０に示すように濡れ広がる。これにより、前記基材３２の表面に、所定の傾斜角度を有する断面形状が図８に示すような扇形状の複数の凸部３５を形成して、光拡散基層を製造する。
【００４９】
さらに、各凸部３５と液滴枠３３を含む全面にアルミニウムあるいは銀等の金属反射膜をスパッタ法を用いて形成し、この金属反射膜３９の上にポジ型フォトレジストを塗布する。次に、各凸部３５が形成された位置を遮蔽したレジスト用フォトマスクを準備し、前記ポジ型フォトレジストを露光、現像し、露出した金属反射膜３９をエッチングして除去し、さらに、不用なポジ型フォトレジストを除去する。すなわち、前記各凸部３５以外に形成された金属反射膜３９を除去して、バックライト等の照射光が透過できる開口部４０を形成して光拡散性基板３１を製造する。
【００５０】
本実施形態によれば、前記各インク液滴３８はそれぞれが液滴枠３３によって隔離されているので、隣接する各インク液滴３８と合体してしまうのを防止することができる。
【００５１】
また、各インク液滴３８に対してフォトリソ法を用いなくても、前記界面活性剤が混入された各インク液滴３８を用いて所定の角度を有する円弧部３６ｃの部分のみの凸部３５を構成することができる。
【００５２】
さらに、反射膜３９に各開口部４０が形成されているので、バックライトユニットからの照射光をこれら開口部４０から液晶表示装置の表側に出射させることができる。
【００５３】
したがって、隣接する各インク液滴３８が合体してしまうのを防止して、確実に円弧部３６ｃが所定の傾斜角度を有する各凸部３５を形成することができる。
【００５４】
また、本光拡散性基板３１を半透過反射型の液晶表示装置に利用すると、外光を利用する場合においても、表面反射により生じる弊害を受けない角度を主視野角とした明るく良好な表示を視認することができるとともに、バックライトユニットからの照射光を利用する場合においても、前記照射光を各開口部４０から表側方向に出射させて明るく良好な表示を行うことができる。
【００５５】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法によれば、光拡散性基板の各凸部の傾斜角度を所定の角度となるように容易に設定することができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法によれば、各インク液滴のうち所定の角度を有する部分のみを用いて各凸部を構成し、他の部分を容易に除去することができるので、前記光拡散性基板を液晶表示装置に利用した場合、外光を設定した所定の角度のみによって拡散させることができる。これにより、主視野角を正規反射角とは異なる特定角度に容易に設定することができ、前記液晶表示装置は、表面反射により生じる弊害を受けない角度を主視野角とした明るく良好な表示を行うことができる。
【００５８】
請求項３に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法によれば、各インク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうのを防止することができるので、確実に所定の傾斜角度を有する凸部を形成することができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明に係る光拡散性基板の製造方法によれば、この光拡散性基板を液晶表示装置に利用した場合、バックライトユニットからの照射光をこれら開口部から液晶表示装置の表側に出射させることができ、反射型のみならず半透過感謝型の液晶表示装置に用い、バックライトユニットからの照射光を利用して明るい良好な表示を行うことができる。
【００６０】
請求項５に記載の発明に係る光拡散性基板によれば、各凸部の傾斜角度を所定の角度となるように容易に設定することができる。この結果、この光拡散性基板を液晶表示装置に用いた場合、この設定した所定の傾斜角度によって外光の大部分を拡散させることができる。
【００６１】
請求項６に記載の発明に係る光拡散性基板によれば、各インク液滴が隣接する各インク液滴と合体してしまうのを防止することができるので、確実に所定の傾斜角度を有する凸部を形成することができる。
【００６２】
請求項７に記載の発明に係る光拡散性基板によれば、この光拡散性基板を液晶表示装置に利用した場合において、バックライトユニットからの照射光をこれら開口部から液晶表示装置の表側に出射させることができ、反射型のみならず半透過反射型の液晶表示装置にも用い、バックライトユニットからの照射光を利用して明るい良好な表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光拡散性基板の一実施形態を示す断面図
【図２】図１の光拡散性基板を用いた液晶表示装置を示す断面図
【図３】図１の光拡散性基板の製造工程における各インク液滴を露光する工程を示す断面図
【図４】図３の露光工程におけるインク液滴を示す平面図
【図５】図１の光拡散性基板を構成する凸部を示す平面図
【図６】本発明に係る他の光拡散性基板の製造工程における各インク液滴を露光する工程を示す断面図
【図７】図６の露光工程によって製造された光拡散性基板の凸部を示す平面図
【図８】本発明に係る光拡散性基板の第２の実施形態を示す断面図
【図９】図８の光拡散性基板の製造工程におけるインク液滴を滴下した工程を示す平面図
【図１０】図９のインク液滴が濡れ広がった場合を示す平面図
【符号の説明】
１  光拡散性基板
２  基材
３  液晶表示パネル
４ａ，４ｂ  透明基板
７  凸部
９ａ  一辺部
９ｂ  他辺部
９ｃ  円弧部
１０  インク液滴
１２  液晶表示装置
２１  マスク開口部
２２  フォトマスク
４０  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004302228.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2004302228.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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