(57)【要約】      （修正有）【課題】基板が膨張又は収縮した場合においても蒸着すべき部分に精度良く蒸着を行うことができる蒸着方法を提供する。【解決手段】開口部を有するマスクを用いて、基板に有機物又は無機物の蒸着を行う蒸着方法において、前記マスクの開口部を介して前記基板に前記有機物又は前記無機物の蒸着を行う際に、前記基板の前記マスクに対する相対的な膨張・収縮に応じて、前記マスクと前記基板との間との距離を調整することを特徴とする。【選択図】図１Ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するマスクを用いて、基板に有機物又は無機物の蒸着を行う蒸着方法において、
前記マスクの開口部を介して前記基板に前記有機物又は前記無機物の蒸着を行う際に、前記基板の前記マスクに対する相対的な膨張・収縮に応じて、前記マスクと前記基板との間との距離を調整する蒸着方法。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着方法において、
前記基板が前記マスクに対して相対的に膨張した場合には、前記基板と前記マスクとの距離を蒸着開始時の基板とマスクとの距離よりも広くし、前記基板が前記マスクに対して相対的に収縮した場合には、前記基板と前記マスクとの距離を蒸着開始時の基板とマスクとの距離よりも狭くして蒸着を行うことを特徴とする蒸着方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蒸着方法において、
前記基板と前記マスクとの距離を広く、又は狭くするために、前記基板に対して前記マスクを上下に可動させることを特徴とする蒸着方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の蒸着方法において、
前記基板と前記マスクとの距離を広くした場合には、基板とマスクと蒸着源が設置されたチャンバー内の真空度を基板とマスクとの距離を調整する前段階よりも高く保つことを特徴とする蒸着方法。
【請求項５】
請求項４に記載の蒸着方法において、
基板とマスクとの距離を調整した後の前記チャンバー内の真空度が、１０−2Ｐａ以下であることを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の蒸着方法において、
前記基板に生じた膨張又は収縮の検出は、
前記基板に設けられたマーカの位置と、前記マーカが見えるように前記マスクに設けられたマスク開口部の位置が、前記マスク開口部から見て一致している場合には、前記基板に膨張又は収縮が生じておらず、
前記マーカの位置と前記マスク開口部の位置が、前記マスク開口部から見て少なくとも一部分が不一致である場合には、前記基板の膨張又は収縮が生じていると検出することを特徴とする蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、開口部を有するマスクを用いて、基板に有機物又は無機物の蒸着を行う蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばテレビやパーソナルコンピュータに用いられているディスプレイは、カラー表示を行うために基板に対して、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）等の塗りわけが行われていた。
【０００３】
ここで、基板に対してＲＧＢ等を塗り分けるために用いられる方法としては、開口部を有するマスク等が用いられ、その開口部を介して真空蒸着法等の方法によりＲＧＢを塗り分けることが一般的となっている。
【特許文献１】特開１９９７−１１５６７２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５１７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで現在では、ディスプレイ全体の重量を軽量化することができる等の理由により、上記基板として用いられてきたガラス基板に代えて樹脂基板が用いられるようになってきた。この樹脂基板に対しても、上記の様に蒸着を行う際には、真空蒸着法が用いられているが、樹脂基板の樹脂の線膨張係数はガラス基板の線膨張係数と比較して大きく、熱的な要因等により蒸着に用いられる基板が膨張し、マスクと基板との位置ずれが生じてしまう。これにより、蒸着すべき部分に精度よく蒸着することができないといった問題が生じていた。
【０００５】
本願は、このような問題に鑑みなされたものであり、基板がマスクに対して相対的に膨張又は収縮した場合においても蒸着すべき部分に精度良く蒸着を行うことができる蒸着方法を提供することを主たる課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本願の蒸着方法は、開口部を有するマスクを用いて、基板に有機物又は無機物の蒸着を行う蒸着方法において、前記マスクの開口部を介して前記基板に前記有機物又は前記無機物の蒸着を行う際に、基板のマスクに対する相対的な膨張・収縮に応じて、マスクと基板との間との距離を調整することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（Ｉ）蒸着方法の概要
本願の蒸着方法について図１Ａ〜図１Ｆを用いて順に説明する。
【０００８】
なお、本願の説明をするにあたっては、図１Ａに示すように、その表面に絶縁膜２が積層されており、この絶縁膜２により蒸着部４が形成されている基板１に有機物又は無機物（以下、単に「有機物等」という場合がある）の蒸着を行う場合を例に挙げて説明する。
【０００９】
図１Ａは、蒸着開始前の基板等の状態を示す図である。
【００１０】
本願の方法においては、蒸着が行われる基板１の材質は特に限定されることはなく、如何なる基板であっても本願の方法を実施することができる。基板１の材質としては、例えば、ガラス基板、樹脂基板、金属基板、セラミック基板等を挙げることができるが、本願の方法は、蒸着時に基板が膨張したり、収縮したりした場合であっても精度良く蒸着を行うことができる方法であり、当該効果を鑑みると、樹脂基板に対して本願の方法を実施することが好ましい。なお、基板１の厚みは、用途に応じて異なるが、通常のディスプレイ装置に用いられる０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の基板であれば十分に本願の方法を実施可能である。
【００１１】
基板１には絶縁膜２が形成されていてもよく、当該絶縁膜２により、有機物等の蒸着が行われる蒸着部４と、蒸着が行われない非蒸着部５とが形成されていてもよい。この場合、絶縁膜２の材質については、特に限定されることはなく、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、窒素化シリコン、酸化シリコン等を例示できる。なお、絶縁膜２の厚みについても、用途に応じて異なるが、通常のディスプレイ装置用の基板の場合、０．１μｍ〜１０μｍ程度である。
【００１２】
蒸着が行われる蒸着部４の大きさ（幅）についても、特に限定されることはなく、本願の方法を実施することにより最終的に形成したい蒸着部の大きさに合わせて任意に決定すればよい。通常のディスプレイ装置の場合には、３０μｍ〜３００μｍ程度である。
【００１３】
本願の方法に用いられるマスク３は、開口部６と遮蔽部７を有している。開口部６は、有機物等８を蒸着する部分である蒸着部４のみに有機物等８を蒸着するために設けられるものである。開口部６を絶縁膜２により形成された蒸着部４に合わせることによって、有機物等８をその蒸着部４にのみ蒸着させることができる。
【００１４】
マスク３の開口部６の大きさについては、前述した蒸着部４と同様に考えることができ、本願の方法を実施することにより最終的に形成したい蒸着部の大きさに合わせて任意に決定すればよい。また、マスク３の材質は、特に限定されることはなく、例えば、ステンレス、ニッケルやその合金等であってもよい。なお、マスク３の厚みは、用途に応じて異なるが、通常は２０μｍ〜２００μｍ程度である。
【００１５】
図１Ｂは、蒸着開始時の基板等の状態を示す図である。
【００１６】
図１Ｂに示すように、本願の方法においては、有機物等の蒸着物質を何らかの手段によって気化せしめ、これをターゲットとなる基板の所定の位置（蒸着部４）へ付着せしめることが必要となるが、ここで行われる蒸着物質の気化手段については、特に限定することはなく、従来公知の様々な手段に対し本願の方法を適用可能である。蒸着物質の気化手段としては、真空蒸着法、プラズマ蒸着法、スパッタリング蒸着法、イオンプレーティング蒸着法、レーザーアブレーション法等を挙げることができる。なお、本実施形態においては、有機物等８を加熱蒸発させて蒸発源９から放射させ、マスク３等の開口部６を介して（通過させて）基板１（絶縁膜２の蒸着部４）に蒸着させる真空蒸着法を用いて蒸着する場合を例にあげて以下説明する。
【００１７】
蒸着開始時の基板１とマスク３との距離は、特に限定することはなく、有機物等８を基板上に蒸着するに際して適切な距離であればよく、次にあげる基板の膨張・収縮のいずれが発生しやすいかによって適切な初期値を設定するのが好ましい。
【００１８】
ここで、本願の発明は基板のマスクに対する相対的な膨張・収縮に応じて、マスクと基板との位置を調整することに特徴を有している。以下に（ｉ）基板がマスクに対して相対的に膨張する場合、（ii）基板がマスクに対して相対的に収縮する場合について説明する。
【００１９】
（ｉ）基板がマスクに対して相対的に膨張する場合
図１Ｃは、基板膨張時の基板等の状態を示す図である。
【００２０】
基板１に有機物等８を蒸着していくと、蒸着による熱等の要因によって基板１が膨張する場合がある。このように基板１が何らかの要因によって膨張した場合に、本来有機物等８が蒸着すべき位置である蒸着部４とマスク３の開口部６との位置がずれてしまう。このような場合には、本来有機物等８が蒸着すべき蒸着部４に完全に有機物等８を蒸着させることができない。その一方で、本来有機物等８を蒸着する必要のない部分（いわゆる非蒸着部５）に有機物等８が蒸着されてしまうという不都合が生じてしまう。本願の方法は、このような問題を解決するための発明であり、基板が膨張した場合には、その膨張に合わせて蒸着部４とマスク３の開口部６との位置関係を補正することを特徴とする。
【００２１】
なお、基板１が膨張等する要因としては、蒸着時の熱的な要因だけではなく、例えば基板の材質や、基板の固定方法など、様々な要因が考えられる。
【００２２】
図１Ｄは、基板が膨張場合に基板とマスクとの位置関係を補正した際の基板等の状態を示す図である。
【００２３】
図１Ｄに示すように、基板１が膨張した場合に蒸着部４とマスク３の開口部６とを合わせ直す（マスク位置補正）方法として、基板１とマスク３の距離を蒸着開始時の基板１とマスク３の距離よりも広くすることが本発明の特徴である。
【００２４】
基板１とマスク３の距離を蒸着開始時の基板１とマスク３の距離よりも広くすることによって、基板１が膨張した後の蒸着部４を蒸発源９とマスク３の開口部６の延長線上に置くことができるため、蒸発源９から放射された有機物等８を目的の蒸着部４（所望の位置）に蒸着することができる。このように、本願の方法は、基板１とマスク３との距離を広げることに特徴を有しているが、この距離を広げすぎると、マスク３の開口部６を通過した有機物等８が発散してしまい、所望の位置に蒸着させることができないことがある。したがって、本願の方法においては、基板１とマスク３との距離は、なるべく２００μｍ以下に保持することが望ましい。
【００２５】
（ii）基板がマスクに対して相対的に収縮する場合
図１Ｅは、基板が収縮した際の基板等の状態を示す図である。
【００２６】
基板１に有機物等８を蒸着していくと、上述した場合とは逆に基板１が収縮する場合もある。このように基板１が何らかの要因によって収縮した場合に、本来有機物等８が蒸着すべき位置である蒸着部４とマスク３の開口部６の位置がずれてしまい、上述した基板が膨張する場合と同様の不都合が生じる場合がある。本願の方法は、このような場合においても効果を奏する。
【００２７】
図１Ｆは、基板が収縮した場合に基板とマスクとの位置関係を補正した際の基板等の状態を示す図である。
【００２８】
図１Ｆに示すように、基板１が収縮した場合に蒸着部４とマスク３の開口部６とを合わせ直す（マスク位置補正）方法として、基板１とマスク３の距離を蒸着開始時の基板１とマスク３との距離よりも狭くすることが本発明の特徴である。
【００２９】
基板１とマスク３の距離を蒸着開始時の距離よりも狭くすることによって、蒸着部４を蒸発源９とマスク３の開口部６の延長線上に置くことができるため、蒸発源９から放射された有機物等８を目的の蒸着部４（所望の位置）に蒸着することができる。このように、本願の方法は、基板１とマスク３との距離を狭くすることも特徴としているが、この距離を狭くしすぎると、基板１とマスク３とが接触するおそれがあり好ましくない。したがって、基板が相対的に収縮する場合は、あらかじめその収縮が最大でどのくらい生じるかをあらかじめ把握しておき、基板とマスクが接触しない距離に初期値を設定しておくことが望ましい。
【００３０】
（ＩＩ）基板とマスクとの距離の調整の仕方について
上述したように、本願の方法においては、蒸着時の基板変形に応じて適宜基板とマスクとの距離を調整することを特徴としているが、当該距離の具体的な調整の仕方については、限定することはなく、（ｉ）マスクを移動させることにより当該距離を調整する仕方、（ii）基板を移動させることにより当該距離を調整する仕方、さらには（iii）基板とマスクとの両方を移動させることにより当該距離を調整する仕方、の何れをも採用することが可能である。
【００３１】
図２Ａ〜Ｃ、及び図３は、上記（ｉ）マスクを上下に移動させることにより基板とマスクとの距離を調整する仕方について説明する概略断面図である。
【００３２】
図２Ａは、蒸着開始時のマスクの位置を示す図である。
【００３３】
図示するように、絶縁膜２が形成された基板１は、予め固定されたベース１２上に固定されている（つまり、基板１は移動しない。）。一方、マスク３は、その周りをフレーム１１によって固定されている。そして、前記フレーム１１の四隅には支持棒１０が設置されており、当該支持棒１０を上下に移動させることによって、マスク３を上下に移動することができ、その結果基板１とマスクとの距離を調整することができる。
【００３４】
図２Ｂは、基板が膨張したことに応じて基板とマスクとの距離を調整した際のマスクの位置を示す図である。つまり、基板とマスクとの距離を蒸着開始時の基板とマスクとの距離よりも広くした場合の図である。
【００３５】
一方、図２Ｃは、基板が収縮したことに応じて基板とマスクとの距離を調整した際のマスクの位置を示す図である。つまり、基板とマスクとの距離を蒸着開始時の基板とマスクとの距離よりも狭くした場合の図である。
【００３６】
このように、基板膨張後は、基板１とマスク３との距離を蒸着開始時のそれよりも広くし、基板１が収縮した場合には、基板１とマスク３との距離を蒸着開始時のそれよりも狭くすることによって、本来有機物等８を蒸着すべき部分である蒸着部４に精度良く蒸着せしめることができる。なお、マスク３の上下移動に際しては、マスク３に対して無理な応力の負担がかからない様、それぞれの移動距離には注意が必要である。
【００３７】
図３に示すように、本願の発明にあっては、マスク３を上下に移動させることに加えて、従来公知の方法の如く、基板１をＸ軸、Ｙ軸、θ軸方向に移動させることも可能である。このように、マスクと基板との距離を調整することに加え、基板自体を様々な方向へ移動させることにより、蒸着の精度をより向上せしめることができる。なお、図３においては、基板を様々な方向へ移動させているが、これに限定されることはなく、基板自体は完全に固定した状態を保ち、マスクを上下移動のみならず、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸方向に移動させるようにしてもよい（図示せず）。
【００３８】
ここで、基板１が膨張し、基板１とマスク３との距離を広くした場合（図２Ｂ参照）には、図１Ｄ、図２Ｂにおいて点線にて示しているチャンバー内（基板１とマスク３と蒸着源９が設置された領域）の真空度、言い換えれば、基板１とマスク３、および蒸着源９との間の空間の真空度を基板１とマスク３との距離を調整（広く）する前段階よりも高く保つことが望ましい。
【００３９】
蒸着部４とマスク３の開口部６の距離を広くすると、マスク３の開口部６を通過した有機物等８が発散してしまい、蒸着の精度が低下するおそれがあるからである。有機物等８が発散する原因の一つとして、基板１とマスク３、および蒸着源９との間（空間）に存在する分子に蒸着すべき有機物等８が衝突し、その進行方向が変化してしまうことが挙げられるが、本願の方法のように基板１とマスク３との距離を広くした後（蒸着時）のチャンバー内の真空度を、基板１とマスク３との距離を広くする前段階よりも高く保ち、基板１とマスク３、および蒸着源９との間に存在する分子の量を減らすことで、当該分子と有機物等８との衝突の確率を低下させることができ、その結果、有機物等８の直進性を向上することができるのである。
【００４０】
具体的には、基板１とマスク３との距離を広くする前段階のチャンバー内の真空度は、特に限定することはなく、例えば、１０−1Ｐａ以下が望ましい。これに対して、基板１とマスク３との距離を広くした後（蒸着時）のチャンバー内の真空度は、１０−2Ｐａ以下とすることが必要であり、好ましくは１０−3Ｐａ以下とすることが望ましい。
【００４１】
（ＩＩＩ）基板に生じた膨張又は収縮を検出する方法について
本願の方法を実施するに際しては、基板１とマスク３との距離を調整するために、何らかの方法により基板に生じた膨張又は収縮を検出する必要がある。本願の方法にあっては、これを検出する方法については特に限定することはない。例えば、（ｉ）基板及びマスクの双方に何らかの印（マーカ）を設けておき、当該マーカのズレを測定することにより、リアルタイムで基板に生じた膨張や収縮を検出する方法、（ii）基板に使用されている材質の熱膨張係数等を予め調べておき、蒸着時の温度等を測定することにより、基板に生じる膨張や収縮を予想する方法、等を挙げることができる。
【００４２】
図４Ａ〜Ｄは、上記（ｉ）つまり、基板及びマスクの少なくとも一方に何らかの印（マーカ）を設けておき、当該マーカのズレを測定することにより、リアルタイムで基板に生じた膨張や収縮を検出する方法を説明するための図である。
【００４３】
図４Ａは、蒸着開始時のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【００４４】
図示するように、基板１にはマーカ１５を合計８箇所設けておき、その一方で、マスク３の基板１に設けられた各マーカ１５に対応した位置にはマーカ確認用開口部１６が設けられている。基板１が膨張又は収縮していない時、つまり蒸着開始時においては、マスクに設けられたマーカ確認用開口部１６から基板１上のマーカが視認できるようになっている。つまり、基板１に設けられたマーカ１５をマスク３越しに視認できる場合には、基板１に膨張又は収縮が生じていないことが分かる。
【００４５】
図４Ｂは、基板が膨張した際の時のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【００４６】
図示するように、基板１が熱等の要因により膨張すると、基板１に設けられたマーカ１５の位置と、マスク３に設けられたマーカ確認用開口部１６の位置がずれてしまい、その結果、８箇所設けたマーカの全部若しくはその中の何れかがマスクに設けられたマーカ確認用開口部１６から視認できなくなる。つまり、基板１に設けられたマーカ１５をマスク３越しに視認できない場合には、基板１に膨張が生じていることが分かる。
【００４７】
本願の方法によれば、基板１に膨張が生じていることが分かった際には、図２Ｂに示すように、マスク３を基板から離れる方向（図２Ｂにおいては下方）に移動させることによって、基板１の蒸着部４とマスク３の開口部６を合わせることができる。
【００４８】
一方、図４Ｃは、基板が収縮した際のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【００４９】
図示するように、基板１が収縮した場合にも、上述したように基板１に設けられたマーカ３の位置と、マスク３に設けられたマーカ確認用開口部１６の位置がずれてしまい、その結果、８箇所設けたマーカの全部若しくはその中の何れかがマスクに設けられたマーカ確認用開口部１６から視認できなくなる。つまり、基板１に設けられたマーカ１５をマスク３越しに視認できない場合には、基板１に収縮が生じていることが分かる。
【００５０】
本願の方法によれば、基板１に収縮が生じていることが分かった際には、図２Ｃに示すように、マスク３を基板に近づける方向（図２Ｃにおいては上方）に移動させることによって、基板１の蒸着部４とマスク３の開口部６を合わせることができる。
【００５１】
図４Ｄは、基板の一部に膨張が生じた際のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【００５２】
基板の材質や固定方法、さらには基板の温度分布等によっては、図４Ｂ〜Ｃに記載したように基板全体が一律に膨張又は収縮するのではなく、図４Ｄに示すように、基板の所定の部分のみが所定の方向にのみ膨張又は収縮する場合もあり（図４Ｄは、右上方向にのみ膨張が生じた場合の図である。）、この場合には、基板に設けられた８箇所のマーカの一部のみがマーカ確認用開口部１６から視認できなくなる。
【００５３】
本願の方法によれば、基板の一部のみに膨張が生じていることが分かった際には、当該部分近傍の基板とマスクとの距離のみを広げるようにすることで基板１の蒸着部４とマスク３の開口部６を合わせることができる。具体的には、例えば図３に示す支持棒１０Ａ〜１０Ｄの中、支持棒１０Ｃのみを移動させることで実現できる。この場合、基板とマスクとには傾きが生じることとなる（図示せず）。
【００５４】
以上説明したように基板がマスクに対して相対的に膨張又は収縮した場合においても蒸着すべき部分に精度良く蒸着を行うことができる。したがって本願の発明は特に、基板に膨張又は収縮が生じ易い線膨張係数の高い基板に対して有用である。
【００５５】
また、本願の方法によれば、基板の膨張や収縮自体を防止する必要がないため、特殊な温度管理を行う必要がない。
【００５６】
更に、基板の一部分に膨張又は収縮が起こった場合であっても、その部分の基板とマスクの距離を調整することによって、蒸着すべき部分に精度良く蒸着を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】蒸着開始前の基板等の状態を示す図である。
【図１Ｂ】蒸着開始時の基板等の状態を示す図である。
【図１Ｃ】基板膨張時の基板等の状態を示す図である。
【図１Ｄ】基板が膨張場合に基板とマスクとの位置関係を補正した際の基板等の状態を示す図である。
【図１Ｅ】基板が収縮した際の基板等の状態を示す図である。
【図１Ｆ】基板が収縮した場合に基板とマスクとの位置関係を補正した際の基板等の状態を示す図である。
【図２Ａ】蒸着開始時のマスクの位置を示す図である。
【図２Ｂ】基板が膨張したことに応じて基板とマスクとの距離を調整した際のマスクの位置を示す図である。
【図２Ｃ】基板が収縮したことに応じて基板とマスクとの距離を調整した際のマスクの位置を示す図である。
【図３】マスクを上下に移動させることにより基板とマスクとの距離を調整する仕方について説明する概略断面図である。
【図４Ａ】蒸着開始時のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【図４Ｂ】基板が膨張した際の時のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【図４Ｃ】基板が収縮した際のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【図４Ｄ】基板の一部に膨張が生じた際のマーカとマーカ確認用開口部の位置を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・基板
２・・・絶縁膜
３・・・マスク
４・・・蒸着部
５・・・非蒸着部
６・・・開口部
７・・・遮蔽部
８・・・有機物又は無機物（有機物等）
９・・・蒸発源
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ・・・支持棒
１１・・・フレーム
１２・・・ベース
１５・・・マーカ
１６・・・マーカ確認用開口部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2007270315.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2007270315.tif 000007
【図１Ｆ】
2007270315.tif 000008
【図２Ａ】
2007270315.tif 000009
【図２Ｂ】
2007270315.tif 000010
【図２Ｃ】
2007270315.tif 000011
【図３】
2007270315.tif 000012
【図４Ａ】
2007270315.tif 000013
【図４Ｂ】
2007270315.tif 000014
【図４Ｃ】
2007270315.tif 000015
【図４Ｄ】
2007270315.tif 000016