(57)【要約】  【課題】  複数の発光領域中に欠陥が発生した場合であっても、他の発光素子の輝度低下等を防止できると共に、無発光領域を認識しづらくすることができる発光装置、電子機器を提案する。  【解決手段】  発光装置１０１は、少なくとも発光層２３を有する複数の有機機能層２０ａ〜２０ｅと、複数の有機機能層２０ａ〜２０ｅを電気的に直列に接続する配線２１，２４とを含む基板１０と、複数の有機機能層２０ａ〜２０ｅから離間した位置に配置された色変換層１５と、を備える。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを含む基板と、
前記複数の有機機能層から離間した位置に配置された色変換層と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを一側面に備えた基板と、
前記複数の有機機能層及び前記配線とが形成される側の対向面に配置された色変換膜と、を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記色変換層は、前記基板上又は前記有機機能層を覆う封止部材上に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光層は、青色発光層のみからなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光層は、青色発光層と赤色発光層を積層してなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記有機機能層の幅が前記有機機能層同士間の距離以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記有機機能層同士間の距離が前記有機機能層から前記色変換層までの距離以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
基板上に、少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを配置する工程と、
前記複数の有機機能層から離間した位置に色変換層を配置する工程と、
を有することを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の発光装置を備える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、エレクトロルミネッセンス型発光装置、発光装置の製造方法、及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光素子から放射される光を、照明光や表示光等の機能光として利用する発光装置が知られている。例えば、発光素子として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を用いた発光装置等がある。これらの有機ＥＬ素子を備えた発光装置の基本構造は、ガラス基板上に有機ＥＬ素子を配設したものが一般的であり、有機ＥＬ素子から放射されてガラス基板を透過して放射される光を照明光や表示光として利用するようになっている。
【０００３】
このような発光装置としては、特許文献１に開示されるように、複数の発光素子を有する発光装置が提案されている。複数の発光素子の一つに欠陥が発生した場合であっても、他の発光素子が発光しつつけることで、発光装置としての機能を維持させることができる。このため、単一の発光素子からなる発光装置に比べて、長寿命、高い歩留まりを実現することができる。
【特許文献１】特開２００５−９３０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の発光素子の一つに欠陥（短絡）が発生すると、他の発光素子に流れる電流が低下してしまうため、各発光素子の輝度、ひいては照明装置全体の照度が低下してしまうという問題がある。また、無発光素子は黒点として認識されるため、商品価値が下がってしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、一つ又は複数の発光領域中に欠陥が発生した場合であっても、他の発光素子の輝度低下等を防止できると共に、無発光領域を認識しづらくすることができる発光装置、発光装置の製造方法、電子機器を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光装置、発光装置の製造方法、電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、発光装置は、少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを含む基板と、前記複数の有機機能層から離間した位置に配置された色変換層と、を備えるようにした。
また、発光装置は、少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを一側面に備えた基板と、前記複数の有機機能層及び前記配線とが形成される側の対向面に配置された色変換膜と、を備えるようにした。
この発明によれば、複数の有機機能層のうちのいくつかが短絡により発光不可能となった場合であっても、他の有機機能層を、輝度を低下せずに発光させることができる。また、電気的に複雑な配線が不要となるので、有機機能層等の形成が容易となる。また、色変換層を有するので、有機機能層のうちのいくつかが発光不可能となった場合であっても、発光装置を見ても、無発光の部分が認識しづらくなる。
【０００７】
また、前記色変換層は、前記基板上又は前記有機機能層を覆う封止部材上に配置されるものでは、いわゆるトップエミッション型、ボトムエミッション型において、容易に複数の有機機能層と色変換層とを一定の距離で離間させることができる。
また、前記発光層は、青色発光層のみからなるものであっても、色変換層により、白色光を得ることができる。
また、前記発光層は、青色発光層と赤色発光層を積層してなるものでは、照明に適切な白色光を得ることができる。
また、前記有機機能層の幅が前記有機機能層同士間の距離以上であるものでは、発光ムラを認識しづらくなる。
また、前記有機機能層同士間の距離が前記有機機能層から前記色変換層までの距離以下であるものでは、発光ムラを認識しづらくなる。
【０００８】
第２の発明は、発光装置の製造方法は、基板上に、少なくとも発光層を有する複数の有機機能層と、前記複数の有機機能層を電気的に直列に接続する配線とを配置する工程と、前記複数の有機機能層から離間した位置に色変換層を配置する工程と、を有するようにした。
この発明によれば、複数の有機機能層のうちのいくつかが短絡により発光不可能となった場合であっても、他の有機機能層を、輝度を低下せずに発光させることができる。また、電気的に複雑な配線が不要となるので、有機機能層等の形成が容易となる。また、色変換層を有するので、有機機能層のうちのいくつかが発光不可能となった場合であっても、発光装置を見ても、無発光の部分が認識しづらくなる。
【０００９】
第３の発明は、電子機器が第１の発明の発光装置を備えるようにした。
この発明によれば、ムラのない白色光を照射可能な薄形の発光装置を備えるので、高品質な電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の発光装置、発光装置の製造方法、電子機器の実施形態について図を参照して説明する。
［照明装置］
図１は、第一実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示した断面図である。図２は、照明装置の平面構造を模式的に示した図である。
【００１１】
照明装置（発光装置）１０１は、基板１０と、この基板１０上に形成された有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０上に固着された封止部材３０とを主体として構成されており、有機ＥＬ素子２０で発光した光を基板１０側から放射する、いわゆるボトムエミッション型となっている。
【００１２】
基板１０上には複数の有機ＥＬ素子２０が設けられており、各有機ＥＬ素子２０は、有機機能層２０ａ〜２０ｅ及び配線２１，２４から構成されている。
本実施の形態における有機機能層２０ａ〜２０ｅは、正孔注入層２２及び発光層２３から構成されているものであるが、正孔輸送層、電子輸送層、電子輸送層を含んだ構成であってもよい。
また、本実施例における配線２１，２４は、陽極２１と陰極２４からなるものである。
すなわち、有機ＥＬ素子２０は、陽極２１と、正孔注入層２２と、発光層２３と、陰極２４とを順に積層した構成を備えており、隣接する有機機能層２０ａ〜２０ｅは、陽極２１と陰極２４とによりそれぞれ電気的に接続されている。つまり、基板１０上の複数の有機ＥＬ素子２０は、電気的に直列に接続されている。
そして、図１に示すように、基板１０の両端に配置された有機機能層２０ａの陽極２１及び有機ＥＬ素子２０ｅの陰極２４は、有機機能層２０ａ〜２０ｅを駆動制御する発光回路４０と電気的に接続されている。
なお、各有機ＥＬ素子２０（有機機能層２０ａ〜２０ｅ）の幅（長さ）をａとし、各有機ＥＬ素子２０の間の距離をｃとする。
【００１３】
基板１０は、発光した光を透過して放射するべく、透明ガラスや石英等の透光性の基板となっている。なお、基板１０の厚みをｔとする。
基板１０の出光面側には、光変換蛍光膜１５が配置される。光変換蛍光膜１５は、受けた光を、より長波長の光（蛍光）に変換するものであって、蛍光体微粒子とマトリクス樹脂を含んでいる。
蛍光体微粒子としては、例えば、シアノ基を含有するＪ会合性を有する有機蛍光色素のナノ結晶微粒子を挙げることができる。金属化合物等の無機化合物からなり、可視光を吸収し、吸収した光よりも長い蛍光を発する無機蛍光体微粒子を使用することもできる。
マトリクス樹脂は、蛍光体微粒子を分散する樹脂であり、非硬化型樹脂、熱硬化型樹脂又は光硬化型樹脂を用いることができる。具体的には、オリゴマー又はポリマー形態のメラミン樹脂，フェノール樹脂，アルキド樹脂，エポキシ樹脂，ポリウレタン樹脂，マレイン酸樹脂，ポリアミド系樹脂、又はポリメチルメタクリレート，ポリアクリレート，ポリカーボネート，ポリビニルアルコール，ポリビニルピロリドン，ヒドロキシエチルセルロース，カルボキシメチルセルロール等及びこれらを形成するモノマーを構成成分とする共重合体が挙げられる。
【００１４】
陽極２１も、後述するように発光層２３で発光した光を透過させるため、透明導電材料によって形成されたものとなっている。透明導電材料としてはＩＴＯを使用することが好ましい。また、このＩＴＯ（陽極２１）の表面には必要に応じてＯ２プラズマ処理が施されるようになっており、これによって電極表面の洗浄、及び仕事関数の調整がなされ、さらに親液性が付与されるようになっている。
【００１５】
陽極２１上には、正孔注入層２２が形成配置される。正孔注入層２２は、例えば、ポリチオフェン誘導体にポリスチレンスルフォン酸が添加されてなるものから形成される。すなわち、正孔注入層２２の形成材料として、具体的には、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸などが好適に用いられる。
なお、正孔注入層２２の形成材料については、上述したものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、前記のポリスチレンスルフォン酸とともに適宜な分散媒に分散させたものなどが使用可能である。
【００１６】
発光層２３は、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料によって形成される。本実施形態においては、青色発光材料が用いられる。
発光材料として高分子材料を用いた場合、これを液状化するための溶媒としては、正孔注入層２２を再溶解しないよう、正孔注入層２２が不溶な非極性溶媒が用いられる。
特に、発光層形成材料を後述するようにスピンコート法やディップ法によって塗布する場合には、非極性溶媒として、トルエン、キシレン等が好適に用いられる。また、インクジェット法等の液滴吐出法によって塗布する場合には、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの混合物が用いられる。
【００１７】
また、発光層２３の形成材料としては、低分子材料からなる発光材料を用いてもよい。なお、ただし、低分子材料によって発光層２３を形成する場合には、有機ＥＬ素子２０を、陽極２１側から正孔輸送層、発光層、電子輸送層をこの順に積層し、形成するのが好ましい。
正孔輸送層としては、α−ＮＰＤやＴＰＤなどの正孔輸送性材料によって形成し、またはスターバーストアミン系などが用いられる正孔注入材料と前記正孔輸送材料との積層構造として形成するのが好ましい。
また、発光層を形成する低分子材料としては、例えばＡｌｑ３（アルミキレート錯体）などの電子輸送性発光材料に蛍光性色素（ルブレンやキナクリドン、ＤＣＭなど）を微量ドーピングした系が用いられる。
さらに、電子輸送層としては、例えばＡｌｑ３やＰＢＤなどが用いられる。
【００１８】
陰極２４は、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム等からなる金属電極により構成することができる。
そして、基板１０上には、有機ＥＬ素子２０を覆って封止部材３０が設けられている。この封止部材３０としては、例えば電気絶縁性を有する板状の封止基板が用いられる。封止基板は、有機ＥＬ素子２０を覆った状態で封止樹脂により基板１０に固定される。
封止樹脂としては、例えば熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂が用いられ、特に熱硬化樹脂の一種であるエポキシ樹脂が好適に用いられる。また、封止基板を用いずに封止樹脂のみを用い、有機ＥＬ素子２０を覆ってこれを封止するようにしてもよい。
【００１９】
照明装置１０１の製造方法としては、基板１０上に、陽極２１を形成し、その一部を覆って、有機機能層２０ａ〜２０ｅ、すなわち正孔注入層２２、発光層２３を形成する。
更に、有機機能層２０ａ〜２０ｅと隣接する有機機能層２０ａ〜２０ｅから露出する陽極２１の一部を覆って、陰極２４を形成する。これにより、基板１０上の有機機能層２０ａ〜２０ｅは、陽極２１及び陰極２４により電気的に直列に接続される。つまり、複数の有機ＥＬ素子２０は、電気的に直列に接続されている。
次いで、封止部材３０を配置した後に、基板１０の出光面側に光変換蛍光膜１５を配置する。
【００２０】
このように、照明装置１０１は、複数の有機ＥＬ素子２０（有機機能層２０ａ〜２０ｅ）を備えると共に、有機ＥＬ素子２０が電気的に直列に接続されている。このため、例えば、有機機能層２０ｅが、微細なゴミ等が原因で短絡することで、発光不可能となった場合であっても、他の有機機能層２０ａ〜２０ｄは発光可能となる。
なお、複数の有機ＥＬ素子２０を電気的に並列に接続した場合に比べて、高い駆動電圧が必要となるが、駆動電流は一定となるので、効率のよい照明装置１０１を実現することができる。
更に、電気的に複雑な配線が不要となるので、有機ＥＬ素子２０の形成が容易となる。
【００２１】
図３は、照明装置１０１から照射される光の発光スペクトルを示す図である。
また、照明装置１０１は、基板１０の出光面側に配置された光変換蛍光膜１５を備えるので、有機ＥＬ素子２０が青色光のみを発光する場合であっても、白色光を照射する照明装置１０１を実現することができる。
有機ＥＬ素子２０から照射される光が青色光であっても、この青色光の一部が基板１０の出光面側に配置された光変換蛍光膜１５によりオレンジ光に色変換される。これにより、図３に示すように、照明装置に好適に用いられる白色光を容易に得ることができる。
このように、青色光を発光する発光層２３のみにより照明装置１０１を構成することができるので、製造効率の向上、製造コストの低減を図ることができる。したがって、安価な照明装置１０１を実現することができる。
【００２２】
更に、光変換蛍光膜１５を設けたことにより、各有機ＥＬ素子２０から発光される光が散乱するので、例えば、１つの有機ＥＬ素子２０が無発光となった場合であって、無発光部分がぼかされる。このため、照明装置１０１を基板１０側から見ても、無発光の部分が認識しづらくなる。したがって、照明装置１０１の商品価値の低下を抑制することができる。
【００２３】
図４は、第二実施形態に係る照明装置の構成を模式的に示した断面図である。図５は、照明装置の平面構造を模式的に示した図である。
なお、照明装置１０１と略同一の構成要素には、同一の符号を付すと共にその説明を省略又は簡略化する。
【００２４】
照明装置１０２は、図４に示すように、青色発光層２３ｂと赤色発光層２３ｒとが積層された発光層２３を備える。また、図５に示すように、このような発光層２３を有する複数の有機ＥＬ素子２０（有機機能層２０ａ〜２０ｌ）が基板１０上に格子状（マトリックス状）に配置されている。
有機機能層２０ａ〜２０ｄ，２０ｅ〜２０ｈ，２０ｉ〜２０ｌは、それぞれ同一方向に直列に配置されており、また、電気的にも直列に接続されている。
そして、基板１０の両端に配置された有機機能層２０ａ，２０ｅ，２０ｉの陽極２１及び有機ＥＬ素子２０ｄ，２０ｈ，２０ｌの陰極２４は、各有機機能層２０ａ〜２０ｌを駆動制御する発光回路４０と電気的に並列に接続されている。
なお、各有機ＥＬ素子２０（有機機能層２０ａ〜２０ｌ）の各幅（長さ）をａ及びｂとし、各有機ＥＬ素子２０の間の距離をｃ及びｄとする。
【００２５】
図６は、照明装置１０２から照射される光の発光スペクトルを示す図である。
また、照明装置１０２は、基板１０の出光面側に配置された光変換蛍光膜１５を備えるので、有機ＥＬ素子２０が青色光及び赤色光を発光する場合であっても、白色光を照射する照明装置１０２を実現することができる。
有機ＥＬ素子２０から照射される光が青色光及び赤色光であっても、青色光の一部が基板１０の出光面側に配置された光変換蛍光膜１５によりオレンジ光に色変換されるので、図６に示すように、照明装置に好適に用いられる白色光を容易に得ることができる。特に、図６に示すように、青色光、緑色光、赤色光がバランスよく得られるので、良好な白色光が得られる。
【００２６】
また、照明装置１０２は、照明装置１０１と同様に、複数の有機ＥＬ素子２０を備え、各有機ＥＬ素子２０が電気的に直列に接続されている。このため、ある有機ＥＬ素子２０が発光不可能となった場合であっても、他の有機ＥＬ素子２０は発光可能となる。
【００２７】
更に、照明装置１０１と同様に、光変換蛍光膜１５を設けたことにより、各有機ＥＬ素子２０から発光される光が散乱するので、ある有機ＥＬ素子２０が無発光となった場合であって、照明装置１０２を基板１０側から見ても、無発光の部分を認識しづらくなる。
【００２８】
次に、照明装置１０１，１０２の発光ムラについて説明する。
図７は、照明装置１０１，１０２の発光ムラを説明するための図である。
照明装置１０１，１０２の発光ムラを評価するために、以下の式を用いる。
【００２９】
ムラ（％）＝（平均輝度−最低輝度）／（平均輝度）×１００
【００３０】
上記式によれば、照明装置１０１，１０２に無発光の有機ＥＬ素子２０が存在する場合に、無発光の有機ＥＬ素子２０が照明装置１０１，１０２の面内ムラ（基板１０の出光面の発光ムラ）に与える影響を評価することができる。
【００３１】
そして、照明装置１０１及び照明装置１０２において、基板１０の厚みをｔ＝１．０ｍｍ、各有機ＥＬ素子２０の間の長さをｃ＝０．１ｍｍであり、一つの有機ＥＬ素子２０が無発光となった場合に、各有機ＥＬ素子２０の幅（長さ）ａを変化させると、図７（ａ）に示す結果となる。
各有機ＥＬ素子２０の長さａが１．０ｍｍ以下の場合には、照明装置１０１，１０２の面内ムラ（基板１０の出光面の発光ムラ）が１０％以下となる。面内ムラ（発光ムラ）が１０％以下となれば、基板１０の出光面を目視しても無発光領域を認識しづらくなる。
【００３２】
なお、照明装置１０２において、基板１０の厚みをｔ＝１．０ｍｍ、各有機ＥＬ素子２０の間の長さをｄ＝０．１ｍｍであり、全ての有機ＥＬ素子２０が発光した場合に、各有機ＥＬ素子２０の長さｂを変化させると、図７（ａ）と同様な結果となる。
【００３３】
次に、照明装置１０１及び照明装置１０２において、基板１０の厚みをｔ＝０．５ｍｍ、各有機ＥＬ素子２０の長さａ＝１．０ｍｍの場合に、各有機ＥＬ素子２０の間の長さｃを変化させると、図７（ｂ）に示す結果となる。
各有機ＥＬ素子２０の間の長さｃが０．５ｍｍ以下の場合（つまり、基板１０の厚みｔよりも小さい場合）には、照明装置１０１，１０２の面内ムラが１０％以下となる。したがって、基板１０の出光面を目視しても無発光領域を認識しづらくなる。
【００３４】
なお、照明装置１０２において、基板１０の厚みをｔ＝０．５ｍｍ、各有機ＥＬ素子２０の長さｂ＝１．０ｍｍの場合に、各有機ＥＬ素子２０の間の長さをｄ＝を変化させると、図７（ａ）と同様な結果となる。
【００３５】
［電子機器］
図８は、上記各実施形態の照明装置１０１，１０２を備えた電子機器の一例を示す断面構成図である。
画像読み取り装置（電子機器）２００は、原稿台に載せた反射原稿を読み込むフラットベッド方式の画像読み取り装置である。
画像読み取り装置２００は、箱形の筐体の上面に原稿を載せるための透明な原稿台２１２、原稿台２１２に載せられた原稿に光を照射しながら移動して、原稿からの反射光を読み取るキャリッジ２１３、キャリッジ２１３が読み取った反射光信号をデジタル変換し、補正等の処理を施した上で画像データに変換する画像処理部２１４、不図示のホストコンピュータと双方向通信が可能なインタフェース２１１、原稿台を覆うための原稿台カバー２１５とを備えている。
そして、原稿台カバー２１５の一部には、白色の面光源２１６が配置されている。この面光源２１６から光を照射することで、原稿台２１２に置かれたフィルム等の透過原稿をキャリッジ２１３で読み取ることができるようになっている。この面光源２１６として、照明装置（発光装置）１０１，１０２が用いられている。
【００３６】
なお、照明装置１０１，１０２を液晶表示装置のバックライトとして用いることも可能である。
したがって、照明装置１０１，１０２を備えた電子機器としては、例えば、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ、携帯用テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機、ページャ、電子手帳、電卓、時計、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器などを挙げることができる。また、車載用オーディオ機器や自動車用計器、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイを挙げることもできる。
【００３７】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００３８】
本実施形態においては、有機ＥＬ素子２０で発光した光を基板１０側から放射する、いわゆるボトムエミッション型について説明したが、光を封止部材３０側から放射する、いわゆるトップエミッション型であってもよい。この場合には、透明な封止部材３０上に光変換蛍光膜１５が配置される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第一実施形態に係る照明装置１０１の構成を模式的に示した断面図である。
【図２】照明装置１０１の平面構造を模式的に示した図である。
【図３】照明装置１０１から照射される光の発光スペクトルを示す図である。
【図４】第二実施形態に係る照明装置１０２の構成を模式的に示した断面図である。
【図５】照明装置１０２の平面構造を模式的に示した図である。
【図６】照明装置１０２から照射される光の発光スペクトルを示す図である。
【図７】照明装置１０１，１０２の発光ムラを説明するための図である。
【図８】照明装置１０１，１０２を備えた電子機器の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…基板、  １５…光変換蛍光膜（色変換層）、  ２０…有機ＥＬ素子、
２０ａ〜２０ｌ…有機機能層、  ２１…陽極（配線）、  ２３…発光層、
２３ｒ…赤色発光層、  ２３ｂ…青色発光層、  ２４…陰極（配線）、
３０…封止部材、  １０１，１０２…照明装置（発光装置）、
２００…画像読み取り装置（電子機器）、  ２１６…面光源（発光装置）
【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６】
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【図７】
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【図８】
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