(57)【要約】【課題】シャッタが基板に接触することを防止することを目的とする。【解決手段】第１電極ビーム３２は、第２電極ビーム３８に並んで延びる中間部３６と、中間部３６の一方端に隣接する第１屈曲部４４を介して中間部３６が延びる方向に交差して延びる第１部分４２と、中間部３６の他方端に隣接する第２屈曲部４８を介して中間部３６が延びる方向に交差して延びる第２部分４６と、を含む。第１電極ビーム３２は、幅よりも厚みが薄い形状で全長にわたって延びる板バネ部５８を有する。板バネ部５８は、基板に垂直な方向よりも平行な方向に屈曲しやすいように、基板に対向する方向に厚みを向け、基板に交差する方向に幅を向けて配置されている。第１電極ビーム３２は、中間部３６を避けて、第１部分４２及び第２部分４６の少なくとも一方に、板バネ部５８に厚み方向に設けられたリブ部６０を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に間隔をあけて対向するシャッタと、
前記シャッタに一方の端部が連結されるとともに前記基板に他方の端部が固定されて前記基板から間隔をあけて配置された第１電極ビームと、
前記第１電極ビームの一部に対向するとともに前記基板に固定されて静電力によって前記第１電極ビームを引き寄せるための第２電極ビームと、
を有し、
前記第１電極ビームは、前記第２電極ビームに並んで延びる中間部と、前記中間部の一方端に隣接する第１屈曲部を介して前記中間部が延びる方向に交差して延びる第１部分と、前記中間部の他方端に隣接する第２屈曲部を介して前記中間部が延びる方向に交差して延びる第２部分と、を含み、
前記第１電極ビームの前記第１部分は、前記中間部よりも前記シャッタに連結される側に近く、
前記第１電極ビームの前記第２部分は、前記中間部よりも前記基板に固定される側に近く、
前記第１電極ビームは、幅よりも厚みが薄い形状で全長にわたって延びる板バネ部を有し、前記板バネ部は、前記基板と対向する方向に前記厚みを向け、前記基板に交差する方向に前記幅を向けて配置され、
前記第１電極ビームは、前記中間部を避けて、前記第１部分及び前記第２部分の少なくとも一方に、前記板バネ部に前記厚み方向に設けられたリブ部を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載された表示装置において、
前記板バネ部は、前記基板に平行な方向に前記厚みを向け、前記基板に垂直な方向に前記幅を向けて配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された表示装置において、
前記第１部分は、前記シャッタに近づく方向に前記第１屈曲部から延び、
前記第２部分は、前記シャッタから離れる方向に前記第２屈曲部から延びることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１から3のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第１屈曲部は、前記第２電極ビームと対向する位置にあり、
前記中間部は、前記第２屈曲部の方向に前記第２電極ビームよりも長くなっており、
前記第２屈曲部は、前記第２電極ビームとの対向から外れた位置にあることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記第１屈曲部を避けて、前記第２屈曲部にさらに設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第１電極ビームは、前記第１屈曲部とは反対側で前記第１部分に隣接する第３屈曲部を介して前記シャッタに連結される方向に延びる前記シャッタとの連結部をさらに有し、
前記中間部及び前記シャッタとの前記連結部は、前記第１部分の前記厚み方向に沿った同じ方向に、前記第１屈曲部及び前記第３屈曲部からそれぞれ延びることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記第３屈曲部にさらに設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記第１電極ビームは、前記第２屈曲部とは反対側で前記第２部分に隣接する第４屈曲部を介して前記基板に固定される方向に延びる前記基板との固定部をさらに有し、
前記中間部及び前記基板との前記固定部は、前記第２部分の前記厚み方向に沿った同じ方向に、前記第２屈曲部及び前記第４屈曲部からそれぞれ延びることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記第４屈曲部にさらに設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載された表示装置において、
複数の前記シャッタを含み、
隣同士の前記シャッタを支持する前記第１電極ビームは、前記第２部分を隣り合う位置に有し、
隣り合う前記第２部分を連結するように前記リブ部が設けられることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記シャッタは、中央から同じ方向に偏った位置に連結された一対の前記第１電極ビームのみによって支持されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記リブ部及び前記シャッタは、複数層からなり、
前記板バネ部は、前記リブ部に隣接する部分では前記リブ部と連続的に前記複数層からなり、前記リブ部が設けられていない部分では前記複数層よりも少ない層からなることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の少なくとも一方の端部に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の両端部のそれぞれに設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の両端部のそれぞれに相互に反対方向に突出するように設けられていることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳディスプレイ（Micro Electro Mechanical System Display）は、液晶ディスプレイに取って代わると期待されているディスプレイである（特許文献１参照）。このディスプレイは、偏光を利用した液晶シャッタ方式とは異なり、機械シャッタ方式によって光の透過窓を開閉する。詳しくは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたＴＦＴ基板には画素ごとにシャッタが設けられており、このシャッタを水平方向に動作させることで、開口部を開閉して画像を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９７６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これまでに、ＭＥＭＳディスプレイの製造途中で、シャッタの主面や端部がＴＦＴ基板と接触したり、固着したりする現象が確認されている。シャッタは、薄膜から構成されているため微々たる重さしかなく、重さでＴＦＴ基板に接触することは考えにくく、その原因は静電気であろうと推測されているが明確ではない。また、完成後の表示装置において、表示装置を駆動させる各種信号電圧により、望外の方向にシャッタが引っ張られ変形するという問題もある。
【０００５】
本発明は、シャッタが基板に接触したり、固着したりするすることを防止することを目的とする。また、シャッタの変形を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係る表示装置は、基板と、前記基板に間隔をあけて対向するシャッタと、前記シャッタに一方の端部が連結されるとともに前記基板に他方の端部が固定されて前記基板から間隔をあけて配置された第１電極ビームと、前記第１電極ビームの一部に対向するとともに前記基板に固定されて静電力によって前記第１電極ビームを引き寄せるための第２電極ビームと、を有し、前記第１電極ビームは、前記第２電極ビームに並んで延びる中間部と、前記中間部の一方端に隣接する第１屈曲部を介して前記中間部が延びる方向に交差して延びる第１部分と、前記中間部の他方端に隣接する第２屈曲部を介して前記中間部が延びる方向に交差して延びる第２部分と、を含み、前記第１電極ビームの前記第１部分は、前記中間部よりも前記シャッタに連結される側に近く、前記第１電極ビームの前記第２部分は、前記中間部よりも前記基板に固定される側に近く、前記第１電極ビームは、幅よりも厚みが薄い形状で全長にわたって延びる板バネ部を有し、前記板バネ部は、前記基板に対向する方向（例えば、平行な方向）に前記厚みを向け、前記基板に交差する方向（例えば、垂直な方向）に前記幅を向けて配置され、前記第１電極ビームは、前記中間部を避けて、前記第１部分及び前記第２部分の少なくとも一方に、前記板バネ部に前記厚み方向に設けられたリブ部を有することを特徴とする。本発明によれば、第１電極ビームがリブ部によって補強されるので、シャッタが基板に接触することを防止することができる。
【０００７】
（２）（１）に記載された表示装置において、前記第１部分は、前記シャッタに近づく方向に前記第１屈曲部から延び、前記第２部分は、前記シャッタから離れる方向に前記第２屈曲部から延びることを特徴としてもよい。
【０００８】
（３）（１）又は（２）に記載された表示装置において、前記第１屈曲部は、前記第２電極ビームと対向する位置にあり、前記中間部は、前記第２屈曲部の方向に前記第２電極ビームよりも長くなっており、前記第２屈曲部は、前記第２電極ビームとの対向から外れた位置にあることを特徴としてもよい。
【０００９】
（４）（３）に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記第１屈曲部を避けて、前記第２屈曲部にさらに設けられていることを特徴としてもよい。
【００１０】
（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記第１電極ビームは、前記第１屈曲部とは反対側で前記第１部分に隣接する第３屈曲部を介して前記シャッタに連結される方向に延びる前記シャッタとの連結部をさらに有し、前記中間部及び前記シャッタとの前記連結部は、前記第１部分の前記厚み方向に沿った同じ方向に、前記第１屈曲部及び前記第３屈曲部からそれぞれ延びることを特徴としてもよい。
【００１１】
（６）（５）に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記第３屈曲部にさらに設けられていることを特徴としてもよい。
【００１２】
（７）（１）から（６）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記第１電極ビームは、前記第２屈曲部とは反対側で前記第２部分に隣接する第４屈曲部を介して前記基板に固定される方向に延びる前記基板との固定部をさらに有し、前記中間部及び前記基板との前記固定部は、前記第２部分の前記厚み方向に沿った同じ方向に、前記第２屈曲部及び前記第４屈曲部からそれぞれ延びることを特徴としてもよい。
【００１３】
（８）（７）に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記第４屈曲部にさらに設けられていることを特徴としてもよい。
【００１４】
（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された表示装置において、複数の前記シャッタを含み、隣同士の前記シャッタを支持する前記第１電極ビームは、前記第２部分を隣り合う位置に有し、隣り合う前記第２部分を連結するように前記リブ部が設けられることを特徴としてもよい。
【００１５】
（１０）（１）から（９）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記シャッタは、中央から同じ方向に偏った位置に連結された一対の前記第１電極ビームのみによって支持されていることを特徴としてもよい。
【００１６】
（１１）（１）から（１０）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記リブ部及び前記シャッタは、複数層からなり、前記板バネ部は、前記リブ部に隣接する部分では前記リブ部と連続的に前記複数層からなり、前記リブ部が設けられていない部分では前記複数層よりも少ない層からなることを特徴としてもよい。
【００１７】
（１２）（１）から（１１）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の少なくとも一方の端部に設けられていることを特徴としてもよい。
【００１８】
（１３）（１）から（１１）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の両端部のそれぞれに設けられていることを特徴としてもよい。
【００１９】
（１４）（１）から（１１）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記リブ部は、前記板バネ部の前記幅方向の両端部のそれぞれに相互に反対方向に突出するように設けられていることを特徴としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る表示装置の概略を示す断面図である。
【図２】シャッタ及びその駆動機構を示す斜視図である。
【図３】図２に示すシャッタ及びその駆動機構を示す平面図である。
【図４】図３に示す機構のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図３に示す機構のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示す機構のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の概略を示す断面図である。表示装置は、光透過性の第１基板１０（例えばガラス基板）と、光透過性の第２基板１２（例えばガラス基板）と、を有する。第１基板１０及び第２基板１２は、間隔をあけて対向するように配置されている。第１基板１０は、図示しない薄膜トランジスタや配線などが形成された回路基板又はＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板である。
【００２３】
第１基板１０には第１遮光膜１４が形成されている。第１遮光膜１４には、第１固定開口１６が形成されている。第２基板１２には第２遮光膜１８が形成されている。第２遮光膜１８には、第２固定開口２０が形成されている。第１固定開口１６と第２固定開口２０は、対向するように形成されている。
【００２４】
第１基板１０及び第２基板１２は、シール材２２によって間隔をあけて固定されている。第１基板１０及び第２基板１２の間（シール材２２によって封止されたスペース）にはオイル２４（例えばシリコーンオイル）が満たされている。
【００２５】
表示装置は、シャッタ２６を有する。シャッタ２６は、第１基板１０に間隔をあけて対向する。シャッタ２６は、図示しない薄膜トランジスタや配線などの上方に浮いた状態で設けられている。シャッタ２６は、オイル２４内に配置されている。シャッタ２６は、無機材料からなる。
【００２６】
シャッタ２６は駆動開口２８を有する。駆動開口２８を光が通過し、シャッタ２６の駆動開口２８以外の部分で光を遮断する。駆動開口２８は一方向に長い形状になっている。なお、光は、第１基板１０又は第２基板１２に重ねられたバックライト３０から供給される。
【００２７】
図２は、シャッタ２６及びその駆動機構を示す斜視図である。図３は、図２に示すシャッタ２６及びその駆動機構を示す平面図である。図４は、図３に示す機構のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、図３に示す機構のＶ−Ｖ線断面図である。図６は、図３に示す機構のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【００２８】
表示装置は、第１電極ビーム３２を有する。第１電極ビーム３２は、シャッタ２６に一方の端部が連結されている。これにより、第１電極ビーム３２はシャッタ２６を支持する。シャッタ２６は、中央から同じ方向に偏った位置に連結された一対の第１電極ビーム３２のみによって支持されている。第１電極ビーム３２は、第１アンカー部３４を介して第１基板１０に他方の端部が固定されている。これにより、第１電極ビーム３２は、第１基板１０から間隔をあけて配置される。
【００２９】
第１電極ビーム３２は、中間部３６を含む。中間部３６は、第２電極ビーム３８に並んで延びる。第２電極ビーム３８は、第２アンカー部４０を介して第１基板１０に固定されている。第２電極ビーム３８は、第１電極ビーム３２の一部（中間部３６）に対向しており、静電力によって第１電極ビーム３２を引き寄せるようになっている。
【００３０】
第２電極ビーム３８は、弾性変形可能な材料からなる。第２電極ビーム３８は、厚みの薄い板状をなしており、厚み方向を横方向（第１基板１０の板面に対向する方向、平行な方向）に向けて、幅方向を上下方向（第１基板１０の板面に交差する方向、垂直な方向）に向けて配置されている。これにより、第２電極ビーム３８は、その厚み方向である横方向に変形できるようになっている。
【００３１】
第２電極ビーム３８は、ループ状になっており、第２アンカー部４０から延びた帯状部が、屈曲して折り返されて、同じ第２アンカー部４０に戻るようになっている。したがって、第２電極ビーム３８は、両端部が第２アンカー部４０に固定されて浮いた状態になっており、折り返す屈曲部が第２アンカー部４０から最も離れるようになっている。
【００３２】
第１電極ビーム３２は、第１部分４２を含む。第１部分４２は、中間部３６よりもシャッタ２６に連結される側に近い。第１部分４２は、中間部３６の一方端に隣接する第１屈曲部４４を介して中間部３６が延びる方向に交差（例えば直交）して延びる。第１部分４２は、シャッタ２６に近づく方向に第１屈曲部４４から延びる。第１屈曲部４４は、第２電極ビーム３８と対向する位置にある。
【００３３】
第１電極ビーム３２は、第２部分４６を含む。第２部分４６は、中間部３６よりも第１基板１０に固定される側に近い。第２部分４６は、中間部３６の他方端に隣接する第２屈曲部４８を介して中間部３６が延びる方向に交差（例えば直交）して延びる。第２部分４６は、シャッタ２６から離れる方向に第２屈曲部４８から延びる。中間部３６は、第２屈曲部４８の方向に第２電極ビーム３８よりも長くなっている。したがって、第２屈曲部４８は、第２電極ビーム３８との対向から外れた位置にある。図３に示すように、隣同士のシャッタ２６を支持する第１電極ビーム３２は、第２部分４６を隣り合う位置に有する。
【００３４】
第１電極ビーム３２は、シャッタ２６との連結部５０を有する。連結部５０は、第１屈曲部４４とは反対側で第１部分４２に隣接する第３屈曲部５２を介してシャッタ２６に連結される方向に延びる。第１電極ビーム３２の中間部３６及びシャッタ２６との連結部５０は、第１部分４２の厚み方向に沿った同じ方向に、第１屈曲部４４及び第３屈曲部５２からそれぞれ延びる。
【００３５】
第１電極ビーム３２は、第１基板１０（具体的には第１アンカー部３４）との固定部５４を有する。固定部５４は、第２屈曲部４８とは反対側で第２部分４６に隣接する第４屈曲部５６を介して第１基板１０に固定される方向に延びる。第１電極ビーム３２の中間部３６及び第１基板１０との固定部５４は、第２部分４６の厚み方向に沿った同じ方向に、第２屈曲部４８及び第４屈曲部５６からそれぞれ延びる。
【００３６】
第１電極ビーム３２は、幅よりも厚みが薄い形状で全長にわたって延びる板バネ部５８を有する。板バネ部５８は、第１基板１０に垂直な方向よりも平行な方向に屈曲しやすいように、第１基板１０に平行な方向に厚みを向け、第１基板１０に垂直な方向に幅を向けて配置されている。
【００３７】
第１電極ビーム３２は、板バネ部５８に厚み方向に設けられたリブ部６０を有する。リブ部６０は、第１部分４２及び第２部分４６の少なくとも一方（例えば両方）に設けられる。第１電極ビーム３２がリブ部６０によって補強されるので、第１電極ビーム３２の強度が向上する。第１電極ビーム３２は、第１基板１０の上に浮いた状態で配置されているシャッタ２６を支えているので、第１電極ビーム３２の強度が向上することにより、シャッタ２６を支える強度も向上する。よって、シャッタ２６が例えば静電気によって第１基板１０側に引っ張られても、シャッタ２６が変形したり、第１基板１０に接触することが抑制される。従って、本実施形態によれば、第１電極ビーム３２がリブ部６０を有することで、シャッタ２６が第１基板１０に接触したり固着したりすることを防止することができる。また、シャッタ２６を用いた表示装置を駆動させる各種信号電圧により、望外の方向にシャッタ２６が引っ張られ変形することも防止することができる。
【００３８】
リブ部６０は、第１電極ビーム３２の中間部３６を避けて設けられている。また、リブ部６０は、第１屈曲部４４を避けて設けられることが望ましい。これにより、第１電極ビーム３２が第２電極ビーム３８に引き寄せられて接触したときに、中間部３６及び第１屈曲部４４の変形は許容される。これにより、静電気力による第１電極ビーム３２の動き、即ちシャッタ２６の動きを妨げないようになっている。
【００３９】
リブ部６０は、第２屈曲部４８にも設けられている。詳しくは、第２部分４６に設けられるリブ部６０と、第２屈曲部４８に設けられるリブ部６０は連続一体的になっている。リブ部６０は、図３に示すように、隣同士のシャッタ２６を支持する第１電極ビーム３２の隣り合う第２部分４６を連結するように設けられる。
【００４０】
リブ部６０は、第３屈曲部５２にも設けられている。詳しくは、第１部分４２に設けられるリブ部６０と、第３屈曲部５２に設けられるリブ部６０は連続一体的になっている。リブ部６０は、第４屈曲部５６にも設けられている。詳しくは、第２部分４６に設けられるリブ部６０と、第４屈曲部５６に設けられるリブ部６０は連続一体的になっている。
【００４１】
リブ部６０及びシャッタ２６は、図４に示すように、複数層（例えば、アモルファスシリコンなどの半導体からなる膜６２と、アルミニウムなどの金属からなる膜６４と、これらを覆うパッシベーション膜６６）からなる。板バネ部５８は、図４及び図５に示すように、リブ部６０に隣接する部分ではリブ部６０と連続的に複数層からなる。板バネ部５８は、図６に示すように、リブ部６０が設けられていない部分では複数層よりも少ない層（例えば、アモルファスシリコンなどの半導体からなる膜６２及びこれを覆うパッシベーション膜６６）からなる。
【００４２】
リブ部６０は、板バネ部５８の幅方向の少なくとも一方の端部に設けられている。例えば、リブ部６０は、図４及び図５に示すように、板バネ部５８の幅方向の両端部（第１基板１０に近い端部及び第１基板１０から遠い端部）のそれぞれに相互に反対方向に突出するように設けられている。
【００４３】
駆動時には、第１電極ビーム３２及び第２電極ビーム３８に、それぞれ、第１アンカー部３４及び第２アンカー部４０から異なる電圧を印加する。第１電極ビーム３２及び第２電極ビーム３８は、それぞれに印加された電圧の差によって生じる静電気力で引き合う。第１電極ビーム３２が第２電極ビーム３８に引き寄せられることで、第１電極ビーム３２に固定されたシャッタ２６が移動する。
【００４４】
図１に示すように、シャッタ２６の駆動開口２８と第１固定開口１６及び第２固定開口２０とは、対向することが可能な位置に配置されており、両者が連通すれば光が通過し、シャッタ２６の移動によって第１固定開口１６及び第２固定開口２０が遮蔽されると光が遮断される。言い換えると、第１固定開口１６及び第２固定開口２０への光の通過及び遮断を制御するように、シャッタ２６は機械的に駆動される。１つのシャッタ２６が１画素に対応し、多数の画素によって画像が表示されるようになっている。そのため、複数（多数）のシャッタ２６が設けられている。シャッタ２６及び駆動機構は、駆動開口２８並びに第１固定開口１６及び第２固定開口２０を通過する光の有無及び出射時間によって画像を表示する表示領域に配置されている。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。また、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  第１基板、１２  第２基板、１４  第１遮光膜、１６  第１固定開口、１８  第２遮光膜、２０  第２固定開口、２２  シール材、２４  オイル、２６  シャッタ、２８  駆動開口、３０  バックライト、３２  第１電極ビーム、３４  第１アンカー部、３６  中間部、３８  第２電極ビーム、４０  第２アンカー部、４２  第１部分、４４  第１屈曲部、４６  第２部分、４８  第２屈曲部、５０  連結部、５２  第３屈曲部、５４  固定部、５６  第４屈曲部、５８  板バネ部、６０  リブ部、６２  膜、６４  膜、６６  パッシベーション膜。
【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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