(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルの裏面にエッジライト方式のバックライトが設けられた液晶表示装置において、前記バックライトは、少なくとも、表面が光出射面となる導光板と、前記導光板の隣接する２つの辺の端面に沿って設けられた蛍光管と、前記導光板の裏面に設けられた反射シートとを備え、前記反射シートの表面の、前記液晶表示パネルの長辺部に対応する端部に位置し、前記液晶表示パネルのギャップムラに起因する輝度ムラの発生領域に対応させて灰色のベタ状に形成された第１の光吸収パターンと、前記反射シートの表面の前記蛍光管に対応する端部の、前記第１の光吸収パターンの内側および前記液晶表示パネルの短辺部に対応する端部に位置し、前記蛍光管の発熱に起因する輝度ムラの発生領域に対応させて設けられ、前記輝度ムラの発生分布状態に応じて輝度を調整するための複数の灰色のドット状の光吸収層からなる第２の光吸収パターンとを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
樹脂ケースとシールドケースとの間に液晶表示パネル及びエッジライト方式のバックライトを収納した液晶表示装置において、前記バックライトは、少なくとも、表面が光出射面となる導光板と、前記導光板の端面に設けられた蛍光管とを備え、前記液晶表示パネルの辺部の外側で、且つ前記蛍光管に対応する樹脂ケースの前記シールドケースと対向する部分に設けられた溝に前記シールドケースに接触させて収納された弾性変形可能な放熱シートを設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の発明において、前記放熱シートはシリコーンシートからなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の発明において、前記バックライトは、少なくとも、表面が光出射面となる導光板と、前記導光板の端面に設けられた蛍光管とを備え、前記蛍光管の少なくとも一部の管中心を、前記導光板の端面の厚さ方向中心の法線を基準にして前記液晶表示パネルが配置された側とは反対側に予め定めた距離だけずらして配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の発明において、前記管状光源の少なくとも一部の管中心と前記導光板の端面の厚さ方向中心の法線との間の間隔は前記管状光源の管径の８０〜９０％程度であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の発明において、前記管状光源の少なくとも一部の管中心と前記導光板の端面の厚さ方向中心を結ぶ線と前記導光板の端面の厚さ方向中心の法線とのなす角度が４０°以内であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
樹脂ケースとシールドケースとの間に液晶表示パネル及びエッジライト方式のバックライトを収納した液晶表示装置において、前記バックライトは、少なくとも、表面が光出射面となる導光板と、前記導光板の隣接する２つの辺の端面に沿って設けられた蛍光管と、前記導光板の裏面に設けられた反射シートとを備え、前記反射シートの表面の、前記液晶表示パネルの長辺部に対応する端部に位置し、前記液晶表示パネルギャップムラに起因する輝度ムラの発生領域に対応させて灰色のベタ状に形成された第１の光吸収パターンと、前記反射シートの表面の前記蛍光管に対応する端部の、前記第１の光吸収パターンの内側および前記液晶表示パネルの短辺部に対応する端部に位置し、前記蛍光管の発熱に起因する輝度ムラの発生領域に対応させて設けられ、前記輝度ムラの発生分布状態に応じて輝度を調整するための複数の灰色のドット状の光吸収層からなる第２の光吸収パターンと、前記液晶表示パネルの辺部の外側で、且つ前記蛍光管に対応する樹脂ケースの前記シールドケースと対向する部分に設けられた溝に前記シールドケースに接触させて収納された弾性変形可能な放熱シートとを設け、前記蛍光管の少なくとも一部の管中心を、前記導光板の端面の厚さ方向中心の法線を基準にして前記液晶表示パネルが配置された側とは反対側に予め定めた距離だけずらして配置したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エッジライト方式のバックライトを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面にエッジライト方式のバックライトを設けたものがある。図８は従来のこのような液晶表示装置の一例の一部を切り欠いた平面図を示し、図９はそのうち液晶表示パネルと蛍光管の配置関係の平面図を示し、図１０は図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示したものである。この液晶表示装置では、下側の樹脂ケース１と上側のシールドケース２との間にエッジライト方式のバックライト３及び液晶表示パネル４がこの順で収納された構造となっている。このうちバックライト３は、裏面に例えば凹凸が形成され表面が光出射面となる導光板５と、導光板５の裏面に設けられた反射シート６と、導光板５の表面に設けられた拡散シート７と、導光板５の所定の２つの端面５ａ（図８では上端面及び右端面）に沿って配置されたＬ字状の蛍光管（管状光源）８と、蛍光管８の外周面を被うように設けられたリフレクタ９とからなっている。液晶表示パネル４は、２枚のガラス基板１１、１２間に液晶（図示せず）が封入され、ガラス基板１１の表面及びガラス基板１２の裏面にそれぞれ偏光板１３、１４が設けられた構造となっている。シールドケース２の液晶表示パネル４の一点鎖線で示す表示領域１５に対応する部分には表示窓１６が設けられている。そして、Ｌ字状の蛍光管８から出た光及びリフレクタ９によって反射された光は、導光板５の所定の２つの端面５ａに入射され、導光板５内を反対側端面に向けて伝播しつつその裏面に形成されている凹凸により反射されて表面側に出射しこの出射光が拡散シート７で拡散されて面光源化され、この面光源化された光が液晶表示パネル４の裏面に照射される。なお、反射シート６は、導光板５内を伝播しつつ裏面に出射した光を反射して導光板５内に再入射させるために設けてある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のこのような液晶表示装置では、図１０に示すように、蛍光管８からの直接の光を導光板５の端面５ａに効率良く入射させるために、蛍光管８を、端面５ａの真正面、つまり蛍光管８の紙面垂直方向に延びる管軸方向中心線（以下、管中心線という）８ａが導光板５の端面５ａの厚さ方向中心の法線５ｂ上に位置するように配置してある。このため、蛍光管８は、液晶表示パネル４の所定の２つの端面４ａ（図３及び図４では上端面及び右端面）に対し、その間に樹脂ケース１が介在されるだけで、すぐ近くに位置する配置となる。一方、蛍光管８は点灯すると発熱するので、この熱が蛍光管８の近傍における樹脂ケース１を介して液晶表示パネル４の所定の２つの端面４ａの部分に伝導され、この端面４ａの部分における液晶の温度が他の部分よりも上昇することになる。液晶の温度が上昇すると、液晶の屈折率異方性Δｎが小さくなり、液晶の光透過率が高くなる。この結果、液晶表示パネル４の表示領域１５では、図１１の斜線（ハッチング）で示す領域において輝度が相対的に高くなり、輝度ムラとなって表示品位が低下するという問題があった。ただし、この場合の図１１の斜線（ハッチング）で示す輝度ムラ領域は、液晶温度の上昇による輝度ムラだけでなく、液晶表示パネル４の一対の長辺部（図１１では上辺部及び下辺部）に生じ易いギャップムラに起因する輝度ムラも含んだ領域である。
この発明の課題は、液晶表示パネルに光源の発熱に起因する輝度ムラが生じないようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、液晶表示パネルの裏面にエッジライト方式のバックライトが設けられた液晶表示装置において、前記バックライトは、少なくとも、表面が光出射面となる導光板と、前記導光板の隣接する２つの辺の端面に沿って設けられた蛍光管と、前記導光板の裏面に設けられた反射シートとを備え、前記反射シートの表面の、前記液晶表示パネルの長辺部に対応する端部に位置し、前記液晶表示パネルのギャップムラに起因する輝度ムラの発生領域に対応させて灰色のベタ状に形成された第１の光吸収パターンと、前記反射シートの表面の前記蛍光管に対応する端部の、前記第１の光吸収パターンの内側および前記液晶表示パネルの短辺部に対応する端部に位置し、前記蛍光管の発熱に起因する輝度ムラの発生領域に対応させて設けられ、前記輝度ムラの発生分布状態に応じて輝度を調整するための複数の灰色のドット状の光吸収層からなる第２の光吸収パターンとを設けたものである。
この請求項１記載の発明によれば、反射シートの表面に設けられた第１、第２の光吸収パターンにより、液晶表示パネルのギャップムラに起因する輝度ムラと、蛍光管の発熱に起因する液晶表示パネルの輝度ムラとを解消することができ、したがって液晶表示パネルの輝度を均一にすることができる。
請求項２記載の発明は、前記液晶表示パネルの辺部の外側で、且つ前記蛍光管に対応する樹脂ケースの前記シールドケースと対向する部分に設けられた溝に前記シールドケースに接触させて収納された弾性変形可能な放熱シートを設けたものである。
この請求項２記載の発明によれば、蛍光管の少なくとも発熱量の多い部分の熱が放熱シートを介してシールドケースに速やかに伝導されることにより、液晶表示パネルに伝導しにくいようにすることができ、したがって液晶表示パネルに蛍光管の発熱に起因する輝度ムラが生じないようにすることができる。
請求項４記載の発明は、蛍光管の少なくとも一部の管中心を、導光板の端面の厚さ方向中心の法線を基準にして液晶表示パネルが配置された側とは反対側に予め定めた距離だけずらして配置したものである。
この請求項４記載の発明によれば、蛍光管の少なくとも一部の管中心を、導光板の端面の厚さ方向中心の法線を基準にして液晶表示パネルが配置された側とは反対側に予め定めた距離だけずらして配置しているので、蛍光管の熱が液晶表示パネルに伝導しにくいようにすることができ、したがって液晶表示パネルに蛍光管の発熱に起因する輝度ムラが生じないようにすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の第１実施形態における液晶表示装置について説明するに、その基本的構成は図８〜図１０に示す従来の場合と同じであるので、これらの図を適宜に参照して説明する。この第１実施形態において、図８〜図１０に示す従来の場合と異なる点は、導光板５の裏面に設けられた反射シート６を図１に示す構造とした点である。
【０００６】
図１に示すように、反射シート６の表面には、Ｌ字状の蛍光管８の発熱及び液晶表示パネル４の一対の長辺部でのギャップムラに起因する液晶表示パネル４の輝度ムラを解消できるように、輝度調整用の２種類の光吸収パターン６ａ、６ｂが印刷により設けられている。この場合、反射シート６の本体としては、白色の樹脂シート、樹脂シートの表面に銀等を蒸着して鏡面状としたもの、表面が鏡面状の板金等のいずれであってもよい。２種類の光吸収パターン６ａ、６ｂは、図１１の斜線（ハッチング）で示す輝度ムラの発生状態に対応するものである。この場合、反射シート６の表面の上端部及び下端部(すなわち、図１１に示す液晶表示パネル４の一対の長辺部に対応する端部)に設けられた光吸収パターン６ａは灰色のベタ状となっている。反射シート６の表面の上端部及び下端部において各光吸収パターン６ａの内側及び右端部に設けられた光吸収パターン６ｂは灰色のドット状となっている。このドットは、均一であってもよく、また液晶表示パネル４の輝度ムラの発生状態に応じて変化させてもよい。また、蛍光管８の両端部及び折曲部に対応する部分における光吸収パターン６ｂの形成領域の幅は他の部分における光吸収パターン６ｂの形成領域の幅よりも所定の大きさだけ大きくなっている。
【０００７】
次に、光吸収パターン６ａを灰色のベタ状とし、光吸収パターン６ｂを灰色のドット状とした理由、及び光吸収パターン６ｂの形成領域の幅を異ならせた理由について説明する。上述したように、図１１の斜線（ハッチング）で示す領域は、管状光源８の発熱に起因する輝度ムラの発生領域のほかに、液晶表示パネル４の一対の長辺部でのギャップムラに起因する輝度ムラの発生領域を含んだ領域である。そこで、この両者の輝度ムラの発生領域に対応する領域に光吸収パターン６ａ、６ｂを設け、管状光源８の発熱に起因する輝度ムラの発生領域にのみ対応する領域に光吸収パターン６ｂのみを設けている。なお、液晶表示パネル４の一対の長辺部でのギャップムラを解消する対策を施した場合は、管状光源８の発熱に起因する輝度ムラの発生が少ない図中下辺部の光吸収パターン６ａ、６ｂのうちの一方または双方を省略することができる。
また、Ｌ字状の蛍光管８の両端電極部及び折曲部の発熱量はその他の部分よりも多いので、これに対応するために、光吸収パターン６ｂの形成領域の幅を異ならせている。
【０００８】
そして、この液晶表示装置では、導光板５の裏面に設けられた反射シート６の表面に設けられた輝度調整用の２種類の光吸収パターン６ａ、６ｂにより、蛍光管８の発熱及び液晶表示パネル４の一対の長辺部でのギャップムラに起因する液晶表示パネル４の輝度ムラを解消することができる。すなわち、反射シート６が従来の単なる反射シート（例えば白色の樹脂シート）である場合には、図８のＹ−Ｙ線に沿う断面における液晶表示パネル４の表示領域１５の光透過率は、図２（Ａ）に示すように、両側が中央部よりも高くなる。これに対し、図１に示す反射シート６上に均一に照射された場合での反射光の輝度分布は、図２（Ｂ）に示すように、両側が中央部よりも低くなる。したがって、図１に示す反射シート６を備えた液晶表示装置の表示面における輝度分布は、図２（Ａ）に示す液晶の光透過率と図２（Ｂ）に示す反射シート６による反射光の輝度分布との組合わせとなり、図２（Ｃ）に示すように、均一化されることになる。この結果、液晶表示パネル４に蛍光管８の発熱及び液晶表示パネル４の一対の長辺部でのギャップムラに起因する輝度ムラが生じないようにすることができ、ひいては表示品位を良くすることができる。
【０００９】
なお、上記第１実施形態では、反射シート６の表面に光吸収パターン６ａ、６ｂを印刷した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、反射シート６とは別の透明シートに光吸収パターン６ａ、６ｂを印刷し、両者を貼り合わせるようにしてもよく、また両者をただ単に重ね合わせるようにしてもよい。また、反射シート６に光吸収パターン６ａ、６ｂに対応する開口部を形成し、反射シート６の裏面に配置されるもの、例えば図１０に示す樹脂ケース１に光吸収パターン６ａ、６ｂの役目を持たせるようにしてもよい。また、光吸収パターン６ａ、６ｂの色は、灰色に限らず、黒色あるいはカラーであってもよく、また複数の色であってもよい。
【００１０】
次に、図３はこの発明の第２実施形態における液晶表示装置の要部の一部を切り欠いた平面図を示し、図４はそのＸ−Ｘ線に沿う断面図を示したものである。これらの図において、図８及び図１０と同一名称部分には同一の符合を付し、その説明を適宜省略する。この液晶表示装置では、樹脂ケース１の表面において液晶表示パネル４が収納される部分の所定の周囲につまりＬ字状の蛍光管８の配置位置に対応する部分に溝２１が設けられ、この溝２１内に熱伝導が良好で弾性変形可能なシリコーンシート等からなる放熱シート２２が収納されているとともに、この放熱シート２２の表面がシールドケース２の内面に圧接されている。この場合、反射シート６はリフレクタ９と一体となっている。
【００１１】
ところで、放熱シート２２をシリコーンシートによって形成する場合には、例えば図５に示すように、比較的硬くて薄いシリコーン樹脂層２２ａの裏面に比較的軟らかくて厚いシリコーンゴム層２２ｂを設けた構造とすることが望ましい。このようにすると、放熱シート２２全体の厚さを例えば１．５ｍｍ程度と薄くしても、放熱シート２２を溝２１内に引っ張りながら貼り付けて組込むとき、比較的軟らかいシリコーンゴム層２２ｂの長さや厚みの変化を比較的硬いシリコーン樹脂層２２ａによって防止することができ、優れた熱伝導性を備えるとともに取付け作業性が向上する。
【００１２】
そして、この液晶表示装置では、蛍光管８から樹脂ケース１の溝２１の底部の部分に伝導された熱は、放熱シート２２を介して板金製シールドケース２に速やかに伝導され、この板金製シールドケース２から空気中に速やかに放散されるので、蛍光管８の発熱が液晶表示パネル４の端面４ａの部分に伝導されるのを顕著に抑制することができる。このため、液晶表示パネル４に蛍光管８の発熱に起因する輝度ムラの発生を抑制することができ、ひいては表示品位を良くすることができる。また、樹脂ケース１とシールドケース２との間に介在された放熱シート２２は弾性変形可能であるので、樹脂ケース１とシールドケース２との間のがたつきをなくすクッション材としての機能も有している。なお、放熱シート２２の配置位置は、蛍光管８の発熱量の多い部分つまり蛍光管８の両端部及び折曲部に対応する部分のみとしてもよい。
【００１３】
次に、図６はこの発明の第３実施形態における液晶表示装置の要部の断面図を示したものである。この図において、図４と同一名称部分には同一の符合を付し、その説明を適宜省略する。なお、この実施形態においては、反射シート６として、図１に示す第１実施形態と同様に、少なくとも蛍光管８の発熱に起因する輝度ムラを解消できるように光吸収パターンが形成された反射シートが使用されている。そして、この液晶表示装置では、蛍光管８の管中心線８ａが、導光板５の端面５ａの厚さ方向中心の法線５ｂを基準にして液晶表示パネル４の配置位置とは反対側に配置されている。この場合、導光板５の端面５ａの厚さ方向中心の法線５ｂと蛍光管８の管中心線８ａとの間の間隔ｄは、蛍光管８の管径の８０〜９０％程度とし、一例として、導光板５の端面５ａの厚さが３ｍｍ、蛍光管８の管径が２．２〜２．４ｍｍである場合、２ｍｍ程度とする。また、蛍光管８の管中心と導光板５の端面５ａの厚さ方向中心とを結ぶ線８ｂと導光板５の端面５ａの厚さ方向中心の法線５ｂとのなす角度θは、蛍光管８からの射出光が導光板５の端面５ａで反射されないようにするために、４０°以内とすることが好ましい。
【００１４】
このように、この液晶表示装置では、蛍光管８の管中心線８ａを、導光板５の端面５ａの厚さ方向中心の法線５ｂを基準にして液晶表示パネル４の配置位置とは反対側にずらして配置しているので、蛍光管８と樹脂ケース１の底部との間に比較的大きな空間が形成され、この空間が一種の断熱層となる。したがって、この実施形態によれば、蛍光管８の発熱が上述したように大きく形成された空間断熱層により樹脂ケース１に伝わりにくくなるとともに、樹脂ケース１に伝わった熱を放熱シート２２により速やかに外部大気中に放散させることができるので、蛍光管８の発熱が液晶表示パネル４により一層伝わりにくいようにすることができる。これにより、液晶表示パネル４における蛍光管８の発熱に起因する輝度ムラの発生がより一層抑制され、表示品位をより一層良くすることができる。
【００１５】
なお、上記第３実施形態では、蛍光管８の外周面を被うリフレクタ９の断面をほぼＵ字状としているが、図７に示すこの発明の第４実施形態のように、蛍光管８の上半分を被うリフレクタ９を樹脂ケース１の溝２１の底部内面に当接させ、蛍光管８の上半分を被うリフレクタ９と蛍光管８との間に比較的大きな空間を形成するようにしてもよい。
【００１６】
また、上記第３及び第４実施形態では、Ｌ字状の蛍光管８の管中心線８ａを全体的に所定の法線５ｂの下方に配置した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、Ｌ字状の蛍光管８の両端部の管中心線８ａを所定の法線５ｂの下方に配置するとともに、折曲部の管中心線８ａを図１０に示す従来の場合と同じ位置に配置するようにしてもよく、またこれとは逆に、Ｌ字状の蛍光管８の折曲部の管中心線８ａを所定の法線５ｂの下方に配置するとともに、両端部の管中心線８ａを図１０に示す従来の場合と同じ位置に配置するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、上記第２実施形態における反射シート６を図１に示す光吸収パターンを形成した反射シート６としてもよいことはもちろんである。また、上記第１実施形態に上記第２実施形態等の放熱シート２２を設けてもよい。すなわち、蛍光管８の発熱による液晶表示パネル４の輝度ムラを防止するための構成である、反射シート６に光吸収パターンを形成する構成、放熱シート２２を介在させる構成、及び蛍光管８の位置を液晶表示パネル４から遠ざける方向にずらす構成の、上述した３通りの構成をそれぞれ単独で用いてもよく、いずれか２つの構成を組合わせて用いてもよく、さらに３つの構成全てを採用してもよい。また、蛍光管の形状は、Ｌ字状に限らず、直線状あるいはコ字状であってもよい。また、蛍光管の本数は、Ｌ字状と直線状の２本としてもよく、また直線状の３本としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、導光板の裏面に設けられた反射シートの表面に設けられた第１、第２の光吸収パターンにより、液晶表示パネル４のギャップムラに起因する輝度ムラと、液晶表示パネルの蛍光管の発熱に起因する液晶表示パネル４の輝度ムラを解消することができるので、液晶表示パネルの輝度を均一にすることができる。また、蛍光管の発熱に起因する輝度ムラが生じないようにして、前記液晶表示パネル４の表示品位を良くすることができる。
請求項２記載の発明によれば、蛍光管の少なくとも相対的に発熱量の多い部分の熱が放熱シートを介してシールドケースに速やかに伝導されて外気中に放散され、液晶表示パネルに伝導しにくいようにすることができるので、液晶表示パネルにおける管状光源の発熱に起因する輝度ムラの発生を顕著に抑制でき、表示品位を良くすることができる。
請求項４記載の発明によれば、蛍光管の少なくとも一部の管中心を、導光板の端面の厚さ方向中心の法線を基準にして液晶表示パネルの配置位置とは反対側に配置しているので、管状光源の熱が液晶表示パネルに伝導しにくいようにすることができ、したがって液晶表示パネルにおける管状光源の発熱に起因する輝度ムラの発生を顕著に抑制でき、ひいては表示品位を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態における液晶表示装置のバックライトの導光板の裏面に設けられた反射シートの平面図。
【図２】図１に示す反射シートを備えた液晶表示装置の輝度特性を説明するために示す図。
【図３】この発明の第２実施形態における液晶表示装置の要部の一部を切り欠いた平面図。
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図５】第２実施形態における放熱シートの一例の断面図。
【図６】この発明の第３実施形態における液晶表示装置の要部の断面図。
【図７】この発明の第４実施形態における液晶表示装置の要部の断面図。
【図８】従来の液晶表示装置の一例の一部を切り欠いた平面図。
【図９】図８のうち液晶表示パネルと蛍光管の配置関係を示す平面図。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図１１】従来の液晶表示装置の問題点を説明するために示す平面図。
【符号の説明】
１  樹脂ケース
２  シールドケース
３  バックライト
４  液晶表示パネル
５  導光板
６  反射シート
６ａ、６ｂ  光吸収パターン
７  拡散シート
８  蛍光管
９  リフレクタ
２２  放熱シート
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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