(57)【要約】【課題】  発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置において、特殊な導光板や追加部材を用いる必要が無く、より輝度均一性を高めて輝度ムラ及び見栄えを改善すること。【解決手段】  複数個を互いの側面を近接状態に並べて配列される発光装置１であって、基板２と、該基板２の表面上に実装された半導体発光素子Ｌと、基板２の表面上に形成され該半導体発光素子Ｌを封止する封止樹脂３と、を備え、基板２及び封止樹脂３の前記近接状態とされる側面が、前記配列の方向に対して傾斜している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個を互いの側面を近接状態に並べて配列される発光装置であって、
基板と、
該基板の表面上に実装された半導体発光素子と、
前記基板の表面上に形成され該半導体発光素子を封止する封止樹脂と、を備え、
前記基板及び前記封止樹脂の前記近接状態とされる側面が、前記配列の方向に対して傾斜していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記基板及び前記封止樹脂が、平行六面体状に形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記基板の裏面の中央部に、前記半導体発光素子に電気的に接続された一対の電極部が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置において、
光の出射面を除く前記封止樹脂の外面の少なくとも一面に、内部の光を内側に反射する反射枠が形成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
複数個の請求項１から４のいずれか一項の発光装置を備え、
複数個の前記発光装置が、互いに前記傾斜した側面を対向させて近接状態に並べられていることを特徴とする線状光源。
【請求項６】
請求項５に記載の線状光源と、
該線状光源を側端面に配し該線状光源から入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板と、を備えていることを特徴とする面状ライトユニット。
【請求項７】
画像表示パネルと、
前記画像表示パネルの表面側又は裏面側に配された請求項６に記載の面状ライトユニットと、を備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置において、
前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであ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、液晶表示パネルなどを照明する発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）、モバイルタイプＰＣ、携帯電話機、ＰＤＡ、ＡＴＭ（現金自動預け払い機）等のディスプレイには、画像表示のための液晶表示装置が広く採用されている。この液晶表示装置には、液晶表示パネルの裏面側から光を照射して表示画面の輝度を高めるバックライトユニットが用いられている。
【０００３】
上記バックライトユニットでは、導光板と、該導光板の側端面に配置させたＬＥＤ等の光源と、を備え、光源からの光を導光して主面全体から液晶表示パネルに向けて出射させている。このバックライトユニットでは、光の出射面において高い輝度均一性であることが要望されるが、点光源である複数のＬＥＤを導光板の側端面に配置した場合、入光面である側端面付近にＬＥＤ間の明暗の差や輝線又は暗線が生じてしまい輝度ムラが発生する場合がある。
【０００４】
この対策として、従来、例えば特許文献１には、ＬＥＤと対向する導光板の入光側面に、凹凸を複数設けた技術が提案されている。この技術では、導光板の入光側面に凹凸を設けることで、凹凸で入射光を屈折させ、導光板の入光側面近傍で光が存在しないデッドスペースがあるために生じる照明光の輝度ムラを改善させている。また、特許文献２には、発光ダイオードを透明な光源ロッドに取り付けた光源を用い、この光源を導光板の側端面に取り付けた照明装置が提案されている。この技術では、光源ロッドにより線状光源化して均一な光を側端面から入光させて輝度の均等化を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２１５３４６号公報
【特許文献２】特開２００１−２３６８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、特許文献１に記載の技術では、導光板の側端面に凹凸を形成することで、輝度ムラを改善させることが可能であるが、導光板の側端面に凹凸を形成する必要があり、部材作製コストが増大する不都合がある。また、特許文献２に記載の技術では、ＬＥＤを光源ロッドに取り付けて線状光源とする必要があり、やはり光源ロッドの追加により部材コストが増大する不都合があった。さらに、近年、液晶表示装置等の高性能化に伴い、さらに高い輝度均一性が要望されている。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、特殊な導光板や追加部材を用いる必要が無く、より輝度均一性を高めて輝度ムラ及び見栄えを改善することができる発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の発光装置は、複数個を互いの側面を近接状態に並べて配列される発光装置であって、基板と、該基板の表面上に実装された半導体発光素子と、前記基板の表面上に形成され該半導体発光素子を封止する封止樹脂と、を備え、前記基板及び前記封止樹脂の前記近接状態とされる側面が、前記配列の方向に対して傾斜していることを特徴とする。
【０００９】
この発光装置では、基板及び封止樹脂の上記近接状態とされる側面が、配列の方向に対して傾斜しているので、実装した際に、互いに隣接して配列される発光装置同士の側面が傾斜面として対向状態に近接することで、両方の光出射領域が横に重なるように広がることになる。したがって、隣接する発光装置間の明暗の差や輝線又は暗線が生じ難くなり、輝度ムラが低減されると共に見栄えを改善することができる。
【００１０】
また、本発明の発光装置は、前記基板及び前記封止樹脂が、平行六面体状に形成されていることを特徴とする。すなわち、この発光装置では、平行六面体状に形成された基板及び封止樹脂を備えているので、隣接する発光装置同士の側面が傾斜して対向すると共に上下面が互いに面一に配されて実装基板への実装が容易となる。
【００１１】
また、本発明の発光装置は、前記基板の裏面の中央部に、前記半導体発光素子に電気的に接続された一対の電極部が形成されていることを特徴とする。すなわち、この発光装置では、発光装置同士を近接させ電極部を半田等で実装基板等に接着固定する際に、基板の裏面の中央部に電極部が形成されているので、隣接する発光装置間に半田付け用のクリアランスを設ける必要が無く、極力近接させて実装することが可能になる。
【００１２】
また、本発明の発光装置は、光の出射面を除く前記封止樹脂の外面の少なくとも一面に、内部の光を内側に反射する反射枠が形成されていることを特徴とする。すなわち、この発光装置では、光の出射面を除く封止樹脂の外面の少なくとも一面に、内部の光を内側に反射する反射枠が形成されているので、光の出射面以外の面から外部に光が無駄に出射されることを抑制し、出射面正面の光度を高めることができる。
【００１３】
本発明の線状光源は、複数個の上記本発明の発光装置を備え、複数個の前記発光装置が、互いに前記傾斜した側面を対向させて近接状態に並べられていることを特徴とする。すなわち、この線状光源では、複数個の上記本発明の発光装置が、互いに傾斜した側面を対向させて近接状態に並べられているので、隣接する発光装置間の明暗の差が大幅に低減されて線状に均一な光度を有する光源を得ることができる。
【００１４】
本発明の面状ライトユニットは、上記本発明の線状光源と、該線状光源を側端面に配し該線状光源から入射され導光した光を光路変換して主面側から面状に出射する導光板と、を備えていることを特徴とする。すなわち、この面状ライトユニットでは、光源として上記本発明の線状光源を採用しているので、光出射面である主面の輝度ムラが低減されると共に見栄えの良好な面状光源を得ることができる。
【００１５】
本発明の表示装置は、画像表示パネルと、前記画像表示パネルの表面側又は裏面側に配された上記本発明の面状ライトユニットと、を備えていることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、上記本発明の面状ライトユニットを備えているので、輝度均一性及び見栄えの優れた画像表示が得られる。
【００１６】
また、本発明の表示装置は、前記画像表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする。すなわち、この表示装置では、液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であるので、薄型軽量化及び低コスト化ができると共に、輝度均一性及び見栄えの優れた液晶表示が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る発光装置によれば、基板及び封止樹脂の上記近接状態とされる側面が、配列の方向に対して傾斜しているので、実装した際に両方の光出射領域が横に重なるように広がり、隣接する発光装置間の明暗の差や輝線又は暗線が生じ難くなって、輝度ムラが低減されると共に見栄えを改善することができる。したがって、この発光装置を備えた線状光源、面状ライトユニット及び液晶表示装置によれば、輝度均一性及び見栄えの優れた画像表示を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の第１実施形態を、図１から図９に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１９】
本実施形態における発光装置１は、図１から図３に示すように、複数個を互いの側面を近接状態に並べて配列されるものであって、基板２と、該基板２の表面上に実装された半導体発光素子Ｌと、基板２の表面上に形成され該半導体発光素子Ｌを封止する封止樹脂３と、を備えている。
【００２０】
上記半導体発光素子Ｌは、近紫外光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）チップ又はＬＤ（半導体レーザ）チップであって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。
この半導体発光素子Ｌは、基板２の表面中央部に実装されている。
【００２１】
上記封止樹脂３は、透光性樹脂であって、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子Ｌからの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。
この封止樹脂３は、平行六面体形状に形成され、上記近接状態とされる側面３ａが、上記配列の方向に対して傾斜している。なお、封止樹脂３の側面３ａは、４５°の角度に設定されている。また、基板２は、封止樹脂３の形状に合わせて平行六面体形状に形成され、互いの側面が面一とされている。すなわち、発光装置１の全体形状が、平行六面体とされている。
【００２２】
光の出射面３ｂ及び側面３ａを除く封止樹脂３の外面のうち上下面３ｃには、内部の光を内側に反射する反射枠４が形成されている。この反射枠４は、例えば酸化チタン粉末や白色顔料が混入されたシリコーン樹脂又はエポキシ樹脂等の光反射性樹脂で形成されている。なお、反射枠４に用いる光反射性樹脂は、封止樹脂３に用いる光透過性樹脂と同質の樹脂基材（例えば、シリコーン系）であれば、互いに良好な接合性や同様の熱膨張率等の熱的性質を得ることができる。
【００２３】
上記基板２は、その裏面の中央部に、半導体発光素子Ｌに介して電気的に接続された一対の電極部５が形成されている。なお、電極部５は、基板２の下面側を介して表面側にも延在して形成され、半導体発光素子Ｌと基板２表面の電極部５とが、ワイヤーボンディングによる金属細線（図示略）等を介して導通されている。
【００２４】
また、本実施形態の線状光源６は、図４から図６に示すように、複数個の発光装置１が、互いに上記傾斜した側面を対向させて近接状態に並べられている。この線状光源６では、実装基板（図示略）上に各発光装置１が直線状に一定のピッチで並べられ、それぞれの電極部５が半田付け等によって実装基板上に接合されることで実装、固定される。
【００２５】
また、本実施形態のバックライトユニット（面状ライトユニット）１２は、上記発光装置１と、該発光装置１からの光を側端面から入射させる導光板１４と、該導光板１４上に配され導光板１４からの光を拡散させて面内の光強度を均一にする拡散シート１５と、拡散シート１５上に配され拡散シート１５からの光を液晶表示パネル（画像表示パネル）１６に向けた上方向への照射光として出射する第１プリズムシート１７Ａ及び第２プリズムシート１７Ｂと、導光板１４の下面に配された反射シート１８と、を備えている。
なお、本実施形態では、液晶表示パネル１６の画面側及びバックライトユニット１２の光出射面側を表面側又は上面側として記載している。
【００２６】
上記導光板１４は、他の各シート部材を支持するホルダー（図示略）により固定されている。なお、導光板１４を、両面テープ等で固定しても構わない。
上記拡散シート１５は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂などの透明樹脂にシリカ粒子などを分散させたシートである。
【００２７】
上記第１プリズムシート１７Ａは、拡散シート１５上に配され、上記第２プリズムシート１７Ｂは、第１プリズムシート１７Ａ上に配されている。第１プリズムシート１７Ａ及び第２プリズムシート１７Ｂは、拡散シート１５からの光を上面側に集光するための透明シート状の部材であり、平行な複数の稜線を有するプリズム部を上面側に有している。また、第１プリズムシート１７Ａは、発光装置１の光軸に対して、プリズム部の稜線がねじれの位置に設定され、特に、上方への高い指向性が得られる方向として、発光装置１の光軸に直交する方向と平行に設定される。また、第２プリズムシート１７Ｂは、発光装置１の光軸に対して、プリズム部の稜線が平行に設定されている。すなわち、第１プリズムシート１７Ａと第２プリズムシート１７Ｂとは、互いのプリズム部の稜線がねじれの位置に配され、平面視で互いに稜線が直交している。
【００２８】
上記反射シート１８は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等であって、本実施形態では銀蒸着膜を設けたフィルムが採用されている。なお、上記銀蒸着膜の代わりに、アルミ金属蒸着膜などを採用しても構わない。また、この反射シート１８は、バックライトユニット１２の各シートを収納する図示しないホルダー等に貼り付けられている。
【００２９】
本実施形態の表示装置１３は、例えばノートＰＣ、モバイルタイプＰＣ、携帯電話機、ＰＤＡ、ＡＴＭ等の液晶ディスプレイに適用される液晶表示装置であって、液晶表示パネル１６と、液晶表示パネル１６の裏面側に配された上記バックライトユニット１２と、を備えている。
【００３０】
上記液晶表示パネル１６は、透過型又は半透過型の液晶表示パネルが採用される。例えば、透過型の液晶表示パネル１６の場合、透明電極、配向膜及び偏光板をそれぞれ有する上基板と下基板との間隙にＴＮ液晶やＳＴＮ液晶等の液晶をシール材で封止したパネル本体と、を備えたものである。
【００３１】
次に、上記発光装置１の製造方法について、図７を参照して説明する。
まず、表面及び裏面に電極部５の所定の金属パターンが予め複数形成され基板２となる基板用基材を作製する。次に、図７に示すように、基板用基材上に半導体発光素子Ｌを多数実装し、それぞれワイヤーボンディングを行った後、基板用基材上を封止樹脂３となる透光性樹脂６で覆って硬化させる。次に、透光性樹脂６のみを比較的厚いブレードでダイシングして反射枠４を形成するための溝部６ａを形成する。
【００３２】
さらに、この溝部６ａ内に反射枠４となる光反射性樹脂７を充填して硬化させる。次に、全体が平行六面体形状となるように透光性樹脂６、光反射性樹脂７及び基板用基材をカッティングラインＣに沿って切断し、個別の発光装置１に分離する。この際、カッティングラインＣは、光反射性樹脂７の中央部に設定される。なお、基板２の側面の電極部５は、分離後に形成する。このようにして多数の発光装置１を同時に製作することができる。
【００３３】
本実施形態の発光装置１では、基板２及び封止樹脂３の上記近接状態とされる側面が、上記配列の方向に対して傾斜しているので、実装した際に、互いに隣接して配列される発光装置１同士の側面が傾斜面として対向状態に近接することで、両方の光出射領域が横に重なるように広がることになる。
特に、平行六面体状に形成された基板２及び封止樹脂３を備えているので、隣接する発光装置１同士の側面が傾斜して対向すると共に上下面が互いに面一に配されて実装基板への実装が容易となる。
【００３４】
例えば、図８の（ａ）（ｂ）に示すように、従来の直方体形状の基板（図示略）及び封止樹脂１０４を有する複数の発光装置１０１と、本実施形態の発光装置１と、をそれぞれ同ピッチで導光板１４の側端面に対向させて一列に配置した場合について、以下に比較説明する。まず、従来の発光装置１０１では、図８の（ａ）及び図９の（ａ）に示すように、隣接する基板及び封止樹脂１０４の側面が配列方向に対して直交した面であり、互いの隙間が広くなるため、入光面である導光板１４の側端面付近に暗部Ｄが生じてしまう場合がある。
【００３５】
これに対して本実施形態の発光装置１では、図８の（ｂ）及び図９の（ｂ）に示すように、隣接する発光装置１の側面が配列方向に対して傾斜した面であって対向状態に近接することで、従来と同ピッチであっても両方の光出射領域が横に重なるように広がって暗部Ｄが生じ難く、輝度ムラの発生を抑制することができる。
【００３６】
また、さらに配列のピッチを狭めた場合、図９の（ｃ）に示すように、従来の発光装置１０１では、互いに間が狭くなったものの平面視ではまだ隙間があるのに対し、本実施形態の発光装置１では、図９の（ｄ）に示すように、平面視では互いに基板２及び封止樹脂３の側部が重なって隙間がなくなり、より輝度ムラを低減することができる。
このように、本実施形態では、隣接する発光装置１間の明暗の差や輝線又は暗線が生じ難くなり、輝度ムラが低減されると共に見栄えを改善することができる。
【００３７】
また、発光装置１同士を近接させ電極部５を半田等で実装基板等に接着固定する際に、基板２の裏面の中央部に電極部５が形成されているので、隣接する発光装置１間に半田付け用のクリアランスを設ける必要が無く、極力近接させて実装することが可能になる。
さらに、封止樹脂３の上下面３ｃに、内部の光を内側に反射する反射枠４が形成されているので、光の出射面以外の面から外部に光が無駄に出射されることを抑制し、出射面３ｂ正面の光度を高めることができる。
【００３８】
このように、複数個の発光装置１が配列された線状光源６では、各発光装置１が互いに傾斜した側面を対向させて近接状態に並べられているので、隣接する発光装置１間の明暗の差が大幅に低減されて線状に均一な光度を有する光源を得ることができる。さらに、この線状光源６を備えたバックライトユニット１２及び表示装置１３によれば、輝度均一性及び見栄えの優れた画像表示を得ることができる。
【００３９】
次に、本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の第２及び第３実施形態について、図１０及び図１１を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４０】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、封止樹脂３の上下面に反射枠４が設けられているのに対し、第２実施形態の発光装置２１では、図１０に示すように、封止樹脂３の光の出射面３ｂ以外の外周面全てに反射枠４を設けている点である。この第２実施形態の発光装置２１では、出射面３ｂを囲む外周面が全て反射枠４による反射面とされているので、より出射面正面の光度を高めることができる。
【００４１】
また、第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、封止樹脂３の上下面に反射枠４が設けられているのに対し、第３実施形態の発光装置３１では、図１１に示すように、封止樹脂３の全外周面が露出しており、反射枠４が設けられていない点である。この第３実施形態の発光装置３１では、反射枠４が設けられていないので、上記実施形態より出射面正面の光度は低下するが、製造コストを低減でき、安価に作製することが可能になる。
【００４２】
なお、本発明は上記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種々の変更を加えることができる。
【００４３】
例えば、上記各実施形態では、発光装置の側面（基板の側面及び封止樹脂の側面）が４５°の角度に設定されているが、側面の角度は任意に設定可能である。また、発光装置の高さ及び幅についても、実装スペースや搭載する半導体発光素子の数や光度に応じて適宜設定される。
上記発光装置及び線状光源は、上述したようにバックライトユニットに用いることが好適であるが、他の用途に採用しても構わない。例えば、室内照明やイルミネーション用などに適用しても良い。
【００４４】
また、上記発光装置では、全体形状（基板及び封止樹脂の外形状）が平行六面体状とされているが、隣接する側面が上記配列の方向に対して傾斜していれば他の形状としても構わない。例えば、図１２の（ａ）（ｂ）に示すように、三角柱形状又は台形柱形状とした基板（図示略）及び封止樹脂４３，４５を有する発光装置４１，５１とし、これらを並べた線状光源４６，５６としても構わない。なお、これら発光装置４１，５１の場合、電極部の位置が隣接するもの同士で上下に反転してしまい、上下にそれぞれ実装基板が必要になることから、この点で実装基板が下面側だけで済む平行六面体形状の発光装置の方が好ましい。
【００４５】
また、上記各実施形態では、白色ＬＥＤの発光装置を採用しているが、他の発光色が得られる発光装置でも構わない。例えば、三原色をそれぞれ発光する複数の半導体発光素子を搭載して、種々の発光色が任意に得られるようにしても構わない。
【００４６】
また、上記各実施形態のバックライトユニットでは、拡散シートを用いているが、拡散シートを省略したバックライトユニットとしても構わない。また、２枚のプリズムシートを用いているが、１枚のプリズムシートを採用したバックライトユニットとしても構わない。
上記各実施形態の表示装置では、画像表示パネルとして液晶表示パネルを採用しているが、他の画像表示パネルを用いても構わない。例えば、電子ペーパーなどの画像表示パネルを採用しても良い。この場合、電子ペーパー本体の表面側にフロントライトユニットとして本発明の面状ライトユニットが設置される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の第１実施形態において、発光装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態において、発光装置を示す上面図、正面図及び下面図である。
【図３】第１実施形態において、発光装置を示す左側面図、右側面図及び背面図である。
【図４】第１実施形態において、線状光源及び面状ライトユニットを示す正面図、背面図及び側面図である。
【図５】第１実施形態において、線状光源及び面状ライトユニットを示す上面図である。
【図６】第１実施形態において、液晶表示装置を示す断面図である。
【図７】第１実施形態において、発光装置の製造方法を説明するために、透過性樹脂で覆われた基板用基材のカッティングラインを示す平面図である。
【図８】第１実施形態において、配列させた従来の発光装置及び本実施形態の発光装置による導光板への光の入射及び導光状態を示す説明図である。
【図９】第１実施形態において、隣接させた従来の発光装置及び本実施形態の発光装置の隙間を、間隔を変えて示す説明図である。
【図１０】本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の第２実施形態において、発光装置を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の第３実施形態において、発光装置を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係る発光装置、線状光源及び面状ライトユニット並びに表示装置の他の例において、三角柱形状及び台形柱形状の場合の発光装置及び線状光源を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２１，３１，４１，５１…発光装置、２…基板、３，４３，５３…封止樹脂、３ａ…封止樹脂の側面、４…反射枠、５…電極部、６，４６，５６…線状光源、１２…バックライトユニット（面状ライトユニット）、１３…表示装置、１４…導光板、１６…液晶表示パネル（画像表示パネル）、Ｌ…半導体発光素子
【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】
2009245668.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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