JP3084725B2 - 面放電型放電表示装置 - Google Patents
面放電型放電表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、情報表示やテレビ画像を表示する放電表示
素子に係わるものであり、特に寿命特性を改善した面放
電型放電表示装置に関するものである。
素子に係わるものであり、特に寿命特性を改善した面放
電型放電表示装置に関するものである。
（従来の技術） 放電表示装置はガス放電を利用して発光表示を行なう
ものであり、放電特性の大きな非線型性や高速応答性、
更にはメモリー性を有している等の優れた特徴があり、
表示容量の大きなフラットディスプレイを実現するもの
として注目されている。すでに、Neの赤橙色発光による
単色表示のプラズマディスプレイはラップトップコンピ
ュータ等に多数使用されており、次にはカラー化が強く
望まれている。プラズマディスプレイのカラー発光は、
Xeを混入した放電ガスにより紫外線を発生させ、放電セ
ル内面に塗布された蛍光体により赤、緑、青等の可視光
に変換することにより実現することができる。このよう
な放電表示装置にはいくつかの方式があるが、特にカラ
ー表示に適したものとしてAC駆動の面放電型放電表示装
置が知られている。第４図に代表的なカラー表示の面放
電型放電表示装置のセル構造を示す。ガラス基板（Ｉ）
１上に平行に延設された一対の面放電電極２、２′及び
誘電体層３が形成されている。もう一方のガラス基板
（II）４にはトリガー電極５、蛍光体層６が形成されて
いる。７は放電セルを仕切ると共にガラス基板間隔保持
のための隔壁である。トリガー電極５は面放電電極とは
直交に配置され放電動作を制御するものである。発光表
示のための維持放電は面放電電極２と２′の間に交流パ
ルスを印加することにより行なわれる。面放電型には第
４図に示した構造以外にトリガー電極が面放電電極と絶
縁層を介して同一基板に形成されたものやトリガー電極
がなく面放電電極だけで構成されたものがある。この様
な面放電型表示装置は第４図から分かるように蛍光体層
６が面放電電極による放電領域から離れているためにプ
ラズマダメージによる蛍光体の劣化が少ない。また、面
放電型は一般的な対向電極型に比較してメモリー動作性
にも優れており、広いメモリーマージンを高周波領域で
も保持している。この様な利点を生かして面放電型表示
装置によりカラーの大表示容量のディスプレイの実現が
期待されている。
ものであり、放電特性の大きな非線型性や高速応答性、
更にはメモリー性を有している等の優れた特徴があり、
表示容量の大きなフラットディスプレイを実現するもの
として注目されている。すでに、Neの赤橙色発光による
単色表示のプラズマディスプレイはラップトップコンピ
ュータ等に多数使用されており、次にはカラー化が強く
望まれている。プラズマディスプレイのカラー発光は、
Xeを混入した放電ガスにより紫外線を発生させ、放電セ
ル内面に塗布された蛍光体により赤、緑、青等の可視光
に変換することにより実現することができる。このよう
な放電表示装置にはいくつかの方式があるが、特にカラ
ー表示に適したものとしてAC駆動の面放電型放電表示装
置が知られている。第４図に代表的なカラー表示の面放
電型放電表示装置のセル構造を示す。ガラス基板（Ｉ）
１上に平行に延設された一対の面放電電極２、２′及び
誘電体層３が形成されている。もう一方のガラス基板
（II）４にはトリガー電極５、蛍光体層６が形成されて
いる。７は放電セルを仕切ると共にガラス基板間隔保持
のための隔壁である。トリガー電極５は面放電電極とは
直交に配置され放電動作を制御するものである。発光表
示のための維持放電は面放電電極２と２′の間に交流パ
ルスを印加することにより行なわれる。面放電型には第
４図に示した構造以外にトリガー電極が面放電電極と絶
縁層を介して同一基板に形成されたものやトリガー電極
がなく面放電電極だけで構成されたものがある。この様
な面放電型表示装置は第４図から分かるように蛍光体層
６が面放電電極による放電領域から離れているためにプ
ラズマダメージによる蛍光体の劣化が少ない。また、面
放電型は一般的な対向電極型に比較してメモリー動作性
にも優れており、広いメモリーマージンを高周波領域で
も保持している。この様な利点を生かして面放電型表示
装置によりカラーの大表示容量のディスプレイの実現が
期待されている。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べてきた様に、AC駆動の面放電型表示装置は優
れた特長を有しているが、比較的短時間の動作で放電に
必要な駆動電圧が急激に高くなり実用に供することがで
きなかった。この原因は誘電体層がスパッタされてしま
うために生じるものであり、特に面放電電極のエッジ部
上の誘電体層が激しくスパッタされていることが原因と
分かった。本発明の目的はこの面放電電極のエッジ部の
スパッタを解消し、長寿命化を実現することである。
れた特長を有しているが、比較的短時間の動作で放電に
必要な駆動電圧が急激に高くなり実用に供することがで
きなかった。この原因は誘電体層がスパッタされてしま
うために生じるものであり、特に面放電電極のエッジ部
上の誘電体層が激しくスパッタされていることが原因と
分かった。本発明の目的はこの面放電電極のエッジ部の
スパッタを解消し、長寿命化を実現することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の要旨とするところは外部回路に結線された発
光表示のための少なくとも一対の面放電電極が同一基板
上に誘電体層に覆われて形成されてなるAC型の面放電型
放電表示装置において、前記面放電電極の間に外部回路
とは結線されていない浮遊電極が前記面放電電極に沿っ
て配設されていることを特徴とする面放電型放電表示装
置である。この面放電型放電表示装置において、浮遊電
極が、前記対となる面放電電極の内辺に沿ってそれぞれ
の面放電電極毎に２本以上配設されていることが望まし
い。また、もうひとつの手段として外部回路に結線され
た発光表示のための少なくとも一対の面放電電極が同一
基板上に誘電体層に覆われて形成されてなるAC型の面放
電型放電表示装置において、前記一対の面放電電極の各
々の向かい合ったエッジ部に高い面積抵抗部分が配設さ
れた構造を有することを特徴とする面放電型放電表示装
置を提供し長寿命化を実現することである。この面放電
型放電表示装置において、前記面放電電極に直交する方
向に前記面放電電極からはみ出た前記高面積抵抗部分の
長さが、５ミクロンから200ミクロンであることが望ま
しい。
光表示のための少なくとも一対の面放電電極が同一基板
上に誘電体層に覆われて形成されてなるAC型の面放電型
放電表示装置において、前記面放電電極の間に外部回路
とは結線されていない浮遊電極が前記面放電電極に沿っ
て配設されていることを特徴とする面放電型放電表示装
置である。この面放電型放電表示装置において、浮遊電
極が、前記対となる面放電電極の内辺に沿ってそれぞれ
の面放電電極毎に２本以上配設されていることが望まし
い。また、もうひとつの手段として外部回路に結線され
た発光表示のための少なくとも一対の面放電電極が同一
基板上に誘電体層に覆われて形成されてなるAC型の面放
電型放電表示装置において、前記一対の面放電電極の各
々の向かい合ったエッジ部に高い面積抵抗部分が配設さ
れた構造を有することを特徴とする面放電型放電表示装
置を提供し長寿命化を実現することである。この面放電
型放電表示装置において、前記面放電電極に直交する方
向に前記面放電電極からはみ出た前記高面積抵抗部分の
長さが、５ミクロンから200ミクロンであることが望ま
しい。
（作用） 面放電型の電極構造では、相対する電極のエッジ部分
に非常に大きな電界集中が生じる。また、カラー表示用
では紫外線を発生させるためにXeガスが使用されるが、
Xeは質量が大きくNe等に比較してスパッタしやすい。こ
の様に電界集中とXeガス使用のために面放電電極のエッ
ジ部近傍の誘電体層表面を激しくスパッタする。誘電体
層は一般的にはガラス層とMgOからなる保護層からなっ
ている。このMgO層は２次電子放射率が大きく、放電電
圧の低減に大きく寄与しているものである。短い動作時
間で面放電表示装置の放電に必要な電圧が高くなるの
は、スパッタによりエッジ部近傍のMgO層が損なわれる
ためである。面放電型では電極エッジ部の特性が全体の
特性を支配しており、スパッタされるエッジ部分が電極
面積に対して非常に狭くても、放電特性を悪化させてし
まう。
に非常に大きな電界集中が生じる。また、カラー表示用
では紫外線を発生させるためにXeガスが使用されるが、
Xeは質量が大きくNe等に比較してスパッタしやすい。こ
の様に電界集中とXeガス使用のために面放電電極のエッ
ジ部近傍の誘電体層表面を激しくスパッタする。誘電体
層は一般的にはガラス層とMgOからなる保護層からなっ
ている。このMgO層は２次電子放射率が大きく、放電電
圧の低減に大きく寄与しているものである。短い動作時
間で面放電表示装置の放電に必要な電圧が高くなるの
は、スパッタによりエッジ部近傍のMgO層が損なわれる
ためである。面放電型では電極エッジ部の特性が全体の
特性を支配しており、スパッタされるエッジ部分が電極
面積に対して非常に狭くても、放電特性を悪化させてし
まう。
本発明ではエッジ部分の電界集中を緩和することによ
りスパッタを防止し、寿命を改善しようとするものであ
る。具体的には面放電電極に沿って浮遊電極を設けるも
のである。浮遊電極の形状には種々のもので考えられる
が、もっとも単紙には細線状の浮遊電極を面放電電極の
エッジから少し離して設置すれば良い。面放電電極に電
圧が印加された時に、容量結合により浮遊電極にも電位
が誘起される。この為、面放電電極エッジや浮遊電極エ
ッジ部の電界集中による最高電界強度が浮遊電極がない
場合に比較て大巾に低減することができる。
りスパッタを防止し、寿命を改善しようとするものであ
る。具体的には面放電電極に沿って浮遊電極を設けるも
のである。浮遊電極の形状には種々のもので考えられる
が、もっとも単紙には細線状の浮遊電極を面放電電極の
エッジから少し離して設置すれば良い。面放電電極に電
圧が印加された時に、容量結合により浮遊電極にも電位
が誘起される。この為、面放電電極エッジや浮遊電極エ
ッジ部の電界集中による最高電界強度が浮遊電極がない
場合に比較て大巾に低減することができる。
もうひとつの方法は面放電電極エッジに高抵抗の電極
部を沿設するものである。面放電電極にパルス電圧が印
加されると面放電電極は低抵抗であるため瞬時に電位が
上がるが、エッジ部分は高抵抗であるためCRの時定数に
より立ち上がりのなまった状態となる。電極表示に誘電
体層が形成されている交流駆動型では電圧が印加された
初期の短い時間だけ放電が発生するために、上述のよう
に面放電電極エッジ部に高抵抗部分を沿設することによ
りエッジ部の電界集中を動的に緩和することができる。
このため浮遊電極を付けた場合と同様にスパッタが低減
され、寿命が改善される。
部を沿設するものである。面放電電極にパルス電圧が印
加されると面放電電極は低抵抗であるため瞬時に電位が
上がるが、エッジ部分は高抵抗であるためCRの時定数に
より立ち上がりのなまった状態となる。電極表示に誘電
体層が形成されている交流駆動型では電圧が印加された
初期の短い時間だけ放電が発生するために、上述のよう
に面放電電極エッジ部に高抵抗部分を沿設することによ
りエッジ部の電界集中を動的に緩和することができる。
このため浮遊電極を付けた場合と同様にスパッタが低減
され、寿命が改善される。
本発明の面放電電極エッジの電界集中緩和のための対
策により、点火電圧と維持電圧から算出させるメモリー
マージンの低下が見られた。エッジ部の電界集中が面放
電型の大きなメモリーマージンの原因になっているため
に、電界集中の緩和によりメモリーマージンの低下は当
然のことと思われるが、もともと面放電型のメモリーマ
ージンは非常に大きいために実用上の問題はない。
策により、点火電圧と維持電圧から算出させるメモリー
マージンの低下が見られた。エッジ部の電界集中が面放
電型の大きなメモリーマージンの原因になっているため
に、電界集中の緩和によりメモリーマージンの低下は当
然のことと思われるが、もともと面放電型のメモリーマ
ージンは非常に大きいために実用上の問題はない。
（実施例） 本発明の大一の実施例を大１図の断面図を参照して説
明する。ガラス基板（Ｉ）１上に面放電電極２、２′及
び浮遊電極９、10、９′、10′が形成され、その上に15
ミクロン厚さのガラス層と１ミクロン厚さのMgO層から
なる誘電体層３が形成されている。ガラス層はスクリー
ン印刷、MgO層は真空蒸着により成膜した。高さ150ミク
ロンの隔壁７がスクリーン印刷の多層塗りにより形成さ
れている。ガラス基板（II）には透明導電膜からなるト
リガー電極５と蛍光体粉末が塗布された蛍光体層６が形
成されている。放電ガスとしてはXeを１％含むHe−Xe混
合ガスを使用した。面放電電極は巾150ミクロンで、対
をなす面放電電極２、２′間の間隔は150ミクロンとし
た。浮遊電極９、10、９′、10′の巾は15ミクロンであ
り、面放電電極２と浮遊電極９及び浮遊電極９と浮遊電
極10との間隔は10ミクロンとした。これらの電極は微細
であり、Al等の金属薄膜をホトリソグラフィ技術により
作成した。この放電表示装置の放電が開始する点火電圧
及び放電が停止する維持電圧はそれぞれ203Vと160Vであ
った。第１図の構造で浮遊電極を設けていない通常の面
放電型のものでは点火電極が200V、維持電圧が150Vであ
った。浮遊電極を入れたことにより若干動作電圧が高く
なり、メモリーマージンも低下したが、実用上十二分な
値は確保されていた。第３図に100KHzで駆動した加速エ
ージング試験による維持電圧の変化の様子を示す。破線
で示した従来の面放電型のものでは500時間程度から維
持電圧や点火電圧の上昇が始まったのに対して、浮遊電
極を付けた本実施例では維持電圧は5000時間までほとん
ど変化しておらず大巾に寿命特性の改善が見られた。
明する。ガラス基板（Ｉ）１上に面放電電極２、２′及
び浮遊電極９、10、９′、10′が形成され、その上に15
ミクロン厚さのガラス層と１ミクロン厚さのMgO層から
なる誘電体層３が形成されている。ガラス層はスクリー
ン印刷、MgO層は真空蒸着により成膜した。高さ150ミク
ロンの隔壁７がスクリーン印刷の多層塗りにより形成さ
れている。ガラス基板（II）には透明導電膜からなるト
リガー電極５と蛍光体粉末が塗布された蛍光体層６が形
成されている。放電ガスとしてはXeを１％含むHe−Xe混
合ガスを使用した。面放電電極は巾150ミクロンで、対
をなす面放電電極２、２′間の間隔は150ミクロンとし
た。浮遊電極９、10、９′、10′の巾は15ミクロンであ
り、面放電電極２と浮遊電極９及び浮遊電極９と浮遊電
極10との間隔は10ミクロンとした。これらの電極は微細
であり、Al等の金属薄膜をホトリソグラフィ技術により
作成した。この放電表示装置の放電が開始する点火電圧
及び放電が停止する維持電圧はそれぞれ203Vと160Vであ
った。第１図の構造で浮遊電極を設けていない通常の面
放電型のものでは点火電極が200V、維持電圧が150Vであ
った。浮遊電極を入れたことにより若干動作電圧が高く
なり、メモリーマージンも低下したが、実用上十二分な
値は確保されていた。第３図に100KHzで駆動した加速エ
ージング試験による維持電圧の変化の様子を示す。破線
で示した従来の面放電型のものでは500時間程度から維
持電圧や点火電圧の上昇が始まったのに対して、浮遊電
極を付けた本実施例では維持電圧は5000時間までほとん
ど変化しておらず大巾に寿命特性の改善が見られた。
なお、本実施例では面放電電極の側に線状の２本の浮
遊電極を配置した構造としたが、浮遊電極の本数は１本
あるいは３本以上としても良い。本数の多い方が電界集
中の緩和効果は大きく寿命改善には良いがメモリーマー
ジン等の放電特性は悪化する。また、浮遊電極巾や間隔
等も放電特性と寿命特性の要求仕様に合わせて設計すれ
ば良く、本実施例の寸法にこだわる必要はない。また、
形状もドット状等の変形したものとしても良い。
遊電極を配置した構造としたが、浮遊電極の本数は１本
あるいは３本以上としても良い。本数の多い方が電界集
中の緩和効果は大きく寿命改善には良いがメモリーマー
ジン等の放電特性は悪化する。また、浮遊電極巾や間隔
等も放電特性と寿命特性の要求仕様に合わせて設計すれ
ば良く、本実施例の寸法にこだわる必要はない。また、
形状もドット状等の変形したものとしても良い。
次に高抵抗のエッジ部を有する第二の実施例について
第２図の断面図を用いて説明する。ガラス基板（Ｉ）上
に形成されている電極を除いて第一の実施例と基本的に
は同じ構造であり、電極部についてのみ説明する。まず
SiとGeの合金からなる厚さ0.1ミクロンの高抵抗の薄膜
を成膜した後、0.5ミクロンのCuと0.01ミクロンのCrを
その上に形成する。このCuを主体とする電気抵抗の低い
部分は面放電電極11、11′に相当する部分である。Siと
Ge合金の高抵抗薄膜は約500MΩの面積抵抗を有しており
面放電電極11、11′のエッジから70ミクロンはみ出すよ
うにパターン化され高抵抗エッジ部12、12′を構成して
いる。この様な形状はホトリソグラフィ技術を２回行な
うことにより容易に得ることができる。この放電表示装
置を100KHzで連続動作させた結果、約3000時間まで点火
電圧及び維持電圧の上昇は見られず寿命特性の改善が得
られた。なお、高抵抗エッジ部の抵抗値はあまり大きい
場合は高抵抗エッジ部としての役には立たず面放電電極
11、11′の端部近傍でのスパッタか激しくなる。また、
あまり抵抗値が小さい場合は高抵抗エッジ部12、12′の
端部でスパッタが激しくなってしまう。従つて高抵抗エ
ッジ部の面積抵抗値としては105Ωから1011Ω程度が望
ましい。また、高抵抗エッジ部の長さはあまり短いと電
界集中緩和効果は少なく、あまり長いと放電特性を悪く
するために５ミクロンから200ミクロン程度が好まし
い。
第２図の断面図を用いて説明する。ガラス基板（Ｉ）上
に形成されている電極を除いて第一の実施例と基本的に
は同じ構造であり、電極部についてのみ説明する。まず
SiとGeの合金からなる厚さ0.1ミクロンの高抵抗の薄膜
を成膜した後、0.5ミクロンのCuと0.01ミクロンのCrを
その上に形成する。このCuを主体とする電気抵抗の低い
部分は面放電電極11、11′に相当する部分である。Siと
Ge合金の高抵抗薄膜は約500MΩの面積抵抗を有しており
面放電電極11、11′のエッジから70ミクロンはみ出すよ
うにパターン化され高抵抗エッジ部12、12′を構成して
いる。この様な形状はホトリソグラフィ技術を２回行な
うことにより容易に得ることができる。この放電表示装
置を100KHzで連続動作させた結果、約3000時間まで点火
電圧及び維持電圧の上昇は見られず寿命特性の改善が得
られた。なお、高抵抗エッジ部の抵抗値はあまり大きい
場合は高抵抗エッジ部としての役には立たず面放電電極
11、11′の端部近傍でのスパッタか激しくなる。また、
あまり抵抗値が小さい場合は高抵抗エッジ部12、12′の
端部でスパッタが激しくなってしまう。従つて高抵抗エ
ッジ部の面積抵抗値としては105Ωから1011Ω程度が望
ましい。また、高抵抗エッジ部の長さはあまり短いと電
界集中緩和効果は少なく、あまり長いと放電特性を悪く
するために５ミクロンから200ミクロン程度が好まし
い。
（発明の効果） 電極構成を工夫することにより、面放電型の利点を損
なうことなく維持電圧や点火電圧等の放電特性を長時間
にわたって安定に保つことができた。従来から問題とな
っていた動作電圧上昇により短寿命の問題が大巾に改善
された。これによりカラーの放電表示装置実現に大きく
寄与するものである。
なうことなく維持電圧や点火電圧等の放電特性を長時間
にわたって安定に保つことができた。従来から問題とな
っていた動作電圧上昇により短寿命の問題が大巾に改善
された。これによりカラーの放電表示装置実現に大きく
寄与するものである。
第１図は本発明の浮遊電極が付加された実施例の放電表
示装置の断面構造を示した図である。第２図は面放電電
極に高抵抗エッジ部を延設した実施例の断面構造を示す
図である。第３図は従来の構造の面放電型放電表示装置
と本発明の浮遊電極を付けた放電表示装置の放電維持電
圧の経時変化を示した図である。第４図は従来の面放電
型放電表示装置の断面図である。 １……ガラス基板（Ｉ）、２、２′……面放電電極、３
……誘電体層、４……ガラス基板（II）、５……トリガ
ー電極、６……蛍光体層、７……隔壁、８……放電空
間、９、９′、10、10′……浮遊電極、11、11′……面
放電電極、12、12′……高抵抗エッジ部
示装置の断面構造を示した図である。第２図は面放電電
極に高抵抗エッジ部を延設した実施例の断面構造を示す
図である。第３図は従来の構造の面放電型放電表示装置
と本発明の浮遊電極を付けた放電表示装置の放電維持電
圧の経時変化を示した図である。第４図は従来の面放電
型放電表示装置の断面図である。 １……ガラス基板（Ｉ）、２、２′……面放電電極、３
……誘電体層、４……ガラス基板（II）、５……トリガ
ー電極、６……蛍光体層、７……隔壁、８……放電空
間、９、９′、10、10′……浮遊電極、11、11′……面
放電電極、12、12′……高抵抗エッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−125759（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−53960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−212742（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−209847（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−121134（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 11/00 - 11/02
Claims (4)
- 【請求項１】外部回路に結線された発光表示のための少
なくとも一対の面放電電極が同一基板上に誘電体層に覆
われて形成されてなるAC型の面放電型放電表示装置にお
いて、 前記対となる面放電電極の各々の内辺に沿って、外部回
路とは結線されていない浮遊電極がそれぞれの面放電電
極毎に配設されていることを特徴とする面放電型放電表
示装置。 - 【請求項２】外部回路に結線された発光表示のための少
なくとも一対の面放電電極が同一基板上に誘電体層に覆
われて形成されてなるAC型の面放電型放電表示装置にお
いて、 前記対となる面放電電極の各々の内辺に沿って、外部回
路とは結線されていない浮遊電極がそれぞれの面放電電
極毎に２本以上配設されていることを特徴とする面放電
型放電表示装置。 - 【請求項３】外部回路に結線された発光表示のための少
なくとも一対の面放電電極が同一基板上に誘電体層に覆
われて形成されてなるAC型の面放電型放電表示装置にお
いて、 前記一対の面放電電極の各々の向かい合ったエッジ部に
高面積抵抗部分が配設され、前記高面積抵抗部分の面積
抵抗値が100KΩから100GΩであることを特徴とする面放
電型放電表示装置。 - 【請求項４】前記面放電電極に直交する方向に前記面放
電電極からはみ出た前記高面積抵抗部分の長さが、５ミ
クロンから200ミクロンであることを特徴とする請求項
３に記載の面放電型放電表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245090A JP3084725B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 面放電型放電表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245090A JP3084725B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 面放電型放電表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042029A JPH042029A (ja) | 1992-01-07 |
| JP3084725B2 true JP3084725B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=14327811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10245090A Expired - Fee Related JP3084725B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 面放電型放電表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3084725B2 (ja) |
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1990
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