TW201432354A - 影像顯示裝置之製造方法 - Google Patents

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Kenji Kamiya
Yoshihisa Shinya
Yusuke Kamata
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Dexerials Corp
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Abstract

本發明係製造使樹脂夾設於具備遮光部之保護部與影像顯示部間之薄型影像顯示裝置時，不會產生因影像顯示部變形所引起之顯示不良，而可達到高亮度與高對比之顯示，且亦可使遮光部之形成區域之樹脂充分硬化。本發明之解決方法係於影像顯示裝置之製造方法中(其具有使光硬化型樹脂組成物夾設於具有影像顯示部之基部與具有遮光部之透光性保護部間，使之進行光硬化形成樹脂硬化物層之步驟)，光硬化型樹脂組成物係使用硬化收縮率為5%以下、硬化物於25℃之儲存彈性模數為1.0×107Pa以下、樹脂硬化物層之可見光區域之光穿透率為90%以上之樹脂組成物，且光硬化係利用至少由遮光部形成面之外側面側來對光硬化型樹脂組成物進行照光。

Description

影像顯示裝置之製造方法
本發明係關於一種例如用於行動電話等之液晶顯示裝置(LCD)等之影像顯示裝置之製造方法，尤其，係關於一種影像顯示部上所設置之透明保護部的影像顯示裝置之製造方法。
以往，此種影像顯示裝置係如圖4所示者。
該液晶顯示裝置101於液晶顯示面板102上具有例如由玻璃或塑膠所構成之透明保護部103。
在此之際，為了保護液晶顯示面板102表面以及偏光板(未圖示)，利用與保護部103間夾設間隔物104，於液晶顯示面板102與保護部103間設置空隙105。
然而，由於液晶顯示面板102與保護部103間之空隙105的夾設，產生光之散射，其所導致之對比或亮度之降低，或空隙105之夾設妨礙面板之薄型化。
有鑒於上述問題，前人亦提出了於液晶顯示面板與保護部間之空隙填充樹脂(例如專利文獻1)，然而因樹脂硬化物之硬化收縮時之應力使夾住液晶顯示面板之液晶的光學玻璃板產生變形，成為液晶材料之配向紊亂等顯示不良的原因。
又，此種液晶顯示裝置101中，為了提昇顯示影像之亮度或對比，於液晶顯示面板102周圍之保護部103形成被稱為所謂黑色矩陣之黑色框狀的遮光部(未圖示)。
然而，於上述之構成中，若於液晶顯示面板102與保護部103間之空隙105填充光硬化型樹脂組成物使之進行光硬化，遮光部之形成區域的光硬化樹脂組成物因光未充分到達而有未硬化之虞。
專利文獻1：日本特開2005-55641號公報
本發明係考慮如上述習知技術之課題所成者，其目的係提供一種技術，於製造使樹脂夾設於具備遮光部之保護部與影像顯示部間之薄型影像顯示裝置時，不會產生因影像顯示部變形所引起之顯示不良，而可達到高亮度與高對比之影像顯示，且亦可使遮光部之形成區域之樹脂充分硬化。
為了達成上述目的，本發明係一種影像顯示裝置之製造方法，其係具有使光硬化型樹脂組成物夾設於具有影像顯示部之基部與具有遮光部之透光性保護部間，使之進行光硬化形成樹脂硬化物層之步驟，其特徵在於：光硬化型樹脂組成物係使用硬化收縮率為5%以下、硬化物於25℃之儲存彈性模數為1.0×107Pa以下、樹脂硬化物層之可見光區域之光穿透率為90%以上之樹脂組成物；光硬化，係至少由遮光部之形成面的外側面側來對光硬化型樹脂組成物進行照光。
本發明中，影像顯示部亦可為液晶顯示面板。
本發明中，保護部亦可為由丙烯酸樹脂所構成者。
本發明中，保護部亦可為由光學玻璃所構成者。
於樹脂硬化時所蓄積之內部應力可與硬化後之儲存彈性模數與硬化收縮率之積近似，根據本發明，由於硬化型樹脂組成物係使用硬化收縮率為5%以下、硬化物於25℃之儲存彈性模數為1.0×107Pa以下者， 故於影像顯示部與保護部間之空隙所填充之樹脂具有彈性率與硬化收縮率之適當關係，對於影像顯示部與保護部，可將樹脂硬化收縮時之應力之影響抑制至最小限度。因此，影像顯示部與保護部幾乎不會發生變形。其結果，可成為無顯示不良之高亮度與高對比之影像顯示。
尤其，當影像顯示部為液晶顯示面板時，可確實地防止液晶材料之配向紊亂等顯示不良而可進行高品位之影像顯示。
再者，根據本發明，由於影像顯示部與保護部間夾設有樹脂硬化物，故耐衝擊能力變強。
此外，與於影像顯示部與保護部間設置了空隙之習知例相比，可提供薄型之影像顯示裝置。
再者，根據本發明，由於夾設於影像顯示部與保護部間之硬化型樹脂組成物係使用光硬化型者，且對於該光硬化型樹脂組成物之照光至少由遮光部形成面之外側面側進行，故於遮光部之形成區域之光硬化型樹脂組成物確實地受到照光而充分地硬化。
1‧‧‧影像顯示裝置
2‧‧‧基部
3‧‧‧保護部
4‧‧‧透光性零件
5‧‧‧遮光部
5a‧‧‧遮光部之貼合面
6‧‧‧框架
6a‧‧‧框架之貼合面
7‧‧‧背光源
8‧‧‧液晶顯示面板(影像顯示部)
11‧‧‧光硬化型樹脂組成物
12‧‧‧樹脂組成物填充部
14‧‧‧樹脂硬化物層
32‧‧‧紫外線
33‧‧‧紫外線
圖1係表示本發明之特定實施形態之製造方法其主要部分之截面步驟圖。
圖2係表示於同實施形態之步驟主要部分之俯視圖。
圖3係表示其他實施形態之製造方法其主要部分之截面步驟圖。
圖4係表示習知技術之影像顯示裝置之主要部分截面圖。
以下，參照圖面詳細說明本發明之較佳實施形態。此外，各圖中，同一符號表示相同或同等之構成要素。
圖1(a)~(c)係表示本發明之影像顯示裝置之製造方法之一實施形態其主要部分之截面步驟圖，圖2係表示同實施形態之影像顯示裝 置之步驟其主要部分之俯視圖。
如圖1所示，在本實施形態，利用樹脂硬化物層14使基部2(具有連接於未圖示之驅動電路來進行既定之影像顯示之影像顯示部)與保護部3進行貼合。
在此，影像顯示裝置並非特別限定者，可適用於各種裝置，例如，可舉出如行動電話、可攜式電玩機器等液晶顯示裝置。以下，以應用於液晶顯示裝置之場合之例子說明本發明。
保護部3由與基部2大小相同之例如矩形平板狀之透光性零件4所形成。該透光性零件4可適用光學玻璃或塑膠玻璃(丙烯酸樹脂等)。
於透光性零件4之一面側(面對基部2側)之對應於液晶顯示面板周邊之區域設置有例如黑色框狀之遮光部5。該遮光部5可利用例如印刷法來形成。
另一方面，基部2具有例如框狀之框架6，該框架6內側區域裝設了液晶顯示面板(液晶顯示部)8，再者，於該液晶顯示面板8之裝置背面側之部位裝設了背光源7。
又，如圖2所示，於基部2之框架6其液晶顯示面板8側面之周邊部，有複數之間隔物9隔著既定之間隔間斷地設置。該間隔物9之厚度為0.05~1.5mm左右，藉此使液晶顯示面板8與保護部3之表面距離保持在1mm左右。
又，在本實施形態，尤其，基部2之框架6之貼合面6a與保護部3之遮光部5之貼合面5a為平行。
如上述之構成中，本實施之形態首先如圖1(a)所示，於保護部3之遮光部5側滴下既定量之光硬化型樹脂組成物11，接著，使保護部3反轉，使保護部3與影像顯示部8相向。接著，將保護部3配置於基部2之間隔物9上，如圖1(b)所示，形成樹脂組成物填充部12。
在此，光硬化型樹脂組成物11之滴下量以使樹脂組成物填充部12硬化後之樹脂硬化物層14的厚度在50~200μm較佳。
光硬化型樹脂組成物11係使用以下述方式所調製而成者：使該樹脂硬化物之儲存彈性模數(25℃)為1×107Pa以下、以1×103~1×106Pa較佳，樹脂硬化物之折射率以1.45~1.55較佳、又以1.51~1.52較理想，再者，使樹脂硬化物之厚度在100μm時之可見光區域穿透率在90%以上。
一般而言，即使作為構成硬化型樹脂組成物之主要樹脂成分共通，但若一起配合的樹脂成分或單體成分等不同，使之硬化的樹脂硬化物之儲存彈性模數(25℃)有超過1×107Pa以下之情形，如此形成該樹脂硬化物的樹脂組成物不作為光硬化型樹脂組成物11來使用。
又，該光硬化型樹脂組成物11係以硬化收縮率在5.0%以下來調製者較佳(以4.5%以下更佳，4.0%以下特佳，0~2%最佳)。藉此，在光硬化型樹脂組成物11硬化時，可使樹脂硬化物所蓄積之內部應力降低，可防止樹脂硬化物14與液晶顯示面板8或保護部3之界面產生變形。因此，使光硬化型樹脂組成物11夾設於液晶顯示面板8與保護部3間，使該光硬化型樹脂組成物11進行硬化時，可使樹脂硬化物14與液晶顯示面板8或保護部3之界面所產生之光散射降低，提高顯示影像之亮度，同時可提高目視性。
再者，在樹脂組成物硬化時於樹脂硬化物所蓄積之內部應力之程度，可藉由將樹脂組成物滴在平板上，使之硬化而得到之樹脂硬化物的平均表面粗糙度來評估。例如，將2mg之樹脂組成物滴在玻璃板或丙烯酸板上，將其利用UV照射，以90%以上之硬化率使之硬化所得到之樹脂硬化物之平均表面粗糙度若在6.0nm以下，則於使硬化型樹脂組成物夾設於液晶顯示面板8與保護部3間並使之硬化時，在實用上可忽視在此等界面所產生之變形。關於此，若利用本發明之樣態所使用之光硬化型樹脂 組成物11，該平均表面粗糙度可在6nm以下，以5nm以下較佳，又以1~3nm更佳。因此，於樹脂硬化物之界面所產生之變形在實用上可忽視。
在此，玻璃板以使用作為夾持液晶胞之液晶的玻璃板或液晶胞之保護板來使用者較佳。又，丙烯酸板以使用作為液晶胞之保護板來使用者較佳。該等玻璃板或丙烯酸板之平均表面粗糙度一般在1.0nm以下。
作為如上述之樹脂組成物，可適當使用如含有聚丙烯酸胺酯、聚丙烯酸異戊二烯系酯或其酯化物、萜烯系加氫樹脂、丁二烯聚合物等一種以上之聚合物，丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸二環戊烯基氧乙酯、甲基丙烯酸2-羥基丁酯等1種以上之丙烯酸酯系單體，以及1-羥基-環己基-苯基-酮等之光聚合起始劑的樹脂組成物。
再者，由對影像顯示部8之紫外線保護之觀點來考量而會有賦予保護部3阻絕紫外線區域的機能之情形。因此，光聚合起始劑以使用亦可在可見光區域硬化之光聚合起始劑(例如，商品名SpeedCure TPO，日本SiberHegner股份有限公司製等)較佳。
之後，如圖1(b)所示，透過透光性零件4照射紫外線33。紫外線33之照射方向並無特別限定，但從能達成使於影像顯示區域之光硬化型樹脂組成物11更均一硬化的觀點來考量，以垂直透光性零件4之表面之方向較佳。
又，在本發明中，除了上述紫外線33之照射，亦可使用具有例如由光纖等所構成之微細的照射部30之UV光照射裝置31，對於遮光部5之形成區域的光硬化型樹脂組成物11，更具體來說，對於遮光部5與基部2間之光硬化型樹脂組成物11，由遮光部5之貼合面5a(亦即，遮光部之形成面)的外側面側，通過間隔物9之間直接照射紫外線32。
紫外線32之照射方向並無特別限定，相對於水平方向，可為0°~90°，但從能達成使遮光部5之形成區域的光硬化型樹脂組成物11 更均一地硬化之觀點來看，相對於基部2之框架6之貼合面6a與保護部3之遮光部5之貼合面5a，以大致平行來照射紫外線32較佳。
藉由進行如上所述之紫外線的照射，如圖1(c)所示，使樹脂組成物填充部12硬化作為樹脂硬化物層14，得到目的之影像顯示裝置1。
如此所得到之影像顯示裝置1，由於藉由使用特定之光硬化型樹脂組成物11，對於影像顯示部8與保護部3可將樹脂硬化收縮時之應力的影響抑制到最小限度，故於影像顯示部8與保護部3幾乎未發生變形，其結果，由於在影像顯示部8未發生變形，故可實現無顯示不良之高亮度與高對比之影像顯示。
再者，藉由使光硬化型樹脂組成物11硬化成樹脂硬化物層14而耐衝擊，又，可得到相較於在影像顯示部與保護部間設置空隙之習知例較薄型之影像顯示裝置1。
再者，對於在基部2之框架6與遮光部5間所配置之光硬化型樹脂組成物11，由於亦由遮光部5之貼合面5a之外側面側進行照光，故遮光部5之形成區域之光硬化型樹脂組成物11亦確實地受到照光而充分地硬化。
本發明可採取各種樣態。例如如圖3所示，亦可省略間隔物9來製造影像顯示裝置1。此情況下，於基部2上塗布上述光硬化型樹脂組成物11，在其上重疊保護層3，進行與前述相同之光硬化。
又，本發明不僅適用於上述液晶顯示裝置，亦可適用於例如有機EL、電漿顯示器裝置等各種面板顯示器。
[實施例]
以下，舉實施例與比較例具體說明本發明，惟本發明並未限定於以下之實施例。
調製以下之實施例樹脂組成物1~4、比較例樹脂組成物1 ~3。
<實施例樹脂組成物1>
將聚丙烯酸胺酯(商品名UV-3000B，日本合成化學工業(股份有限公司)製)50重量份、丙烯酸異冰片酯(商品名IBXA，大阪有機化學工業(股份有限公司)製)30重量份、光聚合起始劑(商品名IRGACURE 184，Ciba Specialty Chemicals公司製)3重量份、光聚合起始劑(商品名SpeedCure TPO，日本SiberHegner(股份有限公司)製)1重量份，利用混練機混練調製實施例樹脂組成物1。
<實施例樹脂組成物2>
將聚異戊二烯聚合物之馬來酸酐加成物與甲基丙烯酸2-羥基乙酯之酯化物70重量份、甲基丙烯酸二環戊烯基氧乙酯30重量份、甲基丙烯酸2-羥基丁酯10重量份、萜烯系加氫樹脂30重量份、丁二烯聚合物140重量份、光聚合起始劑4重量份、可見光區域用光聚合起始劑0.5重量份，利用混練機混練調製實施例樹脂組成物2。
<實施例樹脂組成物3>
將聚異戊二烯聚合物之馬來酸酐加成物與甲基丙烯酸2-羥基乙酯之酯化物100重量份、甲基丙烯酸二環戊烯基氧乙酯30重量份、甲基丙烯酸2-羥基丁酯10重量份、萜烯系加氫樹脂30重量份、丁二烯聚合物210重量份、光聚合起始劑7重量份、可見光區域用光聚合起始劑1.5重量份，利用混練機混練調製實施例樹脂組成物3。
<實施例樹脂組成物4>
將聚異戊二烯聚合物之馬來酸酐加成物與甲基丙烯酸2-羥基乙酯之酯化物(商品名UC-203，Kuraray(股份有限公司)製)70重量份、甲基丙烯酸二環戊烯基氧乙酯(商品名FA512M，日立化成工業(股份有限公司)製)30重量份、甲基丙烯酸2-羥基丁酯(商品名Light-Ester HOB，共榮社 化學(股份有限公司)製)10重量份、萜烯系加氫樹脂(商品名Clearon P-85，Yasuhara化學(股份有限公司)製)30重量份、丁二烯聚合物(商品名Polyoil 110，日本Zeon(股份有限公司)製)35重量份、光聚合起始劑(商品名IRGACURE 184D，Ciba Specialty Chemicals公司製)5重量份、光聚合起始劑(商品名SpeedCure TPO，日本SiberHegner(股份有限公司)製)2重量份，利用混練機混練調製實施例樹脂組成物4。
<比較例樹脂組成物1>
將聚丙烯酸丁二烯酯(商品名TE-2000，日本曹達(股份有限公司)製)50重量份、甲基丙烯酸羥基乙酯(商品名Light-Ester HO，共榮社化學(股份有限公司)製)20重量份、光聚合起始劑(商品名IRGACURE 184，Ciba Specialty Chemicals公司製)3重量份、光聚合起始劑(商品名SpeedCure TPO，日本SiberHegner(股份有限公司)製)1重量份，利用混練機混練調製比較例樹脂組成物1。
<比較例樹脂組成物2>
將聚丙烯酸胺酯(商品名UV-3000B，日本合成化學工業(股份有限公司)製)50重量份、丙烯酸三環癸二甲醇酯(商品名NK酯LC2，新中村化學工業(股份有限公司)製)30重量份、光聚合起始劑(商品名IRGACURE 184，Ciba Specialty Chemicals公司製)3重量份、光聚合起始劑(商品名SpeedCure TPO，日本SiberHegner(股份有限公司)製)1重量份，利用混練機混練調製比較例樹脂組成物2。
<比較例樹脂組成物3>
將聚丙烯酸丁二烯酯(商品名TE-2000，日本曹達(股份有限公司)製)50重量份、丙烯酸異冰片酯(商品名IBXA，大阪有機化學工業(股份有限公司)製)20重量份、光聚合起始劑(商品名IRGACURE 184，Ciba Specialty Chemicals公司製)3重量份、光聚合起始劑(商品名SpeedCure TPO，日本 SiberHegner(股份有限公司)製)1重量份，利用混練機混練調製比較例樹脂組成物3。
實驗例1
將實施例樹脂組成物1~4、比較例樹脂組成物1~3，於厚100μm之白色玻璃板上以形成既定之膜厚的方式滴下並以UV輸送帶搬運，而得到既定厚度之樹脂硬化物，以此作為試料。
關於各試料，依照下述量測「光穿透率」、「儲存彈性模數」、「硬化收縮率」、「表面粗糙度之量測」。此等結果如表1所示。
[光穿透率]
關於各試料(樹脂硬化物之厚度100μm)，利用紫外線可見光分光光度計(日本分光(股份有限公司)製V-560)量測可見光區域之穿透率(%)時，均在90%以上。
[儲存彈性模數]
關於各試料，使用黏彈性測定裝置(精工儀器(股份有限公司)製DMS6100)，以量測頻率1Hz來量測儲存彈性模數(Pa)(25℃)。
[硬化收縮率]
關於硬化收縮率(%)，使用電子比重計(MIRAGE公司製SD-120L)量測硬化前之樹脂液與硬化後之固體的比重，由兩者之比重差利用下式計算出來。
硬化收縮率(%)=(硬化物比重-樹脂液比重)/硬化物比重×100
[表面粗糙度]
關於各樹脂組成物，分別於液晶胞所使用之玻璃板滴下2mg，將因UV硬化時所產生之內部應力所產生之玻璃板表面既定區域(2.93mm×2.20mm)的變形(Ra：平均表面粗糙度)，利用Zygo公司製之3維非接觸表面 粗糙度測定計進行量測。
由表1可知，在實施例樹脂組成物1~4中儲存彈性模數為4×103~1×106Pa，硬化收縮率為1.0~4.5%，因此，平均表面粗糙度Ra=1.5~5.5nm，幾乎無變形，可得到良好結果。相對於此，比較例樹脂組成物1(Ra=12.4nm)、比較例樹脂組成物2(Ra=36.5nm)、比較例樹脂組成物3(Ra=64.2nm)其Ra較大，可知因樹脂硬化時之內部應力導致樹脂與玻璃板之界面變形。
實驗例2：硬化率之量測
在圖1(a)中作為保護部3之丙烯酸板，滴下約0.2g之在實驗例1所調製成之實施例樹脂組成物1，接著，使之與作為基部2之液晶顯示面板對向配置，作成於液晶顯示面板與丙烯酸板間填充有實施例樹脂組成物1者合計三件。其中2件之丙烯酸板係使用於周圍區域形成有由寬2mm之黑色墨水層所構成之遮光部(黑色矩陣)5者，另一件使用未形成遮光部5者。
接著，關於使用有形成遮光部5的丙烯酸板之1件，由距離 丙烯酸板約10cm左右處使用UV燈(USHIO電機製)照射積分光量5000mJ之紫外線(正面照射)，同時以遍及框架6周圍整體的方式，由黑色墨水層所構成之遮光部5之外側面側使用光纖照射積分光量5000mJ之紫外線(側面照射)。
接著，其餘2件不進行側面照射，而僅進行與上述相同之正面照射。
將依此進行照光後之3件影像顯示裝置之丙烯酸板剝離，關於丙烯酸板之中央部與遮光部5之正下方，如下述量測樹脂硬化物之硬化率。其結果如表2所示。
樹脂組成物之硬化率之量測方法：
分別由照射前之樹脂組成物與照射後之硬化物，將此等硬化成分(單體、低聚物)使用樹脂組成物、硬化物之量為0.2wt%的乙腈進行萃取，以液相層析儀求出於樹脂組成物之硬化成分之峰值強度I0以及於硬化物之硬化成分峰值強度I1，利用下式算出硬化率。
由表2之結果可知，於丙烯酸板有遮光部之場合，若僅正面照射，則雖然丙烯酸板之中央部樹脂組成物硬化率高，但遮光部正下方之 樹脂組成物之硬化率未必高。相對於此，若併用正面照射與側面照射，即使於形成有遮光部之場合，仍可提高遮光部正下方之樹脂組成物之硬化率。
[產業上可利用性]
本發明可用於液晶顯示裝置等之影像顯示裝置之製造。
3‧‧‧保護部
4‧‧‧透光性零件
5‧‧‧遮光部
5a‧‧‧遮光部之貼合面
6‧‧‧框架
6a‧‧‧框架之貼合面
7‧‧‧背光源
8‧‧‧液晶顯示面板(影像顯示部)
9‧‧‧間隔物
11‧‧‧光硬化型樹脂組成物
12‧‧‧樹脂組成物填充部
14‧‧‧樹脂硬化物層
30‧‧‧照射部
31‧‧‧UV光照射裝置
32~33‧‧‧紫外線

Claims (8)

  1. 一種影像顯示裝置之製造方法，具有下述步驟：使光硬化型樹脂組成物夾設於具有影像顯示部之基部與下述保護部間，使之進行光硬化而形成樹脂硬化物層，該保護部由在周邊設置有遮光部之透光性零件構成；其特徵在於：光硬化型樹脂組成物係使用硬化收縮率為5%以下、硬化物於25℃之儲存彈性模數為1.0×107Pa以下、樹脂硬化物層之可見光區域之光穿透率為90%以上之樹脂組成物；含有用於由保護部之透光性零件的表面側及遮光部形成面的外側側面側照射光的UV光照射裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置之製造方法，其中，樹脂硬化物層於25℃之儲存彈性模數為1×103~1×106Pa。
  3. 如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置之製造方法，其中，光硬化型樹脂組成物之硬化收縮率為4.0%以下。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之影像顯示裝置之製造方法，其中，樹脂硬化物層之厚度為50~200μm。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之影像顯示裝置之製造方法，其中，光硬化型樹脂組成物含有選自聚丙烯酸胺酯、聚丙烯酸異戊二烯系酯或其酯化物、萜烯系加氫樹脂以及丁二烯聚合物中1種以上之聚合物，選自丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸二環戊烯基氧乙酯以及甲基丙烯酸2-羥基丁酯中1種以上之丙烯酸酯系單體，以及光聚合起始劑。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之影像顯示裝置之製造方法，其中，影像顯示部為液晶顯示面板。
  7. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之影像顯示裝置之製造方法，其中，保護部為由丙烯酸樹脂所構成者。
  8. 如申請專利範圍第1~3項中任一項之影像顯示裝置之製造方法，其中， 保護部為由光學玻璃所構成者。
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