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JP2005173535A - 液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法 - Google Patents

液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像表示部の外郭を閉鎖された形態に取り囲むシールパターンの重なる領域を最小化できる液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一つの画像表示部513Aが形成された基板500と、前記画像表示部513Aから離隔した地点から画像表示部513Aの外郭と隣接した地点まで形成された開始パターンSTARTと、前記開始パターンSTARTに連結され前記画像表示部513Aの外郭を取り囲むメインパターンMAINと、前記メインパターンMAINに連結され前記画像表示部513Aの外郭から画像表示部513Aから離隔した地点まで形成された終了パターンENDと、を備え、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差するようにシールパターン516Aを形成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法に関し、詳しくは、画像表示部の外郭を閉鎖された形態に取り囲むシールパターンの重なる領域を最小化できる液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法に関するものである。
一般に、液晶表示装置は、マトリックス状に配列された各画素に画像情報によるデータ信号を個別に供給して、それら画素の光透過率を調節することで、所望の画像を表示できるようにした表示装置である。
よって、このような液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列される液晶表示パネルと、前記画素を駆動するための駆動回路と、を備える。
前記液晶表示パネルは、均一なセル・ギャップを維持するように合着された薄膜トランジスタアレイ基板及びカラーフィルタ基板と、それら薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とのセル・ギャップに形成された液晶層と、から構成される。前記薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とは、画像表示部の外郭に沿って形成されるシールパターンにより合着される。
前記薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して合着された液晶表示パネルには、共通電極及び画素電極が形成されて、前記液晶層に電界を印加する。即ち、共通電極に電圧を印加した状態で画素電極に印加される電圧を制御することで、各単位画素の光透過率を個別に調節することができる。このように、画素電極に印加される電圧を単位画素別に制御するために、各単位画素にはスイッチング素子として用いられる薄膜トランジスタが形成される。
前記薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板との対向する表面に配向膜を形成しラビングを施すことで、前記液晶層の液晶が一定方向に配列される。
以下、このような液晶表示装置の構成要素について、図面を参照して詳しく説明する。
図2は、液晶表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して合着された単位液晶表示パネルの概略的な平面構造を示す例示図である。
図2に示すように、液晶表示パネル100は、複数の液晶セルがマトリックス状に配列される画像表示部113と、その画像表示部113の各ゲートラインと接続されるゲートパッド部114と、各データラインと接続されるデータパッド部115と、を含んで構成される。このとき、ゲートパッド部114及びデータパッド部115は、カラーフィルタ基板102と重ならない薄膜トランジスタアレイ基板101の縁部領域に形成され、ゲートパッド部114は、ゲートドライバ集積回路から供給される走査信号を画像表示部113の各ゲートラインに供給し、データパッド部115は、データドライバ集積回路から供給される画像情報を画像表示部113の各データラインに供給する。
前記薄膜トランジスタアレイ基板101には、画像情報が印加される各データラインと走査信号が印加される各ゲートラインとが互いに垂直に交差して配置され、その交差部に液晶セルをスイッチングするための薄膜トランジスタと、その薄膜トランジスタに接続されて液晶セルを駆動する画素電極と、が備えられる。
前記カラーフィルタ基板102には、ブラックマトリックスによりセル領域別に分離されて塗布された複数のカラーフィルタと、前記薄膜トランジスタアレイ基板101に形成された画素電極の対向電極である共通透明電極と、が備えられる。
このように構成された薄膜トランジスタアレイ基板101とカラーフィルタ基板102とは、スペーサにより所定間隔離隔するようにセル・ギャップが設けられ、前記画像表示部113の外郭に形成されたシールパターン116により合着されることで、単位液晶表示パネルを構成する。
このような単位液晶表示パネルの製作において、収率を向上させるために、一般に、大面積の母基板に複数の単位液晶表示パネルを同時に形成する方式が適用されている。従って、前記複数の液晶表示パネルが製作された母基板を切断及び加工して、大面積の母基板から各単位液晶表示パネルを分離する工程が要求される。
前記大面積の母基板から分離された単位液晶表示パネルには、液晶注入口を通して液晶を注入して、薄膜トランジスタアレイ基板101とカラーフィルタ基板102とが離隔するセル・ギャップに液晶層を形成し、その液晶注入口を密封する。
前述したように、単位液晶表示パネルを製作するためには、薄膜トランジスタアレイ基板101及びカラーフィルタ基板102を個別に形成し、それら薄膜トランジスタアレイ基板101とカラーフィルタ基板102とを均一なセル・ギャップが維持されるように合着し、単位液晶表示パネルに切断した後、液晶を注入する工程が必要になる。
特に、前記薄膜トランジスタアレイ基板101とカラーフィルタ基板102とを合着するためには、前記画像表示部113の外郭にシールパターン116を形成する工程が要求されるが、以下、シールパターン116の形成方法について図面を参照して説明する。
図3(A)及び3(B)は、シールパターンを形成するためのスクリーン印刷方法の例示図で、図示するように、複数のシールパターン216A〜216Fの形成領域が選択的に露出されるようにパターニングされたスクリーンマスク206と、前記スクリーンマスク206を通して基板200にシーラント203を選択的に供給して複数のシールパターン216A〜216Fを同時に形成するゴムローラ(squeegee)208と、が備えられている。
前記基板200に形成された複数のシールパターン216A〜216Fは、液晶層を形成するためのギャップを設け、液晶が画像表示部213A〜213Fの外部に漏洩されることを防止する。従って、複数のシールパターン216A〜216Fは、基板200の各画像表示部213A〜213Fの縁部に沿って形成され、一側が開放されて液晶注入口204A〜204Fがそれぞれ形成される。
このようなスクリーン印刷方法は、複数のシールパターン216A〜216Fの形成領域がパターニングされたスクリーンマスク206上にシーラント203を塗布し、ゴムローラ208により印刷して、基板200上に複数のシールパターン216A〜216Fを形成する段階と、前記複数のシールパターン216A〜216Fに含まれた溶媒を蒸発させてレべリングする乾燥段階と、からなる。
前記スクリーン印刷方法は、工程の利便性が優れているため普遍的に用いられているが、スクリーンマスク206の全面にシーラント203を塗布し、ゴムローラ208により印刷して、複数のシールパターン216A〜216Fを同時に形成することにより、シーラント203の消費量が多くなるという欠点がある。
また、前記スクリーンマスク206と基板200とが接触することによって、基板200上に形成された配向膜(図示せず)のラビング不良が発生し、液晶表示装置の画質が低下するという欠点がある。
従って、このようなスクリーン印刷方法の欠点を補完するために、シールディスペンシング方法が提案された。
図4は、シールパターンを形成するためのシールディスペンシング方法を例示する図で、図示するように、基板300がローディングされたテーブル310を前後左右方向に移動させながら、シーラントが充填された複数のシリンジ301A〜301Cに所定圧力を印加することで、基板300上に形成された各画像表示部313A〜313Fの縁部に沿ってシールパターン316A〜316Fを形成する。このとき、シールパターン316A〜316Fは、画像表示部313A〜313Fの行単位で順次形成され、一側が開放されて液晶注入口304A〜304Fがそれぞれ形成される。
前記シールディスペンシング方法は、シールパターン316A〜316Fの形成領域のみに選択的にシーラントを供給することでシーラントの消費量を減少させ、且つ、シリンジ301A〜301Cと画像表示部313A〜313Fとが互いに接触しないようにすることで、配向膜(図示せず)のラビング不良を防止して液晶表示装置の画質を向上させる。
一方、前記スクリーン印刷方法またはシールディスペンシング方法により形成されるシールパターン216A〜216F、316A〜316Fの一側は、液晶注入口204A〜204F、304A〜304Fが設けられるように開放されるが、これは、液晶表示パネルに液晶層を形成する方式、即ち、真空注入方式と滴下方式とによって異なる。
まず、前記真空注入方式は、大面積の母基板から分離された単位液晶表示パネルの液晶注入口を、所定の真空が設定されたチャンバ内で液晶が充填された容器に浸液した後に真空の程度を変化させることで、液晶表示パネルの内部と外部との圧力差により液晶を液晶表示パネルの内部に注入させる方式であって、このように液晶が液晶表示パネルの内部に充填されると、液晶注入口を密封して液晶表示パネルの液晶層を形成する。
従って、液晶表示パネルに真空注入方式により液晶層を形成する場合は、シールパターン216A〜216F、316A〜316Fを、図3(a)及び図4に示すように、一部が開放されるようにして液晶注入口204A〜204F、304A〜304Fを形成すべきである。
しかし、このような真空注入方式には、次のような問題点がある。
第一に、液晶表示パネルに液晶を充填するのに必要な時間が長いため、液晶表示パネルの製作に多くの時間がかかり生産性が低下するという問題がある。また、液晶表示パネルが大型化するほど液晶の充填に必要な時間が更に長くなり、液晶の充填不良が発生して、結果的に液晶表示パネルの大型化に対応することができないという問題点がある。
第二に、液晶の消耗量が多い。一般に、容器に充填された液晶量に比べて実際に液晶表示パネルに注入される液晶量は非常に少なく、液晶が大気や特定ガスに露出されると、ガスと反応して劣化する。従って、容器に充填された液晶が複数の液晶表示パネルに充填されるとしても、充填後に残留する多量の液晶を廃棄しなければならず、このように高価な液晶が廃棄されることによって、結果的に液晶表示パネルの単価を上昇させ、製品の価格競争力を弱化させる要因となる。
このような真空注入方式の問題点を克服するために、最近、滴下方式が適用されている。
前記滴下方式は、複数の薄膜トランジスタアレイ基板が製作される大面積の第1母基板または複数のカラーフィルタ基板が製作される大面積の第2母基板の画像表示領域内に液晶を滴下及び分配し、前記第1及び第2母基板を合着する圧力により液晶を画像表示領域全体に均一に分布させることで、液晶層を形成する方式である。
前記滴下方式は、真空注入方式に比べて短時間に液晶を形成することができ、液晶表示パネルが大型化する場合も液晶層を非常に迅速に形成することができる。
また、基板上に液晶を必要な量のみ滴下するため、真空注入方式のように、高価な液晶の廃棄による液晶表示パネルの単価の上昇を防止し、製品の価格競争力を強化させる。
一方、液晶表示パネルに滴下方式により液晶層を形成する場合は、液晶が外部から充填されることなく基板上に直接滴下されるので、図5の例示図に示すように、基板400上に形成された画像表示部413A〜413Fの外郭を取り囲むシールパターン416A〜416Fは、開始点STARTと終了点ENDとが一致する閉鎖されたパターンに形成されることで、画像表示部413A〜413Fの外部に液晶が漏洩されることを防止する。このとき、シールパターン416A〜416Fの開始点STARTと終了点ENDとが一致しないことを防止するために、シールパターン416A〜416Fの開始点STARTと終了点ENDとは所定部分重なるように形成される。
従って、前述したシールディスペンシング方法により、開始点STARTと終了点ENDとが所定部分重なるようにシールパターン416A〜416Fを形成する場合、そのシールパターン416A〜416Fの開始点STARTと終了点ENDとが重なる領域OVERLAPは、他の領域に比べてシーラントが過度に分布する。
前記シールパターン416A〜416Fの開始点STARTと終了点ENDとが重なる領域に過度に分布するシーラントは、液晶表示パネルを合着させる後続工程で、合着圧力により画像表示部413A〜413Fの内部及び外部に拡散されてしまう。
このように前記画像表示部413A〜413Fの内部に拡散されたシーラントは、液晶を汚染して液晶表示装置の画質不良を発生させ、これにより、液晶表示装置の収率を低下させるという問題点がある。
また、前記画像表示部413A〜413Fの外部に拡散されたシーラントは、大型の母基板上に製作された複数の単位液晶表示パネルを切断する切断線まで浸透することによって、複数の液晶表示パネルを個別的な単位液晶表示パネルに切断する後続工程を阻害して、液晶表示装置の生産性を低下させるという問題点がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、画像表示部の外郭を閉鎖された形態に取り囲むシールパターンの重なる領域を最小化できる液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造は、少なくとも一つの画像表示部が形成された基板上の画像表示部が形成されていない領域から画像表示部の外郭まで形成された開始パターンと、前記開始パターンに連結され前記画像表示部の外郭を取り囲むメインパターンと、前記メインパターンに連結され前記画像表示部の外郭から前記基板上の画像表示部が形成されていない領域まで形成された終了パターンと、を備えて構成され、前記開始パターンとメインパターンとの連結部と前記メインパターンと終了パターンとの連結部が交差することを特徴とする。
また、本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン形成方法は、少なくとも一つの画像表示部が形成された基板を提供する段階と、前記画像表示部を取り囲むシールパターンを提供する段階と、を含み、前記シールパターンは、前記画像表示部の外部に形成された開始部及び終了部と、前記画像表示部の開始部と終了部間に形成されたメイン部と、から構成されることを特徴とする。
前記シールパターンを提供する段階は、前記画像表示部の外部にラウンド状の開始部を形成する段階と、前記開始部と接触し前記画像表示部の外郭を取り囲むメイン部を形成する段階と、前記メイン部と接触し前記画像表示部の外部にラウンド状に形成され、前記開始部と重なる終了部を形成する段階と、を含むことができる。
本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法においては、画像表示部の外郭を閉鎖された形態に取り囲むシールパターンの重なる領域を最小化することにより、シールパターンの重なる領域にシーラントが過度に分布することを防止できるようになる。
従って、シールパターンの重なる領域にシーラントが過度に分布する場合、第1、第2母基板を合着させる後続工程で、合着圧力により過度に分布するシーラントが画像表示部の内部に拡散されて液晶を汚染させることを防止することで、液晶表示装置の画質不良を防止し、よって、液晶表示装置の収率を向上させるという効果がある。
また、シールパターンの重なる領域にシーラントが過度に分布する場合、第1、第2母基板を合着させる後続工程で、合着圧力により過度に分布するシーラントが画像表示部の外部に拡散されて、第1、第2母基板上に製作された複数の単位液晶表示パネルを切断する切断線まで浸透して後続工程を阻害することを防止することで、液晶表示装置の生産性を向上させるという効果がある。
以下、本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造及びその形成方法の最良の実施形態について、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造を示す例示図である。
図1に示すように、基板500上には、複数の画像表示部513A〜513Fが形成され、それら画像表示部513A〜513Fの外郭を取り囲むシールパターン516A〜516Fが形成される。
前記基板500としては、複数の薄膜トランジスタアレイ基板が製作された大面積のガラス材の第1母基板、または複数のカラーフィルタ基板が製作された大面積のガラス材の第2母基板を適用することができる。
前記第1母基板または第2母基板上には液晶が滴下され、このとき、液晶は、シールパターン516A〜516Fが形成された第1母基板または第2母基板に滴下することができ、シールパターン516A〜516Fが形成されていない第1母基板または第2母基板に滴下することもできる。
このように第1母基板または第2母基板に液晶を滴下し、シールパターン516A〜516Fを形成した後は、第1母基板と第2母基板とを合着し、切断及び加工して単位液晶表示パネルを分離させる工程を進行する。
一方、前記シールパターン516A〜516Fを熱硬化性シーラントにより形成する場合は、前記第1母基板と第2母基板とを真空合着して熱硬化させるとき、シーラントが流れて滴下された液晶が汚染される恐れがある。従って、前記シールパターンは、紫外線硬化性シーラントを適用するか、または紫外線硬化性シーラントと熱硬化性シーラントとが混合されたシーラントを適用する。
前記シールパターン516A〜516Fは、図1の部分拡大図に示すように、基板500上の画像表示部513Aが形成されていないダミー領域から画像表示部513Aの外郭まで形成された開始パターンSTARTと、前記開始パターンSTARTに連結され前記画像表示部513Aの外郭を取り囲むメインパターンMAINと、前記メインパターンMAINに連結され前記画像表示部513Aの外郭から前記基板500上の画像表示部513Aが形成されていないダミー領域まで形成された終了パターンENDと、から構成され、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部は交差する。
前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差する領域CROSSを最小化するために、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINと、及び前記メインパターンMAINと終了パターンENDとは、それぞれラウンド状に連結することができる。
前記開始パターンSTARTと終了パターンENDとは、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差する領域CROSSから離れるに従って次第に遠ざかり、所定部分からは互いに平行になるように形成することができる。
前記開始パターンSTARTと終了パターンENDとは、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差する領域CROSSから離れるに従って次第に遠ざかり、所定部分からは一定の距離になるか次第に近づくように形成することもできる。
前記開始パターンSTARTと終了パターンENDとは、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差する領域CROSSから分岐し、開始パターンSTARTの端部と終了パターンENDの端部とが互いに一致するように形成することもできる。
前記開始パターンSTART及び終了パターンENDは、前記画像表示部513Aが形成されていない基板500のダミー領域のいずれの個所にも形成することができる。
また、前記シールパターン516A〜516Fの外郭領域にダミーシールパターンを更に形成して、前記シールパターン516A〜516Fを保護することができる。
前述したように、本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造は、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差することにより、画像表示部513A〜513Fの外郭を閉鎖された形態に取り囲むシールパターン516A〜516Fの重なる領域を最小化する。
従って、前記開始パターンSTARTとメインパターンMAINとの連結部と前記メインパターンMAINと終了パターンENDとの連結部が交差する領域CROSSにシーラントが過度に分布することを防止することができる。
本発明に係る液晶表示パネルのシールパターン構造を示す例示図である。 液晶表示装置の薄膜トランジスタアレイ基板とカラーフィルタ基板とが対向して合着された単位液晶表示パネルの概略的な平面構造を示す例示図である。 (A)及び(B)は、シールパターンを形成するためのスクリーン印刷方法の例示図である。 シールパターンを形成するためのシールディスペンシング方法の例示図である。 液晶表示パネルに滴下方式により液晶層を形成する場合に形成されるシールパターンを示す例示図である。
符号の説明
500 基板
513A〜513F 画像表示部
516A〜516F シールパターン
START 開始パターン
MAIN メインパターン
END 終了パターン
CROSS 開始パターンとメインパターンとの連結部とメインパターンと終了パターンとの連結部が交差する領域

Claims (19)

  1. 少なくとも一つの画像表示部が形成された基板と、
    前記画像表示部から離隔した地点から画像表示部の外郭と隣接した地点まで形成された開始パターンと、
    前記開始パターンに連結され前記画像表示部の外郭を取り囲むメインパターンと、
    前記メインパターンに連結され前記画像表示部の外郭から画像表示部から離隔した地点まで形成された終了パターンと、を備えて構成され、
    前記開始パターンとメインパターンとの連結部と前記メインパターンと終了パターンとの連結部が交差することを特徴とする液晶表示パネルのシールパターン構造。
  2. 前記基板は、複数の薄膜トランジスタアレイ基板を有する大面積の第1母基板、及び複数のカラーフィルタ基板を有する大面積の第2基板のいずれかであることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  3. 前記基板上の画像表示部内に液晶が滴下されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  4. 前記基板と合着される別の基板を更に備えることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  5. 前記別の基板上に液晶が滴下されることを特徴とする請求項4記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  6. 前記開始パターン、メインパターン及び終了パターンは、紫外線硬化性シーラントにより形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  7. 前記開始パターン、メインパターン及び終了パターンは、紫外線硬化性シーラントと熱硬化性シーラントとが混合されたシーラントにより形成されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  8. 前記開始パターンとメインパターンと、及び前記メインパターンと終了パターンとは、ラウンド状に連結されることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  9. 前記開始パターンと終了パターンとは、実質的に互いに平行に形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  10. 前記開始パターンと終了パターンとは、実質的に互いに対称的に形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  11. 前記開始パターンと終了パターン間の距離は、前記開始パターンとメインパターンとの連結部と前記メインパターンと終了パターンとの連結部が交差する領域から離れるに従って次第に遠ざかることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  12. 前記開始パターンと終了パターン間の距離は、一定の距離に到達するまで、前記開始パターンとメインパターンとの連結部と前記メインパターンと終了パターンとの連結部が交差する領域から離れるに従って次第に遠ざかることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  13. 前記開始パターンと終了パターンとは、前記開始パターンとメインパターンとの連結部と前記メインパターンと終了パターンとの連結部が交差する領域から分岐し、前記開始パターンの端部と終了パターンの端部とが互いに一致するように形成されていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネルのシールパターン構造。
  14. 少なくとも一つの画像表示部が形成された基板を提供する段階と、
    前記画像表示部を取り囲むシールパターンを提供する段階と、を含み、
    前記シールパターンは、前記画像表示部の外部に形成された開始部及び終了部と、前記画像表示部の開始部と終了部間に形成されたメイン部と、から構成されることを特徴とする液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
  15. 前記シールパターンを提供する段階は、
    前記画像表示部の外部にラウンド状の開始部を形成する段階と、
    前記開始部と接触し前記画像表示部の外郭を取り囲むメイン部を形成する段階と、
    前記メイン部と接触し前記画像表示部の外部にラウンド状に形成され、前記開始部と重なる終了部を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項14記載の液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
  16. 前記開始部と終了部とは、実質的に互いに平行に形成されていることを特徴とする請求項14記載の液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
  17. 前記開始部と終了部とは、実質的に互いに対称的に形成されていることを特徴とする請求項14記載の液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
  18. 前記開始部と終了部間の距離は、前記開始部と終了部とが重なる領域から離れるに従って次第に遠ざかることを特徴とする請求項14記載の液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
  19. 前記開始部と終了部間の距離は、一定の距離に到達するまで、前記開始部と終了部とが重なる領域から離れるに従って次第に遠ざかることを特徴とする請求項14記載の液晶表示パネルのシールパターン形成方法。
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