JP2015148640A - 表示モジュール及び表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示パネルや回路基板などの熱膨張や熱収縮によって、表示パネルと回路基板とを接続する基板の切断や基板における配線の断線などの破損を防止すること。【解決手段】表示パネル10と略水平に配置された回路基板160との間が可撓性を有する配線基板140で接続されている。配線基板140の一方の端部は表示パネル10と接続され、他方の端部は回路基板160と接続されている。配線基板140には、表示パネル10を駆動させる駆動部142が形成されており、第1可撓領域141aと第2可撓領域141bとを有する。配線基板140が表示パネル10と回路基板160に接続されている状態において、第1可撓領域141aと第2可撓領域141bが撓み、駆動部142の形成部分が表示パネル10の前面側に突出するように支持する。【選択図】図2

Description

本発明は、表示モジュール及び表示装置に関し、特に、表示パネルと回路基板とをフラットに接続、すなわち、表示パネルと回路基板の上面が略水平となるように接続する技術に関する。
下記特許文献1には、表示パネルと表示パネルの駆動を制御する回路基板とを、絶縁テープフィルムを介してフラット状に接続した表示パネルが開示されている。絶縁テープフィルムにはLSIが搭載されている。また、下記特許文献2には、半導体素子が表面側に搭載され、折り返し部が両端に形成されているフレキシブル基板が開示されている。折り返し部は、フレキシブル基板の裏面側にU字状に折り畳まれている。特許文献2では、フレキシブル基板の一端側の折り返し部が液晶パネルに接続され、液晶パネルと水平に配置されたプリント配線基板に他端側の折り返し部が接続されている。そして、フレキシブル基板上の半導体素子は、液晶パネルとプリント配線基板の上方に突出するように配置される。このような構成により、特許文献2では液晶パネルとプリント配線基板との距離を小さくして狭額縁化を図っている。
特開平7−146656号公報 特開2002−76559号公報
ところで、液晶ディスプレイなどの表示装置は、内部の温度変化によって表示パネルや回路基板などの部品が熱膨張や熱収縮する。これらの部品が熱膨張や熱収縮することにより、表示パネルと回路基板とをフラットに接続する基板に応力が生じ、基板自身が切れるなどの破損が生じる場合がある。
本発明は、表示パネルと回路基板とをフラットに接続する配線基板の破損を防止する技術を提供することを目的とする。
本発明による表示モジュールは、表示パネルと、前記表示パネルと略水平となるように配置された回路基板と、可撓性を有し、一方の端部において前記表示パネルと接続され、他方の端部において前記回路基板と接続される配線基板と、前記配線基板における前記一方の端部と前記他方の端部との間に形成され、前記表示パネルを駆動させる駆動部とを備え、前記配線基板が前記表示パネルと前記回路基板に接続された接続状態において、前記一方の端部と前記駆動部の間の前記第1可撓領域と前記他方の端部と前記駆動部の間の前記第2可撓領域とが撓み、前記配線基板における前記駆動部の形成部分が前記表示パネルの前面側に突出するように支持されている。
本発明の構成によれば、表示パネルと回路基板とをフラットに接続する配線基板の破損を防止することができる。
図1は、第1実施形態に係る表示装置の前面を表す図である。 図2は、図1におけるA−A断面を表す図である。 図3は、図1においてベゼルを取り外した図である。 図4は、第1実施形態の表示パネルと接続されている構成を表す図である。 図5は、第1実施形態のソース基板を表示パネル側にずらした図である。 図6Aは、第2実施形態に係る表示装置の断面を表す図である。 図6Bは、図6Aにおけるソースドライバが下方に反っている状態を示す図である。 図7は、第3実施形態に係る表示装置の断面を表す図である。 図8は、変形例(2)に係る表示装置の断面を表す図である。 図9は、変形例(6)に係る表示装置の断面を表す図である。
本発明の一実施形態に係る表示モジュールは、表示パネルと、前記表示パネルと略水平となるように配置された回路基板と、可撓性を有し、一方の端部において前記表示パネルと接続され、他方の端部において前記回路基板と接続される配線基板と、前記配線基板における前記一方の端部と前記他方の端部との間に形成され、前記表示パネルを駆動させる駆動部とを備え、前記配線基板が前記表示パネルと前記回路基板に接続された接続状態において、前記一方の端部と前記駆動部の間の前記第1可撓領域と前記他方の端部と前記駆動部の間の前記第2可撓領域とが撓み、前記配線基板における前記駆動部の形成部分が前記表示パネルの前面側に突出するように支持されている、としてもよい(第1の構成)。本構成によれば、表示パネルや回路基板が熱膨張や熱収縮することにより変位した場合、その変位に配線基板が追従する。その結果、配線基板自身が切れたり、配線基板に形成されている配線が断線したりするのを防止することができる。
第2の構成は、第1の構成において、前記配線基板における前記駆動部の形成部分の下方であって、前記表示パネルと前記回路基板の間にリブを備える、としてもよい。この構成によれば、リブによって駆動部の形成部分が表示パネルの背面側に突出しない。そのため、表示パネルの背面側に設けられる他の電子回路部品から発生される熱によって、駆動部が破損することを防止することができる。
第3の構成は、第2の構成において、前記リブは、前記リブの上面の位置が前記表示パネル及び前記回路基板と略水平になるように設けられている、としてもよい。
第4の構成は、第1から第3のいずれかの構成において、前記表示パネルは、前面において前記表示パネルの外縁部を覆う第1の枠体と、背面において前記表示パネルの外縁部を覆う第2の枠体によって挟持され、前記接続状態において、前記駆動部の形成部分が前記第1の枠体と接するように支持されている、としてもよい。この構成によれば、駆動部から発せられる熱を第1の枠体側へ放熱させることができる。
第5の構成は、第4の構成において、前記第1の枠体は、前記駆動部の形成部分と対応する位置において、表面が窪み、裏面が前記表示パネルの背面方向に突出した凹部が形成されており、前記接続状態において、前記駆動部の形成部分が前記凹部の裏面側と接するように支持されている、としてもよい。この構成によれば、駆動部から発せられる熱を第1の枠体側へ放熱させることができる。
第6の構成は、第2から第4のいずれかの構成において、前記リブは、前記第2の枠体と一体に形成されている、としてもよい。この構成によれば、部品数を増やすことなく駆動部の形成部分が突出する方向を制御することができる。
第7の構成は、第1から第6のいずれかの構成において、前記回路基板は、制御回路からの信号を前記配線基板に伝送し、前記駆動部は、前記回路基板からの前記信号に基づくデータ信号を前記第1接続端子を介して前記表示パネルに供給するソース回路を有する、としてもよい。
第8の構成は、第7の構成において、前記表示パネルと接続され、制御回路からの信号に基づく走査信号を前記表示パネルに供給するゲート回路基板を備える、としてもよい。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示パネルを駆動するための信号を出力する制御回路と、第1から第8のいずれかの構成とを備えるとしてもよい(第9の構成)。本構成によれば、表示パネルや回路基板が熱膨張や熱収縮することにより変位した場合、その変位に配線基板が追従する。その結果、配線基板の破損による表示不良を防止することができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
<第1実施形態>
本発明に係る実施形態を図1から図5を用いて以下説明する。図1は、本実施形態に係る表示装置の前面を表す図である。図2は、図1のA−A断面の一部を表す図である。図1及び図2に示すように、表示装置1は、表示パネル10の前面側(z軸正方向側)の外縁部が金属製のベゼル20で覆われている。表示パネル10は、図2に示すように、ガラスなどの透明な基板を有するカラーフィルタ基板10aとアクティブマトリクス基板10bとを有する。カラーフィルタ基板10aとアクティブマトリクス基板10bの間には、液晶層(図示略)が封入されている。アクティブマトリクス基板10bの液晶層側の面には薄膜トランジスタと画素電極が設けられている。薄膜トランジスタのソース電極にはソース線10s(図4)が接続されている。薄膜トランジスタのゲート電極にはゲート線10g(図4)が接続されている。カラーフィルタ基板10aは、液晶層側の面の画素電極と対向する位置に対向電極が設けられている。各画素に対応する位置にカラーフィルタが設けられている。また、カラーフィルタ基板10a及びアクティブマトリクス基板10bの液晶層とは反対側の各面側には偏光板(図示略)が設けられている。
また、アクティブマトリクス基板10bの下方には、シャーシ30に支持されたバックライト40が設けられている。バックライト40は、光源として複数のLED(Light Emitting Diode)を有している。アクティブマトリクス基板10bの背面側とカラーフィルタ基板10aの前面側には、ゴムなどの弾性部材で形成された緩衝材90が設けられている。表示パネル10は、緩衝材90を介してベゼル20(第1の枠体)とシャーシ30(第2の枠体)によって挟持されている。
次に、表示パネル10と接続されている各部について説明する。図3は、図1においてベゼル20を取り外した状態の図である。図4は、表示パネル10と接続されている構成を表すブロック図である。図3に示すように、アクティブマトリクス基板10bは、一短辺側(x軸方向)の端部にゲート線10g(図4)と接続されたゲートドライバ130が接続されている。また、この短辺に隣接する長辺側(y軸方向)の端部には、ソース線10s(図4)と接続されたソースドライバ140(配線基板の一例)が接続されている。
制御回路50は、ゲート基板150及びソース基板160と電気的に接続されている。制御回路50は、CPU(Central Processing Unit)とROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Accessing Memory)のメモリを有する。制御回路50は、入力された画像データに基づいて表示パネル10を駆動させるタイミング信号をゲート基板130に出力し、画像データを示すデータ信号をソースドライバ20に出力する。
ゲート基板150は、コンデンサ、抵抗、及びダイオード等の電子部品を実装したプリント基板である。ゲート基板150には、制御回路50と接続される外部接続端子と、各ゲートドライバ130と接続される端子(いずれも図示略)とが形成されている。また、ゲート基板150には、制御回路50からの信号を各ゲートドライバ130へ伝送するための配線(図示略)が形成されている。外部接続端子を介して制御回路50から入力されたタイミング信号は、配線及び端子を通って各ゲートドライバ130に伝送される。
ソース基板160は、表示パネル10のアクティブマトリクス基板10bと略水平となるようにシャーシ30における緩衝材90上に固定されている。ソース基板160は、コンデンサ、抵抗、及びダイオード等の電子部品を実装したプリント基板である。ソース基板160には、制御回路50と接続される外部接続端子と、各ソースドライバ140と接続される端子(いずれも図示略)が形成されている。また、ソース基板160には、制御回路50からの信号を各ソースドライバ140へ伝送するための配線(図示略)が形成されている。外部接続端子を介して制御回路50から入力されたデータ信号は、配線及び端子を通って各ソースドライバ140に伝送される。
各ゲートドライバ130は、図3に示すように、フィルム基材131の上にICチップ132が形成されている。フィルム基材131はポリイミドなどの可撓性を有する。フィルム基材131におけるアクティブマトリクス基板10bの側の端部には、アクティブマトリクス基板10bと接続される接続端子(図示略)が形成されている。フィルム基材131におけるアクティブマトリクス基板10bと反対側の端部には、ゲート基板150と接続される接続端子(図示略)が形成されている。接続端子間には、ICチップ132の入出力信号を伝送するための配線(図示略)が形成されている。ゲートドライバ130としては、TCP(Tape Carrier Package)、COF(Chip On Film)、SOF(System On Film)などが用いられる。各ゲートドライバ130の接続端子は、アクティブマトリクス基板10b及びゲート基板150の接続端子と異方性導電膜によって圧着されている。ICチップ132は、ゲート基板150から供給されるタイミング信号に応じて走査信号をゲート線10gに順次出力する。
各ソースドライバ140は、フィルム基材141の上にICチップ142(駆動部)が形成されている。フィルム基材141はポリイミドなどの可撓性を有する。フィルム基材141におけるアクティブマトリクス基板10bの側の端部には、アクティブマトリクス基板10bと接続される接続端子(図示略)が形成されている。フィルム基材141におけるアクティブマトリクス基板10bと反対側の端部には、ソース基板160と接続される接続端子(図示略)が形成されている。接続端子間には、ICチップ142の入出力信号を伝送するための配線(図示略)が形成されている。ソースドライバ140としては、TCP、COF、SOFなどが用いられる。各ソースドライバ140の接続端子は、アクティブマトリクス基板10b及びソース基板160の接続端子と異方性導電膜によって圧着されている。ICチップ142は、接続されているソース基板160から供給されるデータ信号を電圧信号に変換し、ゲートドライバ130が走査信号を出力するタイミングと合わせて電圧信号をソース線10sに出力する。
図2に示すように、各フィルム基材141は、第1可撓領域141aと第2可撓領域141bを有する。第1可撓領域141aは、ソース基板160と接続される端部からICチップ142のソース基板160側の端部までの領域である。第2可撓領域141bは、アクティブマトリクス基板10bと接続される端部からICチップ142のアクティブマトリクス基板10b側の端部までの領域である。
本実施形態では、各ソースドライバ140がアクティブマトリクス基板10bとソース基板160に接続されている状態において、第1可撓領域141aと第2可撓領域141bが湾曲して撓んでいる。そして、ICチップ142が形成されている部分と反対側のソースドライバ140の面S(以下、ICチップ142の形成部分と称する)がベゼル20と接することなく、ベゼル20の側、即ち、表示パネル10の前面側に突出するように支持される。
つまり、ソース基板160とアクティブマトリクス基板10bの間の距離よりソースドライバ140のx軸方向の長さ(第1可撓領域+第2可撓領域+ICチップ142の形成部分)が長くなるように形成されている。アクティブマトリクス基板10bに比べてソース基板160の線膨張係数は大きい。そのため、表示装置1内部の温度変化によってソース基板160やアクティブマトリクス基板10bが熱膨張・熱伸縮すると、線膨張係数の違いによってアクティブマトリクス基板10bとソース基板160の延び量、縮み量に大きな差が生じる。その結果、ソースドライバ140との接続位置が例えばy軸方向に変位する。そして、ソースドライバ140の第1可撓領域141a及び第2可撓領域141bの撓みの長さはその変位に応じて変化し、ソースドライバ140にかかる応力が吸収される。
上述した実施形態では、第1可撓領域141aと第2可撓領域141bとが湾曲し、ICチップ142の形成部分がベゼル20の側に突出するように支持されている。つまり、表示装置1は、ソース基板160と表示パネル10に対してソースドライバ140の両端部が固定されているものの、ソース基板160及び表示パネル10の変位に追従することができる構成となっている。そのため、表示装置1内部の温度変化により、ソース基板160や表示パネル10が熱膨張・熱収縮しても、ソースドライバ140にかかる応力が吸収される。その結果、ソースドライバ140自体が切れたり、配線が断線することが防止される。また、表示装置1は、ソースドライバを折り曲げずにフラットにしてソース基板と表示パネルとを接続した構成と比べて、ICチップ142が支持される位置をバックライト40から離すことができる。その結果、ICチップ142は、バックライト40の熱による影響を受けにくくなり、ICチップ142の破損が防止される。また、図2に示すソース基板160の位置を、例えば図5の破線で示すように、アクティブマトリクス基板10bの方へ移動させ、ソース基板160とアクティブマトリクス基板10bの間を短くすることが可能となる。その結果、ソース基板160とアクティブマトリクス基板10bとをフラットに接続する構造でありながら狭額縁化を図ることが可能になる。
<第2実施形態>
図6Aは、本実施形態に係る接続構造を示す図である。第1実施形態と同様、ソースドライバ140がソース基板160及びアクティブマトリクス基板10bと接続され、ICチップ142の形成部分がベゼル20の側に突出するように支持されている。
本実施形態では、ICチップ142より下方であって、ソース基板160とアクティブマトリクス基板10bの間のシャーシ30上の位置にリブ170が固定されている。リブ170は、直方体の形状を有する。リブ170の高さhは、この図におけるリブ170の上面の位置がソース基板160及びアクティブマトリクス基板10bと略水平となる高さに設定されている。
なお、ICチップ142の形成部分がベゼル20に接するように、ベゼル20とリブ170とでソースドライバ140を挟み込む必要はない。リブ170とベゼル20とでソースドライバ140を挟み込むことでソースドライバ140が固定される。その結果、ソース基板160や表示パネル10が変位してもソースドライバ140が追従することができなくなるからである。そのため、リブ170の高さは、ソース基板160及びアクティブマトリクス基板10bと略水平となる高さ以上であって、シャーシ30からベゼル20までの高さ未満であればよい。
例えば、ソースドライバ140を表示装置1に組み込む際、図6Bに示すように、ICチップ142の形成部分がベゼル20と反対側に反る場合がある。この場合、ICチップ142がバックライト40による熱の影響を受けやすくなる。リブ170が設置されることにより、ICチップ142の形成部分がベゼル20の側へ押され、フィルム基材141にかかる張力によってソースドライバ140をベゼル20の側に反らせることが可能となる。その結果、図6Bに示すような、ソース基板160及びアクティブマトリクス基板10bより下方の位置にICチップ142が配されることがなくなる。そのため、ICチップ142がバックライト40による熱の影響を受けにくくなり、ICチップ142の破損を防止することができる。
<第3実施形態>
上述した第1実施形態では、ICチップ142の形成部分がベゼル20と接しない位置で支持される例であった。本実施形態では、ICチップ142の形成部分がベゼル20と接するように支持される例について説明する。
図7は、本実施形態に係る表示装置1の断面を表す図である。図7に示すように、本実施形態では、ベゼル20aに凹部201が形成されている。凹部201は、ソースドライバ140がソース基板160とアクティブマトリクス基板10bに接続されている状態において、ICチップ142の形成部分と対向する位置で、表示パネル10の背面側に突出し、ベゼル20の表面側が窪んでいる。凹部201の表示パネル10の側に突出した面、つまり、凹部201の裏面はICチップ142の形成部分と接している。このように構成することにより、ICチップ142から発せられた熱がICチップ142の形成部分と接する凹部201に伝わり、ベゼル20の側に放熱させることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。
(1)上述した第3実施形態では、ベゼル20に凹部201が形成され、凹部201の表示パネル10側に突出した面にICチップ142の形成部分が接する例であったが、以下のようにしてもよい。例えば、図8に示すように、第1実施形態と同様のベゼル20にICチップ142の形成部分が接するようにソースドライバ140の長さを調整するようにしてもよいし、ベゼル20の高さを調整するようにしてもよい。また、ベゼル20とICチップ142の形成部分との間に放熱シートを挟むことにより高さを調整するようにしてもよい。このように構成することにより、ICチップ142から発せられた熱をICチップ142の形成部分からベゼル20の側へ放熱させることができる。
(2)上述した第2実施形態のベゼル20に替えて第3実施形態のベゼル20aを用いてもよい。また、上述した変形例(1)において、第2実施形態と同様にリブ170を配置してもよい。ソースドライバ140を表示装置1に組み込む際、ICチップ142の形成部分が図6Bに示すようにベゼル20と反対側に反ってしまうとベゼル20にICチップ142の形成部分が接触しないため、ICチップ142から発せられる熱を放熱することができない。しかし、リブ170が設置されることでベゼル20aの側にICチップ142の形成部分が押され、ベゼル20aにICチップ142の形成部分を接触させることができる。その結果、ICチップ142から発せられる熱をベゼル20aに放熱させることが可能となる。
(3)上述した第2実施形態及び変形例(2)では、シャーシ30とリブ170とが別体であったが、シャーシ30とリブ170とが一体成型されていてもよい。
(4)上述した第1から第3実施形態では、ソースドライバ140の接続構造の例を説明したが、ゲートドライバ130についても上記したソースドライバ140と同様に、ゲート基板150及びアクティブマトリクス基板10bと接続されていてもよい。
(5)上述した第1から第3実施形態では、ベゼル20,20aは金属で構成されている例であったが、所定の熱伝導率を有する絶縁性の樹脂で構成されていれば金属に限らない。また、ICチップ142の形成部分と接するベゼル20,20aの内側の面に所定の熱伝導率を有する絶縁性の放熱シートを接着し、ICチップ142から発せられる熱を放熱させるようにしてもよい。
(6)上述した第1から第3実施形態では、ICチップ142が表示面と反対側に配される例を説明したが、接続されたソースドライバ140において、ICチップ142が表示面の側に配されるように、表示パネル10とソース基板160の間を接続してもよい。図9は、本変形例に係るソースドライバ140の接続構造を表す図である。図9に示すように、フィルム基材141におけるICチップ142が形成されている側の面部分S’がベゼル20の側に突出するように接続してもよい。なお、本変形例において、ICチップ142の形成部分は、フィルム基材141においてICチップ142が形成されている面部分S’である。
図9の例ではICチップ142の形成部分がベゼル20に接していないが、ICチップ142の形成部分がベゼル20の内側の面に接するように接続してもよい。また、変形例(4)のようにゲートドライバ130において、本変形例のソースドライバ140と同様の接続構造を適用してベゼル20とICチップ132の形成部分とが接するように接続してもよい。ソースドライバ140のICチップ142の面はGND電圧であるが、ゲートドライバ130のICチップ132の面はゲートロー電圧となる。そのため、ゲートドライバ130に適用する場合には、ベゼル20とICチップ132との間に絶縁物を設けるようにしてもよい。
(7)上述した第1から第3実施形態におけるソースドライバ140とソース基板160と表示パネル10とを表示モジュールとして機能させてもよい。
(8)上述した第1から第3実施形態では、液晶型の表示装置を例に説明したが、有機EL(electroluminescence)などの表示装置であってもよい。
1…表示装置、10…表示パネル、10a…カラーフィルタ基板、10b…アクティブマトリクス基板、20,20a…ベゼル、30…シャーシ、40…バックライト、50…制御回路、90…緩衝材、130…ゲートドライバ、131,141…フィルム基材、141a…第1可撓領域、141b…第2可撓領域、132,142…ICチップ、140…ソースドライバ、150…ゲート基板、160…ソース基板、170…リブ、201…凹部

Claims (9)

  1. 表示パネルと、
    前記表示パネルと略水平となるように配置された回路基板と、
    可撓性を有し、一方の端部において前記表示パネルと接続され、他方の端部において前記回路基板と接続される配線基板と、
    前記配線基板における前記一方の端部と前記他方の端部との間に形成され、前記表示パネルを駆動させる駆動部とを備え、
    前記配線基板が前記表示パネルと前記回路基板に接続された接続状態において、前記一方の端部と前記駆動部の間の前記第1可撓領域と前記他方の端部と前記駆動部の間の前記第2可撓領域とが撓み、前記配線基板における前記駆動部の形成部分が前記表示パネルの前面側に突出するように支持されている、表示モジュール。
  2. 前記配線基板における前記駆動部の形成部分の下方であって、前記表示パネルと前記回路基板の間にリブを備える、請求項1に記載の表示モジュール。
  3. 前記リブは、前記リブの上面の位置が前記表示パネル及び前記回路基板と略水平になるように設けられている、請求項2に記載の表示モジュール。
  4. 前記表示パネルは、前面において前記表示パネルの外縁部を覆う第1の枠体と、背面において前記表示パネルの外縁部を覆う第2の枠体によって挟持され、
    前記接続状態において、前記駆動部の形成部分が前記第1の枠体と接するように支持されている、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の表示モジュール。
  5. 前記第1の枠体は、前記駆動部の形成部分と対応する位置において、表面が窪み、裏面が前記表示パネルの背面方向に突出した凹部が形成されており、
    前記接続状態において、前記駆動部の形成部分が前記凹部の裏面側と接するように支持されている、請求項4に記載の表示モジュール。
  6. 前記リブは、前記第2の枠体と一体に形成されている、請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の表示モジュール。
  7. 前記回路基板は、制御回路からの信号を前記配線基板に伝送し、
    前記駆動部は、前記回路基板からの前記信号に基づくデータ信号を前記第1接続端子を介して前記表示パネルに供給するソース回路を有する、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の表示モジュール。
  8. 前記表示パネルと接続され、制御回路からの信号に基づく走査信号を前記表示パネルに供給するゲート回路基板を備える、請求項7に記載の表示モジュール。
  9. 表示パネルを駆動するための信号を出力する制御回路と、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の表示モジュールと、
    を備える表示装置。
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