KR100740150B1 - 플라즈마 디스플레이 장치 - Google Patents

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김원순
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권오훈
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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 서스테인 기간에 제1 전극 및 제2 전극으로 인가되는 서스테인 펄스 및 상기 서스테인 펄스는 에너지회수(ER)기간 또는 하이레벨유지기간에 의해 서로 상이한 것 중 적어도 2 이상이 모여 패턴을 이루고, 적어도 하나 이상의 상기 패턴이 조합되어 반복인가되도록 하는 구동부를 포함하여, 다양한 패턴으로 ER 상승 타임(ER_up)을 교번적으로 반복 인가 함으로써 에너지 효율 및 서스테인 전압마진, 휘도특성을 개선할 수 있다.
플라즈마 디스플레이 패널, 서스테인 펄스, ER 상승/하강 타임

Description

플라즈마 디스플레이 장치 {Plasma display panel device}
도 1은 종래의 3 전극 교류 면방전형 플라즈마 디스플레이 패널의 기본적인 셀구조를 나타내는 도면.
도 2는 한 프레임동안의 서브필드를 나타내는 도면.
도 3은 종래의 서스테인 펄스와 ER 상승 시간(ER_up)을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ER 상승 시간을 나태내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 서스테인 펄스를 나타내는 도면.
도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 하나의 전극으로 인가되는 서스테인 펄스를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 패턴으로 인가되는 서스테인 펄스를 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
ER_up : ER 상승 타임 Sus : 서스테인 펄스
ER_down : ER 하강 타임 Sus_up : 하이레벨 유지구간
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP)의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는데 있어서 ER_Time을 가변 시킴으로써 방전효율이 개선되고, 소비전력이 합리적으로 되는 플라즈마 디스플레이 장치 및 방법에 관한 것이다.
플라즈마 디스플레이 패널은 가스 방전 시에 발생하는 플라즈마로부터 나오는 빛을 이용하여 문자 또는 그래픽을 표시하는 장치로서, 플라즈마 디스플레이 패널의 방전공간에 설치된 두 전극에 소정의 전압을 인가하여 방전을 일으키고, 이 플라즈마 방전 시 발생되는 자외선에 의해 소정의 패턴으로 형성된 형광체층을 여기 시켜 화상을 형성한다.
도 1 는 일반적으로 널리 쓰이는 교류형 면방전 플라즈마 디스플레이 패널의 기본 셀 구조를 나타내고 있다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널은 기본적으로 상판(10)과 하판(20)을 형성하는 2장의 평면 유리위에 필요한 몇가지의 막을 입힌후, 이들을 서로 붙임으로서 완성되는 디스플레이 장치이다.
상판의 유리기판(11)에는 스캔 전극(12) 및 서스테인 전극(13)이 설치되며, 상기 스캔 및 서스테인 전극의 상단에 유전체층(14) 및 유전체 보호막(15)이 차례로 형성된다.
하판의 유리기판(21)의 상측에는 데이터 신호를 전달하는 어드레스(address)전극(22)이 형성되며 어드레스 전극의 상단에 유전체층(23)이 형성한다, 형성된 유전체층(23)의 상단에는 방전공간을 구획하는 격벽(24)이 차례로 구비된다. 상기 방전공간에는 형광체(25)가 도포 되어 있다.
방전공간에는 주성분인 네온과 크세논을 혼합한 가스가 충전되어 있고, 형광체(25)는 방전 시 크세논이 발하는 진공 자외선에 의해 여기되어 발광한다.
플라즈마 디스플레이 패널은 화상의 계조를 구현하기 위하여, 한 프레임을 발광횟수가 다른 여러 서브필드로 나누어 시분할 구동하게 된다. 각 서브필드는 전화면을 초기화시키기 위한 리셋기간과 주사라인을 선택하고 선택된 주사라인에서 방전셀을 선택하기 위한 어드레스 기간과 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 기간으로 나뉘어진다.
예를 들어 256 계조로 화상을 표시하고자 하는 경우에 도 2과 같이 1/60초에 해당하는 프레임 기간(16.67m)은 복수 개의 서브필드들(SF1~SF8)로 나누어지게 된다. 8 개의 서브필드를 사용하여 계조를 표현하는 경우, 상기 서브필드 각각은 상기한 바와 같이 리셋 기간, 어드레스 기간 및 서스테인 기간으로 나누어지게 된다.
각 서브필드의 초기화 기간과 어드레스 기간은 각 서브필드마다 동일한 반면에 서스테인 기간과 그에 할당되는 서스테인 펄스의 수는 각 서브필드에서
Figure 112005050116215-pat00001
(n=0,1,2,3,4,5,6,7,8)의 비율로 증가된다. 즉 256 계조를 표시하기 위하여 방전횟수에 따라 계조를 구현하는 서스테인 구간이 각 서브필드마다 상이하게 되어 각 서브필드는 화상의 계조를 표현할 수 있고, 이러한 서브필드의 조합으로 영상 프레임이 표시된다.
도 3 은 서스테인 기간중 인가되는 서스테인 펄스의 1period를 세부적으로 나타낸 파형도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 서스테인 펄스의 ER 상승 시간(ER_up)과 ER 하강 시간(ER_down)이 640ns로 형성되어 있다. 일반적으로 하이레벨 유지기간(Sus_up)은 1300ns로 되어있다. 이와같이 종래에는 한 서스테인 기간동안 인가되는 서스테인 파형이 고정되어 있으므로 PDP 구동 효율이 떨어질 수 있고, 디스플레이되는 화상의 휘도표현도 제한될 수 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,서로 다른 패턴의 서스테인 파형을 인가할 수 있도록 하는 구동부를 가지는 플라즈마 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
서스테인 기간에 스캔 전극 또는 서스테인 전극으로 인가되는 서스테인 펄스는, 에너지회수(ER) 상승 구간 및 에너지회수(ER) 하강 구간으로 나누어지는 에너지회수(ER)구간; 및 서스테인 전압을 유지하는 하이레벨 유지구간을 포함하고, 상기 서스테인 펄스는 상기 ER 상승 타임에 따라 하나의 패턴을 이루며, 서로 다른 상기 패턴이 적어도 2 이상 조합되어 반복 인가되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 서스테인 구동부는 스캔전극과 서스테인 전극으로 서로 다른 패턴을 갖는 서스테인 펄스가 반복인가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서스테인 구동부는 동일한 전극으로 하나 이상의 패턴을 가지는 두쌍이상의 서스테인 펄스가 반복인가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 패턴은 서스테인 펄스의 ER 상승타임, ER 하강타임 또는 하이레벨 유지구간이 서로 다른 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도4 은 본 발명의 스캔(Y) 및 서스테인(Z) 전극에 인가되는 서스테인 펄스를 나타낸 파형도이고, 도 5 는 본 발명의 서스테인 펄스의 실시예가 도시된 도이고, 도 6 는 본 발명의 하나의 전극으로 인가되는 서스테인 펄스의 실시예가 도시된 도이고, 도 7 은 본 발명의 다양한 패턴의 서스테인 펄스의 실시예가 도시된 도이다.
플라즈마 디스플레이 패널에 화상을 표시하기 위해서는 하나의 프레임을 다수개의 서브필드로 나누어 시분할 구동한다. 상기 서브필드는 각각 방전셀을 초기화 시키는 리셋 기간, 영상 데이터에 따라 온(On)셀을 결정하는 어드레스 기간, 서스테인 방전을 통하여 화상을 표시하는 서스테인 기간으로 이루어진다.
상기 서스테인 기간 동안에는 플라즈마 디스플레이 패널에 구비되는 스캔 전극(Y) 또는 서스테인 전극(Z)으로 교번되게 서스테인 펄스를 인가하고, 상기 서스테인 펄스가 인가됨에 따라 상기 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)간 서스테인 방전이 발생하여 계조가 표현된다.
일반적으로, 상기 서스테인 펄스는 저전위 서스테인 전압으로부터 고전위 서스테인 전압까지 상승하는 ER 상승 구간(ER_up)과 고전위 서스테인 전압을 유지하 는 하이레벨 유지 구간(Sus_up)과 고전위 서스테인 전압으로부터 저전위 서스테인 전압까지 하강하는 ER 하강 구간(ER_down)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 ER 상승 시간(ER_up)이 길어지면 플라즈마 디스플레이 패널을 구동하는 구동 회로의 에너지 회수율이 높아지지만 서스테인 전압 마진이 감소한다.
반대로 상기 ER 상승 시간(ER_up)이 짧아지면 서스테인 방전에 의한 휘도 특성이 좋아지지만 에너지 회수율이 저하된다.
따라서, 하나의 서브필드 기간동안 인가되는 서스테인 펄스의 ER 상승 구간(ER_up) 또는/및 ER 하강 시간(ER_down)을 가변하면 상기 에너지 회수율을 높이면서 최적의 휘도 특성을 확보할 수 있게 된다.
이를 위하여 본 발명의 플라즈마 디스플레이 장치는 서로 다른 패턴을 가지는 적어도 두쌍 이상의 서스테인 펄스를 반복 인가하는 서스테인 구동부를 포함하여 구성된다. 상기 서스테인 구동부의 도면은 본 명세서에서는 미도시 하였다.
상기 서스테인 구동부는 상기 스캔 전극(Y) 또는 서스테인 전극(Z)으로 인가되는 서스테인 펄스의 ER 상승 시간(ER_up) 또는 ER 하강 시간(ER_down) 또는 하이레벨 유지 구간(Sus_up)을 가변하여 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성을 확보하면서 에너지 회수율을 높일 수 있게 된다.
특히, 플라즈마 디스플레이 패널은 특성에 따라 에너지 회수율과 서스테인 전압 마진 확보를 위한 ER 상승/하강 시간(ER_up, ER_down)이 다르기 때문에 상기와 같은 서스테인 구동부를 사용하면 플라즈마 디스플레이 패널 특성에 따라 적절 한 ER 상승 시간(ER_up) 또는 ER 하강 시간(ER_down)을 가지는 서스테인 펄스를 인가할 수 있다.
상기 서스테인 구동부는 ER 상승 시간(ER_up)을 350ns 내지 800ns 이내가 되도록 한다.
상기 ER 상승 시간(ER_up)이 너무 짧아지면 에너지 회수에 의한 전압 상승분이 너무 작아져 에너지 회수 후 서스테인 전압을 인가하면 갑작스러운 전위 변화가 생기게 되어 서스테인 펄스가 순간적으로 서스테인 전압보다 상승하는 파형을 형성할 수 있다.
반대로 상기 ER 상승 시간(ER_up)이 길어진다 하더라도 에너지 회수에 의해 형성되는 전압은 한정되어 있으므로 상기 ER 상승 시간(ER_up)이 너무 길어질 필요는 없다. 통상적으로 800ns 이내에 에너지 회수가 완료되므로 상기 ER 상승 시간(ER_up)은 800ns를 넘지 않도록 한다.
이와 같이 ER 하강 시간(ER_down)도 350ns 내지 800ns 이내가 되도록 한다. ER 하강 시간(ER_down)이 너무 짧으면 에너지 회수가 충분하게 이루어지지 않고, 에너지 회수에 의해 회수되는 전압이 한정되므로 ER 하강 시간(ER_down)이 800ns 이상으로 길어질 필요는 없다.
상기 서스테인 구동부는 하이레벨 유지 구간(Sus_up)이 400ns 내지 3us 이내가 되도록 한다. 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)동안에는 고전위 서스테인 전압이 인가되고 이때 방전이 발생하므로 최소 400ns 이상 고전위 서스테인 전압을 인가하여 방전을 유지시켜야한다. 만일, 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)이 400ns 이하가 되면 방전셀 내부에 벽전압이 미약하여 방전의 유지가 어렵다.
따라서 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)이 길어질수록 방전이 유지되는 시간이 길어지므로 안정적인 서스테인 방전을 수행할 수 있지만, 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)이 너무 길어지면 하나의 서브필드 동안 인가되는 서스테인 펄스의 개수가 감소되어야 하므로 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)은 3us를 넘지 않도록 한다.
즉, 상기 하이레벨 유지 구간(Sus_up)의 길이가 너무 길어지면 서스테인 펄스의 주기가 길어지므로 하나의 서브필드 기간동안 인가될 수 있는 서스테인 펄스가 제한되어 다양한 계조 표현이 어려워질 수 있다.
상기 서스테인 구동부는 상기 스캔 전극(Y) 또는 서스테인 전극(Z)으로 인가되는 서스테인 펄스의 패턴을 동일하게 형성할 수도 있고 각기 다른 패턴을 가지는 서스테인 펄스를 상기 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)으로 반복 인가 할 수 있다.
즉, 도 4 에 도시된 바와 같이 서스테인 구동부는 상기 스캔 전극(Y) 또는 서스테인 전극(Z)으로 A 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 B 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 2 서스테인 펄스(Sus2)를 반복하여 인가할 수 있다. 여기서 A, B, C 는 ER 상승시간을 나타낸다.
상기와 같이 A 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 B 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 2 서스테인 펄스(Sus2)를 반복하여 인가하면 에너지 회수율을 높이면서 적절한 휘도를 확보할 수 있게 된다.
상기 제 1 서스테인 펄스(Sus1)가 인가되면 ER 상승 시간(A)이 짧기 때문에 휘도 특성을 개선할 수 있고, 제 2 서스테인 펄스(Sus2)가 인가되면 에너지 회수율을 개선할 수 있게 된다.
이와 같이, 상기 서스테인 구동부는 적어도 두 개 이상의 상이한 패턴을 가지는 서스테인 펄스를 반복 인가함에 따라 플라즈마 디스플레이 패널의 에너지 회수율과 휘도 특성을 동시에 개선할 수 있게 된다.
또한 도 5 에 도시된 것과 같이 상기 서스테인 구동부는 상기 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)으로 서로 다른 패턴의 서스테인 펄스를 인가할 수 있다.
예를 들어, 상기 서스테인 전극(Z)으로는 A 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 B 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 2 서스테인 펄스(Sus2)를 반복인가하고 상기 스캔 전극(Z)으로는 상기 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 상기 제 2 서스테인 펄스(Sus2) 인가 후에 C 의 ER 상승 시간(ER_up)을 가지는 제 3 서스테인 펄스(Sus3)을 인가하는 패턴으로 서스테인 펄스를 인가할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 2 서스테인 펄스(Sus1, Sus2) 인가후에 제 3 서스테인 펄스(Sus3)을 인가하면 서스테인 전압 마진을 확보할 수 있게 된다.
즉, 상기 제 2 서스테인 펄스(Sus2)의 ER 상승 시간(B)이 길어 서스테인 전압 마진이 부족하여 강방전 등에 의하여 점멸이 발생할 수 있으므로, 상기 제 2 서스테인 펄스(Sus2)보다 ER 상승 시간이 짧은 제 3 서스테인 펄스(Sus3)를 인가하면 서스테인 전압 마진을 확보하면서 점멸 현상이 발생되는 것을 줄일 수 있다.
상기 서스테인 구동부에서 형성 가능한 서스테인 펄스의 패턴은 다양하게 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 제 2 서스테인 펄스(Sus2)를 인가하고, 이후에는 상기 제 1 서스테인 펄스(Sus1)와 제 3 서스테인 펄스(Sus3)를 인가하여 서스테인 펄스의 패턴을 구성할 수 있다.
이 경우, 상기 서스테인 구동부는 제 1 서스테인 펄스(Sus1), 제 2 서스테인 펄스(Sus2), 제 1 서스테인 펄스(Sus1), 제 3 서스테인 펄스(Sus3)로 이루어지는 패턴을 형성하고, 상기 패턴을 반복 인가한다.
이와 같이, 기본적으로는 ER 상승 시간이 짧은 서스테인 펄스와 ER 상승 시간이 긴 서스테인 펄스를 사용하고, 패널 특성에 따라 상기 서스테인 펄스의 중간 정도의 ER 상승 시간을 가지는 서스테인 펄스를 추가로 사용할 수 있다.
상기 ER 상승 시간을 플라즈마 디스플레이 패널의 특성에 따라 적절히 중간 정도의 ER 상승 시간을 가지는 서스테인 펄스를 추가하여 준다면 에너지 효율성 확보를 위해 ER 상승 시간의 연장으로 인해 떨어졌던 서스테인 전압마진을 회복 할수 있게 된다.
또한 상기 서스테인 구동부는 ER 상승 시간뿐만 아니라 ER 하강 시간과 하이레벨 유지구간을 적절히 가변하여 서스테인 펄스의 패턴을 형성할 수 있다.
상기 ER 상승 시간뿐만 아니라 ER 하강 시간을 가변하여 구동하면 에너지 회수율을 더욱 높일 수 있고, 상기 하이레벨 유지구간을 가변함으로써 서스테인 방전 유지 시간을 조절하여 계조 표현의 다양성도 확보할 수 있다.
일반적으로 플라즈마 디스플레이 패널의 효율은 화면의 로드가 큰 경우에 영향을 많이 받고, 휘도 특성은 화면 로드가 작은 경우에 영향을 주로 받는다.
따라서 플라즈마 디스플레이 패널의 화면 로드가 크거나, APL이 큰 경우에는 550ns 이상의 ER 상승 시간(ER_up) 또는/ 및 ER 하강 시간(ER_down)을 가지는 서스테인 펄스를 주로 사용하여 서스테인 펄스 패턴을 형성하면 플라즈마 디스플레이 패널의 효율을 높일 수 있다.
반대로 플라즈마 디스플레이 패널의 화면 로드가 작거나 APL이 작은 경우에는 600ns 이하의 ER 상승 시간(ER_up) 또는/ 및 ER 하강 시간(ER_down)을 가지는 서스테인 펄스를 주로 사용하여 서스테인 펄스 패턴을 형성하면 플라즈마 디스플레이 패널의 휘도 특성을 높일 수 있다.
따라서 본 발명에 의해 ER 상승 타임(ER_up), 하이레벨 유지 구간(Sus_up), ER 하강 타임(ER_down)이 각기 다양한 서스테인 펄스를 마련하여 PDP의 특성에 따라 적절히 조합하여 상기 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)으로 반복 인가 할 수 있다.
예를 들어, 도 7a 에 도시된 것과 같이 6가지 패턴(Sus_A, Sus_B, Sus_C, Sus_D, Sus_E, Sus_F)의 서스테인 펄스들이 마련되어있다. 여기서
Figure 112005050116215-pat00002
는 하이레베 유지구간의 인가시간을 나타내고 그 크기는 (
Figure 112005050116215-pat00003
>
Figure 112005050116215-pat00004
>
Figure 112005050116215-pat00005
) 의 순이다. 또한,
Figure 112005050116215-pat00006
는 ER 상승시간을 나타내며 그 크기는 (
Figure 112005050116215-pat00007
>
Figure 112005050116215-pat00008
>
Figure 112005050116215-pat00009
) 의 순이고,
Figure 112005050116215-pat00010
는 ER 하강시간을 나타내며 크기는 (
Figure 112005050116215-pat00011
>
Figure 112005050116215-pat00012
>
Figure 112005050116215-pat00013
)의 순서이다. 패널의 특성이 에너지 효율이 더 요구되어 질 경우 ER 상승/하강 시간(ER_up, ER_down)이 높은 펄스를 선택하고 그로 인하여 떨어진 서스테인 전압 마진을 유지하기 위하여 적절히 중간정도의 ER 상승/하강 시간(ER_up, ER_down)을 갖는 서스테인 펄스를 조합하여 반복 인가 할수 있다.
즉, 도 7b에 한 예로 Sus_B + Sus_C 와 같은 조합이 있고 반복 인가 할수 있다. 또한, 에너지 효율과 휘도특성을 높이고 전압마진을 유지할 필요가 있는 경우에는 Sus_A + Sus_B + Sus_F의 조합으로 반복 인가 할수 있다. 이때, 스캔 전극(Y) 과 서스테인 전극(Z)에 같은 패턴을 인가한다.
그 외에 본 발명에 의하면 PDP의 특성에 맞게 스캔 전극(Y)과 서스테인 전극(Z)으로 인가해주는 패턴은 다양하게 형성할 수 있다.
또한, 도 7c에 스캔전극(Y)에 Sus_A + Sus_D 인 펄스를 교번적으로 인가해주고 서스테인 전극(Z)에 Sus_C + Sus_E + Sus_A 인 펄스를 교번적으로 인가해줄 수 있다. 이와 같이 상기 두 전극간 또는 동일한 전극으로 인가되는 서스테인 펄스를 다양한 패턴으로 반복 인가 해줌으로써 에너지 회수를 원활하게 이루이지게 하면서 동시에 휘도특성도 개선하고 서스테인 전압 마진을 유지 할수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의한 플라즈마 디스플레이 장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이 장치에 의하면 서스테인 펄스를 전극간 또는 전극내에서 다양한 패턴으로 반복 인가하게 되고 또한 여러 ER 상승타임을 교번적으로 반복 인가 하게 됨으로써 에너지 효율 및 서스테인 전압마진, 휘도특성을 개선하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 서스테인 기간에 스캔 전극 또는 서스테인 전극으로 인가되는 서스테인 펄스는, 에너지회수(ER) 상승 구간 및 에너지회수(ER) 하강 구간으로 나누어지는 에너지회수(ER)구간; 및 서스테인 전압을 유지하는 하이레벨 유지구간을 포함하고,
    상기 서스테인 펄스는 상기 ER 상승 타임에 따라 하나의 패턴을 이루며, 서로 다른 상기 패턴이 적어도 2 이상 조합되어 반복 인가되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 패턴은 ER 하강타임이 서로 다른 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3 에 있어서,
    상기 패턴은 ER 상승타임 또는 하강타임이 350ns 내지 800ns 범위 이내인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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