KR100844784B1 - 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR100844784B1
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Abstract

본 발명은 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 특히 배면 기판 광투과로 인한 이미지 품질저하를 방지할 수 있는 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 기판 모듈과 배면 기판 모듈 및 격벽으로 이루어지는 방전 공간이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 배면 기판 모듈이, 상기 전면 기판 모듈와 대향되게 형성된 배면 기판; 상기 배면 기판상에 형성된 어드레스 전극; 상기 어드레스 전극을 매립하는 제1 배면 유전체층; 상기 제1 배면 유전체층과 광투과 성질이 다른 유전체로 이루어진 제2 배면 유전체층; 및 상기 방전 공간 내의 격벽 및 제2 배면 유전체층을 덮고 있는 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
PDP, 유전체, 누설광, 굴절률, 전반사

Description

플라즈마 디스플레이 패널{Plasma Display Panel}
도 1은 종래기술에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 셀의 구조를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 단위 셀의 구조를 도시한 단면도.
도 3a 내지 3c는 굴절률이 다른 물질들의 경계면에서의 빛의 전반사를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명 일실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 도시한 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
61 : 전면 기판 65 : 유지 전극
66 : 전면 유전체층 67 : 보호막층
71 : 배면 기판 72 : 어드레스 전극
73 : 제1 배면 유전체층 74 : 제2 배면 유전체층
75 : 유전체층 76 : 격벽
79 : 방전 공간
본 발명은 플라스마 디스플레이 패널 및 그 배면 기판 모듈에 관한 것으로서, 특히, 배면 기판 광누설로 인한 이미지 품질저하를 방지할 수 있는 플라스마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 플라즈마 디스플레이 패널(10)의 단위 셀의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(10)은 전면 기판(21)의 동일한 면상에 일정한 폭과 높이를 가지는 한 쌍의 유지 전극(25)이 형성되어 있고, 상기 유지 전극(25) 상에 인쇄법을 이용하여 전면 유전체층(26)이 형성되어 있다. 상기 전면 유전체층(26) 상에는 보호막층(27)이 형성되어 있다.
상기 전면 기판(21)과 대향되게 설치되는 배면 기판(31) 상에는 일정한 폭과 높이를 가지는 어드레스 전극(32)이 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(32)에서 일어나는 인접한 방전 셀간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하기 위하여 격벽(36)이 형성되어 있으며, 상기 어드레스 전극(32)의 상부와 격벽(36)의 측벽에는 형광체층(35)이 형성되어 있다. 상기 배면 기판(31) 상에는 상기 어드레스 전극(32)을 보호하도록 배면 유전체층(33)이 형성되어 있다.
한편, 전면 및 배면 기판(21)(31)의 결합된 내측 공간에는 불활성 가스를 봉입하여 방전 영역(39)을 가지도록 형성되어 있다.
상기와 같은 구조에서, 상기 유지 전극(25)에 구동 전압을 인가하면, 상기 전면 유전체층(26)과 보호막층(27) 표면의 방전 영역에서 면 방전이 일어나서 자외선이 발생하게 된다. 발생된 자외선에 의하여 주위의 형광체층(35)의 형광 물질이 여기됨에 따라 칼라 표시가 이루어진다.
그런데, 종래기술에 따른 상기 구조의 경우, 상기 형광 물질의 여기에 따라 발생된 빛의 일부가 도면의 화살표와 같이 배면 기판(31)을 통해 누설될 수 밖에 없어, 누설광 만큼의 발광 효율이 떨어질 수 밖에 없었다.
상기 누설광을 차단하기 위해 현재 PDP 패널 내부에서 발생한 빛은 배면 반사막(미도시)이 차단하고 있지만 어느 정도 빛이 누설되고 있다. 따라서, 이러한 새는 빛을 다시 전면 기판쪽으로 보낼 수 있으면 PDP의 휘도 및 효율개선에 크게 도움을 줄 수 있으나, 그에 따라 제조 공정상 비용이 너무 증대되어서는 아니된다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배면 기판으로의 광 누설을 방지할 수 있는 플라스마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 저렴한 제조 비용으로 배면 기판으로의 광 누설을 방지할 수 있는 플라스마 디스플레이 패널을 제공하는데 그 심화된 목적이 있다
또한, 본 발명은 배면 기판으로의 광 누설을 방지하면서, 외광 반사를 줄일 수 있는 플라스마 디스플레이 패널을 제공하는데 다른 심화된 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 패널 배면 기판 모듈은, 배면 기판; 상기 배면 기판상에 형성된 부가 구조물; 상기 부가 구조물을 매립하는 제1 배면 유전체층; 상기 제1 배면 유전체층과 광투과 성질이 다른 유전체로 이루어진 제2 배면 유전체층; 및 구획된 방전 공간 내의 제2 배면 유전체층을 덮고 있는 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은, 전면 기판 모듈와 배면 기판 모듈 및 격벽으로 이루어지는 방전 공간이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널로서, 상기 배면 기판 모듈이, 상기 전면 기판 모듈과 대향되게 형성된 배면 기판; 상기 배면 기판상에 형성된 전극; 상기 전극을 매립하는 배면 유전체층; 상기 배면 유전체층 상에 형성되며 상기 배면 유전체층과 광투과 성질이 다른 물질로 이루어진 유전체 부가층; 및 상기 방전 공간 내의 격벽 및 유전체 부가층을 덮고 있는 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 유전체 부가층은 상기 전면 기판 모듈의 전면 유전체층의 투과 색상과 보색관계의 색으로 착색된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 배면 기판 모듈의 배면 유전체층 부분에 특징이 존재한다. 종래 기술의 경우 배면 기판과 형광체층 사이에 어드레스 전극을 매립하기 위한 단일 유전체층이 형성되는 반면, 본 발명의 경우 광투과 성 질이 다른 물질들로 이중층 구조를 가지고 있다.
상기 이중층 구조에 대한 구체적인 방안은 다음과 같다.
첫째로, 굴절률이 다른 광투과성 물질의 이중층 구조를 형성함으로써 굴절률 경계면에서의 빛의 전반사를 이용하여 배면 기판으로 누설되는 빛의 상당량을 전면기판 방향으로 반사시킬 수 있다.
둘째로, 어드레스 전극을 매립하기 위한 유전체층 상면을 덮는 유전체층을 감산혼합을 위해 착색된 광투과성 물질로 형성하여, 외광반사를 줄일 수 있다. 상기 방안의 경우 첫번째 방안의 성질을 겸하는 물질로 형성하여, 첫째 방안의 효과와 둘째 방안의 효과를 동시에 달성할 수도 있다.
상기 첫째 방안 및 둘째 방안에 있어서, 상기 이중층 중 어드레스 전극을 매립하기 위한 유전체층 상면을 덮는 층은, 유전체가 아닌 광투과성 물질로 구현될 수 있으나, 제조 공정상 비용/시간 절감 및 유전체로서의 효과를 위해 광투과성 유전체층으로 구현하는 것이 바람직하다.
셋째로, 어드레스 전극을 매립하기 위한 유전체층 상면에 빛을 반사시키는 성질을 가진 반사박막층을 형성하여 배면 기판으로 누설되는 빛의 상당량을 전면기판 방향으로 반사시킬 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하겠다. 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
(실시예)
도 2는 본 실시예에 따른 플라즈마 디스플레이 패널(50)의 단위 셀의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도면을 참조하면, 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널(50)은, 서로 대향하는 전면 기판 모듈(60)과 배면 기판 모듈(70) 및 두 기판 모듈 사이의 간격을 유지하는 격벽(76)으로 이루어지며, 결합된 전면 기판 모듈(60)와 배면 기판 모듈(70) 및 격벽(76) 사이에 내측 공간에는 불활성 가스를 봉입하여 방전 공간(79)을 가지도록 형성되어 있다.
상기 전면 기판 모듈(60)은, 전면 기판(61)과, 전면 기판(61)의 동일한 면상에 일정한 폭과 높이를 가지는 한 쌍의 유지 전극(65)이 형성되어 있고, 상기 유지 전극(65)을 매립하는 전면 유전체층(66)이 형성되어 있다. 상기 유전체층(66) 상에는 보호막층(67)이 형성되어 있다.
상기 배면 기판 모듈(70)은, 상기 전면 기판(61)과 대향되게 설치되는 배면 기판(71)과, 상기 배면 기판(71) 상에 일정한 폭과 높이를 가지는 어드레스 전극(72)이 형성되어 있고, 상기 어드레스 전극(72)에서 일어나는 인접한 방전 셀간의 크로스 토크(cross-talk)를 방지하기 위하여 격벽(76)이 형성되어 있으며, 상기 어드레스 전극(72)의 상부와 격벽(76)의 측벽에는 형광체층(75)이 형성되어 있다. 상기 배면 기판(71) 상에는 상기 어드레스 전극(72)을 보호하도록 제1 배면 유전체층(73)이 형성되며, 상기 제1 배면 유전체층(73) 상에 다시 제2 배면 유전체층(74)이 형성되어 있으며, 상기 제2 배면 유전체층(74) 상에 상기 형광체층(75)이 위치한다.
상기 형광체층(75)도 소정 크기의 굴절률을 가지고 있는 바, 형광체층(75)의 굴절률이 가장 크고, 다음으로 제2 배면 유전체층(74)의 굴절률이 크고, 제1 배면 유전체층의 굴절률(73)이 가장 작은 관계를 가진다.
도 3a 내지 3c는 서로 다른 굴절률을 가지는 물질들의 경계면에서의 전반사 현상을 나타내고 있는데, 굴절률이 높은 매질에서 굴절률이 낮은 매질로 진행하는 빛이 도 3c와 같이 그 경계면으로의 입사각(φ2)이 소정 임계 각도(φt) 이하가 되면 전반사가 발생하며, 도 3a와 같이 전반사가 발생하기 전의 각도(φ1)로 입사되는 빛도 상당 부분이 반사가 일어난다.
본 실시예의 제2 배면 유전체층(74)이 제1 배면 유전체층(73) 보다 굴절률이 높은 매질이므로, 방전 공간(79)에서 배면 기판으로 누설되는 빛은 굴절률이 높은 매질에서 낮은 매질로 입사하는 빛이 되며, 따라서 상기 누설되는 빛은 제2 배면 유전체층(74)과 제1 배면 유전체층(73)의 경계면에서, 상당 부분이 반사되어 전면 기판쪽으로 진행하게 된다. 이와 같은 관계는 보다 굴절률이 높은 형광체층(75)과 제2 배면 유전체층(74)과의 관계에서도 마찬가지이다.
또한, 상기 제1 배면 유전체층(73)은 플라즈마 방전에 있어 유전체에 의한 개선 효과나 어드레스 전극에 대한 매립 효과를 높일 수 있는 물질로 형성하고, 상기 제2 배면 유전체층(74)은 보다 얇은 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 배면 유전체층(73) 및/또는 제2 배면 유전체층(74)을 감산혼 합을 위해 착색하는 것이 바람직한데, 보다 물질 선택에 있어 자유로운 제2 배면 유전체층(74)을 착색하는 것이 제조 효율면에서 바람직하다.
상기 감산혼합을 위한 착색 방법은 다양한 방법이 가능한데, 이중 2가지를 아래에 제시한다.
첫째는, 상기 제1 배면 유전체층(73)에 매립되는 어드레스 전극(72)이나 기타 회로 소자나 다른 부가 구성요소에 의한 외광 반사를 방지하기 위한 것이다. 이를 위해 어드레스 전극(72) 등 외광 반사를 방지하려는 구성요소의 반사광 색상과 보색관계의 색상을 상기 제2 배면 유전체층(73)을 착색한다. 그러면, 비발광시 전면 기판 모듈(60)쪽에서 어드레스 전극(72) 등에 의한 외광 반사가 효과적으로 방지된다.
둘째는, 전면 기판 모듈(60)과의 관계에서 감산혼합 관계를 가지도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 전면 기판 모듈(60)의 구성요소 중 일부(전면 기판(61)이나 전면 유전체층(66), 보호막층(67)이 될 수 있다)를 착색하는데, 이 경우 전면 기판 모듈(60)에 착색되는 색상은 격벽 등에 의한 외광 반사를 방지할 수 있도록 격벽(76) 등의 색상과 보색 관계가 되도록 결정할 수 있다. 이때, 상기 제2 배면 유전체층(74)에 대한 착색을 상기 전면기판 모듈(60)의 착색과 보색관계의 색상으로 결정한다. 그러면, 상기 제2 배면 유전체층(74)을 투과하는 대부분의 빛이 상기 전면기판 모듈(60)에 의해 차단될 수 있으므로, 상기 제2 배면 유전체층(73)이나 그 하부 구조물에 의한 외광 반사를 방지할 수 있다.
굴절율이 틀린 배면 유전체층들(73, 74)의 조성은, 기존 하판 유전체에 석영계 실리카+GeO2 혹은 P2O5, 실리카+F 혹은 B2O3, 소다라임 실리카, 보론 실리케이트, 알루미나 실리케이트, 알칼리게르마노 실리케이트, 사파이어, BaTiO3, LiNbO3, MgO, 마그네시아 스피넬등 중에 일부를 첨가하여 최적의 반사 조건을 가지는 2개의 유전체 물질의 성분를 선택할 수 있다.
이하, 상기 제1 배면 유전체층 및 제2 배면 유전체층의 바람직한 성분 조성에 대하여 기술하겠다.
현재 널리 사용되는 배면 유전체의 조성은, PbO-SiO2-R2O3-Al2O3로 이루어진 모유리에 필러(Filler)로서 TiO2가 첨가된 것이다. 상기 일반적인 배면 유전체 조성에 본 발명의 사상을 적용하는 경우에는, 상기 제1 배면 유전체층으로는 PbO-SiO2-R2O3-Al2O3 :TiO2 비가 100:12인 것으로 구현하고, 상기 제2 배면 유전체층으로는 100:5~10인 것으로 구현할 수 있다. 또한, 이 경우 상기 모유리에 MgO 소량 첨가할 수도 있는데, MgO의 첨가 비율은 TiO2에 비하여 매우 작은 값을 갖는다.
또한, 상기 조성에서 유해물질인 Pb를 제거한 무연계나, Bi계 및 B2O3계의 유리로도 본 발명의 제1 배면 유전체층 및 제2 배면 유전체층의 모유리를 구현할 수 있다. 즉, 상기 PbO-SiO2-R2O3-Al2O3 대신에, Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2 기본 조성에 알카리 재료 소량 첨가한 것을 모유리로 사용하거나, BaO-B2O3-ZnO-SiO2 기본 조성에 알카리 재료 소량 첨가한 것을 모유리로 사용할 수 있다. 이때 상기 TiO2 나 MgO의 첨가 비율은 상기 PbO-SiO2-R2O3-Al2O3 모유리인 경우와 동일할 수 있다.
도 4는 도 2의 단위 셀 구조를 가지는 플라즈마 디스플레이 패널(50)을 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 플라즈마 디스플레이 패널(50)에는 전면 기판(61)과, 상기 전면 기판(61)과 대향되게 배치되는 배면 기판(71)이 마련되어 있다.
상기 전면 기판(61)의 아랫면에는 소정 간격 이격되게 버스 전극(62)이 배치되어 있다. 상기 버스 전극(62)은 스트립 형상으로 형성되어 있다. 한 쌍의 버스 전극(62)의 내측으로는 일측벽으로부터 대향되는 방향으로 소정 크기의 공통 전극(63)과, 주사 전극(64)으로 된 유지 전극(65)이 돌출되어 있다.
상기 유지 전극(65)은 상기 버스 전극(62)의 일측벽을 따라 소정 간격 이격되게 배치되어 있으며, 대향되는 공통 전극(63)과 주사 전극(64)이 형성된 영역은 하나의 방전 셀을 형성하고 있다. 또한, 방전 셀을 이루는 공통 및 주사 전극(63)(64)이 배치된 한 쌍의 버스 전극(62)과 이와 인접한 또 다른 한 쌍의 버스 전극(62) 사이의 영역은 비방전 영역에 해당된다.
이러한 공통 및 주사 전극(63)(64)은 투명한 도전막인 ITO막(indium tin oxide)으로 형성되어 있으며, 버스 전극(62)은 은 페이스트를 이용하여 패턴화시키는 것이 바람직하다.
상기 버스 전극(62)과 유지 전극(65)이 형성된 전면 기판(61)의 아랫면에는 이들을 매립하기 위하여 전면 유전체층(66)이 형성되어 있다. 상기 전면 유전체층(66)의 아랫면에는 산화 마그네슘막과 같은 보호막층(67)이 전면 도포되어 있다.
상기 배면 기판(71)의 윗면에는 소정 간격 이격되게 어드레스 전극(72)이 형성되어 있다. 상기 어드레스 전극(72)은 버스 전극(62)이 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 배치되어 있다. 상기 어드레스 전극(72)은 상기 공통 및 주사 전극(63)(64)이 대향된 부분의 방전 셀에 위치하고 있다. 상기 어드레스 전극(72)의 윗면에는 이를 매립하기 위하여 제1 배면 유전체층(73)이 형성되어 있으며, 상기 제1 배면 유전체층 상에 다시 제2 배면 유전체층(74)이 올려진 구조를 가진다.
상기 제2 배면 유전체층(74)의 윗면에는 방전 공간을 구획하고, 크로스 토크를 방지하기 위한 격벽(76)이 형성되어있다. 상기 격벽(76)은 상기 버스 전극(62)과 나란한 방향으로 형성된 제1 격벽(77)과, 상기 버스 전극(62)과 직교하며 어드레스 전극(72)과 나란한 방향으로 형성된 제2 격벽(78)을 포함할 수 있다. 상기 제2 격벽(78)은 상기 제1 격벽(77)의 양 측벽으로 연장되며, 이와 일체로 연결되어서 격자형을 이루고 있다. 구현에 따라서는, 상기 격벽(76)은 격자형이 아니라, 미앤더형(meander type)이나, 스트립형(strip type)등 방전 공간을 구획하는 다른 형상을 가질 수 있다.
상기 격벽(76)의 내측벽과, 제2 배면 유전체층(73)의 윗면에는 방전 셀별로 적,녹,청색의 형광체층(75)이 형성되어있다.
상기 구성의 본 실시예의 플라즈마 디스플레이 패널은 제1 배면 유전체층(73) 및 제2 배면 유전체층(74)의 전반사 효과에 따라 방전 공간에서 발생된 빛 중 배면 기판으로 누설되는 빛을 반사시켜 전면 기판으로 방출되게 하며, 상기 제2 배면 유전체층(74)을 감산혼합 관계의 색상으로 착색하여, 그 하부 구조물에 의한 외광 반사를 방지한다.
상기 실시예에서는 제1 배면 유전체층의 상부에 굴절률이 다른 제2 배면 유전체층을 덮은 경우로서, 감산혼합을 위한 착색이 되어 있는 본 발명의 첫째 방안 및 둘째 방안을 동시에 구현한 경우로 구체화하여 기술하였다.
그러나, 본 발명의 첫째 방안 이나 둘째 방안 만을 구현한 플라즈마 디스플레이 패널들도 상기 실시예의 설명으로부터 용이하게 유추할 수 있다.
또한, 본 발명의 셋째 방안에 따라 도 2의 제1 배면 유전체층(73)의 상면에 접하도록 반사박막을 형성시킬 수도 있다. 이 경우 도 2의 도면기호(74)는 반사 박막을 뜻하게 된다.
이 경우, 반사 박막(74)이 존재함에 의해 배면 기판으로 누설되는 빛을 반사시켜, 전면 기판으로 방출되도록 할 수 있으며, 비발광시 반사 박막(74)으로 인한 외광 반사를 방지하기 위해서는 비발광시 반사 박막(74)의 색상과 보색관계의 색상으로 전면 기판 모듈을 착색하면 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명은 기존의 PDP 전면 기판 모듈 및 배면 기판 모듈은 종래의 구조를 그대로 채택하면서, 다만 배면 기판 유전체층 위에 다른 굴절율을 가지는 유전막을 도포하는 것으로서 추가 공정 부담이 거의 없는 장점이 있다.
그러면서도, 본 발명은 배면 기판 쪽으로 누설되는 빛을 반사시켜 전면 기판을 통해 투사시킴에 의해 PDP의 휘도 및 효율 향상에 기여하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배면 유전체층 부분에 대한 효과적인 감산혼합 보색관계의 적용으로 외광 반사를 억제할 수 있는 효과도 있다.

Claims (7)

  1. 전면 기판 모듈와 배면 기판 모듈 및 격벽으로 이루어지는 방전 공간이 형성된 플라즈마 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 배면 기판 모듈은,
    상기 전면 기판 모듈과 대향되게 형성된 배면 기판;
    상기 배면 기판상에 형성된 전극;
    상기 전극을 매립하는 배면 유전체층;
    상기 배면 유전체층 상에 형성되며 상기 배면 유전체층과 광투과 성질이 다른 물질로 이루어진 유전체 부가층; 및
    상기 방전 공간 내의 격벽 및 유전체 부가층을 덮고 있는 형광체층을 포함하고,
    상기 유전체 부가층은 상기 전면 기판 모듈의 전면 유전체층의 투과 색상과 보색관계의 색으로 착색된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유전체 부가층의 굴절률이 상기 배면 유전체층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 형광체층의 굴절률이 상기 유전체 부가층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유전체 부가층은,
    반사박막인 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유전체 부가층은,
    상기 전극에 대한 외관 색상과 보색관계의 색으로 착색된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배면 유전체층은, 모유리에 대하여 100:12의 비율로 TiO2가 첨가되며,
    상기 유전체 부가층은, 모유리에 대하여 100:5 내지 100:10의 비율로 TiO2가 첨가되어 제조된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
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