KR20050087483A - 격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 - Google Patents

격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 a) ZnO, SiO2, B2O 3, Al2O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말; b) Bi2 O3, SiO2, B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및 c) Bi2O3, ZnO, SiO2 , B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조된 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.

Description

격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널{COMPOSITION FOR PREPARING BARRIER RIB AND PLASMA DISPLAY PANEL COMPRISING THE BARRIER RIB PREPARED THEREFROM}
[산업상 이용분야]
본 발명은 격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경 및 인체에 무해하며, 제조원가를 절감할 수 있는 격벽 형성용 조성물 및 이로부터 제조되는 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널에 관한 것이다.
[종래기술]
플라즈마 디스플레이 패널(plasma diplay panel)은 플라즈마 현상을 이용한 표시 장치로서, 비진공 상태의 기체 분위기에서 공간적으로 분리된 두 접전간에 어느 이상의 전위차가 인가되면 방전이 발생되는데, 이를 기체 방전 현상으로 지칭한다.
플라즈마 표시 소자는 이러한 기체 방전 현상을 화상 표시에 응용한 평판 표시 소자이다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 플라즈마 디스플레이 패널은 반사형 교류 구동 플라즈마 디스플레이 패널로서, 하판 구조의 경우 격벽 위에 형광체층이 형성되어 있다.
통상적으로 격벽 형성에 사용되는 재료에는 산화납이 중량대비 50%이상 사용된 유리분말과 유기물을 혼합한 페이스트가 사용되고 있다. 그러나 상기 산화납은 인체 및 환경에 유해한 물질로 알려져 있으며, 이 때문에 유리 분말 생산 및 사용에 있어 추가 환경 설비가 필요하게 되어 공정 효율이 떨어지며, 제조 원가가 증가하는 문제점이 있다. 또한, 산화납의 함량이 많아지게 되면, 격벽의 소성공정시 점성유동이 심해져서 소성 후에 기포가 많아지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 산화납(PbO)을 포함하지 아니하는 무연 유리 원료를 제공하여, 환경 및 인체에 무해하고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 물성이 우수한 격벽형성용 조성물 및 이로부터 제조된 격벽을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 a) ZnO, SiO2, B2O3, Al 2O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말; b) Bi2O3, SiO2, B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및 c) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2 O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판; b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치된 방전 유지 전극들; c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; 및 d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하고, 상기 격벽은 i) ZnO, SiO2, B2O3, Al2O 3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말; ii) Bi2O3, SiO2 , B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및 iii) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O 3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 격벽형성용 조성물은 산화납을 포함하지 아니하는 무연 유리 분말을 포함한다. 본 발명의 격벽 형성용 조성물에 사용될 수 있는 무연유리분말로는 a) ZnO, SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말; b) Bi2O3, SiO2, B2O3, Na2O + K 2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및 c) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O3, Na2O + K2O + Li 2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말이 있으며, 이들 무연유리분말을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 제1, 제2, 및 제3무연유리분말에 있어서, 각 성분의 구체적인 함량은 다음과 같다.
상기 제1무연유리분말은 21 중량% 이하의 ZnO, 19 중량% 이하의 SiO2, 31 중량% 이하의 B2O3, 9 중량% 이하의 Al2O3, 15 중량% 이하의 Na 2O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 9 중량% 이하의 ZrO2, 및 34 내지 85 중량%의 Bi2O3를 포함하고,
상기 제2무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 15 중량% 이하의 SiO2, 33 중량%이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2 O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 39 내지 66 중량%의 ZnO를 포함하며,
상기 제3무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 41 중량% 이하의 ZnO, 10 중량% 이하의 SiO2, 41 중량% 이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2 O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 45 내지 72 중량%의 P2O5를 포함한다.
상기 제1 내지 제3무연유리분말은 350 내지 590℃의 유리연화온도를 가지는 것이 바람직하다. 유리연화온도가 350℃ 미만인 경우에는 격벽 제조시 소성단계에서 과소성으로 인한 미세구조 불균일 및 두께 균일성의 저하 등이 발생할 수 있으며, 590℃를 초과하는 경우에는 격벽의 소성이 이루어지지 않아 치밀한 격벽을 형성할 수 없게 된다.
또한, 상기 제1 내지 제3무연유리분말은 열팽창계수가 51 × 10-7 내지 91 × 10-7 /℃인 것이 바람직하다. 열팽창계수가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 제2기판과의 열팽창계수 차이로 인한 휨이나, 깨짐이 발생할 수 있다.
또한, 상기 격벽형성용 조성물에 포함되는 제1 내지 제3무연유리분말의 평균 입경은 1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 무연유리분말의 평균입경이 1 ㎛ 미만인 경우에는 분쇄가 어렵고 페이스트 제조시에 분산의 어려움이 있으며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 미세구조가 불균일해지고, 소성온도가 올라가며, 격벽 가공후의 표면의 균일도가 떨어질 수 있다.
상기와 같은 무연유리분말을 포함하는 격벽형성용 조성물은 CrO, MnO2, CuO, 마그네시아, Al2O3, ZnO, TiO2, 뮬라이트, 및 코디어라이트 중에서 1종 이상 선택되는 필러, 및 바인더용 유기물질을 더 포함할 수 있다.
상기 필러는 평균입경이 0.1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 필러의 입경이 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 필러의 분산이 어려워지며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 에칭공정시에 균일한 에칭을 하기 어렵게 된다.
또한, 상기 격벽형성용 조성물은 무연유리분말 100 중량부에 대하여 70 중량부 이하의 필러를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 필러의 함량이 70 중량부를 초과하는 경우에는 격벽의 형성이 어렵게 된다.
상기 바인더용 유기물질은 상기 무연유리분말과 필러를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 바람직하게는 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스, 아크릴 수지 등을 사용할 수 있고, 사용되는 양에는 크게 제한이 없으며, 필요에 따라 적절히 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 격벽 형성용 조성물을 이용하여 통상적인 격벽 형성 방법에 따라 격벽을 형성시킬 수 있다. 격벽 형성 방법의 바람직한 예로는 스크린 인쇄법, 샌드블라스트법, 또는 에칭법 등을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 샌드블라스트법, 또는 에칭법을 사용할 수 있다.
특히, 격벽 형성시에 에칭법을 사용할 경우에는, 본 발명의 격벽 형성용 조성물을 사용하는 경우가 종래의 산화납(PbO)을 포함하는 격벽 형성용 조성물을 사용한 경우보다 에칭속도가 빠르며, 저농도의 식각용액을 사용할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널의 부분 분해 사시도이다. 도면을 참고하면, 종래의 플라즈마 디스플레이 패널은 제1기판(1) 상에 일방향(도면의 Y 방향)을 따라 어드레스 전극들(3)이 형성되고, 어드레스 전극들(3)을 덮으면서 제1기판(1)의 전면에 유전체층(5)이 형성된다. 이 유전체층(5) 위로 각 어드레스 전극(3) 사이에 격벽(7)이 형성되며, 각각의 격벽(7) 사이에 적(R), 녹(G), 청(B)색의 형광체층(9)이 위치한다.
그리고, 제1기판(1)에 대향하는 제2기판(11)의 일면에는 어드레스 전극(3)과 직교하는 방향(도면의 X 방향)을 따라 한쌍의 투명 전극(13a)과 버스 전극(13b)으로 구성되는 방전유지 전극들(13)이 형성되고, 방전유지 전극들(13)을 덮으면서 제2기판(11) 전체에 투명 유전체층(15)과 보호막(17)이 위치한다. 이로서 어드레스 전극(3)과 방전유지 전극(13)의 교차 지점이 방전 셀을 구성하게 되며, 방전 셀들은 방전 가스로 채워져 있다.
이러한 구성에 의해, 어드레스 전극(3)과 어느 하나의 방전유지 전극(13) 사이에 어드레스 전압(Va)을 인가하여 어드레스 방전을 행하고, 다시 한쌍의 방전유지 전극(13) 사이에 유지 전압(Vs)을 인가하면, 유지 방전시 발생하는 진공 자외선이 해당 형광체층(9)을 여기시켜 투명한 전면 기판(11)을 통해 가시광을 방출하게 된다.
특히, 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 격벽 조성물로부터 제조되는 격벽을 포함하며, 구체적으로는 i) ZnO, SiO2, B2O3, Al2 O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말; ii) Bi2O3, SiO2 , B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및 iii) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O 3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말을 포함하는 격벽을 포함한다.
상기 격벽에 포함되는 제1무연유리분말은 21 중량% 이하의 ZnO, 19 중량% 이하의 SiO2, 31 중량% 이하의 B2O3, 9 중량% 이하의 Al2O 3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 9 중량% 이하의 ZrO2, 및 34 내지 85 중량%의 Bi2O3를 포함하고,
상기 제2무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 15 중량% 이하의 SiO2, 33 중량%이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2 O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 39 내지 66 중량%의 ZnO를 포함하며,
상기 제3무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 41 중량% 이하의 ZnO, 10 중량% 이하의 SiO2, 41 중량% 이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2 O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 45 내지 72 중량%의 P2O5를 포함한다.
상기 플라즈마 디스플레이 패널에 포함되는 격벽은 51 × 10-7 내지 91 × 10-7 /℃의 열팽창계수를 가지는 것이 바람직하다. 열팽창계수가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 제2기판과의 열팽창계수 차이로 인한 휨이나, 깨짐이 발생할 수 있다.
또한, 상기 격벽은 CrO, MnO2, CuO, 마그네시아, Al2O3, ZnO, TiO 2, 뮬라이트, 또는 코디어라이트 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 격벽에 포함되는 필러는 평균입경이 0.1 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 필러의 입경이 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 필러의 분산이 어려워지며, 10 ㎛를 초과하는 경우에는 에칭공정시에 균일한 에칭을 하기 어렵게 된다. 상기 격벽에 첨가되는 필러의 함량은 상기 무연유리분말 100 중량부에 대하여 70 중량부 이하인 것이 바람직하다.
상기와 같이 제2기판에 무연유리분말을 포함하는 격벽을 형성시킨 다음, 패널을 조립, 봉착, 배기, 가스주입 및 에이징하는 단계를 거침으로써 플라즈마 디스플레이 패널을 제조하였다.
본 발명의 격벽형성용 조성물은 산화납(PbO)을 포함하지 아니하는 무연유리분말을 포함하여 환경에 무해하며, 기존의 격벽형성용 조성물에 비해 에칭속도가 빨라서 에칭속도 절감, 저농도의 식각액 사용을 가능하게 하므로, 추가적인 환경 정화설비를 필요로 하지 않고, 제조 원가를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 유전율 조절범위도 넓어서 차후 소비전력을 낮추기 위한 저유전율 재료로도 전용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널을 나타낸 분해사시도이다.

Claims (11)

  1. a) ZnO, SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말;
    b) Bi2O3, SiO2, B2O3, Na2O + K 2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및
    c) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말
    로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말을 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1무연유리분말은 21 중량% 이하의 ZnO, 19 중량% 이하의 SiO2, 31 중량% 이하의 B2O3, 9 중량% 이하의 Al2O 3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 9 중량% 이하의 ZrO2, 및 34 내지 85 중량%의 Bi2O3를 포함하는 무연유리분말이고;
    상기 제2무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 15 중량% 이하의 SiO2, 33 중량%이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2 O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 39 내지 66 중량%의 ZnO를 포함하는 무연유리분말이고;
    상기 제3무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 41 중량% 이하의 ZnO, 10 중량% 이하의 SiO2, 41 중량% 이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2 O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 45 내지 72 중량%의 P2O5를 포함하는 무연유리분말인 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3무연유리분말의 유리연화온도는 350 내지 590℃이고, 열팽창계수가 51 × 10-7 내지 91 × 10-7 /℃ 이며, 평균 입경이 1 내지 10 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널의 격벽 형성용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 격벽형성용 조성물은 CrO, MnO2, CuO, 마그네시아, Al2O3, ZnO, TiO2, 뮬라이트, 및 코디어라이트 중에서 1종 이상 선택되는 필러, 및 바인더용 유기물질을 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필러의 평균입경은 0.1 내지 10 ㎛인 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 필러는 제1항의 무연유리분말 100 중량부에 대하여 70 중량부 이하로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널 격벽 형성용 조성물.
  7. a) 서로 대향 배치되는 제1기판 및 제2기판;
    b) 제1기판에 설치된 어드레스 전극들 및 제2기판에 설치된 방전 유지 전극들;
    c) 제1기판 및 제2기판의 사이 공간에 배치되며, 다수의 방전 셀을 구획하도록 제1기판에 설치된 격벽; 및
    d) 상기 격벽으로 구획된 방전 셀 내에 형성되는 적색, 녹색 및 청색 형광체층을 포함하고,
    상기 격벽은
    i) ZnO, SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O + K2O + Li2O, CaO + BaO + MgO + SrO, 및 ZrO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 Bi2O3를 포함하는 제1무연유리분말;
    ii) Bi2O3, SiO2, B2O3, Na2O + K 2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 ZnO를 포함하는 제2무연유리분말; 및
    iii) Bi2O3, ZnO, SiO2, B2O3, Na2O + K2O + Li2O, 및 CaO + BaO + MgO + SrO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산화물 및 P2O5를 포함하는 제3무연유리분말로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 무연유리분말
    을 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1무연유리분말은 21 중량% 이하의 ZnO, 19 중량% 이하의 SiO2, 31 중량% 이하의 B2O3, 9 중량% 이하의 Al2O 3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 9 중량% 이하의 ZrO2, 및 34 내지 85 중량%의 Bi2O3를 포함하는 무연유리분말이고;
    상기 제2무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 15 중량% 이하의 SiO2, 33 중량%이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2O + K2O + Li2 O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 39 내지 66 중량%의 ZnO를 포함하는 무연유리분말이고;
    상기 제3무연유리분말은 35 중량% 이하의 Bi2O3, 41 중량% 이하의 ZnO, 10 중량% 이하의 SiO2, 41 중량% 이하의 B2O3, 15 중량% 이하의 Na2 O + K2O + Li2O, 20 중량% 이하의 CaO + BaO + MgO + SrO, 및 45 내지 72 중량%의 P2O5를 포함하는 무연유리분말인 플라즈마 디스플레이 패널.
  9. 제7항에 있어서, 상기 격벽은 열팽창계수가 51 × 10-7 내지 91 × 10-7 /℃인 플라즈마 디스플레이 패널.
  10. 제7항에 있어서, 상기 격벽은 CrO, MnO2, CuO, 마그네시아, Al2O3, ZnO, TiO2, 뮬라이트, 및 코디어라이트 중에서 1종 이상 선택되는 필러를 더 포함하는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
  11. 제10항에 있어서, 상기 필러는 상기 무연유리분말 100 중량부에 대하여 70 중량부 이하로 포함되는 것인 플라즈마 디스플레이 패널.
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