(57)【要約】【課題】本発明は、表示電極材料および誘電体材料に関するものであり、この材料を用いることにより、高信頼性を確保した画像表示品位の高いプラズマディスプレイパネルを提供することができる。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極と誘電体層を有した前面板と、背面板とを備え、前記表示電極は実質的にガラス成分を含まず、前記誘電体層は、軟化点の異なる複数のガラス成分を有し、前記軟化点の異なる複数のガラス成分はそれぞれ誘電率が実質的に等しい、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示電極と誘電体層を有した前面板と、背面板とを備え、
前記表示電極は実質的にガラス成分を含まず、
前記誘電体層は、軟化点の異なる複数のガラス成分を有し、
前記軟化点の異なる複数のガラス成分はそれぞれ誘電率が実質的に等しい、プラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、６５インチサイズのテレビなどが製品化されている。さらに近年は、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、低コスト化が求められている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面上に形成された主にストライプ状の透明電極と金属バス電極とで構成される表示電極（例えば特許文献１参照）と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００４】
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）の放電ガスが所定の圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９７２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のハイディフィニションテレビへの適用に伴い、走査線数が増加して表示電極の数が増加し高精細化が進むが、一方で市場でのコストダウンが激しく、主に貴金属を使用する表示電極の使用量を如何に減らすかが重要な要素となっている。また一方で低消費電力化に伴い誘電体は低誘電率化／薄層化が進み、従来まででは問題の無かった誘電体の泡や微小な凹みが不良に繋がるようになり、如何に品質良くものづくりが出来るかが鍵になる。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、貴金属の使用量を減らしコストダウンを図ると共に、高品質であると共に画像表示品位の高いＰＤＰを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、表示電極と誘電体層を有した前面板と、背面板とを備え、前記表示電極は実質的にガラス成分を含まず、前記誘電体層は、軟化点の異なる複数のガラス成分を有し、前記軟化点の異なる複数のガラス成分はそれぞれ誘電率が実質的に等しい、ことを特徴とする。
【０００９】
このような構成にすれば、同じ誘電率のため特性が変わることなく軟化点の違いにより従来までなら発生していた微小な凹みも抑制することが出来、更には２種類以上からなる誘電体材料の中での低軟化点ガラスが、少なくとも一方の電極材料にガラス成分を含まない２種類以上からなる電極の抵抗を焼結助剤効果で低減することができ、貴金属の使用量を減らしコストダウンを図ると共に、画像表示品位の高いＰＤＰを提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、ＰＤＰの表示電極材料および誘電体材料に関するものであり、この材料を用いることにより高信頼性を確保した画像表示品位の高いＰＤＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態にかかるＰＤＰの構造を示す斜視図
【図２】同ＰＤＰ前面板の構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［１．ＰＤＰの構造］
本実施の形態のＰＤＰ１は、交流面放電型ＰＤＰである。図１、図２に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置されている。前面板２と背面板１０とは、外周部がガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５５ｋＰａ（４００Ｔｏｒｒ）〜８０ｋＰａ（６００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入されている。
【００１３】
前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６とブラックストライプ７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成される。さらに誘電体層８の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。
【００１４】
走査電極４および維持電極５は、それぞれインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる透明電極上に銀（Ａｇ）からなるバス電極が積層されている。
【００１５】
背面ガラス基板１１上には、表示電極６と直交する方向に、銀（Ａｇ）を主成分とする導電性材料からなる複数のアドレス電極１２が、互いに平行に配置されている。アドレス電極１２は、下地誘電体層１３に被覆されている。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝には、アドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色に発光する蛍光体層１５、緑色に発光する蛍光体層１５および青色に発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。表示電極６とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成されている。表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１６】
なお、本実施の形態において、放電空間１６に封入される放電ガスは、１０体積％以上３０体積％以下のＸｅを含む。
【００１７】
フロート法などにより製造された前面ガラス基板３上に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６とブラックストライプ７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化錫（ＳｎＯ2）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
【００１８】
［２．ＰＤＰ１の製造方法］
［２−１．前面板２の製造方法］
前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５とブラックストライプ７とが形成される。透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法により、形成される。金属バス電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、電極ペーストが、前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、電極ペーストが露光される。
【００１９】
次に、電極ペーストが現像され、バス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、バス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、電極パターン中のガラスフリットが溶融、再凝固する。同様に、ブラックストライプ７が形成される。ブラックストライプ７の材料には、黒色顔料を含むペーストが用いられる。
【００２０】
次に、誘電体層８が形成される。誘電体層８の材料には、誘電体ガラスとバインダ成分（樹脂、溶剤など）を含む誘電体ペーストが用いられる。まずダイコート法などによって、誘電体ペーストが所定の厚みで走査電極４、維持電極５およびブラックストライプ７を覆うように前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、誘電体ペーストが４５０℃から６００℃程度の温度で焼成される。つまり、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスが溶融、再凝固する。以上の工程によって、誘電体層８が形成される。つまり、誘電体ペーストは、誘電体ガラスの他に、樹脂と溶剤などを含むが、乾燥と焼成によって、誘電体ガラス以外の成分が除去される。したがって、誘電体層８は、実質的に、誘電体ガラスの成分から構成される。
【００２１】
ここで、誘電体ペーストをダイコートする方法以外にも、スクリーン印刷法、スピンコート法などを用いることができる。また、誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、誘電体層８となる膜を形成することもできる。
【００２２】
次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成される。
【００２３】
以上の工程により前面ガラス基板３上に走査電極４、維持電極５、ブラックストライプ７、誘電体層８、保護層９が形成され、前面板２が完成する。
【００２４】
［２−２．背面板１０の製造方法］
フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。アドレス電極の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むアドレス電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、アドレス電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、アドレス電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、アドレス電極ペーストが露光される。次に、アドレス電極ペーストが現像され、アドレス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、アドレス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、アドレス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、アドレス電極パターン中のガラスフリットが溶融、再凝固される。以上の工程によって、アドレス電極１２が形成される。ここで、アドレス電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００２５】
次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでアドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にアドレス電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融、再凝固する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。
【００２６】
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融、再凝固される。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。
【００２７】
次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００２８】
以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
【００２９】
［２−３．前面板２と背面板１０との組立方法］
まず、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように、前面板２と背面板１０とが対向配置される。次に、前面板２と背面板１０の周囲がガラスフリットで封着される。次に、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスが封入されることによりＰＤＰ１が完成する。
【００３０】
次に、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。従来誘電体層を形成する方法として、誘電体ガラス成分（以下、誘電体ガラス材料とする）とバインダ樹脂、可塑剤、溶剤などの成分で構成されたペーストをスクリーン印刷法やダイコート法などを用いて、電極を形成した基板上に塗布し、乾燥後４５０℃から６００℃程度で焼成する方法が知られている。
【００３１】
しかしながら、誘電体ペーストを用いたスクリーン印刷法やダイコート法では誘電体層の高耐電圧性を確保する為、表示電極６を空隙なく被覆する必要があり従来ではペーストを複数回塗布および焼成する方法がとられてきた。このため多くの生産設備が必要になり、さらに製造時のエネルギー消費の増大などコストアップとなっていた。
【００３２】
すなわち、低コストで誘電体層８を形成するためには、誘電体ペーストを用いて塗布工程を１回のみとしつつ、絶縁耐圧性の高い誘電体層８を形成することが必要となる。そして、誘電体ペーストを用いて塗布工程を１回のみとした場合、さらに次のような課題が発生する。
【００３３】
一般に塗布工程を１回としたとき、それにより形成される誘電体層で均質性を確保しなければならないが、誘電体層を焼結により形成する際、誘電体中に含まれる泡、バインダより発生する泡、ガラス成分より発生する泡、またそれらが抜けたときにできる凹みなどにより誘電体層８の絶縁耐圧性を劣化させてしまう。
【００３４】
これに対し本発明の実施の形態では、誘電体層８を形成する構成ガラスにおいて誘電率が等しい軟化点の異なる２種類以上のガラスからなることとしており、軟化点差は５℃以上２０℃以下としている。これは発明者の検討の結果、次のような現象／結果が明らかになったからである。
【００３５】
軟化点差が５℃より小さい場合、軟化点差が小さいためガラスの流動性が大きく変わらないため主に表面上に発生する微小な凹みを抑制する効果が十分に発現されず、また前述した少なくとも一方の電極材料にガラス成分を含まない２種類以上からなる電極の抵抗を低減させる焼結助剤効果を発現できない。
【００３６】
一方、軟化点差が２０℃より大きい場合、軟化点差が大きく凹みを抑制することはできるものの、一方の軟化点が低い為に焼成温度に対して差が大きくなりすぎ、逆にガラスからの発泡が多くなり悪化要因となるため好ましくない。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の誘電体層８は、黒色電極と白色電極の少なくとも一方の表示電極材料にガラス成分を含まない金属バス電極に対し、上記の構成とすることで、高品質な誘電体層８を形成し、表示品質の優れたＰＤＰを実現することができる。
【００３８】
次に本発明の実施の形態における誘電体層８の製造方法について説明する。誘電体層８に含まれる誘電体ガラス材料は、鉛（Ｐｂ）系成分以外を主成分とし、さらに酸化銅（ＣｕＯ）やＲ2Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも１種）を含有する材料組成により構成されている。
【００３９】
これらの組成成分からなる材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜３．０μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体ガラス材料の粉末を軟化点差が５℃以上２０℃以下の２種類以上の粉末を原料として混合し、誘電体ペーストに対して体積分率の表記で２０％〜５０％と、バインダ樹脂成分を誘電体ガラス材料に対して体積分率の表記で３５％〜５０％とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。なお、混練する装置は三本ロールのほかにもジェットミルやビーズミルなど種々の装置を適宜選択できる。
【００４０】
バインダ樹脂成分はエチルセルロースあるいはアクリル樹脂であるが、ブチラール樹脂やカルボキシミチルセルロース、ニトロセルロースなどを用いても構わない。
【００４１】
また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。
【００４２】
次に、この誘電体層用ペーストを用い、表示電極６を覆うように前面ガラス基板３上に、スクリーン印刷法または、スプレー法または、ブレードコータ法または、ダイコート法にて塗布し、乾燥させ、その後、含まれる誘電体材料の最も高い軟化点材料の軟化点より少し高い温度の４５０℃〜６００℃で焼成する。
【００４３】
なお、誘電体層８の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような条件と可視光透過率の観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定している。
【００４４】
なお、鉛成分について「実質的に含有しない」というのは、不純物等で鉛成分を含んだ誘電体層についても本願発明に相当すると考える。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰとその製造方法の実施例について説明する。
【００４６】
（実施例）
本発明の実施の形態での効果を確認するため、以下の検討を行った。まず、上記に示す方法により４２インチのＰＤＰ前面板２の電極を次のように作製した。前面ガラス基板３上に、透明電極４ａ、５ａを薄膜プロセスにより形成し、次に電極間隔を７０μｍ〜８０μｍとするよう黒色顔料を含んだ黒色電極ペースト、導電材料を含みガラス成分を含まない白色電極ペーストの順にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で塗布して乾燥させ、その後、以下に示す露光用マスクを用いて所定の面積に４００ｍｊ／ｃｍ2の光量で露光した。
【００４７】
その後０．１重量％〜１重量％のアルカリ溶液で現像することにより、２層構造の黒色電極、白色電極とからなる金属バス電極を形成して表示電極を形成し、５８０℃〜６００℃で焼成した。また、上述したように表示電極６を構成する黒色電極と遮光層７とを同一材料で兼用する場合には、遮光層７も同様にパターニングをすることも可能である。
【００４８】
次に、表１に示すように２種類の軟化点の異なるガラス粉末を、樹脂としてエチルセルロースとアクリルを用い、溶剤にはα−ターピネオールを用いて、３本ローラーで混合及び分散させて誘電体ガラスペーストを作製し、上記作製した電極焼成後の基板上にダイコート法にて塗布し、乾燥させ、その後、含まれる誘電体材料の最も高い軟化点材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜６００℃で焼成し誘電体層を形成した。
【００４９】
上記にて作製した基板を、ライン抵抗をＬＣＲメーターにて抵抗良化効果検証、また誘電体形成後の凹みを画像検査装置で評価しその効果から良否判定を行った。結果を表１に併せて示す。
【００５０】
【表１】
2013073786.tif 000003
【００５１】
表１の結果から、誘電体層８を形成する構成ガラスにおいて軟化点の異なる２種類以上のガラスからなり、その軟化点差は５℃以上２０℃以下であることが望ましい。
【００５２】
軟化点差が５℃より小さい場合、軟化点差が小さいためガラスの流動性が大きく変わらないため主に表面上に発生する微小な凹みを抑制する効果が十分に発現されないのと共に、２種類以上の電極材料からなる少なくとも一方の電極材料にガラス成分を含まない電極の抵抗を低減させる焼結助剤効果を発現できず好ましくない。
【００５３】
一方、軟化点差が２０℃より大きい場合、軟化点差が大きく凹みを抑制することはできるものの、一方の軟化点が低い為に焼成温度に対して差が大きくなりすぎ、逆にガラスからの発泡が多くなり悪化要因となるため好ましくない。
【００５４】
更に、ガラス量の割合は軟化点の低いガラスの量がガラス総量に対し１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００５５】
１０ｗｔ％より少ない場合、その量が少ないために発生した微小な凹みに対し効果が十分に発現されないのと共に、２種類以上の電極材料からなる少なくとも一方の電極材料にガラス成分を含まない電極の抵抗を低減させる焼結助剤効果を発現できず好ましくない。
【００５６】
一方、３０ｗｔ％より多い場合、その量が多いために軟化点差が広がるにつれてガラスからの発泡が多くなり悪化要因となるため好ましくない。
【００５７】
なお本実施例では誘電率が等しく、軟化点の異なる誘電体に用いるガラスとしては２種類のものを用いて示したが、２種類以上で行っても同様の効果が得られる。
【００５８】
以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層は、黒色電極と白色電極の少なくとも一方の表示電極材料にガラス成分を含まない金属バス電極に対し、上記の構成とすることで、高品質な誘電体層を形成し、表示品質の優れたＰＤＰを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上述べてきたように本発明の表示電極材料および誘電体材料を用いれば、高信頼性を確保した画像表示品位の高いＰＤＰの提供に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ＰＤＰ
２  前面板
３  前面ガラス基板
４  走査電極
４ａ、５ａ  透明電極
４ｂ、５ｂ  金属バス電極
５  維持電極
６  表示電極
７  ブラックストライプ（遮光層）
８  誘電体層
９  保護層
１０  背面板
１１  背面ガラス基板
１２  アドレス電極
１３  下地誘電体層
１４  隔壁
１５  蛍光体層
１６  放電空間
【図１】
2013073786.tif 000004
【図２】
2013073786.tif 000005