(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明で絶縁性の前面側基板上に複数の表示電極対とそれを覆う誘電体層と保護層とが形成された前面板と、背面側基板上に少なくとも蛍光体層と隔壁が形成されてなる背面板とを放電空間を介して対向させて構成されるガス放電パネルであって、
前記保護層が周期表第ＩＩ族および第ＶＩ族の元素を主成分とし、かつＮａ又はＰを添加元素として含有し、前記誘電体層側から前記放電空間側に向かう膜厚方向において、前記添加元素の濃度が前記誘電体層側に比べて前記放電空間側が小さいことを特徴とするガス放電パネル。
【請求項２】
前記保護層内の前記添加元素の濃度が、誘電体層側から放電空間側の膜厚方向にむけて連続的に又はステップ状に減少していることを特徴とする請求項１に記載のガス放電パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称する）に代表されるガス放電パネルおよびその製造方法に係わり、特に対向３電極面放電型とよばれる交流駆動のＰＤＰ用ガス放電パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ用ガス放電パネルは、ガス放電によって発生した紫外線で蛍光体を励起発光させ、画像表示する平面型ディスプレイである。その放電の形成手法から交流（ＡＣ）型と直流（ＤＣ）型とに分類される。ＡＣ型は、輝度、発光効率、寿命の各特性でＤＣ型より優れ、特に、ＡＣ型の中でも、反射型面放電タイプは輝度、発光効率の点で際立っているため、このタイプのものは広く利用されている。
【０００３】
面放電形ＡＣガス放電パネルは、前面板と背面板とを放電空間を有して貼り合わせた構成であり、前面板には一対の表示電極対が複数個配列され、その上に誘電体層と保護層とが形成されている。また、背面板には複数のアドレス電極と、このアドレス電極に平行に隔壁が形成され、さらに隔壁間には蛍光体層が形成されている。なお、前面板に形成された表示電極対と背面板に形成されたアドレス電極とは直交するように貼り合わされる。
【０００４】
ＡＣ駆動型のＰＤＰでは、表示電極対上に形成する誘電体層が特有の電流制限機能を示すので、ＤＣ駆動型のＰＤＰに比べて長寿命にできる。この誘電体層は表示電極対とブラックマトリクスとの形成後で、しかも、これらを確実に覆うように形成することが必要とされるために、一般的には低融点ガラスを印刷・焼成方式で形成している。また、保護層はプラズマ放電により誘電体層がスパッタリングされないようにするために設けるもので、耐スパッタリング性に優れた材料であることが要求される。このために、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が多く用いられている。なお、このＭｇＯは大きな二次電子放出係数（γ）を有しているので、放電開始電圧を低減する効果もある。
【０００５】
前面板と背面板とを対向させると、前面板と背面板との間で、かつそれぞれ２本の隔壁で囲まれたストライプ状の放電空間が生じる。この空間にネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスを約６６．５ｋＰａの圧力となるように充填し、それぞれの表示電極対間に数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの交流電圧を印加して放電させると、励起されたＸｅ原子が基底状態に戻る際に発生する紫外線により蛍光体層を励起することができる。この励起により蛍光体層は、塗布された材料に応じて赤（Ｒ光）、緑（Ｇ光）、または青（Ｂ光）の発光をするので、アドレス電極により発光させる画素および色の選択を行えば、所定の画素部で必要な色を発光させることができ、カラー画像を表示することが可能となる。
【０００６】
このようなガス放電パネルにおいては、より低電圧で駆動でき、かつ高輝度とすることが要求されている。これに対して、一般的に使用されているＸｅとＮｅとからなる放電ガスにかえて、さらにアルゴン（Ａｒ）を添加した放電ガスを用いることで放電開始電圧を低減する方法が提案されている。これは、Ａｒガスのペニング効果によって放電開始電圧を下げ、発光輝度を向上させる方法である（特開２０００−１５６１６４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
画像表示においては、ＶＧＡ（６４０×４８０）以上の解像度を有しておれば、画面輝度が高いほど表示画像が美しく見える。また、画面輝度を高くできれば、前面板の光の透過率を若干落として外光の反射を抑えることで明所コントラストを高めることができ、明所でも美しい画像を表示できる。ＰＤＰにおいて発光輝度を上げるには、駆動電圧を上げて投入する電力を大きくすることが考えられる。しかし、ＰＤＰではもともと駆動電圧そのものが高いので、さらに電圧を上げると誤放電が生じたり、ドライバ回路素子の高耐圧化が必要となりコスト高になる等の課題が生じる。したがって、単純に駆動電圧を上げることはできず、このためカラー陰極線管（ＣＲＴ）の画像表示に比べて明所コントラストが低い。
【０００８】
上記の例は、放電ガスにＡｒを添加することによりペニング効果によって放電開始電圧を低減し、同じ駆動電圧でも放電電流を増加させて高輝度を実現するものである。つまり、放電開始電圧を低くすることで、その分放電電流を増加でき、したがって投入電力を増加することが可能となり、より高輝度の画像表示が得られる。しかし、Ａｒを添加すると、周知のようにＡｒは固体物質の表面をスパッタし易い性質を有しているので、ＭｇＯ保護層がスパッタされて表面は損傷を受ける。このような損傷が生じると、ＭｇＯ保護層の二次電子放出係数（γ）が低下する。この結果、経時劣化が生じる。例えば、数千時間の駆動動作によって、放電開始電圧が上昇し、輝度が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、放電開始電圧を低減し高輝度を実現するとともに、かつ経時劣化の生じ難い高信頼性のＰＤＰ用ガス放電パネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のガス放電パネルは、透明で絶縁性の前面側基板上に複数の表示電極対とそれを覆う誘電体層と保護層とが形成された前面板と、背面側基板上に少なくとも蛍光体層と隔壁が形成されてなる背面板とを放電空間を介して対向させて構成されるガス放電パネルであって、前記保護層が周期表第ＩＩ族および第ＶＩ族の元素を主成分とし、かつＮａ又はＰを添加元素として含有し、前記誘電体層側から前記放電空間側に向かう膜厚方向において、前記添加元素の濃度が前記誘電体層側に比べて前記放電空間側が小さい構成を有する。
【００１１】
この構成により、保護層の放電空間側に電子が存在する割合を増加させることができ、保護層の二次電子放出係数（γ）を大きくすることができる。この結果、放電開始電圧を低減し、高輝度のガス放電パネルが実現される。さらに、保護層の放電空間側に従来構成に比べて電子の存在する割合を増加できるので、保護層が長時間の使用により表面の変質が生じてもγの変動が生じ難く、信頼性の大きなガス放電パネルが得られる。
【００１２】
また、本発明のガス放電パネルは、保護層内の添加元素の濃度が誘電体層側から放電空間側の膜厚方向にむけて連続的に又はステップ状に減少している構成を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１は本第１の実施の形態のＰＤＰ用ガス放電パネルの要部斜視図であり、図２はアドレス電極に沿って切断した断面図である。
【００２１】
透明で絶縁性の前面側基板１０１上に、表示電極対１０４とブラックマトリクス１０７と、これらを覆うように誘電体層１０５とが形成され、さらにこの誘電体層１０５上に保護層１０６が形成されて、前面板１００が構成される。この表示電極対１０４は、サスティン電極１０２とスキャン電極１０３とで構成されており、これらは透明導電膜１０２ａ、１０３ａと、さらに配線抵抗を小さくするためのバス電極１０２ｂ、１０３ｂとにより構成されている。なお、このバス電極１０２ｂ、１０３ｂは、それぞれ透明導電膜１０２ａ、１０３ａ上に平行で、かつこの透明導電膜１０２ａ、１０３ａよりも細幅に形成されている。このような表示電極対１０４が前面側基板１０１上に一定のピッチを有して必要な表示本数形成されている。
【００２２】
透明導電膜１０２ａ、１０３ａは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）等の透明導電性材料を印刷・焼成あるいはスパッタリング等の方式で形成する。この透明導電性材料単独では電極としての抵抗を低くできないために、特に大画面のＰＤＰにおいては、この導電膜による電力のロスが無視し得ない値となる。これを防止するために透明導電膜１０２ａ、１０３ａ上にバス電極１０２ｂ、１０３ｂとして、抵抗の低い銀やアルミニウムや銅等の単層構成膜、あるいはクロムと銅の２層構成、クロムと銅とクロムの３層構成等の積層構成膜を、印刷・焼成方式やスパッタリング等の薄膜形成技術で形成する。
【００２３】
例えば、透明導電膜１０２ａ、１０３ａとしてＩＴＯをスパッタリングで約０．２μｍ〜０．５μｍ形成した場合、この膜のシート抵抗は約１０Ω／□〜２５Ω／□となる。一方、バス電極１０２ｂ、１０３ｂとして銀を印刷方式で約２μｍ〜１０μｍ形成すると、シート抵抗は約１ｍΩ／□〜３ｍΩ／□となる。透明導電膜１０２ａ、１０３ａとバス電極１０２ｂ、１０３ｂとが並列に形成されているので、表示電極対１０４のシート抵抗は、このバス電極１０２ｂ、１０３ｂでほぼ決まり十分に低い抵抗とすることができる。
【００２４】
ＡＣ駆動型のＰＤＰでは、表示電極対１０４上に形成する誘電体層１０５が特有の電流制限機能を示すので、ＤＣ駆動型のＰＤＰに比べて長寿命にできる。この誘電体層１０５は表示電極対１０４とブラックマトリクス１０７との形成後で、しかも、これらを確実に覆うように形成することが必要とされるために、一般的には低融点ガラスを印刷・焼成方式で形成している。ガラスペースト材料としては、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および酸化バリウム（ＢａＯ）等を含む、いわゆる（ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＢａＯ）系ガラス組成を有する低融点ガラスペーストを用いることができる。このガラスペーストを用いて、例えばスクリーン印刷と焼成とを繰り返すことで、所定の膜厚の誘電体層１０５を容易に得ることができる。なお、この膜厚は表示電極対１０４の厚さや、目標とする静電容量値等に応じて設定すればよい。本第１の実施の形態では約４０μｍの膜厚とした。さらにＰｂＯ、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）および酸化リン（ＰＯ4）の少なくとも１つを主成分とするガラスペーストを用いてもよい。
【００２５】
また、保護層１０６は先述したように、プラズマ放電により誘電体層１０５がスパッタリングされないようにするために設けるもので、耐スパッタリング性に優れた材料であることが要求される。このために、ＭｇＯが多く用いられている。このＭｇＯ膜の形成については、後にさらに詳しく述べる。
【００２６】
一方、同様に透明で絶縁性を有する背面側基板１１１上に、画像データを書き込むためのアドレス電極１１２が前面板１００の表示電極対１０４に対して直交する方向に形成される。このアドレス電極１１２を覆うように背面側基板１１１面上に下地誘電体層１１３を形成した後、このアドレス電極１１２と平行で、かつアドレス電極１１２、１１２間のほぼ中央部に隔壁１１４を形成し、さらに２つの隔壁１１４、１１４で挟まれた領域に、隔壁１１４、１１４の上部まで含めて蛍光体層１１５が形成されて、背面板１１０が構成される。なお、この蛍光体層１１５は、図１に示すように、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光に発光する蛍光体層１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃが隣接して形成され、これらで画素を構成している。
【００２７】
なお、アドレス電極１１２は前面板１００のバス電極１０２ｂ、１０３ｂと同様な材料と成膜法で形成することができる。また、下地誘電体層１１３は誘電体層１０５と同一の材料と成膜方式で形成することもできるし、さらにＰｂＯ、Ｂｉ2Ｏ3およびＰＯ4の少なくとも１つを主成分とするガラスペーストを用いてもよい。隔壁１１４はガラスペーストを複数回スクリーン印刷して約１２０μｍの厚さに形成すれば、この隔壁１１４、１１４で囲まれ１２０μｍ程度の高さを有する空間が放電空間１２０となる。また、蛍光体層１１５は、それぞれＲ光、Ｇ光、およびＢ光に発光する蛍光体を例えばインクジェット法で隔壁１１４部分に形成することができる。
【００２８】
前面板１００と背面板１１０とを対向させると、それぞれ２本の隔壁１１４、１１４、前面側基板１０１上の保護層１０６、および背面側基板１１１上の蛍光体層１１５で囲まれたストライプ状の放電空間１２０が生じる。この空間１２０に先述したＮｅとＸｅの混合ガスを約６６．５ｋＰａの圧力となるように充填し、それぞれのバス電極１０２ｂ、１０３ｂを介してサスティン電極１０２とスキャン電極１０３間に数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの交流電圧を印加して放電させると、励起されたＸｅ原子が基底状態に戻る際に発生する紫外線により蛍光体層１１５を励起することができる。この励起により蛍光体層１１５は、塗布された材料に応じてＲ光、Ｇ光、またはＢ光の発光をするので、アドレス電極１１２により発光させる画素および色の選択を行えば、所定の画素部で必要な色を発光させることができ、カラー画像を表示することが可能となる。
【００２９】
なお、前面板１００と背面板１１０とを対向させた状態では、隔壁１１４により隣接する放電空間１２０同士は遮蔽されるようにしてあり、誤放電や光学的クロストークを防ぐような設計がされている。また、図示しないが、背面板１１０には可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）に対し高反射率を呈するように、反射鏡を設けることもある。
【００３０】
次に、本発明の保護層１０６の作製方法について説明する。図３は、本第１の実施の形態の保護層１０６を形成するために用いた電子ビーム蒸着装置の概略説明図である。ベルジャ３１０の内部はバルブ３１２を介して真空ポンプ３１１に接続されており、基板ホルダー３０１に誘電体層１０５までを形成した前面板１００を取り付けた後、バルブ３１２を開にしてベルジャ３１０の内部を真空ポンプ３１１で所定の真空度まで排気する。ベルジャ３１０の下部には、第１の電子ビーム蒸発源３０４、第２の電子ビーム蒸発源３０７および第３の電子ビーム蒸発源３０９が前面板１００に対して均一な膜厚を確保するように所定角度に傾けて配置されている。それぞれの電子ビーム蒸発源は、電子銃３０２、３０５、３１４と、この電子銃からの電子を受けて加熱蒸発させる蒸発物質を保持するハース３０３、３０６、３０８から構成されている。それぞれのハース３０３、３０６および３０８には、第ＩＩ族および第ＶＩ族元素であるＭｇＯのペレットが置かれ、しかもそれぞれのハースに設置するＭｇＯのペレットは第Ｉ族と第Ｖ族の元素とから選択される少なくとも１つの添加元素の量を各々異ならせている。例えば、本実施の形態においては、添加元素としてＮａ元素を選択し、ＭｇＯペレットに対して添加する量を変化させた。すなわち、第１の電子ビーム蒸発源３０４にはＮａを全く添加していないＭｇＯのペレット３２１、第２の電子ビーム蒸発源３０７には最大の濃度を添加したＭｇＯペレット３２２、および第３の電子ビーム蒸発源３０９には両者の中間の量のＮａを添加したＭｇＯペレット３２３をそれぞれのハースに配置する。なお、Ｎａ源としては、金属ナトリウムだけでなく、ナトリウム化合物も用いることができる。ナトリウム化合物としては、例えば、ＮａＣｌ、ＮａＮＯ3、Ｎａ2ＳＯ4、ＮａＢＯ2、Ｎａ2Ｂ4Ｏ7／１０Ｈ2Ｏ、Ｎａ2ＣＯ3、ＮａＨＣＯ3またはＮａＯＨ等を用いることができる。
【００３１】
本実施の形態においては、このような電子ビーム蒸着装置を用いて、図４に示すような膜厚方向のＮａ濃度プロファイルを有するＭｇＯの保護層１０６を形成した。このような濃度プロファイルを有するＭｇＯ膜は、第２の電子ビーム蒸発源３０７により所定の膜厚となるまで蒸着した後、第１の電子ビーム蒸発源３０４からさらに最終必要となる膜厚まで蒸着すれば容易に得られる。なお、図４では、横軸は保護層の深さ方向の厚さを示し、縦軸はＮａの濃度を示している。このような保護層１０６を有するガス放電パネルを実施例１とする。
【００３２】
なお、比較のために図５に示すように、膜厚方向に一定のＮａ濃度を有するＭｇＯ膜、およびＮａを添加していないＭｇＯ膜も形成して、ガス放電パネルとしての比較評価を行った。一定のＮａ濃度を有する保護層からなるガス放電パネルを比較例１、Ｎａを添加していない保護層からなるガス放電パネルを比較例２とする。なお、Ｎａの濃度分布については、前面板１００と同一距離の位置に配置したＳｉウェーハ３１５上に形成されたＭｇＯ膜について二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を行って確認した。
【００３３】
実施例１、比較例１および比較例２について、同じ駆動電圧波形を印加して放電開始電圧を調べた。この結果、実施例１では１６２Ｖ、比較例１では１７７Ｖ、さらに比較例２では１７５Ｖが得られた。一方、比較例１の放電開始電圧である１７７Ｖを印加して、全白表示での輝度を評価したところ、実施例１では５２８ｃｄ／ｍ2、比較例１では４５８ｃｄ／ｍ2、比較例２では４６８ｃｄ／ｍ2であった。この結果からわかるように、本発明の構成の保護層では、放電開始電圧を小さくできることが見出された。
【００３４】
第ＩＩ族と第ＶＩ族元素からなる保護層中に、第Ｉ属と第Ｖ族の元素とから選択される少なくとも１つの元素を添加し、しかも放電空間側のこの添加元素の濃度を小さくすることで、放電開始電圧を低下することができたことについては、以下のように本発明者らは考えている。すなわち、ＭｇＯ保護層１０６中で、Ｎａ原子はＭｇ原子の格子位置に入り込むことで、アクセプターとしての働きをする。図４に示すように、Ｎａ原子の濃度がステップ状で、かつ放電空間側の濃度を小さくするような濃度分布を設けることにより、ＭｇＯ保護層内には図６に示すようなバンド構造が得られる。これにより保護層１０６内部に生じる拡散電位によって、保護層１０６表面にはより多くの電子が存在できるようになる。その結果、保護層１０６であるＭｇＯ表面からの電子放出がより促進されるので放電開始電圧を低下することができたものと考える。
【００３５】
一方、比較例１および比較例２では、アクセプターが保護層１０６の表面側に片寄って存在しないか、あるいは全く存在しないために、図６に示すような拡散電位が形成されず、保護層の表面側に電子をより多く存在させることができない。このため、上記のような作用が得られず、放電開始電圧を低減できない。ただし、比較例１の方が比較例２に比べて放電開始電圧がやや低くなったのは、Ｎａ原子がアクセプターとして作用しており、Ｎａ原子を添加していない比較例２より保護層１０６であるＭｇＯ膜表面の電子の数が減少したためと推定している。
【００３６】
また、実施例１のガス放電パネルを通常使用で５万時間に相当する加速寿命試験を行ったが、放電開始電圧および発光輝度は無視できる程度の変動しか生じず、非常に安定に動作できることが確認された。さらに、このパネルを分解してＭｇＯ膜を観察したが、放電ガスによるスパッタで膜厚が減少していないことが確認された。
【００３７】
なお、本実施の形態では放電ガスとしてＮｅとＸｅの混合ガスを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなくＡｒより質量数が少なく、ＭｇＯ膜に対するスパッタリング効果が小さいＨｅを混合して使用してもよい。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態のガス放電パネルは、第１の実施の形態と同様な構成としたが、膜厚方向における第Ｉ族と第Ｖ族の元素とから選択される少なくとも１つの添加元素の量をそれぞれ変化させた保護層を形成した。これは、図３に示したような蒸着装置でハース中に設置する保護層材料となるＭｇＯペレット中の添加元素であるＮａ原子の添加量をかえれば所望の分布構造を有する膜が作製できる。このＭｇＯ膜中のＮａ原子の濃度分布を図７（Ａ）から（Ｅ）に示すように変化させたガス放電パネルを作製した。
【００３９】
図７（Ａ）に示す分布を有する保護層は、それぞれＮａ原子の添加量が異なる電子ビーム蒸発源を２個用いて、最初にＮａ原子の添加量が最も多い第２の電子ビーム蒸発源３０７から、最終膜厚比の０．５より大きな厚さとなるまで成膜した後シャッター（図示せず）を閉じて完全に蒸着を止める。その後、Ｎａ原子を添加していない第１の電子ビーム蒸発源３０４を用いて所定の蒸発速度をモニターにより確認してからシャッター（図示せず）を開にして所定の膜厚まで蒸着すると、図に示すようにシャープな濃度分布を有する保護層１０６が得られる。
【００４０】
図７（Ｂ）に示す分布を有する保護層も図７（Ａ）の場合と同様な電子ビーム蒸発源を２個用い、最初はＮａ原子の添加量が最も多い第２の電子ビーム蒸発源３０７から所定の膜厚となるまで蒸発させて成膜した後シャッターを閉じて完全に蒸着を止める。次に、Ｎａ原子を添加していない第１の電子ビーム蒸発源３０４とＮａ原子の添加量の多い第２の電子ビーム蒸発源３０７との蒸発速度が、所定の値となるようにそれぞれのシャッターを閉としたままモニターにより調整してからシャッタを開とし蒸着を始める。蒸着開始後、第２の電子ビーム蒸発源３０７の蒸発速度を徐々に低下させていくことで、図示するような濃度分布を有する保護層が得られる。図７（Ｃ）から（Ｅ）に示す分布を有する保護層も、上記の方法を組み合わせることで容易に得ることができるので、説明は省略する。
【００４１】
このようにして作成した５種類の濃度分布の保護層を有するガス放電パネルについて、第１の実施の形態と同様な評価を行ったところ、放電開始電圧は５種類のパネルともに１５６Ｖ〜１６２Ｖで、発光輝度は５２０ｃｄ／ｍ2〜５５０ｃｄ／ｍ2が得られた。したがって、これらのガス放電パネルのいずれも、第１の実施の形態で述べたのと同様の作用および効果のあることが確認された。これは、第１の実施の形態で説明したバンド構造により保護層表面に多くの電子が存在できるためであることを補強するものといえる。
【００４２】
ここで、図７（Ａ）に示す濃度分布の保護層１０６を有するガス放電パネルの放電開始電圧は１５６Ｖであり、図７（Ｃ）のように連続的な濃度分布の保護層を有するガス放電パネルよりも、さらに低い放電開始電圧が得られた。これは、濃度が大きく変化する点（Ａ）の位置を放電空間側に位置するようにしたことで、電子が閉じ込められる領域を狭くすることが可能となり、放電空間側の表面により多くの電子が存在するようになったことによる。
【００４３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態では、第１の実施の形態で作製したガス放電パネルにおいて、ＭｇＯ膜中に添加元素として第Ｖ族から選択されたＰ原子を有する保護層１０６を用いた。ＭｇＯ膜中のＰ原子の濃度分布は、図４に示すように形成した。このＭｇＯ膜の作製は、第１の実施の形態で説明した電子ビーム蒸着装置において、蒸発源であるペレット中のＮａにかえてＰ原子を添加したＭｇＯペレットを使用すれば容易に可能である。リン源としては、金属リンを用いてもよいし、リン化合物を用いることもできる。リン化合物としては、Ｃａ3Ｐ2、ＧａＰＮａ、Ｋ3Ｐ等の金属リン化物、（ＮＨ4）2ＨＰＯ4、ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4、Ｋ3ＰＯ4、Ｋ2ＨＰＯ4、Ｃａ3（ＰＯ4）2、ＣａＨＰＯ4、Ｃａ（Ｈ2ＰＯ4）2Ｆｅ3（ＰＯ4）2、ＦｅＰＯ4等のリン酸塩を用いてもよい。Ｐ原子の濃度分布も、前面板１００の近傍に配置したＳｉウェーハ３１５上に形成された膜のＳＩＭＳ分析を行うことにより確認した。このような保護層を有するガス放電パネルを実施例３とよぶ。
【００４４】
第１の実施の形態と同様に、比較のために図５に示すような、膜厚方向に一定のＰ原子の濃度のＭｇＯ膜からなる保護層１０６を有するガス放電パネルと、Ｐ原子を全く含まないＭｇＯ膜からなる保護層１０６を有するガス放電パネルとを同様に作製した。一定濃度のＰ原子を有する保護層からなるガス放電パネルを比較例３とよび、Ｐ原子が添加されていない保護層からなるガス放電パネルを比較例４とよぶ。
【００４５】
これら３種類のガス放電パネルについて、同じ駆動電圧波形を用いて放電開始電圧を調べてみたところ、実施例３では１６０Ｖ、比較例３では１７５Ｖおよび比較例４では１７３Ｖであった。また、最も高い駆動電圧である１７５Ｖを印加して全白表示での輝度を評価したところ、実施例３では５３０ｃｄ／ｍ2で、比較例３では４６０ｃｄ／ｍ2および比較例４では４７０ｃｄ／ｍ2であった。
【００４６】
このように保護層１０６中に含まれるＰ原子に濃度分布を設けることにより、その放電開始電圧を減少できたのはＭｇＯ中でＰ原子がＯ原子の格子位置に入り、アクセプタとしての働きをすることによるものである。この結果、Ｎａ原子の場合と同様に図６に示すようなバンド構造が得られ、保護層１０６内部に発生する拡散電位によって保護層１０６表面に電子がより多く存在するようになる。これにより、保護層１０６であるＭｇＯ膜表面からの電子放出がより促進され、結果として放電開始電圧が下がったものである。
【００４７】
一方、比較例３および比較例４では、アクセプタが保護層１０６表面に偏って存在しないために図６に示すような拡散電位が形成されない。このため、放電空間側の保護層表面に電子が集められ難くなり上記のような効果が現れない。ただ、比較例３の方が比較例４に比べて放電開始電圧がやや大きい理由は、第１の実施の形態と同様にＰ原子がアクセプタとして働き、Ｐ原子を含まない場合に比べてむしろＭｇＯ膜表面の電子の個数が減少するためである。
【００４８】
また、実施例３について、通常使用で５万時間連続動作相当の加速寿命試験を行ったところ、放電開始電圧に大きな変動はなく、安定であった。さらに、このパネルを割ってＭｇＯ膜を観察したところ、スパッタによる膜厚減少がほとんど無いことも確認された。なお、放電ガスとしては、Ｎｅ−Ｘｅの混合ガスに限定されることはなく、これらのガスにＭｇＯ膜のスパッタ効果の少ないＨｅを混合して使用してもよい。
【００４９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態では、ＭｇＯを主成分とし、この膜中のＰ原子の濃度分布を種々変化させた保護層１０６からなるガス放電パネルを作製した。保護層１０６中のＰ原子の濃度分布は、図７（Ａ）から（Ｅ）に示す分布形態とした。このような分布を有する保護層は、第２の実施の形態で説明したと同様な電子ビーム蒸着装置において、ＭｇＯペレット中にリンを適量添加したペレットを配置して、第２の実施の形態で説明したような蒸着方法により行えば容易に得られるので、説明は省略する。
【００５０】
これら５種類の保護層からなるガス放電パネルについて、第１の実施の形態で説明したと同様な評価を行った。この結果、すべてのガス放電パネルが１５５Ｖ〜１６３Ｖの範囲に放電開始電圧を有し、また発光輝度は５２１ｃｄ／ｍ2〜５５４ｃｄ／ｍ2であり、実施例３と同じ性能が得られた。また、第２の実施の形態と同様に、図７（Ａ）のような濃度分布を有する保護層の場合が最も放電開始電圧が低くなり、濃度が大きく変化する点（Ａ）の位置を放電空間側に設けることが効果的であることも確認された。
【００５１】
なお、第１から第４の実施の形態において、保護層１０６としてはＭｇＯ膜について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、周期表第ＩＩ族の元素と周期表第ＶＩ族の元素とからなる化合物であれば同様の効果および作用が得られる。例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）、ＢａＯ、酸化セリウム（ＣｅＯ2）等を用いてもよい。
【００５２】
また、保護層１０６中に分布させる周期表第Ｉ族の元素としては、Ｎａに限定されることはなく、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）等を単独または複数使用してもよい。また、周期表第Ｖ族の元素としては、Ｐに限定されることはなく、窒素（Ｎ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等を単独または複数使用してもよい。また、保護層１０６中に上記の第Ｉ族の元素と第Ｖ族の元素とを両方添加してもよい。これらの添加元素によるアクセプタとしての作用がより相乗されることになり、さらに二次電子放出の効率を向上できる。
【００５３】
本第１から第４の実施の形態においては、電子ビーム蒸着装置で保護層を形成したが、本発明は電子ビーム蒸着に限定されるものではなく、イオンプレーティング、スパッタリング等で作製してもよい。スパッタリングで作製する場合には、添加元素の濃度を変化させた複数個のターゲットを水平方向に配置し、これらのターゲット上を前面板が水平方向に移動しながら成膜することで、所定の添加元素の濃度分布を有する保護層を容易に形成できる。さらに、電子ビーム蒸着装置においても、電子ビーム蒸発源を水平方向に複数個配置し、基板をこれらの蒸発源上に水平方向に移動させながら成膜する装置構成でもよい。
【００５４】
なお、保護層１０６に添加する添加元素の量は、０．０００１原子％以上で、２０原子％が膜の結晶性を損なわず、本発明の特性を得られる望ましい量である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明のガス放電パネルは、周期表第ＩＩ族と第ＶＩ族とを主成分元素とする保護層に、周期表第Ｉ族と第Ｖ族とから選択された少なくとも１つの添加元素を含み、この添加元素が誘電体層側から放電空間側に向かう膜厚方向において放電空間側の濃度が誘電体層側に比べて小さくなるよう形成した構成を有する。これにより、保護層中の放電空間側に電子の存在する割合を増加させることができるため、保護層の二次電子放出係数（γ）を大きくできる。したがって、放電開始電圧を低減し、高輝度化が可能となり、明るく、明所でもコントラストの大きなガス放電パネルを実現できるという大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるガス放電パネル要部斜視図
【図２】同実施の形態のガス放電パネルの要部断面図
【図３】同実施の形態で保護層を形成するための電子ビーム蒸着装置の概略説明図
【図４】同実施の形態の保護層中の添加元素の膜厚方向の分布を示す図
【図５】比較例１および比較例３の保護層中の添加元素の膜厚方向の分布を示す図
【図６】同実施の形態の保護層についてのバンド構造を説明するための摸式図
【図７】本発明の第２と第４の実施の形態による保護層中の添加元素の膜厚方向の分布を示す図
【符号の説明】
１００  前面板
１０１  前面側基板
１０２  サスティン電極
１０２ａ，１０３ａ  透明導電膜
１０２ｂ，１０３ｂ  バス電極
１０３  スキャン電極
１０４  表示電極対
１０５  誘電体層
１０６  保護層
１０７  ブラックマトリクス
１１０  背面板
１１１  背面側基板
１１２  アドレス電極
１１３  下地誘電体層
１１４  隔壁
１１５  蛍光体層
１１５ａ  蛍光体層（Ｒ光）
１１５ｂ  蛍光体層（Ｇ光）
１１５ｃ  蛍光体層（Ｂ光）
１２０  放電空間
３０１  基板ホルダー
３０２，３０５，３１４  電子銃
３０３，３０６，３０８  ハース
３０４  第１の電子ビーム蒸発源
３０７  第２の電子ビーム蒸発源
３０９  第３の電子ビーム蒸発源
３１０  ベルジャ
３１１  真空ポンプ
３１２  バルブ
３１５  Ｓｉウェーハ
３２１，３２２，３２３  ペレット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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