PiG (ガラス内蛍光体) に関する核となる量産問題と包括的な緩和戦略 (項目 2)

ガラス粉末と蛍光体粉末は湿気を吸収します。炭酸塩は分解して CO₂ を放出し、硝酸塩は NOₓ を生成します。粉末の混合およびグリーンボディの圧縮中に空気が閉じ込められます。焼結の初期段階でガスが抜けず、大きな気泡と連続した灰色の気泡塊が発生します。これにより透過率が大幅に低下し、局所的な黒ずみや不均一な光点が発生します。

清澄剤（CeO₂、Sb₂O₃）の添加量のバランスが取れていない場合、または過度に急速な冷却により、溶融ガラス内の溶存ガスが過飽和になり、小さなマイクロバブルが沈殿します。グリーンボディ内の閉じた気孔は焼結中に融合できず、ミクロンスケールの空隙を形成します。

不均一な乾燥混合、不適切なプレス圧力、短い保持時間により、粒子間に大きな隙間が残ります。相互につながった内部気孔が焼結後も残るため、機械的強度が極端に低下し、切断時に刃欠けが発生します。

ガラス粉末と蛍光体粉末を120～180℃で4～12時間真空乾燥し、吸着水を完全に除去します。低分解性ガラス粉末を採用し、炭酸塩原料の割合を低減。

均一な粉末分散を達成し、閉じ込められた空気を除去するために、乾式混合を媒体として無水エタノールまたはイソプロパノールを使用した湿式ボールミルに置き換えます。ボールミル粉砕後は、気泡を含んだ凝集を避けるため、低温真空乾燥を行ってください。蛍光体の狭い粒径分布を制御して、粒子間のギャップを最小限に抑えます。

• セグメント化された一軸油圧プレスを採用: ゆっくりとした圧力上昇 → 30 ～ 120 秒間圧力を保持 → ゆっくりと圧力解放して内部空気を放出し、リバウンドボイドを防ぎます。
• ハイエンド製品には冷間静水圧プレス (CIP) を適用して、均一な素地密度と 1% 未満の低い気孔率を実現します。
• 薄膜PiGFの場合は、スクリーン印刷前にスラリーの真空脱泡と静電脱泡を行ってください。