第五章 CNT-FED面板之有限元素分析
5.4 拓樸概念設計
5.4.2 Spacer拓樸最佳化設計
在 CNT-FED 中 Spacer 僅能放置於 Pixel 間的區域，其尺寸規格 如圖 5.17 所示。在進行拓樸最佳化時選用黑色區域為設計空間，對 單一個 Spacer 的外型進行計算，其分析的模型如圖 5.30，上下板的 厚度會 2.8mm，Spacer 厚度為 1mm。其邊界條件為在上下板上施加 一大氣壓力，並固定 Spacer 中央的一點。其目標函數為整體的剛性
（Stiffness）最大，而限制條件為 Spacer 體積的 25%~50%，其模擬 結果如圖 5.31，其中顏色越接近紅色表示材料密度近 1，則此部份
在上述的模擬中皆只考慮一個 Spacer，但一個 Spacer 的結果不 一定能代表全體的 Spacer，所以接著以更多數量的 Spacer 進行模 擬。觀察模擬的結果（圖 5.37 至圖 5.41）可發現，單一個 Spacer 的
體積百分比小的情況下，保留下的體積多分佈在 y 方向，當體積百 分比增加到一定的數量，x 方向的才開始有體積的保留，此結果同 樣顯示y 方向的 Spacer 重要性大於 x 方向。
綜合以上的模擬結果，在進行Spacer外形的設計時，可考慮在 以整片狀的Spacer沿著y方向擺放。在整個CNT-FED面板中，Spacer 所 能 擺 放 的 總 面 積 為 19874.4mm2， 參 考 5.3 節所擺放的 88 個 Spacer，其面積為 481.25mm2約佔總面積的 2.421%。若擺放片狀的 Spacer時以此面積為基準，則需沿y方向擺放 18 個。因此採用片狀 的Spacer可減少擺放的數量，降低擺放上的難度。
圖 5.1 邊框厚度為 1 mm 之設計圖
圖5.2 邊框厚度為 1 mm 立體圖
圖 5.3 Getter Box 之設計圖
圖 5.4 Getter Box 之立體圖
圖5.5 CNT-FED 爆炸圖
圖5.6 CNT-FED 組合圖
圖5.7 Cathode 板應力分佈圖
圖5.8 Anode 板應力分佈圖
圖5.9 邊框應力分佈圖
圖 5.10 Getter Box 應力分佈圖
圖 5.11 抽氣管應力分佈圖
圖 5.12 Cathode 板應力分佈圖（含玻璃粉）
圖 5.13 Anode 板應力分佈圖（含玻璃粉）
圖5.14 邊框應力分佈圖（含玻璃粉）
圖5.15 Getter Box 應力分佈圖（含玻璃粉）
圖 5.16 抽氣管應力分佈圖（含玻璃粉）
0.1mm
0.56mm
0.14mm
0.56mm
圖 5.17 Spacer 可放置區域
圖 5.18 Spacer 擺放位置圖
圖 5.19 Cathode 板應力分佈圖（抽真空後）
圖 5.20 Anode 板應力分佈圖（抽真空後）
圖5.21 邊框應力分佈圖（抽真空後）
圖 5.22 Spacer 應力分佈圖（抽真空後）
圖5.23 Getter Box 與抽氣管應力分佈圖（抽真空後）
圖 5.24 Spacer 擺放位置圖（增加一排 Spacer 後）
圖5.25 Cathode 板應力分佈圖（增加一排 Spacer 後）
圖5.26 Anode 板應力分佈圖（增加一排 Spacer 後）
圖5.27 邊框應力分佈圖（增加一排 Spacer 後）
圖 5.28 Spacer 應力分佈圖（增加一排 Spacer 後）
圖5.29 Getter Box 與抽氣管應力分佈圖（增加一排 Spacer 後）
圖5.30 拓樸最佳化模型
圖5.31 拓樸最佳化結果
圖5.32 上下板厚度為 0.2mm 的模擬結果
圖5.33 上下板厚度為 0.5mm 的模擬結果
圖5.34 上下板厚度為 1mm 的模擬結果
圖5.35 上下板厚度為 1.5mm 的模擬結果
圖5.36 上下板厚度為 2mm 的模擬結果
圖5.37 4 個 Spacer 的模擬結果
圖5.38 9 個 Spacer 的模擬結果
圖5.39 12 個 Spacer 的模擬結果
圖5.40 16 個 Spacer 的模擬結果
圖5.41 25 個 Spacer 的模擬結果
20% 40%
60% 80%
圖5.42 不同體積上限的模擬結果
第六章 總結與未來展望
CNT-FED 的真空封裝過程進行模擬，並嘗試改變數個 Spacer 設計參 數，以降低殘留應力的大小獲得較佳的設計條件。 25MPa。而 Soda-lime Glass 的平均破壞強度為 49.05MPa，所以在抽真空後 Spacer 上的安全係數僅有 2，因此在 Spacer 的部份很有可能會產生破壞，所以應考慮增加 Spacer 的個 數或是增加其總支撐面積。