场致发射平板显示器支撑结构的研究

摘要

场致发射显示器(FED)凭借其具有很高的图像显示质量同时又拥有超薄体型的优势，成为当前的研究热点。FED器件内部必须保持真空状态，以确保电子的自由运动，而外部承受大气压力，为此需要在其内部引入支撑体用来平衡内外气压差，从而避免显示图像的失真。但是支撑体的引入又会带来一些负面影响，如抽真空变得困难，元器件被污染以及制造成本的增加和支撑体带电影响电子发射轨迹等，因此良好的支撑结构不仅要能产生较好的支撑效果，而且应尽量减少所需的支撑材料从而降低其带来的负面影响。 本文介绍了FED的主要原理，从薄板弯曲的有限元分析理论入手，利用国际流行的商业化有限元分析软件ANSYS对不同尺寸但长宽比均为16:9的FED在不同支撑结构参数下(如支撑体的摆放位置、间距等)的力学特性进行了分析。以104×58.5mm2的小尺寸显示器为例，通过计算来证明引入支撑结构的重要性；从对具有相同显示面积的显示器，利用最少的支撑体材料来取得更好支撑效果的角度出发，分别对采用对角支撑结构、对齐支撑结构以及横向支撑结构等显示器的应力和形变情况进行了详细的计算并深入探讨和分析，最后分别提出相应的改进方案，优化了支撑结构模型。。

目录

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第一章绪论

1.1引言

1.2各类显示器的原理与特点

1.2.1阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube，CRT)

1.2.2各类平板显示器(Flat Panel Display，FPD)

1.3 FED国内外发展现状

1.4 FED的市场机遇及面临的难题

1.5选题意义与主要研究内容

第二章FED理论原理及其支撑技术

2.1场致电子发射理论

2.2 FED工作原理

2.3 FED的种类

2.3.1发射尖锥型Spindt-FED

2.3.2碳纳米管型CNT-FED

2.3.3表面导电发射显示器SED

2.3.4弹道电子表面发射显示BSD

2.3.5其它

2.4 FED支撑技术

2.4.1支撑技术的重要性

2.4.2支撑系统的要求

2.4.3支撑体的放置

2.4.4支撑体的形状

2.4.5支撑结构材料

第三章薄膜弯曲有限元理论及ANSYS软件

3.1有限元技术

3.1.1有限元法的基本思想

3.1.2有限元法的基本要素

3.1.3有限元法的基本思路

3.2薄膜弯曲有限元分析法的理论基础

3.3有限元分析软件的介绍

3.4 ANSYS有限元分析软件

第四章模型的建立

4.1有限元分析的流程

4.2实验假设

4.3计算的初始条件和参数

4.4模型的建立

4.4.1物理模型

4.4.2实体建模

4.4.3定义材料属性

4.4.4单元类型的选择和定义

4.4.5网格划分

4.4.6加载与求解

第五章实验方案与分析

5.1判据要求

5.2没有加入支撑结构的显示器

5.3对角结构和重心结构方案的讨论

5.4对齐结构和交叉对齐结构

5.5横向支撑和纵向支撑结构的讨论

5.5.1横向支撑结构

5.5.2纵向支撑结构

第六章结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附 录

致 谢