场致发射显示(FED)继承了传统CRT的优良显示性能,是一种具有广阔应用前景的平板显示器件。在平板显示领域,特别是军事领域,FED有其固有的许多优势。但是与LCD和PDP相比较,FED还有一些问题需要解决,包括器件寿命、隔离体、亮度、电子发射均匀性、调制电压范围、驱动方法以及低成本的器件制备技术等。 本文的研究围绕基于纳米氧化锌阴极的场发射显示器件展开,研究内容主要包括纳米氧化锌阴极的制备及性能测试；基于纳米氧化锌阴极的新型场发射显示器件结构设计：表面传导型三极结构的设计、带聚焦电极的表面传导型三极结构设计、基于常开型表面电子发射源的四极结构设计；器件的制备工艺流程；器件的制备结果以及性能测试分析。 首先,分析在场发射显示器件中,纳米氧化锌作为阴极发射材料相对碳纳米管作为阴极发射材料的优势；然后,通过丝网印刷方法制备纳米氧化锌阴极,并在真空系统中对其发射性能进行测试。测试结果表明纳米氧化锌阴极的发射性能满足场发射显示的需要,并且当纳米氧化锌的浓度为6％(6gZnO粉末/100ml有机浆料)、烧结温度为400℃-500℃时,阴极的发射性能较好。除此之外,本文还制作了96×72的二极场发射显示器件,以证明基于纳米氧化锌的场发射显示是可行的。 其次,完成了基于纳米氧化锌的场发射显示三极结构的重新设计。本文研究了表面传导电子发射三极结构,阐述并实验证明了其相对于传统三极结构的优势；描述了基于此原理的几种器件结构设计方案,给出了10×10的三极原型器件的动态显示图像。在此基础之上,针对该结构中仍存在的问题,本文还提出了两种改进方案：带聚焦电极的表面传导电子发射结构及基于常开型表面电子发射源的四极结构。通过模拟仿真计算,配合实验证明,论证了通过这些结构改进后,器件的显示效果上将有明显改善。除此之外,改进后的结构还将具有调制电压低、制作工艺简单等特点。模拟与实验结果均表明这些方案都具有相当的可行性。 最后,根据上述设计,本文还按两种改进方案制备出5×5的原型器件,并且对其性能进行测试分析。测试结果表明,器件的各项性能均能达到预期要求。