本文在国家973计划和上海市纳米专项的资助下，以碳纳米管场发射平板显示器件(CNT-FED)的实用化和产业化为目标，开展CNT-FED器件制备的关键技术研究。本论文中对涉及CNT-FED制备的全套工艺，包括碳纳米管阴极的制备、阴极场发射性能的改善、三极管器件结构的设计与实现以及器件的封装进行了全面研究，开发了一套基于低成本丝网印刷工艺的CNT-FED器件制备工艺，并最终获得了较好显示度的CNT-FED器件。本论文主要包含以下几部分内容： 一、设备研制 自行设计并建立了一台多功能超高真空系统。该系统集PECVD、等离子体表面处理、场发射测试、器件真空封接、高真空退火等功能于一体。目前能够在多种衬底上沉积碳纳米管、并进行阴极的等离子体表面处理，场发射性能测试等。 二、阴极发射性能的改善 从CNT的发射表面、CNT膜本身的电子传导性能以及CNT与衬底材料的接触性能这三个方面入手，研究改善印刷法制备的CNT阴极电子发射性能的方法。 (1) 采用等离子体表面处理的方法使印刷法制备的CNT阴极发射点密度有数量级提高并达到显示用要求。FESEM发现等离子体表面处理后CNT的表面出现了大量的瘤状的纳米颗粒，HRTEM确认了这种纳米级瘤状颗粒是球状富勒烯结构。本文认为这种类似于CNT发射尖端的富勒烯球与管壁的结合使CNT的发射模式从单尖端发射变为多尖端发射，宏观上导致了处理后CNT阴极电子发射点密度数量级的增加。 (2) 发现了印刷法制备的CNT膜的记忆发射效应。利用这种CNT膜的记忆发射特性，我们可以通过机械图形转移法很容易的获得清晰的图形化发射，不再需要阴极的图形化工艺和复杂的后处理工艺。本文认为表面图形转移的过程使表面具有发射能力的CNT和从衬底到表面的导电通道的数量大大增加，从而使图形