场发射平板显示器(FED)具有高亮度、高对比度、高分辨率、宽视角、高响应速度及低功耗等特点，被认为是理想的下一代平板显示器件。栅极结构是目前FED的常用结构，栅极和阴极之间绝缘层(简称栅极绝缘层)的性能对栅极结构FED的可靠工作有着重要的影响。随着器件尺寸的不断增大和新型纳米冷阴极的应用，对绝缘层的性能提出更高要求。因此，研究栅极绝缘层薄膜的制备及其特性有重要意义。 本论文主要研究利用电子束蒸发制备FED中栅极绝缘层薄膜的制备工艺，通过优化了制备的工艺参数，制备出符合纳米冷阴极FED应用需要的栅极绝缘层。根据电子束蒸发镀膜中影响绝缘薄膜性能的主要因素，通过在薄膜沉积的过程中改变衬底温度、沉积速率以及离子辅助沉积的气体等来制备致密、均匀的氧化铝(Al2O3)绝缘薄膜。通过优化实验参数，得到击穿场强可达5 MV/cm，漏电流密度不大于0.15μA/c㎡(E=2 MV/cm)的Al2O3薄膜，满足纳米线冷阴极FED器件的应用。 论文还对绝缘薄膜的耐压性能和击穿机制进行研究。采用金属层—绝缘层—金属层的测试结构，并通过连续升压法和恒压法测试了Al2O3薄膜和SiO2-Al2O3双层绝缘薄膜的耐压性能和稳定性。结合薄膜的组织结构和表面结构分析了薄膜的击穿机制。 论文最后实现了氧化铝薄膜在纳米线FED器件的集成。研究了Al2O3薄膜刻蚀工艺，并分析了场发射显示器制作过程中影响氧化铝薄膜耐压性能的主要因素。将氧化铝薄膜应用于3.5英寸和10英寸的CuO纳米线冷阴极FED器件中。