碳纳米管由于其优秀的场发射特性，被应用于场发射器件。其中场发射平面光源是受到关注的器件之一。本论文基于碳纳米管冷阴极开展4.3英寸场发射平面光源器件技术研究。以二极器件结构为载体，重点开展碳纳米管冷阴极大面积均匀制备技术和中尺寸平面光源器件集成与封装技术及制造工艺研究。创新性进展概括为两方面：　　 1.发展了一种利用热CVD法在硅片衬底上大面积均匀制备碳纳米管薄膜冷阴极的方法，所获得的阴极开启电场为2.5MV/m，工作电场为3.1MV/m，经过老化处理后电流波动小于4％，场发射性能符合平面光源器件应用指标要求。通过对碳纳米管薄膜结构的设计，改善了碳纳米管薄膜对衬底的附着力；分别从制备条件和后处理方法两个方面研究了改善阴极场发射均匀性的方法。通过大电流后处理及氧气后处理，使阴极均匀性从42％上升到67％，接近器件应用所需的均匀性指标。　　 2.研究并建立了一套4.3英寸碳纳米管冷阴极场发射平面光源集成与制备工艺流程。研究了碳纳米管阴极在高温烧结中的性质变化，提出了烧结过程中对阴极的保护方法；实现4.3英寸碳纳米管冷阴极平面光源全封装器件，该器件在10kV阳极电压条件下，阴极发射电流为2mA，最高亮度为15,000cd/m2。