表面传导电子发射显示器件(SED)在能耗、分辨率、视角等方面较其他平板显示(LCD/PDP)存在明显的优势。但是,表面传导电子发射显示器件的阴极电子发射阵列的发射效率以及寿命阻碍了其发展,并且有研究者发现表面传导电子发射显示器件在电形成时,其传导电流与器件电压呈现重复的压控负阻(VCNR)现象。而且VCNR与器件的发射电流存在某种联系——不出现VCNR则没有发射电流。因此,揭示VCNR的形成机理且理清VCNR现象与电子发射特性的内在规律可以为制备出性能优异的SED提供理论基础。本文以颗粒膜AlN/Al作为表面传导电子发射显示器件的阴极发射极材料,通过真空电形成,研究VCNR特性及其形成机理。采用磁控溅射和光刻技术制备发射阴极为AlN/Al材料的表面传导显示原理器件,研究了电形成次数、颗粒膜制备工艺、器件结构、电形成环境、外加电场以及颗粒膜材料成份等,对器件的电学特性影响,根据电学特性的演变规律,探讨了颗粒膜的电子发射机理以及器件VCNR特性,主要获得以下结论：研究了不同电形成环境对VCNR的影响。实验表明在低真空和高真空两种不同真空环境下,给器件加载相同的电压电形成所呈现的现象不相同。具体表现为在低真空下,器件的传导电流达到电流源额定上限且VCNR现象不可重复,传导电流变化剧烈且在薄膜阴极形成一条远大于2μm的狭缝：在高真空下,器件传导电流很稳定且VCNR现象可重复,并在薄膜表面形成一条狭缝且宽度为952nm。研究了不同外加电场模式下器件电学特性的影响,对以Al-AlN为阴极发射极薄膜的基底上的背电极分别加载不同电压(-5V、0V、+5V)。研究其对电子发射效率的影响以及对VCNR现象的影响。实验发现加载-5V电压时,器件的VCNR现象较明显,器件的发射电流和发射效率增加。相反加载+5V时,器件的发射电流和发射效率下降。研究了不同器件结构对电学特性的影响,即制备不同膜层结构的器件1(先制备铜电极后制备发射阴极)、器件2(先制备发射阴极再制备铜电极)。实验表明器件1的传导电流低于器件2,出现VCNR现象时对应的器件电压大于器件2,且传导电流稳定,形成的狭缝尺寸适合表面电子发射。研究了材料成份对器件电学特性的影响。在气体流量N2：Ar为3:90sccm的前提下,利用磁控溅射设备分别在工作气压为0.85Pa和1Pa下,制备了两种不同性质的发射极薄膜(颗粒膜),然后在真空中进行电形成。结果表明0.85Pa下制备的颗粒膜导电性良好,但是传导电流比较大且电形成后狭缝大于2μm,且观测不到发射电流。其出现了VCNR现象较1Pa的早许多(相对于器件电压)。但是1Pa下制备的器件与其相反,传导电流比较稳定且形成的狭缝较为理想在2μm以内,出现了明显的发射电流。利用扫描式电子显微镜X光微区分析(SEM-EDS)研究了电形成之后器件的颗粒膜元素含量的变化,结果发现器件颗粒膜电形成后,A1元素发生了改变且其含量增加了4.29%。结合以上不同条件下器件宏观电学特性以及颗粒膜的变化,确定器件VCNR特性和器件颗粒膜中导电元素A1含量直接相关。