由于具有双稳态特性,基于环境光照明的电泳式反射电子书在便携和节能方面有着巨大的优势。但是该显示方式响应时间长(秒级)、明暗对比度低(小于10),故无法播放彩色视频。具有疏水性材料的电浸润显示技术能够解决电泳式刷新速度慢和无法实现彩色显示的问题。然而,此类显示使用的吸收性黑色或者彩色像素材料会产生严重的背光损失,并且对比度也较低。如何减少损耗和提高显示对比度成为电浸润显示的研究热点。金属微结构上的表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)可以激发特殊的光学现象,如与周期和结构参数有关的波长选择性透射或反射。近年来,表面等离子体共振在显示领域中也得到了广阔发展,如彩色滤光片和偏振片。针对传统电浸润吸收损耗的问题,以及表面等离子体共振对临近材料折射率变化敏感的特点,我们提出了一种基于纳米金属光栅的透射光谱调制器件。该种调制具有结构简单,色度和对比度高等特点。我们通过仿真设计实现了红绿蓝三个子像素的透射彩色显示。实验中,制备了周期为520纳米、铝厚度为50纳米的双层金属光栅,并通过改变光栅临近材料折射率,实现了空气中为绿色亮态显示,蔗糖溶液中为暗态显示的效果。明暗对比度达到122。本论文从理论和实验方面验证了基于金属光栅结构的彩色显示和亮度调节的可行性,为未来电浸润显示器件提供了新的设计方案。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:首先介绍和分析了电子书中使用最广泛的电泳式显示以及电浸润显示的结构及原理。另外介绍了表面等离子体(SPR)的基本理论。详细推导了表面等离子体的产生机理,并介绍了常见表面等离子体激元的激发模式。着重强调基于纳米金属光栅的表面等离子体波在传感器以及光学方面的应用理论。其次,通过严格耦合波分析法和表面等离子体共振的理论,仿真设计实现了红绿蓝三个子像素的透射彩色显示。实验中利用激光干涉曝光和电子束蒸发的方式制备出特定参数的光栅。通过对光栅的透射光谱测试,验证了基于金属光栅结构的彩色显示和亮度调节的可行性。最后根据上述理论,提出一种新型的双层纳米金属光栅结构的电浸润显示器件。详细介绍了该种新型显示器件单元的制作流程和工作方式,为下一步电极主动调制奠定了良好基础。