隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的發(fā)展，差不多所有的電子器件體積都已經(jīng)顯著地減小了，唯有顯示器件本身是一個例外。微顯示器（Microdisplay）的出現(xiàn)，極大地減小了顯示器件本身的尺寸，也為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計者們一個機(jī)會，在增加圖像顯示尺寸和清晰度的同時，極大地減小顯示器的尺寸。因為在許多情況下，顯示器越小，整機(jī)越便宜。因此，使用微顯示器不僅會使系統(tǒng)價格下降，較小的物理尺寸也意味著產(chǎn)品體積將較小較輕，在利用相同電池的條件下工作時間也較長。

1. 微顯示器特點

微顯示器實際上就是把顯示圖像或視頻的全部像素集成到單片集成電路模塊上。該模塊分為兩大類：一類用于投影顯示系統(tǒng)，一類用于虛擬顯示系統(tǒng)。到目前為止，用于投影顯示的微顯示器數(shù)量上只占很小的比例。

市面上，我們看到的擁有時尚外觀的視頻眼鏡產(chǎn)品采用的是虛擬大屏幕成像技術(shù)，將來自便攜式設(shè)備的視頻信號快速生成由紅、綠和藍(lán)（RGB）圖像組成的高幀速率序列，然后由人眼合成為完整的彩色圖像，這些圖像出現(xiàn)在觀察器的內(nèi)部，觀看者在觀察器內(nèi)部某處可看到與實物顯示屏相同的虛像，但看起來非常之大，好象身臨其境地觀看超大屏幕電視一樣。

高平公司的Digital iVision成像技術(shù)

與普通顯示器不同，微顯示器可提供高得多的分辨率。多數(shù)顯示器的全彩色分辨率只有80-100行/吋，而許多微顯示器提供的彩色分辨率可達(dá)1000行/吋或者更高。

從已有微顯示器芯片的生產(chǎn)過程看，許多微顯示器采用了混合工藝。這種工藝首先利用現(xiàn)有的大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)線制造CMOS硅基片，然后在硅基片的另一面生成包含光調(diào)制器或光發(fā)射層的上層結(jié)構(gòu)。比如，上層結(jié)構(gòu)層由液晶材料組成時，就可以在具有規(guī)模生產(chǎn)能力的LCD工廠中完成微顯示器生產(chǎn)的最后工序。

通過成熟的工業(yè)流程來生產(chǎn)新型顯示器件導(dǎo)致將CMOS矩陣用作顯示器的控制矩陣。這種作法可以為芯片增加各種復(fù)雜的新功能，從而為靈巧型顯示器的誕生鋪平道路。第二，生產(chǎn)商在充分利用原有廠房和設(shè)備的情況下進(jìn)入顯示器的生產(chǎn)領(lǐng)域。這種模式降低了微顯示器的生產(chǎn)投資，加速了產(chǎn)品上市的時間。這就是大批從未生產(chǎn)過顯示器產(chǎn)品的高科技企業(yè)迅速成為顯示器領(lǐng)域新秀的原因。

2. AMLCD微顯技術(shù)

有源矩陣液晶顯示器（AMLCD）屬于透射型微顯示技術(shù)，其背光源發(fā)出的光在經(jīng)過每一像素時受到液晶單元的調(diào)制，而液晶單元受顯示屏上晶體管的控制。這種微顯示器有用多晶硅晶體管的，也有用單晶硅晶體管的。

在利用單晶硅的方式中，基片用的是硅絕緣體（SOI）而不是硅圓片。隨后，有源電極被取下來移置到玻璃基板上。下一步的液晶加工就是在這一薄而透明的玻璃基板上完成。附加的電路例如行、列驅(qū)動器，必須在基板的顯示屏的周邊部分生成。

多晶硅微顯示器不需要分開的基板材料，所有的處理均在石英片上完成。首先，在基片上淀積一層非晶硅層，然后利用高溫退火將其轉(zhuǎn)變成多晶硅。這樣做改善了材料的電氣性能，容許某些周邊的行、列驅(qū)動器在顯示屏晶體管附近生成。不過，多晶硅的電氣特性不如單片硅那么好。最后經(jīng)過下一步的液晶添加，最后完成透射微顯示器的全部加工。作為投機(jī)的光學(xué)引擎，HTPS微顯示器已經(jīng)取得很大的成功。這些器件一般可以直接連接筆記本電腦。利用低溫多晶硅（LTPS）的液晶器件也進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)，可以應(yīng)用比較便宜但面積大得多的玻璃基片，并準(zhǔn)備用來生產(chǎn)微顯示器。

3. 高平公司視頻眼鏡方案

AMLCD是一種成熟的顯示技術(shù)，其工藝與目前的CMOS兼容，微顯示方案供應(yīng)商為美國高平公司（Kopin），韓國e-MDT公司也提供基于其3D-Cube SOC的整套方案。AMLCD視頻眼鏡生產(chǎn)廠商有深圳東方景等公司、日本Scalar公司、奧林巴斯（Olympus）公司、美國Microoptical公司等。

美國軍火制造商、納米半導(dǎo)體開發(fā)者——高平公司（Kopin Corporation）是AMLCD微顯器方案主要供應(yīng)商，在AMLCD微顯方面擁有多項專利：IC剝離（lift-off）工藝、低電壓LCD技術(shù)、多區(qū)域垂直排列（multi-domain verticalalignment，MVA）。采用高平公司Digital iVision技術(shù)的BDM-230K、BDM-922K雙目顯示模塊模塊，能將全屏幕影像壓縮至微型顯示器，然后再由光學(xué)配件將該影像放大至肉眼可接收的大型影像，從而使其體積變得非常輕薄，配戴舒適。這樣，視頻眼鏡制造商毋須顧慮顯示系統(tǒng)所涉及的復(fù)雜技術(shù)，就可以快速推出最新的頭戴視頻眼鏡。

早在2005年，高平就與晶門科技結(jié)成市場推廣聯(lián)盟，借助于晶門科技（Solomon Systech）的強(qiáng)大渠道優(yōu)勢，目前中國市場上的AMLCD視頻眼鏡產(chǎn)品大多采用了高平公司方案。

（1）Cyberdisplay技術(shù)及專利

高平公司Cyberdisplays LCD通過其專利性剝離（lift-off）工藝，將非常薄的IC層轉(zhuǎn)移到玻璃基板上，單晶硅晶體管實現(xiàn)了業(yè)界最小的像素尺寸。Cyberdisplays LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的彩色濾光片，通過背光源為圖像提供照明，穿過每一個彩色點的光線由各個像素電極獨立控制，以產(chǎn)生全彩色域。

BDM（Binocular Display Module）雙目顯示模塊產(chǎn)品是一個視頻眼鏡的完整影像子系統(tǒng)，它集合了高平公司的Cyberdisplays LCD、晶門科技的微型顯示控制器芯片及移動視頻產(chǎn)品所需的其它電子及光學(xué)組件，再將其放置于輕巧密封式的微型裝置之中。在工藝上，BDM模塊采用了高解像度而體積最小的透光式液晶顯示器（AMLCD），它是直接在晶圓上封裝TFT，所以能使微顯示器更小，其體積可小至一枚郵票以至一粒米大小。

高平公司的LCD微顯示產(chǎn)品基于其專利待審的低電壓（LV）技術(shù)，以外接耦合電容其的方式使寫入各個像素的輸入電壓倍增；其集成的DC存儲開關(guān)電路可以保存DC電平，無須切換公共電極（VCOM）的電壓。另外，更低的接口電壓還兼容了CMOS驅(qū)動器IC工藝，降低了系統(tǒng)功耗和成本。

另外，高平的另一專利待審廣視角技術(shù)——多區(qū)域垂直排列（multi-domain verticalalignment，MVA）可以使普通的黑色圖像（偏壓為零）的對比度增加，看起來非常舒適。

（2）BDM雙目顯示模塊

目前，BDM模塊采用的是0.25um和0.35um工藝。晶門科技（Solomon Systech）特別針對該類微顯示器設(shè)計了專門的驅(qū)動IC，進(jìn)一步實現(xiàn)了更高的集成度和更省電的特點。晶門科技用于此微顯示模塊的驅(qū)動IC有SSD1502和SSD1503兩款產(chǎn)品，他們分別是兩塊集成度非常高的SoC，集成了所有必須的功能，所不同的是SSD1502采用I2C接口，而SSD1503采用SPI接口。SSD1502/1503直接接收數(shù)字視頻信號，也可以通過增加一個額外的解碼器接收模擬視頻信號。

其中，模塊BDM-230K具備QVGA（320×240）解像度，能提供相等于置身2m距離外觀賞35吋電視所播放的大型視頻效果。BDM-230K僅需3.3V電源及一般NTSC或PAL視頻輸入，內(nèi)嵌于一個僅重26g、體積只有97.5×23.75×22.0mm的密閉式裝置內(nèi)，內(nèi)置兩組CyberDisplay 230K顯示屏、背光裝置、驅(qū)動電子零件，以及一對視角達(dá)24度、眼視舒解距為20mm及可測曈孔大小為10mm的光學(xué)組件。此外，兩組顯示屏及各光學(xué)組件之間均已精確對準(zhǔn)，確保帶來最舒適的觀賞效果，其耗電量低至450mW，毋須經(jīng)常充電亦能長時間使用，同時備有音頻轉(zhuǎn)接器以簡化最后的裝嵌工序。

模塊BDM-922K具有VGA（640×480）解像度，能提供相等于觀看48吋電視的視頻效果，其它功能與BDM-230K相似。它內(nèi)嵌于一個僅重28g、體積只有95.6×22.3×31.1mm的密閉式裝置內(nèi)，內(nèi)置兩組CyberDisplay VGA顯示屏、背光裝置、驅(qū)動電子零件，以及一對視角達(dá)32度、眼視舒解距為20mm及可測曈孔大小為10mm的光學(xué)組件。

韓國e-MDT 3D-Cube方案

4. 韓國e-MDT 3D-Cube方案

韓國e-MDT公司提供基于其3D-Cube EM3100單芯片的整套方案。EM3100 SOC芯片采用0.18um CMOS工藝生產(chǎn)，采用100LQFP/100FBGA封裝，支持復(fù)合、S-VIDEO、BT.601/656、RGB、DVI等格式信號，支持QVGA到SVGA分辨率，切可以自由調(diào)整。基于3D-Cube方案的頭戴產(chǎn)品支持3G手機(jī)、i-POD、PMP、PSP、x-BOX等。