網(wǎng)上經(jīng)常出現(xiàn)一些關(guān)于微顯示器（microdisplay）的應(yīng)用名詞，例如頭盔顯示器（Head Mounted Display，HMD）、頭戴顯示器（Head Mounted Display，HMD）、視頻眼鏡（iWear、video glasses）、眼鏡影院（eyescreen、iTheater）等。其實(shí)，這些形形色色、擁有時(shí)尚外觀的便攜式數(shù)碼產(chǎn)品所指的是同一技術(shù)——微顯示器（microdisplay），也正是它推動(dòng)著頭盔顯示產(chǎn)品的演進(jìn)，一步步發(fā)展成頭戴式、眼鏡式，即目前大家看到的視頻眼鏡等。

在頭盔顯示器的演進(jìn)過(guò)程中，其動(dòng)力主要是微顯示器技術(shù)的進(jìn)步。按照顯示模塊工藝的不同，我們可以將微顯示器分為L(zhǎng)CD、LCoS、OLED和MEMS四種。

LCD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(guò)每一像素時(shí)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。AMLCD是一種成熟的顯示技術(shù)，其工藝與目前的CMOS兼容。

AMLCD微顯示方案有美國(guó)高平公司（Kopin）的Cyberdisplay方案，合作企業(yè)有深圳東方景等公司、日本Scalar公司、Tekom、三菱電機(jī)、奧林巴斯（Olympus）公司、美國(guó)
Microoptical公司、Yello Mosquito公司等。高平公司在AMLCD微顯方面擁有多項(xiàng)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）。早在2005年，高平就與晶門(mén)科技結(jié)成市場(chǎng)推廣聯(lián)盟，借助于晶門(mén)科技（Solomon Systech）的強(qiáng)大渠道優(yōu)勢(shì)，目前中國(guó)市場(chǎng)上的AMLCD視頻眼鏡產(chǎn)品大多采用了高平公司方案。

在日本，微顯示器用透射式LCD面板制造大廠SONY，自1987年起就有頭盔顯示器的構(gòu)想，1991年起先從投影顯器技術(shù)著手，1996年開(kāi)始有商品發(fā)售，當(dāng)時(shí)的頭盔形式顯示器已被修改成大型眼罩式，到了1998年底，SONY已經(jīng)有0.55吋、18萬(wàn)畫(huà)素?cái)?shù)的LCD面板做為影像源，其PLM-S700產(chǎn)品的顯示器部分重量已經(jīng)可以減輕到95克，并利用偏心光學(xué)曲面設(shè)計(jì)的透鏡，顯示相當(dāng)于人眼2m前52吋的大畫(huà)面。除了SONY，Olympus也有相似的產(chǎn)品推出，同樣使用0.55吋穿透式LCD面板，其Eye-Trek系列的FMD-700產(chǎn)品的顯示器重量減為85克，SONY與Olympus的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是作為DVD player、游戲機(jī)等視覺(jué)娛樂(lè)外圍配備。

LCoS微顯技術(shù)

LCoS（Liquid Crystal on Silicon）是將半導(dǎo)體與LCD技術(shù)相結(jié)合的反射式液晶投影新技術(shù)，最大特色在于基底的材質(zhì)是單晶硅，因此擁有良好的電子移動(dòng)率，而且單晶硅可形成較細(xì)的線路，是比較容易實(shí)現(xiàn)高分辨率的投影結(jié)構(gòu)，反射式成像也不會(huì)因光線穿透面板而大幅降低光利用率，因此提升了光效率。

LCoS微顯示器利用外部光源，當(dāng)光從微顯示器表面反射時(shí)被調(diào)制。LCoS器件的有源控制電路采用CMOS工藝，然后生成液晶層作為反射器，LCoS微顯示器可以利用約85%的表面積來(lái)反射光，光柵利用系數(shù)比較高。對(duì)反射光的調(diào)制由加到液晶的電壓來(lái)控制。

由于繼承了LCD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也克服了LCD的不足之處，所以LCoS擁有諸多LCD所不具備的優(yōu)點(diǎn)，在理論上具有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本等優(yōu)勢(shì)，基于LCoS器件的顯示技術(shù)是最近關(guān)注的重點(diǎn)之一。目前，LCoS微顯示器方案供應(yīng)商有JVC公司、臺(tái)灣微型影像股份有限公司（Taiwan MicroDisplay）、臺(tái)灣Himax公司、Varitronix、HOLOEYE Systems公司，以及FLCoS方案供應(yīng)商Displaytech公司等。

2009年5月，美光科技公司（Micron Technology）收購(gòu)了Displaytech公司，雙方的目標(biāo)是開(kāi)啟一個(gè)“以前不被大家注意”的規(guī)模市場(chǎng)，并隨后推出了MT7DMQV3A FLCoS微顯示模塊。

（1）JVC公司的D-ILA技術(shù)

JVC從90年代中期開(kāi)始就涉足于LCoS的研究開(kāi)發(fā)，是最早投入LCoS技術(shù)開(kāi)發(fā)的廠商之一，其獨(dú)立開(kāi)發(fā)的D-ILA（Direct-drive Image Light Amplifier）直接驅(qū)動(dòng)圖像光源放大器芯片就屬于LCoS技術(shù)。2006年，JVC繼推出0.7吋1080p芯片后，推出0.7吋1080p芯片，其D-ILA芯片形成了五種規(guī)格，分別是1.7吋4K芯片、1.3吋QXGA等級(jí)芯片、0.82吋1080p芯片、0.7吋1080p芯片、以及0.7吋720p芯片。

JVC的LCoS技術(shù)叫作D-ILA硅晶芯片，其中的液晶板將晶體管作為像素點(diǎn)液晶的開(kāi)關(guān)控制單元做在一層硅基板上，硅基板（也稱反射電極層）位于液晶層的下面，用于像素地址尋址的各種控制電極和電極間的絕緣層位于硅基板的下面，因此整個(gè)結(jié)構(gòu)是一個(gè)3D立體排列方式。

D-ILA技術(shù)改變了傳統(tǒng)LCoS制造工藝，對(duì)液晶層和配向膜工藝從根本上進(jìn)行了重新開(kāi)發(fā)，將傳統(tǒng)的液晶層水平排列改為了垂直排列、而更從無(wú)機(jī)物中提取了全新的配向膜材料。延長(zhǎng)了芯片的使用壽命。采用D-ILA技術(shù)的液晶板的光圈比率可以達(dá)到93%，在相同尺寸的液晶板上D-ILA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。

D-ILA技術(shù)已經(jīng)極為成熟，目前最新的0.7吋D-ILA三片式液晶面板能實(shí)現(xiàn)1080p的全高清輸出，亮度為800流明，真實(shí)對(duì)比度高達(dá)10000:1（在不使用動(dòng)態(tài)光圈的情況下）。據(jù)Fuji Chmera統(tǒng)計(jì)，JVC公司的LCoS面板在投影領(lǐng)域的市場(chǎng)高達(dá)75%。

（2）Displaytech公司的FLCoS微顯示器

在LCoS技術(shù)的基礎(chǔ)上，Displaytech公司開(kāi)發(fā)出了鐵電版LCoS（Ferroelectric LCoS）微顯示器，能夠利用高量產(chǎn)的互連和封裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)小外形尺寸、低功耗和低成本。與傳統(tǒng)的向列液晶的開(kāi)關(guān)時(shí)間在10ms范圍相比，F(xiàn)LCoS微型顯示器的開(kāi)關(guān)時(shí)間小于100us，這是它與其它微型顯示器的差異所在�？焖俚拈_(kāi)關(guān)速度使人們能夠在CMOS硅裸片的表面上覆蓋一層FLC以生成全彩顯示。CMOS電路與標(biāo)準(zhǔn)的視頻輸入接口，并利用CMOS工藝在金屬的頂層實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣式反射鏡面。

根據(jù)由CMOS電路施加在點(diǎn)陣金屬上的電壓，F(xiàn)LC材料與通過(guò)該材料的光線相互作用，要么旋轉(zhuǎn)極化光，要么不旋轉(zhuǎn)極化光。FLCoS微型顯示器利用FLC的快速來(lái)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。因?yàn)镕LCoS微型顯示器采用的是CMOS工藝，所以，它可以采用大量的互連和封裝技術(shù)來(lái)制造，而這跟小尺寸、低功耗及消費(fèi)定價(jià)模型是一致的。

對(duì)眼鏡應(yīng)用來(lái)說(shuō)，一項(xiàng)絕對(duì)的要求是利用單一面板生成全彩顯示。FLCoS面板具有非�？焖匍_(kāi)關(guān)速度，能夠產(chǎn)生順序彩色顯示所需要的非常高的幀速率，能夠在每一個(gè)像素大于90%的孔徑上創(chuàng)建想要的色彩，從而產(chǎn)生類似全息的圖像。另外，利用生成較寬彩色域的三色LED，F(xiàn)LCoS面板產(chǎn)生更接近生活的色彩。

2009年5月，美光科技公司（Micron Technology）收購(gòu)了Displaytech公司，并推出了MT7DMQV3A-A1S FLCoS微顯示模塊。過(guò)去6年中，Displaytech公司交付使用的FLCoS微型顯示器超過(guò)了1400萬(wàn)套。由于受FLCFerroelectric Liquid Crystal）專利的限制，F(xiàn)LCoS微顯示方案由美國(guó)Displaytech公司獨(dú)家提供。

OLED微顯技術(shù)

有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）相對(duì)較新，同場(chǎng)致發(fā)射（FE）、電致發(fā)光（EL）一樣，OLED也屬于發(fā)光型微顯技術(shù)，目前已經(jīng)能跟LCD和LCoS技術(shù)在價(jià)格和性能上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

OLED在頭戴顯示器應(yīng)用領(lǐng)域有非常大的優(yōu)勢(shì)：清晰鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等，是頭戴式顯示器發(fā)展的一大推動(dòng)力。例如，四川虹視顯示技術(shù)有限公司的HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E頭戴顯示器就采用了OLED微顯示技術(shù)，其驅(qū)動(dòng)芯片采用晶門(mén)科技的SSD13XX、SES114、LDS517等驅(qū)動(dòng)IC，能夠提供近100萬(wàn)像素的清晰立體影像，加上附設(shè)在神奇幻像鏡兩側(cè)的立體聲耳機(jī)，感覺(jué)好似于中央座位欣賞立體影片。
 
OLED顯示器可以使用小有機(jī)分子或聚合物。其中，聚合物技術(shù)（Polymer OLED，簡(jiǎn)稱P-OLED）允許制造更大屏幕尺寸的顯示器，也可在更低的電壓下工作，而且比基于小分子的顯示器功耗更低，因?yàn)樗鼰o(wú)需真空淀積處理所需的遮蔽掩模，如Micro Emissive Displays（MED）公司推出的eyescreen技術(shù)。

同時(shí)，一種新技術(shù)——主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極管（AMOLED）能在硅基片上用淀積法生成有機(jī)發(fā)光層已經(jīng)出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)完全透明的眼鏡型設(shè)計(jì)，不過(guò)尚處于商業(yè)化生產(chǎn)的初期階段，主要開(kāi)發(fā)商有美國(guó)eMagin公司。

MEMS微顯技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)已經(jīng)在硅基片上構(gòu)成了完整的微顯示器，無(wú)須制造附加的上層結(jié)構(gòu)。從定義即可看出，MEMS內(nèi)部可以包含微型的可動(dòng)的機(jī)械部件，這些部件由控制電壓操作。其中，Microvision公司的Eyewea產(chǎn)品采用了其專用的集成光學(xué)模塊（IPM）。IPM組合了Microvision公司的專利技術(shù)MEMS掃描器、激光源、光學(xué)鏡頭和系統(tǒng)控制芯片。

穿戴式電子正在向我們走

雖然視頻眼鏡目前還沒(méi)有流行，但是這并不妨礙其商業(yè)前景，因?yàn)榇┐魇诫娮?wearable electronics)前景不可估量，這也正是AMOLED技術(shù)真正的“殺手級(jí)”應(yīng)用。OLED顯示器廠商們預(yù)計(jì)，近幾年內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)可彎曲的、完全透明的OLED顯示器。

在應(yīng)用端，蘋(píng)果（Apple）、諾基亞、摩托羅拉（Motorola）均儲(chǔ)備有相關(guān)專利。其中，摩托羅拉的專利實(shí)際上是臺(tái)頭戴式手機(jī)；諾基亞的專利是可以當(dāng)鍵盤(pán)用，并能像手鐲一樣戴在腕上的手機(jī)，并在2008年進(jìn)行了展示；蘋(píng)果的專利申請(qǐng)是頭戴顯示器（HMD）。

蘋(píng)果指出，OLED以及LCoS微型顯示器存在的缺點(diǎn)是壽命、分辨率、幻覺(jué)效應(yīng)（rainbow effect）以及其它問(wèn)題，MEMS/laser系統(tǒng)可能存在的潛在問(wèn)題在于安全性以及功耗。蘋(píng)果解決上述擔(dān)憂的能力，將是決定其iGlasses頭戴顯示器產(chǎn)品是否成真與何時(shí)問(wèn)世的關(guān)鍵。