網上經常出現一些關于微顯示器（microdisplay）的應用名詞，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，這些形形色色、擁有時尚外觀的便攜式數碼產品所指的是同一技術——微顯示器（microdisplay），也正是它推動著頭盔顯示產品的演進，一步步發展成頭戴式、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過程中，其動力主要是微顯示器技術的進步。按照顯示模塊工藝的不同，我們可以將微顯示器分為LCD、LCoS、OLED和MEMS四種。

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LCD微顯技術

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有源矩陣液晶顯示器（AMLCD）屬于透射型微顯示技術，其背光源發出的光在經過每一像素時受到液晶單元的調制，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，其工藝與目前的CMOS兼容。

AMLCD微顯示方案有美國高平公司（Kopin）的Cyberdisplay方案，合作企業有深圳東方景等公司、日本Scalar公司、Tekom、三菱電機、奧林巴斯（Olympus）公司、美國
Microoptical公司、Yello Mosquito公司等。高平公司在AMLCD微顯方面擁有多項專利：IC剝離（lift-off）工藝、低電壓LCD技術、多區域垂直排列（multi-domain
verticalalignment，MVA）。早在2005年，高平就與晶門科技結成市場推廣聯盟，借助于晶門科技（Solomon Systech）的強大渠道優勢，目前中國市場上的AMLCD視頻眼鏡產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想，1991年起先從投影顯器技術著手，1996年開始有商品發售，當時的頭盔形式顯示器已被修改成大型眼罩式，到了1998年底，SONY已經有0.55吋、18萬畫素數的LCD面板做為影像源，其PLM-S700產品的顯示器部分重量已經可以減輕到95克，并利用偏心光學曲面設計的透鏡，顯示相當于人眼2m前52吋的大畫面。除了SONY，Olympus也有相似的產品推出，同樣使用0.55吋穿透式LCD面板，其Eye-Trek系列的FMD-700產品的顯示器重量減為85克，SONY與Olympus的產品設計是作為DVD player、游戲機等視覺娛樂外圍配備。

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LCoS微顯技術

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LCoS（Liquid Crystal on Silicon）是將半導體與LCD技術相結合的反射式液晶投影新技術，最大特色在于基底的材質是單晶硅，因此擁有良好的電子移動率，而且單晶硅可形成較細的線路，是比較容易實現高分辨率的投影結構，反射式成像也不會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，當光從微顯示器表面反射時被調制。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%的表面積來反射光，光柵利用系數比較高。對反射光的調制由加到液晶的電壓來控制。

由于繼承了LCD技術的優點，同時也克服了LCD的不足之處，所以LCoS擁有諸多LCD所不具備的優點，在理論上具有產品結構簡單，低成本等優勢，基于LCoS器件的顯示技術是最近關注的重點之一。目前，LCoS微顯示器方案供應商有JVC公司、臺灣微型影像股份有限公司（Taiwan MicroDisplay）、臺灣Himax公司、Varitronix、HOLOEYE Systems公司，以及FLCoS方案供應商Displaytech公司等。

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

（1）JVC公司的D-ILA技術

JVC從90年代中期開始就涉足于LCoS的研究開發，是最早投入LCoS技術開發的廠商之一，其獨立開發的D-ILA（Direct-drive Image Light Amplifier）直接驅動圖像光源放大器芯片就屬于LCoS技術。2006年，JVC繼推出0.7吋1080p芯片后，推出0.7吋1080p芯片，其D-ILA芯片形成了五種規格，分別是1.7吋4K芯片、1.3吋QXGA等級芯片、0.82吋1080p芯片、0.7吋1080p芯片、以及0.7吋720p芯片。

JVC的LCoS技術叫作D-ILA硅晶芯片，其中的液晶板將晶體管作為像素點液晶的開關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，因此整個結構是一個3D立體排列方式。

D-ILA技術改變了傳統LCoS制造工藝，對液晶層和配向膜工藝從根本上進行了重新開發，將傳統的液晶層水平排列改為了垂直排列、而更從無機物中提取了全新的配向膜材料。延長了芯片的使用壽命。采用D-ILA技術的液晶板的光圈比率可以達到93%，在相同尺寸的液晶板上D-ILA技術可以實現更高的分辨率。

D-ILA技術已經極為成熟，目前最新的0.7吋D-ILA三片式液晶面板能實現1080p的全高清輸出，亮度為800流明，真實對比度高達10000:1（在不使用動態光圈的情況下）。據Fuji Chmera統計，JVC公司的LCoS面板在投影領域的市場高達75%。

（2）Displaytech公司的FLCoS微顯示器

在LCoS技術的基礎上，Displaytech公司開發出了鐵電版LCoS（Ferroelectric LCoS）微顯示器，能夠利用高量產的互連和封裝技術實現小外形尺寸、低功耗和低成本。與傳統的向列液晶的開關時間在10ms范圍相比，FLCoS微型顯示器的開關時間小于100us，這是它與其它微型顯示器的差異所在。快速的開關速度使人們能夠在CMOS硅裸片的表面上覆蓋一層FLC以生成全彩顯示。CMOS電路與標準的視頻輸入接口，并利用CMOS工藝在金屬的頂層實現點陣式反射鏡面。

根據由CMOS電路施加在點陣金屬上的電壓，FLC材料與通過該材料的光線相互作用，要么旋轉極化光，要么不旋轉極化光。FLCoS微型顯示器利用FLC的快速來生成由紅、綠和藍（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。因為FLCoS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來制造，而這跟小尺寸、低功耗及消費定價模型是一致的。

對眼鏡應用來說，一項絕對的要求是利用單一面板生成全彩顯示。FLCoS面板具有非常快速開關速度，能夠產生順序彩色顯示所需要的非常高的幀速率，能夠在每一個像素大于90%的孔徑上創建想要的色彩，從而產生類似全息的圖像。另外，利用生成較寬彩色域的三色LED，FLCoS面板產生更接近生活的色彩。

2009年5月，美光科技公司（Micron Technology）收購了Displaytech公司，并推出了MT7DMQV3A-A1S FLCoS微顯示模塊。過去6年中，Displaytech公司交付使用的FLCoS微型顯示器超過了1400萬套。由于受FLCFerroelectric Liquid Crystal）專利的限制，FLCoS微顯示方案由美國Displaytech公司獨家提供。

OLED微顯技術

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有機發光二極管（OLED）相對較新，同場致發射（FE）、電致發光（EL）一樣，OLED也屬于發光型微顯技術，目前已經能跟LCD和LCoS技術在價格和性能上進行競爭。

OLED在頭戴顯示器應用領域有非常大的優勢：清晰鮮亮的全彩顯示、超低的功耗等，是頭戴式顯示器發展的一大推動力。例如，四川虹視顯示技術有限公司的HMD-481E、HMD-481ED、HMD-321E頭戴顯示器就采用了OLED微顯示技術，其驅動芯片采用晶門科技的SSD13XX、SES114、LDS517等驅動IC，能夠提供近100萬像素的清晰立體影像，加上附設在神奇幻像鏡兩側的立體聲耳機，感覺好似于中央座位欣賞立體影片。
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OLED顯示器可以使用小有機分子或聚合物。其中，聚合物技術（Polymer OLED，簡稱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，因為它無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。

同時，一種新技術——主動矩陣有機發光二極管（AMOLED）能在硅基片上用淀積法生成有機發光層已經出現，可以實現完全透明的眼鏡型設計，不過尚處于商業化生產的初期階段，主要開發商有美國eMagin公司。

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MEMS微顯技術

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微機電系統（MEMS）技術已經在硅基片上構成了完整的微顯示器，無須制造附加的上層結構。從定義即可看出，MEMS內部可以包含微型的可動的機械部件，這些部件由控制電壓操作。其中，Microvision公司的Eyewea產品采用了其專用的集成光學模塊（IPM）。IPM組合了Microvision公司的專利技術MEMS掃描器、激光源、光學鏡頭和系統控制芯片。

穿戴式電子正在向我們走

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雖然視頻眼鏡目前還沒有流行，但是這并不妨礙其商業前景，因為穿戴式電子(wearable electronics)前景不可估量，這也正是AMOLED技術真正的“殺手級”應用。OLED顯示器廠商們預計，近幾年內將會出現可彎曲的、完全透明的OLED顯示器。

在應用端，蘋果（Apple）、諾基亞、摩托羅拉（Motorola）均儲備有相關專利。其中，摩托羅拉的專利實際上是臺頭戴式手機；諾基亞的專利是可以當鍵盤用，并能像手鐲一樣戴在腕上的手機，并在2008年進行了展示；蘋果的專利申請是頭戴顯示器（HMD）。

蘋果指出，OLED以及LCoS微型顯示器存在的缺點是壽命、分辨率、幻覺效應（rainbow effect）以及其它問題，MEMS/laser系統可能存在的潛在問題在于安全性以及功耗。蘋果解決上述擔憂的能力，將是決定其iGlasses頭戴顯示器產品是否成真與何時問世的關鍵。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的视频眼镜中微显示器技术：LCD、LCoS、OLED和MEMS的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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