微显示是新兴穿戴式显示的一个重要领域，其兼顾了短小轻薄与大显示的特点，迎合了当前便携式移动计算小体积、大显示、高分辨和低功耗等需求，创新性应用不断涌现。硅基OLED微显示则是CMOS技术和OLED技术的完美结合，是微电子产业和光电子产业的交叉集成，更是硅基有机电子，甚至是硅上分子电子的重要研究方向，因此成为目前硅基光电子器件研究的一个热点。本文就硅基OLED微显示的器件结构、工艺制程、材料物理、高清器件等关键技术展开深入研究，主要内容包括：1）全彩化技术研究。从OLED基本原理和基本结构出发，分析和对比OLED全彩化技术的传统结构，针对传统结构的不足，重点研究了基于RGB side by side方式的全彩化结构，实现高亮度，甚至超高亮度显示，并分析其技术可行性；并研究了玻璃后盖上高精细度彩色滤光片（CF）制作技术，提出了硅基OLED微显示CF+WOLED全彩化的技术方案，解决低成本问题；就硅基OLED微显示封装技术，确立了薄膜封装与玻璃盖CF一体化贴合封装技术的关键工艺制程。2）根据硅基OLED微显示的基本器件结构，结合标准的CMOS工艺技术，研究和讨论了硅基OLED微显示工艺技术流程，确立了低成本硅基OLED微显示整体工艺制程和核心设备。3）硅基OLED微显示阳极材料的研究。着重研究了硅基OLED阳极材料Al、W、TiN的表面和界面特性，TiN的功函数达到4.8~5.2eV，高于经预处理后的ITO的功函数，可大幅降低器件电压，提高发光效率，适合低压CMOS器件的要求。在对三种导电材料特性研究的基础上，创新性地提出了阳极材料一次图案化工艺问题，并建立一次图案化的工艺流程，为低成本OLED微显示产业化奠定基础。4）研究了低压高效OLED光电性能。重点研究和分析红绿蓝橙低压高效单色OLED器件结构和光电性能，就其电流-电压-亮度特性，发光效率特性，光谱特性等展开讨论，为后续低压高效硅基OLED微显示设计提供技术参数；随后重点研究白光OLED器件结构及其光电性能，设计并实现了低压高效白光OLED器件，其发光效率（5.5V）达到17cd/A，亮度达到5000cd/m~2，为高清全彩硅基OLED微显示的设计提供了电气数据。选择了一款color filter，研究和讨论了一款经CF滤色后的白光器件，为高清全彩硅基OLED微显示提供制程与工艺。5）设计了硅基无源OLED测试基板，利用Al和TiN作为阳极材料，采用一次图案化工艺技术，制备了硅基无源OLED微显示器。设计和研究了一款高清硅基OLED微显示（1920*3*1080）。基于一次图案化工艺技术，利用Al和TiN作为阳极材料，采用SMIC0.35um CMOS工艺，研制了高清硅基OLED微显示器。本论文建立了较完整的硅基OLED微显示器的工艺技术流程，提出了高亮度和低成本OLED微显示解决方案，创新性的解决了阳极金属材料的一次图案化工艺问题，在提高yield的情况下，减少投资，降低成本，并通过开发实例证明了所述方法的可行性，为设计和开发硅基OLED微显示器提供了新的解决方案。