Fraunhofer IPMS sviluppa un microdisplay OLED a colori da 5.040 PPI

L'Istituto Fraunhofer per i microsistemi fotonici (IPMS) ha annunciato un microdisplay a diodi organici a emissione di luce (OLED) a colori fabbricato su un backplane CMOS (semiconduttore a ossido di metallo complementare) a 28 nm per sistemi di proiezione vicini all'occhio (near-to-eye). L'hardware è progettato per l'integrazione in dispositivi di realtà aumentata, realtà virtuale, realtà mista e apparati optoelettronici portatili.

Implementazione tecnica e integrazione su silicio
L'architettura sfrutta un nodo di processo CMOS a 28 nm per pilotare gli strati di diodi organici a emissione di luce, ottenendo un passo del subpixel (subpixel pitch) di 2,52 × 2,52 micrometri. Questo layout garantisce una densità di pixel fino a 5.040 pixel per pollice. La resa cromatica completa si basa su una disposizione dei subpixel RGBW supportata da un'unità di calcolo hardware integrata direttamente nel backplane di silicio. Questo blocco di calcolo ricava algoritmicamente il subpixel bianco direttamente dai flussi di segnale RGB standard, aumentando l'efficienza luminosa e riducendo il fabbisogno energetico complessivo rispetto ai tradizionali microdisplay a tre canali.

Il dispositivo combina due distinti schemi di pilotaggio all'interno dei circuiti del backplane: funzionamento basato su fotogrammi (frame-based) e ritenzione basata su memoria. Il pilotaggio per fotogrammi gestisce sequenze video dinamiche con cicli di aggiornamento continui, mentre la modalità a memoria trattiene le immagini statiche direttamente nelle celle di memoria a livello di pixel, eliminando i cicli di refresh non necessari e preservando la carica della batteria. Philipp Wartenberg, responsabile del Dipartimento IC e System Design presso il Fraunhofer IPMS, ha dichiarato che queste modalità di pilotaggio flessibili consentono una rapida riproduzione video affiancata a una visualizzazione energeticamente efficiente della grafica statica, garantendo una maggiore autonomia della batteria nei dispositivi indossabili leggeri.

Applicazioni commerciali e dimostrazione industriale
I casi d'uso primari si concentrano su motori ottici indossabili che richiedono ingombri ridotti e un'elevata risoluzione spaziale, tra cui visori compatti per la realtà mista e occhiali smart leggeri. Il Fraunhofer IPMS offre configurazione personalizzata dei parametri, adattamento delle interfacce, kit hardware di valutazione e produzione su linea pilota. Lo sviluppo viene presentato a Eurodisplay 2026, in programma dal 22 al 24 settembre 2026 a Dublino, in Irlanda.

Contesto aggiuntivo:
Questa sezione illustra specifiche tecniche e benchmark competitivi non inclusi nell'annuncio originale del prodotto.

I microdisplay a visione diretta impiegati nelle architetture ottiche trasparenti (see-through) e di realtà mista si affidano prevalentemente a tecnologie con backplane in silicio, in cui il passo dei pixel, la densità dei pixel e i nodi litografici determinano la nitidezza visiva e l'efficienza energetica.

Sony Semiconductor Solutions produce microdisplay OLED-on-silicon da 0,44 a 1,3 pollici ampiamente impiegati nei visori montati sulla testa (head-mounted displays). Un'unità commerciale rappresentativa, il Sony ECX339A, raggiunge una risoluzione di 5.648 × 3.842 a circa 4.032 pixel per pollice con un passo dei pixel di 6,3 micrometri. In confronto, l'architettura a 28 nm del Fraunhofer IPMS raggiunge 5.040 pixel per pollice con un ingombro del subpixel ridotto a 2,52 × 2,52 micrometri, attenuando la visibilità della griglia dei pixel a parità di ingrandimento ottico.

eMagin, sussidiaria di Samsung Display, produce microdisplay OLED RGB con tecnologia dPd (direct patterned display). I microdisplay commerciali basati su nodi CMOS convenzionali impiegano tipicamente processi litografici compresi tra 55 nm e 180 nm. L'adozione del processo CMOS a 28 nm da parte del Fraunhofer IPMS consente una maggiore densità logica digitale per unità di superficie, permettendo l'integrazione del blocco di conversione RGBW dedicato e dei circuiti di memoria a doppia modalità direttamente sotto gli strati emettitori di luce senza espandere la superficie del chip.

A cura di Natania Lyngdoh, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

www.ipms.fraunhofer.com