Новый OLED-микродисплей Fraunhofer для компактных AR- и VR-устройств

Институт фотонных микросистем Fraunhofer IPMS представил полноцветный OLED-микродисплей для систем проекции, расположенных в непосредственной близости от глаза. Разработка рассчитана на применение в устройствах дополненной, виртуальной и смешанной реальности, а также в компактной портативной оптоэлектронике.

В основе решения лежит кремниевая КМОП-подложка, изготовленная по 28-нм технологическому процессу. Она управляет органическими светодиодными слоями и позволяет сформировать чрезвычайно плотную структуру изображения. Новинка ориентирована на оптические модули, где важны высокая детализация, малые габариты и рациональное энергопотребление — например, на лёгкие умные очки и компактные MR-гарнитуры.

Техническая реализация и интеграция кремния

Размер одного субпикселя в микродисплее составляет 2,52 × 2,52 мкм, благодаря чему плотность достигает 5040 пикселей на дюйм. Такой показатель помогает уменьшить заметность пиксельной сетки при использовании увеличительной оптики, необходимой в AR- и VR-устройствах.

Переход на 28-нм CMOS-подложку позволил объединить сверхплотную пиксельную структуру, обработку RGBW-сигнала и управление режимами работы непосредственно в кремнии.

Для отображения полноцветного изображения применяется схема RGBW. Встроенный аппаратный вычислительный блок формирует канал белого субпикселя на основе обычного входного RGB-сигнала. Это повышает световую эффективность дисплея и, по данным разработчиков, помогает снизить энергозатраты по сравнению с традиционными трёхканальными микродисплеями.

• 28-нм CMOS-процесс : обеспечивает высокую плотность размещения логики и электронных компонентов на кремниевой подложке
• Субпиксели 2,52 × 2,52 мкм : формируют изображение с плотностью до 5040 ppi
• RGBW-структура : добавляет белый канал, повышая яркостную эффективность отображения
• Аппаратный блок вычислений : получает белый субпиксель из стандартного RGB-потока без внешней обработки
• Два режима управления : поддерживают воспроизведение динамичного видео и экономичный вывод статичной графики

В архитектуре предусмотрены два способа управления пикселями. Покадровый режим используется для видеоконтента, требующего постоянного обновления изображения. Режим хранения в памяти удерживает статичную информацию в ячейках на уровне пикселей, исключая ненужные циклы обновления. Такой подход особенно важен для автономных носимых устройств, время работы которых ограничено ёмкостью аккумулятора.

Применение в AR-, VR- и MR-устройствах

По словам руководителя отдела проектирования интегральных схем и систем Fraunhofer IPMS Филиппа Вартенберга, гибкое сочетание режимов управления даёт возможность быстро выводить видео и одновременно экономично отображать неподвижные элементы интерфейса. Это может увеличить автономность лёгких очков и гарнитур, в которых критичны масса, тепловыделение и потребление энергии.

Микродисплей сочетает высокую детализацию для иммерсивной графики с режимом сохранения статичных данных, который уменьшает нагрузку на аккумулятор носимого устройства.

Fraunhofer IPMS предлагает настройку параметров микродисплея, согласование интерфейсов, оценочные комплекты и изготовление на пилотной линии. Разработка была представлена на выставке Eurodisplay 2026, проходившей с 22 по 24 сентября в Дублине, Ирландия.

Характеристики микродисплея

Новая разработка Fraunhofer IPMS демонстрирует, как более тонкий техпроцесс кремниевой подложки может повысить плотность OLED-изображения и расширить функциональность самого дисплея. Сочетание 5040 ppi, RGBW-структуры и двух режимов управления делает решение перспективным для компактных AR-, VR- и MR-систем, которым одновременно нужны высокая чёткость и экономное расходование энергии.