Fraunhofer IPMS desarrolla una micropantalla OLED a todo color de 5.040 PPI

El Instituto Fraunhofer de Microsistemas Fotónicos (IPMS) ha anunciado una micropantalla de diodos orgánicos emisores de luz (OLED) a todo color, fabricada sobre un plano posterior (backplane) CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) de 28 nm para sistemas de proyección cercanos al ojo (near-to-eye). El hardware está diseñado para su implementación en dispositivos de realidad aumentada, realidad virtual, realidad mixta y equipos optoelectrónicos portátiles.

Implementación técnica e integración en silicio
La arquitectura utiliza un nodo de proceso CMOS de 28 nm para controlar las capas de diodos orgánicos emisores de luz, logrando un paso de subpíxel (subpixel pitch) de 2,52 × 2,52 micrómetros. Este diseño ofrece una densidad de píxeles de hasta 5.040 píxeles por pulgada. La reproducción a todo color se basa en una disposición de subpíxeles RGBW respaldada por un bloque de cálculo de hardware integrado directamente en el plano posterior de silicio. Esta unidad de cálculo obtiene algorítmicamente el subpíxel blanco a partir de los flujos de señales RGB estándar, lo que incrementa la eficacia luminosa y reduce los requisitos energéticos generales en comparación con las micropantallas tradicionales de tres canales.

El dispositivo combina dos esquemas de control distintos dentro de los circuitos del plano posterior: operación basada en tramas y retención basada en memoria. El control basado en tramas gestiona secuencias de vídeo dinámicas con ciclos de refresco continuos, mientras que el funcionamiento basado en memoria almacena gráficos estáticos directamente en celdas de memoria a nivel de píxel para suprimir ciclos de refresco innecesarios y conservar las reservas de batería. Philipp Wartenberg, jefe del Departamento de Diseño de CI y Sistemas en Fraunhofer IPMS, declaró que estos modos de control flexibles permiten una reproducción de vídeo rápida junto con una visualización energéticamente eficiente de gráficos estáticos, lo que prolonga la autonomía de la batería en dispositivos corporales ligeros (wearables).

Aplicaciones comerciales y demostración en la industria
Los casos de uso específicos se centran en motores ópticos portátiles que requieren dimensiones compactas y alta resolución espacial, incluidos cascos compactos de realidad mixta y gafas inteligentes ligeras. Fraunhofer IPMS ofrece configuración de parámetros personalizada, adaptación de interfaces, kits de hardware de evaluación y fabricación en línea piloto. El desarrollo se presenta en Eurodisplay 2026, programado del 22 al 24 de septiembre de 2026 en Dublín, Irlanda.

Contexto adicional:
Esta sección detalla especificaciones técnicas y comparativas competitivas no incluidas en el anuncio original del producto.

Las micropantallas de visión directa empleadas en arquitecturas ópticas transparentes (see-through) y de realidad mixta dependen comúnmente de tecnologías de plano posterior de silicio, donde el tamaño del píxel, la densidad de píxeles y los nodos litográficos del plano posterior determinan la claridad visual y la eficiencia energética.

Sony Semiconductor Solutions produce micropantallas OLED sobre silicio de 0,44 a 1,3 pulgadas ampliamente utilizadas en hardware visual montado en la cabeza (head-mounted displays). Una unidad comercial representativa, la Sony ECX339A, alcanza una resolución de 5.648 × 3.842 con aproximadamente 4.032 píxeles por pulgada y un tamaño de píxel de 6,3 micrómetros. En comparación, la arquitectura de 28 nm de Fraunhofer IPMS alcanza los 5.040 píxeles por pulgada con un área de subpíxel menor de 2,52 × 2,52 micrómetros, lo que reduce la visibilidad de la rejilla de píxeles con una ampliación óptica equivalente.

eMagin, filial de Samsung Display, fabrica micropantallas OLED RGB dPd (direct patterned display). Las micropantallas comerciales que utilizan nodos CMOS tradicionales suelen situarse entre los 55 nm y los 180 nm de litografía. La implementación del proceso CMOS de 28 nm por parte de Fraunhofer IPMS permite una mayor integración de lógica digital por unidad de superficie, lo que posibilita incorporar el bloque dedicado de conversión RGBW y los circuitos de memoria de modo dual directamente debajo de las capas emisoras de luz sin incrementar el área del chip.

Editado por Natania Lyngdoh, editora de Induportals, con asistencia de IA.

www.ipms.fraunhofer.com