Un micro-écran OLED couleur taillé pour les systèmes de projection près de l'œil

 Ce micro-écran est conçu pour être déployé dans la réalité augmentée, la réalité virtuelle, la réalité mixte ainsi que dans les dispositifs optoélectroniques portables.

Mise en œuvre technique et intégration sur silicium
L'architecture s'appuie sur un nœud de procédé CMOS 28 nm pour piloter les couches de diodes électroluminescentes organiques, atteignant un pas de sous-pixel de 2,52 × 2,52 micromètres. Cet agencement confère une densité de pixels allant jusqu'à 5 040 pixels par pouce. Le rendu des couleurs repose sur un agencement de sous-pixels RGBW associé à un bloc de calcul matériel intégré directement sur le fond de panier en silicium. Cette unité de calcul dérive de manière algorithmique le sous-pixel blanc à partir des flux de signaux RGB standards, augmentant ainsi l'efficacité lumineuse et réduisant la consommation électrique globale par rapport aux micro-écrans trichromes traditionnels.

Le composant intègre deux modes d'adressage distincts au sein des circuits du fond de panier : un fonctionnement par trames et une rétention basée sur la mémoire. Le pilotage par trames prend en charge les séquences vidéo dynamiques grâce à des cycles de rafraîchissement continus, tandis que le mode mémoire conserve les graphiques statiques directement dans des cellules de mémoire au niveau du pixel afin d'éliminer les cycles de rafraîchissement inutiles et d'économiser l'énergie de la batterie. Philipp Wartenberg, responsable du département Conception de circuits intégrés et de systèmes au Fraunhofer IPMS, a indiqué que ces modes de pilotage flexibles permettent une lecture vidéo rapide tout en assurant un affichage économe en énergie des graphismes fixes, offrant ainsi une autonomie de batterie prolongée pour les appareils portables légers.

Applications commerciales et démonstration pour l'industrie
Les cas d'usage visés concernent principalement les moteurs optiques pour technologies portables nécessitant un encombrement réduit et une résolution spatiale élevée, tels que les casques de réalité mixte compacts et les lunettes intelligentes ultralégères. Le Fraunhofer IPMS propose la configuration de paramètres sur mesure, l'adaptation d'interfaces, des kits de matériel pour évaluation et de la fabrication en ligne pilote. Le développement est présenté lors de l'Eurodisplay 2026, prévu du 22 au 24 septembre 2026 à Dublin, en Irlande.

Contexte supplémentaire :
Cette section détaille les spécifications techniques et l'évaluation concurrentielle non incluses dans l'annonce originale du produit.

Les micro-écrans à vision directe déployés dans les architectures de réalité mixte et de vision optique directe (optical see-through) reposent généralement sur des technologies de fond de panier en silicium, où le pas de pixel, la densité de pixels et les nœuds lithographiques conditionnent la netteté visuelle et l'efficacité énergétique.

Sony Semiconductor Solutions produit des micro-écrans OLED sur silicium de 0,44 à 1,3 pouce, largement adoptés dans les casques d'affichage tête haute. Une référence commerciale représentative, le Sony ECX339A, affiche une résolution de 5 648 × 3 842 avec environ 4 032 pixels par pouce et un pas de pixel de 6,3 micromètres. En comparaison, l'architecture 28 nm du Fraunhofer IPMS atteint 5 040 pixels par pouce avec une empreinte de sous-pixel plus compacte de 2,52 × 2,52 micromètres, limitant ainsi la visibilité de la grille de pixels à grossissement optique équivalent.

eMagin, filiale de Samsung Display, produit des micro-écrans OLED RGB dPd (direct patterned display). Les micro-écrans du marché utilisant des nœuds CMOS conventionnels exploitent généralement une lithographie comprise entre 55 nm et 180 nm. L'adoption du procédé CMOS 28 nm par le Fraunhofer IPMS permet une intégration logique numérique plus dense par unité de surface, rendant possible l'incorporation du circuit de conversion RGBW dédié et des circuits de mémoire bimodaux directement sous les couches électroluminescentes sans accroître la surface de la puce.

Publié avec l’assistance de l’IA par Natania Lyngdoh, rédactrice pour Induportals.

www.ipms.fraunhofer.com