韩国科学技术院（KAIST）正式对外宣布，由该校电气电子工程部宋英敏（Young Min Song）教授领导的研究团队，携手光州科学技术院（GIST）郑贤浩（Hyeon-Ho Jeong）教授团队，成功研发出一种名为“可重构低功耗反射式单像素（r-GT）”的新型单像素技术。该技术最大的突破的是实现了从单个像素中呈现多种高饱和度色彩，不仅为VR显示清晰度的提升提供了全新解决方案，更有效破解了当前VR设备电池续航不足的行业痛点，为下一代显示技术的发展开辟了新路径。相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《Light: Science & Applications》，题为“Sub-1-volt, reconfigurable Gires-Tournois resonators for fullcoloured monopixel array”。
随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）及可穿戴显示设备的快速普及，行业对显示技术的要求日益严苛。尤其是在VR近眼显示场景中，为满足人眼分辨极限，像素密度往往需要达到上万PPI（Pixels Per Inch），这对显示技术的微型化、色彩表现力和能效水平提出了前所未有的挑战。当前主流的发光型显示技术（如LED、OLED）在将像素尺寸缩小至微米级别时，容易出现外量子效率下降、发热严重以及制造良率降低等问题；而传统反射式显示技术（如硅基液晶显示）虽在高分辨率方面具备优势，却普遍存在工作电压偏高、光损耗明显等短板，难以实现进一步的小型化与能效提升，这也直接导致现有VR设备陷入“高清与长续航不可兼得”的困境——要么为保证显示清晰度牺牲续航时间，要么为延长使用时长降低画面质量。
为破解这一行业瓶颈，宋英敏教授与郑贤浩教授团队展开联合攻关，创新性地提出并实现了可重构Gires–Tournois谐振器单像素结构，即“可重构低功耗反射式单像素（r-GT）”。该技术的核心创新在于将导电高分子材料聚苯胺（PANI）与Gires-Tournois光学谐振结构深度耦合，构建了ITO/PANI/Pr-Ge/Au的多层谐振体系，其中多孔Ge层（Pr-Ge层）作为损耗层，可精确调控界面阻抗匹配，从而在极薄器件厚度下形成强光学共振，解决了传统导电高分子材料光–物质相互作用不足、难以实现高饱和度全彩调制的难题。
据研究团队介绍，该单像素技术在性能上实现了多重突破。在色彩表现方面，借助聚苯胺材料在电化学掺杂与去掺杂过程中呈现的显著复折射率变化，结合Gires–Tournois谐振器对光学参数变化的高灵敏性，单个微米尺度像素可实现覆盖全可见光谱的色彩调制，色相调制范围高达ΔHue≈220°，远超互补色范围，能够呈现出高饱和度的各类色彩，完全满足VR显示对色彩还原度的高要求。在功耗控制上，该器件仅需在–0.2 V至0.8 V的亚伏级电压范围内即可实现稳定的色彩切换，单位面积功耗仅约90μW/cm²，远低于传统显示技术；更值得一提的是，聚苯胺的亚稳态特性使像素在断电后仍可维持其光学状态，实现了“像素内存储（memory-in-pixel）”功能，大幅降低了静态显示功耗，从根源上缓解了VR设备的电池续航压力。
