一、顯示技術困局:當 “高刷” 遭遇 “高耗”
????????在元宇宙、電競產業蓬勃發展的當下,顯示設備的刷新率與能耗成為行業痛點。傳統液晶受 “邊緣場效應” 制約,刷新率長期停滯在 300Hz 以下,動態畫面拖影問題顯著;同時,背光源持續發光導致能耗高企,僅2023年全球顯示設備耗電量就相當于 3 個三峽電站年發電量。如何在提升畫質的同時降低碳排放,成為全球顯示領域的核心課題。
二、鐵電液晶破局:從 “魚和熊掌” 到 “兼得之道”
(一)顛覆傳統的 “鐵電基因”
????????傳統液晶的色彩在CF層(顯示顏色的核心),由于要顯示顏色,所以CF層的透過率一般僅有5%左右,也就是95%的光子在此處被損耗,光效利用率僅有5%。
?????? 而FSHD成像技術的核心在于鐵電液晶屏,鐵電液晶屏的顏色由RGB三色光源產生,而液晶屏本身不帶顏色,所以取消了CF層。液晶屏的透過率可以達到30%以上,也就是光效利用率可達30%。比傳統液晶屏節能80%。
????????什么是鐵電液晶?
????????鐵電液晶在居里溫度以下具備自發極化特性,分子電偶極矩可在電場下快速反轉,實現雙穩態切換。這一特性帶來三大革新:理論 5000Hz 刷新率是傳統液晶的 16 倍,徹底消除運動模糊;狀態切換能耗降低 50%,靜態顯示幾乎零功耗。
????????那為什么鐵電液晶遲遲不能商業化?這是因為鐵電液晶刷新速度太快,就像桀驁不馴的野馬,只有0-1狀態(黑或白),很難顯示豐富的灰度。
(二)馴化鐵電液晶:從實驗室到商用的跨越
????????針對傳統鐵電液晶僅能顯示黑白的難題,九天畫芯創始人張錦博士團隊聯合港科大郭海成院士,通過短螺旋支鏈分子錨定液晶狀態,歷經數萬次實驗實現連續灰階顯示,成功將鐵電液晶從 “二元開關” 升級為 “萬級灰度顯示”。同時,研發的專用Tcon驅動芯片解決了高壓驅動難題,使工作溫度上限提升至 80-90℃,覆蓋車載 HUD、戶外投影等嚴苛場景。
三、節能革命:重新定義顯示產業的碳足跡
(一)全產業鏈的減排密碼
????????鐵電液晶的超節能特性正在重塑顯示產業生態:以電視機為例,其低功耗特性使設備運行成本降低40%。
????????根據 InterDigital 與市場研究公司 Futuresource 聯合發布的報告,2024 年全球電視排放了 5400 萬噸二氧化碳。目前全球共有 22 億臺電視,其中 8.58 億臺為 4K 電視,4K 電視能耗是標準高清電視的 1.7 倍。
????????若全球1%的電視機或者顯示器更換為鐵電液晶方案,每年可減少碳排放約 50 萬噸。
(二)中國科技的全球責任感
????????作為全球最大的液晶顯示屏生產國,中國在鐵電液晶領域已形成技術閉環:九天畫芯等企業掌握材料、驅動芯片、算法全鏈條核心專利,與港科大、東南大學建立聯合實驗室,推動 “材料 - 器件 - 系統” 協同創新。這種技術突破不僅助力國內 “綠色顯示” 戰略落地,更通過降低全球電子設備能耗,為《巴黎協定》目標貢獻中國方案。據數據測算,若 2030 年鐵電液晶技術滲透率達 20%,全球顯示屏產業年碳排放量將下降 15%。以成年闊葉樹為基準,每年減少 50 萬噸碳排放約相當于 2500 萬棵樹的年吸收量。
四、未來已來:從 “顯示革命” 到 “生態革命”
(一)多元場景開啟視覺新紀元
????????在消費電子領域,鐵電液晶將催生 “全天候低耗” 手機,解決戶外強光下的續航焦慮;車載場景中,80℃高溫適應性讓 HUD 抬頭顯示更穩定,配合高對比度提升夜間行車安全;元宇宙設備則借助 10000PPI 分辨率消除紗窗效應,5000Hz 刷新率降低眩暈感,推動虛擬體驗邁向沉浸式時代。
(二)商業化倒計時:從實驗室到千家萬戶
????????盡管當前鐵電液晶仍處于實驗室驗證階段,但其產業化路徑已清晰:短期目標攻克量產工藝,推出 4K 分辨率、360Hz 刷新率的車載與 VR 專用面板;中長期結合 FSHD 場序顯示與 RGB 三色光源,實現 “超高刷 + 真全色 + 超節能” 的完美融合。隨著技術聯盟的持續推進,這一 “中國芯” 顯示技術有望在 3-5 年內進入消費市場,開啟 “高畫質低能耗” 的顯示新時代。
????????從打破技術壁壘到引領全球減排,鐵電液晶的創新實踐印證:科技突破與人類可持續發展并非對立,而是可以共生共榮。當 “中國技術” 與 “綠色責任” 深度融合,這場始于顯示領域的革命,正在為全球碳中和目標點亮新的燈塔。