OLED技術在民用飛機駕駛艙照明中的運用

曾藝

【摘 要】當前民用飛機駕駛艙照明運用LED燈具存在布局困難，易產生眩光的問題，本文通過分析對比LED和OLED光源的性能，提出將OLED技術運用于駕駛艙照明是具有可行性的，并可以解決駕駛艙燈具布局困難易產生眩光的問題，為民用飛機駕駛艙照明設計提供指導。

【關鍵詞】LED；OLED；駕駛艙照明

0 引言

民用飛機駕駛艙照明系統是飛機照明系統中的重要組成部分，主要包括對頂部板、儀表板、中央操縱臺等區域的泛光照明設計以及飛行機組所需的局部照明設計，為飛行人員創造良好的視覺環境。現役飛機的駕駛艙照明燈具光源主要有鹵素燈、熒光燈和LED，而燈具根據這些光源類型的不同在空間有限的駕駛艙布局上也會有所變化。因此民用飛機駕駛艙照明系統設計中光源的選擇是一個非常重要的方面。目前先進飛機中駕駛艙照明系統使用最為廣泛的為LED光源，OLED光源是一種新興的照明光源，其具有可延展、無眩光、發熱低等優點受到各國的關注，目前已運用于汽車和民用產品，本文提出將OLED照明技術運用在駕駛艙照明系統，解決駕駛艙照明設計的布局困難、易產生眩光等問題，并通過與LED光源做比較提出OLED技術運用的可行性。

1 駕駛艙照明燈具光源發展現狀

駕駛艙照明燈具光源目前經歷鹵素燈、熒光燈和LED光源的發展，而由于LED光源具有體積較之前光源小，亮度高，壽命長和工作穩定等優點，迅速在照明領域廣泛使用。但是LED光源也有其缺點，LED發光一般為點光源，發光光譜有尖峰，極易出現眩光，且眩光問題較白熾燈等光源更嚴重，同時發熱量高，長時間使用會使發光組件效率下降。同時在形成面光源的時候需要將點光源進行排列，并罩上燈罩，因此燈具設計時需要一定的外形及安裝預留空間。OLED光源是目前最新的新興光源，由于其面光源發光特性及柔性可延展，發光光譜寬，光色柔和，接近自然光等優點，本文提出將OLED技術運用在駕駛艙照明系統中，可提高飛行員的舒適性和飛行安全，避免眩光，提高布置安裝的合理性、并減少重量。

2 OLED照明技術

OLED技術是利用有機半導體材料和發光材料在電場的驅動下，通過載流子復合導致發光，其原理[1]是用ITO透明電極和金屬電極分別作為器件的陽極和陰極，在一定的電壓驅動下，電子和空穴分別經過電子和空穴傳輸層遷移到發光層，并在發光層使發光分子激發并輻射出可見光，輻射光從ITO一側觀察到，其結構如圖1所示。在所施加的電壓達到適當值時，正極的空穴和陰極電子以電流的形式分別由陽極和陰極注入且在電場的作用下反方向移動到達發光層中結合，在結合的過程中電子以光子的形式釋放出能量產生發光。

圖1 OLED發光結構圖

由于OLED是高效節能的面光源，這樣的光源更能模仿自然光源，因此白光OLED的研究在世界范圍內廣泛并深入地進行，各種單色（藍、綠、紅等）和白光OLED 器件性能也隨之不斷地進步。而由于OLED材料來源廣泛，可采用單一化合物發白光，也可采用多層結構將藍、綠、紅等不同顏色的發光分子分別摻雜在器件中的不同區域，最后混合形成白光的方法產生白光。2006年和2009年，Forrest和Leo研究小組都在《Nature》上發表了基于藍色熒光與紅色綠色磷光材料的高效白光OLED，其發光效率分別達到了37.6lm/W和90lm/W[2-3]。因此，對OLED技術的研究與產業化運用正在積極的進行中，為OLED技術的廣泛發展提供了前提和基礎。

3 對比分析

LED目前作為一種新型照明技術，由于其具有節能，環保，光效高以及易于控制等優點被照明領域廣泛使用，新型的民用飛機駕駛艙照明系統也不例外，因此將OLED技術性能與其性能做出對比分析，為OLED技術在民用飛機中的運用前景提供指導方向。表1為目前OLED與LED技術的性能對比，可以看出，OLED光源是面光源，且輕薄、柔性，發光譜接近自然光，幾乎無紅外輻射，相比LED光色更加均勻，讓人感覺更加舒適，設計自由度更高。此外，不同于LED半導體晶體結構的光源，OLED是面光源，其優點是發出的光更加均勻，變光的調節過程也是連續可變。該技術無需反射器，導光板等光學組件，因此會更輕便。此外，OLED技術無需任何冷卻，并在燈組內部的造型布置也更加靈活，在未來照明領域中具有誘人的應用前景。

由表1可知，OLED技術也有一些尚待解決的問題，例如光效目前不如LED照明，需要作出更多的研究，同時壽命和成本也需要研究者和制造者作進一步的努力。在解決了這類問題后，OLED技術將是未來照明產品發展的主流趨勢之一。

表1 OLED與LED特性對比[5-6]

目前LED照明技術已在民用飛機駕駛艙照明中普遍運用，某型飛機為駕駛艙泛光燈設計采用LED燈具，造型設計為方形。而由于駕駛艙區域設備眾多且需要造型優美，使該泛光燈設計在造型復雜的駕駛艙無法獲得既滿足照度要求又滿足審美等設計要求的位置。因此，將OLED照明技術引入駕駛艙泛光燈設計，以OLED燈具柔性可延展的特性，采用貼合曲面的造型設計可以滿足設計要求。同時，由于OLED燈具光色均勻，接近自然光的面光源特性，該設計不產生眩光，完美解決燈具安裝困難，易產生眩光的問題，在達到高度裝飾性的同時能夠實現高度舒適的效果。因此OLED照明技術在駕駛艙照明中是具有運用前景的。

4 總結

本文通過分析對比OLED技術與LED技術的性能，并以駕駛艙泛光燈運用為例，分析出運用OLED技術的駕駛艙照明燈具在空間有限，設備眾多的駕駛艙中的運用優勢，解決駕駛艙照明燈具安裝復雜，易產生眩光的問題。因此，將OLED技術運用在駕駛艙照明中是有運用前景的。

【參考文獻】

[1]陳金鑫，白光OLED照明[M].上海：上海交通大學出版社，2011.

[2]SUN Y U，GIEBINK N C，KANNO H，et al.Management of singlet andtriplet excitons for efficient white organic light-emitting devices[J].Nature，2006，440：908-912.

[3]REINEKE S，LINDNER F，SCHWARTZ G，et al.White organic light-emitting diodes with fluorescent tube efficiency[J].Nature，2009，459：234-238.

[5]王丹，文尚勝.高效白光OLED器件進展及性能分析[J].照明工程學報，2015， 26（5）：142-148.

[6]張天翼，顧磊.照明應用中LED 和OLED 的比較及產業發展分析[J].照明工程學報，2013，24（6）：90-94.

[責任編輯：田吉捷]