柔性電子技術(shù)在飛機客艙應(yīng)用研究

王良 平莉 銀晨曦 / 北京飛機維修工程有限公司

介紹了柔性電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，柔性顯示屏與柔性傳感器在飛機座椅及其他客艙內(nèi)飾件上的應(yīng)用探索，以及現(xiàn)階段柔性電子技術(shù)應(yīng)用尚需解決的問題。

柔性電子技術(shù)

柔性電子（Flexible Electronics）又稱為塑料電子（Plastic Electronics）、印刷電子（Printed Electronics）等，是指可以折疊、彎曲、甚至變形成任意形狀但仍保持高效光電性能、可靠性和集成度的薄膜電子器件，柔性電子技術(shù)是將柔性的無機/有機電子元件附著于柔性基底上，形成電路的技術(shù)。

柔性電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

柔性電子技術(shù)日趨成熟，已進入高速發(fā)展期。其可變形、質(zhì)量輕、柔軟、可大面積應(yīng)用等特性，與新材料和新工藝結(jié)合，產(chǎn)生出大量新應(yīng)用，其中包括柔性顯示屏、柔性傳感器等。

柔性顯示屏近年來發(fā)展迅猛，它是基于柔性電子技術(shù)平臺上研發(fā)出的產(chǎn)品——有源矩陣有機發(fā)光二極體（Active-matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED），最大的特點是輕薄、柔性、便于攜帶，屏幕屬于有機電激光顯示（OLED），通過控制發(fā)光材料上的電流控制亮度，自主發(fā)光，省去了傳統(tǒng)液晶顯示器（LCD）產(chǎn)品的背光機構(gòu)，具有自發(fā)光、亮度高、色域廣、響應(yīng)速度快、可實現(xiàn)彎曲等特點。

柔性傳感器由柔性顯示技術(shù)衍生而來，其具有柔軟的基底、良好的傳感性能與極佳的柔韌性。相較于傳統(tǒng)傳感器，它可根據(jù)實際需要安裝在一些不規(guī)則的復(fù)雜表面，極大地擴展了傳感器的應(yīng)用范圍。利用柔性傳感器和導(dǎo)電體，測量被測曲面的動態(tài)彎曲曲率和彎曲角度，而且其彎曲測量結(jié)果不受拉伸變形的影響，所以在實際應(yīng)用過程中，只需要讓傳感器與所需表面材質(zhì)簡單貼合，就可以制作成可自由彎曲折疊、柔韌、可延展的電子傳感器，探測力信號并傳遞出去，輸入到相關(guān)的電子設(shè)備中。

目前柔性電子技術(shù)主要應(yīng)用于移動電子設(shè)備行業(yè)和汽車行業(yè)。在移動電子設(shè)備領(lǐng)域，各大電子廠商已推出各類產(chǎn)品，諸如柔性屏折疊手機、平板電腦、柔性屏手環(huán)等等。在汽車行業(yè)，主流的研發(fā)趨勢致力于將柔性顯示屏應(yīng)用于駕駛儀表面板、中控面板、副駕駛娛樂面板，甚至將三者合為一組整體式柔性顯示區(qū)域。

柔性電子技術(shù)在飛機上的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著旅客對出行舒適性的要求越來越高，乘機體驗已成為航空公司的競爭領(lǐng)域。因此將柔性電子技術(shù)應(yīng)用在飛機客艙中，能夠為乘客帶來更好的乘機體驗，為航空公司提升客座率，同時能夠節(jié)省燃油，降低運營成本。目前飛機客艙的顯示屏主要為LCD 屏，尺寸為9～23 英寸，分辨率較低（1280*800 或1024*600），體積和重量較大。如果將柔性傳感器與柔性顯示屏相結(jié)合或獨立應(yīng)用于在客艙隔板、行李架、舷窗、座椅等內(nèi)飾件，可以提供更多柔性電子技術(shù)在客艙內(nèi)飾表面顯示與操控的可能性。

1.在客艙環(huán)境營造方面的應(yīng)用

柔性屏顯示色彩鮮艷、圖像清晰，應(yīng)用在飛機客艙內(nèi)可以極大地提升乘客的飛行體驗，更能實現(xiàn)和滿足航空公司高端艙位不同的場景要求。通過打造夢幻般的客艙環(huán)境，也為航空公司提供一個展示信息的平臺。

為了充分利用空間、讓現(xiàn)有客艙顯得更大、更通透，可將柔性顯示屏安裝在天花板、行李箱門板、艙間隔板與側(cè)襯板，形成組合屏幕。航空公司可以通過實時攝像頭和傳感器將機身外景色反饋到屏幕上，也可根據(jù)登機/離機、起飛/著陸、就餐/睡眠等模式顯示不同圖像，如睡眠模式與就餐模式。情景模式會伴隨客艙整體情景照明而變化。

2.在舷窗方面的應(yīng)用

柔性電子技術(shù)與客艙舷窗結(jié)合變?yōu)橛|控半透明屏幕，乘客可以根據(jù)自身需求調(diào)節(jié)懸窗亮度，空乘人員在特定情況下也可統(tǒng)一操控智能舷窗，播放視頻圖像、目的地信息、中轉(zhuǎn)信息、廣告等內(nèi)容，提升客艙服務(wù)效率，同時給乘客帶來更加舒適愉快的飛行體驗。

3.在座椅方面的應(yīng)用

1） 座椅控制

座椅是飛機客艙最重要的內(nèi)飾件之一，調(diào)整座椅姿態(tài)的方便程度，直接影響旅客的乘機體驗。飛機現(xiàn)有座椅大部分是在座椅上加裝按鍵控制面板，通過按壓按鍵選擇對應(yīng)的動作與功能，另外實體按鍵需要占據(jù)座椅表面的一部分空間，因此影響座椅的外觀整體性。將柔性傳感器嵌入座椅表面材料（如皮革或織物）內(nèi)，座椅在視覺上會更整體、在造型設(shè)計上會有更多的自由度。航空公司可根據(jù)需求配置不同的功能組件，利用雙擊、單擊、長按、滑動、縮放等不同的操控方式，實現(xiàn)座椅靠背俯仰及腿托升降等功能，讓操控更加便捷，乘坐體驗更加舒適。

2） 椅背屏

椅背屏作為很多航空公司遠程航班的標(biāo)配，為旅客提供音頻、視頻等機載娛樂服務(wù)。如果用柔性屏取代飛機傳統(tǒng)內(nèi)嵌式椅背屏，將節(jié)約大量空間和重量，進而降低飛機運營成本，達到節(jié)能減排的功效。并且柔性顯示屏擁有亮度高，色域廣等特點，可以為乘客帶來更好的觀影體驗；若將可展開式柔性屏安裝在座椅靠背，乘客需要觀影時只需拉開座椅屏幕，休息時收起屏幕即可，并且不影響內(nèi)飾整體美觀性。

當(dāng)前應(yīng)用于飛機客艙的限制

柔性電子技術(shù)行業(yè)目前的主流發(fā)展趨勢是應(yīng)用于汽車座艙內(nèi)的產(chǎn)品及便攜式移動電子設(shè)備，在航空領(lǐng)域涉及較少，這其中一部分原因是受限于以下限制：

1.壽命短

目前主流柔性顯示屏的使用壽命為：在環(huán)境溫度為25℃、屏幕亮度50%時，可使用15000 小時。如果按每天使用12 小時計算，只夠使用1250 天，即不到三年半的時間。因此作為一款航空產(chǎn)品，這樣的使用壽命顯然是無法滿足航空公司需求的。

2.成本高

柔性電子技術(shù)行業(yè)目前還無法將柔性顯示器的研發(fā)成本和生產(chǎn)成本控制到較低的水平。目前大部分柔性顯示屏的價格是LCD 顯示屏成本的4～5 倍，同時航空領(lǐng)域的產(chǎn)品數(shù)量需求又低于移動電子設(shè)備行業(yè)和汽車行業(yè)，由此會造成經(jīng)濟效益低的問題。

3.對尖銳物品抗性較差

目前柔性顯示屏另一個主要缺點是對尖銳物品抗性較差，易被刺破并且破損后無法修復(fù)。雖然破損時無有害氣體、液體泄漏，但考慮到柔性顯示屏昂貴的成本，頻繁更換無疑會給航空公司帶來困擾。

4）適航性

航空領(lǐng)域當(dāng)前不是柔性電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，因此目前各類柔性電子產(chǎn)品都缺乏充分的適航驗證，阻燃性、抗壓性等屬性可能無法滿足適航要求，這會帶來潛在的技術(shù)限制。

雖然與客艙現(xiàn)有顯示與傳感技術(shù)相比，柔性電子產(chǎn)品現(xiàn)階段有以上劣勢，但通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，柔性電子技術(shù)未來發(fā)展趨勢之一是在車載領(lǐng)域的大量應(yīng)用，特別是在儀表盤、中控區(qū)、后視鏡、車窗、風(fēng)擋等領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用前景，因此眾多柔性電子生產(chǎn)商已經(jīng)進行大量的研發(fā)投入，在使用壽命、降低成本、提升強度等方面將會取得巨大的進展。另一方面，諸如空客、漢莎技術(shù)公司等航空領(lǐng)域先驅(qū)，已經(jīng)與一些柔性電子廠商進行柔性屏幕相關(guān)項目合作。所以相信在不久的未來，柔性電子技術(shù)將會在飛機客艙內(nèi)得到應(yīng)用，柔性顯示與柔性傳感技術(shù)將會變革飛機客艙空間，為乘客創(chuàng)造未來化、數(shù)字化、個性化的客艙體驗。