柔性电子技术在飞机客舱应用研究

王良 平莉 银晨曦 / 北京飞机维修工程有限公司

介绍了柔性电子技术的发展现状，柔性显示屏与柔性传感器在飞机座椅及其他客舱内饰件上的应用探索，以及现阶段柔性电子技术应用尚需解决的问题。

柔性电子技术

柔性电子（Flexible Electronics）又称为塑料电子（Plastic Electronics）、印刷电子（Printed Electronics）等，是指可以折叠、弯曲、甚至变形成任意形状但仍保持高效光电性能、可靠性和集成度的薄膜电子器件，柔性电子技术是将柔性的无机/有机电子元件附着于柔性基底上，形成电路的技术。

柔性电子技术应用现状

柔性电子技术日趋成熟，已进入高速发展期。其可变形、质量轻、柔软、可大面积应用等特性，与新材料和新工艺结合，产生出大量新应用，其中包括柔性显示屏、柔性传感器等。

柔性显示屏近年来发展迅猛，它是基于柔性电子技术平台上研发出的产品——有源矩阵有机发光二极体（Active-matrix Organic Light-Emitting Diode，AMOLED），最大的特点是轻薄、柔性、便于携带，屏幕属于有机电激光显示（OLED），通过控制发光材料上的电流控制亮度，自主发光，省去了传统液晶显示器（LCD）产品的背光机构，具有自发光、亮度高、色域广、响应速度快、可实现弯曲等特点。

柔性传感器由柔性显示技术衍生而来，其具有柔软的基底、良好的传感性能与极佳的柔韧性。相较于传统传感器，它可根据实际需要安装在一些不规则的复杂表面，极大地扩展了传感器的应用范围。利用柔性传感器和导电体，测量被测曲面的动态弯曲曲率和弯曲角度，而且其弯曲测量结果不受拉伸变形的影响，所以在实际应用过程中，只需要让传感器与所需表面材质简单贴合，就可以制作成可自由弯曲折叠、柔韧、可延展的电子传感器，探测力信号并传递出去，输入到相关的电子设备中。

目前柔性电子技术主要应用于移动电子设备行业和汽车行业。在移动电子设备领域，各大电子厂商已推出各类产品，诸如柔性屏折叠手机、平板电脑、柔性屏手环等等。在汽车行业，主流的研发趋势致力于将柔性显示屏应用于驾驶仪表面板、中控面板、副驾驶娱乐面板，甚至将三者合为一组整体式柔性显示区域。

柔性电子技术在飞机上的应用现状

随着旅客对出行舒适性的要求越来越高，乘机体验已成为航空公司的竞争领域。因此将柔性电子技术应用在飞机客舱中，能够为乘客带来更好的乘机体验，为航空公司提升客座率，同时能够节省燃油，降低运营成本。目前飞机客舱的显示屏主要为LCD 屏，尺寸为9～23 英寸，分辨率较低（1280*800 或1024*600），体积和重量较大。如果将柔性传感器与柔性显示屏相结合或独立应用于在客舱隔板、行李架、舷窗、座椅等内饰件，可以提供更多柔性电子技术在客舱内饰表面显示与操控的可能性。

1.在客舱环境营造方面的应用

柔性屏显示色彩鲜艳、图像清晰，应用在飞机客舱内可以极大地提升乘客的飞行体验，更能实现和满足航空公司高端舱位不同的场景要求。通过打造梦幻般的客舱环境，也为航空公司提供一个展示信息的平台。

为了充分利用空间、让现有客舱显得更大、更通透，可将柔性显示屏安装在天花板、行李箱门板、舱间隔板与侧衬板，形成组合屏幕。航空公司可以通过实时摄像头和传感器将机身外景色反馈到屏幕上，也可根据登机/离机、起飞/着陆、就餐/睡眠等模式显示不同图像，如睡眠模式与就餐模式。情景模式会伴随客舱整体情景照明而变化。

2.在舷窗方面的应用

柔性电子技术与客舱舷窗结合变为触控半透明屏幕，乘客可以根据自身需求调节悬窗亮度，空乘人员在特定情况下也可统一操控智能舷窗，播放视频图像、目的地信息、中转信息、广告等内容，提升客舱服务效率，同时给乘客带来更加舒适愉快的飞行体验。

3.在座椅方面的应用

1） 座椅控制

座椅是飞机客舱最重要的内饰件之一，调整座椅姿态的方便程度，直接影响旅客的乘机体验。飞机现有座椅大部分是在座椅上加装按键控制面板，通过按压按键选择对应的动作与功能，另外实体按键需要占据座椅表面的一部分空间，因此影响座椅的外观整体性。将柔性传感器嵌入座椅表面材料（如皮革或织物）内，座椅在视觉上会更整体、在造型设计上会有更多的自由度。航空公司可根据需求配置不同的功能组件，利用双击、单击、长按、滑动、缩放等不同的操控方式，实现座椅靠背俯仰及腿托升降等功能，让操控更加便捷，乘坐体验更加舒适。

2） 椅背屏

椅背屏作为很多航空公司远程航班的标配，为旅客提供音频、视频等机载娱乐服务。如果用柔性屏取代飞机传统内嵌式椅背屏，将节约大量空间和重量，进而降低飞机运营成本，达到节能减排的功效。并且柔性显示屏拥有亮度高，色域广等特点，可以为乘客带来更好的观影体验；若将可展开式柔性屏安装在座椅靠背，乘客需要观影时只需拉开座椅屏幕，休息时收起屏幕即可，并且不影响内饰整体美观性。

当前应用于飞机客舱的限制

柔性电子技术行业目前的主流发展趋势是应用于汽车座舱内的产品及便携式移动电子设备，在航空领域涉及较少，这其中一部分原因是受限于以下限制：

1.寿命短

目前主流柔性显示屏的使用寿命为：在环境温度为25℃、屏幕亮度50%时，可使用15000 小时。如果按每天使用12 小时计算，只够使用1250 天，即不到三年半的时间。因此作为一款航空产品，这样的使用寿命显然是无法满足航空公司需求的。

2.成本高

柔性电子技术行业目前还无法将柔性显示器的研发成本和生产成本控制到较低的水平。目前大部分柔性显示屏的价格是LCD 显示屏成本的4～5 倍，同时航空领域的产品数量需求又低于移动电子设备行业和汽车行业，由此会造成经济效益低的问题。

3.对尖锐物品抗性较差

目前柔性显示屏另一个主要缺点是对尖锐物品抗性较差，易被刺破并且破损后无法修复。虽然破损时无有害气体、液体泄漏，但考虑到柔性显示屏昂贵的成本，频繁更换无疑会给航空公司带来困扰。

4）适航性

航空领域当前不是柔性电子技术的主要应用领域，因此目前各类柔性电子产品都缺乏充分的适航验证，阻燃性、抗压性等属性可能无法满足适航要求，这会带来潜在的技术限制。

虽然与客舱现有显示与传感技术相比，柔性电子产品现阶段有以上劣势，但通过调研发现，柔性电子技术未来发展趋势之一是在车载领域的大量应用，特别是在仪表盘、中控区、后视镜、车窗、风挡等领域拥有巨大的应用前景，因此众多柔性电子生产商已经进行大量的研发投入，在使用寿命、降低成本、提升强度等方面将会取得巨大的进展。另一方面，诸如空客、汉莎技术公司等航空领域先驱，已经与一些柔性电子厂商进行柔性屏幕相关项目合作。所以相信在不久的未来，柔性电子技术将会在飞机客舱内得到应用，柔性显示与柔性传感技术将会变革飞机客舱空间，为乘客创造未来化、数字化、个性化的客舱体验。