阅读说明：本技术 用于对便携式电子设备再充电的智能功能性皮革 (Smart functional leather for recharging portable electronic devices ) 是由 扎伊纳布·I·阿里 帕特丽夏·A·斯科特 于 2018-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种智能功能性车辆部件,该智能功能性车辆部件包括：车辆部件、固定在车辆部件表面上的皮革片材、接触该皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路、以及布置在该电子电路上的着色涂层。该电路包括无线发射器,该无线发射器被配置为当相关联的便携式电子设备在距离无线发射器的预定距离内时产生振荡电磁场。该电路还可包括电子元件诸如光源、传感器或开关。当电路包括光源时,着色涂层抑制或阻止电路和光源透过着色涂层可见,但由光源发射的光透过着色涂层可见。(The present invention provides an intelligent functional vehicle component comprising: the printed and cured conductive ink includes a vehicle component, a leather sheet secured to a surface of the vehicle component, a flexible electronic circuit contacting an a-surface of the leather sheet and including a printed and cured conductive ink, and a colored coating disposed on the electronic circuit. The circuit includes a wireless transmitter configured to generate an oscillating electromagnetic field when an associated portable electronic device is within a predetermined distance from the wireless transmitter. The circuit may also include electronic components such as light sources, sensors, or switches. When the circuit includes a light source, the pigmented coating inhibits or prevents the circuit and the light source from being visible through the pigmented coating, but light emitted by the light source is visible through the pigmented coating.)

用于对便携式电子设备再充电的智能功能性皮革

背景技术

车辆内部部件通常包括优质天然皮革的表面层。皮革被包裹并且固定到底层结构上。皮革是柔韧的，因此适形于底层结构的轮廓。在豪华车辆中，皮革一般作为可与车辆乘员直接接触部件的顶层，诸如内饰板、座椅和门内衬。皮革表面涂层的主要功能是为了美观，并且为车辆内部提供豪华的外观。然而，天然皮革无法为车辆部件提供任何功能性。因此，需要用于车辆部件的改进顶层。

发明内容

根据一个方面，一种制作功能性皮革部件的方法，包括：提供皮革片材、将柔性电子电路施加到皮革片材的A表面、以及将着色涂层布置在该电路上。

根据另一个方面，一种制作车辆系统的方法，包括：将柔性电子电路施加到皮革片材的A表面；将光源电连接到电路上，该光源被配置为在供电时发射光；将着色涂层布置在电路上和光源上；将皮革片材固定在车辆部件的表面上，使得皮革片材的A表面背对该车辆部件；以及将该电路连接到车辆电子控制单元和车辆电源。该着色涂层抑制或阻止电路和光源透过着色涂层可见。由该光源发射的光透过着色涂层可见。

根据另一个方面，一种功能性车辆部件，包括：车辆部件、固定在车辆部件表面上的皮革片材、接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路、以及布置在该电子电路上的着色涂层。

根据另一个方面，一种车辆系统，包括车辆电力系统和电连接到该车辆电力系统的电子控制单元。该车辆系统还包括功能性车辆部件，该功能性车辆部件包括：车辆部件、固定在车辆部件表面上的皮革片材、接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路、以及布置在该电子电路上的着色涂层。该电路电连接到电子控制单元，该电子控制单元被配置为控制功能性车辆部件的操作。

根据另一个方面，一种用于车辆的无线充电器，包括车辆电源；以及无线充电装置，该无线充电装置包括：车辆部件、固定在车辆部件表面上的皮革片材、接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路、以及布置在该电路上的着色涂层。该电路电连接到电源并且包括无线发射器，该无线发射器被配置为在由该电源供电时生成振荡电磁场。

根据另一个方面，一种智能功能性车辆部件，包括：车辆部件、固定在该车辆部件表面上的皮革片材；接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路；向其供电时发射光的光源，该光源电连接到电路上；以及布置在电子电路上和光源上的着色涂层。

根据另一个方面，一种车辆系统，包括车辆电力系统；电子控制单元，该电子控制单元电连接到该车辆电力系统；和智能功能性车辆部件，该智能功能性车辆部件包括：车辆部件、固定在该车辆部件表面上的皮革片材、接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的与电子控制单元电连接的柔性电子电路、由车辆电力系统向其供电时发射光的微型发光二极管、电连接到该电路的微型发光二极管、以及布置在电子电路上和微型发光二极管上的着色涂层。该电子控制单元被配置为控制该功能性车辆部件的操作。

根据另一个方面，一种智能功能性车辆方向盘，包括：车辆方向盘、固定在方向盘表面上的皮革片材、接触皮革片材的A表面并且包括印刷和固化的导电油墨的柔性电子电路、以及布置在该电子电路上的着色涂层。该电路围绕方向盘的整个圆周延伸，并且包括围绕方向盘的整个圆周布置的一个或多个压力传感器。

附图说明

图1是根据本发明主题的智能功能性车辆部件的一部分的局部分解示意图。

图2是根据本发明主题的智能功能性车辆部件的用途的透视图。

图3是根据本发明主题的另一个智能功能性车辆部件的透视图。

图4是根据本发明主题的另一个智能功能性车辆部件的前视图。

图5是根据本发明主题的另一个智能功能性车辆部件的前视图。

具体实施方式

在智能电话和针对自动驾驶车辆的研究的时代，需要创建具有实时生物反馈回路和动态表面的智能功能性内部车辆部件。与非功能性车辆部件相比，智能功能性车辆部件可用于使驾驶员和乘客的驾驶体验更舒适和更愉悦。

本发明主题提供了一种柔性的智能功能性分层组件，因此可包裹在各种车辆部件上，以使车辆部件变得智能和具有功能性。该分层组件可被布置在车辆的内部或外部。该分层组件的表面呈现平滑且清洁的外观，因此尽管具有智能功能性性能，但外观整洁。

本发明主题包括：基材(例如天然基材诸如皮革、纺织物等)，并且包括通过在该基材的A表面上包括按钮、传感器或其他功能性或智能元件而使基材具有导电性、智能和功能性，而不使基材的外观杂乱。本发明主题将为车辆的乘员提供动态内部体验，但提供具有整洁外观的功能性车辆部件。

现在参见附图，其中所示仅出于说明一个或多个实施方案的目的，而非出于限制本发明的目的，图1示出了智能功能性车辆部件2(本文中也称为“功能性车辆部件2”)，其包括布置在车辆部件8上的智能功能性分层组件4(本文中也称为“分层组件4”)。

智能功能性分层组件4包括：固定在车辆部件8的表面6上的皮革片材10、施加到皮革片材10的A表面14上的柔性电子电路层12(本文中也称为“电路层12”)以及在电路层12上方的着色涂层16。如本文所用，“A表面”是指在将包括皮革片材10的功能性车辆部件2组装并且布置在车辆中/上之后，皮革片材10的最可见(即面向)至车辆乘员的表面；虽然B表面、C表面、D表面等是皮革片材的其他表面，但其可见度逐渐小于A表面14。在内部功能性车辆部件上，皮革片材10的A表面14通常面向车辆乘员，并且除非被另一表层或特征部件覆盖，否则可对车辆的乘员可见。功能性分层组件4任选地包括防污部件层18。然而，在一个另选的实施方案中，功能性分层组件4可不包括单独且不同的防污部件层18，相反可包括作为着色涂层16的一部分的防污部件。

车辆部件8不受本发明主题的特别限制，并且可包括任何内部车辆部件，诸如内饰板、门、座椅、方向盘、仪表板、中心控制台、换档器或可用皮革包裹的任何其他内部部件。任选地，车辆部件8可包括外部车辆部件。车辆部件8不同于智能功能性车辆部件2，因为车辆部件8不包括施加在其表面6上的智能功能性分层组件4。在一个非限制性实施方案中，在与功能性分层组件4组装之前，车辆部件8不包括任何智能或功能性元件或特征部件，诸如传感器、处理器、电路、开关等。然而，应当理解，除智能功能性分层组件4之外，该车辆部件还可包括智能元件或功能性元件中的一个。

车辆部件8的表面6可为平滑的或纹理化的，并且为平坦的或轮廓化的。在一个非限制性实例中，车辆部件8的A表面6具有轮廓。在任何情况下，功能性分层组件4都固定在车辆部件8的表面6上，以使车辆部件8是智能且功能性的。

皮革片材10固定在车辆部件8的表面6上，以增强该车辆部件的美观性。皮革片材10是天然柔性的、易弯曲的和可拉伸的，因此可包裹在车辆部件8周围或之上并且适形于车辆部件8的表面6的轮廓。因为电路层12和电路20是柔性的并且被施加到皮革片材10的A表面14，所以电路层12和电路20也适形于车辆部件8的表面6的轮廓。皮革片材10可与车辆部件8的表面6直接接触，或者可在它们之间具有一个或多个任选层。任选地，皮革片材10可仅覆盖或位于车辆部件8的表面6上。

皮革片材10可以任何多种方式制备，包括通过常规的制革方法，包括浸泡、煎煮、剃刮、打磨/分离、干燥、缝合和研磨天然皮革。皮革片材10可根据需要被再生皮革、合成皮革、其他皮革复合材料或其他材料或层替换或补充。皮革片材10可被切割或形成为特定尺寸或形状，以对应于其将包裹的车辆部件8的形状和尺寸。根据本发明主题，皮革片材10可具有被构造成包裹在内饰板、门、座椅、方向盘、仪表板、中心控制台或换档器的表面上的形状和尺寸。

在将皮革片材10固定在车辆部件8的表面6上之前或之后，可将功能性分层组件4的各种其他层(即，电路层12、着色涂层16和任选的防污部件层18)施加到皮革片材10上。在一个实施方案中，在将功能性分层组件4的各种其他层施加到皮革片材10上之后，皮革片材10被固定在车辆部件8的表面6上。在另一个实施方案中，在将功能性分层组件4的各种其他层施加到皮革片材10上之前，皮革片材10被固定在车辆部件8的表面6上。

皮革片材10可为柔性的，并且因此在一个非限制性实施方案中，其可通过围绕车辆部件8拉伸和包裹皮革片材10而被固定在车辆部件8的表面6上。皮革片材10可诸如通过粘合剂或紧固件而被固定到车辆部件8的表面6和/或其他部分。

在一个实施方案中，电路层12、着色涂层16和任选的防污部件层18(即使它们被施用在皮革片材10的A表面14上)仍允许皮革片材10的一些特性(例如，表面质地或纹理以及柔软性)至少部分地被车辆的乘员感知，诸如通过触觉或视觉感知。

电路层12被提供在皮革片材10的A表面14上，为皮革片材10提供智能功能性特性。电路层12由一个或多个柔性电子电路20(本文中也称为“电子电路”或“电路”)组成，并且被布置在皮革片材10的A表面14上。虽然电路层12在图1中被示出为连续层，但这仅为方便起见，以示出智能功能性车辆部件2的各层的布置，并且应当理解，电路层12可包括或可不包括一个或多个电路20的导电迹线之间的空隙，因此电路层12可为或可不为如图所示的连续层。

在一个实施方案中，电路层12接触皮革片材10的A表面14。在另一个实施方案中，电路层12被布置在聚合物膜上，然后聚合物膜被布置在皮革片材10的A表面14上。电路层12的一个或多个电路20各自包括一个或多个柔性导电迹线22(本文中也称为“导电迹线”、“导电路径”或“迹线”)。所谓“柔性的”是指层、电路、迹线或者其他元件或材料不是刚性的、易碎的或坚硬的，而相反是可弯曲的、可拉伸的、可改变形状的，或换句话讲可屈服于外力的，但在经受此类外力时不会断裂或丧失功能性。当提及“柔性电子电路”时，是指即使在弯曲、拉伸、扭曲或换句话讲变形至10％至至少20％的应变时也不断裂并且保持其导电性的电子电路20。

在一个实施方案中，电路层12仅包括一个电子电路。在另一个实施方案中，电路层12包括不止一个电子电路，例如两个、三个或更多个电子电路。当不止一个电路被包括在电路层12中时，每个单独电路可各自被配置为执行与其他电路不同的功能，这可意味着每个电路与其他电路电隔离/分离，或者这些电路可被独立操作，或每个电路可独立于其他电路工作，或者电路电连接到不同类型的电子元件24。

一个或多个电路20(包括一个或多个导电迹线22)和电子元件24可各自使用导电油墨形成，该导电油墨包括粘合剂(例如，诸如聚酰亚胺的聚合物材料)和导电粒子，包括例如铜、银、碳、氯化银或其他导电粒子。该一个或多个电路20可通过将导电油墨直接施加(例如，印刷)在皮革片材的A表面上，然后将导电油墨固化、干燥、硬化等来形成，从而形成电路层12的导电迹线22、电路20和电子元件24。换句话讲，导电迹线22、电路20和电子元件24可由印刷并且固化的导电油墨限定或包括。适于形成一个或多个电路和电子元件的导电油墨不受特别限制，并且可包括例如可从杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company)获得的PE671、PE773、PE873和PE971可拉伸导体、PE410喷墨银导体、5021、5025、5028和5064HY银导体、ME601和ME602可拉伸银导体、PE827和PE828超低温固化银复合导体、Kapton^TMKA801聚酰亚胺银导体；以及可从铱美公司(Engineered Materials Systems,Inc.(EMS))获得的CI-1036、CI-4040、CI-2051和CI-1062可拉伸导电油墨。

这些导电油墨可通过任何方法施加在皮革片材10的表面14上，此类方法包括例如移印、柔性版印刷、轮转凹版印刷、喷涂、浸渍、注射器滴涂、制版、丝网印刷、气溶胶喷射印刷或喷墨印刷，以形成电子电路。柔性电子电路20可使用其他材料或工艺形成，此类其他材料或工艺包括例如蚀刻、电子电路的模内形成、选择性光固化和电路划线。在一个示例性实施方案中，通过在皮革片材10的表面14上丝网印刷导电油墨来形成一个或多个电路20。

一个或多个电路20可各自包括电子元件24，诸如电源、电容器、电感器、二极管、电阻器、变压器、开关、传感器、负载、光源、保险丝、天线、无线发射器、加热器等，它们中的每一个可为柔性的。然而，应当理解，这些或其他电子元件可被包括成与电路20电连通，但被布置成不作为电路层12的一部分。在一个非限制性实例中，光源30被包括为功能性车辆部件2中的电子元件24。在另一个非限制性实例中，如图1和图2所示，无线发射器34(例如，感应线圈或电容板)被包括为功能性车辆部件2中的电子元件24。在另外的非限制性实例中，一个或多个传感器38被包括在电路层12的电子电路中。在另一个非限制性实例中，开关40被包括在电路层12的电子电路中。

着色涂层16被布置在电路层12上，以至少部分地隐藏电路层12。着色涂层16不受本发明主题的特别限制，并且可包括布置在柔性电路层12上的半透明层、膜或涂层。所谓“半透明的”是指材料或层允许光穿过其中，但导致足够扩散以防止透过材料或层感知不同图像。根据本发明主题，着色涂层16产生足够的光扩散，使得除由光源30发射的光之外，通过柔性电子电路20的着色涂层16和电路层12的所有电子元件24的可见度被着色涂层16抑制。在一个实施方案中，柔性电子电路20和电路层12的所有电子元件24透过着色涂层16不可见。光源30也在着色涂层16的下面，因此光源30透过着色涂层的可见度被着色涂层16抑制。在一个实施方案中，光源30也透过着色涂层16不可见。然而，着色涂层16是足够半透明的(而不是不透明的)，使得由光源30发射的光透过着色涂层16可见。因此，着色涂层16在某种程度上至少隐藏柔性电路层12(包括光源30)，但允许从光源30发射的光透射穿过其中，使得所发射的光透过着色涂层16可见并且可被看见。从光源30发射并且透射穿过着色涂层16的光可例如被车辆乘员看到，并且可用于车辆照明或用作视觉指示以向车辆乘员传送信息。

着色涂层16可为聚合物、纺织物、复合材料、搪瓷、纸材、玻璃、金属、陶瓷、其他材料，以及它们的组合。在一个非限制性实例中，着色涂层16包括着色层，其包括例如聚合物和颜料颗粒的混合物。聚合物可为例如丙烯酸聚氨酯树脂。着色涂层16可通过以下方法形成：将聚合物/颜料混合物作为液体施加在柔性电路层12上并且固化聚合物以制备作为固体的着色涂层16。着色涂层16可具有足以抑制或阻止电路20和包括光源30的电子元件24透过着色涂层16可见的颜料负载和厚度。然而，着色涂层16为足够半透明的，而不是不透明的，使得由光源30发射的光可透过着色涂层16被看到。在一个非限制性实施方案中，着色涂层16具有5μm至50μm、15μm至40μm或20μm至30μm的厚度。

包括在着色涂层16中的防污部件层18或防污部件可呈现功能性车辆部件2的暴露表面，并且这些任选地被包括以抵抗任何类型的污垢，同时保持功能性分层组件4下方的层的所有物理和美学特性。防污部件层18不受本发明主题的特别限制，并且可包括作为不同层包括的防污部件，如图1所示。另选地，防污部件可被包括为着色涂层16的一部分。在如图1所示的非限制性实施方案中，当在功能性分层组件4中被包括作为不同层时，防污部件层18基本上是透明的(并且可以是光学透明的)，使得防污部件层18不会显著干扰由光源30发射的光的透射。在另一个实施方案中，防污部件层18可略微着色，使得其有助于着色涂层16隐藏电路层12。在一个非限制性实施方案中，防污部件层18具有0.1μm至10μm、1μm至8μm或4μm至6μm的厚度。

包括在防污部件层18或着色涂层16中的防污部件不受特别限制，并且可包括丙烯酸聚氨酯树脂、聚氨酯树脂、多异氰酸酯、碳二亚胺、含氟材料诸如四氟乙烯(TFE)共聚物、硅氧烷等。

功能性车辆部件2、电子电路20和相关联的电子元件24的操作可对应于车辆发出的一个或多个电子系统的信号或数据，或者可在车辆操作期间被连续地启动。该数据或信号可从车辆电子系统中的一者或多者访问、由其感测、由其生成或以其他方式获取或生产。另外，功能性车辆部件2、电子电路20和相关联的电子元件24可向该车辆的一个或多个电子系统提供信号或数据。例如且如本文更详细的描述，功能性车辆部件2可包括传感器38，并且来自传感器38的信号可传送至车辆电子系统，并且可用于操作功能性车辆部件2中的其他电子元件24或操作不同的功能性车辆部件。

发出该数据或这些信号或与该数据或这些信号连通的车辆电子系统不受特别限制，并且可包括与车辆引擎、变速器、主体、底盘、被动和主动安全特征部件、车辆性能、驾驶员辅助、内部和外部环境、车辆诊断、车辆控制、音频/视觉娱乐、导航、电气系统、车载通信系统、以及它们的组合相关联的一个或多个车辆电子控制单元(ECU)。该车辆电子系统可包括门控制单元、引擎控制单元、电动转向控制单元、人机界面(HMI)、电力传动控制模块、传输控制单元；座椅控制单元、速度控制单元、车载通信控制单元、传输控制单元、制动控制模块(ABS或ESC)、电池管理系统、中央控制模块、中央定时模块、通用电子模块、主体控制模块、悬挂控制模块、或它们的组合。

在非限制性示例中，一个或多个柔性电子电路20与车辆电子控制单元(ECU)26连通，该车辆电子控制单元可控制功能性车辆部件2、电子电路20和相关联的电子元件24的操作。该ECU 26可电连接到用于为ECU 26或柔性电子电路20供电的车辆电源44。功能性车辆部件2(包括电路层12的一个或多个电路20)连同各种电子元件24可基于与车辆或车辆部件、车辆乘员或车辆环境(包括车辆的直接或远处周围环境)，以及它们的组合相关的当前状况或情况选择性地操作。

可用作此类选择性操作的基础的车辆状况的非限制性实例包括历史、当前、或预测的车辆性能特征或诊断信息等。可用作此类选择性操作的基础的车辆乘员的条件可包括驾驶员的身体状况(诸如驾驶员在驾驶时昏睡或不专心)、或相对于车辆或功能性车辆部件2的物体(诸如乘员或乘员的手)或全球定位的接近度。可用作此类选择性操作的基础的周围环境的条件可包括对象(诸如另一车辆)与车辆的接近度、当前时间、新闻推送、安珀警报、附近兴趣点等。

在另一个非限制性实例中，一个或多个电路20与人机界面(HMI)28连通，该人机界面可控制功能性车辆部件2、电子电路20和相关联的电子元件24的功能。此类布置可允许用户通过HMI 28提供输入以选择性地启动电路20和相关联的电子元件24。此类用户输入可为主动的(用户发起的)或被动的(用户感测到的输入)，并且可包括听觉或触觉输入。例如，系统可被配置为允许用户通过听觉选择功能性车辆部件2、电子电路20和相关联的电子元件24的操作。

如前所述，光源30可被包括为功能性车辆部件2中的电子元件24。光源30可包括一个或多个独立且不同的光发射器元件32。光源30在启动时发射光，并且电连接到电路层12的电子电路20。光源30可仅通过发射光来提供照明，发射的光可用于向车辆的内部或外部提供照明，并且光源30可发射一种或多种颜色和/或强度的光。在一个非限制性实例中，光源30可发射各种颜色和强度的光，以为车辆的乘员建立特定的“感觉”或“情绪”。例如，光源30可与车辆或车辆部件的某些功能配对，使得光源30操作以根据某些情况发射不同强度和/或颜色的光，这些情况包括诸如车辆正常操作期间、车辆娱乐系统的操作期间、车辆的危险操作期间或根据需要的其他形势或情况。

另选地，光源30可被配置为诸如通过布置或操作以发射提供将信息传送至车辆乘员的视觉指示的光。换句话讲，光源30可以这样的方式被布置，或者可以这样的方式发射光：光源30发射的光提供的不仅是照明，而是另外将信息传送给车辆乘员。

视觉指示不受本公开的特别限制，并且可提供信息诸如警告、通知(例如，时间)、警报、指令、与车辆或车辆部件相关的当前状况或情况的信息、车辆的乘员、或车辆的环境(包括车辆的直接周围环境)、以及它们的组合。视觉指示可包括一个或多个定向指示，诸如来自导航系统的逐向导航、盲点警告、转向信号指示、以及它们的组合。然而，此类指示不限于任何特定类型或组合。其他示例性实例包括用于显示诸如流体水平/量诸如油或气体(或需要更换一种或多种流体诸如油)的维护指示、用于显示车辆上的一个或多个电池的特性的电池水平指示、车辆特征指示(例如车辆的当前速度)、以及用于显示与期望的驾驶目的地的距离的指示。在一个示例性实施方案中，光源30发射的光指示电连接到电路层12的电子电路的一个或多个电子电路或电子元件的位置。在另一个示例性实施方案中，光源30发射向车辆的驾驶员提供方向指示的光，或用于车辆的当前时间或当前量的燃料储备。

当某个相关联的物体在距功能性车辆部件2的预定距离内时，光源30可被启动以发射光。在一个实施方案中，当便携式电子设备42在距功能性车辆部件2的预定距离内时，光源30被启动以发射光。在另一个实施方案中，功能性车辆部件2与HMI 28连通，从而可允许用户通过选择要由光源30显示的特定类型的信息来提供输入以启动光源30。例如，该系统可被配置为允许用户通过听觉选择实时指示哪个流体水平(诸如气体、油、挡风玻璃雨刮器)或允许用户通过音频请求到达期望目的地所需的时间。

视觉指示可对应于从车辆或HMI的电子系统的发出的信号或数据。在一个实施方案中，该车辆的电子系统提供可由光源30显示的实时信号或数据。功能性车辆部件2与车辆电子系统或HMI之间的通信可通过一个或多个中间系统或设备来建立，并且此类通信可例如通过使用通信链路或连接诸如通过有线连接、Wi-Fi连接、蓝牙连接等来执行。这种通信连接允许来自/发送至该车辆电子系统或HMI的数据或信号被通信以启动光源30，以将视觉指示提供给对应于该数据或信号的车辆乘员。

光源30不受任何方式的限制，并且可包括发光光源(例如电致发光光源、光致发光光源、机械致发光光源)和白炽光源。光发射器元件32的示例性实例包括发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、或构造在膜或片材内的光致发光光源或电致发光光源。在一个非限制性实例中，该一个或多个光发射器元件32包括具有100μm×100μm(即100μm直径)或更小尺寸的发光区域的LED，本文中称为微型LED。微型LED为由一个或多个单独的光发射器的阵列组成的光源，其中阵列可具有约2μm至20mm的直径，并且单独的光发射器具有约2μm至20μm的典型直径。在一个方面，该一个或多个微型LED被布置为电路层12的电子电路20的一部分。

如前所述，并且如图2所示，功能性车辆部件2可包括智能功能性无线充电器82，其包括无线发射器34(例如，感应线圈或电容板)，其作为电子元件24包括在功能性车辆部件2中。无线发射器34可任选地通过在如本文关于柔性电路20所述的方法中印刷导电油墨来形成，其中该导电油墨以感应线圈或电容板的形式施加。无线发射器34可被配置为在被启动时生成振荡电磁场36，该振荡电磁场可被传输到被配置为接收振荡电磁场的对应无线接收器。无线发射器34和所生成的振荡电磁场36可用于对包括对应无线接收器的便携式电子设备42(例如，手机)进行充电，该对应无线接收器接收振荡电磁场36并且将振荡电磁场36转换回可由便携式电子设备42中的电力负载使用的DC或AC电流。

如常规的那样，该无线发射器34可能够仅在短距离(例如，发射器34或接收器直径的约1至10倍)内将振荡电磁场36传输至便携式电子设备42中的对应无线接收器。因此，在一个实施方案中，无线发射器34被配置为仅当便携式电子设备42或相关联的无线接收器在距离无线发射器34的预定距离(例如，发射器34或接收器直径的约1至10倍)内时操作以生成振荡电磁场36。此类启动可基于来自接近传感器或包括在电路层12中或其他地方的可以感测到便携式电子设备42相对于功能性车辆部件2的接近度的其他设备的信号或数据。另选地，无线发射器34的启动可基于便携式电子设备42和功能性车辆部件2之间的通信(例如蓝牙、蜂窝、近场、RFID、Wi-Fi或红外通信)。

如图2所示，智能功能性无线充电器82可包括光源30，该光源包括例如布置在围绕无线发射器34的环中的多个单独的光发射器元件32。在该环或任何其他构型中，单独的光发射器元件32各自发射光，该光共同指示无线发射器34在功能性车辆部件2上的位置。此类指示是有用的，因为着色涂层16抑制或阻止无线发射器34和电路20的其他部分透过着色涂层16可见，因此用户可能无法定位无线发射器34以用于对便携式电子设备42进行充电。然而，光发射器元件32发射的光可透过着色涂层16可见，因此发射的光可提供对无线发射器34的位置的指示，以允许便携式电子设备42进行无线充电。在一个方面，由光发射器元件32发射的光的颜色从便携式电子设备42充电开始时呈现的初始颜色(例如，红光)改变为当便携式电子设备42充满电时呈现的第二颜色(例如，绿光)。可设想用于该实施方案的其他照明能力，例如，当车辆的门打开时、当车辆启动时和/或当便携式电子设备42在距离无线发射器34的预定距离内移动时，光源30可被启动以发射光。关于由光源30发射的光的颜色，不同的颜色可基于用于光源30的光发射器元件32的选择、基于不同照明电路的使用、和/或基于微控制器46的编程以根据需要控制光源30的功能来提供。如图2所示的功能性分层组件4可根据需要包括在任何车辆部件8上，例如在车辆的任何内表面上，诸如车辆座椅、仪表板或中心控制台。

如本文所述，一个或多个传感器38可包括在电路层12的电子电路20中。传感器38不受特别限制，并且可包括具有任何配置的传感器，该配置包括能够感测压力、温度、接近度、位置、速率、速度、加速度、倾斜度、移动、湿度、光、车辆乘员的生物特征等的传感器。在一个实施方案中，电路层12包括一个或多个压力传感器。该压力传感器可包括第一柔性导电材料层、第二柔性电介质材料层和第三柔性导电材料层，其中第二电介质层被布置在第一导电层和第三导电层之间并且将其分隔开。压力传感器的第一导电层和第三导电层可任选地通过施加本文所述的导电油墨而形成，而第二电介质层可通过施加介电材料(例如类似于本文所述的导电油墨但具有介电特性的油墨)而形成。

如本文所述，开关40可包括在电路层12的电子电路20中。开关40可操作以形成或断开电路20中的导电路径。开关40可为例如平行板电容式开关，或根据需要诸如膜开关的其他类型的开关。平行板电容式开关可类似于本文先前所述的压力传感器布置，其中电容式开关可包括印刷成与第一导电迹线电连接的第一或底层柔性导电材料(例如，油墨)层，之后是印刷在底层导电层上的后续印刷的第二中间层柔性电介质材料(例如，介电油墨)层，最后是印刷在中间层上并且与第二导电迹线电连接的导电材料的第三顶层柔性层。在印刷中间层之前底层被固化，并且在印刷顶层之前中间层被固化。即，开关40的底层、中间层和顶层具有重叠区域，并且第二电介质层被布置在第一导电层和第三导电层之间并且因此将第一导电层和第三导电层分隔开。该电介质中间层可包括在底层上印刷和固化的相同或不同电介质材料的一个或多个亚层(例如，两个亚层)。该导电顶层和底层可各自包括在中间层下方和上方印刷和固化的相同或不同导电油墨的一个或多个亚层(例如，两个亚层)。第一、第二和第三层的厚度不受特别限制，并且在一个非限制性实例中可在约100nm至10μm的范围内。电容式开关的第一导电层和第三导电层可任选地通过印刷如本文关于柔性电路20所述的导电油墨而形成，而第二电介质层可通过印刷类似但介电油墨而形成。在该构型中，当通过将第一导电层和第三导电层按压在一起而使第一导电层和第三导电层之间进行电接触时，电容式开关可用作压力传感器。此外，电容式开关可用于测量与功能性车辆部件2接触的车辆乘员的生物特征，其中例如，在第一导电层和第三导电层之间进行电接触的速率可用于确定乘员的心率。

功能性分层组件4可根据需要包括各种其他层或部件。在一个实施方案中，尽管图中未示出，但功能性分层组件4包括在电路层12的一个或多个电路20或导电迹线22上或之间的电介质层。电介质材料可通常包括经固化以形成电介质层的非导电树脂。在一个实施方案中，电介质层被布置在电路层12和着色涂层16之间，以在着色涂层16的形成期间避免接触水分，或者使电路层12更耐用并且耐磨蚀，并且因此在重复使用之后保持导电性。电介质层或涂层可也用作绝缘体，例如，以在第一迹线或电路与上覆的第二迹线或电路之间提供电绝缘。电介质层可仅覆盖迹线或电路，或者可也大致覆盖电路层12或皮革片材10的其他部分。即，电介质层可通常作为一个连续层施加在第一电路上，其中第一电路的导电迹线和它们之间的空间被电介质层覆盖，或者可作为仅覆盖第一电路的导电迹线但不覆盖它们之间的空间的不连续层施加。在一个非限制性实例中，仅在第二迹线或电路与第一迹线或电路重叠的位置处施加电介质层。就这一点而言，电路层12可包括可被布置在电路层12的不同平面或亚层中的多个独立且不同的迹线22和/或电路20，其中各种导电迹线22可彼此重叠。例如，参考图1和图2，尽管迹线22被描绘为不重叠(并且看起来在相同的平面或亚层中)，但迹线22可位于电路层12内的不同平面内并且被构造成彼此重叠。因此，电路层12可包括印刷在皮革片材10上的第一迹线，之后是施加在第一迹线上的电介质层，然后是印刷在皮革片材10上并且至少部分地与第一迹线重叠的第二迹线，然而由于中间电介质层，第一迹线和第二迹线彼此电隔离。因此，本发明主题不限于各种图中所描绘的迹线22、电路20和电子元件24的任何特定形状或取向，相反可具有其他布置和取向。在另一个实例中，首先将导电油墨直接印刷在皮革片材10上以形成无线发射器34，然后将电介质层布置在无线发射器34上，然后将导电油墨印刷在电介质层上(或与其一部分重叠)，以为不同的电子元件24(诸如，光发射器元件32)形成单独的导电迹线，随后任选地在光发射器迹线上印刷另一个电介质层，从而为下方的层提供耐磨蚀性。在该示例中，无线发射器34和光发射器迹线之间的电介质层将无线发射器34与光发射器迹线电隔离。

在另一个实施方案中，功能性分层组件4包括在皮革片材10的边缘处电连接到电路层12的微控制器46。微控制器46可用于电连接到电路层12的电路20，并且因此可提供与一个或多个电路20和电子元件24的通信，或控制一个或多个电路20和电子元件24的功能。微控制器46可在功能性分层组件4被固定在车辆部件8的表面6上之前或之后被安装在皮革片材10和功能性分层组件4的边缘处。各种车辆电子系统诸如ECU 26或HMI28，其可通过微控制器46电连接到功能性分层组件4，以便与功能性分层组件4连通。

一个或多个电路20和电子元件24可各自电连接到车辆的电源44，以用于向电路20供电以启动电子元件24。车辆电源44可包括例如车辆电池、引擎或交流发电机。电源44可通过微控制器46连接到功能性分层组件4。在一个实施方案中，智能功能性车辆系统84包括智能功能性车辆部件2以及微控制器46、ECU 26、HMI 28和车辆电源44中的一者或多者。

参考图3，智能功能性车辆部件2的示例性实例包括智能功能性车辆座椅48(本文中也称为“车辆座椅”或“座椅”)。座椅48包括底部50、背部52和头靠部54。车辆座椅48包括位于座椅48的背部52的前表面56上的功能性分层组件4。应当理解，虽然功能性分层组件4中的电路20的可见度被着色涂层16抑制或阻止，但在图3中示意性地示出电路20以便指示其在车辆座椅48上的布置。如在其他实施方案中，车辆座椅48的功能性分层组件4可包括一个或多个电子元件24。如图所示，座椅48的功能性分层组件4包括光源30和两个传感器38，该光源包括两个单独的光发射器元件32。可根据需要在座椅48上或多或少地包括不同的电子元件24。传感器38可被配置为感测坐在座椅48上的车辆乘员的生物特征，诸如心率、体温、血压等。光源30可被配置为在车门打开时启动以向座椅48提供照明，或在车辆操作期间启动，以便在车辆的乘客室中提供气氛照明。另外，开关40可被设置成手动地打开或关闭光源30。可在座椅48上以及座椅48的不同位置上(包括底部50、头靠部54或扶手(未示出))或多或少地包括不同的电子元件24。

参考图4，智能功能性车辆部件2的示例性实例包括智能功能性方向盘58(本文中也称为“方向盘”)。方向盘58包括中心毂60、外轮62、以及在毂60和轮62之间延伸的轮辐64。功能性分层组件4可被包括在毂60、轮62和轮辐64中的一个或多个上。在一个实施方案中，轮62包括一个或多个传感器38。一个或多个传感器38可以是用于感测用户的手在轮62上的存在的压力传感器。传感器38可还被配置为感测用户的生物特征，诸如心率、体温、血压等。应当理解，虽然传感器38的可见度被功能性分层组件4的着色涂层16抑制或阻止，但在图4中示意性地示出了多个传感器38，以便指示它们在轮62上的布置。如图所示，传感器38彼此间隔开并且被布置在轮62的暴露部分上并且围绕轮62的整个圆周。在一个非限制性实例中，传感器38中的每一个被周向地间隔开距离相邻传感器38不超过两英寸。换句话讲，在轮62的整个圆周上，超过两个连续英寸的部分一定有一个传感器38。通过这种布置，驾驶员将其手放置在轮62上的任何地方都存在传感器38，因此不管用户的手接触轮62的什么位置，传感器38都可共同感测用户的手的存在。轮2可另选地包括布置在轮62的暴露部分上并且围绕轮62的整个圆周延伸的一个连续传感器。

在另一个实施方案中，毂60包括光源30，该光源包括单独的光发射器元件的阵列68。图4中未单独示出的光发射器元件可被布置在阵列68中，其布置方式使得从阵列68发射的光将信息传送至车辆乘员。如图所示，阵列68正在显示视觉指示70，该视觉指示可以是基于从导航系统发出的信息或数据的方向指示。视觉指示70指示车辆要遵循的方向(即，右转)，以便到达预定目的地。

如图所示，阵列68覆盖毂60的表面上的区域并且具有照明区域72和非照明区域74。右转视觉指示70由阵列68的照明区域72(透过功能性分层组件4的着色涂层16可见的光)和阵列68的非照明区域74(透过着色涂层16不可见)之间的对比度来呈现。因此，通过启动阵列68中单独的光发射器元件的特定组合来确定视觉指示。应当理解，阵列68中的单独的光发射器元件的不同组合可根据需要被启动，以在照明区域72和非照明区域74之间提供不同布置，使得由照明区域72发射的光可传送其他视觉指示和其他信息，诸如其他方向指示、电流速度或时间等。

在另一个实施方案中，方向盘58的轮辐64中的一个或多个可各自包括电容式开关40。如图所示，一个电容式开关40被包括在轮辐64中的两个的每一个上。应当理解，虽然开关40的可见度被功能性分层组件4的着色涂层16抑制或阻止，但在图4中示意性地示出了开关40，以便指示它们在轮辐64上的布置。该开关可被配置为控制车辆或车辆系统(例如娱乐系统)的一个或多个功能。

如图所示，包括多个单独的光发射器元件32的光源30设置在轮辐64上并且围绕两个开关40的周长布置。在该构型中，单独的光发射器元件32各自发射共同指示开关40的位置的光。此类指示是可用的，因为着色涂层16抑制或阻止开关40透过着色涂层16可见，并且用户可能无法定位开关40以用于控制车辆或车辆系统的一种或多种功能。然而，光发射器元件32发射的光透过着色涂层16可见，因此发射的光提供开关40的位置的指示。在一个非限制性实例中，光发射器元件32可被启动以在车辆操作期间连续发射光，以便指示开关40的位置，并且可在车辆未***作时停用，从而呈现用于方向盘58的轮辐64的平坦顶部表面。可根据需要在方向盘58上或多或少地包括不同的电子元件24。

参考图5，智能功能性车辆部件2的示例性实例包括智能功能性仪表板76(本文中也称为“仪表板”)，其可包括仪表操纵板78和手套箱80。仪表板76包括如本文所讨论的功能性分层组件4。功能性分层组件4固定在仪表板76的表面上并且呈现用于仪表板76的平坦顶部表面。如图所示，仪表板76包括光源30，该光源包括单独的光发射器元件的阵列68。图5所示的阵列68可类似于在图4中所示的方向盘58的毂60上的阵列68。

如图所示，阵列68正在显示视觉指示70，该视觉指示可为车辆的当前速度。如图4所示，阵列68覆盖仪表板76的表面上的区域并且具有照明区域72和非照明区域74。显示当前速度的视觉指示70由阵列68的照明区域72和阵列68的非照明区域74之间的对比度表示。因此，通过启动阵列68中单独的光发射器元件的特定组合来确定视觉指示70。应当理解，阵列68中的单独的光发射器元件的不同组合可根据需要被启动，以在照明区域72和非照明区域74之间提供不同布置，使得由照明区域72发射的光可传送其他视觉指示和其他信息，诸如当前时间、车辆的当前燃料储备量等。在仪表板76上的或在方向盘58上的阵列68的启动可通过来自用户的音频信号来启动。例如，用户可通过音频请求仪表板76上或方向盘58上的阵列68显示当前速度、车辆的当前燃料储备量、与选定目的地的距离等。可根据需要在仪表板76上或多或少地包括不同的电子元件24。

智能功能性车辆部件2可通过如下方式在车辆中提供包括动态照明体验的各种功能：根据车辆速度、驾驶模式、基于生物反馈数据的驾驶员情绪/状况、当前音乐选择向车辆内部提供改变发射光的颜色。智能功能性车辆部件2可还用于监测驾驶员的状况以维持安全驾驶，通过使用传感器38来监测心率、***毛细血管血氧饱和度或驾驶员的健康状况，并且来自此类监测的数据可用于改善驾驶员的用户体验。功能性车辆部件2提供的照明可也用于通过提供实时反馈来保持驾驶员的专心。当功能性车辆部件2为座椅48时，使用功能性车辆部件2可降低座椅的复杂性，因为功能性车辆部件2可包括多个不同的电气元件24。即，功能性车辆部件2可用作座椅上的压力传感器，并且测量压力点。这可有助于识别驾驶员座椅压力，并且自动调整座椅位置以确保驾驶员舒适。这也减少了单独安装在座椅上的压力传感器的单独部件的需要。功能性车辆部件2可也用于提供创建创新车辆样式的机会，诸如在方向盘58上创建导航方向指示(图4)或显示在内饰板上的车速(图5)。功能性车辆部件2可也用作用于对便携式电子设备42充电的无线充电板(图2)。

本发明主题包括一种制作功能性分层组件4的方法。功能性分层组件4可通过使生皮经过常规方法来制备，诸如浸泡、煎煮、剃刮、打磨/分离、干燥、缝合和研磨。然后，在施加基部涂层之后，将生皮静置在一旁。然后将该生皮切割成预定形状，以产生贴合在特定车辆部件8上的皮革片材10。然后利用导电油墨将电子电路20印刷在皮革片材10的A表面14上。导电油墨可通过任何方法施加，并且在示例性实施方案中，通过(a)丝网印刷、(b)气溶胶喷射印刷和(c)喷墨印刷中的一种来施加。将光源30(例如，微型LED)放置在电路20上。然后可在电路20和光源30上施加着色涂层16，从而产生功能性分层组件4。功能性分层组件4可例如被放置在车辆的内部，作为内饰板衬里、门衬里或座椅覆盖件。

本发明主题包括一种制作功能性车辆部件2的方法。功能性车辆部件2可为，例如，智能功能性无线充电器82、智能功能性车辆座椅48、智能功能性方向盘58、智能功能性仪表板76或其他智能功能性车辆部件。

功能性车辆部件2可通过将皮革片材10固定在车辆部件8的表面上而制作，使得皮革片材10适形于车辆部件8的轮廓。柔性电子电路20被施加(例如，印刷)到皮革片材10的A表面14，并且着色涂层16被布置在电路20上。电路20透过着色涂层16的可见度被该着色涂层抑制，并且在一个实施方案中，电路120透过着色涂层16不可见。在一个实施方案中，着色涂层16为着色层，并且装载在着色涂层16中的颜料足以抑制或阻止电路20透过着色涂层16可见。可在皮革片材10被固定在车辆部件8的表面6上之前或之后将电路20和着色涂层16施加到皮革片材10上。在将皮革片材10固定在车辆部件8的表面6上的期间内，电路20适形于车辆部件8的表面6的轮廓。该方法可还包括在电路20上施加电介质层，其中电介质层被布置在电路20和着色涂层16之间。

该方法可包括将电路20电连接到车辆ECU 26、车辆电源44、车辆HMI 28或其他车辆系统，并且此类连接可直接通过导线或通过位于皮革片材10的边缘处的中间微控制器46进行。

该方法可包括提供在启动时发射光的光源30，以及将光源电连接到电路20。光源30可包括一个或多个单独的光发射器元件32，诸如微型LED，其可例如通过电触点的焊接或其他方法连接到电路20。光源30被布置在柔性电路层12内并且直接接触电路20。因此，着色涂层16被布置在电路20上方和光源30上方。光源30透过着色涂层16的可见度可被着色涂层16抑制，并且在一个实施方案中，光源30透过着色涂层16不可见，但由光源30发射的光透过着色涂层16可见。光源30以这样的方式被布置，或者被配置为以这样的方式发射光，使得由光源发射的光提供将信息传送至车辆乘员的视觉指示。

该方法可包括将丙烯酸氨基甲酸酯防污部件施用在皮革片材10的A表面上，其中防污部件被包括a)为着色涂层16的一部分，或b)为着色涂层16上的表面涂层(即，防污部件层18)。

在一个实施方案中，车辆部件8为方向盘58，电路20包括压力传感器38，并且压力传感器38围绕方向盘58的整个圆周布置。

在另一个实施方案中，车辆部件8为座椅48，电路20包括生物特征传感器38，该生物特征传感器被配置为测量坐置在座椅48上的用户的生物特征。

该方法可包括将第二柔性电子电路施加到皮革片材10的A表面14。第二柔性电子电路可类似于第一柔性电子电路，使得着色涂层16被布置在第二电路上。因此，着色涂层16可抑制或阻止第二电路透过着色涂层16可见。第二电路被配置为执行与第一电路不同的功能，这可意味着每个电路与其他电路电隔离/分离，或每个电路可被独立操作，或每个电路可独立于其他电路工作。在一个实施方案中，第二电路与第一电路电隔离。

在一个实施方案中，第二电路包括无线发射器34，该无线发射器被配置为当相关联的便携式电子设备42在距离无线发射器34的预定距离内时生成振荡电磁场36。光源30可被配置为当便携式电子设备42在距离无线发射器34的预定距离内时发射指示无线发射器34的位置的光。

在另一个实施方案中，第二电路可包括电容式开关40，该电容式开关可操作以形成或断开第二电路中的导电路径22；并且光源30被配置为发射指示电容式开关40的位置的光。

本发明主题还包括一种制作车辆系统84的方法。该方法包括将柔性电子电路20施加到皮革片材10的A表面14。光源30电连接到电路20。光源30被配置为在供电时发射光。着色涂层16被布置在电路20上方和光源30上方。该方法包括将皮革片材10固定在车辆部件8的表面6上，使得皮革片材10的A表面14背对车辆部件8。电路20电连接到车辆电子控制单元26和车辆电源44。着色涂层16抑制或阻止电路20和光源30透过着色涂层16可见。然而，由光源30发射的光透过着色涂层16可见。在一个实施方案中，车辆部件8包括：内饰板、门、座椅、方向盘、仪表板、中心控制台或换档器。

将会知道，上面公开的特征和功能以及其他特征和功能中的各种特征和功能或它们的替代物或变体可以理想地组合成许多其他不同系统或应用。此外，本领域的技术人员可以之后做出本文的各种目前无法预料或无法预期的替代、修改、变化或改进，这些也旨在涵盖在所附权利要求书中。