CN113480192B - 玻璃壳体的制备方法、玻璃壳体及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种玻璃壳体的制备方法、玻璃壳体及电子设备。玻璃壳体的制备方法包括：提供玻璃基板；在所述玻璃基板的表面沉积有机层，形成强化玻璃板，所述有机层的韧性大于所述玻璃基板的韧性；在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层，形成玻璃壳体。玻璃壳体由所述的玻璃壳体的制备方法制备而成。电子设备包括显示屏和所述的玻璃壳体。本申请提供的玻璃壳体的制备方法能够提高所制备的玻璃壳体的强度。本申请提供的玻璃壳体及电子设备具有较高的强度，不易破碎。

Description

玻璃壳体的制备方法、玻璃壳体及电子设备

技术领域

本申请涉及玻璃产品领域，具体涉及一种玻璃壳体的制备方法、玻璃壳体及电子设备。

背景技术

为了适应电子设备的无线信号传输、无线充电、美观、手感等性能，传统的金属壳体逐渐被玻璃壳体替代。玻璃壳体通过在玻璃基板上制备色彩膜形成，相关技术中制备的玻璃壳体的强度较低，易破碎。

发明内容

本申请提供了一种能够提高强度的玻璃壳体的制备方法以及一种具有较高强度，不易破碎的玻璃壳体及电子设备。

一方面，本申请提供了一种玻璃壳体的制备方法，包括：

提供玻璃基板；

在所述玻璃基板的表面沉积有机层，形成强化玻璃板，所述有机层的韧性大于所述玻璃基板的韧性；

在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层，形成玻璃壳体。

另一方面，本申请还提供了一种玻璃壳体，由所述的玻璃壳体的制备方法制备而成。

再一方面，本申请还提供了一种电子设备，包括显示屏和所述的玻璃壳体，所述显示屏与所述玻璃壳体相连。

本申请提供的玻璃壳体的制备方法，在玻璃基板的表面沉积有机层，由于有机层的韧性大于玻璃基板的韧性，因此在沉积色彩层或者使用时，有机层可吸收至少部分作用力，减弱玻璃基板内部产生的应力，以及有机层使色彩层与玻璃基板间隔可避免色彩层与玻璃基板直接接触所产生化学反应导致的玻璃基板的结构破坏，从而使得制备的玻璃壳体具有较高的强度、不易破碎。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例一提供的玻璃壳体的制备方法的流程示意图；

图2是本申请实施例二提供的玻璃壳体的制备方法的流程示意图；

图3是图2所示玻璃壳体的制备方法中步骤203的流程示意图；

图4是图2所示玻璃壳体的制备方法中步骤204的流程示意图；

图5是图2所示玻璃壳体的制备方法中制备工具的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图7是图6所示电子设备的分解示意图；

图8是图6所示电子设备的玻璃壳体包括色彩层、有机层及玻璃基板的截面示意图；

图9是图6所示电子设备的玻璃壳体包括保护层、色彩层、有机层及玻璃基板的截面示意图。

具体实施方式

由于金属材料制成的壳体会对电子设备的无线通信、无线充电等功能造成屏蔽或干扰，因此，电子设备的外壳(例如：手机的后盖)采用玻璃制成的壳体。为了实现玻璃壳体绚丽的外观效果，会在表面形成具有一定颜色的膜层。然而，在玻璃表面直接镀膜，膜层中的活性介质(例如：水、酸、碱及某些盐类等)会渗入玻璃内部或者与玻璃之间产生化学反应，破坏玻璃的结构，最终导致制成的玻璃壳体的强度较低，容易破碎。为此，本申请提供了一种能够提高强度的玻璃壳体的制备方法以及一种具有较高强度，不易破碎的玻璃壳体及电子设备。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请所列举的实施例之间可以适当的相互结合。

如图1所示，图1为本申请实施例一提供的玻璃壳体的制备方法的流程示意图。本实施例中，玻璃壳体的制备方法至少包括以下步骤101、步骤102和步骤103。

步骤101：提供玻璃基板。

玻璃基板即玻璃材料制成的一定形状、尺寸的基板。玻璃基板可以是2D玻璃基板、2.5D玻璃基板、3D玻璃基板等。其中，2D玻璃基板即纯平面的玻璃基板，没有任何弧形设计。2.5D玻璃基板即中间为平面，边缘具有弧形设计的玻璃基板。3D玻璃基板即中间和边缘皆采用弧形设计的玻璃基板。以下实施例中在无特别说明的情况下所述的提供玻璃基板以提供3D玻璃基板为例。3D玻璃基板可采用热弯工艺制成。可以理解的，在其他实施例中，提供玻璃基板可以是提供2D玻璃基板，或者，提供2.5D玻璃基板等。2D玻璃基板可通过CNC等工艺制成。2.5D玻璃基板可通过CNC等工艺制成2D玻璃基板后在对2D玻璃基板的边缘进行处理制成。

步骤102：在所述玻璃基板的表面沉积有机层，形成强化玻璃板，所述有机层的韧性大于所述玻璃基板的韧性。

本申请所制成的玻璃基板可作为手机等电子设备的后盖。故本申请实施例所述的玻璃基板的表面可以是玻璃基板的内表面，即玻璃基板朝向电子设备内部的一侧。当然，在其他实施例中，所述的在玻璃基板的表面沉积有机层还可以是在玻璃基板的外表面和/或侧面沉积有机层。

有机层即有机材料层。可选的，有机材料可以是纤维、橡胶、塑料等。本申请实施例中有机材料以树脂为例。有机材料具有较高的化学稳定性，不易与玻璃基板发生化学反应。可以理解的，通过在玻璃基板的表面沉积有机层，可避免色彩层的材料与玻璃基板接触而产生化学反应，即可减少玻璃基板的结构遭受破坏，从而保护玻璃基板自身的强度。

有机层的韧性大于玻璃基板的韧性。换言之，有机层在塑性变形和破裂过程中吸收能量的能力较玻璃基板在塑性变形和破裂过程中吸收能量的能力好，即有机层发生脆性断裂的可能性较玻璃基板发生脆性断裂的可能性小。可以理解的，通过在玻璃基板的表面沉积有机层，可以在沉积色彩层以及在玻璃壳体使用的过程中，通过有机层吸收至少部分作用力，以减弱玻璃基板内部产生的应力，从而使得形成的玻璃壳体的强度得以提高。可以理解的，强化玻璃板的强度大于玻璃基板的强度，即强化玻璃板相较于玻璃基板不易破碎。

其中，在玻璃基板的表面沉积有机层可以是在玻璃基板的表面通过物理气相沉积(例如：真空蒸镀、溅射镀、离子镀中的一种或多种)的方式沉积有机层。当然，在其他实施例中，在玻璃基板的表面沉积有机层还可以是在玻璃基板的表面通过喷涂的方式沉积有机层。在玻璃基板的表面沉积有机层的方式相较于在玻璃基板的表面贴合有机膜的方式可提高有机层与玻璃基板之间连接的紧密性，避免有机层与玻璃基板错位、分离。同时，玻璃基板的表面沉积有机层的方式相较于在玻璃基板的表面贴合有机膜的方式连接更紧密，可具有更高的整体性和强度，进一步地减少玻璃壳体破碎的可能性。

步骤103：在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层，形成玻璃壳体。

色彩层可以是一种或多种颜色的膜层也可以是颜色渐变的膜层。色彩层可以是金属、金属氧化物、非金属氧化物等中的一种或多种材质形成的薄膜。可以理解的，本实施例所制备的玻璃壳体包括依次层叠设置的色彩层、有机层和玻璃基板。

其中，在有机层背离玻璃基板的一侧沉积色彩层可以是在有机层背离玻璃基板的一侧通过物理气相沉积(例如：真空蒸镀、溅射镀、离子镀中的一种或多种)的方式沉积色彩层。当然，在其他实施例中，在有机层背离玻璃基板的一侧沉积色彩层可以是在有机层背离玻璃基板的一侧通过喷涂的方式沉积色彩层。以下实施例中，有机层背离玻璃基板的一侧也可称为有机层的表面。在有机层的表面沉积色彩层的方式相较于在有机层的表面贴合有机膜的方式可提高色彩层与有机层之间连接的紧密性，避免有机层与色彩层错位、分离。同时，可减少粘接层的设置，提高玻璃壳体的整体性、减小玻璃壳体的厚度。

本申请提供的玻璃壳体的制备方法，在玻璃基板的表面沉积有机层，由于有机层的韧性大于玻璃基板的韧性，因此在沉积色彩层或者使用时，有机层可吸收至少部分作用力，减弱玻璃基板内部产生的应力，以及有机层使色彩层与玻璃基板间隔可避免色彩层与玻璃基板直接接触所产生化学反应导致的玻璃基板的结构破坏，从而使得制备的玻璃壳体具有较高的强度、不易破碎。

如图2所示，图2为本申请实施例二提供的玻璃壳体的制备方法的流程示意图。本实施例中，玻璃壳体的制备方法至少包括步骤201、步骤202、步骤203、步骤204和步骤205。

步骤201：提供玻璃基板。

本实施例中步骤201与上述实施例中步骤101相同，具体可参照上述步骤101，在此不再赘述。

步骤202：将所述玻璃基板装设于活动治具上。

活动治具可以是移动治具或者旋转治具。玻璃基板可直接装设于活动治具上，也可以通过装夹工具装设于活动治具上。玻璃基板与活动治具之间可相对固定，或者，玻璃基板可在活动治具上进行移动或旋转。本实施例中，活动治具可设于镀膜室内也可在使用时固定于镀膜室。可选的，活动治具为镀膜伞架。

步骤203：使所述活动治具以预设速度运动，并采用真空蒸镀的方式在所述玻璃基板的表面沉积有机层。

采用真空蒸镀的方式在玻璃基板的表面沉积有机层即在镀膜室处于真空状态时，通过蒸发器加热蒸发有机材料并使之气化，有机粒子飞至玻璃基板的表面凝聚成有机层。其中，蒸发器可以是电子枪、激光枪等。蒸发器加热蒸发有机材料的温度可以位于20°～80°之间。本实施例中，采用真空蒸镀的方式在玻璃基板的表面沉积有机层，可使得有机层厚度较小。其中，有机层的厚度可小于200nm。然而，通过喷涂的方式沉积的有机层的厚度基本大于200nm，较难实现厚度小于200nm的有机层，且制备的玻璃壳体作为手机后盖时，需要保证较高的光学效果，相应的喷涂、烘干设备较昂贵。因此，本实施例采用真空蒸镀的方式在玻璃基板的表面沉积有机层可减小成本，提高产量。

可选的，使活动治具(可以是镀膜伞架)以预设速度旋转，此时，由于玻璃基板装设于活动治具上，因此活动治具带动玻璃基板旋转。本申请对于活动治具的运动速度不作限定。通过活动治具旋转以带动玻璃基板旋转，可变换玻璃基板不同区域与蒸发器的出口之间的距离，从而保证蒸发器的出口至玻璃基板不同区域的距离近似相同，使得沉积的有机层较均匀，即可在玻璃基板的表面形成厚度近似一致的有机层。其中，玻璃基板在旋转过程中可以蒸发器的出口进行公转，同时在活动治具上自转。

一实施方式中，如图3所示，步骤203包括但不限于包括步骤230和步骤231。

步骤230：对所述玻璃基板进行多次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层子间隔层，使所述玻璃基板的表面沉积的多层所述子间隔层形成有机层。

本申请对于真空蒸镀的次数以及子间隔层的厚度不作限定。可选的，对所述玻璃基板进行2～6次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层厚度位于20nm～40nm之间的子间隔层。

例如：对玻璃基板进行三次真空蒸镀，每次真空蒸镀在玻璃基板的表面沉积一层子间隔层，三次真空蒸镀则在玻璃基板的表面沉积三层子间隔层。可以理解的，本实施方式中，有机层包括三层子间隔层。其中，三层子间隔层的厚度可以相同也可以不同。

步骤231：在相邻次真空蒸镀的过程中，使所述子间隔层保持预设时间的真空状态。

可以理解的，在上述进行三次真空蒸镀的例子中，可以在进行了第一次真空蒸镀之后，使第一层的子间隔层保持预设时间的真空状态，再进行第二次真空蒸镀；也可在进行了第二次真空蒸镀沉积之后，使第二层的子间隔层保持预设时间的真空状态，再进行第三次真空蒸镀；或者，在进行了第一次真空蒸镀之后，使第一层的子间隔层保持预设时间的真空状态，再进行第二次真空蒸镀，并继续使第二层的子间隔层保持预设时间的真空状态之后，再进行第三次真空蒸镀。

本申请对于上述预设时间不作限定。可选的，预设时间为40s～80s。

进一步地，本实施例所提供的玻璃壳体的制备方法中步骤203还可以包括步骤232。

步骤232：在相邻次真空蒸镀的过程中，对所述子间隔层的表面进行清洗。

子间隔层的表面可以理解为子间隔层背离玻璃基板的一侧，或者，子间隔层露出的面皆为子间隔层的表面。对沉积的子间隔层的表面进行清洗包括对每次沉积的子间隔层的表面皆进行清洗，也可对沉积的多层子间隔层中的一个或多个子间隔层的表面进行清洗。可以理解的，在上述沉积了三层子间隔层的例子中，可以在沉积第二层子间隔层之前对第一层子间隔层的表面进行清洗，也可在沉积第三层子间隔层之前对第二层子间隔层的表面进行清洗，或者，既在沉积第二层子间隔层之前对第一层子间隔层的表面进行清洗也在沉积第三层子间隔层之前对第二层子间隔层的表面进行清洗。

其中，步骤232与步骤231可同步进行，也可先进行步骤231再进行步骤232，或者，先进行步骤232再进行步骤231。

本实施方式中，通过多次沉积形成多层子间隔层，多个子间隔层形成有机层的方式相较于一次沉积相同厚度的有机层的方式，可以增强形成的强化玻璃板的强度。可以理解的，在形成的强化玻璃板的强度相同的情况下，通过多次沉积形成多层子间隔层，多个子间隔层形成有机层的方式所需的有机层厚度较小，可减小玻璃壳体的厚度。

一实施例中，通过一次真空蒸镀在玻璃基板的表面沉积一层厚度为100nm的有机层之后，再真空蒸镀厚度为500nm的色彩层，测试得到的玻璃壳体的落球强度为32g。而通过四次真空蒸镀，每次真空蒸镀在玻璃基板的表面沉积一层厚度为20nm的子间隔层，在每个相邻次真空蒸镀的过程中，使子间隔层保持60s的真空状态，再真空蒸镀厚度为500nm的色彩层，测试得到的玻璃壳体的落球强度也为32g。

步骤204：采用真空蒸镀的方式在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层。

采用真空蒸镀的方式在有机层背离玻璃基板的一侧沉积色彩层即在镀膜室处于真空状态时，通过蒸发器加热蒸发色彩材料并使之气化，色彩粒子飞至有机层的表面凝聚成色彩层。蒸发器加热蒸发色彩材料的温度可以位于20°～80°之间。本实施例中，通过采用真空蒸镀的方式沉积有机层和色彩层可减少制备工具的更换，从而提高玻璃壳体的制备效率。其中，色彩层的厚度可以位于200nm～1000nm之间。色彩层可通过一次蒸镀形成，也可通过多次蒸镀形成。

一实施方式中，如图4所示，步骤204包括但不限于包括步骤240和步骤241。

步骤240：将修正板遮盖于所述有机层背离所述玻璃基板的一侧。

其中，如图5所示，修正板4可设于旋转治具上，也可与旋转治具相互独立设置。本实施方式中，修正板4活动设于活动治具上。修正板4可相对装设于活动治具上的强化玻璃板25翻转或移动。通过设置修正板4可在强化玻璃板25上形成颜色渐变的色彩层。

步骤241：使所述活动治具以第一预设速度运动，使所述修正板以第二预设速度运动，使所述有机层的表面逐渐露出，采用真空蒸镀的方式，依次在露出的有机层的表面沉积不同的色彩部，使所述有机层背离所述玻璃基板一侧的色彩部形成色彩层。

本实施例中，对于活动治具的运动速度和修正板的运动速度不作限定。其中，活动治具可以第一预设速度进行旋转，以带动强化玻璃板和修正板旋转。修正板可以第二预设速度相对于强化玻璃板翻转，以逐渐露出有机层表面的不同区域，即待沉积区域。采用真空蒸镀的方式依次在露出的待沉积区域上沉积不同的色彩部。可以理解的，制备的玻璃壳体上的不同区域沉积的色彩部的颜色可以不同。可选的，色彩层的颜色沿玻璃基板的长度方向依次渐变，或者，色彩层的颜色沿玻璃基板的宽度方向依次渐变。

一实施方式中，玻璃壳体的色彩层的起始渐变位置位于玻璃壳体从上到下的1/3处。另一实施方式中，玻璃壳体的色彩层的起始渐变位置位于玻璃壳体从左到右的1/2处。其中，色彩层的颜色依次渐变可通过在有机层的表面形成厚度依次递减或者依次递增的色彩部实现。例如：通过使色彩部的厚度等比例递减实现渐变色彩层。当色彩部的厚度为100％(设定为500nm)时，色彩部的颜色为黄色。当色彩部的厚度降低至80％(400nm)时，色彩部的颜色为蓝色。

本实施方式中，通过设置修正板，使修正板遮挡有机层，可形成颜色渐变的玻璃壳体。而将强化玻璃板和修正板设于旋转治具上，可在形成颜色渐变的玻璃壳体的过程中变换强化玻璃板不同区域与蒸发器的出口之间的距离，从而使得沉积的色彩层较均匀，且相较于修正板与活动治具相对独立设置的方式可缩减制备工具的体积。

步骤205：在所述色彩层背离所述有机层的一侧形成保护层。

保护层可以是油墨层、成型的膜片等。可以理解的，本实施例所制备的玻璃壳体包括依次层叠设置的保护层、色彩层、有机层和玻璃基板。在色彩层背离有机层的一侧形成保护层可以是在色彩层背离有机层的一侧通过物理气相沉积(例如：真空蒸镀、溅射镀、离子镀中的一种或多种)、喷涂、贴合、印刷等中的一种方式形成保护膜。保护层可将色彩层与外部隔离，从而防止色彩层氧化、老化、划痕、掉色等。

此外，如图6所示，本申请实施例还提供了一种电子设备100。电子设备100可以是手机、平板电脑、电子阅读器、电子展示屏、笔记本电脑、媒体播放器、手表等设备。电子设备100包括显示屏1和玻璃壳体2。本申请实施例以手机为例。

显示屏1与玻璃壳体2相连。其中，显示屏1与玻璃壳体2可以直接连接也可以间接连接。一实施例中，如图7所示，玻璃壳体2作为手机的后盖。电子设备100还包括连接于显示屏1与玻璃壳体2之间的中框3。可以理解的，显示屏1与玻璃壳体2之间通过中框3连接。

玻璃壳体2由上述任一实施例所述的玻璃壳体2的制备方法制备而成。

一实施例中，如图8所示，玻璃壳体2包括依次层叠设置的色彩层21、有机层22及玻璃基板23。

另一实施例中，请参照图7和图9，玻璃壳体2包括依次层叠设置的保护层20、色彩层21、有机层22及玻璃基板23。保护层20位于靠近显示屏1的一侧，玻璃基板23位于远离显示屏1的一侧。

其中，保护层20可以是油墨、遮光膜片等。

色彩层21可以包括一种或多种颜色的膜层、也可以为颜色渐变的膜层。色彩层21的厚度可以位于200nm～1000nm之间。

有机层22的韧性大于玻璃基板23的韧性。有机层22透明。有机层22的材质可以是树脂。有机层22的厚度可位于100nm～200nm之间。

玻璃基板23可以是2D玻璃基板、2.5D玻璃基板、3D玻璃基板中的一种。有机层22与玻璃基板23形成强化玻璃板24。

本申请提供的玻璃壳体2由于玻璃基板23与色彩层21之间设置有机层22，而有机层22的韧性大于玻璃基板23的韧性，可吸收外力对玻璃基板23形成强化和保护，且有机层22可阻挡色彩层21与玻璃基板23产生的化学反应，减少玻璃基板23自身的结构破坏，因此玻璃壳体2的整体强度较高、不易破碎。

以上是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种玻璃壳体的制备方法，其特征在于，包括：

提供玻璃基板；

对所述玻璃基板的表面进行多次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层子间隔层，且在相邻次真空蒸镀的过程中，使所述子间隔层保持预设时间的真空状态，使所述玻璃基板的表面沉积的多层所述子间隔层形成有机层，使所述玻璃基板和所述有机层形成强化玻璃板，所述有机层的韧性大于所述玻璃基板的韧性；

在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧通过物理气相沉积的方式沉积色彩层，形成玻璃壳体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述玻璃基板的表面沉积有机层，包括：

将所述玻璃基板装设于活动治具上；

使所述活动治具以预设速度运动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述玻璃基板进行多次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层子间隔层，包括：

对所述玻璃基板进行2～6次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层厚度位于20nm～40nm之间的子间隔层。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述玻璃基板进行多次真空蒸镀，每次真空蒸镀在所述玻璃基板的表面沉积一层子间隔层之后，所述方法还包括：

在相邻次真空蒸镀的过程中，对所述子间隔层的表面进行清洗。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设时间为40s～80s。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层，包括：

将修正板遮盖于所述有机层背离所述玻璃基板的一侧；

使所述活动治具以第一预设速度运动，使所述修正板以第二预设速度运动，使所述有机层的表面逐渐露出，采用真空蒸镀的方式，依次在露出的有机层的表面沉积不同的色彩部，使所述有机层背离所述玻璃基板一侧的色彩部形成色彩层。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述在所述有机层背离所述玻璃基板的一侧沉积色彩层之后，所述方法还包括：

在所述色彩层背离所述有机层的一侧形成保护层。

8.一种玻璃壳体，其特征在于，由权利要求1至7任意一项所述的方法制备而成。

9.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏和如权利要求8所述的玻璃壳体，所述显示屏与所述玻璃壳体相连。

Images