CN114125100B - 电子设备、玻璃盖板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了电子设备、玻璃盖板及其制备方法。玻璃盖板包括玻璃基板，所述玻璃基板的表面设有若干个凹槽；其中，每个所述凹槽能够对光线进行反射，所述凹槽按照预设的规则排列，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。通过上述方式，本申请玻璃盖板在光照下能够显示出预先设置好的图案，且强度高，耐磨损。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃加工技术领域，特别是涉及电子设备、玻璃盖板及其制备方法。
背景技术
目前，随着科学技术的发展，智能手机等电子装置日渐成为人们生活的必需品，用户对电子设备(如手机)的外观要求也逐渐呈现出多元化的趋势，同时，市面上也出现各种不同视觉效果的电子设备，进而使电子设备外观更加美观精致。
在相关技术中，为了增加电子设备的视觉效果，常常使用激光或是奈米压印的方式在高分子膜片上制备光栅图案，再将高分子膜片设于电子设备的表面，高分子膜片在光线照射下产生全息效果。然而，这样会使电子设备表面的硬度不足，容易磨损。为了增强电子设备表面的硬度，有的技术中又在高分子膜片的外侧粘合保护玻璃，但是粘合剂与高分子膜片的折射率相近，会影响高分子膜片的视觉效果。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供电子设备、玻璃盖板及其制备方法，能够增强电子设备的视觉显示效果，
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种玻璃盖板，包括玻璃基板，所述玻璃基板的表面设有若干个凹槽；
其中，每个所述凹槽能够对光线进行反射，所述凹槽按照预设的规则排列，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种玻璃盖板的制备方法，包括：
提供一玻璃基板；
在所述玻璃盖板的表面进行蚀刻，以在所述玻璃基板的表面形成若干个基于预设规则排列的凹槽；
其中，每个所述凹槽能够对光线进行反射，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，包括壳体以及电路板，所述电路板容纳于所述壳体中，所述壳体包括本申请提供的玻璃盖板。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的玻璃盖板包括玻璃基板，玻璃基板的表面设有若干个凹槽，每个所述凹槽能够对光线进行反射，所述凹槽按照预设的规则排列，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。因此，当光源照射玻璃基板时，能够观测到在玻璃盖板上显示的图案，能够增强电子设备的显示效果。并且凹槽直接设置在玻璃基板的表面，本申请的玻璃盖板强度高，耐磨损。
附图说明
图1是本申请电子设备一实施例的正面结构示意图；
图2是图1实施例中电子设备的背面结构示意图；
图3是本申请玻璃盖板一实施例的结构示意图；
图4是图3实施例中玻璃基板的截面结构示意图；
图5是图3实施例中单个凹槽的结构示意图；
图6是本申请玻璃盖板一实施例的实体图；
图7是图6中玻璃盖板进过光源照射的显示效果示意图；
图8是本申请玻璃盖板的制备方法一实施例的流程示意图；
图9是本申请玻璃盖板实施例的工艺流程图。
具体实施方式
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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供电子设备、玻璃盖板及其制备方法实施例，玻璃盖板应用于电子设备的壳体中，可以对电子设备起到装饰、防伪、提高辨识度的功能。本申请提供的玻璃盖板不仅可以应用于电子设备中，还可以应用于其他领域，起到装饰、防伪等作用。
作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。
如图1所示，图1是本申请电子设备一实施例的正面结构示意图，图2是图1实施例中电子设备的背面结构示意图。本申请实施例中的电子设备100可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。其中，本实施例以手机为例进行说明。
具体而言，该电子设备100可以包括显示屏10、壳体20、电路板30、摄像头模组40、以及电池50。其中，壳体20包括本申请提供的玻璃盖板，可以应用在壳体20的背面，能够对电子设备100起到装饰、防伪、提高辨识度的作用。壳体20和所述显示屏10配合形成容纳空间，所述电路板30以及电池50设于所述容纳空间内，所述电路板30与所述摄像头模组40、所述电池50以及所述显示屏10电连接。在需要进行拍摄时，摄像头模组40可以接收外界光线进行成像。电池50用于供电，电路板30用于控制摄像头模组40、所述电池50以及所述显示屏10的工作状态。关于电子设备100其他部分结构的详细技术特征在本领域技术人员的理解范围内，此处亦不再赘述，关于本申请的玻璃盖板，请继续参阅以下对玻璃盖板实施例的描述。
请参阅图3，图3是本申请玻璃盖板一实施例的结构示意图，在本申请实施例中，玻璃盖板200包括玻璃基板21。玻璃基板21的材料可以是钠硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、高铝硅玻璃或其他可以使用于电子设备壳体的玻璃。
玻璃基板21可以由CNC(Computernumericalcontrol)加工制备而成。CNC又称数控机床，是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序进行加工零件。因此，将需求的玻璃基板21图形图纸，导入电脑通过大型CNC设备对玻璃材料进行切割，可以得到玻璃基板21。
可选地，玻璃基板21可以是2D玻璃、2.5D玻璃或者3D玻璃。
可选地，玻璃基板21可以进行强化，即将玻璃基板21进行加工，通过改变玻璃基板21表面的化学成分来提高玻璃的强度，强化后的玻璃基板21承受外力时首先要抵消表层应力，其具有强承载能力、抗风压性、抗寒暑性、抗冲击性等优点。通常玻璃强化方法可以包括高温离子交换法、低温离子交换法等。例如，可以使用低温离子交换法适合对本申请中玻璃基板21厚度较薄的玻璃进行强化。低温离子交换法原理是：当玻璃基板21应变温度低于玻璃转变点时，将玻璃基板21浸入离子半径大于玻璃中所含碱金属离子的碱金属化合物的熔盐中，熔盐中的大体积离子被挤压到玻璃网络中。原本由小离子占据的空间，被置换成熔盐。当玻璃冷却时，玻璃网络收缩，体积大的离子需要更大的空间，从而导致玻璃表面产生挤压应力。这种表面挤压应力会在冷却过程中保留在玻璃中，从而在玻璃表面形成致密的压缩层。压缩层的存在会减少玻璃基板21表面的微裂纹，并在玻璃基板21表面形成预压应力层，从而大大提高玻璃基板21的弯曲强度和冲击强度，因而本申请的玻璃盖板200具有较高的强度。
在本实施例中，玻璃基板21的表面设有若干个凹槽211，若干个凹槽211按照预设的一定的规则排列在玻璃基板21的表面。由于玻璃基板21为玻璃材料，凹槽211能够对光线进行反射，当光源光线照射在玻璃基板21具有凹槽211的一侧时，每个凹槽211都能够对光线进行反射。在此时观察玻璃基板21具有凹槽211的一侧，能够观察到每个凹槽211反射回来的光线。当凹槽211按照预设的规则排列时，就可以观察到基于预设规则而显示的相应图案。
请参阅图4，图4是图3实施例中玻璃基板的截面结构示意图，本图仅显示单个凹槽。具体地，在具有一定光照强度的光源照射在凹槽211时，凹槽211能够对入射光线反射后会聚在聚焦点Fn，当观测者在聚焦点Fn附近观测时，能够观察到凹槽211反射回来的大部分光线。同一光源下，不同的凹槽211的聚焦点Fn不同，每个凹槽211都有对应的聚焦点Fn。其中，光源可以是自然光、激光、白炽灯等，只要具有足够的光照强度即可。
基于此，若干个凹槽211的聚焦点Fn按照预设的图案进行排列，在光照下就可以在聚焦点Fn附近观测到反射光线所形成的图案。即在本实施例中，凹槽211按照预设的规则排列中的“预设的规则”为：不同的聚焦点Fn按照预设的图案进行排列。
可先地，相邻两个聚焦点Fn之间的距离为0.5～1.5mm，可以是0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm。相邻两个聚焦点Fn之间的距离过近会导致显示的图案的线条过粗而模糊，过远会导致难以形成图案。
在本实施例中，观测者在聚焦点Fn附近观测时，移动观测视角能够改变每个凹槽211反射光的光照强度，因此在改变观测视角时，可以观测到不同显示效果的图案。同时，由于玻璃基板21为透明的玻璃材料，图案显示在玻璃基板21上能够给观测者带来一种图案悬浮在空中的感觉，图案呈现出全息幻影的视觉效果。
可选地，预设的图案可以是logo、文字、卡通形象、防伪标签等一切能够显示在玻璃基板21的图案。
具体地，凹槽211为弧面凹槽，即凹槽211的壁面内无棱角结构，弧面凹槽能够有效对光线进行会聚在聚焦点Fn。凹槽211的深度D，也就是凹槽211的最深处可选为为1～10μm，例如1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm。凹槽211的深度影响聚焦点Fn的位置，凹槽211的深度D过大会导致聚焦点Fn过近，且会造成弧面面积过大而不美观。凹槽211的深度D过小会导致聚焦点Fn过远无法成像。
请一并参阅图3、5，图5是图3实施例中单个凹槽的结构示意图，图5的视角为朝向凹槽开口的正视图。在本实施例中，凹槽211开口为圆环状，当然，在其他实施例中，凹槽211开口也可以是矩形开口、圆形开口、月牙形开口或其他多边形开口，此处不作限定。在凹槽211开口为圆环状时，凹槽211开口的宽度W、即圆环的宽度为10～30μm，例如10μm、15μm、20μm、25μm、30μm。
可选地，单个凹槽211在玻璃基板21的长度L为5～10mm，例如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。单个凹槽211在玻璃基板21的宽度H为2～5mm，例如2mm、3mm、4mm、5mm。过长或过宽的凹槽211占据玻璃基板21的位置过大，凹槽211过于明显，影响外观，而过小尺寸的凹槽211难以成像。
请一并参阅6、图7，图6为本申请玻璃盖板一实施例的实体图，图7是图6中玻璃盖板进过光源照射的显示效果示意图。如图6所示，玻璃盖板的表面设有若干个凹槽，若干个凹槽按照预设的一定的规则排列在玻璃盖板的表面。如图7所示，玻璃盖板在经过光源的光线照射下，凹槽基于预设规则而显示的相应的“OPPO”图案。由于玻璃盖板为透明的玻璃材料，“OPPO”图案显示在玻璃盖板上能够给观测者带来一种图案悬浮在空中的感觉，呈现出全息幻影的视觉效果。
因此，本实施例提供了一种玻璃盖板，玻璃盖板上设有按照预设规则排列的凹槽。每个凹槽都能够将光源的入射光进行反射、会聚，多个凹槽反射的光线共同显示形成图案，图案具有立体幻影的全息观感。同时，本实施例中的凹槽形成在进过强化后的玻璃表面，玻璃盖板具有很高的强度，凹槽不会轻易磨损，而且玻璃盖板的表面不粘接有任何粘接层或者保护层，显示效果清晰，无光线衰减。
在本申请的另一方面，还提供一种玻璃盖板的制备方法。请参阅图8，图8为本申请玻璃盖板的制备方法一实施例的流程示意图，该实施例包括：
S11：提供一玻璃基板。
玻璃基板可以由钠硅玻璃、硼硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、高铝硅玻璃或其他可以使用于电子设备壳体的玻璃制备而来。将原始的玻璃材料进过CNC设备进行切割，得到玻璃基板。
为了增加玻璃基板的强度，还可以对玻璃基板进行强化，将玻璃基板置于熔融的碱盐(例如硝酸钠、硝酸钾盐浴)中，使盐浴中大半径离子交换玻璃基板表面的小半径离子。由于交换后的体积变化，在玻璃基板表面形成压应力，内部形成张应力，从而达到提高玻璃强度的效果，化学钢化过程中盐浴的温度应当在380摄氏度～400摄氏度之间。
S12：在玻璃盖板的表面进行蚀刻，以在玻璃基板的表面形成若干个基于预设规则排列的凹槽。
在经过上述步骤制备得到玻璃基板后，在玻璃基板的表面使用蚀刻工艺形成若干个基于预设规则排列的凹槽。
具体地，凹槽为弧面凹槽，弧面凹槽能够对光线进行反射，当光源光线照射在凹槽上时，每个凹槽都能够对光线进行反射。在此时观察玻璃基板具有凹槽的一侧，能够观察到每个凹槽反射回来的光线。当凹槽按照预设的规则排列时，就可以观察到基于预设规则而显示的相应图案。
进一步地，凹槽能够对入射光线反射后会聚在聚焦点，当观测者在聚焦点附近观测时，能够观察到凹槽反射回来的大部分光线。同一光源下，不同的凹槽的聚焦点不同，每个凹槽都有对应的聚焦点。基于此，若干个凹槽的聚焦点按照预设的图案进行排列，在光照下就可以在聚焦点Fn附近观测到反射光线所形成的图案。预设的图案可以是logo、文字、卡通形象、防伪标签等一切能够显示在玻璃基板的图案。
具体而言，在玻璃盖板的表面进行蚀刻的步骤可以包括：
S121：在玻璃基板的表面制备具有预设形状的掩模版。
掩模版是用于玻璃基板蚀刻的模版，掩模版上每个空缺对应与玻璃基板表面上的凹槽。该掩模版具有预设形状，制备得到的若干个凹槽相继也按照预设的规则排列，当光源光线照射在凹槽上时，可以观察到基于预设规则而显示的相应图案。
结合图9，图9是本申请玻璃盖板实施例的工艺流程图。掩模版的制备可以采用Cr或者CrO材料，首先在玻璃基板21的表面镀制Cr层或者CrO层221，其中Cr层或者CrO层221的厚度在70～130nm左右。
再将光阻剂231涂敷在Cr层或者CrO层221上，涂敷工艺可选用Spin coating等工艺，光阻剂231的厚度在1μm左右。根据光阻剂231的化学反应机理和显影原理，可分为负性光阻剂和正性光阻剂。本实施例中的光阻剂231可以是正性光阻剂或者负性光阻剂，本实施例以正性光阻剂为例。正性光阻剂经曝光后，在曝光区发生光固化反应，使得曝光区的正性光阻剂变成可溶性物质。光阻剂231可以包括高分子材料、感光剂、添加剂、溶剂等成分，其中高分子材料可以采用线型酚醛树脂(Novolac)，感光剂可采用DOQ。
涂敷光阻剂231后，进行曝光工艺，使用激光对光阻剂231雕刻，激光的波长在238nm左右。曝光工艺处理后，再对光阻剂231进行显影处理，使用显影剂对光阻剂231上的光照区去除，得到光阻模版232。
再使用腐蚀液对Cr层或者CrO层221进行腐蚀。其中Cr层或者CrO层221与光阻模版232对应的光照区被腐蚀液所腐蚀，而与光阻模版232对应的非光照区由于不接触腐蚀液，不被腐蚀液所腐蚀。腐蚀液可选为Ce(NH4)2(NO3)6(硝酸铈铵)溶剂。在腐蚀后，Cr层或者CrO层221上具有基于预设规则的腐蚀区和未腐蚀区，再使用水溶性剥离液对残留光阻模版232进行清洗，得到了一层位于玻璃基板21表面的掩模版222，该掩模版222具有预设的形状，使用该掩模版222蚀刻得到的玻璃盖板上的多个凹槽在光照下能够观察到基于预设规则而显示的相应图案。
S122：在玻璃基板具有掩模版的一侧涂覆玻璃腐蚀液，以在玻璃基板的表面形成凹槽。
在玻璃基板21具有掩模版222的一侧涂覆玻璃腐蚀液，其中玻璃腐蚀液包括重量百分含量5～10％的HF(氢氟酸)，15～20％HNO3(硝酸)。HF与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅，从而蚀刻玻璃。硝酸是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸，玻璃基板21在蚀刻的过程中会产生白色附着物，加入腐蚀液中能够溶解刻蚀过程中玻璃基板21边缘产生的白色附着物。
玻璃基板21上与掩模版222对应的未遮挡区域被玻璃腐蚀液所腐蚀，进而在玻璃基板21的表面雕刻了若干个基于预设规则排列的凹槽211。与掩模版222对应的遮挡区域不与玻璃腐蚀液接触，不被腐蚀。
在玻璃腐蚀完毕后，将掩模版222清洗剥离，得到玻璃盖板200。
其中凹槽211为弧面凹槽，即凹槽211的壁面内无棱角结构，弧面凹槽能够有效对光线进行会聚在相应的聚焦点。同一光源下，每个凹槽211都有对应的聚焦点，若干个凹槽211的聚焦点按照预设的图案进行排列，在光照下就可以在聚焦点附近观测到反射光线所形成的图案。
可选地，制备而成的凹槽211的深度为1～10μm。
可选地，凹槽211开口为圆环状开口、矩形开口、圆形开口、月牙形开口或其他多边形开口。在凹槽211开口为圆环状开口时，单个凹槽211在玻璃基板21的长度为5～10mm，单个凹槽211在玻璃基板21的宽度度为2～5mm。具体可以参阅前述玻璃盖板实施例的描述。
关于蚀刻工艺的参数，本领域技术人员可以基于所制备的凹槽211尺寸参数，来得到本实施例下所给出的蚀刻时间、腐蚀液含量等蚀刻工艺的参数，此处不作限定。
本实施例提供了一种玻璃盖板的制备方法，采用了蚀刻的方法在玻璃基板的表面雕刻凹槽，蚀刻后的玻璃基板表面较光滑，外观性良好，且强度高。凹槽按照预设规则排列，每个凹槽都能够将光源的入射光进行反射、会聚，多个凹槽反射的光线共同显示形成图案，图案具有立体幻影的全息观感。
在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种玻璃盖板，其特征在于，包括玻璃基板，所述玻璃基板的表面设有若干个凹槽，所述凹槽的开口为圆环状，所述凹槽为弧面凹槽，所述凹槽的深度为1～10μm，所述凹槽在所述玻璃基板的表面上的长度为5～10mm；
其中，每个所述凹槽能够对光线进行反射，并将反射光会聚到相应的聚焦点，所述凹槽按照预设的规则排列，所述预设的规则为不同的所述聚焦点按照预设的图案进行排列，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。
2.根据权利要求1所述的玻璃盖板，其特征在于，
相邻两个所述聚焦点之间的距离为0.5～1.5mm。
3.根据权利要求1～2任一项所述的玻璃盖板，其特征在于，
所述凹槽在所述玻璃基板的表面上的宽度为2～5mm，所述开口的宽度为10～30μm。
4.一种玻璃盖板的制备方法，其特征在于，包括：
提供一玻璃基板；
在所述玻璃盖板的表面进行蚀刻，以在所述玻璃基板的表面形成若干个凹槽，所述凹槽为弧面凹槽，所述凹槽的深度为1～10μm，所述凹槽在所述玻璃基板的表面上的长度为5～10mm；
其中，每个所述凹槽能够对光线进行反射，并将反射光会聚到相应的聚焦点，所述凹槽按照预设的规则排列，所述预设的规则为不同的所述聚焦点按照预设的图案进行排列，以使若干个所述凹槽在光源的照射下基于所述预设的规则显示相应的图案。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在所述玻璃盖板的表面进行蚀刻的步骤包括：
在所述玻璃基板的表面制备具有预设形状的掩模版；
在所述玻璃基板具有所述掩模版的一侧涂覆玻璃腐蚀液，以在所述玻璃基板的表面形成所述凹槽，所述凹槽为弧面凹槽。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述玻璃基板的表面制备具有预设形状的掩模版的步骤包括：
在所述玻璃基板的表面镀制Cr层或者CrO层；
在所述Cr层或者CrO层的表面涂覆光阻剂；
使用激光对所述光阻剂雕刻，并使用显影剂显影；
使用腐蚀液对所述Cr层或者CrO层进行腐蚀，并对所述光阻剂进行清洗，以在所述玻璃基板的表面形成所述掩模版。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述在所述玻璃基板的表面制备具有预设形状的掩模版的步骤之前，还包括：
将所述玻璃基板置于碱盐溶液中进行离子交换，以使所述玻璃基板进行强化。
8.一种电子设备，其特征在于，包括壳体以及电路板，所述电路板容纳于所述壳体中，所述壳体包括如权利要求1～3任一项所述的玻璃盖板。
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