CN114466550B - 玻璃盖板及其制备方法、壳体及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种玻璃盖板及其制备方法、壳体及电子设备。所述玻璃盖板包括:第一透光部;第二透光部,所述第二透光部与所述第一透光部间隔设置;以及挡光部,所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,其中,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度,且所述挡光部的结晶度大于所述第二透光部的结晶度。所述玻璃盖板具有较好的机械强度,且其挡光部具有良好的防窜光性能。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备的技术领域,具体涉及一种玻璃盖板及其制备方法、壳体及电子设备。
背景技术
当前的健康检测设备例如心率检测设备、血氧检测设备等包括发光器和光接收器,发光器发射光线后,经过生命体反射后,进入光接收器,光接收器通过检测反射回来的光强度的变化来实现对生命体的健康监测。为了防止发光器发射的光线在经过玻璃盖板时直接进入光接收器造成窜光,通常在不透明的玻璃盖板开设一个或多个光学窗口,不透明玻璃盖板与窗口透光部之间材料不同,连接处结合性能较差。
发明内容
本申请第一方面实施例提供了一种玻璃盖板,其包括:
第一透光部;
第二透光部,所述第二透光部与所述第一透光部间隔设置;以及
挡光部,所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,其中,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度,且所述挡光部的结晶度大于所述第二透光部的结晶度。
本申请第二方面实施例提供一种玻璃盖板的制备方法,其包括:
提供第一玻璃基材;以及
对所述第一玻璃基材进行离子交换及结晶,以得到所述玻璃盖板,所述玻璃盖板包括第一透光部、第二透光部及挡光部,所述第二透光部与所述第一透光部间隔设置;所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度,且所述挡光部的结晶度大于所述第二透光部的结晶度。
本申请第三方面实施例提供了一种壳体,其包括:
本申请实施例所述的玻璃盖板或者本申请实施例所述的方法制得的玻璃盖板;以及
壳体本体,所述壳体本体环绕所述玻璃盖板的外周缘设置,且与所述玻璃盖板连接。
本申请第四方面实施例提供一种电子设备,其包括:
本申请实施例所述的玻璃盖板或本申请实施例所述的方法制得的玻璃盖板;
发光器,所述发光器设于所述玻璃盖板或所述壳体的一侧,靠近所述玻璃盖板中的所述第一透光部设置,用于向所述第一透光部出射光线;以及
光接收器,所述光接收器与所述发光器设置于所述玻璃盖板或所述壳体的同一侧且靠近所述玻璃盖板中的所述第二透光部设置,用于接收所述光线中透过所述第一透光部且被反射入所述第二透光部的部分。
本申请实施例的玻璃盖板包括第一透光部、第二透光部以及挡光部。所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部的结晶度R大于所述第一透光部的结晶度R1且大于所述第二透光部的结晶度R2。由此使得进入第一透光部或第二透光部的光线中射向所述挡光部的窜扰光在经过挡光部时,被挡光部内的结晶颗粒进行散射、反射或吸收,从而使得穿过挡光部的窜扰光线大大衰减,防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光。由此,当玻璃盖板应用于具有健康检测功能的电子设备时,可以提高光信号的信噪比,从而提高健康检测的准确率。此外,本申请的玻璃盖板可以采用整块玻璃基材,通过离子交换及结晶,以使得到的玻璃盖板的第一透光部、第二透光部及挡光部为一体成型结构,从而使得玻璃盖板具有更好的一体结构,进而具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
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,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例的玻璃盖板的结构示意图。
图2是本申请一实施例的玻璃盖板沿图1中O-O方向的剖视结构示意图。
图3是本申请又一实施例的玻璃盖板的结构示意图。
图4是本申请又一实施例的玻璃盖板的结构示意图。
图5是本申请第一实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图6是本申请第一实施例的玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图7是本申请第二实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图8是本申请第二实施例玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图9是本申请第三实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图10是本申请第三实施例玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图11是本申请第三实施例的第一玻璃基材的结构示意图。
图12是本申请第四实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图13是本申请第四实施例玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图14是本申请第五实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图15是本申请第五实施例玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图16是本申请第六实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图17是本申请第六实施例玻璃盖板的制备流程结构示意图。
图18是本申请第七实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图19是本申请第八实施例的玻璃盖板的制备方法流程示意图。
图20是本申请一实施例的壳体的示意图。
图21是本申请一实施例的壳体沿图20中A-A方向的剖视结构示意图。
图22是本申请实施例1的玻璃盖板制备流程的原理示意图。
图23是本申请实施例2的玻璃盖板制备流程的原理示意图。
图24是本申请实施例3的玻璃盖板制备流程的原理示意图。
图25是本申请实施例4的第一玻璃基材的结构示意图。
图26是本申请图25的第一玻璃基材沿Q-Q方向的剖视结构示意图。
图27是本申请实施例4制得的玻璃盖板的结构示意图。
图28是本申请图27的玻璃盖板沿Q-Q方向的剖视结构示意图。
图29是本申请一实施例的电子设备的示意图。
图30是本申请一实施例的电子设备沿图29中P-P方向的剖视结构示意图。
图31是本申请一实施例的电子设备电路框图。
图32是本申请又一实施例的电子设备的示意图。
图33是本申请又一实施例的电子设备电路框图。
附图标记说明:
100-玻璃盖板,10-第一透光部,30-第二透光部,50-挡光部,51-结晶颗粒,100a-第一玻璃基材,10a-第一部,30a-第二部,50a-第三部,100b-第二玻璃基材,50b-连接部,100’-保护层,300-壳体,310-壳体本体,311-收容腔,400-电子设备,410-发光器,420-显示组件,430-光接收器,440-腕带,441-穿戴槽,450-处理器,470-存储器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,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作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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
需要说明的是,为便于说明,在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。
光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphic,PPG)以发光二极管光源(LED光源)和光接收器为基础,LED发射光线,例如绿光,穿过皮肤中的组织和动脉静脉,并被吸收和反射回到光电二极管PD中。像肌肉、骨骼、静脉和其他组织等对光的吸收是基本不变的,但是动脉里的血液是流动的,对光的吸收自然也有所变化。当我们把光转换成电信号,正是由于动脉对光的吸收有变化而其他组织光的吸收基本不变,得到的信号就可以分为直流信号和交流信号。提取其中的交流信号,就能反应出血液流动的特点,从而可以实现对血氧、心率、脉搏等的检测。
当前光电容积脉搏波描记法常应用于便携式健康检测设备例如智能手表、智能手环等,以便能实时对生命体例如人体的健康状况进行检测,在出现异常时,及时报警。因此,便携式健康检测设备检测的准确率尤为重要。
为了尽可能避免光线在传输过程中的损耗,同时防止发光器出射的光线穿过玻璃盖板未经生命体的反射就进入光接收器,对检测结果造成干扰,健康检测设备的玻璃盖板上对应发光器和光接收器的位置会设计为透明或透光的,其它部位为不透光的。因此,玻璃盖板的形成通常是在不透光的基材上开设一个或多个通孔,在通孔内设置透明部件形成,透明部件需要通过粘合等方式固定于不透光的玻璃盖板上,使得玻璃盖板的一体性效果较差,且形成的玻璃盖板的力学性能较差,受到外力、摩擦或经过一段时间使用后,玻璃盖板各零部件之间容易脱落,影响玻璃盖板的使用寿命。此外,还可以采用双色注塑以形成具有透光部及不透光部的玻璃盖板,虽然形成的玻璃盖板一体性好,但是,该方法通常应用于热塑性树脂,形成的玻璃盖板耐磨性差,使用一段时间后,透光部容易被刮花,影响检测结果的准确性。
请参见图1及图2,本申请实施例提供一种玻璃盖板100,其包括第一透光部10、第二透光部30以及挡光部50。第二透光部30与第一透光部10间隔设置;挡光部50位于第一透光部10与第二透光部30之间,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,其中,挡光部50的结晶度R大于第一透光部10的结晶度R1,且大于挡光部50的结晶度R第二透光部30的结晶度R2。
挡光部50位于第一透光部10与第二透光部30之间,可以理解地,挡光部50只要至少部分处于第一透光部10及第二透光部30之间即可,此外,挡光部50还可以延伸到第一透光部10及第二透光部30的其它位置;挡光部50可以与第一透光部10及第二透光部30连接;挡光部50也可以分别与第一透光部10及第二透光部30间隔设置,再通过其它部分连接。
可选地,挡光部50环绕第一透光部10或第二透光部30中的一个或多个设置。换言之,当第一透光部10和第二透光部30均为一个时,挡光部50可以环绕第一透光部10、或环绕第二透光部30、或环绕第一透光部10且环绕第二透光部30设置。当第一透光部10和第二透光部30均为多个时,挡光部50可以环绕多个第一透光部10、多个第二透光部30中的一个或多个设置。当第一透光部10为一个,第二透光部30为多个时,挡光部50可以环绕第一透光部10、多个第二透光部30中的一个或多个设置。在其它实施例中,挡光部50也可以不环绕第一透光部10或第二透光部30,而是设置于第一透光部10和第二透光部30之间。相较于挡光部50设置于第一透光部10和第二透光部30之间而言,挡光部50环绕第一透光部10或第二透光部30中的一个或多个设置可以具有更好的挡光效果。可选地,第一透光部10的数量可以但不限于为1个、2个、3个、4个、5个等,具体数量本申请不作具体限定。可选地,第二透光部30的数量可以但不限于为1个、2个、3个、4个、5个等,具体数量本申请不作具体限定。可选地,挡光部50的数量可以但不限于为1个、2个、3个、4个、5个等,具体数量本申请不作具体限定。第二透光部30的数量与第一透光部10的数量可以相同,也可以不同,本申请不作具体限定。可选地,第一透光部10和第二透光部30均匀分布于玻璃盖板100。图1仅仅为第一透光部10、第二透光部30及挡光部50的一种排列方式,不应理解为对本申请各实施例的玻璃盖板100的限制。
本申请实施例的玻璃盖板100可以应用于但不限于应用于可穿戴设备(例如智能眼镜、智能手表、智能手环等)、血氧监测仪、心率检测仪、脉搏检测仪、手机、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器、游戏机等带有健康检测功能的电子设备400(如图29、图30及图32所示)。本申请的玻璃盖板100可以作为电子设备400的壳体300(如图20所示),例如可以为不限于为智能手表的后盖、智能手环的后盖、血氧监测仪的检测部件的外壳、心率检测仪的检测部件的外壳、脉搏检测仪的检测部件的外壳等。此外,本申请的玻璃盖板100还可以作为电子设备400的壳体300的一部分,设置于壳体300上,作为电子设备400检测模组(如发光器及光接收器)的视窗。
本申请实施例的玻璃盖板100包括第一透光部10、第二透光部30以及挡光部50。挡光部50位于第一透光部10与第二透光部30之间,挡光部50的结晶度R大于第一透光部10的结晶度R1且大于第二透光部30的结晶度R2。由此使得进入第一透光部10或第二透光部30的光线中射向挡光部50的窜扰光在经过挡光部50时,被挡光部50内的结晶颗粒进行散射、反射或吸收,从而使得穿过挡光部50的窜扰光线大大衰减,防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光。由此,当玻璃盖板100应用于具有健康检测功能的电子设备400时,可以提高光信号的信噪比,从而提高健康检测的准确率。此外,本申请的玻璃盖板100可以采用整块玻璃基材,通过离子交换及结晶,以使得到的玻璃盖板100的第一透光部10、第二透光部30及挡光部50为一体成型结构,从而使得玻璃盖板100具有更好的一体结构,进而具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
在一些实施例中,玻璃盖板100的厚度可以为但不限于为0.3mm至1.3mm;具体地,壳体300本体的厚度可以为但不限于为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.3mm等。当玻璃盖板100太薄时,不能很好的起到支撑和保护作用,且机械强度不能很好的满足电子设备400玻璃盖板100的要求,当玻璃盖板100的太厚时,则增加电子设备400的重量,影响电子设备400的手感,用户体验不好。
在一些实施例中,玻璃盖板100满足关系式:40%≤R-R1≤90%以及40%≤R-R2≤90%。换言之,挡光部50的结晶度R与第一透光部10的结晶度R1之差大于或等于40%且小于或等于90%;挡光部50的结晶度R与第二透光部30的结晶度R2之差大于或等于40%且小于或等于90%。进一步地,玻璃盖板100满足关系式:60%≤R-R1≤90%以及60%≤R-R2≤90%。又进一步地,玻璃盖板100满足关系式:70%≤R-R1≤90%以及70%≤R-R2≤90%。具体地,R-R1可以为但不限于为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、72%、75%、77%、80%、83%、85%、88%、90%等。具体地,R-R2可以为但不限于为40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、72%、75%、77%、80%、83%、85%、88%、90%等。R-R1及R-R2太小时,则挡光部50的结晶度太低,对窜扰光的散射作用、反射作用及吸收作用太小,不能很好的起到防窜光效果,R-R1及R-R2越大,防窜光效果越好,但是,R-R1及R-R2太大时,增加了工艺制备的难度。
“结晶度”指该区域或部分中晶体所占的质量百分比。具体地,可以通过以下公式进行计算:R=M晶/(M晶+M非晶)×100%。其中,M晶表示该区域或部分中所含的晶体的质量,M非晶表示该区域或部分中所含的非晶体的质量。
在一些实施例中,第一透光部10的结晶度R1的范围为0≤R1≤30%。进一步地,第一透光部10的结晶度R1的范围为0≤R1≤20%。又进一步地,第一透光部10的结晶度R1的范围为0≤R1≤10%。具体地,第一透光部10的结晶度R1可以为但不限于为0%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%等。
在一些实施例中,第二透光部30的结晶度R2的范围为0≤R2≤30%。进一步地,第二透光部30的结晶度R2的范围为0≤R2≤20%。又进一步地,第二透光部30的结晶度R2的范围为0≤R2≤10%。具体地,第二透光部30的结晶度R2可以为但不限于为0%、1%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、30%等。
在一些实施例中,挡光部50的结晶度R的范围为45%≤R1≤95%。进一步地,挡光部50的结晶度R的范围为50%≤R1≤95%。又进一步地,挡光部50的结晶度R的范围为60%≤R1≤95%。又进一步地,挡光部50的结晶度R的范围为70%≤R1≤95%。具体地,挡光部50的结晶度R可以为但不限于为45%、50%、55%、60%、65%、70%、72%、75%、77%、80%、83%、85%、88%、90%、95%等。
可选地,第一透光部10的结晶度R1与第二透光部30的结晶度R2可以相同,也可以不同。当第一透光部10的结晶度R1与第二透光部30的结晶度R2相等时,可以简化玻璃盖板100的制备工艺。
请参见图2,在一些实施例中,挡光部50具有结晶颗粒51(即晶粒),结晶颗粒51的粒径d的范围为1μm≤d≤200μm。进一步地,结晶颗粒51的粒径d的范围为2μm≤d≤50μm。又进一步地,结晶颗粒51的粒径d的范围为5μm≤d≤30μm。具体地,结晶颗粒51的粒径d可以为但不限于为1μm、2μm、3μm、4μm、6μm、8μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm、200μm等。当结晶颗粒51的尺寸过小(例如小于入射光的波长)时,则光线在挡光部50内容易发生衍射,穿过挡光部50,影响挡光部50的防窜光效果,随着结晶颗粒51尺寸的增加,挡光部50的防窜光效果逐渐增加,但是,当结晶颗粒51的尺寸大于200μm时,晶界的数量不够多,不能形成足够多的散射,使得挡光部50的挡光效果又逐渐降低,且挡光部50的机械强度也会下降。
“结晶颗粒51的粒径”指结晶颗粒51的等效球直径,即不规则外形物体,其体积相同球体的直径。“晶界”指晶粒与晶粒之间的界面,或者晶粒与非晶态之间的截面。
请参见图3及图4,在一些实施例中,挡光部50具有预设图案,以起到装饰效果,使得玻璃盖板100具有更好的外观效果。
可选地,预设图案可以为但不限于为图形(例如花朵图形、动物图形、人物图形等)、文字(如logo)等。预设图案可以根据所需要实现的外观效果进行设计,本申请不作具体限定。在一些实施例中,预设图形可以如图3所示的心形图案,还可以如图4所示的四角形的图案。
在一些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30为一体结构。具体地,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30由整块玻璃基材,经过离子交换、结晶等过程后,形成一体结构的第一透光部10、挡光部50及第二透光部30。这样使得第一透光部10、挡光部50及第二透光部30之间不存在胶合、拼接、熔接等工艺界面。从而使得玻璃盖板100具有更好的一体性,具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
在一些实施例中,第一透光部10的组分、挡光部50的组分以及第二透光部30的组分具有相同的化学通式。“化学通式”是用来表示一类或几类化合物的,其中至少一个基团是可变化的。在本申请的实施例中,第一透光部10的组分、挡光部50的组分以及第二透光部30的组分具有相同的化学通式可以理解为第一透光部10、挡光部50及第二透光部30包括不同的金属阳离子,但是金属阳离子的摩尔分数相等,且除金属阳离子外的其他元素组分及配比是相同的。这样可以使得第一透光部10、挡光部50及第二透光部30具有更好的一体性,可以由整块玻璃基材经过阳离子交换及结晶后得到,不存在胶合、拼接、熔接等工艺界面。从而使得玻璃盖板100具有更好的一体性,具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
在一些实施例中,单位体积内,组成第一透光部10的各元素的总摩尔数、组成挡光部50的各元素的总摩尔数及组成第二透光部30的各元素的总摩尔数相等。换言之,单位体积内,第一透光部10包括的各元素的总原子数量、挡光部50包括的各元素的总原子数量、第二透光部30包括的各元素的总原子数量相等。这样可以使得第一透光部10、挡光部50及第二透光部30可以由整块玻璃基材经过阳离子交换及结晶后得到,不存在胶合、拼接、熔接等工艺界面,具有更好的一体性。从而使得玻璃盖板100具有更好的一体性,具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
在一些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30具有相同摩尔分数的硅、磷、氧、铝、及硼中的至少一种。例如,在有些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30均具有相同摩尔分数的硅元素和氧元素。在有些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30均具有相同摩尔分数的硅元素、氧元素及硼元素。在有些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30均具有相同摩尔分数的硅元素、氧元素及磷元素。在有些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30均具有相同摩尔分数的硅元素、氧元素、磷元素及硼元素。在有些实施例中,第一透光部10、挡光部50及第二透光部30均具有相同摩尔分数的铝元素及氧元素。这样可以使得第一透光部10、挡光部50及第二透光部30可以由整块玻璃基材经过阳离子交换及结晶后得到,不存在胶合、拼接、熔接等工艺界面,具有更好的一体性。从而使得玻璃盖板100具有更好的一体性,具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
可选地,在300nm至1500nm的波段范围内,第一透光部10的透光率T1的范围为T1≥20%。进一步地,第一透光部10的透光率大于等于30%。又进一步地,第一透光部10的透光率大于等于60%。再进一步地,第一透光部10的透光率大于等于85%。具体地,第一透光部10的透光率可以为但不限于为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%等。第一透光部10的透光率越大越好,第一透光部10的透光率越大,光线在经过第一透光部10时的损耗就越小,使用该玻璃盖板100的电子设备400的检测准确率和精度就越高。在一些实施例中,第一透光部10的透光率大于等于90%,具体地,可以为但不限于为90%、92%、94%、95%、96%、98%、99%等,这样可以更好的减少光线经过第一透光部10时的损耗。
在一些实施例中,当第一透光部10的透光率较低时,可以通过算法、软件计算、提高发光器出射光线的强度和亮度等,补偿或者修正第一透光部10透光率较低对光线造成的损耗,降低电子设备400的检测误差。
可选地,在300nm至1500nm的波段范围内,第二透光部30的透光率T1的范围为T1≥20%。进一步地,第二透光部30的透光率大于等于30%。又进一步地,第二透光部30的透光率大于等于60%。再进一步地,第二透光部30的透光率大于等于85%。具体地,第二透光部30的透光率可以为但不限于为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%等。第二透光部30的透光率越大越好,第二透光部30的透光率越大,光线在经过第二透光部30时的损耗就越小,使用该玻璃盖板100的电子设备400的检测准确率和精度就越高。在一些实施例中,第二透光部30的透光率大于等于90%,具体地,可以为但不限于为90%、92%、94%、95%、96%、98%、99%等,这样可以更好的减少光线经过第二透光部30时的损耗。
在一些实施例中,当第二透光部30的透光率较低时,可以通过算法、软件计算、提高发光器出射光线的强度和亮度等,补偿或者修正第二透光部30透光率较低对光线造成的损耗,降低电子设备400的检测误差。
在一些实施例中,第一透光部10的透光率与第二透光部30的透光率可以相同,在其他实施例中,第一透光部10的透光率与第二透光部30的透光率也可以不同,本申请不作具体限定。在一具体实施例中,当第一透光部10或第二透光部30中的至少一个的数量为多个时,多个第一透光部10或多个第二透光部30的透光率可以不同,这样应用于检测功能的电子设备400时可以根据不同发光器出射光线的颜色、强度,使多个第一透光部10、或多个第二透光部30具有不同的透光率,例如,当发光器的出射光线的强度较高时,则可以降低该发光器对应的第一透光部10或第二透光部30的透光率;当发光器的出射光线的强度较高弱,则可以提高该发光器对应的第一透光部10或第二透光部30的透光率。
可选地,在300nm至1500nm的波段范围内,挡光部50的透光率T的范围为T≤80%×T1且T≤80%×T2。进一步地,挡光部50的透光率T的范围为T≤70%×T1以及T≤70%×T2。又进一步地,挡光部50的透光率T的范围为T≤60%×T1以及T≤60%×T2。又进一步地,挡光部50的透光率T的范围为T≤%×T1以及T≤%×T2。具体地,挡光部50的透光率T的范围为可以为但不限于为0.8T1、0.75T1、0.7T1、0.65T1、0.6T1、0.55T1、0.5T1、0.45T1、0.4T1、0.3T1、0.2T1等。具体地,挡光部50的透光率T的范围为可以为但不限于为0.8T2、0.75T2、0.7T2、0.65T2、0.6T2、0.55T2、0.5T2、0.45T2、0.4T2、0.3T2、0.2T2等。挡光部50的透光率T越小,挡光部50的防窜光效果越好,使用该玻璃盖板100的电子设备400检测的信噪比越高,检测准确率越高。
在一具体实施例中,第一透光部10透光率T1等于第二透光部30的透光率T2=90%,挡光部50的透光率T为44%×T1=44%×90%=39.6%。
在一些实施例中,玻璃盖板的原料可以为但不限于为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种。可选地,第一透光部10可以为但不限于为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种。第二透光部30可以为但不限于为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种。挡光部50可以为但不限于为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种。“至少一种”指大于等于一种。
在一些实施例中,第一透光部10包括第一金属阳离子,第二透光部30包括第一金属阳离子,挡光部50包括第二金属阳离子,第一金属阳离子与第二金属阳离子的元素不同,第一金属阳离子与第二金属阳离子价态相同。这样使得玻璃盖板100可以采用整块玻璃基材,经过离子交换、结晶等过程后,形成一体结构的第一透光部10、挡光部50及第二透光部30。这样使得第一透光部10、挡光部50及第二透光部30之间不存在胶合、拼接、熔接等工艺界面。从而使得玻璃盖板100具有更好的一体性,具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
在一些实施例中,第一金属阳离子包括锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)、银离子(Ag+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)、钙离子(Ca2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、钇离子(Y3+)、锌离子(Zn2+)、铜离子(Cu2+)、金离子(Au2+)中的至少一种。
在一些实施例中,第二金属阳离子包括锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铯离子、银离子、镁离子、铝离子、钙离子、锶离子、钡离子、钇离子、锌离子、铜离子、金离子中的至少一种。
在一具体实施例中,第一透光部10包括Na-Al-Si玻璃,第二透光部30包括Na-Al-Si玻璃,挡光部50包括Li-Al-Si玻璃。第一金属阳离子为Na+,第二金属阳离子为Li+。Li-Al-Si玻璃相较于Na-Al-Si玻璃的析晶温度更低,因此,可以在Li-Al-Si玻璃的析晶温度以上,Na-Al-Si玻璃的析晶温度以下进行热处理,以使Li-Al-Si玻璃发生结晶,Na-Al-Si玻璃不发生结晶,从而使得到的挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
本申请实施例的玻璃盖板100可以通过本申请下列实施例的方法进行制备,此外,还可以通过其它方法进行制备,本申请实施例的制备方法仅仅是本申请玻璃盖板100的一种或多种制备方法,不应理解为对本申请实施例提供的玻璃盖板100的限定。
请参见图5及图6,本申请第一实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S201,提供第一玻璃基材100a;以及
可选地,第一玻璃基材100a可以为但不限于为硅酸盐玻璃基材、铝硅酸盐玻璃基材、磷酸盐玻璃基材、铝磷酸盐玻璃基材、硼酸盐玻璃基材、铝酸盐玻璃基材中的至少一种。在一些实施例中,第一玻璃基材100a还可以为强化后的硅酸盐玻璃基材、强化后的铝硅酸盐玻璃基材、强化后的磷酸盐玻璃基材、强化后的铝磷酸盐玻璃基材、强化后的硼酸盐玻璃基材、强化后的铝酸盐玻璃基材中的至少一种。强化的方法可以为但不限于为化学离子交换强化(化学强化)、物理钢化、离子注入强化等方法。
S202,对第一玻璃基材100a进行离子交换及结晶,以得到玻璃盖板100,玻璃盖板100包括第一透光部10、第二透光部30及挡光部50,第二透光部30与第一透光部10间隔设置;挡光部50位于第一透光部10与第二透光部30之间,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
可选地,将第一玻璃基材100a置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,以使得第一玻璃基材100a中的第一金属阳离子与第二金属阳离子发生离子置换反应,形成一部分易发生结晶(析晶温度较低),另一部分不易发生结晶的结构(析晶温度较高),并使其至少部分发生析晶(结晶),以得到玻璃盖板100。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
本申请实施例的玻璃盖板100的制备方法对第一玻璃基材100a进行离子交换,以使得第一玻璃基材100a形成一部分易发生结晶,另一部分不易发生结晶的结构(换言之,改变了第一玻璃基材100a一部分的结晶性能,另一部分的结晶性能不变),从而当温度处于易发生结晶部分的析晶温度与不易发生结晶部分的析晶温度之间时,易发生结晶的部分发生结晶形成挡光部50,不易发生结晶部分的温度不发生结晶形成第一透光部10及第二透光部30。从而使得挡光部50的结晶度R大于第一透光部10的结晶度R1且大于第二透光部30的结晶度R2。由此使得进入第一透光部10或第二透光部30的光线中射向挡光部50的窜扰光在经过挡光部50时,被挡光部50内的结晶颗粒51进行散射、反射或吸收,从而使得穿过挡光部50的窜扰光线大大衰减,防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光。当玻璃盖板100应用于具有健康检测功能的电子设备400时,可以提高光信号的信噪比,从而提高健康检测的准确率。此外,本申请的玻璃盖板100采用整块第一玻璃基材100a,通过离子交换及结晶后得到的玻璃盖板100,形成的玻璃盖板100的第一透光部10、第二透光部30及挡光部50为一体成型结构,从而使得玻璃盖板100具有更好的一体结构,进而具有更好的机械性能如机械强度及抗弯强度。
请参见图7及图8,本申请第二实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S301,提供第一玻璃基材100a;以及
在一些实施例中,第一玻璃基材100a包括第一金属阳离子。可选地,第一金属阳离子可以为但不限于为锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)、银离子(Ag+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)、钙离子(Ca2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、钇离子(Y3+)、锌离子(Zn2+)、铜离子(Cu2+)、金离子(Au2+)中的至少一种。
在另一些实施例中,第一玻璃基材100a包括第二金属阳离子。可选地,第二金属阳离子可以为但不限于为锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)、银离子(Ag+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)、钙离子(Ca2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、钇离子(Y3+)、锌离子(Zn2+)、铜离子(Cu2+)、金离子(Au2+)中的至少一种。
关于第一玻璃基材100a的其它特征的详细描述,请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。
S302,对第一玻璃基材100a进行离子交换,以得到第二玻璃基材100b,第二玻璃基材100b包括第一透光部10、第二透光部30及连接部50b,第一透光部10与第二透光部30间隔设置;连接部50b位于第一透光部10与第二透光部30之间;以及
可选地,离子交换方法可以为但不限于为高温熔融盐浴、高温高压盐溶液浸泡、固相离子交换等方法。
在一些实施例中,当第一玻璃基材100a包括第一金属阳离子时,将第一玻璃基材100a置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第二金属阳离子的盐或氧化物等固体粉末接触,于温度300℃至900℃下使第一玻璃基材100a中的至少部分第一金属阳离子与第二金属阳离子发生置换反应,得到第二玻璃基材100b。第二玻璃基材100b包括第一透光部10、第二透光部30及连接部50b,第一透光部10与第二透光部30间隔设置;连接部50b位于第一透光部10与第二透光部30之间。连接部50b的析晶温度Te小于第一透光部10的析晶温度Te1,且小于第二透光部30的析晶温度Te2;换言之,Te<Te1且Te<Te2。本申请实施例中,当涉及到数值范围a至b时,如未特别指明,均表示包括端点数值a,且包括端点数值b。例如,上述温度300℃至900℃表示,离子交换温度可以为300℃至900℃之间的任意数值,包括端点300℃及端点900℃。
在另一些实施例中,当第一玻璃基材100a包括第二金属阳离子时,将第一玻璃基材100a置于具有第一金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第一金属阳离子的盐或氧化物等固体粉末接触,于温度300℃至900℃下,以使第一玻璃基材100a中的至少部分第二金属阳离子与第一金属阳离子发生置换反应,得到第二玻璃基材100b。
可选地,第一透光部10的析晶温度Te1与第二透光部30的析晶温度Te2可以相同,也可以不同。当第一透光部10的析晶温度Te1与第二透光部30的析晶温度Te2相同时,可以简化玻璃盖板100的制备工序。
可选地,具有第一金属阳离子的盐熔融液可以为但不限于为NaNO3熔融液、Na2SO4熔融液、NaCl熔融液、Na3PO4熔融液、KNO3熔融液、KCl熔融液、K2SO4熔融液、K3PO4熔融液、LiCl熔融液、LiNO3熔融液、Li2SO4熔融液、Ca(NO3)2熔融液、Ba(NO3)2熔融液等中的至少一种。可选地,具有第一金属阳离子的盐溶液可以为但不限于为NaNO3溶液、Na2SO4溶液、NaCl溶液、Na3PO4溶液、KNO3溶液、KCl溶液、LiCl溶液、LiNO3溶液、Ca(NO3)2溶液、Ba(NO3)2溶液、CaCl2、BaCl2溶液等中的至少一种。可选地,当采用固体粉末进行离子置换,具有第一金属阳离子的盐或氧化物等固体粉末可以为但不限于为氧化钠粉末、碳酸钠粉末、NaNO3粉末、Na3PO4粉末、NaHCO3粉末、MgO粉末、MgOH粉末、CaO粉末、Ca(OH)2粉末、氧化锂粉末、碳酸锂粉末等中的至少一种。
可选地,具有第二金属阳离子的盐熔融液可以为但不限于为NaNO3熔融液、Na2SO4熔融液、NaCl熔融液、Na3PO4熔融液、KNO3熔融液、KCl熔融液、K2SO4熔融液、K3PO4熔融液、LiCl熔融液、LiNO3熔融液、Li2SO4熔融液、Ca(NO3)2熔融液、Ba(NO3)2熔融液等中的至少一种。可选地,具有第二金属阳离子的盐溶液可以为但不限于为NaNO3溶液、Na2SO4溶液、NaCl溶液、Na3PO4溶液、KNO3溶液、KCl溶液、LiCl溶液、LiNO3溶液、Ca(NO3)2溶液、Ba(NO3)2溶液、CaCl2、BaCl2溶液等中的至少一种。可选地,当采用固体粉末进行离子置换,具有第二金属阳离子的盐或氧化物等固体粉末可以为但不限于为氧化钠粉末、碳酸钠粉末、NaNO3粉末、Na3PO4粉末、NaHCO3粉末、MgO粉末、MgOH粉末、CaO粉末、Ca(OH)2粉末、氧化锂粉末、碳酸锂粉末等中的至少一种。
需要说明的是,第一金属阳离子与第二金属阳离子进行离子交换时,通常采用相同价态的阳离子进行离子交换。例如,Li+与Na+进行离子交换;或者,K+与Na+进行离子交换;或者,Li+与K+进行离子交换;或者,Ca2+与Ba2+进行离子交换等。
可选地,离子交换的温度为300℃至900℃之间的任意温度或任意温度范围。进一步地,离子交换的温度为300℃至900℃之间。具体地,离子交换的温度可以为但不限于为300℃、320℃、350℃、380℃、400℃、420℃、450℃、480℃、500℃、520℃、550℃、580℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃等。离子交换的温度太低,离子交换速率太慢,影响生产效率;随着离子交换温度的提高,离子交换速度会越快,但是,离子交换的温度太高,第一玻璃基材100a会软化或结晶,因此,离子交换的温度也不易过高,应在确保第一玻璃基材100a不会发生软化或过早发生结晶的情况下进行。
可选地,离子交换的时间可以为0.5h至48h。具体地,离子交换的时间可以为但不限于为0.5h、1h、2h、3h、5h、8h、10h、13h、16h、20h、22h、24h、27h、30h、33h、35h、38h、40h、43h、45h、48h等。离子交换的时间可以控制第一玻璃基材100a进行离子交换的深度,离子交换的时间过短,则离子交换的深度过浅,最终得到的挡光部50的中间部分的结晶度不够,不足以隔离串扰光。离子交换的时间过长,则影响生产效率。
可选地,连接部50b环绕第一透光部10或第二透光部30中的一个或多个设置。换言之,当第一透光部10和第二透光部30均为一个时,连接部50b可以环绕第一透光部10、或环绕第二透光部30、或环绕第一透光部10且环绕第二透光部30设置。当第一透光部10和第二透光部30均为多个时,连接部50b可以环绕多个第一透光部10、多个第二透光部30中的一个或多个设置。当第一透光部10为一个,第二透光部30为多个时,连接部50b可以环绕第一透光部10、多个第二透光部30中的一个或多个设置。在其它实施例中,连接部50b也可以不环绕第一透光部10或第二透光部30,设置于第一透光部10和第二透光部30之间。相较于连接部50b设置于第一透光部10和第二透光部30之间而言,连接部50b环绕第一透光部10或第二透光部30中的一个或多个设置时,得到的玻璃盖板100可以具有更好的挡光效果。连接部50b只要设置于第一透光部10及第二透光部30之间,能够使得得到的挡光部50可以防止第一透光部10及第二透光部30之间发生窜光即可,置于连接部50b的形态本申请不做具体限定,可以根据外观效果及电子设备400的形状进行设计,本申请图示中的仅示出其中一种或多种可行方式,不应理解为对本申请的玻璃盖板100的限定。
S303,对第二玻璃基材100b进行热处理,以使连接部50b进行结晶形成挡光部50,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
可选地,于温度Te至Te1或者温度Te至Te2下,进行热处理,以使连接部50b发生结晶,形成挡光部50。换言之,在连接部50b的析晶温度至第一透光部10的析晶温度,或者连接部50b的析晶温度至第二透光部30的析晶温度下(当Te1、Te2不相等时,热处理温度低于析晶温度较低的那个),进行热处理,以使连接部50b发生析晶,结晶形成具有较高结晶度的挡光部50,第一透光部10及第二透光部30不发生结晶或者仅发生较少的结晶,从而使得到的玻璃盖板100的挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
当热处理的温度太低时,则连接部50b、第一透光部10及第二透光部30均不会发生析晶,或者仅有极少部分发生析晶,使得得到的挡光部50的结晶度太小,不能起到很好的防窜光效果;当热处理的温度太高时,则第一透光部10及第二透光部30也会发生部分结晶,使得得到的第一透光部10及第二透光部30的透光率过低,光线在经过第一透光部10及第二透光部30时的损耗过大,使用该玻璃盖板100的电子设备400的检测准确率和精度降低。
在一些实施例中,连接部50b的析晶温度为550℃,第一透光部10及第二透光部30的析晶温度为750℃,则热处理的温度可以为520℃至650℃。具体地,热处理的温度可以为但不限于为520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃等。
在一些实施例中,热处理的时间为1h至12h。具体地,热处理的时间可以为但不限于为1h、2h、3h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h等。热处理的时间太短则连接部50b不能充分进行结晶,形成的挡光部50的防窜光效果较差;热处理的时间太长,影响生产效率,且第一透光部10及第二透光部30也可能发生部分结晶,影响第一透光部10及第二透光部30的透光率。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
请参见图9及图10,本申请第三实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S401,提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及第三部50a,第一部10a与第二部30a间隔设置,第三部50a位于第一部10a与第二部30a之间;第一部10a的相背两侧均凸出于第三部50a,且第二部30a的相背两侧均凸出第三部50a;
请参见图11,可选地,在本实施例中第三部50a环绕第一部10a的外周缘且环绕第二部30a的外周缘;第三部50a连接第一部10a的外周缘且连接第二部30a的外周缘设置。换言之,第一部10a、第二部30a及第三部50a为一体结构,且具有相同的原料组成。第三部50a具有相背的第一表面及第二表面,第一部10a凸出于第一表面且凸出于第二表面,在第三部50a的相背两侧分别形成台阶。第二部30a凸出于第一表面且凸出于第二表面,在第三部50a的相背两侧分别形成台阶。即第一部10a及第二部30a分别在第三部50a的第一表面侧形成一个台阶,且分别在第三部50a的第二表面侧也形成一个台阶。也就是说,第一部10a的厚度大于第三部50a的厚度,且第二部30a的厚度也大于第三部50a的厚度。
可选地,第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子。换言之,第一玻璃基材100a具有不易结晶的金属化合物,又换言之,第一玻璃基材100a具有相对较低的析晶温度金属化合物。
可选地,第一玻璃基材100a可以为但不限于为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2,Na+离子均匀分布于第一玻璃基材100a。
S402,对第一玻璃基材100a进行阳离子交换,以使第一部10a、第二部30a及第三部50a的表面均发生阳离子交换,并使第三部50a形成连接部50b;
可选地,将第一玻璃基材100a置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液(如LiNO3熔融液)中,或者将第一玻璃基材100a与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触(第二金属阳离子例如Li+离子),于离子交换温度300℃至900℃下第一部10a、第二部30a及第三部50a的表面的第一金属阳离子(例如Na+离子)与第二金属阳离子(例如Li+离子)发生置换反应,使得第一部10a、第二部30a及第三部50a表面的第一金属阳离子被第二金属阳离子替换,从而相较于原来的第一玻璃基材100a容易发生结晶。由于第一部10a及第二部30a的厚度较大,第三部50a的厚度较小,因此,第一部10a与第二部30a只有表面部分发生离子置换,中间部分还保留原有的第一金属阳离子,第三部50a分厚度较薄,因此,第三部50a整体都形成具有第二金属阳离子的易结晶玻璃,即连接部50b。当第一玻璃基材100a为Na-Al-Si玻璃时,发生离子交换之后的部分变为Li-Al-Si玻璃,Li-Al-Si玻璃相较于Na-Al-Si玻璃具有更低的析晶温度。
S403,去除第一部10a相背两侧凸出于连接部50b的部分以得到第一透光部10,去除第二部30a相背两侧凸出于连接部50b的部分以得到第二透光部30,以得到第二玻璃基材100b;以及
可选地,先将经过S402处理之后的第一玻璃基材100a进行冷却,并进行加工处理(如切割、抛光、机械加工CNC等),以去除第一部10a相背两侧凸出于连接部50b的部分,即去除第一部10a相对两侧表面易结晶的部分,以得到第一透光部10,同时去除第二部30a相背两侧凸出于连接部50b的部分,即去除第二部30a相对两侧表面易结晶的部分,以得到第二透光部30。可选地,加工时,使第一透光部10及第二透光部30连接第一表面的表面与第一表面齐平(即在同一平面内)、第一透光部10与第二透光部30连接第二表面的表面与第二表面齐平(即在同一平面内)。关于第二玻璃基材100b的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。
S404,对第二玻璃基材100b进行热处理,以使连接部50b进行结晶形成挡光部50,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
关于步骤S404的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此也不再赘述。
请参见图12及图13,本申请第四实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S501,提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一透光部10、第二透光部30及第三部50a,第一透光部10与第二透光部30间隔设置,第三部50a位于第一透光部10与第二透光部30之间;
可选地,在本实施例中第三部50a环绕第一透光部10的外周缘且环绕第二透光部30的外周缘;第三部50a连接第一透光部10的外周缘且连接第二透光部30的外周缘设置。换言之,第一透光部10、第二透光部30及第三部50a为一体结构,且具有相同的原料组成。第三部50a具有相背的第一表面及第二表面,第一透光部10及第二透光部30连接第一表面的表面与第一表面齐平(即在同一平面内)、第一透光部10与第二透光部30连接第二表面的表面与第二表面齐平(即在同一平面内)。
可选地,第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子。可选地,第一玻璃基材100a可以为但不限于为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2,Na+离子均匀分布于第一玻璃基材100a。第一金属阳离子可以为但不限于Na+离子。
S502,在第一透光部10与第二透光部30的表面形成保护层100’;
可选地,采用粘胶、喷涂、镀膜等方法在第一透光部10、第二透光部30裸露的表面上形成保护层100’。保护层100’可以为但不限于为喷涂油墨层、形成光固化胶保护层100’(UV胶层)、镀二氧化硅层、二氧化钛层、二氧化锆层等。更具体地,在第一透光部10及第二透光部30与第三部50a的第一表面连接的平面上,以及在第一透光部10及第二透光部30与第三部50a的第二表面连接的平面上均形成保护层100’。该保护层100’用于在进行阳离子交换时,阻止第一透光部10及第二透光部30的第一金属阳离子被第二金属阳离子置换。
S503,对第三部50a进行阳离子交换,以使第三部50a形成连接部50b,以得到第二玻璃基材100b;以及
可选地,将第一透光部10及第二透光部30的表面设有保护层100’第一玻璃基材100a放置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液(如LiNO3熔融液)中,或者将第一玻璃基材100a与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触(第二金属阳离子例如Li+离子),于离子交换温度300℃至900℃下第三部50a的表面的第一金属阳离子(例如Na+离子)与第二金属阳离子(例如Li+离子)发生置换反应,使得第三部50a表面的第一金属阳离子被第二金属阳离子替换,形成相较于第一透光部10及第二透光部30更易于结晶的连接部50b。而第一透光部10及第二透光部30在保护层100’的保护下,则不发生离子交换反应。
可选地,在步骤S503之后,方法还包括:去除保护层100’。
S504,对第二玻璃基材100b进行热处理,以使连接部50b进行结晶形成挡光部50,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
关于步骤S504的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此也不再赘述。
请参见图14及图15,本申请第五实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S601,提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及第三部50a,第一部10a与第二部30a间隔设置,第三部50a位于第一部10a与第二部30a之间;第三部50a的相背两侧均凸出于第一部10a,且第三部50a的相背两侧均凸出第二部30a;
可选地,在本实施例第三部50a环绕第一部10a的外周缘且环绕第二部30a的外周缘;第三部50a连接第一部10a的外周缘且连接第二部30a的外周缘设置。换言之,第一部10a、第二部30a及第三部50a为一体结构,且具有相同的原料组成。第三部50a的相背两侧均凸出于第一部10a,且第三部50a的相背两侧均凸出第二部30a。可选地,第三部50a具有相背的第一表面及第二表面,第一部10a凹陷于第一表面且凹陷于第二表面,在第三部50a的相背两侧分别形成凹槽。第二部30a凹陷于第一表面且凹陷于第二表面,在第三部50a的相背两侧分别形成凹槽。即第一部10a及第二部30a分别在第三部50a的第一表面侧形成一个凹槽,且分别在第三部50a的第二表面侧也形成一个凹槽。也就是说,第三部50a的厚度大于第一部10a的厚度,且大于第二部30a的厚度。
可选地,第一玻璃基材100a具有第二金属阳离子。换言之,第一玻璃基材100a具有易结晶的金属化合物,又换言之,第一玻璃基材100a具有相对较高的析晶温度金属化合物。
可选地,第一玻璃基材100a可以为但不限于为Li-Al-Si玻璃,Li-Al-Si玻璃的摩尔成分为20Li2O-10Al2O3-70SiO2,Li+离子均匀分布于第一玻璃基材100a。
S602,对第一玻璃基材100a进行阳离子交换,以使第一部10a、第二部30a及第三部50a的表面均发生阳离子交换,第一部10a形成第一透光部10,第二部30a形成第二透光部30;
可选地,将第一玻璃基材100a置于具有第一金属阳离子的盐熔融液或盐溶液(如NaNO3熔融液)中,或者将第一玻璃基材100a与具有第一金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度300℃至900℃下第一玻璃基材100a中的至少部分第二金属阳离子(例如Li+)与第一金属阳离子(Na+)发生置换反应,使得第一部10a、第二部30a及第三部50a表面的第二金属阳离子被第一金属阳离子替换,从而相较于原来的第一玻璃基材100a不容易发生结晶。由于第三部50a的厚度较大,第一部10a及第二部30a的厚度较小,因此,第三部50a只有表面部分发生离子置换,中间部分还保留原有的第二金属阳离子,第一部10a与第二部30a厚度较薄,第一部10a形成具有第一金属阳离子的不易结晶玻璃的第一透光部10,及第二部30a形成具有第一金属阳离子的不易结晶玻璃的第二透光部30。当第一玻璃基材100a为Li-Al-Si玻璃时,发生离子交换之后的部分变为Na-Al-Si玻璃,Li-Al-Si玻璃相较于Na-Al-Si玻璃具有更低的析晶温度。
S603,去除第三部50a相背两侧凸出于第一透光部10及第二透光部30的部分,以得到连接部50b,以得到第二玻璃基材100b;以及
可选地,先将经过S602处理之后的第一玻璃基材100a进行冷却,并进行加工处理(如切割、抛光、机械加工CNC等),以去除第三部50a相背两侧凸出于第一透光部10及第二透光部30的部分,即去除第三部50a相对两侧表面易结晶的部分,以得到连接部50b。可选地,加工时,使第一透光部10、第二透光部30及连接部50b朝向第一表面的表面齐平(即在同一平面内),并使第一透光部10、第二透光部30及连接部50b朝向第二表面的表面齐平(即在同一平面内)。关于第二玻璃基材100b的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。
S604,对第二玻璃基材100b进行热处理,以使连接部50b进行结晶形成挡光部50,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
关于步骤S604的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此也不再赘述。
请参见图16及图17,本申请第六实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S701,提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及连接部50b,第一部10a与第二部30a间隔设置,连接部50b位于第一部10a与第二部30a之间;
可选地,在本实施例中连接部50b环绕第一部10a的外周缘且环绕第二部30a的外周缘;连接部50b连接第一部10a的外周缘且连接第二部30a的外周缘设置。换言之,第一部10a、第二部30a及连接部50b为一体结构,且具有相同的原料组成。连接部50b具有相背的第一表面及第二表面,第一部10a及第二部30a连接第一表面的表面与第一表面齐平(即在同一平面内)、第一部10a与第二部30a连接第二表面的表面与第二表面齐平(即在同一平面内)。
可选地,第一玻璃基材100a具有第二金属阳离子。换言之,第一玻璃基材100a具有易结晶的金属化合物,又换言之,第一玻璃基材100a具有相对较高的析晶温度金属化合物。
可选地,第一玻璃基材100a可以为但不限于为Li-Al-Si玻璃,Li-Al-Si玻璃的摩尔成分为20Li2O-10Al2O3-70SiO2,Li+离子均匀分布于第一玻璃基材100a。
S702,在连接部50b的表面形成保护层100’;
可选地,采用粘胶、喷涂、镀膜等方法在连接部50b裸露的表面上形成保护层100’,保护层100’可以为但不限于为喷涂油墨层、形成光固化胶保护层100’(UV胶层)、镀二氧化硅层、二氧化钛层、二氧化锆层等。更具体地,在连接部50b的第一表面及第二表面上均形成保护层100’。该保护层100’用于在进行阳离子交换时,阻止连接部50b的第二金属阳离子被第一金属阳离子置换。
S703,对第一部10a及第二部30a进行阳离子交换,以使第一部10a形成第一透光部10,第二部30a形成第二透光部30,以得到第二玻璃基材100b;以及
可选地,将连接部50b的表面设有保护层100’的第一玻璃基材100a放置于具有第一金属阳离子的盐熔融液或盐溶液(如NaNO3熔融液)中,或者将第一玻璃基材100a与具有第一金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触(第一金属阳离子例如Na+离子),于离子交换温度300℃至900℃下使第一部10a的第二金属阳离子(例如Li+离子)与第一金属阳离子(例如Na+离子)发生置换反应,形成相较于连接部50b不易发生结晶的第一透光部10,并使述第二部30a的第二金属阳离子(例如Li+离子)与第一金属阳离子(例如Na+离子)发生置换反应,形成相较于连接部50b不易发生结晶的第二透光部30。而连接部50b在保护层100’的保护下,则不发生离子交换反应。
可选地,在步骤S703之后,方法还包括:去除保护层100’。
S704,对第二玻璃基材100b进行热处理,以使连接部50b进行结晶形成挡光部50,挡光部50用于防止进入第一透光部10的光线与进入第二透光部30的光线穿过挡光部50发生窜光,挡光部50的结晶度大于第一透光部10的结晶度且大于第二透光部30的结晶度。
关于步骤S704的详细描述请参见上述实施例对应部分的描述,在此不再赘述。本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此也不再赘述。
请参见图18,本申请第七实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S801,提供第一玻璃基材100a,所述第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子;以及
可选地,第一金属阳离子可以为但不限于为锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)、银离子(Ag+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)、钙离子(Ca2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、钇离子(Y3+)、锌离子(Zn2+)、铜离子(Cu2+)、金离子(Au2+)中的至少一种。
本实施例的第一玻璃基材100a的结构可以为上述第三实施例的第一玻璃基材100a的结构,也可以为上述第四实施例的第一玻璃基材100a的结构。详细请参见第三实施例及第四实施例的关于第一玻璃基材100a的详细描述,在此不再赘述。
S802,将第一玻璃基材100a置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度Te至Te1或Te至Te2下使第一玻璃基材100a中的至少部分第一金属阳离子与第二金属阳离子发生置换反应,并发生结晶,以得到玻璃盖板100,其中,Te为所述挡光部50的析晶温度(即连接部50b的析晶温度),Te1为所述第一透光部10的析晶温度,Te2为所述第二透光部30的析晶温度,且Te<Te1,Te<Te2。
进行离子置换时的温度在第二金属阳离子氧化物的析晶温度(Te)以上,且在第一金属阳离子氧化物的析晶温度(Te1或Te2)以下,因此,当第一玻璃基材100a中的第一金属阳离子被第二金属阳离子替换时,形成的第二金属阳离子的氧化物会接着发生析晶,从而进行结晶,而无需再进行热处理步骤,从而简化了玻璃盖板100制备的流程,降低了生产成本。
离子交换及结晶的温度不能太低,当离子交换及结晶的温度太低时,则连接部50b、第一透光部10及第二透光部30均不会发生析晶,或者仅有表面层发生析晶,析晶深度不够,使得得到的挡光部50中间部分的结晶度不够,不能起到很好的防窜光效果;当离子交换及结晶的温度太高,则第一透光部10及第二透光部30也会发生部分结晶,使得得到的第一透光部10及第二透光部30的透光率过低,光线在经过第一透光部10及第二透光部30时的损耗过大,使用该玻璃盖板100的电子设备400的检测准确率和精度降低。
在一些实施例中,第一玻璃基材100a的离子交换及结晶温度可以为但不限于为520℃至650℃。具体地,第一玻璃基材100a的离子交换温度可以为但不限于为520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃、640℃、650℃等。
可选地,第一玻璃基材100a的离子交换及结晶的时间可以为0.5h至48h。具体地,离子交换的时间可以为但不限于为0.5h、1h、2h、3h、5h、8h、10h、13h、16h、20h、22h、24h、27h、30h、33h、35h、38h、40h、43h、45h、48h等。离子交换及结晶的时间过短,则发生离子交换的比例较少,第二金属阳离子的氧化物也难以充分发生结晶,最终得到的挡光部50的结晶度太小,不能起到很好的防窜光作用;或者最终得到的第一透光部10及第二透光部30的结晶度过大,影响第一透光部10及第二透光部30的透光率。离子交换及结晶的时间过长,则影响生产效率。
在一些实施例中,当第一玻璃基材100a为第三实施例的结构时,步骤S802之后,本实施例的方法还包括:去除表面发生结晶的第一部10a相背两侧凸出于连接部50b的部分以得到第一透光部10,去除表面发生结晶的第二部30a相背两侧凸出于连接部50b的部分以得到第二透光部30。其它相关特征部分的描述请参见上述第三实施例对应部分的描述,在此不再赘述。
在另一些实施例中,当第一玻璃基材100a为第四实施例的结构时,步骤S802之前,本实施例的方法还包括:在第一透光部10与第二透光部30的表面形成保护层100’。步骤S802之后,本实施例的方法还包括:去除保护层100’。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
请参见图19,本申请第八实施例的玻璃盖板100的制备方法,其包括:
S801’,提供第一玻璃基材100a,所述第一玻璃基材100a具有第二金属阳离子;以及
可选地,第二金属阳离子可以为但不限于为锂离子(Li+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、铷离子(Rb+)、铯离子(Cs+)、银离子(Ag+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)、钙离子(Ca2+)、锶离子(Sr2+)、钡离子(Ba2+)、钇离子(Y3+)、锌离子(Zn2+)、铜离子(Cu2+)、金离子(Au2+)中的至少一种。
本实施例的第一玻璃基材100a的结构可以为上述第五实施例的第一玻璃基材100a的结构,也可以为上述第六实施例的第一玻璃基材100a的结构。详细请参见第五实施例及第六实施例的关于第一玻璃基材100a的详细描述,在此不再赘述。
S802’,将第一玻璃基材100a置于具有第一金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第一金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度Te至Te1或Te至Te2下使第一玻璃基材100a中的至少部分第二金属阳离子与第一金属阳离子发生置换反应,并发生结晶,以得到玻璃盖板100,其中,Te为所述挡光部50的析晶温度(即连接部50a的析晶温度),Te1为所述第一透光部10的析晶温度,Te2为所述第二透光部30的析晶温度,且Te<Te1,Te<Te2。
可选地,将第一玻璃基材100a置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将第一玻璃基材100a与具有第一金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度Te至Te1或Te至Te2下,进行离子置换时,该温度在第二金属阳离子氧化物的析晶温度(Te)以上,且在第一金属阳离子氧化物的析晶温度(Te1或Te2)以下,因此,当第一玻璃基材100a中的第二金属阳离子被第一金属阳离子替换,未被替换的第二金属阳离子的氧化物会接着发生析晶,从而进行结晶,而无需在进行热处理步骤,从而简化了玻璃盖板100制备的流程,降低了生产成本。
在一些实施例中,当第一玻璃基材100a为第五实施例的结构时,步骤S802’之后,本实施例的方法还包括:去除第三部50a相背两侧凸出于第一部10a及第二部30a的部分,以得到连接部50b。其它相关特征部分的描述请参见上述第五实施例对应部分的描述,在此不再赘述。
在另一些实施例中,当第一玻璃基材100a为第六实施例的结构时,步骤S802’之前,本实施例的方法还包括:在连接部50b的表面形成保护层100’。步骤S802’之后,本实施例的方法还包括:去除保护层100’。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
请参见图20,本申请实施例还提供一种壳体300,其包括:壳体本体310、以及本申请实施例的玻璃盖板100或本申请的方法制备的玻璃盖板100,壳体本体310环绕玻璃盖板100的外周缘设置,且与玻璃盖板100连接。
在一些实施例中,玻璃盖板100与壳体本体310为分体结构,玻璃盖板100与壳体本体310通过粘合、熔接、拼接等方式连接到一起。在另一些实施例中,壳体本体310与玻璃盖板100为一体结构。制备时,提供壳体基材,在壳体基材对应盖板100的部分进行离子交换及热处理,以形成壳体本体310及玻璃盖板100为一体结构的壳体300。
请参见图21,本申请实施例的壳体300还包括盖底层330,盖底层330至少设置于壳体本体310的表面上。
在一些实施例中,盖底层330设置于壳体本体310上与第一表面511及第二表面513延伸方向平行的表面上。在另一些实施例中,盖底层330设置于壳体本体310的所有表面上。在又一些实施例中,盖底层330还设置于挡光部50的表面。
可选地,盖底层330可以由具有反光作用、吸光作用中的至少一个的油墨,经光固化或热固化后得到。例如盖底层330由黑色油墨或者白色油墨经光固化或热固化后得到。当壳体300应用于电子设备400时,盖底层330用于遮蔽电子设备400内部的电子元器件,以使电子设备400具有更好的外观效果。
可选地,壳体本体310可以为不限于为智能手表的后盖、智能手环的后盖、血氧监测仪的检测部件的外壳、心率检测仪的检测部件的外壳、脉搏检测仪的检测部件的外壳等。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
可以理解地,本实施方式中的壳体300仅仅为玻璃盖板100所应用的壳体300的一种形态,不应当理解为对本申请提供的壳体300的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的玻璃盖板100的限定。
以下通过具体实施例对本申请实施例的玻璃盖板100、壳体300做进一步的描述。
实施例1
请参见图22,本实施例的玻璃盖板100通过以下步骤进行制备:
1)提供第一玻璃基材100a,第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及第三部50a,第一部10a与第二部30a间隔设置,第三部50a位于第一部10a与第二部30a之间;第一部10a的相背两侧均凸出于第三部50a,且第二部30a的相背两侧均凸出第三部50a;第一玻璃基材100a的材质为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2;第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子Na+;Na+离子均匀分布于整个第一玻璃基材100a;
2)将第一玻璃基材100a浸入温度为480℃的熔融的LiNO3中进行盐浴。盐浴过程中,玻璃片内部Na+离子与外部Li+离子发生交换盐浴的时间为4h。此时,当较薄的区域(第三部50a)中Li+离子扩散深度完全或大部分贯穿整片玻璃时,第三部50a以Li-Al-Si玻璃为主。Li+离子并未大量扩散至较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a)中间部分,此处玻璃仍然以Na-Al-Si玻璃为主;
3)将经步骤2)处理的第一玻璃基材100a冷却,去除较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a的台阶),剩余的玻璃片为Li-Al-Si玻璃和Na-Al-Si玻璃交替排列的第二玻璃基材100b。Li-Al-Si玻璃相较于Na-Al-Si玻璃具有更低的析晶温度;
4)将第二玻璃基材100b于560℃下进行热处理,热处理时间为4h。热处理后,Li-Al-Si玻璃区发生结晶,光学透过率下降,而析晶温度较高的Na-Al-Si玻璃几乎不结晶,仍然保持很高的透过率。如此,形成透光-不透光-透光结构。其中,不透光区域可以对PPG窗口内部传导的串扰光进行隔离,防止串扰光被感光芯片接收,干扰正常光信号。
实施例2
请参见图23,本实施例的玻璃盖板100通过以下步骤进行制备:
1)提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一透光部10、第二透光部30及第三部50a,第一透光部10与第二透光部30间隔设置,第三部50a位于第一透光部10与第二透光部30之间;第一玻璃基材100a的材质为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2;第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子Na+;Na+离子均匀分布于整个第一玻璃基材100a;
2)在第一透光部10与第二透光部30的表面形成保护层100’;保护层100’为SiO2薄膜。SiO2薄膜能阻挡玻璃内外的离子交换;
3)将第一玻璃基材100a浸入温度为480℃的熔融的LiNO3中进行盐浴。盐浴过程中,玻璃片内部Na+离子与外部Li+离子发生交换盐浴的时间为4h,以使第三部50a形成连接部50b,以得到第二玻璃基材100b;
4)将第二玻璃基材100b于560℃下进行热处理,热处理时间为4h,得到玻璃盖板100。
实施例3
请参见图24,本实施例的玻璃盖板100通过以下步骤进行制备:
1)提供第一玻璃基材100a;第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及第三部50a,第一部10a与第二部30a间隔设置,第三部50a位于第一部10a与第二部30a之间;第三部50a的相背两侧均凸出于第一部10a,且第三部50a的相背两侧均凸出第二部30a;第一玻璃基材100a的材质为Li-Al-Si玻璃,Li-Al-Si玻璃的摩尔成分为20Li2O-10Al2O3-70SiO2;第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子Li+;Li+离子均匀分布于整个第一玻璃基材100a;
2)将第一玻璃基材100a浸入温度为480℃的熔融的NaNO3中进行盐浴。盐浴过程中,玻璃片内部Li+离子与外部Na+离子发生交换盐浴的时间为4h。此时,当较薄的区域(第一部10a及第二部30a)中Na+离子扩散深度完全或大部分贯穿整片玻璃时,此处玻璃以Na-Al-Si玻璃为主。Na+离子并未大量扩散至较厚的台阶区域(第三部50a)中间部分,此处玻璃仍然以Li-Al-Si玻璃为主,最后使第一部10a形成第一透光部10,第二部30a形成第二透光部30;
3)冷却后,去除第三部50a相背两侧凸出于第一透光部10及第二透光部30的部分,以得到连接部50b,以得到第二玻璃基材100b。
4)将第二玻璃基材100b于560℃下进行热处理,热处理时间为4h。热处理后,Li-Al-Si玻璃区发生结晶,光学透过率下降,而析晶温度较高的Na-Al-Si玻璃几乎不结晶,仍然保持很高的透过率。如此,形成透光-不透光-透光结构。其中,不透光区域可以对PPG窗口内部传导的串扰光进行隔离,防止串扰光被感光芯片接收,干扰正常光信号。
实施例4
本实施例的玻璃盖板100通过以下步骤进行制备:
1)提供第一玻璃基材100a,请参见图25及图26,第一玻璃基材100a包括一个第一部10a、四个第二部30a及四个第三部50a,四个第二部30a间隔设置,每个第三部50a环绕一个第二部30a的外周缘与第二部30a连接设置,一个第三部50a对应一个第二部30a,第一部10a环绕每个第三部50a设置,第一部10a、第二部30a及第三部50a为一体结构;第一部10a的相背两侧均凸出于第三部50a,且第二部30a的相背两侧均凸出第三部50a(换言之,第三部50a的相背两侧凹陷与第一部10a及第二部30a);第一玻璃基材100a的材质为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2;第一玻璃基材100a具有第一金属阳离子Na+;Na+离子均匀分布于整个第一玻璃基材100a;
2)将第一玻璃基材100a浸入温度为480℃的熔融的LiNO3中进行盐浴。盐浴过程中,玻璃片内部Na+离子与外部Li+离子发生交换盐浴的时间为4h;此时,当较薄的区域(第三部50a)中Li+离子扩散深度完全或大部分贯穿整片玻璃时,因此,第三部50a以Li-Al-Si玻璃为主。Li+离子并未大量扩散至较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a)中间部分,此处玻璃仍然以Na-Al-Si玻璃为主;
3)将经步骤2)处理的第一玻璃基材100a冷却,去除较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a的台阶),剩余的玻璃片为Li-Al-Si玻璃和Na-Al-Si玻璃交替排列的第二玻璃基材100b。Li-Al-Si玻璃相较于Na-Al-Si玻璃具有更低的析晶温度;
4)将第二玻璃基材100b于560℃下进行热处理,热处理时间为4h,得到玻璃盖板100,玻璃盖板100如图27及图28所示包括一个第一透光部10、四个第二透光部30及四个挡光部50,四个第二透光部30间隔设置,每个挡光部50环绕一个第二透光部30的外周缘与第二透光部30连接设置,一个挡光部50对应一个第二透光部30,第一透光部10环绕每个挡光部50设置。
本实施例得到的玻璃盖板100可以在防串扰的同时,提高光源和芯片对应透光窗口的面积,减少光强损失,降低功耗。本实施例中,挡光部50被设计成较窄的圆环结构,如此增加整个PPG窗口透光面积,从而提高有效信号光功率的占比,提高光效率,降低光源功耗。
实施例5
本实施例的玻璃盖板100通过以下步骤进行制备:
1)提供第一玻璃基材100a,第一玻璃基材100a包括第一部10a、第二部30a及第三部50a,第一部10a与第二部30a间隔设置,第三部50a位于第一部10a与第二部30a之间;第一部10a的相背两侧均凸出于第三部50a,且第二部30a的相背两侧均凸出第三部50a;第一玻璃基材100a的材质为Na-Al-Si玻璃,Na-Al-Si玻璃的摩尔成分为25Na2O-5Al2O3-70SiO2;第一玻璃基材100a具有地第一金属阳离子Na+;Na+离子均匀分布于整个第一玻璃基材100a;
2)将第一玻璃基材100a浸入温度为530℃的熔融的LiNO3中进行盐浴。盐浴过程中,玻璃片内部Na+离子与外部Li+离子发生交换盐浴的时间为4h。此时,当较薄的区域(第三部50a)中Li+离子扩散深度完全或大部分贯穿整片玻璃时,因此,第三部50a以Li-Al-Si玻璃为主。Li+离子并未大量扩散至较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a)中间部分,此处玻璃仍然以Na-Al-Si玻璃为主;由于盐浴温度在Li-Al-Si玻璃的析晶温度,因此,生成的Li-Al-Si玻璃会发生结晶;
3)将经步骤2)处理的第一玻璃基材100a冷却,去除较厚的台阶区域(第一部10a及第二部30a的台阶),形成透光-不透光-透光结构。
实施例6
本实施例的壳体300通过以下步骤进行制备:
本实施例的制备方法与实施例4相同,不同之处在于,第一玻璃基材100a还包括壳体基材,壳体基材最后形成壳体本体,制得的壳体包括玻璃盖板100与壳体本体,壳体本体环绕盖板玻璃的外周缘设置,玻璃盖板100与壳体本体为一体结构。
以上实施例1至实施例5的制得的玻璃盖板100或壳体300的各项性能如下表1所示。
表1实施例1至实施例5制得的玻璃盖板100或壳体300的各项性能
由实施例1至实施例5的测试结果可知,采用本申请的方法制备得到的玻璃盖板100的挡光部50的结晶度远远高于第一透光部10级第二透光部30的结晶度,从而使得挡光部50具有良好的防窜光效果。
请参见图29及图30,本申请实施例还提供一种电子设备400,其包括:本申请实施例的玻璃盖板100、发光器410以及光接收器430。发光器410设于玻璃盖板100的一侧,靠近第一透光部10设置,用于向第一透光部10出射光线;光接收器430与发光器410设置于玻璃盖板100的同一侧且靠近第二透光部30设置,用于接收透过第一透光部10且被反射入第二透光部30的光线。
应该理解,本申请的发光器410靠近第一透光部10设置可以理解为发光器410与第一透光部10对应设置;换言之,可以理解为发光器410出射的光线照射于第一透光部10,并至少部分穿过第一透光部10。同理,本申请的光接收器430靠近第二透光部30设置可以理解为光接收器430与第二透光部30对应设置;换言之,可以理解为光接收器430可以接收发光器410出射的,且被反射进入第二透光部30的光线。
工作时,电子设备400的玻璃盖板100远离发光器410及光接收器430的一侧靠近人体(例如手腕),电子设备400的发光器410发出的光线穿过第一透光部10,到达人体皮肤后,被反射回来,穿过第二透光部30后传送至光接收器430进行感测。具体地,当发光器410发射的一定波长的光束(例如绿光)照射到皮肤表面时,光束将通过透射或反射方式传送到光接收器430,在此过程中由于受到皮肤肌肉和血液吸收的衰减作用,光接收器430监测到光的强度将减弱。人体的皮肤、骨骼、肉、脂肪等对光的反射是固定值,而毛细血管和动静脉则在心脏的作用下随着脉搏容积不停变大变小。当心脏收缩时,外周血容量最多、光吸收量也最大,光接收器430检测到的光强度最小;而在心脏舒张时反之,光接收器430检测到的光强度最大,进而使光接收器430接收到的光强度随之呈脉动性变化,同时,血液中含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白对特定波长的光具有不同的吸收系数,从而可以根据光接收器430检测到的反射光信号来对脉搏、血氧等进行检测。当进入第一透光部10光线射向挡光部50(该部分光线可以称为窜扰光)时,挡光部50中的结晶颗粒(即晶粒)对窜扰光具有散射作用、吸收作用或反射作用中的至少一种,从而大大降低了挡光部50的透光率,进而大大衰减了窜扰光穿过挡光部50,进入第二透光部30被光接收器430接收,从而提高了光接收器430接收到的光信号的信噪比,以使电子设备400对脉搏、心率、血氧等检测的准确率大大提升。
本申请的电子设备400包括但不限于包括可穿戴设备(例如智能眼镜、智能手表、智能手环等)、血氧监测仪、心率检测仪、脉搏检测仪、手机、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器、游戏机等带有健康检测功能的电子设备400。
可选地,发光器410可以为但不限于为发光二极管灯(Light-Emitting Diode,LED灯)、微发光二极管等(Micro LED灯)、次毫米发光二极管灯(mini LED灯或迷你LED灯)等。发光器410可以包括红光发光单元、蓝光发光单元、绿光发光单元、红外发光单元、白光发光单元中的一种或多种。换言之,发光器410可以发出红光、蓝光、绿光、红外光、白光以及他们任意之间混合颜色中的一种或多种。又换言之,可以通过控制各个发光单元的发光情况,控制发光器410发出的光线的波长。可选地,发光器410的数量可以但不限于为1个、2个、3个、4个、5个等,具体数量本申请不作具体限定。
可选地,可以根据不同的检测项目,使发光器410发出不同波长的光线。例如,当需要进行心率检测时,可以选用525nm波长的光源,因为含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白对525nm吸收系数较大,采用波长525nm的光源可以使得心率的检测更为准确,更好的避免误差。又例如,当进行血氧检测时,可以选用660nm和940nm波长的光源,含氧血红蛋白与脱氧血红蛋白对660nm波长的光线的吸收系数差别最大,适合血氧浓度的检测;但是,脉搏在跳动时,人体皮肤组织会有一定程度的收缩或扩张,这些会引入新的光程差。660nm和940nm的光程差匹配较好,可近似认为相等,在进行拟合计算时,可通过两者比值直接消除光程差带来的影响。
可选地,光接收器430可以为但不限于为光电二极管接收传感器(Photo Diode,PD接收传感器)。光接收器430的数量可以为一个或多个,例如2个、3个、4个、5个等。当光接收器430和发光器410的数量均为一个时,光接收器430与发光器410间隔设置。当光接收器430的数量为多个,发光器410的数量为一个时,多个光接收器430间隔设置,且环绕发光器410设置。当光接收器430和发光器410的数量均为多个时,光接收器430与发光器410交替设置。在一些实施例中,多个光接收器430均匀或对称设置在发光器410的周围。在另一些实施例中,多个光接收器430不均匀设置在发光器410的周围。当光接收器430的数量为多个时,发光器410射出的光线被反射射入光接收器430后,可以有更多的光线被光接收器430接收,可以减少可电子设备400检测的误差,提高可电子设备400检测的准确率和精度。
请一并参见图31,在一些实施例中,本申请实施例的电子设备400还包括处理器450及存储器470。处理器450分别与发光器410及光接收器430电连接,用于控制发光器410出射光线,并控制光接收器430接收透过第一透光部10且被反射入第二透光部30的光线,同时根据发光器410出射的光线以及光接收器430接收到的光线获取目标对象血压、血氧、脉搏等数据;存储器470与处理器450电连接,用于存储处理器450运行所需的程序代码,控制发光器410及光接收器430工作所需的程序代码等。
可选地,处理器450包括一个或者多个通用处理器450,其中,通用处理器450可以是能够处理电子指令的任何类型的设备,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及ASIC等等。处理器450用于执行各种类型的数字存储指令,例如存储在存储器470中的软件或者固件程序,它能使计算设备提供较宽的多种服务。
可选地,存储器470可以包括易失性存(Volatile Memory),例如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM);存储器470也可以包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory,NVM),例如只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、快闪存储器(FlashMemory,FM)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)。存储器470还可以包括上述种类的存储器的组合。
请一并参见图32及图33,在一些实施例中,本申请实施例的电子设备400还包括显示组件420,显示组件420与玻璃盖板100间隔设置,发光器410与光接收器430位于显示组件420及玻璃盖板100之间。显示组件420与处理器450电连接,用于在处理器450的控制下进行显示。存储器470还用于存储控制显示组件420工作所需的程序代码、显示组件420的显示内容等。
可选地,显示组件420可以为但不限于为液晶显示组件420、发光二极管显示组件420(LED显示组件420)、微发光二极管显示组件420(MicroLED显示组件420)、次毫米发光二极管显示组件420(MiniLED显示组件420)、有机发光二极管显示组件420(OLED显示组件420)等中的一种或多种。
在一些实施例中,本申请实施例的电子设备400还包括壳体本体310,壳体本体310环绕玻璃盖板100的外周缘设置,且与玻璃盖板100。
在一些实施例中,玻璃盖板100与壳体本体310为分体结构,玻璃盖板100与壳体本体310通过粘合、熔接、拼接等方式连接到一起。在另一些实施例中,壳体本体310与玻璃盖板100为一体结构。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
如图32所示,当电子设备400为可穿戴设备时,本申请实施例的电子设备400还包括:腕带440,腕带440连接于壳体本体310,用于将电子设备400套设于目标对象(例如手腕)上。
可选地,腕带440可以为一条,也可以为两条。当腕带440为一条时,腕带440的相对两端分别连接壳体本体310的相对两端,以使腕带440与壳体本体310围合成穿戴槽441,以套设于目标对象上。当腕带440为两条时,两条腕带440分别连接于壳体本体310的相对两端,两条腕带440远离壳体本体310的端部扣合,以使腕带440与壳体本体310围合成穿戴槽441,以套设于目标对象上。
本实施例与上述实施例相同特征部分的详细描述请参见上述实施例,在此不再赘述。
可以理解地,本实施方式中的电子设备400仅仅为玻璃盖板100所应用的电子设备400的一种形态,不应当理解为对本申请提供的电子设备400的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的玻璃盖板100的限定。
在本申请中提及“实施例”、“实施方式”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外,还应该理解的是,本申请各实施例所描述的特征、结构或特性,在相互之间不存在矛盾的情况下,可以任意组合,形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (18)
1.一种玻璃盖板,其特征在于,包括:
第一透光部;
第二透光部,所述第二透光部与所述第一透光部间隔设置;以及
挡光部,所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,其中,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度,且所述挡光部的结晶度大于所述第二透光部的结晶度;所述第一透光部包括第一金属阳离子,所述第二透光部包括第一金属阳离子,所述挡光部包括第二金属阳离子,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的元素不同,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的价态相同;所述玻璃盖板满足关系式:40%≤R-R1≤90%;以及40%≤R-R2≤90%;其中,R为所述挡光部的结晶度,R1为所述第一透光部的结晶度,R2为所述第二透光部的结晶度。
2.根据权利要求1所述的玻璃盖板,其特征在于,所述挡光部具有结晶颗粒,所述结晶颗粒的粒径d的范围为1μm≤d≤200μm,或者为2μm≤d≤50μm。
3.根据权利要求1所述的玻璃盖板,其特征在于,所述第一透光部、所述挡光部及所述第二透光部为一体结构;所述第一透光部的组分、所述挡光部的组分以及所述第二透光部的组分具有相同的化学通式。
4.根据权利要求1所述的玻璃盖板,其特征在于,所述第一金属阳离子包括锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铯离子、银离子、镁离子、铝离子、钙离子、锶离子、钡离子、钇离子、锌离子、铜离子、金离子中的至少一种;所述第二金属阳离子包括锂离子、钠离子、钾离子、铷离子、铯离子、银离子、镁离子、铝离子、钙离子、锶离子、钡离子、钇离子、锌离子、铜离子、金离子中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的玻璃盖板,其特征在于,在300nm至1500nm的波段范围内,所述第一透光部的透光率T1的范围为T1≥20%,所述第二透光部的透光率T2的范围为T2≥20%,所述挡光部的透光率T的范围为T≤80%×T1且T≤80%×T2。
6.根据权利要求1-5任一项所述的玻璃盖板,其特征在于,所述第一透光部为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种;所述第二透光部为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、铝酸盐玻璃中的至少一种;所述挡光部为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃中、铝酸盐玻璃的至少一种。
7.一种玻璃盖板的制备方法,其特征在于,包括:
提供第一玻璃基材;以及
对所述第一玻璃基材进行离子交换及结晶,以得到玻璃盖板,所述玻璃盖板包括第一透光部、第二透光部及挡光部,所述第二透光部与所述第一透光部间隔设置;所述挡光部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度,且所述挡光部的结晶度大于所述第二透光部的结晶度;所述第一透光部包括第一金属阳离子,所述第二透光部包括第一金属阳离子,所述挡光部包括第二金属阳离子,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的元素不同,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的价态相同;所述玻璃盖板满足关系式:40%≤R-R1≤90%;以及40%≤R-R2≤90%;其中,R为所述挡光部的结晶度,R1为所述第一透光部的结晶度,R2为所述第二透光部的结晶度。
8.根据权利要求7所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述对所述第一玻璃基材进行离子交换及结晶,以得到所述玻璃盖板,包括:
对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材,所述第二玻璃基材包括第一透光部、第二透光部及连接部,所述第一透光部与所述第二透光部间隔设置;所述连接部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间;以及
对所述第二玻璃基材进行热处理,以使所述连接部进行结晶形成挡光部,所述挡光部用于防止进入所述第一透光部的光线与进入所述第二透光部的光线穿过所述挡光部发生窜光,所述挡光部的结晶度大于所述第一透光部的结晶度且大于所述第二透光部的结晶度。
9.根据权利要求8所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述第一玻璃基材包括第一部、第二部及第三部,所述第一部与所述第二部间隔设置,所述第三部位于所述第一部与所述第二部之间;所述第一部的相背两侧均凸出于所述第三部,且所述第二部的相背两侧均凸出所述第三部;
所述对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材;包括:
对所述第一玻璃基材进行阳离子交换,以使所述第一部、第二部及第三部的表面均发生阳离子交换,并使所述第三部形成所述连接部;以及
去除所述第一部相背两侧凸出于所述连接部的部分以得到所述第一透光部,去除所述第二部相背两侧凸出于所述连接部的部分以得到所述第二透光部,以得到第二玻璃基材。
10.根据权利要求8所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述第一玻璃基材包括第一透光部、第二透光部及第三部,所述第一透光部与所述第二透光部间隔设置,所述第三部位于所述第一透光部与所述第二透光部之间;
所述对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材;包括:
在所述第一透光部与所述第二透光部的表面形成保护层;以及
对所述第三部进行阳离子交换,以使所述第三部形成所述连接部,以得到第二玻璃基材。
11.根据权利要求8-10任一项所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述第一玻璃基材包括第一金属阳离子,所述对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材,包括:
将所述第一玻璃基材置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将所述第一玻璃基材与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度300℃至900℃下使所述第一玻璃基材中的至少部分第一金属阳离子与所述第二金属阳离子发生置换反应,得到所述第二玻璃基材,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的元素不同,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的价态相同。
12.根据权利要求8所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述第一玻璃基材包括第一部、第二部及第三部,所述第一部与所述第二部间隔设置,所述第三部位于所述第一部与所述第二部之间;所述第三部的相背两侧均凸出于所述第一部,且所述第三部的相背两侧均凸出所述第二部;
所述对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材;包括:
对所述第一玻璃基材进行阳离子交换,以使所述第一部、第二部及所述第三部的表面均发生阳离子交换,使所述第一部形成所述第一透光部,所述第二部形成所述第二透光部;以及
去除所述第三部相背两侧凸出于所述第一透光部及所述第二透光部的部分,以得到所述连接部,以得到第二玻璃基材。
13.根据权利要求8所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,
所述第一玻璃基材包括第一部、第二部及连接部,所述第一部与所述第二部间隔设置,所述连接部位于所述第一部与所述第二部之间;
所述对所述第一玻璃基材进行离子交换,以得到第二玻璃基材;包括:
在所述连接部的表面形成保护层;以及
对所述第一部及所述第二部进行阳离子交换,以使所述第一部形成所述第一透光部,所述第二部形成所述第二透光部,以得到第二玻璃基材。
14.根据权利要求8-10、12、13任一项所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述对所述第二玻璃基材进行热处理,以使所述连接部进行结晶形成挡光部,包括:
于温度Te至Te1下进行热处理,以使所述连接部发生结晶形成挡光部,其中,Te为所述连接部的析晶温度,Te1为所述第一透光部的析晶温度,Te2为所述第二透光部的析晶温度,且Te<Te1=Te2。
15.根据权利要求7所述的玻璃盖板的制备方法,其特征在于,所述第一玻璃基材包括第一金属阳离子,所述对所述第一玻璃基材进行离子交换及结晶,以得到所述玻璃盖板,包括:
将所述第一玻璃基材置于具有第二金属阳离子的盐熔融液或盐溶液中,或者将所述第一玻璃基材与具有第二金属阳离子的盐粉末或氧化物粉末接触,于温度Te至Te1或Te至Te2下使第一玻璃基材中的至少部分第一金属阳离子与所述第二金属阳离子发生置换反应,并发生结晶,以得到所述玻璃盖板,其中,Te为所述挡光部的析晶温度,Te1为所述第一透光部的析晶温度,所述第二透光部的析晶温度为Te2,且Te<Te1,Te<Te2;其中,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的元素不同,所述第一金属阳离子与所述第二金属阳离子的价态相同。
16.一种壳体,其特征在于,包括:
权利要求1-6任一项所述的玻璃盖板或者权利要求7-15任一项所述的方法制得的玻璃盖板;以及
壳体本体,所述壳体本体环绕所述玻璃盖板的外周缘设置,且与所述玻璃盖板连接。
17.一种电子设备,其特征在于,包括:
权利要求1-6任一项所述的玻璃盖板或者权利要求7-15任一项所述的方法制得的玻璃盖板;
发光器,所述发光器设于所述玻璃盖板,靠近所述玻璃盖板中的第一透光部设置,用于向所述第一透光部出射光线;以及
光接收器,所述光接收器与所述发光器设置于所述玻璃盖板的同一侧且靠近所述玻璃盖板中的第二透光部设置,用于接收所述光线中透过所述第一透光部且被反射入所述第二透光部的部分。
18.根据权利要求17所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括处理器,所述处理器分别与所述发光器及所述光接收器电连接,所述处理器用于控制所述发光器出射所述光线,并控制所述光接收器接收所述光线中透过所述第一透光部且被反射入所述第二透光部的部分。
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