玻璃壳体及其制备方法和电子设备与流程

本申请涉及电子设备技术领域，具体的，涉及玻璃壳体及其制备方法和电子设备。

背景技术：

为了追求壳体的多样性，通常会在玻璃壳体上设置颜色，以赋予壳体色彩，甚至多种颜色的渐变，以丰富壳体的外观效果。但是目前玻璃壳体的颜色色彩比较单一，或者难以在3d结构的玻璃壳体上制备颜色层。

因此，关于玻璃壳体的研究有待深入。

技术实现要素：

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种玻璃壳体，所述玻璃壳体具有光透过率较高的优点。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种玻璃壳体。根据本申请的实施例，所述玻璃壳体包括：玻璃基板；和色彩层，所述色彩层设置在所述玻璃基板至少一部分的内表面上，其中所述色彩层的材料为彩色改性有机硅。由此，采用彩色改性有机硅作为色彩层，可以使得色彩层更加细腻，色彩图案清晰、可靠性较高，色彩颜色不会出现异色现象，可设计的色彩图案多样化，而且在玻璃基板上的附着力较佳，耐紫外线性能良好；再者，该色彩层还可以有效提升玻璃基板的强度，保证玻璃壳体良好的机械性能；还有，色彩层的光透过率较高，通过设置镀膜层之后，色彩层可以表现出较为强烈的金属质感；彩色改性有机硅的流平性很好，故而由其制备的色彩层的平整性较佳。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备玻璃壳体的方法。根据本申请的实施例，制备所述玻璃壳体的方法包括：通过喷墨打印或3d打印在玻璃基板至少一部分的内表面形成色彩层，所述色彩层的材料为彩色改性有机硅。由此，上述方法中采用彩色改性有机硅制作色彩层，可以使得色彩层更加细腻，色彩图案清晰、可靠性较高，色彩颜色不会出现异色现象，可设计的色彩图案多样化，而且在玻璃基板上的附着力较佳，色彩层耐紫外线性能良好；再者，该色彩层还可以有效提升玻璃基板的强度，保证玻璃壳体良好的机械性能；还有，色彩层的光透过率较高，通过设置镀膜层之后，色彩层可以表现出较为强烈的金属质感；另外，采用喷墨打印或3d打印工艺，可以实现在3d或3.5d结构的玻璃基板上制作图像清晰、精度较高、品质较佳的色彩层。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，所述电子设备包括：前面所述的玻璃壳体；和显示屏组件，所述显示屏组件与所述玻璃壳体相连，且所述玻璃壳体的色彩层靠近所述显示屏组件设置。由此，该电子设备的壳体具有色彩细腻、图案清晰、金属感强烈、可靠性佳等优点，进而可以有效提升电子设备的外观效果。

附图说明

图1是本申请一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图2是本申请另一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图3是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图4是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图5是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图6是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图7是本申请又一个实施例中玻璃壳体的实物照片图。

图8是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图9是本申请又一个实施例中玻璃壳体的实物照片图。

图10是本申请又一个实施例中玻璃壳体的结构示意图。

图11是本申请一个实施例中喷墨打印时彩色oc0墨滴的飞行状态图。

图12是本申请又一个实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或材料未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

目前，通常一种是采用油墨在玻璃基板形成色彩，但是发明人发现油墨的颗粒感较强，严重影响色彩细腻感，且由于光透过率(低于50％)较差，在设置镀膜层后很难表现金属质感，此外，将油墨颜色层设置在3d结构或3.5d结构的玻璃上时，还容易出现色彩图案不清晰、可靠性差的不良现象。另一种是采用物理气相沉积将氧化硅、氧化钛、氧化铌等特定材料沉积在玻璃基板表面形成色彩层，但是该色彩层是通过光学干涉、衍射等原理实现不同的颜色，发明人发现在不同角度看时，颜色会发生变化，尤其是在3d或3.5d结构中由于受到遮蔽效应的影响，容易出现膜厚不均匀而导致的异色现象，且对色彩图案的设计有较强的束缚。针对上述问题，发明人经过一系列的研究发现，采用彩色改性有机硅制作色彩层，可以有效解决上述问题，制备色彩细腻、图案清晰、无异色等可靠性高的色彩层。

有鉴于此，在本申请的一个方面，本申请提供了一种玻璃壳体。根据本申请的实施例，参照图1，玻璃壳体包括：玻璃基板10；和色彩层20，色彩层20设置在玻璃基板10至少一部分的内表面上，其中所述色彩层的材料为彩色改性有机硅。由此，采用彩色改性有机硅作为色彩层，可以使得色彩层更加细腻，色彩图案清晰、可靠性较高，色彩层颜色不会出现异色现象，可设计的色彩图案多样化，而且色彩层在玻璃基板上的附着力较佳(水煮百格可达4b以上，且水煮时间可长达1小时或1.5小时及以上)，且色彩层耐紫外线性能良好；再者，该色彩层还可以有效提升玻璃基板的强度，保证玻璃壳体良好的机械性能；还有，色彩层的光透过率较高，通过设置镀膜层之后，色彩层可以表现出较为强烈的金属质感；彩色改性有机硅的流平性很好，故而由其制备的色彩层的平整性较佳。

需要说明的是，上述“内表面”是指玻璃壳体使用时，远离用户一侧的表面。

根据本申请的实施例，上述彩色改性有机硅(oc0)即为彩色oc0(oc0，光学级透明涂料第0层)，彩色oc0包括无色oc0和分散在无色oc0中的颜料粒子，其中，颜料粒子的颜色即表现为彩色oc0的颜色，而且颜料粒子的加入，不会影响无色oc0的结构和性能，即彩色oc0依然具有有效提升玻璃基板强度的效果，以及较高的光透过率。需要说明的是，本申请所使用的彩色oc0主要购于日本东丽和中山溱霸。

进一步的，色彩层的厚度小于等于2微米，比如为2微米、1.8微米、1.5微米、1.3微米、1微米、800纳米、500纳米、300纳米、200纳米、100纳米、75纳米、50纳米、25纳米、10纳米等。由此，由于彩色oc0具有很好的流平性和较低的粘度，故而可以制备厚度较薄的彩色层，远低于油墨形成的色彩层的厚度，而且本申请的色彩层依然具有良好色彩表现力，另外，上述厚度的色彩层的光透过率较高，色彩层的色彩更加透亮细腻。

进一步的，色彩层的光透过率大于50％，比如可为55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或95％。由此，可以使得色彩层的颜色更加细腻、透亮，而且，在色彩层远离玻璃基板的表面形成电镀膜层之后，可以更好的提升玻璃壳体的金属质感。

根据本申请的实施例，由彩色oc0制备色彩层，可以制备多种多样的色彩图案，不必局限于图案的复杂程度，进而可以使得玻璃壳体的外观色彩图案多样化、复杂化、个性化。

在一些实施例中，色彩层的颜色可以为单一颜色，即在玻璃基板的表面上形成一层单一颜色且厚度均匀的色彩层即可。在另一些实施例中，参照图2、图3、图4和图5，色彩层20包括至少两个颜色层，相邻两个颜色层构成一个颜色层对，定义每个颜色层对中的两个颜色层分别为第一颜色层21和第二颜色层22，至少一个颜色层对中，第一颜色层21和第二颜色层22至少部分交叠，在第一颜色层21和第二颜色层22的水平排列方向上，第一颜色层21中与第二颜色层22交叠的部分的厚度逐渐减小，第二颜色层22中与第一颜色层21交叠的部分的厚度逐渐增大(即第一颜色层21和第二颜色层22的减薄方向相对)，其中，第一颜色层21和第二颜色层22的颜色不同。由此，在第一颜色层21和第二颜色层22交叠的部分可以得到两种不同颜色之间的渐变效果。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

其中，第一颜色层和第二颜色层的具体颜色没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择，比如，第一颜色层为红色，第二颜色层为蓝色等。

其中，第一颜色层和第二颜色层的设置顺序没有特殊要求，本领域技术人员可以根据对渐变颜色的要求灵活设置。下面以第一颜色层21设置在玻璃基板的表面上，第二颜色层22的至少一部分设置在第一颜色层21远离玻璃基板10的表面上为例，详细描述第一颜色层21和第二颜色层22的具体结构：

在一些示例中，参照图2和图5，在第一颜色层21和第二颜色层22的水平排列方向上，第一颜色层21的整层厚度逐渐减小，第二颜色层22的整层厚度逐渐增大。其中，图5中第一颜色层21整体和第二颜色层22整体交叠设置，如此色彩层的表面即为第二颜色层22的表面，以保证色彩层平整的表面。

在另一些示例中，参照图3，第一颜色层21中的一部分和第二颜色层22中的一部分交叠设置，而且第一颜色层21中未与第二颜色层22交叠设置的部分厚度均匀一致，第二颜色层22中未与第一颜色层21交叠设置的部分厚度均匀一致。进一步的，为保证色彩层表明的平整，第二颜色层22的表面与第一颜色层未被第二颜色层22覆盖的表面在同一平面上。

在又一些示例中，第一颜色层和第二颜色层中的一个的整层厚度逐渐减小，以图4中的结构为例，在第一颜色层21和第二颜色层22的水平排列方向上，第一颜色层21的整层厚度逐渐减薄，第二颜色层22中与第一颜色层21交叠设置的部分的厚度逐渐减薄，而第二颜色层22中未与第一颜色层交叠设置的部分的厚度保持均匀一致。进一步的，参照图4，为了保持色彩层表面的平整，第二颜色层11覆盖第一颜色层21的整个表面，即第一颜色层21整体与第二颜色层22交叠设置。

进一步的，第一颜色层的整层厚度在100～0纳米的范围内；第二颜色层的整层厚度在100～0纳米的范围内。由此，上述厚度范围内的色彩层不仅色彩表现力佳，且第一颜色层和第二颜色层的交叠部分的色彩渐变效果较佳，色彩层的光透过率较佳。

根据本申请的一些具体实施例，参照图3、图6和图7(图7为后盖的实物照片图)，当将上述玻璃壳体作为手机的后盖时，首先在玻璃基板的内表面靠近开口30端设置第一颜色层21，且沿开口端至非开口端的方向(即水平排列方向)上，交叠部分的第一颜色层21的厚度从100纳米逐渐减薄为0，然后在后盖靠近非开口端设置第二颜色层22，且第二颜色层22的一部分覆盖第一颜色层21远离玻璃基板的表面，且沿非开口端至开口端的方向(即与水平排列方向相反的方向)上，交叠部分的第二颜色层的厚度从100纳米逐渐减薄为0，即在水平排列的方向上，交叠部分的第二颜色层的厚度逐渐由0增大为100纳米。其中，未交叠设置的第一颜色层和第二颜色层的厚度均为100纳米。

其中，在上述具体实施例中，第一颜色层和第二颜色层的减薄梯度没有特殊要求，本领域技术人员可以根据后盖的具体大小等实际需求灵活设置，比如，手机后盖的长度(即由开口端至非开口端的方向上后盖的长度)为75毫米，第一颜色层和第二颜色层每向减薄的方向移动15毫米，第一颜色层和第二颜色层的厚度减薄25纳米，直至第一颜色层和第二颜色层的厚度减为0。

在本申请的另一些具体实施例中，将上述玻璃壳体为手机的前盖时，参照图8，前盖包括视窗区11和围绕视窗区11的外侧设置的非视窗区12，上述色彩层20设置在前盖的非视窗区12，其中，色彩层可以为单一的颜色，也可以为两种不同颜色的渐变，当为两种不同颜色的渐变时，色彩层在不同位置沿aa’的截面图可参照图2至图5，实物照片图可参照图9。

进一步的，玻璃壳体的结构为2d结构、2.5d结构、3d结构或3.5d结构。由此，由改性有机硅制备色彩层时，对玻璃壳体的结构没有限制要求，在2d、2.5d结构、3d结构或3.5d结构的玻璃基板上均可以形成色彩均匀、无异色，颜色图案清晰、质量可靠性高的色彩层。

根据本申请的实施例，参照图10，所述玻璃壳体还包括：镀膜层40，镀膜层40设置在色彩层远离玻璃基板10的一侧；盖底油墨层50，盖底油墨层设置在镀膜层40远离玻璃基板10的一侧。由此，镀膜层具有较高的反射率，可以使得玻璃壳体外观面具有更佳的光泽度，还可以是玻璃壳体具有较佳的金属光泽；盖底油墨层具有良好的遮光性，可有效保证玻璃壳体良好外观效果。

其中，镀膜层的材料可以选自二氧化硅、五氧化三钛、三氧化铌等材料，上述材料具有良好的反射性，可有效提升玻璃壳体的光泽度，使得色彩层的色彩表现力更好，其厚度可以为300～500纳米。镀膜层的材料也可以为铟和锡中的至少一种，如此，可以使得玻璃壳体具有良好的金属质感，其厚度可以为30～40纳米，该厚度的镀膜层不会影响使用该壳体的电子设备的信号传输。

其中，盖底油墨层的厚度为3～15微米，比如3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米或15微米，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设计盖底油墨层的厚度，只要可以达到有效的遮光保护的作用即可。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备玻璃壳体的方法。根据本申请的实施例，制备所述玻璃壳体的方法包括：通过喷墨打印或3d打印在玻璃基板至少一部分的内表面形成色彩层，所述色彩层的材料为彩色改性有机硅。由此，上述方法中采用彩色改性有机硅制作色彩层，可以使得色彩层更加细腻，金属感更加强烈，且色彩图案清晰、可靠性较高，色彩颜色不会出现异色现象，可设计的色彩图案多样化，而且在玻璃基板上的附着力较佳，色彩层耐紫外线性能良好；再者，该色彩层还可以有效提升玻璃基板的强度，保证玻璃壳体良好的机械性能；彩色改性有机硅的粘度低、流平性很好，故而由其制备的色彩层的平整性较佳；另外，采用喷墨打印或3d打印工艺，可以实现在3d或3.5d结构的玻璃基板上制作图像清晰、精度较高、品质较佳的色彩层。

目前，在玻璃基板表面制备色彩层，通常是利用以下方法：

1、丝印彩色油墨，但是油墨的透光率差较差，对后续形成的镀膜层的影响较大，导致玻璃壳体很难表现出较佳的金属质感；而且，丝印油墨很难在3d或3.5d结构等弧边弯曲角度较大的玻璃基板上实施；再者，由于网版网孔尺寸的限制，丝印精度相对较差，所以在丝印较为精细的色彩图案时很容易出现糊孔(孔不成形)的现象，导致丝印的色彩图案不清晰，可靠性差；

2、激光空穴制作渐变色彩。首先需要在玻璃基板上印制油墨，再制作空穴，其中，激光主要是靠聚焦高能激光束连续作用于油墨，油墨吸收了能量瞬间受热气化，脱离玻璃形成空穴。根据设计不同，所成空穴形状不同，大小不同，疏密程度不同，从而形成渐变层。但是发明人发现，在3d或3.5d结构等弧边弯曲角度较大的玻璃基板上激光雕刻时，因3d或3.5d结构的凹曲，激光难以对焦，在弯曲度较大的区域难以形成质量较佳的渐变层；

3、黄光渐变，该方法需要用到负性的曝光显影油墨，用紫外光利用掩膜版将要保留的油墨固化，而未曝光的部分相当于未成膜就被刻蚀液溶解清洗掉，得到渐变层。但是发明人发现，曝光显影油墨的可靠性较差，比如附着力、耐水煮、耐紫外性都比较差，容易出现品质问题。

本申请中，通过喷墨打印或3d打印在玻璃基板的内表面形成由彩色改性有机硅形成的色彩层。彩色改性有机硅的选择，可以使得色彩层更加细腻，色彩图案清晰、可靠性较高，色彩颜色不会出现异色现象，可设计的色彩图案多样化，且透光率较佳，在后续形成镀膜层之后，可以有效提升玻璃壳体的金属质感，再者，彩色改性有机硅还可以有效提升玻璃壳体的强度；粘度较低的彩色oc0，配合喷墨打印或3d打印工艺，不仅可以在2d、2.5d等结构的表面制作色彩层，而且可以在弯曲较大的3d或3.5d结构上形成图像清晰细腻、精度较高、色彩图案复杂、品质较佳、与玻璃基板的附着力较佳的色彩层或渐变色彩层，不会出现丝印、激光空穴、黄光渐变等工艺中出现的技术问题，在打印过程中彩色oc0墨滴不会出现拖尾现象，如此可进一步的提高色彩层的色彩质量。

进一步的，喷墨打印(喷墨打印中彩色oc0墨滴的飞行状态参见图11)满足以下条件至少之一：

喷墨打印的速度为150～200mm/s，比如150mm/s、155mm/s、160mm/s、165mm/s、170mm/s、175mm/s、180mm/s、185mm/s、190mm/s、195mm/s、200mm/s；喷墨打印的喷墨距离为2～4mm，比如2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm；固化温度为230～240℃，比如230℃、235℃、240℃；固化时间为30min～60min，比如30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min。在上述各个条件配合下，可以制备性能较佳的色彩层，且色彩层在玻璃基板上的附着力较佳，其水煮百格可达4b以上。其中，色彩层包括多个颜色层时，可以通过控制打印过程改性有机硅的墨滴量来制备不等厚度的颜色层，以实现色彩层的渐变效果。

进一步的，3d打印满足以下条件至少之一：固化温度为120℃～180℃，比如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃；固化时间为30min。通过上述条件可制备性能优异的色彩层，且色彩层与玻璃基板的附着力较佳。

根据申请的实施例，在玻璃基板形成色彩层之前，还包括清洗玻璃基板的步骤，其中清洗的具体方式没有特殊要求，只要达到水不聚流、不挂壁的标准即可。在一些实施例中，清洗玻璃基板的具体步骤包括：先通过等离子预处理玻璃基板，以将表面的杂质和氧化物去除，从而降低玻璃基板表面的水滴角，增加色彩层的附着力，其中，等离子预处理中采用的气体可为氩气、氧气或其混合气体，距离玻璃基板的距离为2～3mm，气体流量为45～70ml/min，功率为2～13mhz；之后再利用清洗剂对玻璃基板清洗，以进一步去除杂质，其中，清洗机浓度为3～5％，ph为10～12，温度为40～50℃，清洗时间为5～10min。通过上述清洗后，保证玻璃基板的接触角小于30°，从而有助于色彩层的形成，以及其在玻璃基板上的附着力。

在对玻璃基板清洗之后，可将玻璃基板在40～60℃下进行烘烤，保证玻璃基板表面的干燥，从而打印彩色oc0时，以确保彩色oc0在玻璃基板表面快速表干，而不会发生较大的流动，以保证制备的色彩层的均匀性和平整性。

根据本申请的实施例，在形成色彩层之后，还包括：在色彩层20远离玻璃基板的表面上沉积形成镀膜层40，在镀膜层40远离玻璃基板的表面上移印或丝印形成盖底油墨层50，其结构示意图参照图10。由此，镀膜层具有较高的反射率，可以使得玻璃壳体外观面具有更佳的光泽度，还可以是玻璃壳体具有较佳的金属光泽；盖底油墨层具有良好的遮光性，可有效保证玻璃壳体良好外观效果。

根据本申请的实施例，该制备玻璃壳体的方法可以用于制备前面所述的玻璃壳体，其中，对于彩色oc0、镀膜层、盖底油墨层等结构的要求与前面所述的一致，在此不再过多的赘述。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，参照图12，所述电子设备1000包括：前面所述的玻璃壳体100；和显示屏组件200，显示屏组件200与所述玻璃壳体100相连，且所述玻璃壳体100的色彩层靠近所述显示屏组件200设置。由此，该电子设备的壳体具有色彩细腻、图案清晰、金属感强烈、可靠性佳等优点，进而可以有效提升电子设备的外观效果。本领域技术人员可以理解，该电子设备具有前面所述玻璃壳体的所有特征和优点，在此不再一一赘述。

其中，上述电子设备的具体种类没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择，比如可以为手机(参照图12)、ipad、笔记本等电子设备。根据本申请的实施例，上述电子设备的具体种类没有特殊要求，比如电子设备的具体种类包括但不限于手机、游戏机、电视、ipad、kindle等电子设备。其中，本领域技术人员可以理解，该电子设备除了前面所述的芯片组件，还包括常规电子设备所必备的结构或部件，以手机为例，除了前面所述的玻璃壳体，还包括显示面板、触控面板、壳体组件、cpu、照相模组、音频模组等必备的结构或部件。

进一步的，玻璃壳体为所述电子设备的前盖(参照图8和图9)和后盖(参照图6和图7)中的至少一种。由此，电子设备的前盖和后盖均具有色彩细腻、图案清晰、质量较佳的色彩或渐变色彩，而且，对前盖和后盖的结构特殊限定要求，可以为2d、2.5d、3d或3.5d等结构的前盖和后盖。

在本说明书的描述中，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、结构、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、结构、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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。