隨著全面屏技術(shù)在各大手機(jī)廠商旗艦機(jī)上的廣泛應(yīng)用，對(duì)于全面屏切角以及異形屏的切割需求也在快速增長(zhǎng)。激光切割是非接觸加工，無(wú)機(jī)械應(yīng)力破壞，且效率較高，在全面屏切割方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)。本文將探討利用超快激光對(duì)全面屏進(jìn)行切角的技術(shù)。
1 應(yīng)用背景
全面屏有著優(yōu)異的顯示視覺(jué)效果，隨著蘋(píng)果、三星、華為、小米等各大手機(jī)廠商相繼推出自己的全面屏產(chǎn)品，全面屏已然成為行業(yè)的趨勢(shì)。
全面屏通常是指屏占比大于80%的手機(jī)屏幕，是窄邊框達(dá)到極致的必然結(jié)果。傳統(tǒng)的手機(jī)屏幕長(zhǎng)寬比為16:9，呈長(zhǎng)方形，四角均是直角。由于要在機(jī)身上放置前置攝像頭、距離傳感器、聽(tīng)筒等元件，所以屏幕和上下機(jī)身邊緣均有一定距離。之前的窄邊框一直在盡力縮窄左右邊框，而避免縮窄上下邊框?？s窄上下邊框需要對(duì)整個(gè)手機(jī)的正面部件全部重新設(shè)計(jì)，難度很大。并且隨著全面屏手機(jī)顯示區(qū)域面積的擴(kuò)大，顯示區(qū)域的直角與手機(jī)邊緣的圓角距離也隨之拉近，近距離很容易造成破損（圖1）。因此為減少碎屏的可能和預(yù)留元件空間，將屏幕加工成非直角的異形切割變得十分必要。
圖1：全面屏采用直角容易破損
屏幕切角是根據(jù)不同需要對(duì)屏幕進(jìn)行R角切角、C角切角、L角切角、U型開(kāi)槽等。其目的主要有兩方面：一方面要在屏幕四角做C角或者R角切角，同時(shí)通過(guò)加緩沖泡棉等進(jìn)行邊緣補(bǔ)強(qiáng)，以防止碎屏；另外一方面是需要在屏幕上方做U型開(kāi)槽，為前置攝像頭、距離傳感器、聽(tīng)筒等元件預(yù)留空間。
2 超快激光切角技術(shù)
針對(duì)全面屏切割目前主流技術(shù)有刀輪切割、CNC研磨及激光切割。其中激光切割具有切割尺寸精度高、切縫不變形、切口無(wú)毛刺、切割無(wú)錐度、切割速度快、切割良率高且能實(shí)現(xiàn)任意圖形切割的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于刀輪切割、CNC研磨有明顯的優(yōu)勢(shì)。目前手機(jī)全面屏異形切割主要涉及L角、C角、R角、U型槽切割（如圖2）。
圖2：全面屏各種切角示意圖
激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加熱至汽化溫度，蒸發(fā)形成孔洞，隨著光束相對(duì)被加工材料的移動(dòng)，形成切縫。
超快激光是指激光脈沖時(shí)間寬度在飛秒或皮秒量級(jí)的激光，依靠自身極高的峰值功率，瞬間氣化材料。相比納秒激光或連續(xù)激光，熱效應(yīng)微乎其微，加工邊緣整齊，非常適用于屏幕的切角。
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(a) 內(nèi)蝕切割
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(b) 隱形絲切
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圖3：內(nèi)蝕切割和隱形絲切示意圖
從切割方案角度來(lái)看，激光切割分為內(nèi)蝕切割和隱形絲切（圖3）。內(nèi)蝕切割利用超短脈沖激光的非線(xiàn)性吸收效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，即玻璃中的價(jià)帶電子吸收多個(gè)光子能量，導(dǎo)致玻璃的價(jià)鍵斷裂，宏觀表現(xiàn)為將玻璃材料“打”成微米量級(jí)的粉末，粉末因重力的作用脫離玻璃本體，無(wú)需裂片裝置，可加工任意形狀，但熱影響區(qū)較大；隱形絲切通過(guò)特殊的光學(xué)裝置，將激光束壓縮到直徑小、長(zhǎng)度大的絲狀光束，玻璃吸收激光能量，形成改質(zhì)層，因?yàn)榉肿娱g的作用力，還不能直接分離，需要借助外力進(jìn)行裂片。隱形絲切能切割直線(xiàn)和部分曲線(xiàn)，熱影響區(qū)小，加工效率高。
3 超快激光全面屏切角設(shè)備
針對(duì)全面屏激光切角市場(chǎng)，德龍激光相繼推出了AGC10、AGC20、AGC30等設(shè)備，配有自動(dòng)影像定位系統(tǒng)、自動(dòng)化軸、AOI等，為產(chǎn)品的自動(dòng)高速切割加工和高品質(zhì)穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。
圖4：德龍激光AGC30全面屏切角設(shè)備
設(shè)備使用貝林激光的Amber皮秒紅外激光器（圖5）。Amber激光器采用皮秒光纖激光器種子源配合自由空間固體放大器實(shí)現(xiàn)高峰值功率皮秒激光輸出。采用光纖種子源使得Amber激光器相比傳統(tǒng)的固體皮秒激光器具有性能更加穩(wěn)定，體積緊湊，輸出參數(shù)靈活等優(yōu)點(diǎn)，采用固體放大器保證高峰值功率激光輸出，確保了激光器運(yùn)行穩(wěn)定。種子激光經(jīng)過(guò)高增益多程放大器進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)1MHz頻率下大于25W高功率皮秒激光輸出，輸出脈沖寬度<15ps，光束質(zhì)量M2<1.3。
圖5：貝林激光Amber皮秒紅外激光器
AGC系列全面屏切角設(shè)備采用隱形絲切方案，具有切割邊緣崩邊小、精度高、無(wú)裂紋等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，設(shè)備運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)能穩(wěn)定，響應(yīng)快速，使用界面友好，維護(hù)便利。設(shè)備可支持3.97-8.4英寸屏幕的C角、R角、U型槽等切角類(lèi)型的加工，采用機(jī)械頂針或超聲波進(jìn)行裂片。加工邊緣崩缺小于10μm，凸緣小于20μm，整體熱影響區(qū)小于80μm，切割邊緣和斷面平滑，典型加工效果如圖6所示。
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圖6：設(shè)備的加工效果
4 總結(jié)
隨著用戶(hù)對(duì)手機(jī)視覺(jué)體驗(yàn)及外觀要求的提高，手機(jī)上游制造商技術(shù)的不斷升級(jí)，全面屏的應(yīng)用也越來(lái)越多。目前，各主要手機(jī)廠商的旗艦機(jī)已經(jīng)全面使用全面屏，隨著技術(shù)的成熟和成本的下降，全面屏技術(shù)將進(jìn)一步推廣到中端甚至低端產(chǎn)品，這將帶來(lái)大量增量的異形切割需求，對(duì)于全面屏切角設(shè)備的需求也將全面爆發(fā)。
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