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传统的16:9的手机屏幕呈长方形,四边均是直角,由于要在机身上放置前置摄像头,距离传感器,受话器等元件,所以屏幕和上下机身边缘均有一定距离。而18:9的全面屏手机的屏占比一般都会大于80%,屏幕边缘会非常贴近手机机身。如果继续沿用此前的直角方案,会无处放置相关模组和元件,同时,屏幕接近机身会让屏幕在跌落时承受更多的冲击,进而导致碎屏。

因此对屏幕的异形切割十分必要。一方面要在屏幕四角做C角或者R角切割,同时通过加缓冲泡棉等进行边缘补强,以防止碎屏。以另外一方面需要在屏幕上方做U形切割,为前置摄像头,距离传感器,受话器等元件预留空间。

当前的异形切割方案主要有:刀轮切割,激光切割,以及作为临时替代方案的CNC研磨。其中刀轮切割是最为传统的切割方案,成本低,一般用于直线切割,精度在80um左右。刀轮切割的具体流程是先用刀轮在玻璃上划出切口,再通过裂片机完成裂片。

目前异形切割的主流方案是在屏幕面板上切两个C角,两个R角,一个U槽。该方案里主要是圆弧切割,如若采用刀轮切割方案,则崩边严重。同时刀轮切割的效率低下,通过产业链调研得知,由于刀轮切割需要预留切割线,相比激光切割,刀轮切割对于整个Panel的利用率会下降10-20%;切割一片需要2-3分钟。所以在短暂的尝试之后,刀轮异形切割已经逐步被业内淘汰。

相比之下,激光切割在异形切割方面的优势明显,激光切割是非接触性加工,无机械应力破坏,且效率较高。同样的两个C角,两个R角,一个U槽的加工方案,20秒左右就可以完成切割。

激光切割的原理是将激光聚焦到材料上,对材料进行局部加热直至超过熔点,然后用高压气体将熔融的金属吹离,随着光束与材料的移动,形成宽度非常窄的切缝。激光切割的精度可以达到20um。

激光器的分类较多,从增益介质来看,分为固体和气体。其中,固体激光器包括Al2O3,YAG切割等,气体激光器主要有CO2切割等。一般而言,气体激光器一般为10.6um波长的红外光,使用范围较广,固体激光器一般为1064nm波长的红外光,输出能量大,峰值功率高。同时,除了波长较长的红外激光器之外,还有一种固体紫外激光器(波长从180到400nm),紫外切割更多用于处理聚合物材料,通过破坏非金属材料表面的分子键,来实现切割,紫外切割也被称为冷激光,热效应较小。

从激光器的脉冲宽度时间来看,又分为纳秒(ns,10^-9秒)、皮秒(ps,10^-12秒)和飞秒(10^-15秒)等。脉冲宽度约短,峰值功率越高,热效应越低。

从切割方案角度来看,激光切割又分为表面消融切割和内聚焦切割,表面消融切割可以直接切透,不需要后续增加裂片工序,热影响区域大;而内聚焦切割后需要裂片分离工序,热影响区域小。

通过产业链调研得知,目前主流的激光切割机型是红外固体皮秒激光器,采用内聚焦切割方案。该方案在成本和效率之间取得了最大的均衡。国内的面板激光切割设备厂商主要有:大族激光,盛雄激光,德龙激光,先河激光,国外厂商主要是日本平田。

卓镭激光工业产品线目前对接的下游制造商是为华为等国产手机提供全面屏的天马,除此之外还有4-5家大中型的制造企业。目前卓镭激光的出货量中国市场占有率第一,计划2018年销售200-300台,实现产值6000-9000万人民币。