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傳統的16:9的手機屏幕呈長方形,四邊均是直角,由于要在機身上放置前置攝像頭,距離傳感器,受話器等元件,所以屏幕和上下機身邊緣均有一定距離。而18:9的全面屏手機的屏占比一般都會大于80%,屏幕邊緣會非常貼近手機機身。如果繼續沿用此前的直角方案,會無處放置相關模組和元件,同時,屏幕接近機身會讓屏幕在跌落時承受更多的沖擊,進而導致碎屏。

因此對屏幕的異形切割十分必要。一方面要在屏幕四角做C角或者R角切割,同時通過加緩沖泡棉等進行邊緣補強,以防止碎屏。以另外一方面需要在屏幕上方做U形切割,為前置攝像頭,距離傳感器,受話器等元件預留空間。

當前的異形切割方案主要有:刀輪切割,激光切割,以及作為臨時替代方案的CNC研磨。其中刀輪切割是最為傳統的切割方案,成本低,一般用于直線切割,精度在80um左右。刀輪切割的具體流程是先用刀輪在玻璃上劃出切口,再通過裂片機完成裂片。

目前異形切割的主流方案是在屏幕面板上切兩個C角,兩個R角,一個U槽。該方案里主要是圓弧切割,如若采用刀輪切割方案,則崩邊嚴重。同時刀輪切割的效率低下,通過產業鏈調研得知,由于刀輪切割需要預留切割線,相比激光切割,刀輪切割對于整個Panel的利用率會下降10-20%;切割一片需要2-3分鐘。所以在短暫的嘗試之后,刀輪異形切割已經逐步被業內淘汰。

相比之下,激光切割在異形切割方面的優勢明顯,激光切割是非接觸性加工,無機械應力破壞,且效率較高。同樣的兩個C角,兩個R角,一個U槽的加工方案,20秒左右就可以完成切割。

激光切割的原理是將激光聚焦到材料上,對材料進行局部加熱直至超過熔點,然后用高壓氣體將熔融的金屬吹離,隨著光束與材料的移動,形成寬度非常窄的切縫。激光切割的精度可以達到20um。

激光器的分類較多,從增益介質來看,分為固體和氣體。其中,固體激光器包括Al2O3,YAG切割等,氣體激光器主要有CO2切割等。一般而言,氣體激光器一般為10.6um波長的紅外光,使用范圍較廣,固體激光器一般為1064nm波長的紅外光,輸出能量大,峰值功率高。同時,除了波長較長的紅外激光器之外,還有一種固體紫外激光器(波長從180到400nm),紫外切割更多用于處理聚合物材料,通過破壞非金屬材料表面的分子鍵,來實現切割,紫外切割也被稱為冷激光,熱效應較小。

從激光器的脈沖寬度時間來看,又分為納秒(ns,10^-9秒)、皮秒(ps,10^-12秒)和飛秒(10^-15秒)等。脈沖寬度約短,峰值功率越高,熱效應越低。

從切割方案角度來看,激光切割又分為表面消融切割和內聚焦切割,表面消融切割可以直接切透,不需要后續增加裂片工序,熱影響區域大;而內聚焦切割后需要裂片分離工序,熱影響區域小。

通過產業鏈調研得知,目前主流的激光切割機型是紅外固體皮秒激光器,采用內聚焦切割方案。該方案在成本和效率之間取得了最大的均衡。國內的面板激光切割設備廠商主要有:大族激光,盛雄激光,德龍激光,先河激光,國外廠商主要是日本平田。

卓鐳激光工業產品線目前對接的下游制造商是為華為等國產手機提供全面屏的天馬,除此之外還有4-5家大中型的制造企業。目前卓鐳激光的出貨量中國市場占有率第一,計劃2018年銷售200-300臺,實現產值6000-9000萬人民幣。

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