自蘋果發布全面屏產品以來，其他各家廠商全面跟進，全面屏技術正式進入量產階段。隨著用戶體驗的提升，異形全面屏是大勢所趨，能大幅提高屏占比，視覺效果更好，操作更方便，同時，全面屏的設計也對加工技術提出了更高要求，見圖1。
圖1 常規劉海屏和異形水滴屏對比：a劉海屏圖形結構較簡單；b水滴屏圖形曲線復雜，刀輪無法切割
激光切割全面屏優勢
LCD屏幕的結構模式（圖2）就決定了它是雙片疊加，雙片玻璃的超薄特性決定了它的脆性，切割的時候容易產生崩邊，而崩邊則影響玻璃的強度，因此考察切割方式造成的崩邊量非常重要。
圖2 LCD結構：雙層玻璃，中間夾層為液晶，單層玻璃厚度僅0.15 mm-0.18 mm，常規刀輪接觸式切割極易破碎
針對異形切割，目前的主流技術有刀輪切割、CNC研磨及激光切割。目前手機全面屏異形切割主要涉及C-Cut、R-Cut、U-Cut位置切割（如圖3）。其中C接近直線，R帶有一定弧度，U角弧度線條最復雜，在最新的水滴屏上體現的尤為明顯。
圖3 手機全面屏切割示意圖
超快激光切割在屏幕異形切割優勢
通過上述三種方式的對比，激光技術切割全面屏顯示出絕對優勢，將成為以后的主流切割方式。
激光切割全面屏基本技術路線
激光切割全面屏是利用激光在材料內的自聚焦現象進行切割。當超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料內部時，材料內部由光傳播造成的非線性極化改變了光的傳播特性，將激光進行波前聚焦，這種現象稱為自聚焦現象。自聚焦形成的超強光束在玻璃內部形成直徑為1 μm左右的絲線，高峰值能量將絲線貫穿處玻璃直接氣化，形成孔洞，再施加外力，可輕松高效裂開。
圖4 超快激光切割LCD方案原理示意：（a）貝塞爾光束，（b）貝塞爾光束貫穿玻璃
由圖4可以看出，貝塞爾切割為貫穿式切割，不會在玻璃內部形成爆裂，因此對玻璃強度損傷極小。
圖5 超快激光切割LCD方案實例
由圖5可以看出，超快激光加貝塞爾切割方案，可在無機械接觸下將玻璃完全切透，保證斷面平整、無崩邊、無內爆、品質極佳。
飛秒激光相比皮秒激光加工工藝對比
雖然激光切割方案作為主流方案，占據了很大優勢，但目前采用較多的仍然是激光+CNC復合的方式。由于使用的皮秒激光器，脈寬為10 ps左右，仍存在一定熱影響，激光切割后，產生的熱量會在切割線邊緣產生應力裂紋，使玻璃的強度降低，這就需要切割后輔以CNC研磨，沿切割玻璃的邊緣研磨一圈，將細小微裂紋磨掉，從而提升玻璃強度，提高屏幕抗沖力和彎曲能力。
但隨著超快激光技術的發展，激光脈寬進一步縮短，更窄脈寬意味著更高峰值和更低熱影響，得益于更高峰值，使用更小的能量就可將玻璃切開，從而對玻璃的損傷更小。
以武漢安揚激光研發的全光纖超短脈沖激光器Femto-YL系列為例，其最窄脈寬可達300 fs，可調范圍300 fs-10 ps。通過長期數據驗證，在10 ps以下進行脈寬調節時，切割全面屏各方面效果有顯著提升。
FemtoYL-20系列激光器測試結果，當脈寬調到合適區間，切割全面屏所需要的最低脈沖能量<15 μJ，遠低于10 ps激光所需要的20 μJ，熱影響可降低30%（120 μm→80 μm），玻璃損傷降低，強度可提高30%（15 N→20 N），基本接近玻璃原始強度值，可實現全激光無需研磨。目前此方案已驗證成功，并在國內一大面板公司成功實現量產，大幅提高了終端客戶的產能，降低成本。
以安揚激光Femto-YL系列產品為例，比較飛秒激光與皮秒激光的加工優勢
結論
飛秒激光微加工技術已經成為當代微制造領域的研究熱點，在微電子、微光學、微機電系統和生物醫學等領域均已展露出重要的應用前景，并體現出無可取代的優勢。
本文由武漢安揚激光技術有限責任公司供稿
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