【工藝分享】全面屏異形切割方案的加工要點及方案解析傳統(tǒng)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(xù)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。 異形切割需要注意的地方很多,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。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。 01 傳統(tǒng)直角切割屏幕要留出適當?shù)倪吘啾WC邊框強度,導致屏幕邊距過大而無法保證更高的屏占比,因此做成全面屏時,需要涉及大量異形切割,主要包括邊緣R角/C角切割、上方U型開槽切割、屏中圓形開孔切割。 ▲全面屏時代屏幕采用直角容易破損 ▲異形切割倒角(R角/C角)形狀 采用R角、C角等異形切割,可以一定程度上提升面板強度,屏幕邊緣采用R角/C角切割,主要有兩個原因: 1)手機背光和整機都有引出線,當邊框做窄之后,布線就需要重新設計,而在面板下角進行異形切割,R角/C角和直角相比,更加方便布線。 2)屏幕越靠近手機的邊框屏占比越高,絕大多數(shù)的手機的四角都是采用的R角,而不是直角,所以對靠近手機邊框的屏幕有收弧要求。18:9產(chǎn)品屏角玻璃離整機底部更近影響ID收弧,這也就要求面板需要切角才能滿足需求。 ▲全面屏面板需要切角滿足收弧要求 而幕上方采用U型開槽切割、屏中采用圓形開孔切割,主要是為了放置Rec槽和前置攝像頭孔,實現(xiàn)“屏內(nèi)攝像頭”,讓上邊框消失,將手機正面全部做成AA區(qū),實現(xiàn)極致的視覺效果。 ▲上方U型開槽切割和屏中開孔切割 02 手機型號 屏占比 顯示屏材料 切割方式 指紋模組位置 小米Mix 91% LCD L角 背板 三星S8/S8+ 83% OLED R角 背板 ▲前置攝像頭的異形切割 同樣為了保持全面屏的視覺效果,前置攝像頭的異形切割也有三種方案:置于邊框、異形切割開孔和隱藏式。 置于邊框可以分為放置在上邊框和下邊框,前者以三星S8為代表,其上邊框較窄,對攝像頭封裝體積要求比較高。后者以小米MIX為代表,將前置攝像頭放置于右下方,并且不影響拍攝質(zhì)量。 ▲三星S8(左) 前置攝像頭于上方,小米MIX在右下方 異形切割開孔則是用OLED的自發(fā)光特性,在屏幕上方切割出一小部分空間用于前置攝像頭,實現(xiàn)“屏內(nèi)攝像頭”,而不影響全面屏的總體效果。該技術要求攝像頭模組lens小型化,減小開孔區(qū)域,而cmos芯片置于屏幕下方,不影響顯示效果。 隱藏式就是把攝像頭隱藏在面板的下面。該方案只能應用于OLED面板,因為OLED是自發(fā)光且可以實現(xiàn)對單個像素點的控制,在需要拍照時可以控制攝像頭區(qū)域的像素點不發(fā)光而呈現(xiàn)透明狀態(tài),從而實現(xiàn)拍照功能。 03 異形切割是全面屏方案實現(xiàn)不能繞過去的一個工藝環(huán)節(jié)。在柔性OLED面板中,異形切割的難度較小,是未來趨勢,不過由于國內(nèi)手機廠商無法拿到OLED產(chǎn)能,因此首批全面屏仍多采用LCD方案,但在LCD面板中,受到玻璃基板的影響,異形切割對面板的良率影響將會有所體現(xiàn),相應將驅(qū)動激光設備需求增加。 目前異形切割方案可分為刀輪切割和激光切割兩種。 刀輪切割:屬于機械加工,沒有高溫問題,不會導致框邊黃化與熱點缺口,但成品較粗糙,容易改變玻璃本身的應力特性,且工序復雜且良率較低,相對于激光切割來說出片率較低,不適用于精細的玻璃、藍寶石等材料的加工。 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,同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì),隨著光束對材料的移動,形成切縫。具有切割尺寸精度高、切口無毛刺、切縫不變形、切割速度快且不受加工形狀限制等特點,有望在全面屏異形切割領域獲得大規(guī)模應用,但是相比較而言則會有成本高的不足。 目前,首批國產(chǎn)全面屏量產(chǎn)機型仍然以旗艦機為主,旗艦機相對而言具備一定的品牌溢價能力,出于品牌維護的考慮,盡管采用激光設備進行的投入較多,但切割效果的顯著差異使得激光切割仍然是主流選擇。 在激光設備的選擇上,根據(jù)激光發(fā)射脈沖寬度時間又可劃分為納秒(10的負9次方秒)、皮秒(10的負12次方秒)和飛秒(10的負15次方秒)激光設備。 皮秒脈沖能減少裂縫的產(chǎn)生,切割質(zhì)量遠遠超過普通的銑削加工。激光光束多次掃過被加工材料來實現(xiàn)切割。切割的速度、邊緣質(zhì)量和邊緣的角度可以由加工策略來決定,且從目前應用來看,皮秒激光加工的單位時間產(chǎn)量很高,以在指紋識別領域應用為例,藍寶石蓋板產(chǎn)能超過1000片/小時,陶瓷蓋板產(chǎn)能超過1500片/小時,玻璃蓋板產(chǎn)能超過1200片/小時。從精細程度和加工速度來看,皮秒激光切割技術更適合用于激光異形切割領域。
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