自苹果发布全面屏产品以来，其他各家厂商全面跟进，全面屏技术正式进入量产阶段。随着用户体验的提升，异形全面屏是大势所趋，能大幅提高屏占比，视觉效果更好，操作更方便，同时，全面屏的设计也对加工技术提出了更高要求，见图1。

图1 常规刘海屏和异形水滴屏对比：a刘海屏图形结构较简单；b水滴屏图形曲线复杂，刀轮无法切割

激光切割全面屏优势

LCD屏幕的结构模式（图2）就决定了它是双片叠加，双片玻璃的超薄特性决定了它的脆性，切割的时候容易产生崩边，而崩边则影响玻璃的强度，因此考察切割方式造成的崩边量非常重要。

图2 LCD结构：双层玻璃，中间夹层为液晶，单层玻璃厚度仅0.15 mm-0.18 mm，常规刀轮接触式切割极易破碎

针对异形切割，目前的主流技术有刀轮切割、CNC研磨及激光切割。目前手机全面屏异形切割主要涉及C-Cut、R-Cut、U-Cut位置切割（如图3）。其中C接近直线，R带有一定弧度，U角弧度线条最复杂，在最新的水滴屏上体现的尤为明显。

图3 手机全面屏切割示意图

超快激光切割在屏幕异形切割优势

通过上述三种方式的对比，激光技术切割全面屏显示出绝对优势，将成为以后的主流切割方式。

激光切割全面屏基本技术路线

激光切割全面屏是利用激光在材料内的自聚焦现象进行切割。当超高峰值功率的激光被聚焦在透明材料内部时，材料内部由光传播造成的非线性极化改变了光的传播特性，将激光进行波前聚焦，这种现象称为自聚焦现象。自聚焦形成的超强光束在玻璃内部形成直径为1 μm左右的丝线，高峰值能量将丝线贯穿处玻璃直接气化，形成孔洞，再施加外力，可轻松高效裂开。

图4 超快激光切割LCD方案原理示意：（a）贝塞尔光束，（b）贝塞尔光束贯穿玻璃

由图4可以看出，贝塞尔切割为贯穿式切割，不会在玻璃内部形成爆裂，因此对玻璃强度损伤极小。

图5 超快激光切割LCD方案实例

由图5可以看出，超快激光加贝塞尔切割方案，可在无机械接触下将玻璃完全切透，保证断面平整、无崩边、无内爆、品质极佳。

飞秒激光相比皮秒激光加工工艺对比

虽然激光切割方案作为主流方案，占据了很大优势，但目前采用较多的仍然是激光+CNC复合的方式。由于使用的皮秒激光器，脉宽为10 ps左右，仍存在一定热影响，激光切割后，产生的热量会在切割线边缘产生应力裂纹，使玻璃的强度降低，这就需要切割后辅以CNC研磨，沿切割玻璃的边缘研磨一圈，将细小微裂纹磨掉，从而提升玻璃强度，提高屏幕抗冲力和弯曲能力。

但随着超快激光技术的发展，激光脉宽进一步缩短，更窄脉宽意味着更高峰值和更低热影响，得益于更高峰值，使用更小的能量就可将玻璃切开，从而对玻璃的损伤更小。

以武汉安扬激光研发的全光纤超短脉冲激光器Femto-YL系列为例，其最窄脉宽可达300 fs，可调范围300 fs-10 ps。通过长期数据验证，在10 ps以下进行脉宽调节时，切割全面屏各方面效果有显著提升。

FemtoYL-20系列激光器测试结果，当脉宽调到合适区间，切割全面屏所需要的最低脉冲能量<15 μJ，远低于10 ps激光所需要的20 μJ，热影响可降低30%（120 μm→80 μm），玻璃损伤降低，强度可提高30%（15 N→20 N），基本接近玻璃原始强度值，可实现全激光无需研磨。目前此方案已验证成功，并在国内一大面板公司成功实现量产，大幅提高了终端客户的产能，降低成本。

以安扬激光Femto-YL系列产品为例，比较飞秒激光与皮秒激光的加工优势

结论

飞秒激光微加工技术已经成为当代微制造领域的研究热点，在微电子、微光学、微机电系统和生物医学等领域均已展露出重要的应用前景，并体现出无可取代的优势。

本文由武汉安扬激光技术有限责任公司供稿