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手机厂商扎推抢进全面屏 异形切割身价瞬间暴涨

苹果新品牵动了数月躁动的心现在终于可以静下来了,据最新消息显示,苹果确定在美国时间9月12日(北京时间9月13日)正式发布十周年纪念产品iphone 8。在众多纷扰的传言中,全面屏始终是iphone 8最为确定的外观标签。除苹果外,国产手机厂商小米、金立也确定于9月11、9月28日发布全面屏手机小米MIX 2、金立M7。另外,国产手机厂商如华为、OPPO、VIVO、魅族等都宣称在下半年计划推出全面屏手机。可以说全面屏已经是下半年手机发布会上最大的看点了。浩浩汤汤的全面屏风潮的序幕已经在9月正式拉开。

全面屏一般来说是屏占比达到80%以上的手机,在如今手机最佳尺寸已经最大化的时候,显示区域面积的增大,压缩了其他配件的布局空间。全面屏并不是横空出世的全新概念,而是窄边框这一设计理念达到极致的必然结果。

窄边框、高屏占比可以实现更好的显示效果,所以窄边框一直是手机外观创新的重点。但是此前的窄边框一直是在尽力缩窄左右边框,而避开缩窄上下边框。这是因为缩窄左右边框只需要改进显示面板的布线设计和点胶,而缩窄上下边框则需要对整个手机的正面部件全部重新设计,难度太大。

而且,全面屏手机显示区域面积的扩大,显示区域的直角与手机边缘的圆角距离也随着拉近,而这近距离容易造成破损,因此,异形切割技术在全面屏下尤其重要。

全面屏相关难题未解 催生异形切割技术发展

事实上,小米MIX、三星S8虽也是全面屏手机,但是在切割方案并不是特别复杂。在前不久发布的夏普AQUOS S2可以说是全面屏下异形切割的开路先锋。

夏普AQUOS S2的发布让异形全面屏成为关键词汇,要解释这个词汇只需要将它分为“异形”和“全面屏”两部分。全面屏的理想状态就是显示区域覆盖整个前面板,但以目前的技术水平来说还差点火候,因为屏幕周边的听筒、传感器、摄像头暂时还没有隐藏于显示屏幕下的成熟方案,特别是显示区域的指纹识别技术距离量产还有很长的路要走。而这些技术在一定程度上制约了全面屏的发展。在这些技术没有成熟之前,“异形”成了继续推进屏占比的最佳手段。

众所周知,在传统的手机屏幕显示比为16:9,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.X: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,因此为减少碎屏的可能和预留元件空间,而对屏幕加工成非直角的异形切割变得十分必要。

手机厂商扎推抢进全面屏 异形切割身价瞬间暴涨

手机厂商扎推抢进全面屏 异形切割身价瞬间暴涨

 

以传统矩形或者倒角矩形的显示屏幕,无法覆盖传感器、摄像头、听筒左右的空白区域,这时候夏普给出的做法就是将听筒上移,在屏幕上方开孔用以包裹摄像头和传感器,从而使前面板额头的空余面积进一步缩小。这种方法并不是很难想到,难就难在屏幕切割技术。

“异形切割”是根据不同需要对屏幕进行R角切割、U型开槽切割、C角切割等。其目的主要有两方面: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。另外一方面是需要在屏幕上方做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。

异形屏切割的核心在于对屏幕顶端进行开孔(或者开U型槽)。因为这需要在保证精度的同时需要突破良率的限制,更重要的是保证显示效果不受影响。为达到客户异形全面屏良好的观感和使用体验,必须先在以精工钻石铣刀在0.3mm玻璃上打磨弧角,然后用CNC精雕细琢,从而保证任何一块切割的良率与精度。同时异形全面屏不同于传统标准的像素设计,每一颗像素都必须重新精密设计,异型屏幕弧形槽区域Gate 电极信号两端分别驱动,高度精密同步算法。

屏幕切割之后,需要将屏幕周边以钻石铣刀精细打磨,才能呈现出有别于四边形的外观。而屏幕打磨工艺无一处不是经验与技术的累积,需精准掌握铣刀压力、转速、进刀角度、刀型设计与打磨路径,才能让仅有0.3mm的屏幕在强力打磨下达到切断面平整不破片的效果。

OLEDLCD屏幕种类不同 切割难度也大有不同

在夏普之后,据悉苹果即将发布的iphone 8也会采用异形切割,富士康副总裁罗忠生透露,苹果iPhone 8显示屏要求的是一种特殊切割方式,而业内人士认为,这种特殊切割方式最有可能跟机身正面的“凹口”有关。

据悉,苹果公司即将推出的新款iPhone 8智能手机将首次配备OLED(有机发光二极管)面板而非LCD(液晶显示屏)面板。但据罗忠生透露,在富士康收到的OLED面板中,有40%没能达到这家代工厂商要求的等级,原因是苹果公司在这种材料的切割方式上有着特定的标准。

手机厂商扎推抢进全面屏 异形切割身价瞬间暴涨

OLED与LCD面板种类不同,其异形切割难度也大有不同。就苹果iPhone8即将采用的柔性OLED触控显示屏来说,柔性OLED显示屏由于并非采用玻璃基板这类硬材料,所以带来的异形切割的难度也相对较小。但对国产手机而言,由于拿不到柔性OLED产能,带有玻璃基板的LCD屏幕仍然是主流的选择,这将令异形切割的难度增大。

夏普异形全面屏AQUOS S2采用的是LCD面板,众所周知,LCD不能自发光,需要依靠背光源发光。把LCD的背景设为全黑,如果做工质量好,整个屏幕都是均匀的黑色,有些LCD由于外框封装的不严,边缘会比中间亮一点。

值得说明的是,液晶显示器漏光是常见问题,从某种意义上来说,液晶显示器基本上无法避免漏光的发生,只不过程度的问题。低档显示器可能会比较明显,高档的就很少有明显的漏光。

虽然是第一代异形全面屏产品,但夏普不亏“液晶之父”的称号,夏普AQUOS S2在漏光控制上十分优秀,黑色背光显示均匀,弧形槽区域也并没有出现漏光问题。国产厂商如若下半年计划发布全面屏,LCD屏也将是主流选择,夏普全面屏相关技术可谓是一个很好的范例。

另外,不同种类面板选择的切割方案也有所不同,当前的异形切割采用方案主要有:刀轮切割,激光切割,以及作为临时替代方案的CNC研磨。有消息称,由于国内手机厂商无法拿到OLED产能,因此首批全面屏仍采用LCD方案。而对于LCD屏幕的异形切割方案是刀轮切割和激光切割。

刀轮切割属于机械加工,没有高温问题,不会导致框边黄化与热点缺口,但成品较粗糙,容易改变玻璃本身的应力特性,且工序复杂且良率较低,相对于激光切割来说出片率较低,不适用于精细的玻璃、蓝宝石等材料的加工。

激光切割利用高功率密度激光束照射被切割材料,使材料很快被加热至汽化温度,蒸发形成孔洞,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,随着光束对材料的移动,形成切缝。具有切割尺寸精度高、切口无毛刺、切缝不变形、切割速度快且不受加工形状限制等特点,但是相比较而言则会有成本高的不足。因此,激光切割技术有望成为异形切割领域的主流切割技术。

哪些切割厂商有机会?

全面屏是手机外观的一个重大革新,背后支撑的技术基础是极限化缩小的边框及精密的异形切割技术。由于异形切割技术工艺复杂,对设备的技术参数及精密度都有较高的要求,同时对栅极控制排线具有新的要求,技术难度和成本都大幅提高。

目前国产全面屏量产机型仍然以旗舰机为主,旗舰机相对而言具备一定的品牌溢价能力,出于品牌维护的考虑,尽管采用激光切割较多。

而在激光设备的选择上,根据激光发射脉冲宽度时间又可划分为纳秒(10的负9次方秒)、皮秒(10的负12次方秒)和飞秒(10的负15次方秒)激光设备。从精细程度和加工速度来看,皮秒激光切割技术更适合用于激光异形切割领域。

皮秒脉冲能减少裂缝的产生,切割质量远远超过普通的铣削加工。激光光束多次扫过被加工材料来实现切割。切割的速度、边缘质量和边缘的角度可以由加工策略来决定,且从目前应用来看,皮秒激光加工的单位时间产量很高。

从目前国产手机全面屏研发进度和成本端考虑,年内国产全面屏手机采用异形切割的渗透率仍然不高,仍有相当比例的全面屏机型将采用在屏幕直角处填充防震材料的屏幕防摔过渡性方案,2018年或许是异形切割全面爆发的时间。

2018年国产手机旗舰机型有望全部转为全面屏手机,假设明年全面屏渗透率30%,则全球约有4.5亿部全面屏手机,带来大量的增量异形切割需求,从而推动皮秒激光设备的应用。

异性切割是全面屏方案实现不能绕过去的一个工艺环节。在柔性OLED面板中,异形切割的难度较小,但在LCD面板中,收到玻璃基板的影响,异形切割对面板的良率影响将会有所体现,相应将驱动激光设备需求增加。

但从目前来看,异形切割技术逐步的成熟,有利于终端产品的进一步更新与升级。但目前异形切割技术主要由日本企业掌握,国内企业应当抓住全面屏发展的契机,加强设备关键技术攻关,加快结构调整,提前业务布局,打一场漂亮的技术攻坚战。

目前国内激光设备优秀企业大族激光、盛雄激光凭借在皮秒激光器上的深厚积累,将令其未来在全面屏时代充分受益。

据悉,大族激光自主研发的Draco系列皮秒激光器采用模块化设计,可以实现不同功率、频率、脉宽的多参量输出,满足不同客户需求。作为新一代核心光源打破国外垄断,在LED晶圆、蓝宝石、玻璃等脆性材料切割领域基本替代进口,截至2016年底,已累计销售4850台,其中2016年实现单年销量1200台。

盛雄激光在皮秒激光设备领域积累也甚为深厚,其基于脆性材料加工的皮秒激光切割设备,不但在指纹识别行业得到了广泛的应用,还在智能手表、可穿戴设备的镜片与机壳的异形切割领域大显身手。其主营产品包括激光切割及焊接设备、激光打标机、激光器、PCB 专用设备等,产品可广泛运用于消费电子、面板、汽车等领域。

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