Эффект кристального монитора, что это такое

Обновлено: 07.07.2024

Цели. Целью данного исследования было оценить уровень яркости мониторов в зависимости от времени горения лампы в мониторе, а также оценить, изменялись ли уровни яркости в различных областях монитора в определенное время.

Материалы и методы. Были оценены девять моделей стандартных жидкокристаллических (ЖК) мониторов, всего 180 мониторов. Измерялись максимальные уровни яркости мониторов и записывалось время горения ламп. Рассчитана предполагаемая функция между временем горения и яркостью. На 11 мониторах были измерены 9 областей, распределенных по всему экрану, чтобы оценить, в какой степени разные области имеют разные уровни яркости.

Результаты. Со временем яркость уменьшилась на всех моделях мониторов. Между моделями мониторов не было обнаружено различий в том, насколько быстро уменьшались уровни яркости. Были обнаружены разные значения яркости для разных областей на мониторах, но ни одна область не ухудшалась быстрее, чем другая.

Выводы. Уровень яркости стандартных жидкокристаллических мониторов со временем постепенно ухудшается, и это ухудшение коррелирует со временем, в течение которого мониторы были включены. Снижение яркости одинаково во всех областях монитора.

Цитируется по 5 статьям

Хасти Т., Венске-Паркер С., Апс Дж.К.М. Хасти Т. и др. Imaging Sci Dent. 2021 июнь; 51(2):137-148. doi: 10.5624/isd.20200182. Epub 2021 Feb 9. Imaging Sci Dent. 2021. PMID: 34235059 Бесплатная статья PMC.

Кавамото К., Токурей С., Моришита Дж. Кавамото К. и др. Радиол Физ Техн. 2017 Декабрь; 10 (4): 409-414. doi: 10.1007/s12194-017-0412-7. Epub 2017, 16 августа. Radiol Phys Technol. 2017. PMID: 28815467

Такахаши К., Авамото С., Такарабе С., Огава К., Накамура Ю. Такахаши К. и др. Радиол Физ Техн. 2017 сен; 10 (3): 382-386. doi: 10.1007/s12194-017-0401-x. Epub 2017 May 2. Radiol Phys Technol. 2017. PMID: 28466128

Caffery LJ, Manthey KL, Sim LH. Caffery LJ и др. Бр Дж Радиол. 2016 июль; 89 (1063): 20150657. doi: 10.1259/bjr.20150657. Epub 2016 16 мая. Br J Radiol. 2016. PMID: 27181625 Бесплатная статья PMC.

Кварцевый монитор необходим для системы измерения и контроля на основе кварцевого кристалла.

Кристалл обеспечивает точное и воспроизводимое осаждение тонкой пленки.

Кварцевые микровесы (ККМ) — это микроэлектронные устройства, используемые в камерах вакуумного напыления для измерения толщины тонкой пленки на подложках. Это делается с помощью частотной характеристики, обеспечиваемой кварцевым кристаллом в процессе нанесения покрытия. Это изменение частоты может быть связано с количеством материала покрытия на поверхности кристалла.

Кварцевые кристаллы отображают толщину на уровне ангстрема (1 ангстрем эквивалентен 0,00000000393701 дюйма или 0,0000001 миллиметра). Их уровень прецизионности и правильности очень важен, поскольку отклонения толщины всего в 10 ангстрем могут сильно повлиять на характеристики продукта.

Влияние этого процесса на систему управления и ее ограничение является важным шагом для разработки инновационных и новых продуктов. За последние двадцать лет значение датчиков на кристалле кварца возросло, поскольку для более совершенных оптических, электрических и магнитных устройств требуется датчик, способный обрабатывать правильные измерения.

Некоторые отрасли, которые используют этот процесс в своих производственных процессах: оптическая, полупроводниковая, солнечная батарея и тонкопленочные дисплеи (OLED).

Продлите срок службы кварцевого кристалла монитора, выбрав соответствующий электрод.

Кварцевые датчики 6 МГц, совместимые с монитором, контроллером и микровесами INFICON.

Размер: 14 мм (0,550 дюйма).
Частота: 6 МГц.

Выбор таблицы электродов

< td >Короче золота, в два раза больше серебра, со временем сплав окисляется

Материал электрода	Тип приложения	Выбор таблицы электродов	Основное свойство
Золотой	Стандартный	Бесконечный	Наиболее распространенный, адаптированный для большинства приложений
Серебро	Тип напыления	Зависит от окисления и воздействия содержания серы в воздухе (эффект потускнения)	Самая высокая теплопроводность. Адаптируется, когда требуется лучшая передача тепла к охлаждаемому корпусу датчика.
Сплав	Покрытия для высоких нагрузок, оптические пленки, полупроводниковые материалы для высоких нагрузок	Более высокие значения активности по сравнению с золотом и серебром

Ознакомьтесь с кварцевым тонкопленочным монитором здесь.

О микробалансе Quartz Crystal

Датчики QCM (микровесы на кристалле кварца) измеряют изменение массы на единицу площади путем измерения изменений частоты резонатора кристалла кварца с использованием его пьезоэлектрических свойств. Частота изменяется линейно с массой (или толщиной). Системы мониторинга кристаллов кварца являются важным компонентом вакуумных камер для осаждения тонких пленок, обычно используемых в массовом производстве.

Очень важно контролировать температуру, поскольку резонансная частота также может сильно меняться в зависимости от температуры. Существуют различные типы кристаллов в зависимости от их устойчивости к температуре.

Обычно работают на уровне Ангстрема (порядок 10–10). Небольшие отклонения толщины, такие как 10 или менее ангстрем, могут оказать существенное влияние на характеристики продукта. В последние годы измерения датчика QCM все больше и больше совершенствуются. В настоящее время передовым оптическим, электрическим и магнитным устройствам требуется технологический датчик, способный надежно измерять толщину слоя с разрешением 1 Ангстрем.

Как выглядит типичная система QCM?

Внутри вакуумной камеры датчик помещается рядом с подложкой для измерения толщины пленки. Важно знать его рабочий диапазон частот и качество электрода этого кристалла. Вакуумная камера должна иметь терморегулируемый корпус с функцией регулирования температуры датчика и его механической целостности.

Вне камеры электрический монитор создает ток, который заставляет кристалл вибрировать и отслеживает эту частоту с течением времени. Очень важно, чтобы этот монитор мог точно отслеживать изменения частоты кристалла и температурные характеристики. Внутренний микропроцессор может преобразовывать эти изменения частоты во времени в фактическую толщину пленки.

Основные характеристики кристаллов кварца:

Кристалл может иметь различную форму электрода в зависимости от приобретаемой модели системы.

Держатель кварцевого кристалла, или прибор, представляет собой устройство в виде жезла, используемое для наблюдения за процессом осаждения пленки. Стандартный кварцевый прибор Colnatec состоит из «головки» (отсека, содержащего QCM или микровесы из кварцевого кристалла); кабели управления кристаллами; фланец (отделяет сторону вакуума от стороны атмосферы); и охлаждающие трубки (регулирует температуру внутри отсека для кристаллов). Colnatec предлагает прибор с кварцевым кристаллом, который содержит термопару, которая снимает показания температуры вокруг кристалла (см. схему ниже).

Изучая основы систем мониторинга кристаллов кварца, следует отметить, что ключом к системе мониторинга и контроля отложений является кристалл кварца. Кристалл кварца по своей природе содержит реактивные элементы, которые реагируют на электрическую стимуляцию. Из-за этого «пьезоэлектрического эффекта» подача переменного тока на кристалл вызывает колебания с постоянной, предсказуемой и измеримой скоростью. По мере осаждения материала на кристалл скорость частоты колебаний снижается из-за накопления массы на кристалле. Монитор/контроллер, который считывает частоту колебаний кристалла, немедленно регистрирует любые изменения частоты. Изменение частоты напрямую связано с количеством массы, осажденной на кристалл. Таким образом, толщина тонкой пленки может быть измерена с высокой степенью точности — вплоть до одного ангстрема!

В зависимости от выполняемого процесса осаждения доступны различные кристаллы. Различные типы кристаллов могут производить колебания с разной скоростью или выдерживать высокие температуры.

Основы систем мониторинга кварцевых кристаллов включают герметизацию прибора из кварцевого кристалла внутри вакуумной камеры, где должен происходить процесс осаждения (см. иллюстрацию ниже). После того, как конец прибора с кристаллом запечатан внутри камеры, разъемы основания прибора остаются доступными для подключения различных кабельных соединений, которые используются в процессе мониторинга/управления осаждением (дополнительная система охлаждения также может подключаться непосредственно к основанию). .

Кварцевый прибор подключается к монитору/контроллеру, который, в свою очередь, подключается к ПК, где пользователь получает доступ к управляющему программному обеспечению, которое используется для мониторинга/управления процессом осаждения, происходящим внутри камеры.

Что такое кварцевые системы мониторинга?
Эта статья содержит дополнительную информацию о работе систем мониторинга кристаллов кварца.

Типичная система осаждения тонких пленок на основе QCM

Цель: Экран с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) недавно был заменен экранами на жидких кристаллах (ЖКД) в качестве визуальных стимуляторов зрительно-вызванных потенциалов с реверсированием паттерна (p-VEP). Цель исследования состояла в том, чтобы оценить полезность ЖК-экрана для выявления p-VEP.

Методы: формы сигналов p-VEP, отображаемых на ЖК-панели, сравнивались с сигналами, отображаемыми на обычном ЭЛТ-экране. Изменения яркости каждого экрана измерялись фотодиодом, а среднее изменение яркости измерялось измерителем яркости. Также регистрировались ЗВП и электроретинограммы (ЭРГ), когда монитор был закрыт диффузором.

Результаты: p-VEP, полученные с помощью LCD, состояли из компонентов N75 и P100 обычных VEP и имели хорошую воспроизводимость. Средняя задержка этих компонентов была значительно задержана на 9,8 мс для N75 и 10,2 мс для P100, а амплитуда N75-P100 была значительно больше, чем обычный p-VEP, выявленный на экране ЭЛТ. Во время фазы обращения, особенно от черного к белому, яркость ЖК-экрана временно уменьшалась, что вызывало вспышку ЗВП и ЭРГ. Уменьшение контрастности контрольных точек свело к минимуму кратковременное изменение яркости, а форма волны ЗВП стала более похожей на форму, отображаемую на ЭЛТ-экране.

Выводы. Результаты показывают, что при использовании ЖК-монитора в качестве альтернативного зрительного стимулятора для выявления p-VEP необходимо учитывать задержку изменения яркости и эффект вспышки.

Цитируется по 5 статьям

Дуссан Молинос Л., Хухцермейер С., Лэммер Р., Кремерс Дж., Хорн Ф.К. Душсан Молинос Л. и соавт. Graefes Arch Clin Exp Офтальмол. 2022 апрель; 260(4):1171-1181. doi: 10.1007/s00417-021-05473-w. Epub 2021, 25 ноября. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2022. PMID: 34821990 Бесплатная статья PMC.

Расси С.З., Оспина Л.Х., Бошеро А., Самсон Ю., Перро С., Сент-Амур Д. Расси С.З. и др. Док Офтальмол. 2019 окт.; 139(2):137-149. doi: 10.1007/s10633-019-09703-9. Epub 2019 26 июня. Док Офтальмол. 2019. PMID: 31243619

Читайте также:

Эффект кристального монитора, что это такое

Похожие статьи

Цитируется по 5 статьям

О микробалансе Quartz Crystal

Как выглядит типичная система QCM?

Основные характеристики кристаллов кварца:

Похожие статьи

Цитируется по 5 статьям