Stoichiometric silicon nitride thin films for gas barrier, with applications to flexible and stretchable OLED encapsulation

材料科学 化学计量学 氮化硅 氮化物 薄膜 氧气 杂质 相对湿度 化学气相沉积 光电子学 化学工程 纳米技术 化学 有机化学 工程类 物理 热力学 图层(电子)
作者
SeungMin Shin,Ho Won Yoon,YunSung Jang,MunPyo Hong
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:118 (18) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/5.0050836
摘要

This study reveals that the stoichiometricity of silicon nitride thin films (SiNx-TFs) significantly governs the packing density and water vapor transmission rate (WVTR), and it can be controlled by chemical reactions accompanied by the removal of oxygen impurities with a nitrogen neutral beam (N-NB). Here, oxygen contents of SiNx-TFs are reduced through the formation of volatile NOx, and their amount is dominated by the energy of the N-NB reflected from a negatively biased reflector (0 to −60 V). The single-layered stoichiometric SiNx-TFs with a thickness of 100 nm provides the WVTR of 6.2 × 10−6 g/(m2day), with a density and composition ratio of N/Si stoichiometry at 3.13 g/cm3 and 1.33, respectively. This optimized SiNx-TF encapsulated top-emission organic light-emitting diode has reliability under harsh condition (85 °C and 85% relative humidity) for 830 h or more.
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