為什麼OLED和OPV需要封裝
封裝對於增強OLED(有機發光二極體)和OPV(有機光伏)元件的耐用性和操作壽命至關重要。由於這些元件中使用的有機材料的敏感性，它們容易受到如濕氣、氧氣和紫外線等環境因素的影響，導致快速劣化，從而降低亮度、損失效率，甚至可能導致元件失效。例如，濕氣滲入會氧化OLED的陰極或破壞發光層的完整性，而在OPV中，則可能因活性層的降解而嚴重影響電荷傳輸。因此，封裝成為必要手段，為元件提供防護屏障，以確保其在長期操作中的穩定性和可靠性。
封裝過程
OLED和OPV的封裝可以通過多種方法來實現，每種方法都根據元件的應用和環境需求進行定制。最有效的封裝技術之一是薄膜封裝(TFE)，它包含無機層和有機層的交替沉積，不僅阻擋濕氣進入，同時保持柔韌性，適用於可摺疊和穿戴元件。相關成膜技術如原子層沉積(ALD)和化學氣相沉積(CVD)允許精確形成低水蒸氣透過率(WVTR)的薄膜屏障，滿足現代顯示器和太陽能電池的高保護需求。
一般實驗室沒有前述昂貴的成膜設備，其所製作的玻璃基板元件可以採用玻璃蓋板(Cover glass)、乾燥劑及UV膠來進行封裝。例如，Lumtec的蝕刻型玻璃蓋板(LT-Cover)可有效防止氧氣和濕氣滲入，同時保持光學清晰度。此外，沿著蓋板邊緣使用如低透氣率UV膠(LT-U001)等這類的封裝劑(sealant)，可以有效強化結構，減少空氣滲入元件內部。蓋板凹槽內可置入乾燥劑(Desiccant) LLDY1000001，以吸附微量擴散進來的溼氣，進一步地提升封裝效果，完整地維持元件的效能與壽命。
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封裝的優勢
封裝為OLED和OPV元件提供了多方面的關鍵優勢：
- 延長元件壽命：封裝通過屏蔽敏感層免受劣化因素的侵害，幫助保持元件性能。使用乾燥劑例如Lumtec的標籤乾燥劑(LLDY1000001)或液體乾燥劑(LLDY2000001)，可以有效捕獲封裝區域內的殘留水分，保護內部的有機材料，有助於長期穩定性。
- 增強柔韌性：在可摺疊OLED應用中，封裝層需要既具防護性又具柔韌性。薄膜封裝結合乾燥劑解決方案，確保OLED即使在彎折時也能保持結構完整。
- 抵禦機械應力：封裝增加了機械強度，保護OLED和OPV元件免受衝擊或彎曲造成的物理損傷。高質量的玻璃蓋層如LT-Cover進一步增強耐用性，使其適合穿戴和戶外應用，尤其適合經常遭受粗糙操作的情境。
未來展望
隨著技術的進步，OLED和OPV的封裝方法將進一步提升，以解決目前在元件壽命、效率和柔韌性上的限制。未來的封裝技術將專注於開發超級屏障材料，具備更低的水蒸氣透過率（WVTR），即使在惡劣的環境下也能提供更持久的保護。混合封裝方法將成為主流，結合玻璃封裝的機械強度與薄膜技術的柔韌性，以實現更全面的防護。乾燥劑材料的創新，如液體和標籤乾燥劑的新配方，也能有效提升吸濕效果，並且不會增加元件的體積。
此外，具備自我修復特性的封裝材料（如自我修復聚合物）也有望延長元件壽命，能夠在元件彎折或受到撞擊時，自動修復細微的結構損傷。在商業應用方面，市場對於低成本、大規模封裝解決方案的需求逐漸增長，以支持柔性和穿戴式電子產品的擴展。隨著持續的研究與發展，封裝技術將促進先進OLED和OPV元件的廣泛應用，助力可摺疊顯示器、高性能太陽能電池和具備可持續性與高效能的新照明技術的創新發展。
補充參考
Lu, Q., Yang, Z., Meng, X., Yue, Y., Ahmad, M. A., Zhang, W., Zhang, S., Zhang, Y., Liu, Z., & Chen, W. (2021). A review on encapsulation technology from organic light emitting diodes to organic and perovskite solar cells. Advanced Functional Materials, 31(41), 2100151.
