未來研究重點
本研究對電致發光半導體高分子MEH-PPV有相當基礎的暸觧，無論就化學合成方面，我們已掌控其技巧，可使之進行自由基聚合反應或逕行陰離子聚合反應，是故我們可以妥善的控制其分子量從小分子量—數萬乃至巨分子量—數佰萬(溶觧性乃佳)，甚至於可以控制其PDI
(分子量廣分佈指標)，由接近1
(PDI~1.07)直鏈狀且缺陷(defect)少的分子鏈，到接近10
(PDI~10)分枝鏈狀且缺陷(defect)多的分子鏈，都可以從心所欲﹔就物理形態結構方面，利用SAXS
、SANS以及TEM、SEM、AFM、POM，解析MEH-PPV在不同溶劑、濃度及溫度下所呈現的分子鏈構形，並對應其光物理性質。快速延伸本研究到PLED其他光色的polymer，未來之研究重點，我們提出下列「雙核心」計劃，敘述如下：
A. 新世代「視訊」大革命
高分子發光二極體(PLED)之發光原理
高分子發光二極體(polymer light emitting diode,
PLED)之發光，以下列兩種方式來進行：電致發光
(electroluminescence, EL)及光激發光(photoluminescence,
PL)。高分子發光二極體，利用共軛性高分子(conjugated
polymer)當發光材料(emitting
materials)，在正、負極之間塗佈發光層薄膜，形成三明治結構，見圖1。
圖1、高分子發光二極體(PLED)的複式三明治結構。
當施予正向偏壓(forward bias)，電洞(holes)由正極注入高分子薄膜內，進入價帶(valence band)形成正偏極子(polaron)，而電子(electron) 由負極注入，進入傳導帶(conducting band)形成負偏極子polaron，兩偏極子在高分子共軛鍵上往相對方向移動，進而結合(combination)放射出螢光(可見光)見圖2(a)、(b)。
圖2 (a)、正、負兩偏極子在高分子共軛鍵上往相對方向移動、結合再放出螢光。
圖3、可撓式的PLED。
B. 新世代「能源」大革命
有機高分子太陽能電池的運作原理
簡單來說，有機高分子太陽能電池的基本運作，可分為下列步驟：(1)激子的產生、(2)激子的擴散、(3)電子及電洞的分離及(4)載子的傳輸，當電子-電洞對的激子擴散到分解區(dissociation
site)時binding電子-電洞對便會分離，分離後的電洞彺陽極移動，電子則彺陰極移動，形成提供外部電路所需的電荷，因而將光能轉換成電能，圖4為原件構造之示意圖。
圖4、有機高分子太陽能電池元件構造圖。
圖5、可撓式的有機高分子太陽能電池元件示意圖。
C. 兩大革命「雙核心」的通用-共軛發光高分子
目前研發的(A)高分子發光二極體(PLED)及(B)有機高分子太陽能電池，為共通的共軛發光高分子(皆源起於其共軛電子的未定域化，故可以導電、發光)，皆具有有機材料製程簡易、可大面積化及低溫製作(20-200°C)等特點；且材料成本低廉，具可撓性(flexibility)、及對自然環境無污染等優點，故兩者分別是新世代「視訊」及「能源」大革命的關鍵產物，可特別應用於智慧卡
(smart card)、一般小型電子產品如計算機及手錶、和帳篷等可撓性可攜帶式(portable)的產品，甚至於將來整棟大樓，可利用大面積太陽能電池材料，作為外牆帷幕，白天吸收太陽能減低室內溫度，節省冷氣能源的耗用量，到了晚上可利用白天所吸收的太陽能轉為照明使用，更近一步延伸擴展到整座城市都在太陽能電池材料及高分子發光二極體帷幕下運作，形成一座太陽能城市，可行太陽能光合作用產生新鮮空氣，排除廢氣，建構一座理想化純淨、更適於居住的都市…等等，其未來發展的前瞻性令人既徸憬且嚮彺。
利用本實驗室現有能力，研發製備PLED中多種不同光色的polymer，其吸收能量涵蓋紫外光色、紫色光、藍色光、綠色光、黃色光、橙色光、紅色光及紅外光色等，利用共價鍵串接成多團鏈式奈米結構共聚合物，奈米結構如下圖
(a) A –spheres
(體心立方堆積圓球)、
(b) A–cylinders
(六角堆積圓柱) 、
(c) A–B–bicontinuous
(雙連續式鑽石)、
(d) B–perforate layers
(穿孔層)、
(e) B–lamellae
(層狀) 。
圖6、團聚物隨體積分率變化之形態示意圖。
由於利用共價鍵串接多種不同光色的polymer，將大幅提高高分子發光二極體(PLED)以及高分子太陽能電池的效能，接著面臨一個關鍵點，即上述多種不同光色的polymer碰到紫外光色照射，容易劣化而減短使用期限(life
time)，我們利用以下方法解決：
以溫度控制發光強度
利用有機化合物「Teru Pyridine」，其性質是照射到紫外線就會發出藍色光。化合物內部的結晶狀態時為針狀時為板狀，在板狀結晶時，其發光強度為針狀結晶的10倍。只要簡單的加熱步驟便可改變結晶的構造，針狀結晶大約以攝氏80度加熱1分後會變成板狀結晶，而板狀結晶要回復成針狀結晶則需要以攝氏100度加熱1分鐘。
圖7、結晶發光特性的結構轉換圖。
因此，整體而言，我們在圖原件的結構中polymer層，以共價鍵串接多種不同光色的polymer形成共聚物(copolymer)簡示如圖十(a)(b)，外層披覆「Teru
Pyridine」作為保護層不但防止光照破壞內層共聚物(copolymer)，消除使用壽命的問題，同時更上一層樓，增進太陽能吸收的效能，再利用多量子井太陽能的方式，更上一層樓，使太陽能吸收進而轉換成電能儲存於電池，功能達到極致﹔再經由轉接不同的電極方式便可由電能而致發光，亦即使用相同的原件只是改變接電的方式而達到兩種功能：一者吸收太陽能儲存於電池(太陽能變成化學能)，二者使電能而致發光(化學能變成電能再變成光能)。
圖8(a)、共價鍵串接多種不同光色的polymer形成共聚物(copolymer)。
圖8(b)、共價鍵串接多種不同光色的polymer形成共聚物(copolymer)。
上述的設計，如果能够成功，預計在两大革命中有機會竄出，加上前述優點如製作簡易、價廉、大面積化等，所以將來實用化的機會很大，未來世界的發展將有巨大的轉變，直接對人類的福祉作出貢献，為個人最大的期盼。