CN104024891A - 用于纠正色盲的光学元件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了用于改善颜色识别的装置、组合物和方法。

Description

用于纠正色盲的光学元件
发明背景
发明领域
一些实施方式涉及用于增强患有在多种颜色之间视觉不敏感的人的颜色识别力诸如纠正色盲的光学元件,其可以辅助人或其他哺乳动物区分第一可见颜色波长和第二可见颜色波长。
现有技术描述
色盲通常被认为是对他人能够区分的一些颜色之间差异的察觉能力下降。存在多种类型的色盲。与正常个体相比,红色弱的(protanomalous)个体对红光更不敏感,因此遭受光谱的红端变暗的影响。绿色弱的(deuteranomalous)个体具有突变形式的绿色色素,其向光谱的红端移动,导致对光谱的绿色区域敏感度降低。与红色弱相似,绿色弱在识别光谱的红、橙、黄、绿区域的色调的微小差异时表现差。这种红绿色盲是这种状况的最常见的形式,其引起这些色调中的许多种向色彩光谱的红端移动。其他色盲个体是蓝色弱的(tritanomalous),并且具有突变形式的蓝色色素,这引起向光谱的绿色区域移动。
已经提出了几种纠正人类色盲的方法。下面所讨论的每一篇参考文献的内容都通过引用以其整体并入本文。一般来说,纠正视觉颜色识别力缺乏的选项包括使用差别着色(differential coloration)、滤色和在同时使用的透镜之间光谱透射。其他专利公开将颜色与其他视觉指示器相关联,例如交叉影线(cross hatching),作为纠正视觉颜色不足的一种方式。
发明概述
本文中所公开的装置可用于改善人区分颜色的能力。对于具有正常色觉的个体和具有受损的区分颜色能力的个体来说,这些装置都可以是有益的。本发明的实施方式涉及用于增强患有在多种颜色之间视觉不敏感的人的颜色识别力诸如纠正色盲的光学元件,其增强对应于人体视为难以识别或难以区分的颜色的一种或多种期望的发射带宽的透射。该带宽可以在可见光波长的红、黄、绿或蓝色区域中。在一个实施方式中,光学元件既可以增强所渴望的第一发射带宽的透射,又可以降低第二发射带宽的透射。例如,患色盲的人会能够感知第一颜色,但对第二颜色与第一颜色混淆。在一个实施方式中,光学元件可以增强两种颜色之间的对比度和亮度,这增大了它们相互之间的区别。
一个实施方式提供改善颜色辨别的光学元件,例如纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感度。在一个实施方式中,光学元件包含基本上透明的基质材料和和分散于该基本上透明的基质材料内部的发光化合物。在一个实施方式中,发光化合物具有基本上与第一可见颜色波长重叠的发射波长。在一个实施方式中,发光化合物以为了在光学元件中提供第一可见波长处大于100%的透射率所选择的量存在的。
一些实施方式包括用于改善颜色辨别的光学元件,例如纠正受损的区分颜色的能力,其包含:含有分散于基质材料中的发光化合物的光学元件;其中该光学元件足够透明,使得人可以看穿光学元件;其中发光化合物在吸收波长处吸收光并且在发射波长处发射光,其中人视锥感光色素(conephotopigment)基本上对发射波长比对吸收波长更敏感;并且其中配置该装置,使得人(例如具有受损的区分颜色的能力的人)可以通过查看包含穿过光学元件的颜色的图像或物体来更好地区分颜色。
一些实施方式包括用于改善区分颜色的能力的光学元件,其包含:含有分散于基质材料中的发光化合物的光学元件;其中该光学元件足够透明,使得人可以看穿光学元件;其中发光化合物在吸收波长处吸收光并且在发射波长处发射光,其中人视锥感光色素基本上对发射波长比对吸收波长更敏感;并且其中配置装置,使得人(例如具有正常色觉的人)可以通过查看包含穿过光学元件的颜色的图像或物体来更好地区分颜色。
一些实施方式包括用于改善颜色辨别或纠正受损的区分颜色的能力(诸如红-绿颜色缺陷)的装置,其包含:含有在基本上透明的基质中的发光化合物的光学元件;并且其中光学元件在接近M人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中吸收光,并在接近L人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中发射更长波长的光。
一些实施方式包括用于用于改善颜色辨别或纠正受损的区分颜色的能力(诸如红-绿颜色缺陷)的装置,其包含:含有分散于基质材料中的发光化合物的光学元件;配置光学元件来吸收和发射可见光,从而使得当穿过光学元件来查看物体或图像时,具有第一组颜色坐标的第一颜色被转换成具有第二组颜色坐标的第二颜色,以辅助区分颜色;并且在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线(confusion line)垂直的方向上,第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
一些实施方式包括用于改善颜色辨别或纠正受损的区分颜色的能力(诸如红-绿颜色缺陷)的装置,其包含:含有分散于基质材料中的发光化合物的光学元件;其中光学元件足够透明,使得人可以看穿光学元件;其中配置光学元件以吸收较短波长的光并发射较长波长的光,以使具有第一组颜色坐标的颜色被转换成具有第二组颜色坐标的颜色;其中在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元;并且其中配置装置,以使具有受损的区分颜色的能力的人可以通过查看包含穿过光学元件的颜色的图像或物体来更好地区分颜色。
一些实施方式包括用于改善区分颜色的能力的装置,其包含:含有分散于基质材料中的发光化合物的光学元件;配置光学元件,来吸收和发射可见光,从而使得当穿过光学元件来查看物体或图像时,具有第一组颜色坐标的第一颜色被转换成具有第二组颜色坐标的第二颜色,以辅助区分颜色;并且第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
一些实施方式包括制备用于改善区分颜色的能力的装置的方法,其包括:选择光学元件中使用的发光化合物,该光学元件被配置成通过可见光的吸收和发射将具有第一组颜色坐标的颜色转换成具有第二组颜色坐标的颜色;其中选择发光化合物,使得第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
一些实施方式包括通过所述方法制得的用于改善区分颜色的能力的装置。
一些实施方式包括用于纠正与颜色辨别相关的视觉缺陷的装置,其包含含有组合物的光学元件,该组合物包含聚合物和罗丹明或罗丹明衍生物,该聚合物例如包含聚乙烯醇或其衍生物。
一些实施方式包括制备用于纠正受损的区分颜色的能力的装置的方法,其包括:选择光学元件中使用的发光化合物,配置该光学元件以通过可见光的吸收和发射将具有第一组颜色坐标的颜色转换成具有第二组颜色坐标的颜色;其中选择发光化合物,使得在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
一些实施方式包括通过所述方法制得的用于改善区分颜色的能力的装置。
一些实施方式包括目镜,其包含:含有在基本上透明的基质中的发光化合物的光学元件;其中配置装置,以使光学元件修改使用者透过光学元件所查看到的物体或图像的颜色,从而使得使用者可以更好地区分颜色。
一些实施方式包括电子装置,其包含:电子显示器;含有在基本上透明的基质中的发光化合物的光学元件;与光学元件和电子显示器连接的触摸屏组件;其中触摸屏组件包含:第一导电层、第二导电层和第一导电层与第二导电层之间的间隔层,其中第一导电层和第二导电层基本上是透明的;其中配置装置,以使使用者接触触摸屏可以引起第一导电层接触第二导电层,从而使得电流流过第一导电层和第二导电层之间;其中配置装置,以使至少一部分由显示器发射的光穿过触摸屏组件并穿过光学元件;其中光学元件修改穿过光学元件的由显示器发射的光的颜色。
一些实施方式包括装置,其包含:含涂层的光学元件,其中涂层包含在基本上透明的基质中的发光化合物,其中配置装置以使光学元件修改使用者透过光学元件所查看到的物体或图像的颜色,从而使得使用者可以更好地区分颜色。
一些实施方式包括用于改善颜色辨别的装置,其包含:含有在基本上透明的基质中的发光化合物的光学元件;并且其中光学元件具有约540nm至约550nm的可见吸收的峰波长。
一些实施方式包括组合物,该组合物包含聚合物和罗丹明或罗丹明衍生物,其中该聚合物包含聚乙烯醇或其含有C1-6酯或C1-6缩醛侧基的衍生物。
一些实施方式包括纠正受损的区分颜色的能力的方法,其包含:放置本文中所描述的装置或光学元件,以使具有受损的区分颜色的能力的个体通过光学元件可以查看图像或物体,从而区分颜色。
一些实施方式包括改善区分颜色能力的方法,其包括放置本文中所描述的装置或光学元件,以使具有正常色觉的个体通过光学元件可以查看图像或物体。
一般来说,本文中所描述的方法和装置可用来改善具有受损的区分颜色能力的个体和/或具有正常色觉的个体区分颜色的能力。
这些实施方式和其他实施方式在下面更详细地描述。
附图简要说明
图1是与确定在颜色混同线垂直的方向上两个颜色坐标之间距离的方法相关的示意图。
图2A和2B是含触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图3是含触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图4是含触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图5是含触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图6示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的吸收光谱和发射光谱。
图7示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的光透射谱。
图8示出与市售材料相比,本文中所描述的光学元件的一个实施方式的光透射谱。
图9示出本文中所描述的光学元件的另一个实施方式的光透射谱。
图10示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的光透射谱。
图11示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的吸收光谱和发射光谱。
图12示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的光透射谱。
图13示出本文中所描述的光学元件的一个实施方式的吸收光谱和发射光谱。
图14示出本文中所描述的可聚合染料的一个实施方式的光透射谱。
图15示出本文中所描述的可聚合染料的一个实施方式的光透射谱。
发明详述
光学元件的多种实施方式可以纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感。在一个实施方式中,光学元件通过增强在对应于第一可见颜色波长的发射带宽中的透射来纠正视觉不敏感。第一可见颜色波长可以在可见光波长的光的红、橙、黄、绿或蓝色区域中。在一个实施方式中,第一可见颜色波长包括在绿色带宽中的波长。在一个实施方式中,第一可见颜色波长在约450nm至约600nm、约500nm至约580nm或约520nm至约550nm的范围内。在一些实施方式中,发光化合物可以在第一可见颜色波长中提供增强的发射。
第二可见颜色波长可以在可见光波长的光的红、黄、橙、绿或蓝色区域中。在一般情况下,第一可见颜色波长小于第二可见颜色波长,这意味着第一可见颜色波长比第二可见颜色波长更短、或者更蓝移。在一个实施方式中,第二可见颜色波长包括在红色带宽中的波长。例如,对于患有红绿颜色缺陷的个体来说,提高对绿光波长的光的感知同时可选地降低对红光波长的光的感知将会是有益的。在一个实施方式中,第二可见颜色波长在约530nm至约800nm、约560nm至约720nm、约580nm至约710nm、约600nm至约700nm、约530nm至约720nm、约540nm至约710nm或约550nm至约700nm的范围内。
存在于形成光学元件的基本上透明的基质材料中的发光化合物的量可以改变。只要发光化合物在光学元件中提高第一可见颜色波长的发射、提高第二可见颜色波长的发射、进一步使第一可见颜色波长的峰发射波长与第二可见颜色波长分离、或者既提高峰发射波长又使峰发射波长分离,使得第一可见颜色波长更容易被色盲个体辨别,则任意量的发光化合物都是合适的。在一个实施方式中,发光化合物以为了在光学元件中提供第一可见波长处大于90%的透射率所选择的量存在的。这是令人惊奇的,尤其是当光学元件还包含光吸收染料时。
光吸收染料的吸收带可以与发光化合物的发射带重叠,在这种情况下,导致在绿光波长中小于100%的透射率。在一个实施方式中,发光化合物以在光学元件中在第一可见波长处提供大于95%、大于100%、大于101%、大于102%、大于103%、大于104%或大于105%的透射率的量存在。
在一个实施方式中,发光化合物以相对于第二峰发射波长移动第一峰发射波长至少约1nm、2nm、5nm或8nm且进一步使第一峰发射波长与第二峰发射波长分离的量存在。在一个实施方式中,发光化合物以既提高强度、又相对于第二峰发射波长移动第一峰发射波长至少1nm、2nm、5nm或8nm且进一步使第一峰发射波长与第二峰发射波长分离的量存在。
基于组合物的重量,发光化合物可以以约0.01重量%至约30重量%、约0.01重量%至约20重量%、约0.01重量%至约15重量%、约1重量%至约20重量%、约1重量%至约15重量%、约2重量%至约12重量%、约5重量%至约10重量%、或约10重量%范围内的量存在于基本上透明的基质材料中,或者以这些值中任意值所限制的范围内的任意量、或这些值中任意值之间的范围内的任意量存在于基本上透明的基质材料中。
光学元件中所用的发光染料可以改变。在一个实施方式中,发光化合物包含二萘嵌苯(perylene)衍生染料,例如可选地取代的二萘嵌苯;可选地取代的罗丹明,包括可选地取代的罗丹明110、可选地取代的罗丹明123、可选地取代的罗丹明6G、可选地取代的罗丹明116、可选地取代的罗丹明B、可选地取代的罗丹明3B、可选地取代的罗丹明19等;可选地取代的尼罗红;可选地取代的荧光素,包括可选地取代的异硫氰酸荧光素等;可选地取代的6-FAM亚磷酰胺;可选地取代的4,4-二氟-4-硼-3a,4a-二氮杂-s-引达省(BODIPY,4,4-difluoro-4-bora-3a,4a-diaza-s-indacene),包括可选地取代的BODIPY FL、可选地取代的BODIPY R6G、可选地取代的BODIPY TMR、可选地取代的BODIPY630/650、可选地取代的BODIPY TR、可选地取代的BODIPY630/650、可选地取代的BODIPY650/665等;可选地取代的香豆素等;等等;可选地取代的吡咯甲川(pyrromethene)605;或其组合。
除非另有说明,否则本文中通过结构、名称或任何其他方式提及的化合物均包括盐,包括两性离子形式;替代的(alternate)固体形式,例如多晶型物、溶剂化物、水合物等;互变异构体;或者在如本文中所述的使用化合物的条件下可以快速转化成本文中所述化合物的任意其他化学物质。
本文中所使用的化合物的任意结构或名称可以指任意立体异构体或立体异构体的任意混合物。
除非另有说明,当化合物或化学结构特征诸如烷基、环烷基、烷氧基、烷氧基烷基、芳基、芳烷基、二萘嵌苯等以“可选地取代的”来提到时,
其包括无取代基(即未取代)的特征、或者意味着该特征具有一个或多个取代基的“取代的”特征。术语“取代基”具有本领域普通技术人已知的的常见含义,并且包括替代一个或多个连接在母化合物或结构特征上的氢原子的片段。在一些实施方式中,取代基可以是本领域中已知的普通有机片段,其可以具有15g/mol至50g/mol、15g/mol至100g/mol、15g/mol至150g/mol、15g/mol至200g/mol、15g/mol至300g/mol、或15g/mol至500g/mol的分子量(例如取代基原子的原子重量总和)。在一些实施方式中,取代基包含0-30、020、0-10或0-5个碳原子;和0-30、020、0-10或0-5个独立地选自以下的杂原子:N、O、S、Si、F、Cl、Br或I;假如取代基包含至少一个选自以下的原子:C、N、O、S、Si、F、Cl、Br或I。在一些实施方式中,取代基可以由1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12个非氢原子或任意必需的氢原子组成。一些非氢原子可以包括C,N、O、S、Si、F、Cl、Br、I、P等。
取代基的例子包括但不限于烷基(包括直链的、支链的烷基以及环烷基)、烯基(包括直链、支链的烯基以及环烯基)、炔基(包括直链的、支链的炔基以及环炔基)、杂烷基、杂烯基、杂炔基、芳基、杂环基取代基(包括杂芳基和杂脂基取代基)、羟基、经保护的羟基、烷氧基、芳氧基、酰基、酰氧基、烷基羧酸酯、羧酸酯、硫醇、烷硫基、芳硫基、氰基、卤、羰基、硫代羰基、O-氨基甲酰基、N-氨基甲酰基、O-硫代氨基甲酰基、N-硫代氨基甲酰基、C-酰氨基、N-酰氨基、S-磺酰氨基、N-磺酰氨基、异氰酸基、氰硫基、异氰硫基、硝基、甲硅烷基、亚氧硫基、亚磺酰基、磺酰基、卤代烷基、卤代烷氧基、三卤甲烷磺酰基、三卤甲烷磺酰氨基和氨基(包括单取代或双取代的氨基)以及其受保护的衍生物等、或者其组合。在上面列表中术语“其组合”表示取代基还可以包括上述取代基的任意的组合,其中一个取代基的氢原子被另一个取代基替代。例如,取代基可以是烷基与芳基的组合(例如芳烷基诸如CH2-苯基,或者杂芳烷基诸如C2H4-杂芳基等)、烷基与杂环取代基的组合(例如杂环烷基)、烷基与烷氧基的组合(例如CH2OCH3)、烷基与卤的组合(例如C2H4Cl、C3H6F等)、酰基与羟基的组合(例如-COCH2OH)等。
为了方便起见,与分子的片段或部分相关时,术语“分子量”用来表示分子的片段或部分中原子的原子质量的总和,即使其可能不是一个完整的分子。“分子量”还可以指完整的分子。
下面描述了与本文中提到的一些化学名称相关的结构。如下所示,这些结构可以是未取代的,或者取代基可以独立地在当结构未取代时氢通常占据的位置中。
除非连接的点是由所表示,连接可以发生在氢原子通常占据的任意位置上。
本文中使用时,术语“烷基”具有本领域中所通常理解的最宽泛的含义,并且可以包括不含双键或三键的由碳和氢构成的片段。烷基可以是直链烷基、支链烷基、环烷基或其组合,并且在一些实施方式中可以包含1至35个碳原子。在一些实施方式中,烷基可以包括C1-10直链烷基,例如甲基(-CH3)、乙基(-CH2CH3)、正丙基(-CH2CH2CH3)、正丁基(-CH2CH2CH2CH3)、正戊基(-CH2CH2CH2CH2CH3)、正己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)等;C3-10支链烷基,例如C3H7(例如异丙基)、C4H9(例如支链丁基异构体)、C5H11(例如支链戊基异构体)、C6H13(例如支链己基异构体)、C7H15(例如庚基异构体)等;C3-10环烷基,例如C3H5(例如环丙基)、C4H7(例如环丁基异构体,例如环丁基、甲基环丙基等)、C5H9(例如环戊基异构体,例如环戊基、甲基环丁基、二甲基环丙基等)、C6H11(例如环己基异构体)、C7H13(例如环庚基异构体)等;等等。在一些实施方式中,烷基可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异己基、异辛基、2-乙基己基等。
烷氧基基团也可以是直链的、支链的或环状的。有用的烷氧基基团的一些例子包括甲氧基、乙基氧、丙氧基和丁氧基。烷氧基烷基基团也可以是直链的或支链的。有用的烷氧基烷基基团的一些例子包括甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丙氧基乙基和丙氧基丙基。
有用的环烷基基团的一些例子包括环戊基、环己基或环庚基。有用的芳基基团的一些例子包括苯基、二苯基、甲苯基、萘基、菲基和蒽基。有用的芳基烷基基团的一些例子包括苄基、苯乙基、二苯甲基、三苯甲基、萘甲基、菲甲基和蒽甲基。
一些可选地取代的二萘嵌苯可以由式1表示:
Ph1-Per-Ph2
式1
对于式1,Ph1可以是可选地取代的苯基。如果苯基是取代的,其可以具有1、2、3、4或5个取代基。任意取代基均可以包含到苯基上。在一些实施方式中,苯基上的一些或所有取代基可以具有:0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子(假设存在至少一个非氢原子);和/或15g/mol至250g/mol或约500g/mol的分子量。例如,取代基可以是C1-10烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、环状C3H5、C4H9、环状C4H7、C5H11、环状C5H9、C6H13、环状C6H11等;C1-10烷氧基,例如-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、环状-OC3H5、-OC4H9、环状-OC4H7、-OC5H11、环状-OC5H9、-OC6H13、环状-OC6H11等;卤,例如F、Cl、Br、I;OH;CN;NO2;C1-6氟烷基,例如CF3、CF2H、C2F5等;C1-10酯,例如-O2CCH3、-CO2CH3、-O2CC2H5、-CO2C2H5、-O2C-苯基、-CO2-苯基等;C1- 10酰胺,例如-CONH2、-CONHCH3、-NHCO-苯基等;C1-10酮,例如-COCH3、-COC2H5、-COC3H7、-CO-苯基等;或C1-10胺,例如NH2、NH(CH3)、N(CH3)2、N(CH3)C2H5等。在一些实施方式中,用1个或2个独立地选自C1-6烷基、CF3和F的取代基来可选地取代苯基。在一些实施方式中,苯基具有CF3取代基并且除此之外是未取代的。
对于式1,Ph2可以是可选地取代的苯基。如果苯基是取代的,其可以具有1、2、3、4或5个取代基。任意取代基均可以包含到苯基上。在一些实施方式中,苯基上的一些或所有取代基可以具有:0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子(假设存在至少一个非氢原子);和/或15g/mol至250g/mol或约500g/mol的分子量。例如,取代基可以是C1-10烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、环状C3H5、C4H9、环状C4H7、C5H11、环状C5H9、C6H13、环状C6H11等;C1-10烷氧基,例如-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、环状-OC3H5、-OC4H9、环状-OC4H7、-OC5H11、环状-OC5H9、-OC6H13、环状-OC6H11等;卤,例如F、Cl、Br、I;OH;CN;NO2;C1-6氟烷基,例如CF3、CF2H、C2F5等;C1-10酯,例如-O2CCH3、-CO2CH3、-O2CC2H5、-CO2C2H5、-O2C-苯基、-CO2-苯基等;C1- 10酰胺,例如-CONH2、-CONHCH3、-NHCO-苯基等;C1-10酮,例如-COCH3、-COC2H5、-COC3H7、-CO-苯基等;或C1-10胺,例如NH2、NH(CH3)、N(CH3)2、N(CH3)C2H5等。在一些实施方式中,用1个或2个独立地选自C1-6烷基、CF3和F的取代基来可选地取代苯基。在一些实施方式中,苯基具有CF3取代基并且除此之外是未取代的。
对于式1,Per可以是可选地取代的二萘嵌苯(亦称“苝”)。如果二萘嵌苯是取代的,其可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个取代基。任意取代基均可以包含到二萘嵌苯上。在一些实施方式中,二萘嵌苯上的一些或所有取代基可以具有:0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子(假设存在至少一个非氢原子);和/或15g/mol至250g/mol或约500g/mol的分子量。例如,取代基可以是C1-10烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、环状C3H5、C4H9、环状C4H7、C5H11、环状C5H9、C6H13、环状C6H11等;C1-10烷氧基,例如-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、环状-OC3H5、-OC4H9、环状-OC4H7、-OC5H11、环状-OC5H9、-OC6H13、环状-OC6H11等;卤,例如F、Cl、Br、I;OH;CN;NO2;C1-6氟烷基,例如CF3、CF2H、C2F5等;C1-10酯,例如-O2CCH3、-CO2CH3、-O2CC2H5、-CO2C2H5、-O2C-苯基、-CO2-苯基等;C1-10酰胺,例如-CONH2、-CONHCH3、-NHCO-苯基等;C1-10酮,例如-COCH3、-COC2H5、-COC3H7、-CO-苯基等;或C1-10胺,例如NH2、NH(CH3)、N(CH3)2、N(CH3)C2H5等。在一些实施方式中,用1个或2个独立地选自C1-6烷基、CF3和F的取代基来可选地取代二萘嵌苯。在一些实施方式中,Per是未取代的。
一些可选地取代的二萘嵌苯可以由式2-7中任意一个表示:
一般来说,R2-R23可以是H或任意取代基,例如具有0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子和/或具有15g/mol至300g/mol分子量的取代基。在一些实施方式中,R2-R23可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子和0、1或2个氧原子、0或1个氮原子和/或0或1个硫原子。R2-R23的任意一个可以包含:a)1个或多个烷基片段、芳基片段和/或杂芳基片段,其可选地用b)取代或可选地与b)相连或连接到b)上;b)1个或多个官能基团,例如C=C、C≡C、CO、CO2、CON、NCO2、OH、SH、O、S、N、N=C、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CO2H、NH2等;或者可以是不具有烷基部分的取代基,例如F、Cl、Br、I、NO2、CN、NH2、OH、COH、CO2H等。
对于上述任意相关的式或结构描述,R2的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R2可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R2可以是H。在一些实施方式中,R2是CO2RA
在本文中的任何式或结构描述中每个RA可以独立地为H或C1-12烷基,包括:具有式CaHa+1的直链或支链的烷基,或具有式CaHa-1的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C7H15、C8H17、C9H19、C10H21等的直链或支链的烷基,或式C3H5、C4H7、C5H9、C6H11、C7H13、C8H15、C9H17、C10H19等的环烷基。
在本文中的任何式或结构描述中每个RB可以独立地为H或C1-12烷基,包括:具有式CaHa+1的直链或支链的烷基,或具有式CaHa的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C8H17、C7H15、C9H19、C10H21等的直链或支链的烷基,或式C3H5、C4H7、C5H9、C6H11、C7H13、C8H15、C9H17、C10H19等的环烷基。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R3的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R3可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R3可以是H。
对于对于上述的任何相关的式或结构描述,R4的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R4可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或-O-C1-6烷基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R4可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R5的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R5可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R5可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式1,在一些实施方式中,R3、R4和R5中的一个是可选地取代的苯基,R3、R4和R5中的另外两个不是苯基。如果苯基是取代的,其可以具有1、2、3、4或5个取代基。任意取代基均可以包含到苯基上。在一些实施方式中,苯基上的一些或所有取代基可以具有:0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子;和/或15g/mol至500g/mol的分子量。例如,取代基可以是C1-10烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、环状C3H5、C4H9、环状C4H7、C5H11、环状C5H9、C6H13、环状C6H11等;C1-10烷氧基;卤,例如F、Cl、Br、I;OH;CN;NO2;C1-6氟烷基,例如CF3、CF2H、C2F5等;C1-10酯,例如-O2CCH3、-CO2CH3、-O2CC2H5、-CO2C2H5、-O2C-苯基、-CO2-苯基等;C1-10酰胺,例如-CONH2、-CONHCH3、-NHCO-苯基等;C1- 10酮,例如-COCH3、-COC2H5、-COC3H7、-CO-苯基等;或C1-10胺,例如NH2、NH(CH3)、N(CH3)2、N(CH3)C2H5等。在一些实施方式中,用1个或2个独立地选自C1-6烷基、CF3和F的取代基来可选地取代苯基。在一些实施方式中,苯基具有CF3取代基并且除此之外是未取代的。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R6的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R6可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R6可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R7的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R7可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R7可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R8的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R8可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R8可以是H。在一些实施方式中,R8是CO2RA
对于上述的任何相关的式或结构描述,R9的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R9可以是H;C1-6烷基,
例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R9可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R10的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R10可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R10可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R11的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R11可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R11可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式1,在一些实施方式中,R9、R10和R11中的一个是可选地取代的苯基,R9、R10和R11中的另外两个不是苯基。如果苯基是取代的,其可以具有1、2、3、4或5个取代基。任意取代基均可以包含到苯基上。在一些实施方式中,苯基上的一些或所有取代基可以具有:0至12个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子;和/或15g/mol至500g/mol的分子量。例如,取代基可以是C1-10烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、环状C3H5、C4H9、环状C4H7、C5H11、环状C5H9、C6H13、环状C6H11等;C1-10烷氧基;卤,例如F、Cl、Br、I;OH;CN;NO2;C1-6氟烷基,例如CF3、CF2H、C2F5等;C1-10酯,例如-O2CCH3、-CO2CH3、-O2CC2H5、-CO2C2H5、-O2C-苯基、-CO2-苯基等;C1-10酰胺,例如-CONH2、-CONHCH3、-NHCO-苯基等;C1- 10酮,例如-COCH3、-COC2H5、-COC3H7、-CO-苯基等;或C1-10胺,例如NH2、NH(CH3)、N(CH3)2、N(CH3)C2H5等。在一些实施方式中,用1个或2个独立地选自C1-6烷基、CF3和F的取代基来可选地取代苯基。在一些实施方式中,苯基具有CF3取代基并且除此之外是未取代的。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R12的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R12可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R12可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R13的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R13可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R13可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R14的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R14可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R14可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R15的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R15可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R15可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R16的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R16可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R16可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R17的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R17可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R17可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R18的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R18可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R18可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R19的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R19可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R19可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R20的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R20可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R20可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R21的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R21可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R21可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R22的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R22可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R22可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R23的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R23可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R23可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式5或式6,R1可以是氢;C1-C10烷基,包括直链或支链的烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13等;和C3-C10环烷基,例如C3H5、C4H7、C5H9、C6H11等;C2-C10烷氧基烷基;C6-C18芳基,例如可选地取代的苯基、可选地取代的萘基等;和C6-C20芳基烷基,例如可选地取代的苄基、可选地取代的二苯甲基、三苯甲基等。在一些实施方式中,R1可以是异丙基、异丁基、异己基、异辛基、2-乙基己基、二苯甲基、三苯甲基或二苯基。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式5或式6,R1’可以是氢;C1-C10烷基,包括直链或支链的烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13等;和C3-C10环烷基,例如C3H5、C4H7、C5H9、C6H11等;C2-C10烷氧基烷基;C6-C18芳基,例如可选地取代的苯基、可选地取代的萘基等;和C6-C20芳基烷基,例如可选地取代的苄基、可选地取代的二苯甲基、三苯甲基等。在一些实施方式中,R1’可以是异丙基、异丁基、异己基、异辛基、2-乙基己基、二苯甲基、三苯甲基或二苯基。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式5,m可以是1、2、3、4、或5。在一些实施方式中,m是1、2、3或4。
对于上述的任何相关的式或结构描述,例如式5,n可以是1、2、3、4、或5。在一些实施方式中,n是1、2、3或4。
在一些实施方式中,R1和R1’均独立地为氢、C1-C6烷基、C2-C6烷氧基烷基和C6-C18芳基或C6-C20芳基烷基。烷基和烷氧基烷基基团可以是支链的、直链的或环状的。一些非限制性例子包括异丙基、异丁基、异己基、异辛基、2-乙基己基。芳基和芳基烷基基团的一些非限制性例子包括二苯甲基、三苯甲基和二苯基。
在一个实施方式中,发光化合物包括4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(Green-1,diisobutyl4,10-bis(4-(trifluoromethyl)phenyl)perylene-3,9-dicarboxylate):
在一些实施方式中,发光化合物可以是可选地取代的罗丹明或罗丹明衍生物,例如式8、式9或式10中任意一个的化合物:
一般来说,R24-R38可以是H或任意取代基,例如具有0至6个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子和/或具有15g/mol至300g/mol的分子量的取代基。在一些实施方式中,R24-R38可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子;0或1个氮原子;和/或0或1个硫原子。R24-R38的任意一个可以包含:a)1个或多个烷基片段,其可选地用b)取代或可选地与b)相连或连接到b)上;b)1个或多个官能基团,例如C=C、C≡C、CO、CO2、CON、NCO2、OH、SH、O、S、N、N=C、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CO2H、NH2等;或者可以是不具有烷基部分的取代基,例如F、Cl、Br、I、NO2、CN、NH2、OH、COH、CO2H等。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R24的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R24可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R24可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R25的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R25可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R25可以是H或CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R26的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R26可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R26可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R27的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R27可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R27可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R28的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R28可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R28可以是H或CH3
在一些实施方式中,R25和R28二者均可以是H,或者R25和R28二者均可以是CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R29的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R29可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R29可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R30的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R30可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R30可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R31的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R31可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R31可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R32的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R32可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R32可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R33的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R33可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,R33可以是H。
对于上述的任何相关的式或结构描述,R34的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R34可以是H或C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。在一些实施方式中,R34可以是H;CH3或CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R35的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R35可以是H或C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。在一些实施方式中,R35可以是H、CH3或CH2CH3
在一些实施方式中,R34和R35二者均为H或CH3,或者R34是H且R35为CH3或CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R36的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R36可以是H或C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。在一些实施方式中,R35可以是H、CH3或CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R37的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,R37可以是H或C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。在一些实施方式中,R37可以是H、CH3或CH2CH3
在一些实施方式中,R36和R37二者均为H或CH3,或者R36是H且R37为CH3或CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,R38的一些非限制性例子可以包括RA。在一些实施方式中,R38可以是H或C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等。在一些实施方式中,R38可以是H、CH3或CH2CH3
一些发光化合物可以是可选地取代的BODIPY或BODIPY衍生物,例如式11、式12、式13、式14或式15中任意一个的化合物:
一般来说,RX1-RX7可以是H或任意取代基,例如具有0至6个碳原子和0至5个独立地选自O、N、S、F、Cl、Br和I的杂原子和/或具有15g/mol至300g/mol的分子量的取代基。在一些实施方式中,RX1-RX7可以具有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子;0或1个氮原子;和/或0或1个硫原子。RX1-RX7的任意一个可以包含:a)1个或多个烷基片段,其可选地用b)取代或可选地与b)相连或连接到b)上;b)1个或多个官能基团,例如C=C、C≡C、CO、CO2、CON、NCO2、OH、SH、O、S、N、N=C、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CO2H、NH2等;或者可以是不具有烷基部分的取代基,例如F、Cl、Br、I、NO2、CN、NH2、OH、COH、CO2H等。
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX1的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB、-CH2OCO2RA等。在一些实施方式中,RX1可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX1可以是-CH2OCOCH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX2的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX2可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX2可以是CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX3的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX3可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX3可以是CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX4的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX4可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX4可以是CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX5的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX5可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX5可以是CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX6的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX6可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX6可以是-CH2CH3
对于上述的任何相关的式或结构描述,RX7的一些非限制性例子可以包括RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB、CONRARB等。在一些实施方式中,RX7可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等。在一些实施方式中,RX7可以是CH3
在一些实施方式中,发光化合物可以被聚合到基质材料中。例如,基质材料可以包含含有发光基团作为侧基的重复单元。尽管有许多将发光化合物聚合到基质材料中的方式,但是在一些实施方式中,发光化合物具有可聚合的取代基或者是可聚合的取代基的聚合衍生物。在一些实施方式中,R1-38、RX1-RX7和R1’中的任意一个可以是取代的乙烯基、取代的丙烯酸酯、取代的烷丙烯酸酯(alkacrylate)、环氧基、多元醇、多异氰酸酯或其相应的聚合的衍生物。在一些实施方式中,R1-38、RX1-RX7和R1’中的任意一个可以是可聚合的取代基M1、M2或M3或其聚合的衍生物P1、P2、P3,
如下表1所示:
表1
R1-38和R1’中任意一个R1-38和R1’中任意一个R1-38和R1’中任意一个
可聚合的
取代基
聚合的
衍生物
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M2或P2,X可以是-、O、S或NH。
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M1或P1,R39可以是–;O;C1-12烷基,包括:具有式CaH2a的直链或支链的烷基、或具有式CaH2a- 2的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH2、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10、C6H12、C7H14、C8H16、C9H18、C10H20等的直链或支链的烷基,或者式C3H4、C4H6、C5H8、C6H10、C7H12、C8H14、C9H16、C10H18等的环烷基;或C1-12–O–烷基–,包括:具有式–O–CaHa–的直链或支链–O–烷基–,或具有式–O–CaH2a-2–的–O–环烷基–,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式–O–CH2–、–O–C2H4–、–O–C3H6–、–O–C4H8–、–O–C5H10–、–O–C6H12–、–O–C7H14–、–O–C8H16–、–O–C9H18–、–O–C10H20–等的直链或支链的烷基,或者式–O–C3H4–、–O–C4H6–、–O–C5H8–、–O–C6H10–、–O–C7H12–、–O–C8H14–、–O–C9H16–、–O–C10H18–等的–O–环烷基–,其中–O–可以在烷基的任意一侧(例如–O–烷基-或–烷基–O–)。
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M1或P1,R40可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R40可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M1或P1,R41可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R41可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M1或P1,R42可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R42可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M2或P2,R43可以是–;O;C1-12烷基,包括:具有式CaHa的直链或支链的烷基、或具有式CaH2a-2的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH2、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10、C6H12、C7H14、C8H16、C9H18、C10H20等的直链或支链的烷基,或者式C3H4、C4H6、C5H8、C6H10、C7H12、C8H14、C9H16、C10H18等的环烷基;或C1-12–O–烷基–,包括:具有式–O–CaHa–的直链或支链–O–烷基–,或具有式–O–CaH2a-2–的–O–环烷基–,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式–O–CH2–、–O–C2H4–、–O–C3H6–、–O–C4H8–、–O–C5H10–、–O–C6H12–、–O–C7H14–、–O–C8H16–、–O–C9H18–、–O–C10H20–等的直链或支链的烷基,或者式–O–C3H4–、–O–C4H6–、–O–C5H8–、–O–C6H10–、–O–C7H12–、–O–C8H14–、–O–C9H16–、–O–C10H18–等的–O–环烷基–,其中–O–不连到X上。
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M3或P3,R44可以是–;O;C1-12烷基,包括:具有式CaHa的直链或支链的烷基、或具有式CaH2a-2的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH2、C2H4、C3H6、C4H8、C5H10、C6H12、C7H14、C8H16、C9H18、C10H20等的直链或支链的烷基,或者式C3H4、C4H6、C5H8、C6H10、C7H12、C8H14、C9H16、C10H18等的–O–环烷基;或C1-12–O–烷基–,包括:具有式–O–CaHa–的直链或支链–O–烷基–,或具有式–O–CaH2a-2–的–O–环烷基–,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式–O–CH2–、–O–C2H4–、–O–C3H6–、–O–C4H8–、–O–C5H10–、–O–C6H12–、–O–C7H14–、–O–C8H16–、–O–C9H18–、–O–C10H20–等的直链或支链的烷基,或者式–O–C3H4–、–O–C4H6–、–O–C5H8–、–O–C6H10–、–O–C7H12–、–O–C8H14–、–O–C9H16–、–O–C10H18–等的–O–环烷基–,其中–O–可以在烷基的任意一侧(例如–O–烷基-或–烷基–O–)。
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M3或P3,R45可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R45可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M3或P3,R46可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R46可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
对于本文中任何相关的式或结构描述,例如M3或P3,R47可以是RA、F、Cl、CN、ORA、CF3、NO2、NRARB、CORA、CO2RA、OCORA、NRACORB或CONRARB。在一些实施方式中,R47可以是H;C1-6烷基,例如甲基、乙基、丙基异构体、环丙基、丁基异构体、环丁基异构体、戊基异构体、环戊基异构体、己基异构体、环己基异构体等;或者C1-6烷氧基,例如-O-甲基、-O-乙基、-O-丙基的异构体、-O-环丙基、-O-丁基的异构体、-O-环丁基的异构体、-O-戊基的异构体、-O-环戊基的异构体、-O-己基的异构体、-O-环己基的异构体等;F;Cl;CN;CF3;或OCOCH3
在一些实施方式中,R1是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R1是M1。在一些实施方式中,R1是M2。在一些实施方式中,R1是M3。在一些实施方式中,R1是P1。在一些实施方式中,R1是P2。在一些实施方式中,R1是P3。
在一些实施方式中,R1’是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R1’是M1。在一些实施方式中,R1’是M2。在一些实施方式中,R1’是M3。在一些实施方式中,R1’是P1。在一些实施方式中,R1’是P2。在一些实施方式中,R1’是P3。
在一些实施方式中,R2是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R2是M1。在一些实施方式中,R2是M2。在一些实施方式中,R2是M3。在一些实施方式中,R2是P1。在一些实施方式中,R2是P2。在一些实施方式中,R2是P3。
在一些实施方式中,R3是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R3是M1。在一些实施方式中,R3是M2。在一些实施方式中,R3是M3。在一些实施方式中,R3是P1。在一些实施方式中,R3是P2。在一些实施方式中,R3是P3。
在一些实施方式中,R4是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R4是M1。在一些实施方式中,R4是M2。在一些实施方式中,R4是M3。在一些实施方式中,R4是P1。在一些实施方式中,R4是P2。在一些实施方式中,R4是P3。
在一些实施方式中,R5是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R5是M1。在一些实施方式中,R5是M2。在一些实施方式中,R5是M3。在一些实施方式中,R5是P1。在一些实施方式中,R5是P2。在一些实施方式中,R5是P3。
在一些实施方式中,R6是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R6是M1。在一些实施方式中,R6是M2。在一些实施方式中,R6是M3。在一些实施方式中,R6是P1。在一些实施方式中,R6是P2。在一些实施方式中,R6是P3。
在一些实施方式中,R7是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R7是M1。在一些实施方式中,R7是M2。在一些实施方式中,R7是M3。在一些实施方式中,R7是P1。在一些实施方式中,R7是P2。在一些实施方式中,R7是P3。
在一些实施方式中,R8是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R8是M1。在一些实施方式中,R8是M2。在一些实施方式中,R8是M3。在一些实施方式中,R8是P1。在一些实施方式中,R8是P2。在一些实施方式中,R8是P3。
在一些实施方式中,R9是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R9是M1。在一些实施方式中,R9是M2。在一些实施方式中,R9是M3。在一些实施方式中,R9是P1。在一些实施方式中,R9是P2。在一些实施方式中,R9是P3。
在一些实施方式中,R10是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R10是M1。在一些实施方式中,R10是M2。在一些实施方式中,R10是M3。在一些实施方式中,R10是P1。在一些实施方式中,R10是P2。在一些实施方式中,R10是P3。
在一些实施方式中,R11是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R11是M1。在一些实施方式中,R11是M2。在一些实施方式中,R11是M3。在一些实施方式中,R11是P1。在一些实施方式中,R11是P2。在一些实施方式中,R11是P3。
在一些实施方式中,R12是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R12是M1。在一些实施方式中,R12是M2。在一些实施方式中,R12是M3。在一些实施方式中,R12是P1。在一些实施方式中,R12是P2。在一些实施方式中,R12是P3。
在一些实施方式中,R13是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R13是M1。在一些实施方式中,R13是M2。在一些实施方式中,R13是M3。在一些实施方式中,R13是P1。在一些实施方式中,R13是P2。在一些实施方式中,R13是P3。
在一些实施方式中,R14是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R14是M1。在一些实施方式中,R14是M2。在一些实施方式中,R14是M3。在一些实施方式中,R14是P1。在一些实施方式中,R14是P2。在一些实施方式中,R14是P3。
在一些实施方式中,R15是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R15是M1。在一些实施方式中,R15是M2。在一些实施方式中,R15是M3。在一些实施方式中,R15是P1。在一些实施方式中,R15是P2。在一些实施方式中,R15是P3。
在一些实施方式中,R16是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R16是M1。在一些实施方式中,R16是M2。在一些实施方式中,R16是M3。在一些实施方式中,R16是P1。在一些实施方式中,R16是P2。在一些实施方式中,R16是P3。
在一些实施方式中,R17是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R17是M1。在一些实施方式中,R17是M2。在一些实施方式中,R17是M3。在一些实施方式中,R17是P1。在一些实施方式中,R17是P2。在一些实施方式中,R17是P3。
在一些实施方式中,R18是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R18是M1。在一些实施方式中,R18是M2。在一些实施方式中,R18是M3。在一些实施方式中,R18是P1。在一些实施方式中,R18是P2。在一些实施方式中,R18是P3。
在一些实施方式中,R19是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R19是M1。在一些实施方式中,R19是M2。在一些实施方式中,R19是M3。在一些实施方式中,R19是P1。在一些实施方式中,R19是P2。在一些实施方式中,R19是P3。
在一些实施方式中,R20是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R20是M1。在一些实施方式中,R20是M2。在一些实施方式中,R20是M3。在一些实施方式中,R20是P1。在一些实施方式中,R20是P2。在一些实施方式中,R20是P3。
在一些实施方式中,R21是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R21是M1。在一些实施方式中,R21是M2。在一些实施方式中,R21是M3。在一些实施方式中,R21是P1。在一些实施方式中,R21是P2。在一些实施方式中,R21是P3。
在一些实施方式中,R22是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R22是M1。在一些实施方式中,R22是M2。在一些实施方式中,R22是M3。在一些实施方式中,R22是P1。在一些实施方式中,R22是P2。在一些实施方式中,R22是P3。
在一些实施方式中,R23是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R23是M1。在一些实施方式中,R23是M2。在一些实施方式中,R23是M3。在一些实施方式中,R23是P1。在一些实施方式中,R23是P2。在一些实施方式中,R23是P3。
在一些实施方式中,R24是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R24是M1。在一些实施方式中,R24是M2。在一些实施方式中,R24是M3。在一些实施方式中,R24是P1。在一些实施方式中,R24是P2。在一些实施方式中,R24是P3。
在一些实施方式中,R25是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R25是M1。在一些实施方式中,R25是M2。在一些实施方式中,R25是M3。在一些实施方式中,R25是P1。在一些实施方式中,R25是P2。在一些实施方式中,R25是P3。
在一些实施方式中,R26是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R26是M1。在一些实施方式中,R26是M2。在一些实施方式中,R26是M3。在一些实施方式中,R26是P1。在一些实施方式中,R26是P2。在一些实施方式中,R26是P3。
在一些实施方式中,R27是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R27是M1。在一些实施方式中,R27是M2。在一些实施方式中,R27是M3。在一些实施方式中,R27是P1。在一些实施方式中,R27是P2。在一些实施方式中,R27是P3。
在一些实施方式中,R28是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R28是M1。在一些实施方式中,R28是M2。在一些实施方式中,R28是M3。在一些实施方式中,R28是P1。在一些实施方式中,R28是P2。在一些实施方式中,R28是P3。
在一些实施方式中,R29是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R29是M1。在一些实施方式中,R29是M2。在一些实施方式中,R29是M3。在一些实施方式中,R29是P1。在一些实施方式中,R29是P2。在一些实施方式中,R29是P3。
在一些实施方式中,R30是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R30是M1。在一些实施方式中,R30是M2。在一些实施方式中,R30是M3。在一些实施方式中,R30是P1。在一些实施方式中,R30是P2。在一些实施方式中,R30是P3。
在一些实施方式中,R31是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R31是M1。在一些实施方式中,R31是M2。在一些实施方式中,R31是M3。在一些实施方式中,R31是P1。在一些实施方式中,R31是P2。在一些实施方式中,R31是P3。
在一些实施方式中,R32是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R32是M1。在一些实施方式中,R32是M2。在一些实施方式中,R32是M3。在一些实施方式中,R32是P1。在一些实施方式中,R32是P2。在一些实施方式中,R32是P3。
在一些实施方式中,R33是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R33是M1。在一些实施方式中,R33是M2。在一些实施方式中,R33是M3。在一些实施方式中,R33是P1。在一些实施方式中,R33是P2。在一些实施方式中,R33是P3。
在一些实施方式中,R34是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R34是M1。在一些实施方式中,R34是M2。在一些实施方式中,R34是M3。在一些实施方式中,R34是P1。在一些实施方式中,R34是P2。在一些实施方式中,R34是P3。
在一些实施方式中,R35是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R35是M1。在一些实施方式中,R35是M2。在一些实施方式中,R35是M3。在一些实施方式中,R35是P1。在一些实施方式中,R35是P2。在一些实施方式中,R35是P3。
在一些实施方式中,R36是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R36是M1。在一些实施方式中,R36是M2。在一些实施方式中,R36是M3。在一些实施方式中,R36是P1。在一些实施方式中,R36是P2。在一些实施方式中,R36是P3。
在一些实施方式中,R37是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R37是M1。在一些实施方式中,R37是M2。在一些实施方式中,R37是M3。在一些实施方式中,R37是P1。在一些实施方式中,R37是P2。在一些实施方式中,R37是P3。
在一些实施方式中,R38是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,R38是M1。在一些实施方式中,R38是M2。在一些实施方式中,R38是M3。在一些实施方式中,R38是P1。在一些实施方式中,R38是P2。在一些实施方式中,R38是P3。
在一些实施方式中,RX1是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX1是M1。在一些实施方式中,RX1是M2。在一些实施方式中,RX1是M3。在一些实施方式中,RX1是P1。在一些实施方式中,RX1是P2。在一些实施方式中,RX1是P3。在一些实施方式中,RX1是M2或P2,并且R43是–CH2-,X是O,并且RA是CH3
在一些实施方式中,RX2是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX2是M1。在一些实施方式中,RX2是M2。在一些实施方式中,RX2是M3。在一些实施方式中,RX2是P1。在一些实施方式中,RX2是P2。在一些实施方式中,RX2是P3。
在一些实施方式中,RX3是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX3是M1。在一些实施方式中,RX3是M2。在一些实施方式中,RX3是M3。在一些实施方式中,RX3是P1。在一些实施方式中,RX3是P2。在一些实施方式中,RX3是P3。
在一些实施方式中,RX4是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX4是M1。在一些实施方式中,RX4是M2。在一些实施方式中,RX4是M3。在一些实施方式中,RX4是P1。在一些实施方式中,RX4是P2。在一些实施方式中,RX4是P3。
在一些实施方式中,RX5是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX5是M1。在一些实施方式中,RX5是M2。在一些实施方式中,RX5是M3。在一些实施方式中,RX5是P1。在一些实施方式中,RX5是P2。在一些实施方式中,RX5是P3。
在一些实施方式中,RX6是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX6是M1。在一些实施方式中,RX6是M2。在一些实施方式中,RX6是M3。在一些实施方式中,RX6是P1。在一些实施方式中,RX6是P2。在一些实施方式中,RX6是P3。
在一些实施方式中,RX7是M1、M2、M3、P1、P2或P3。在一些实施方式中,RX7是M1。在一些实施方式中,RX7是M2。在一些实施方式中,RX7是M3。在一些实施方式中,RX7是P1。在一些实施方式中,RX7是P2。在一些实施方式中,RX7是P3。
在一些实施方式中,R30、R31、R32或R33中任意一个可以是可聚合的基团,例如甲基丙烯酸酯或丙基-3-甲基丙烯酸酯:
或其相应的聚合的衍生物:
对于式8,在一些实施方式中,R24、R26、R27、R29、R30、R31、R32、和R33是H,并且剩余的基团示于表2中。
表2
对于式8,在一些实施方式中,R24、R26、R27和R29;R30、R31、R32和R33中的一个是RZ或RZ的聚合的基团,并且R30、R31、R32和R33的剩余三个基团是H;并且式8的剩余基团如表3中所示。
表3
在一些实施方式中,发光化合物可以是罗丹明6G。
光学元件可以包括超过一种发光化合物,以使光学元件的吸收光谱和发射光谱可以与多种发光化合物中的一种的吸收光谱和发射光谱不同。例如,光学元件的光谱可以是各个染料的光谱的组合,例如各个染料的光谱的与浓度相关的总和。
光学元件可以包含第二发光化合物(或第二发光材料)来增强第一颜色或第二颜色的亮度、提高第一颜色与第二颜色之间的光谱分离;或者既增强第一颜色或第二颜色的亮度又提高第一颜色波长与第二颜色波长之间的光谱分离。在一个实施方式中,第二发光化合物是N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺(N-phenyl-N-(4'-(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)naphthalen-1-amine)[KR材料]或4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨]联苯(4,4’-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl)。在一个实施方式中,第二发光化合物提高第一可见颜色或第二可见颜色的亮度,来提高第一颜色与第二颜色(例如绿或红)之间的区别。在一个实施方式中,相对于第二可见颜色,第二发光化合物使第一可见颜色的峰波长下移(红移),来提高第二颜色与第二颜色之间的区别性。在一个实施方式中,第二发光化合物既提高亮度又提高第一可见颜色与第二可见颜色的峰波长之间的光谱分离,从而增强第一可见颜色与第二可见颜色之间的区别。
在一些实施方式中,第二发光化合物在第一个波长处吸收,并在第二发射波长处发射。在一个实施方式中,第二发射波长基本上接近要增强或强化的所期望的波长,例如基本上与要增强的所期望的颜色的峰波长相同,或者基本上沿着与要增强的所期望的颜色具有期望地较少重叠的斜率(slope)。
在一个实施方式中,如果第一颜色是绿色,那么所期望的发光化合物发射峰波长可以基本上与绿色发射峰相同。例如,在一个实施方式中,如果峰为绿色,例如约530nm,那么第二发射峰波长可以在约515nm和约545nm之间、约520nm和约540nm之间或者约525nm和约535nm之间。在一个实施方式中,如果第一颜色是红色,那么所期望的波长可以沿发射峰的红色肩峰(shoulder),该肩峰与第二颜色(绿色)发射光谱重叠较少。例如,在一个实施方式中,如果峰为红色,那么第二发射峰波长可以在约550nm与约600nm、约550nm与约590nm之间或者约550nm与约570nm之间。
在另一个实施方式中,第二发光化合物使所选择的峰波长下移(红移),以提高第一颜色与第二颜色之间的区别性。例如,第二发光化合物可以具有基本上与绿色敏感波长相同的吸收峰波长和处于约红色敏感波长的峰处的或沿敏感度(sensitivity)的斜率的发射峰波长。在一个实施方式中,采用小斯托克斯(stokes)位移的发光材料,基本上吸收绿光并且在较长或更红的波长处再发射光。
在另一个实施方式中,如上所述,发光材料既提高亮度又提高第一颜色与第二颜色之间的光谱分离。
在一些实施方式中,发光化合物或光学元件可以在吸收波长处吸收光并在发射波长处发射光,其中人视锥感光色素基本上对发射波长比对吸收波长更敏感。例如人视锥感光色素对发射波长敏感度可以是对吸收波长敏感度的至少约1.5、约2、约3或约4倍;和/或至多约10倍、约20倍、约50倍或约100倍。在一些实施方式中,与发光化合物所发射的可见光相比,人视锥感光色素对发光化合物所吸收的可见光的敏感度要低至少约50%、至少约70%、至少约80%或至少约90%;和/或至多约100%。
增强的敏感度可以是相对于任何感光色素的,例如正常人视锥中波敏感(M)感光色素、变异型人视锥中波敏感(MV)感光色素、正常人视锥长波长敏感(L)感光色素、变异型人视锥长波长敏感(LV)感光色素或正常人视锥短波长敏感(S)感光色素,前提是相对于相同的感光色素来比较吸收和发射敏感度。
在一些实施方式中,发光结构诸如光学元件、发光化合物或发光化合物的组合,具有可见吸收的中值波长、可见吸收的平均波长、可见吸收的峰波长、可见吸收的最大波长,或者其至少约20%、约50%、约70%或约90%的可见吸收在约380nm至约450nm、约420nm至约480nm、约510nm至约550nm、约520nm至约540nm或约530nm至约550nm的范围内。在一些实施方式中,发光结构具有可见发射的中值波长、可见发射的平均波长、可见发射的峰波长、可见发射的最大波长,或者其至少约20%、至少约50%、至少约70%或至少约90%的可见吸收在约500nm至约600nm、约540nm至约580nm、约550nm至约570nm或约560nm至约580nm的范围内。
可见吸收的中值波长是这样的波长:在该波长处具有比中值波长更长的波长时所吸收的可见光子的数目基本上与具有比中值波长更短的波长时所吸收的可见光子的数目相同。可见发射的中值波长是这样的波长:在该波长处具有比中值波长更长的波长时所发射的可见光子的数目基本上与具有比中值波长更短的波长时所发射的可见光子的数目相同。通过选择将可见光谱平分为两个基本上相等的部分的波长,可以可视地在光谱上估计出中值波长。可见吸收(或可见发射)的平均波长是在可见范围的所有光子的平均波长。可见吸收或可见发射的峰波长是在可见范围内光谱中的峰。可见吸收或可见发射的最大波长是可见光谱中最高峰波长。本文中使用时,术语“吸收”、“吸收波长”或这些术语的其他形式用作“可见吸收的中值波长、可见吸收的平均波长、可见吸收的峰波长、可见吸收的最大波长,或者在其中发生至少约50%、约80%或约90%的可见光吸收的波长范围”的简略表达方式。本文中使用时,术语“发射”、“发射波长”或这些术语的其他形式用作“可见发射的中值波长、可见发射的平均波长、可见发射的峰波长、可见发射的最大波长,或者在其中发生至少约50%、约80%或约90%的可见光发射的波长范围”的简略表达方式。
在一些实施方式中,光学元件可以在接近M人视锥感光色素的峰敏感度的波长范围内吸收光,例如在其中相对敏感度(表4)为至少约0.9(例如约510nm至约550nm)、约0.93、约0.95、约0.96、约0.97、约0.98、约0.99或约1.0的波长范围;并且在接近L人视锥感光色素的峰敏感度的波长范围内发射更长波长的光,例如在其中相对敏感度(表4)为至少约0.9(例如对于M人视锥感光色素,约540nm至约580nm)、约0.93、约0.95、约0.96、约0.97、约0.98、约0.99或约1.0的波长范围。光学元件通常可以在比其吸收的波长更高的波长处发射光,例如在至少高了约5nm、约10nm、约20nm或约30nm的波长处。在一些实施方式中,光学元件可以具有相对于M人视锥感光色素峰敏感度来说稍微红移的吸收,并且可以具有相对于L人视锥感光色素峰敏感度来说稍微蓝移的吸收。
M、L、S、MV和LV人感光色素的相对敏感度列于表4中。对于每种感光色素来说,按比例调相对敏感度使最大敏感度为1.00。光学元件、发光化合物或发光化合物的组合的合适的吸收和发射范围可以从表4中的任意数值组得到。例如,发光化合物可以在M感光色素的低敏感度范围内吸收,例如约384nm至约440nm、约380nm至约410nm或在这些范围内表4中任意值所限定的任意其他范围;并且可以在M感光色素的高敏感度范围内发射,例如约465nm至约585nm、约510nm至约550nm或在这些范围内表4中任意值所限定的任意其他范围。在一些实施方式中,发光化合物在L感光色素的低敏感度范围内吸收,例如约384nm至约460nm、约380nm至约430nm或在这些范围内表4中任意值所限定的任意其他范围;并且可以在L感光色素的高敏感度范围内发射,例如约495nm至约620nm、约540nm至约580nm或在这些范围内表4中任意值所限定的任意其他范围。
还可以从表4的敏感度值得到光学元件、发光化合物或发光化合物的组合的吸收和发射的合适范围。例如,在表4中,对于给定的感光色素,吸收范围可以对应于敏感度值小于约0.15、约0.2、约0.25或约0.3的波长,并且发射范围可以对应于敏感度值大于约0.4、约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9或约1。表4中所得到的范围可以包括中值可见波长范围、平均可见波长范围、峰可见波长范围、最大可见波长范围等,或者可以包括这样的范围:在其中可见光谱中至少约50%、约70%、约80%或约90%的光子被发射或吸收。在一些实施方式中,吸收可以对应于对M感光色素至少约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、至多约1的敏感度值。
表4-可见范围内各种感光色素的相对敏感度
波长(nm) M L S MV LV
384 0.125 0.123 0.709 0.125 0.123
385 0.125 0.123 0.724 0.125 0.123
386 0.125 0.123 0.739 0.125 0.123
387 0.125 0.123 0.768 0.125 0.123
388 0.125 0.123 0.788 0.125 0.123
389 0.125 0.123 0.798 0.125 0.123
390 0.125 0.123 0.808 0.125 0.123
391 0.125 0.123 0.818 0.125 0.123
392 0.125 0.123 0.828 0.125 0.123
393 0.126 0.123 0.847 0.125 0.123
394 0.126 0.123 0.867 0.125 0.123
395 0.126 0.123 0.887 0.125 0.123
396 0.126 0.123 0.897 0.125 0.123
397 0.126 0.123 0.906 0.125 0.123
398 0.126 0.123 0.926 0.125 0.123
399 0.127 0.123 0.936 0.125 0.123
400 0.127 0.123 0.946 0.125 0.123
401 0.127 0.123 0.956 0.126 0.123
402 0.127 0.123 0.966 0.126 0.123
403 0.127 0.123 0.978 0.126 0.123
404 0.127 0.123 0.983 0.126 0.123
405 0.127 0.123 0.987 0.126 0.123
406 0.127 0.123 0.990 0.126 0.123
407 0.127 0.123 0.993 0.127 0.123
408 0.127 0.123 0.995 0.127 0.123
409 0.127 0.123 0.997 0.127 0.123
410 0.127 0.123 0.999 0.127 0.123
411 0.127 0.123 1.000 0.127 0.123
412 0.127 0.123 1.000 0.127 0.123
413 0.128 0.123 1.000 0.127 0.123
414 0.127 0.123 0.999 0.127 0.123
415 0.129 0.123 0.998 0.127 0.123
416 0.131 0.123 0.997 0.127 0.123
417 0.133 0.123 0.990 0.127 0.123
418 0.135 0.123 0.988 0.127 0.123
419 0.137 0.123 0.985 0.127 0.123
420 0.139 0.123 0.977 0.127 0.123
421 0.141 0.123 0.966 0.128 0.123
422 0.143 0.123 0.961 0.127 0.123
423 0.145 0.123 0.956 0.129 0.126
424 0.147 0.123 0.946 0.131 0.126
425 0.149 0.123 0.936 0.133 0.132
波长(nm) M L S MV LV
426 0.151 0.123 0.926 0.135 0.133
427 0.153 0.123 0.916 0.137 0.134
428 0.155 0.123 0.906 0.139 0.135
429 0.157 0.123 0.897 0.141 0.136
430 0.164 0.126 0.887 0.143 0.137
431 0.166 0.126 0.868 0.145 0.138
432 0.166 0.132 0.857 0.147 0.139
433 0.171 0.133 0.845 0.149 0.140
434 0.176 0.134 0.833 0.151 0.141
435 0.181 0.135 0.821 0.153 0.142
436 0.186 0.136 0.808 0.155 0.144
437 0.191 0.137 0.795 0.157 0.146
438 0.196 0.138 0.778 0.164 0.148
439 0.201 0.139 0.768 0.166 0.150
440 0.206 0.140 0.759 0.166 0.152
441 0.212 0.141 0.749 0.171 0.154
442 0.218 0.142 0.729 0.176 0.156
443 0.224 0.144 0.709 0.181 0.158
444 0.230 0.146 0.690 0.186 0.160
445 0.236 0.148 0.675 0.191 0.162
446 0.242 0.150 0.660 0.196 0.164
447 0.250 0.152 0.645 0.201 0.166
448 0.258 0.154 0.631 0.206 0.167
449 0.266 0.156 0.616 0.212 0.169
450 0.274 0.158 0.606 0.218 0.171
451 0.282 0.160 0.591 0.224 0.174
452 0.290 0.162 0.576 0.230 0.178
453 0.298 0.164 0.562 0.236 0.182
454 0.306 0.166 0.547 0.242 0.186
455 0.314 0.167 0.532 0.250 0.190
456 0.322 0.169 0.517 0.258 0.194
457 0.332 0.171 0.502 0.266 0.198
458 0.340 0.174 0.488 0.274 0.202
459 0.350 0.178 0.473 0.282 0.206
460 0.358 0.182 0.458 0.290 0.210
461 0.368 0.186 0.433 0.298 0.214
462 0.376 0.190 0.404 0.306 0.218
463 0.384 0.194 0.384 0.314 0.222
464 0.392 0.198 0.369 0.322 0.228
465 0.400 0.202 0.358 0.332 0.233
466 0.408 0.206 0.346 0.340 0.239
467 0.416 0.210 0.334 0.350 0.245
468 0.424 0.214 0.322 0.358 0.251
469 0.432 0.218 0.305 0.368 0.257
470 0.440 0.222 0.276 0.376 0.266
471 0.448 0.228 0.251 0.384 0.275
472 0.456 0.233 0.239 0.392 0.284
波长(nm) M L S MV LV
473 0.464 0.239 0.228 0.400 0.293
474 0.472 0.245 0.216 0.408 0.300
475 0.481 0.251 0.204 0.416 0.307
476 0.490 0.257 0.192 0.424 0.315
477 0.500 0.266 0.184 0.432 0.320
478 0.513 0.275 0.176 0.440 0.327
479 0.525 0.284 0.168 0.448 0.335
480 0.535 0.293 0.161 0.456 0.342
481 0.538 0.300 0.153 0.464 0.348
482 0.551 0.307 0.145 0.472 0.354
483 0.564 0.315 0.137 0.481 0.363
484 0.577 0.320 0.129 0.490 0.369
485 0.590 0.327 0.121 0.500 0.377
486 0.603 0.335 0.113 0.513 0.385
487 0.616 0.342 0.105 0.525 0.393
488 0.629 0.348 0.098 0.535 0.401
489 0.642 0.354 0.090 0.538 0.409
490 0.655 0.363 0.082 0.551 0.417
491 0.668 0.369 0.080 0.564 0.425
492 0.681 0.377 0.074 0.577 0.433
493 0.694 0.385 0.070 0.590 0.440
494 0.707 0.393 0.066 0.603 0.448
495 0.720 0.401 0.062 0.616 0.456
496 0.733 0.409 0.058 0.629 0.464
497 0.746 0.417 0.054 0.642 0.472
498 0.759 0.425 0.050 0.655 0.480
499 0.772 0.433 0.046 0.668 0.488
500 0.785 0.440 0.042 0.681 0.500
501 0.798 0.448 0.038 0.694 0.515
502 0.820 0.456 0.034 0.707 0.527
503 0.840 0.464 0.033 0.720 0.537
504 0.850 0.472 0.031 0.733 0.550
505 0.856 0.480 0.029 0.746 0.565
506 0.867 0.488 0.027 0.759 0.577
507 0.878 0.500 0.025 0.772 0.590
508 0.889 0.515 0.023 0.785 0.603
509 0.899 0.527 0.021 0.798 0.616
510 0.908 0.537 0.021 0.820 0.629
511 0.917 0.550 0.021 0.840 0.641
512 0.926 0.565 0.020 0.850 0.654
513 0.934 0.577 0.020 0.856 0.667
514 0.942 0.590 0.020 0.867 0.680
515 0.949 0.603 0.878 0.693
516 0.956 0.616 0.889 0.705
517 0.962 0.629 0.899 0.718
518 0.968 0.641 0.908 0.731
519 0.973 0.654 0.917 0.744
波长(nm) M L S MV LV
520 0.978 0.667 0.926 0.757
521 0.983 0.680 0.934 0.769
522 0.986 0.693 0.942 0.782
523 0.990 0.705 0.949 0.795
524 0.993 0.718 0.956 0.801
525 0.995 0.731 0.962 0.814
526 0.997 0.744 0.968 0.825
527 0.999 0.757 0.973 0.835
528 0.999 0.769 0.978 0.847
529 1.000 0.782 0.983 0.858
530 1.000 0.795 0.986 0.869
531 0.999 0.801 0.990 0.880
532 0.998 0.814 0.993 0.890
533 0.997 0.825 0.995 0.900
534 0.995 0.835 0.997 0.910
535 0.992 0.847 0.999 0.919
536 0.989 0.858 0.999 0.927
537 0.986 0.869 1.000 0.935
538 0.982 0.880 1.000 0.943
539 0.977 0.890 0.999 0.950
540 0.973 0.900 0.998 0.956
541 0.967 0.910 0.997 0.963
542 0.961 0.919 0.995 0.968
543 0.955 0.927 0.992 0.974
544 0.948 0.935 0.989 0.978
545 0.941 0.943 0.986 0.983
546 0.933 0.950 0.982 0.987
547 0.923 0.956 0.977 0.990
548 0.912 0.963 0.973 0.993
549 0.897 0.968 0.967 0.995
550 0.887 0.974 0.961 0.997
551 0.877 0.978 0.955 0.999
552 0.866 0.983 0.948 1.000
553 0.855 0.987 0.941 1.000
554 0.843 0.990 0.933 1.000
555 0.831 0.993 0.923 0.999
556 0.818 0.995 0.912 0.998
557 0.805 0.997 0.897 0.997
558 0.792 0.999 0.887 0.995
559 0.778 1.000 0.877 0.990
560 0.771 1.000 0.866 0.986
561 0.764 1.000 0.855 0.982
562 0.749 0.999 0.843 0.978
563 0.734 0.998 0.831 0.973
564 0.719 0.997 0.818 0.968
565 0.704 0.995 0.805 0.962
566 0.688 0.992 0.792 0.956
波长(nm) M L S MV LV
567 0.671 0.990 0.778 0.949
568 0.655 0.986 0.771 0.942
569 0.640 0.982 0.764 0.934
570 0.625 0.978 0.749 0.926
571 0.610 0.973 0.734 0.917
572 0.595 0.968 0.719 0.908
573 0.580 0.962 0.704 0.899
574 0.565 0.956 0.688 0.889
575 0.550 0.949 0.671 0.879
576 0.535 0.942 0.655 0.868
577 0.520 0.934 0.640 0.857
578 0.505 0.926 0.625 0.845
579 0.490 0.917 0.610 0.833
580 0.475 0.908 0.595 0.821
581 0.460 0.899 0.580 0.808
582 0.445 0.889 0.565 0.795
583 0.430 0.879 0.550 0.778
584 0.415 0.868 0.535 0.768
585 0.400 0.857 0.520 0.759
586 0.385 0.845 0.505 0.749
587 0.370 0.833 0.490 0.729
588 0.355 0.821 0.475 0.709
589 0.340 0.808 0.460 0.690
590 0.328 0.795 0.445 0.675
591 0.316 0.778 0.430 0.660
592 0.304 0.768 0.415 0.645
593 0.292 0.759 0.400 0.631
594 0.280 0.749 0.385 0.616
595 0.268 0.739 0.370 0.606
596 0.256 0.729 0.355 0.591
597 0.244 0.709 0.340 0.576
598 0.232 0.690 0.328 0.562
599 0.220 0.675 0.316 0.547
600 0.208 0.660 0.304 0.532
601 0.200 0.645 0.292 0.517
602 0.192 0.631 0.280 0.502
603 0.184 0.616 0.268 0.488
604 0.176 0.606 0.256 0.473
605 0.170 0.591 0.244 0.458
606 0.164 0.576 0.232 0.443
607 0.158 0.562 0.220 0.429
608 0.152 0.547 0.208 0.414
609 0.146 0.532 0.200 0.399
610 0.140 0.517 0.192 0.384
611 0.134 0.502 0.184 0.369
612 0.128 0.488 0.176 0.358
613 0.122 0.473 0.170 0.346
波长(nm) M L S MV LV
614 0.116 0.458 0.164 0.334
615 0.110 0.443 0.158 0.322
616 0.104 0.429 0.152 0.310
617 0.098 0.414 0.146 0.299
618 0.092 0.399 0.140 0.287
619 0.086 0.384 0.134 0.275
620 0.080 0.369 0.128 0.263
621 0.076 0.358 0.122 0.251
622 0.072 0.346 0.116 0.239
623 0.068 0.334 0.110 0.228
624 0.064 0.322 0.104 0.216
625 0.060 0.310 0.098 0.204
626 0.056 0.299 0.092 0.192
627 0.052 0.287 0.086 0.184
628 0.048 0.275 0.080 0.176
629 0.044 0.263 0.076 0.168
630 0.040 0.251 0.072 0.161
631 0.038 0.239 0.068 0.153
632 0.036 0.228 0.064 0.145
633 0.034 0.216 0.060 0.137
634 0.032 0.204 0.056 0.133
635 0.030 0.192 0.052 0.129
636 0.028 0.184 0.048 0.125
637 0.026 0.176 0.044 0.121
638 0.024 0.168 0.040 0.117
639 0.022 0.161 0.038 0.113
640 0.020 0.153 0.036 0.109
641 0.018 0.145 0.034 0.105
642 0.016 0.137 0.032 0.101
643 0.014 0.129 0.030 0.098
644 0.014 0.121 0.028 0.093
645 0.013 0.113 0.026 0.088
646 0.012 0.105 0.024 0.083
647 0.012 0.098 0.022 0.078
648 0.011 0.090 0.020 0.073
649 0.011 0.082 0.018 0.068
650 0.010 0.080 0.016 0.063
651 0.010 0.074 0.014 0.058
652 0.009 0.070 0.014 0.053
653 0.009 0.066 0.013 0.052
654 0.008 0.062 0.012 0.050
655 0.008 0.058 0.012 0.049
656 0.007 0.054 0.011 0.047
657 0.007 0.050 0.011 0.046
658 0.006 0.046 0.010 0.044
659 0.006 0.042 0.010 0.043
660 0.005 0.038 0.009 0.041
波长(nm) M L S MV LV
661 0.005 0.034 0.009 0.040
662 0.004 0.033 0.008 0.038
663 0.004 0.031 0.008 0.037
664 0.003 0.029 0.007 0.035
665 0.003 0.027 0.007 0.034
666 0.003 0.025 0.006 0.033
667 0.003 0.023 0.006 0.031
668 0.003 0.021 0.005 0.030
669 0.003 0.019 0.005 0.028
670 0.003 0.017 0.004 0.027
671 0.003 0.015 0.004 0.025
672 0.003 0.013 0.003 0.024
673 0.003 0.011 0.003 0.022
674 0.003 0.009 0.003 0.021
675 0.003 0.008 0.003 0.019
在一些实施方式中,光学元件可以在约530nm至约540nm、约534nm至约537nm、约535nm至约536nm、约545nm至约565nm、约549nm至约562nm、约535nm、约536nm、约549nm、约557nm或约562nm处吸收;并且可以在这些范围中的一个中具有小于约90%、约85%或约80%的透射率。
在一些实施方式中,光学元件可以在约540nm至约550nm、约545nm至约550nm、或者约547nm处吸收;和/或可以在约560nm至约580nm、约565nm至约575nm、或者约569nm处发射。
在一些实施方式中,配置光学元件,来吸收和发射光,例如吸收较短波长的光并发射较长波长的光,以使具有第一组颜色坐标的第一颜色转换成具有第二组颜色坐标的第二颜色。在一些实施方式中,第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离可以为至少约0.005、约0.01、约0.02、约0.03、约0.04或约0.05颜色坐标单元。两组颜色坐标(x1,y1)和(x2,y2)之间的距离Δ可以由下式得到:
Δ = [ x 2 - x 1 ] 2 + [ y 2 - y 1 ] 2
对于辨别颜色能力受损的个体来说,在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离(下文称为“垂直距离”)可以是至少约0.02、约0.03、约0.04或约0.05颜色坐标单元。“颜色坐标单元”指的是在CIE颜色三角形上的距离。CIE(1932).Commission Internationale de l'Eclairage proceedings,1931.Cambridge University Press,Cambridge。这个示例性标准被称为1931CIEXYZ色彩空间(color space)而在本领域中是已知的,并且由国际照明委员会(International Commission on Illumination)设定。例如,CIE颜色(0.332,345)与y轴距离为0.332颜色坐标单元,并且与x轴距离为0.345颜色坐标单元。出于本公开的目的,CIE颜色三角形(x,y)中两个颜色坐标指“x颜色坐标”和“y颜色坐标”。
例如,表5示出了颜色可以如何被光学元件转换来供辨别颜色能力受损的个体使用。一些光学元件可以将颜色A转换成颜色A’,和/或可以将颜色B转换成颜色B’。通过将与第二颜色坐标的颜色混同线垂直的距离减去与第一颜色坐标的颜色混同线垂直的距离,可以得到垂直距离(法向距离)。负的(-)距离值表明该点具有比颜色混同线更低的y值,并且正的距离表明该点具有比颜色混同线更高的y值。在与最接近A颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,A与A’的颜色坐标之间的距离为约0.0095。在与最接近B坐标的颜色混同线垂直的方向上,B与B’的颜色坐标之间的距离为约0.0133。
表5
颜色 x y 绿色盲颜色混同线 与颜色混同线垂直的距离
A 0.379 0.486 8 -0.0020
A’ 0.384 0.468 8 0.0075
B 0.478 0.414 9 0.0180
B’ 0.523 0.39 9 0.0313
在一些实施方式中,x颜色坐标可以是约0.290至约0.295、约0.325至约0.335、约0.330至约0.335、约0.370至约0.375、约0.375至约0.385、约0.380至约0.385、约0.475至约0.485、约0.475至约0.480、约0.51至约0.52、约0.520至约0.525、约0.520至约0.523、约0.56至约0.57、约0.570至约0.575、约0.293、约0.332、约0.37、约0.371、约0.379、约0.476、约0.478、约0.482、约0.514、约0.566或约0.573;和/或y颜色坐标可以是约0.34至约0.35、约0.385至约0.395、约0.395至约0.400、约0.41至约0.42、约0.465至约0.470、约0.465至约0.475、约0.48至约0.49、约0.495至约0.50、约0.46至约0.47、约0.344、约0.345、约0.39、约0.398、约0.463、约0.468、约0.47、约0.486或约0.497。
在一些实施方式中,第一组颜色坐标可以是约(0.375-0.380,0.485-0.490)、约(0.475-0.480,0.410-0.415)、约(0.330-0.335,0.340-0.345)、约(0.570-0.575,0.340-0.345)、约(0.510-0.515,0.340-0.344)、约(0.480-0.485,0.388-0.392)、约(0.475-0.480,0.468-0.473)、约(0.565-0.570,0.395-0.400)、约(0.290-0.295,0.495-0.500)、约(0.368-0.373,0.485-0.490)或约(0.370-0.375,0.460-0.465)。
在一些实施方式中,第一组颜色坐标为A或B,和/或第二组颜色坐标为A’或B’。在一些实施方式中,第一组颜色坐标是表6中颜色1-9中的一个。
表6
颜色 x y 绿色盲颜色混同线 与颜色混同线垂直的距离
1 0.332 0.345 6 -0.0194
2 0.573 0.344 9 -0.0153
3 0.514 0.344 8 -0.0069
4 0.482 0.390 8 0.0041
5 0.476 0.470 9 0.0021
6 0.566 0.398 9 0.0171
7 0.293 0.497 7 0.0120
8 0.37 0.486 8 -0.0042
9 0.371 0.463 8 -0.0201
颜色混同线包括在CIE颜色三角形上具有以下条件的任意线:沿着此线具有色盲状况的人很难区分颜色。表7中给出了绿色盲的颜色混同线的一些例子,并且表8中给出了红色盲的颜色混同线的一些例子。颜色混同线具有式y=mx+b,其中m是斜率并且b为y-截距。在一些实施方式中,最接近第一组颜色坐标的颜色混同线是绿色盲颜色混同线1、绿色盲颜色混同线2、绿色盲颜色混同线3、绿色盲颜色混同线4、绿色盲颜色混同线5、绿色盲颜色混同线6、绿色盲颜色混同线7、绿色盲颜色混同线8或绿色盲颜色混同线9,如表7中所示。在一些实施方式中,最接近第一组颜色坐标的颜色混同线是红色盲颜色混同线1、红色盲颜色混同线2、红色盲颜色混同线3、红色盲颜色混同线4、红色盲颜色混同线5、红色盲颜色混同线6、红色盲颜色混同线7、红色盲颜色混同线8、红色盲颜色混同线9或红色盲颜色混同线10,如表8中所示。
表7:绿色盲颜色混同线的斜率(m)和y-截距(b)
表8:红色盲颜色混同线的斜率(m)和y-截距(b)
尽管有许多用于确定在与颜色混同线垂直的方向上两组颜色坐标之间的距离的方法,图1中示出了一种方法。计算第一条线210,其包含或贯穿第一组颜色坐标215并与颜色混同线220平行。计算第二条线230,包含或贯穿第一组颜色坐标235并与颜色混同线220平行。
第一条线210和第二条线230具有与颜色混同线相同的斜率。可以由第一组颜色坐标215确定y-截距b1,并且可以由第二组颜色坐标235确定y-截距b2。例如,如果第二组颜色坐标是(x2,y2),那么y-截距b2将是:
b2=y2–mx2
其中m为颜色混同线(以及与颜色混同线平行的任意线)的斜率。
第一条线210与第二条线230之间的最短距离D等于在垂直于颜色混同线的方向上两组颜色坐标之间的距离。可以使用下式来确定该距离:
D = [ b 2 - b 1 1 - m - m ] 2 + [ b 2 - b 1 - 1 - m 2 ] 2
其中D是两条平行线之间的距离、或者在在垂直于颜色混同线的方向上的距离;b2是包含第二组颜色坐标的线的y-截距;b1是包含第一组颜色坐标的线的y-截距;并且m是颜色混同线的斜率。表2和3示出了在多种b2-b1值时一些颜色混同线的D的值。还可以通过绘制多条线并测量线之间的距离,来估算距离。在一些实施方式中,b2-b1可以是至少约0.02、约0.03、约0.04、约0.05或约0.06。
光学元件还可以包含光吸收染料,其也可以分散在基本上透明的基质材料中。在一个实施方式中,光吸收染料的吸收带基本上与第二可见颜色波长重叠。发光化合物在第一可见光波长处发射光,并且光吸收染料在第二可见光波长处吸收光,二者的组合能够有助于改善两颜色之间的区别。例如,在可见光的绿色波长处发射光的发光化合物与吸收红色波长可见光的光吸收染料组合使用,可以改善使用者区分红色色调与绿色色调的能力。
光吸收染料可以吸收一种颜色,例如红色,并且对于所有其他波长的光是透明的。光吸收染料可以是发荧光的,或者可以不是发荧光的。在一个实施方式中,光吸收染料的目的是,使得当通过滤镜查看时与染料的吸收带颜色相同的物体显得更深。可以使用已知的光吸收染料。在一个实施方式中,光吸收染料包含酞菁染料,例如Epolight6661和/或Epolight6084,二者均为Epolin,Inc(Newark,NJ,USA)的产品。可以使用超过一种光吸收染料。然而,应当保持光学元件基本的透明度。
如本文中提供的教导所指导的,可以按照已知的成膜或形成透镜的技术,来制造光学元件。发光化合物和/或光吸收染料可以以适当的重量比与基本上透明的基质材料组合。各个成分可以溶解在适当的溶剂中,例如甲苯,可选地采用超声。然后可以将溶液旋涂到膜内或者任何基本上透明的基材上。加热所得到膜来蒸发溶剂,从而提供矫正的光学元件,其可以放置于色盲者的眼睛与他(她)们实际看的物体之间。
为了增强滤镜的有效性,尤其是在低的光设置中,一些发光化合物可以具有尽可能窄的吸收带。一些发光化合物可以具有窄的Stokes位移,例如小于约150nm或小于约120nm的Stokes位移。Stokes位移是相同电子跃迁的吸收光谱和发射光谱的最大值位置之间的差异(以波长单位或频率单位表示)。如果例如一个化合物具有约485nm的吸收峰波长和约550nm的发射峰波长,则该化合物具有约65nm的tokes位移。
在一个实施方式中,发光化合物从UV/蓝色吸收光谱内吸收光,并在绿色发射光谱内发射光,即增强了感知到的所发射的绿光。在一个实施方式中,发光化合物从绿色吸收光谱内吸收光,并在红色发射光谱内发射光,即增强了感知到的所发射的红光。在一个实施方式中,发光化合物从UV或蓝色吸收光谱内吸收光,并在红色发射光谱内发射光,即增强了感知到的所发射的红光。在一些实施方式中,发光化合物可以是光吸收染料。在一些实施方式中,光吸收染料可以吸收接近UV或蓝光波长、约200至约450nm范围内的颜色,来提高颜色对比度并改善颜色辨别,同时使与长期暴露于这种短、高能量波长相关的疲劳和视觉应力最小化。在一个实施方式中,这还具有另一个效果,即保护使用者免受有害的UV辐射。一些有害的UV波长分为中等范围UVB(范围从约290至约320nm)和长范围UVA(范围从约320至约400nm)。在一些实施方式中,用于透镜的UV吸收材料可以是二苯甲酮和苯并三唑以及它们的衍生物,如美国专利No.8106108和美国专利No.5621052中所述,并且通过引用并入本文。在一些实施方式中,可以采用UV吸收材料使光学元件被渗透或分层。
在一些实施方式中,发光化合物具有小于约120nm、小于约110nm、小于约100nm、小于约90nm、小于约80nm、小于50nm、小于30nm、小于20nm、小于10nm、约50nm至约120nm、约50nm至约110nm、约50nm至约100nm、约50nm至约90nm、约60nm至约80nm、或约70nm的Stokes位移。
在一个实施方式中,发光化合物具有窄的吸收带。半峰全宽(FWHM,full width at half maximum)是吸收或发射强度为最大吸收或带强度值的一半时以纳米计吸收带或发射带的宽度。在一个实施方式中,当分散于所述基本上透明的基质中时,发光化合物具有小于或等于约100nm、小于或等于约90nm、或者小于或等于约85nm、小于或等于约75nm的FWHM值的吸收带。发光化合物的吸收峰可以改变。在一个实施方式中,发光化合物的吸收带峰在约445nm至约525nm、约445nm至约505nm、约475nm至约490nm、或约483nm的范围内。
在一些实施方式中,发光化合物可以具有高的量子产率以及在第一可见颜色波长处最大发射波长。例如,当第一可见颜色波长为绿色时,可以使用在绿色波长中具有最大发射的发光化合物。在一些实施方式中,发光化合物在约450nm至约600nm、约500nm至约580nm、或约520nm至约560nm的范围内的波长处具有峰发射。由可见光激发后,光化合物增强第一颜色波长内的发射强度。在一些实施方式中,发光化合物具有大于约75%、约80%、约85%或约90%的量子产率。
在一些实施方式中,光学元件还包含光发射元件。光发射元件可以与发光化合物光连通,以提供发光化合物的激发源。在一个实施方式中,光发射元件包含在发光化合物的吸收带范围内具有最大发射峰的光发射薄膜。吸收带范围包括但不限于约10nm至约20nm的吸收峰波长和/或沿发射峰光谱的肩峰。在一个实施方式中,光发射元件包含无机或有机发光二极管(LED)。发光二极管的例子包括无机蓝色发光LED,例如由Nichia(Japan)所制造;美国专利申请文本Nos.2010/0326526和2011/0140093中所描述的有机发光二极管;和美国专利申请No.13/166246中所描述的有机发光二极管,以上每一篇专利文献的内容通过引用以其整体并入本文。一般来说,可以使用任何薄膜柔性光发射元件,例如具有柔性波导的薄的柔性聚合物膜的侧光式LED(edge type LED)。在一些实施方式中,光学元件还包含与发光元件和光发射元件光连通的光学波导。
本文中所描述的光学元件并不限于它的形式。优选地,可以设计光学元件,使其能够以已知的方式放置于使用者的眼睛和要感知的任何物体或图像之间。在一个实施方式中,光学元件包含膜。膜可以具有各种厚度。在一个实施方式中,膜附于一片护目镜(eyewear)上。例如,光学元件可以包含透镜。发光化合物可以分散于透镜材料内,或者其可以分散在附于透镜材料的膜中。在一个实施方式中,透镜包括隐形眼镜或镜片眼镜。基本上透明的基质可以由任何合适的材料构成。
一些光学元件可以包含透明的聚合物基质和作为发光化合物的罗丹明或罗丹明衍生物(诸如罗丹明6G),其中聚合物包含聚乙烯醇或其含有C1-6酯或C1-6缩醛侧基的衍生物。在一些实施方式中,聚乙烯醇衍生物可以包含重复单元a、重复单元b、重复单元c或其组合。
对于重复单元a,Ro可以是H或C1-5烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C3-环烷基、C4-环烷基、C5-环烷基等。在一些实施方式中,Ro是正丙基。
对于重复单元c,Rp可以是H或C1-5烷基,例如CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C3-环烷基、C4-环烷基、C5-环烷基等。在一些实施方式中,Rp是甲基。
在一些实施方式中,重复单元a可以是聚合物重量的约70%至约90%或约80%。
在一些实施方式中,重复单元b可以是聚合物重量的约5%至约30%或约17%至约20%。
在一些实施方式中,重复单元c可以是聚合物重量的约0.01%至约3%或者约5%。
一些组合物可以包含聚(乙烯基丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)(poly(vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate),PVBAA)CAS号:27360-07-2,该聚合物包含重复单元a、重复单元b和重复单元c。在一些实施方式中,PVBAA具有在约50000g/mol至约1000000g/mol、约100000g/mol至约50000g/mol、或者约170000g/mol至约250000g/mol范围内的平均分子量。可以商业购买的PVBAA可以从Sigma Aldrich(Milwaukee,WI#418420)得到,其具有170000-250000g/mol的平均分子量,并且含有0-2.5重量%乙酸酯、17.5-20重量%羟基和80重量%乙烯缩丁醛(vinyl butyral)。
一些组合物可以是约1%(w/w,重量/重量)至约20%、约2%(w/w)至约10%(w/w)、约4%(w/w)至约6%(w/w)、或约5%(w/w)的罗丹明6G、以及约80%(w/w)至约99%(w/w)、约90%(w/w)至约99%(w/)、约90%(w/w)至约95%(w/w)、约94%(w/w)至约96%(w/w)、或约95%(w/w)的PVBAA。一些组合物可以是约5%(w/w)罗丹明6G和约95%(w/w)PVBAA。
在一些实施方式中,当光学元件包含膜如薄膜时,该薄膜可以被层压到其他常规的光学设备,包括但不限于镜片眼镜、隐形眼镜、护目镜、反射镜、LED屏(蜂窝式电话屏、IPOD、PDA等)、计算机屏幕和/或挡风玻璃。在一个实施方式中,基本上透明的基质材料包含聚碳酸酯。
在一个实施方式中,光学元件包含基本上透明的基质材料,其可以是在制备膜或透镜时有用的任何材料。“基本上透明的”的材料是使用者可以看穿的任何材料。例如“基本上透明的”的材料能够透射光,使得可以看到在材料的另一侧的物体或图像。“基本上透明的”的材料可以任选地具有一定程序的阴影部分(shading),并且不必完全透明。通过首先用多通道光检测器在整个可见波长范围(诸如约380nm至约780nm)测量总透射率,可以计算透明度。可以由以1nm波长增量从约380nm至约780nm所记录的每个透射率百分数值的算数平均数,来报道出透明度百分数。在这种情况下,将会有400个数据点用来计算平均值。在一个实施方式中,光学元件具有至少约70%、约80%或约90%的透明度。
基本上透明的基质材料可以包含组合物,该组合物包含与发光化合物组合的玻璃或以各种组合的各种类型的聚合物。对于此材料来说,其可以期望地为无害的且结实的。在一个实施方式中,基本上透明的基质材料包含包括但不限于以下物质的材料,该材料包括但不限于玻璃;硫代氨基甲酸酯;PC;烯丙基二甘醇碳酸酯(例如CR-39);聚丙烯酸酯,例如聚丙烯酸、聚烷基丙烯酸(包括甲基丙烯酸),聚丙烯酸的酯,或者聚丙烯酸例如甲基酯、乙基酯、丙基酯、异丙基酯、正丁基酯、仲丁基酯、异丁基酯、叔丁基酯、戊基异构体的酯、己基异构体的酯、环丁基酯、环戊基酯或环己基酯等,2-羟乙基甲基丙烯酸酯,还包括聚丙烯酸酯水凝胶;聚乙烯吡咯烷酮;六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯的一种或多种三元共聚物(HFA/TFE/E三元共聚物)、PMMA、PVB、乙烯-乙酸乙烯、乙烯-四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、有机硅氧烷、聚(乙烯基丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)中的一种或多种三元共聚物,以及其组合。
一些光学元件可以包含涂布于基材层的基本上透明的组分。基材可以被包含基本上透明的层和分散于透明的层中的发光化合物的层涂布。基材层可以包含任何合适的聚合材料,例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、三乙酸纤维素TAC、硫代氨基甲酸酯、聚碳酸酯(PC);烯丙基二甘醇碳酸酯(例如CR-39);聚丙烯酸酯,例如聚丙烯酸、聚烷基丙烯酸(包括甲基丙烯酸),聚丙烯酸的酯,或者聚丙烯酸例如甲基酯、乙基酯、丙基酯、异丙基酯、正丁基酯、仲丁基酯、异丁基酯、叔丁基酯、戊基异构体的酯、己基异构体的酯、环丁基酯、环戊基酯或环己基酯等,2-羟乙基甲基丙烯酸酯,还包括聚丙烯酸酯水凝胶;聚乙烯吡咯烷酮;六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯的一种或多种三元共聚物(HFA/TFE/E三元共聚物)、(聚甲基丙烯酸酯)PMMA、PVB、乙烯-乙酸乙烯、乙烯-四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、有机硅氧烷、聚(乙烯基丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)中的一种或多种三元共聚物,以及其组合。
对于以护目镜诸如镜片眼镜或太阳镜形式的装置,透镜或光学元件可以由任何光学上合适的塑料构成,或者它们可以主要由玻璃或其他玻璃质材料构成。合适的光学塑料包括热塑性合成树脂,包括聚(二甘醇双(烯丙基碳酸酯));含二甘醇多元醇的聚氨酯;来自异氰酸酯和聚硫醇的硫代氨基甲酸酯树脂;丙烯酸酯例如甲基丙烯酸的C1-6烷基酯(包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯等)、丙烯酸的C1-6烷基酯(包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯等)和相关的丙烯酸树脂;聚苯乙烯,包括聚苯乙烯均聚物,以及苯乙烯与丙烯腈的共聚物,聚丁二烯改性的聚苯乙烯等;聚碳酸酯;乙烯基树脂例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛等;离聚物(ionomers)和一氯三氟乙烯树脂;纤维素衍生物,包括乙酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸丁酸纤维素等;环氧树脂;聚酯树脂;等等。
对于以眼用透镜形式的装置,例如软质隐形眼镜、硬质隐形眼镜或眼内透镜(本文中统称为“眼用透镜”),透镜或光学元件的基质材料可以包括眼用聚合物。
对于较软的眼用透镜,例如软质隐形眼镜,可以将软质单体结合到眼用聚合物中。对于较硬的透镜,例如硬质隐形眼镜,可以将硬质单体结合到眼用聚合物中。许多眼用透镜可以包含软质单体和硬质单体的组合,或者可以是含软质单体和硬质单体的组合的混合物的反应产物。在一些实施方式中,眼用透镜可以包含眼用聚合物,该眼用聚合物可以是含软质和/或硬质单体的混合物的反应产物,并且还可以任选地包含交联剂、其他可聚合单体、引发剂和/或其他材料。
软质单体可以包括形成水凝胶的单体、或者形成水凝胶聚合物的单体。水凝胶聚合物包括能够吸收并保留水在平衡态的聚合体系。水凝胶聚合物可以包含形成水凝胶的单体,包括亲水性丙烯酸酯,例如丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等;乙烯基内酰胺,包括可选地取代的N-乙烯基吡咯烷酮,例如未取代的1-乙烯基-2-吡咯烷酮;现烯酰胺,例如甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺;等等。一些水凝胶聚合物可以是聚合反应的反应产物,该聚合反应包含可选地交联剂和甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)、HEMA和甲基丙烯酸;HEMA和1-乙烯基-2-吡咯烷酮;HEMA和1-乙烯基-2-吡咯烷酮和甲基丙烯酸;HEMA和1-乙烯基-2-吡咯烷酮和甲基丙烯酸甲酯;HEMA和N-(1,1-二甲基-3-氧代丁基)-丙烯酰胺;或1-乙烯基-2-吡咯烷酮和甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸烯丙酯。
硬质单体包括缺乏除酯的CO2基团之外的亲水性官能基团的丙烯酸单体,例如丙烯酸烷基酯单体或甲基丙烯酸烷基酯单体。其他硬质单体可以包含纤维素衍生物,例如乙酸丁酸纤维素,和苯乙烯。
硬质丙烯酸烷基酯可以包括丙烯酸的烷基酯,例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸叔戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-甲基丁酯(2-methylbutyl acrylate)、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯等。甲基丙烯酸烷基酯单体可以包括甲基丙烯酸的烷基酯,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸叔戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-甲基丁基酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(3,3,5-trimethylcyclohexylmethacrylate)、丙烯酸叔丁酯等。在一些丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯中,烷基酯的烷基可以包含1、2、3或4个碳原子。一些眼用透镜聚合物是聚合反应的产物,该聚合反应包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯。
对于一些眼用透镜,衍生自丙烯酸烷基酯和/或甲基丙烯酸烷基酯的重复单元为眼用聚合物重量的至少约10%、约20%、约30%,或者可以至少多为约90%、约95%、约99%,或者可以接近约100%。
其他硬质丙烯酸酯单体可以包括甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸四氢糠基酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)、甲基丙烯酸酯四氢糠基酯、甲基丙烯烯丙基酯等。
交联剂的例子可以包括:乙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、丙烯酸烯丙酯、丙烯酸乙烯酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酰氧基乙基丙烯酸酯、富马酸二烯丙酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯、己二酸二乙烯基酯、α-亚甲基-N-乙烯基吡咯烷酮、4-乙烯基苄基丙烯酸酯、3-乙烯基苄基酯、2,2-双(丙烯酰氧基苯基)六氟丙烷、2,2-双(丙烯酰氧基苯基)丙烷、1,2-双(2-(丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,3-双(2-(丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,4-双(2-(丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,2-双(2-(丙烯酰氧基异丙基)苯、1,3-双(2-(丙烯酰氧基异丙基)苯、1,4-双(2-(丙烯酰氧基异丙基)苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸乙烯酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰氧乙基甲基丙烯酸酯、4-乙烯基苄基甲基丙烯酸酯、3-乙烯基苄基甲基丙烯酸酯、2,2-双(甲基丙烯酰氧苯基)六氟丙烷、2,2-双(甲基丙烯酰氧苯基)丙烷、1,2-双(2-(甲基丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,3-双(2-(甲基丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,4-双(2-(甲基丙烯酰氧基六氟异丙基)苯、1,2-双(2-(甲基丙烯酰氧基异丙基)苯、1,3-双(2-(甲基丙烯酰氧基异丙基)苯、1,4-双(2-(甲基丙烯酰氧基异丙基)苯、N,N'-双-丙烯酰胱胺、N,N'-双-甲基丙烯酰胱胺、亚甲基-双-丙烯酰胺或亚甲基-双-甲基丙烯酰胺。一些丙烯酸聚合物是混合物的聚合反应的产物,该混合物包含乙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、4-乙烯基苄基甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯和/或4-乙烯基苄基甲基丙烯酸酯作为交联剂。对于一些丙烯酸聚合物来说,交联剂是聚合反应混合物重量的约0.001重量%至15重量%或约0.1重量%至10重量%。在一些实施方式中,过量使用交联剂可能会导致眼用透镜变脆弱。
可以任选地将一种或多种额外的可聚合单体加入到聚合反应混合物中。在一些实施方式中,非丙烯酸单体的可聚合单体可以小于聚合反应混合物的约90重量%、约80重量%、约50重量%、约30重量%、约20重量%、约10重量%或约5重量%。
形成水凝胶的单体混合物的具体例子是polymacon,其主要由甲基丙烯酸2-羟乙酯构成并具有少量二甘醇二甲基丙烯酸酯作为交联单体。
额外的可聚合单体的例子可以包括含硅甲基丙烯酸酯单体、含硅苯乙烯的衍生物、含氟苯乙烯的衍生物、含氟丙烯酸酯单体、含硅大分子单体等。这些类型的可聚合单体可以改善眼用聚合物中的氧气传输和/或耐污染性。可以加入苯乙烯,来改善眼科透镜诸如眼用透镜的机械强度和硬度。
含硅甲基丙烯酸酯单体可以包括:丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯(pentamethyldisiloxanylmethyl acrylate)、丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙酯(pentamethyldisiloxanylpropyl acrylate)、丙烯酸甲基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(methylbis(trimethylsiloxy)silylpropyl acrylate)、丙烯酸三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(tris(trimethylsiloxy)silylpropyl acrylate)、丙烯酸单[甲基-双(三甲基硅氧烷基)硅氧基]双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(mono[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]bis(trimethylsiloxy)silylpropylacrylate)、丙烯酸三[甲基-双(三甲基硅氧烷基)硅氧基]甲硅烷基丙酯(tris[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]silylpropyl acrylate)、丙烯酸甲基-双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(methyl-bis(trimethylsiloxy)silylpropylglycerol acrylate)、丙烯酸三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(tris(trimethylsiloxy)silylpropylglycerolacrylate)、丙烯酸单[甲基-双(三甲基硅氧基)硅氧基]双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(mono[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]bis(trimethylsiloxy)silylpropylglycerol acrylate)、丙烯酸三甲基甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基丙基甘油酯(trimethylsilylethyltetramethyldisiloxanylpropylglycerol acrylate)、丙烯酸三甲基甲硅烷基甲酯(trimethylsilylmethyl acrylate)、丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯(trimethylsilylpropyl acrylate)、丙烯酸三甲基甲硅烷基丙基甘油酯(trimethylsilylpropylglycerol acrylate)、丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙基甘油酯(pentamethyldisiloxanyl propylglycerol acrylate)、丙烯酸甲基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基甲酯(methylbis(trimethylsiloxy)silylethyltetramethyldisiloxanylmethyl acrylate)、丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧烷基丙酯(tetramethyltriisopropylcyclotetrasiloxanylpropyl acrylate)、丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(tetramethyltriisopropylcyclotetrasiloxybis(trimethylsiloxy)silylpropylacrylate)、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯(pentamethyldisiloxanylmethyl methacrylate)、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙酯(pentamethyldisiloxanylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸甲基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(methylbis(trimethylsiloxy)silylpropylmethacrylate)、甲基丙烯酸三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(tris(trimethylsiloxy)silylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸单[甲基-双(三甲基硅氧烷基)硅氧基]双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(mono[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]bis(trimethylsiloxy)silylpropylmethacrylate)、甲基丙烯酸三[甲基-双(三甲基硅氧烷基)硅氧基]甲硅烷基丙酯(tris[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]silylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸甲基-双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(methyl-bis(trimethylsiloxy)silylpropylglycerol methacrylate)、甲基丙烯酸三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(tris(trimethylsiloxy)silylpropylglycerol methacrylate)、甲基丙烯酸单[甲基-双(三甲基硅氧基)硅氧基]双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙基甘油酯(mono[methyl-bis(trimethylsiloxy)siloxy]bis(trimethylsiloxy)silylpropylglycerol methacrylate)、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基丙基甘油酯(trimethylsilylethyltetramethyldisiloxanylpropylglycerolmethacrylate)、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基甲酯(trimethylsilylmethylmethacrylate)、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯(trimethylsilylpropylmethacrylate)、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基丙基甘油酯(trimethylsilylpropylglycerol methacrylate)、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙基甘油酯(pentamethyldisiloxanyl propylglycerol methacrylate)、甲基丙烯酸甲基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基甲酯(methylbis(trimethylsiloxy)silylethyltetramethyldisiloxanylmethylmethacrylate)、甲基丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧烷基丙酯(tetramethyltriisopropylcyclotetrasiloxanylpropyl methacrylate)、甲基丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯(tetramethyltriisopropylcyclotetrasiloxybis(trimethylsiloxy)silylpropylmethacrylate)等。
苯乙烯的含硅衍生物的例子可以包括三甲基甲硅烷基苯乙烯、三(三甲基硅氧基)甲硅烷基苯乙烯等。
含硅大分子单体包括含有硅(Si)的大分子单体,例如聚硅氧烷大分子,其在聚硅氧烷大分子单体的两端具有可聚合基团,通过氨基甲酸酯键连接到含乙烯的单体。
一些聚合反应混合物可以包含可在聚合混合物中反应形成硅水凝胶共聚物的含硅酮的单体。含硅酮的单体的例子包括:具有单个活化的双键的单体,例如甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷(methacryloxypropyl tris(trimethylsiloxy)silane)、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯(pentamethyldisiloxanyl methylmethacrylate)、三(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷(tris(trimethylsiloxy)methacryloxypropylsilane)、甲基二(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷(methyldi(trimethylsiloxy)methacryloxymethyl silane)、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propylvinyl carbamate)和3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯(3-[tris(trimethylsiloxy)silyl]propyl vinyl carbonate);以及具有两个活化的双键的多官能烯键式“封端”的含硅氧烷的单体、尤其是双官能单体。
苯乙烯的含氟衍生物的例子可以包括邻-氟苯乙烯、间-氟苯乙烯、对-氟苯乙烯、三氟苯乙烯、全氟苯乙烯(perfluorostyrene)、对-三氟甲基苯乙烯、邻-三氟甲基苯乙烯、间-三氟甲基苯乙烯等。
含氟丙烯酸酯单体的例子包括:丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、丙烯酸2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙酯、丙烯酸2,2,3,3-四氟-叔戊酯、丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4-六氟丁酯、丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟叔己酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6-八氟己酯、丙烯酸2,3,4,5,5,5-六氟-2,4-双(三氟甲基)戊酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟辛酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟庚酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10-十六氟癸酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11-十八氟十一酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一酯、丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12-二十氟十一酯、丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,7,7,7-八氟-6-三氟甲基庚酯、丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,6,7,7,8,9,9,9-十二氟-8-三氟甲基壬酯和丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,11,11,11-十六氟-10-三氟-甲基十一酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯、甲基丙烯酸2,2,2-三氟-1-三氟甲基乙酯、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟叔戊酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4-六氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟-叔己酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6-八氟己酯、甲基丙烯酸2,3,4,5,5,5-六氟-2,4-双(三氟甲基)戊酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟戊酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟庚酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟辛酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛酯、甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7-十三氟庚酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10-十六氟癸酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11-十八氟十一酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,11-十九氟十一酯、甲基丙烯酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12-二十氟十二酯、甲基丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,7,7,7-八氟-6-三氟甲基庚酯、甲基丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,6,7,7,8,9,9,9-十二氟-8-三氟甲基壬酯和甲基丙烯酸2-羟基-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,11,11,11-十六氟-10-三氟甲基十一酯等。
苯乙烯的例子包括未取代的苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、邻-羟基苯乙烯、间-羟基苯乙烯、对-羟基苯乙烯、三甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、全溴苯乙烯、二甲基氨基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等。
反应混合物的聚合可以通过热聚合来实现。例如,当聚合引发剂存在于聚合反应混合物中时,可以加热聚合反应混合物至高温,例如约50℃至约300℃、约100℃至约200℃或约100℃至约150℃。与其他聚合方法相比,热聚合可以降低聚合后的变色或褪色。或者,聚合反应可以是光聚合的,例如通过暴露于电磁辐射如微波、紫外辐射、辐射线(γ-射线)等。
可以根据所采用的聚合方法,来选择聚合引发剂。例如,如果采用热聚合,则可以使用自由基聚合引发剂。如果聚合是通过暴露于电磁辐射来实现的,则可以使用光聚合引发剂或光敏剂。也可以通过碱或酸催化剂、或者通过亲电子试剂或亲核试剂来引发聚合。
可以使用任何合适的自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂可以包括偶氮二异丁腈、偶氮二-2,4-二甲基戊腈、过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、安息香甲基醚、叔丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢等。
在聚合反应混合物的光聚合反应中可以使用任何合适的光聚合引发剂。光聚合引发剂的例子包括:基于安息香的光聚合引发剂,例如邻苯甲酰基苯甲酸甲酯(methylorthobenzoylbenzoate)、苯甲酰甲酸甲酯、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚、安息香正丁基醚等;苯甲酮光聚合引发剂,例如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、对丙异丙基-α-羟基异丁基苯甲酮、对叔丁基三氯苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、α,α-二氯-4-苯氧基苯乙酮、N,N-四乙基-4,4-二氨基二苯甲酮等;1-羟基环己基苯甲酮;1-苯基-1,2-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟;噻吨酮光聚合引发剂,例如2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮等;二苯并环;2-乙基蒽醌;二苯甲酮丙烯酸酯;二苯甲酮;苄基,等等。
可以任意量的聚合引发剂,例如每100重量份聚合反应混合物的至少约0.005重量份或至少约0.01重量份。在一些实施方式中,聚合引发剂的量可以为每100重量份聚合反应混合物的小于约2重量份、或1重量份。
可以使用许多种方法中的任意方法来形成眼用透镜,例如,可以使用切割方法。在切割方法中,通过机械加工方法例如切削、研磨等,可以将聚合物形成所期望的构造。还可以使用模制方法来形成眼用透镜。在一种模制方法中,可以将聚合反应混合物置于模具腔中,并通过在模具腔中聚合反应混合物的反应来获得所期望的形状。也可以使用其他形成方法。此外,模制方法与切割方法可以组合。
当铸造透镜时,可以将发光化合物掺入眼用聚合物中,或者可以用发光化合物处理成品透镜,例如通过浸泡在含发光化合物的溶液中或用含发光化合物的溶液涂布。
可选地,为了形成硅水凝胶共聚物,要聚合成凝胶共聚物的单体的混合物可以包括含硅酮的单体。含硅酮的单体的例子包括:具有单个活化的双键的单体,例如甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯、三(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、甲基二(三甲基硅氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷、3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯和3-[三(三甲基硅氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯;以及具有两个活化的双键的多官能烯键式“封端”的含硅氧烷的单体、尤其是双官能单体。
在一些实施方式中,装置的光学元件可以包含涂层,例如耐刮涂层。其中基本上透明的基质包含耐刮材料,并且发光材料可以分散于耐刮材料中。耐刮材料的例子例如乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、三乙酸纤维素、硬质丙烯酸酯(例如上述硬质丙烯酸酯),聚亚烷基诸如聚乙烯或聚丙烯、聚(丙烯腈)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(氯乙烯)、可选地取代的聚苯乙烯、聚丁二烯、尼龙、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂,聚氨酯诸如轻度交联的热塑性聚氨酯、聚脲氨酯、聚硅氧烷、聚硅烷,含氟聚合物诸如氟化乙烯、二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯的聚合物或共聚物(例如聚(四氟乙烯)),环氧官能的烷氧基硅烷,氮氧化硅PECVD膜,金属氧化物,等等。
可以使用任何合适的聚碳酸酯,例如均聚碳酸酯、共聚碳酸酯、支化的聚碳酸酯或其混合物。一些聚碳酸酯可以通过碳酸衍生物(诸如光气)和二羟基化合物的反应来制备。有用的二羟基化合物包括可由式S表示的双酚化合物:
RA1可以是H或C1-12烷基,包括:具有式CaHa+1或CaHa的直链或支链的烷基,或者具有式CaHa-1或CaHa-2的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C7H15、C8H17、C9H19、C10H21等的直链或支链烷基,或者式C3H5、C4H7、C5H9、C6H11、C7H13、C8H15、C9H17、C10H19等的环烷基。
RA2可以是H或C1-12烷基,包括:具有式CaHa+1或CaHa的直链或支链的烷基,或者具有式CaHa-1或CaHa-2的环烷基,其中a是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12,例如式CH3、C2H5、C3H7、C4H9、C5H11、C6H13、C7H15、C8H17、C9H19、C10H21等的直链或支链烷基,或者式C3H5、C4H7、C5H9、C6H11、C7H13、C8H15、C9H17、C10H19等的环烷基。
在一些实施方式中,RA1和RA2是氢、甲基、丙基或苯基或诸如在一些实施方式中,RA1和RA2是甲基。在一些实施方式中,聚碳酸酯可以具有约10000g/mol至约200000g/mol或约20000g/mol至约80000g/mol的分子量。
通常,聚氨酯包括可以通过多异氰酸酯和多元醇的反应而形成的聚合物。聚脲氨酯包括可以通过多异氰酸酯、多元醇和多胺的反应而形成的聚合物。
多异氰酸酯包括具有2个或多个异氰酸酯官能团的有机异氰酸酯。一些多异氰酸酯可以具有平均每个分子约2个至约3个异氰酸酯官能基团。多异氰酸酯可以是脂族多异氰酸酯;脂环族多异氰酸酯,其中一个或多个多异氰酸基团直接连接到脂环族环上;脂环族多异氰酸酯,其中一个或多个多异氰酸基团未直接连接到脂环族环上;芳族多异氰酸酯,其中一个或多个多异氰酸基团直接连接到芳环上;以及芳族多异氰酸酯,其中一个或多个多异氰酸基团未直接连接到芳环上;或其混合物。合适的多异氰酸酯的非限制性例子包括四亚甲基-1,4-二异氰酸酯,六亚甲基-1,6-二异氰酸酯,2,2,4-三甲基己烷-1,6-二异氰酸酯,环丁烷-1,3-二异氰酸酯,环己烷-1,3-二异氰酸酯,环己烷-1,4-二异氰酸,甲基环己基二异氰酸酯例如2,4-和2,6-甲基环己基二异氰酸酯,异佛尔酮二异氰酸酯,4,4'-亚甲基-双(环己基异氰酸酯)的异构体和异构体的混合物诸如反式-反式、顺式-顺式和顺式-反式异构体,六氢甲苯-2,4-二异氰酸酯、六氢甲苯-2,6-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,3-二异氰酸酯(hexahydrophenylene-1,3-diisocyanate)、六氢亚苯基-1,4-二异氰酸酯、六氢亚苯基-1,4-二异氰酸酯、苯基环己基甲烷二异氰酸酯等等。
多胺可以是包含两个或多个伯(例如–NH2)和/或仲氨官能基团的任意化合物,例如包含2个伯氨官能基团的任意化合物、包含2个仲氨官能基团的任意化合物、或包含1个伯氨官能基团和1个仲氨基团的任意化合物。合适的多胺的一些例子包括脂族多胺,例如具有2至10个碳原子的脂族二胺,如1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺和1,10-癸二胺等;环脂族多胺;芳族多胺,例如1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、1,4-苯二胺、1,5-萘二胺、1,8-萘二胺、2,4-甲苯二胺、2,5-甲苯二胺、3,3'-二甲基-4,4'-二苯基二胺(3,3'-dimethyl-4,4'-biphenyldiamine)、4,4'-亚甲基双(苯胺)、4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺);二烷基甲苯二胺,其中每个烷基具有1至3个碳原子,例如3,5-二甲基-2,4-甲苯二胺、3,5-二甲基-2,6-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺、3,5-二异丙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二异丙基-2,6-甲苯二胺等;4,4'-亚甲基-双(二烷基苯胺),其中每个烷基具有1至3个碳原子,例如4,4'-亚甲基-双(2,6-二甲基苯胺)、4,4'-亚甲基-双(2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亚甲基-双(2-乙基-6-甲基苯胺)、4,4'-亚甲基-双(2,6-二异丙基苯胺)、4,4'-亚甲基-双(2-异丙基-6-甲基苯胺)和4,4'-亚甲基-双(2,6-二乙基-3-氯苯胺)等。二烷基甲苯二胺可以作为异构体混合物来销售,例如3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺和3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺的异构体混合物。多胺还可以包含超过两个氨基,例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和四亚乙基五胺。
聚氨酯或聚脲氨酯可以是基于聚醚的聚氨酯或聚脲氨基、基于聚碳酸酯的聚氨酯或聚脲氨基,与用来形成聚氨酯或聚脲氨基的多元醇的类型有关。
聚醚多元醇的例子包括但不限于聚氧化烯多元醇和聚烷氧基化的多元醇。聚氧化烯多元醇包括可以通过烯化氧(alkylene oxide)或烯化氧的混合物采用与多羟基引发剂或多羟基引发剂的混合物反应而制得的多元醇,例如乙二醇、丙二醇、甘油、山梨醇等等。烯化氧的例子包括但不限于环氧乙烷,环氧丙烷,环氧丁烷,氧杂环己烷(amylene oxide),亚芳烷基氧化物(aralkylene oxides),例如氧化苯乙烯,环氧乙烷和环氧丙烷的混合物等等。可以使用随机或逐步的烷氧基化反应采用烯化氧的混合物来制备聚氧化烯多元醇。这类聚氧化烯多元醇的例子包括聚氧乙烯,例如聚乙二醇;聚氧丙烯,例如聚丙二醇。聚烷氧基化的多元醇包括可以通过二醇(例如C1-8亚烷基二醇、二羟基苯等)与烯化氧(例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等)反应而制得的多元醇。
聚醚多元醇可以具有任意合适的分子量。例如,一些聚醚多元醇可以具有约500g/mol至约3000g/mol、约650g/mol至约2000g/mol、约650g/mol至约1400g/mol、约850g/mol至约1000g/mol、或者约1200g/mol的分子量。
聚碳酸酯多元醇包括可通过有机二元醇(例如二醇,如乙二醇)与碳酸二烷基酯的反应制得的多元醇。一些聚碳酸酯多元醇可以用H-(O-C(O)-O-(CH2)m)n-OH表示,其中m是2、3、4、5、6、7、8、9或10,并且n是4至24、4至10或5至7。在一些实施方式中,碳酸二烷基酯是聚六亚甲基碳酸酯二醇,其中m是6。聚碳酸酯多元醇可以具有任何合适的分子量,例如约500g/mol至3500g/mol或约650g/mol至约1000g/mol的数均分子量。
二元醇(glycol)包括低分子量多元醇,例如分子量小于500g/mol的多元醇,如低分子量二醇和三醇。一些二元醇包含2至16、2至6或10个碳原子。二元醇的非限制性例子包括:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,2,4-三甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-戊二醇、1,3-戊二醇、2,4-戊二醇、1,5-戊二醇、2,5-己二醇、1,6-己二醇、2,4-庚二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,2-二甲基1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己二甲醇、1,2-双(羟乙基)-环己烷、甘油、四羟基甲烷诸如季戊四醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷。也可以使用这些二元醇的其他异构体。与聚醚多元醇和/或聚碳酸酯多元醇组分相关的所使用的二元醇的量可以从3至20重量%变化。
聚酯多元醇包括可以通过饱和二羧酸或其酸酐(或酸与酸酐的组合)与多羟基醇的酯化来制备的多元醇;聚内酯,例如聚己内酯、聚戊内酯,其可以通过在少量二官能活性氢化合物诸如水或低分子醇如1,4-丁二醇的存在下将内酯(例如ε-己内酯或δ-戊内酯)聚合来制备。
饱和二羧酸包括含4至10个碳原子或6至9个碳原子的那些,例如丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸等。
多羟基醇包括含有至少两个羟基的脂族醇,例如含2至10个或4至8个碳原子的直链二元醇。非限制性例子包括上面所述二元醇。在一些实施方式中,多羟基醇是1,4-丁二醇。
聚酯多元醇可以具有任何合适的分子量,例如约1000g/mol至约3000g/mol或约1000g/mol至约2000g/mol的数均分子量。聚酯多元醇的非限制性例子包括聚(丁二醇-1,4-己二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-丁二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-戊二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-庚二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-辛二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-壬二酸酯)、聚(丁二醇-1,4-癸二酸酯)和聚(ε-己内酯)。
基于组合物的总重量,耐刮涂层可以包括0至20重量%或约1至约90重量%的金属氧化物,例如二氧化硅、氧化铝、氧化锑、氧化锡、氧化钛、氧化锆等,或其混合物。
耐刮涂层具有任意合适的厚度,例如约1密耳至约20密耳(约0.025mm至约0.5mm)或约5密耳至约10密耳(约0.125mm至约0.25mm)。耐刮涂层可以直接应用到其他材料,或者使用胶粘层(adhesive layer)来应用,例如厚度小于25微米、约0.1微米至约10微米、约0.1微米至约5微米、或者约1微米的基本上透明的层。
涂层对刮划的耐性可以通过旋转钢丝绒测试(rotary steel wool test)来测定,该测试涉及在限定的压力(通常12或24psi)下将涂层进行5次0000级钢丝绒板的旋转。通过测量磨损所引起的雾度增加,来评定耐刮划磨损性。测试方法诸如ASTM D-1044己经被开发用于光学测量透明塑料材料对磨损的耐性。用于耐磨损性的其他标准测试是ASTM D-1004-56中所描述的Taber磨损测试。
在许多应用中,韧性和耐冲击性对于耐刮涂层来说可以是重要的。涂层的韧性和耐冲击性通常由“落砂”(falling sand)测试(ASTM D968-51)来测定。具有良好耐刮划磨损性的涂层可以不一定具有良好良好的耐冲击磨损性。采用落砂测试,将砂从规定的高度倒到涂层上,同时观察涂层的厚度。结果以磨掉十分之一密耳的涂层厚度所需要的砂的体积升数来表示。
光学元件可以集成到电子装置中,该电子装置包含电子显示器、光学元件和元件触摸屏组件。这种装置10的例子描绘于图2中。在这类装置中,触摸屏组件30可以被布置到整个电子显示器20上。还包括光学元件15。光学元件15可以被布置到整个触摸屏组件30上,如图2中所示,或者光学元件15可以被布置到电子显示器20与触摸屏组件30之间,如图3中所示,或者在允许电子显示器20的光穿过光学元件15的其他位置上。触摸屏元件30包含第一导电层40、第二导电层50和第一导电层40与第二导电层50之间的间隔层。如图2A中所示,在使用者与装置10之间没有接触时,在第一导电层40与第二导电层50之间没有电接触。如图2B中所示,使用者的接触80可以引起第一导电层40与第二导电层50接触,这会产生第一导电层40与第二导电层50之间的电接触。这可以使得电流在第一导电层40与第二导电层50之间流动。因此,触摸屏组件可以起到对使用者的触摸敏感的开/关转换器(switch)的作用。由显示器20所发射的光70穿过触摸屏组件30,并穿过光学元件15。光学元件30可以修改显示器20所发射的光70的颜色。
如图4中所描绘,触摸屏组件(例如触摸屏组件30)还可以包含第一支持层,例如第一支持层90。可以放置第一支持层90,使得第一导电层40被布置在间隔层60和第一支持层90之间。另外,触摸屏组件还可以包含第二支持层,例如第二支持层100。可以放置第二支持层100,使得第二导电层50被布置在间隔层60和第二支持层100之间。如图5中所描绘,触摸屏组件还可以包含第一介电层,例如第一介电层110,其可以被布置在第一导电层40和第一支持层90之间。触摸屏组件30还可以包含第二介电层,例如第二介电层120,其可以被布置在第二导电层50和第二支持层100之间。
触摸屏元件(诸如触摸屏元件30)应当对于显示器(诸如显示器20)来说是足够透明的,从而通过触摸屏元件可以被看到。
导电层(例如第一导电层40或第二导电层50)可以由任意导电材料制成。第一导电层和第二导电层可以由相同的材料制成、或者可以由不同的材料制成。可以使用的导电材料的例子包括但不限于金属,如金、银、铂、钯、铜、铝、镍、铬、钛、铁、钴、锡等,及其合金;金属氧化物,如氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化镉及其混合物。也可以使用其他金属化合物,例如碘化亚铜(copper iodine)。在一些实施方式中,导电层包含含有氧化锡的氧化铟(indium oxide containing tin oxide)或含锑的氧化锡(tin oxide containing antimony)。导电层可以具有满足如下条件的厚度:使得膜足够导电且足够透明,例如约10nm至约300nm。
间隔层(例如间隔层60)可以是真空,或者可以由任意非导电材料(例如空气、氮气、氩气或其他惰性气体)构成。间隔层可以具有任何合适的厚度,例如约10μm至约500μm、约100μm至约200μm或约150μm。
支持层可以是有利于导电层所期望功能的任体层。第一支持层(例如第一支持层90)和第二支持层(例如第二支持层100)可以相同或不同,并且可以由相同或不同的材料构成。合适的支持材料的例子包括但不限于基于聚酯的树脂、基于乙酸酯的树脂、基于聚醚砜的树脂、基于聚碳酸酯的树脂、聚于聚酰胺的树脂、基于聚酰亚胺的树脂、基于聚烯烃的树脂、基于丙烯酸酯的树脂、基于聚氯乙烯的树脂、基于苯乙烯的树脂、基于聚乙烯醇的树脂、基于聚苯硫醚的树脂、基于聚偏二氯乙烯的树脂等。在一些实施方式中,支持层包含基于聚酯的树脂、基于聚碳酸酯的树脂或基于聚烯烃的树脂。支持层可以具有任意合适的厚度,例如约75μm至约400μm、约100μm至约200μm、约2μm至约300μm或约10μm至约130μm。
介电层可以由任意介电材料构成。第一介电层(例如第一介电层110)和第二介电层(例如第二介电层120)可以相同或不同,并且可以由相同或不同的材料构成。非限制性例子包括NaF、Na3AlF6、LiF、MgF2、CaF2、BaF2、SiO2、LaF3、CeF3、Al2O3等。介电层可以具有任意合适的厚度,例如约10nm至约300nm、约10nm至约200nm、约10nm至约120nm或约15nm至约60nm。
本文中所描述的光学元件在用于纠正哺乳动物中视觉不敏感的方法中是有用的。在一个实施方式中,该方法包括识别具有第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间视觉不敏感的个体。在一个实施方式中,该方法包括选择纠正视觉不敏感的本文中所描述的光学元件。在一个实施方式中,该方法包括提供或布置,来向个体提供光学元件。在一个实施方式中,视觉不敏感包括绿色弱。
在一个实施方式中,识别具有第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间视觉不敏感的个体包括基因型测定(genotype determination)。例如,识别具有视觉不敏感的个体可以包括:使用至少具有通常与氨基酸测序结合使用的医学受试者采样拭子(sampling swab)的采样盒。与标准化的序列表(Neitz,Jay等The genetics of normal and defective color vision,VisionRes.51(2011):633-651;Neitz,Maureen等Molecular Genetics of Color Visionand Color Vision Defects,Arch Ophthalmol118:691-700(2000))相比较,可以提供与具有正常或不正常序列的受试者氨基酸序列相关的基因型信息(geneotypic information)。任何合适的测序过程和测定过程都适合用来作出这种测定,参见例如美国专利No.5837461,其通过引并全部并入本文。通过这些方法诊断基于视锥光感受器的视力障碍会涉及标准分子生物方法的使用,包括聚合酶链反应(PCR),来检查在红感光色素基团和绿感光色素基因中的至少18个二态(dimorphic)核苷酸位点中所有或者一部分的识别。核苷酸差异的模式预示着视力障碍是否存在。不同模式的核苷酸识别对应不同的障碍以及一类障碍内严重的不同程度。
在一个示例性方法中,测试确定红视锥感光色素和绿视锥感光色素的以下位点所指定的氨基酸:外显子2中位点65、111和116;外显子3中位点153、171、174、178和180;外显子4中位点230、233和236;以及外显子5中位点274、275、277、279、285、298或309,并且用来在视力障碍的诊断中找到这些位点上氨基酸的“毒药”("poison")组合。可以不必检查所有18个二态位点,来做出诊断。例如,由于外显子5中二态位点紧密相连,因此通常仅需要检查外显子内的其中一个密码子位点,来初始地识别编码红或绿视锥感光色素的基团。优选地检查所有的外显子2、3和4中编码的二态位点。然而,一些病症不需要检验所有位点。
目前存在多种使得可以检查红感光色素基因和绿感光色素基因的DNA序列的分子生物学方法。例如,可以使用聚合酶链式反应(PCR)来扩增基因片段。如前所述(J.Neitz,M.Neitz和Grishok,Vision Research35:2395-2407,1995),可分别选择性地扩增红色素基因和绿色素基因。
可以将扩增的基因片段进行提供与DNA序列有关信息的下述过程中的一个或多个:1)如前所述(J.Neitz,M.Neitz and Grishok,supra,1995),PCR产物的直接(direct)DNA测序;和/或2)(J.Neitz,M.Neitz和Grishok,supra,1995中如前所述)限制性酶切消化分析。上面所指出的氨基酸取代中的一些都伴随着限制性位点多态性(restriction sitepolymorphism)。例如,位点18上的氨基酸要么是丝氨酸,要么是丙氨酸。如果编码丙氨酸,则DNA片段包含BsoFI限制性位点,如果丝氨酸是编码的氨基酸则不存在该限制性位点。因此,能够采用合适的限制性酶来消化PCR扩增的DNA片段,并且将消化产物电泳分离。可以确定片段的尺寸。基于所观察到的片段的尺寸,将推断出与DNA序列有关的信息,进而推断出与氨基酸序列有关的信息。3)单链构象多态性或其他类似过程。将扩增的DNA片段以荧光或放射方式末端标记,变性成单链,并且将链电泳分离。基于链在电场中的迁移,可以推导出与DNA序列有关的信息。
一旦确定上述密码子位点上所指定的氨基酸,就能够将该氨基酸数据与之前测定的暗示各种色觉缺陷的氨基酸组合相比较。参见美国专利No.5837461。由Genevolve Vision Diagnostics,Inc.(Albuquerque,New Mexico,USA)所提供的“eyedox”牌基因型试剂盒和测序服务是获得此类信息的另一种合适方式。
在一些实施方式中,识别具有第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间视觉不敏感的个体包括表型确定个体。在一些实施方式中,这些表型确定可以通过以下来实现:展示彩色照片或板并请受试者指出他或她在板中看到什么。在一个实施方式中,纠正哺乳动物中视觉不敏感的方法包括提供标准化的检查。在一个实施方式中,纠正哺乳动物中视觉不敏感的方法包括将检查的分数与视力障碍相关联。本领域技术人员将认识到,这些包括同色(isochromic)测试板和它们的用途,例如Ishihara14/24/38板的版本(Kanehara Trading,Tokyo JP,2009)、Hardy Rand and RitterPseudoisocromic Plate test第4版;Dvorine第2版,American OpticalCompany,1965;和/或Richmond HRR pseudo同色板(1991版)。其他合适的例子包括A New Mass Screening Test for Color Vision Defiencies inChildren,Neity,Maureen等Color Research and Application增刊第26卷,第S239-S249页(2000)中所描述的铅笔和纸测试。可以使用其他仪器来进行这样的视觉缺陷测定,例如Farnswarth100Hue Test(Richmond Products,Inc.,Albuquerque,NM,USA)、Heidelberg Multi-color(HMC)Anomaloscopes(Oculus,Inc.,Lynwood,WA,USA)。可以通过上述仪器或方法和/或其组合来实现确定视觉缺陷的存在和/或这类缺陷的严重程度。
在一些实施方式中,确定这些缺陷并以在至少两种感光色素之间光谱分离中的差异来描述。在一些实施方式中,至少两种感光色素是L感光色素、M感光色素、和/或L感光色素或M感光色素的组合、杂种(hybrids)或变体。在一些实施方式中,光谱分离被描述为在激发光谱中的差异,并且至少两种感光色素是L感光色素、M感光色素、和/或L感光色素或M感光色素的组合、杂种(hybrids)或变体。
在一个实施方式中,该方法包括提供纠正视觉不敏感的本文中所描述的光学元件。在一些实施方式中,提供光学元件还包括:将足量的发光化合物掺入光学元件中,以提高第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉敏感。
在一些实施方式中,提供光学元件还包括:将足量的第二荧光材料掺入光学元件,以提高第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉敏感。
合成根据通式(I)的发光染料的一个一般合成过程如下所述:
方案1:制备通式(I)的化合物的一般合成过程
在方案1的第一步,本领域普通技术人员通过本发明的指导可知,通过使用典型的酯化方法,将二萘嵌苯二羧酸转化成相应的二酯。在第二步,通过使用溴化试剂/碘化试剂,在本领域普通技术人员通过本发明的指导可知的条件下,将二萘嵌苯二羧酸二酯转化成二溴或二碘衍生物。这些类型试剂的一些例子包括N-溴代丁二酰亚胺(NBS)和N-碘代丁二酰亚胺(NIS)。方案1的第三步是将相应的二萘嵌苯二羧酸二酯碘/溴与含-CF3基团的硼酸衍生物在催化剂存在下结合。如果多于一个-CF3基团结合到二萘嵌苯核上,则如上所述,在第二步中加入额外的溴或碘原子。本领域普通技术人员将认识到,能够使用许多催化剂,但典型的例子包括钯络合物衍生物和铜衍生物。
下面是本文中具体设想的实施方式的列表。
实施方式1.用于改善区分颜色的能力的光学元件,其包含:分散于基质材料中的发光化合物,其中所述光学元件足够透明,使得人能够看穿所述光学元件。
实施方式2.如实施方式1所述的光学元件,其中配置所述光学元件,以纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感;
其中所述基质材料基本上是透明的;并且
其中所述发光化合物分散于基本上透明的基质材料内,其中所述发光化合物具有基本上与第一可见颜色波长重叠的发射波长。
实施方式3.如实施方式2所述的光学元件,其中所述发光化合物以在第一可见波长处提供大于90%的透射率的量存在。
实施方式4.如实施方式2或3所述的光学元件,其中基于组合物的重量,所述发光化合物以约1重量%至15重量%范围内的量存在于所述基本上透明的基质材料中。
实施方式5.如实施方式2-4中任意一项所述的光学元件,其还包含光吸收染料,其中所述光吸收染料具有基本上与第二可见颜色波长重叠的吸收带。
实施方式6.如前面实施方式中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物包含二萘嵌苯衍生染料。
实施方式7.如实施方式6所述的光学元件,其中所述二萘嵌苯衍生染料用下式表示:
其中R1和R1’独立地为氢,C1-C10烷基,C3-C10环烷基,C2-C10烷氧基烷基,C6-C18芳基或C6-C20芳基烷基;m是1、2、3、4或5;并且n是1、2、3、4或5。
实施方式8.如实施方式7所述的光学元件,其中所述二萘嵌苯衍生染料是
实施方式9.如前面实施方式中任意一项所述的光学元件,其还包含第二发光化合物,其中所述第二发光化合物提高第一可见颜色波长的发射、提高第二可见颜色波长的发射、进一步使第一可见颜色波长的峰发射波长与第二可见颜色波长分离、或者既提高峰发射波长又使峰发射波长分离。
实施方式10.如实施方式9所述的光学元件,其中所述第二发光化合物是N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺或4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨]联苯。
实施方式11.包含聚合物和罗丹明或罗丹明衍生物的组合物,其中所述聚合物包含聚乙烯醇或其含有C1-6酯或C1-6缩醛侧基的衍生物。
实施方式12.如实施方式11所述的组合物,其中所述罗丹明是:
实施方式13.如实施方式11或12所述的组合物,其中所述聚合物是重复单元a、重复单元b和重复单元c的组合:
其中Ro和Rp独立地为H或C1-5烷基。
实施方式14.如实施方式13所述的组合物,其中Ro是CH2CH2CH3
实施方式15.如实施方式13或14所述的组合物,其中Rp是CH3
实施方式16.如实施方式13-15中任意一项所述的组合物,其中重复单元a是聚合物重量的约80%,重复单元b是聚合物重量的约17%至约20%,并且重复单元c是聚合物重量的约0.01%至约3%。
实施方式17.如实施方式11-16中任意一项所述的组合物,其中所述罗丹明或所述罗丹明衍生物是所述组合物的约2%至约10%(w/w)。
实施方式18.如实施方式17所述的组合物,其包含:
以约4%(w/w)至约6%(w/w)的量存在的罗丹明6G;和
平均分子量在约1700000g/mol至约250000g/mol范围内并且以约90%(w/w)至约96%(w/w)的量存在的聚(乙烯基丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)。
实施方式19.光学元件,其包含如实施方式11-18中任意一项所述的组合物,其中所述组合物是固体。
实施方式20.如实施方式1-10中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物是:
实施方式21.如实施方式1-10和19-20中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物在吸收波长处吸收光并且在发射波长处发射光,其中人视锥感光色素基本上对发射波长比对吸收波长更敏感;并且其中配置所述光学元件,使得人可以通过查看包含穿过所述光学元件的颜色的图像或物体来更好地区分颜色。
实施方式22.如实施方式1-10和19-21中任意一项所述的光学元件,其中配置所述光学元件来吸收和发射可见光,从而使得当穿过所述光学元件来查看物体或图像时,具有第一组颜色坐标的第一颜色被转换成具有第二组颜色坐标的第二颜色,以辅助区分颜色;并且所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
实施方式23.制备光学元件的方法,其包括:
选择所述光学元件中使用的发光化合物;
其中配置所述光学元件,以通过可见光的吸收和发射将具有第一组颜色坐标的颜色转换成具有第二组颜色坐标的颜色;
其中选择所述发光化合物,使得第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
实施方式24.如实施方式22所述的光学元件或如实施方式23所述的方法,其中所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.04颜色坐标单元。
实施方式25.如实施方式22所述的光学元件或如实施方式23所述的方法,其中在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。
实施方式26.如实施方式25所述的光学元件或方法,其中在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,所述第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.04颜色坐标单元。
实施方式27.如实施方式25或26所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线。
实施方式28.如实施方式27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线7。
实施方式29.如实施方式27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线8。
实施方式30.如实施方式27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线9。
实施方式31.如实施方式22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.375-0.380,0.485-0.490)、约(0.475-0.480,0.410-0.415)、约(0.368-0.373,0.485-0.490)或约(0.370-0.375,0.460-0.465)。
实施方式32.如实施方式22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.330-0.335,0.340-0.345)。
实施方式33.如实施方式22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.570-0.575,0.340-0.345)、约(0.475-0.480,0.4680.473)或约(0.565-0.570,0.395-0.400)。
实施方式34.如实施方式22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.510-0.515,0.340-0.344)或约(0.480-0.485,0.388-0.392)。
实施方式35.如实施方式22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.290-0.295,0.495-0.500)。
实施方式36.用于改善区分颜色的能力的装置,其通过如实施方式23-35中任意一项所述的方法来制备。
实施方式37.如实施方式1-10、19-22和24-35中任意一项所述的光学元件,其中所述光学元件在接近M人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中吸收光,并在接近L人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中发射更长波长的光。
实施方式38.如实施方式1-10、19-22、24-35和37中任意一项所述的光学元件,其中所述光学元件是涂层。
实施方式39.如实施方式38所述的光学元件,其中所述涂层是耐刮的.
实施方式40.如实施方式38或39所述的光学元件,其中所述涂层包含聚碳酸酯、硬质丙烯酸酯、聚氨酯或聚脲氨酯。
实施方式41.如实施方式1-10、19-22、24-35和37-40中任意一项所述的光学元件,其中配置所述光学元件,以修改使用者穿过所述光学元件所查看到的物体或图像的颜色,其中修改颜色使得使用者可以更好地区分颜色。
实施方式42.装置,其包含:
电子显示器;和
如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件;
其中配置所述装置,以使至少一部分由显示器发射的光穿过所述光学元件;其中所述光学元件修改穿过所述光学元件的由显示器发射的光的颜色。
实施方式43.如实施方式1所述的电子装置,其还包含与所述光学元件和所述电子显示器连接的触摸屏组件;其中触摸屏组件包含:
第一导电层、第二导电层和所述第一导电层与所述第二导电层之间的间隔层,其中所述第一导电层和所述第二导电层基本上是透明的;
其中配置所述装置,以使使用者接触触摸屏可以引起所述第一导电层接触所述第二导电层,从而使得电流流过所述第一导电层和所述第二导电层之间;并且
其中配置所述装置,以使至少一部分由所述显示器发射的光穿过所述触摸屏组件并穿过所述光学元件。
实施方式44.如实施方式43所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第一支持层,其中所述第一导电层被布置在所述间隔层和所述第一支持层之间。
实施方式45.如实施方式43或44所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第二支持层,其中所述第二导电层被布置在所述间隔层和所述第二支持层之间。
实施方式46.如实施方式44或45所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第一介电层,其中所述第一介电层被布置在所述第一导电层和所述第一支持层之间。
实施方式47.如实施方式45或46所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第二介电层,其中所述第二介电层被布置在所述第二导电层和所述第二支持层之间。
实施方式48.包含如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是眼用透镜。
实施方式49.如实施方式48所述的装置,其中所述眼用透镜是眼内透镜。
实施方式50.如实施方式48所述的装置,其中所述眼用透镜是硬质隐形眼镜。
实施方式51.如实施方式48所述的装置,其中所述眼用透镜是软质隐形眼镜。
实施方式52.如实施方式48-51中任意一项所述的装置,其中所述光学元件包含水凝胶聚合物。
实施方式53.如实施方式52所述的装置,其中所述水凝胶聚合物包含亲水性丙烯酸酯单体。
实施方式54.如实施方式53所述的装置,其中所述水凝胶聚合物还包含丙烯酸烷基酯单体或甲基丙烯酸烷基酯单体。
实施方式55.包含如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是一种护目镜。
实施方式56.如实施方式55所述的装置,其中所述护目镜是眼镜或太阳镜。
实施方式57.包含如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是窗户。
实施方式58.包含如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述发光化合物具有吸收带范围,并且所述光学元件还包含光发射元件,其中所述光发射元件与所述发光化合物光连通,以提供所述发光化合物的激发源。
实施方式59.如实施方式58所述的装置,其中所述光发射元件包含在所述发光化合物的吸收带范围内具有最大发射峰的光发射薄膜。
实施方式60.如实施方式58或59所述的装置,其还包含与发光元件和光发射元件光连通的光学波导。
实施方式61.如实施方式36和42-60中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有大于或等于70%的透明度。
实施方式62.如实施方式36和42-61中任意一项所述的装置,其中所述基质材料包括玻璃;硫代氨基甲酸酯;聚碳酸酯(例如CR-39);聚丙烯酸酯;六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯的一种或多种三元共聚物(HFA/TFE/E三元共聚物);聚甲基丙烯酸酯(PMMA);水凝胶;有机硅氧烷;或其组合。
实施方式63.如实施方式36和42-62中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于正常人视锥中波敏感(M)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在被正常人视锥M感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。
实施方式64.如实施方式36和42-63中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于变异型人视锥中波敏感(MV)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在相同人视锥MV感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。
实施方式65.如实施方式36和42-64中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于正常人视锥长波长敏感(L)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在正常人视锥L感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。
实施方式66.如实施方式36和42-65中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于变异型人视锥长波长敏感(LV)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在相同人视锥LV感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。
实施方式67.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约520nm至约540nm的可见吸收的峰波长和约550nm至约570nm的可见发射的峰波长。
实施方式68.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约550nm的可见吸收的峰波长。
实施方式69.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约450nm至约600nm的可见吸收的峰波长和约560至约720nm的可见发射的峰波长。
实施方式70.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的中值波长。
实施方式71.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的中值波长。
实施方式72.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的中值波长。
实施方式73.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的平均波长。
实施方式74.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的平均波长。
实施方式75.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的平均波长。
实施方式76.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的峰波长。
实施方式77.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的峰波长。
实施方式78.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的峰波长。
实施方式79.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的中值波长。
实施方式80.如实施方式79所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的中值波长。
实施方式81.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的平均波长。
实施方式82.如实施方式81所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的平均波长。
实施方式83.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的峰波长。
实施方式84.如实施方式83所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的峰波长。
实施方式85.如实施方式84所述的装置,其中所述光学元件具有约530nm至约550nm的可见吸收的峰波长和约560nm至约580nm的可见发射的峰波长。
实施方式86.如实施方式36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约545nm至约550nm的可见吸收的峰波长。
实施方式87.如实施方式36、42-66和86中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约560nm至约580nm的可见发射的峰波长。
实施方式88.如实施方式87所述的装置,其中所述光学元件具有约565nm至约575nm的可见发射的峰波长。
实施方式89.如实施方式36和42-88中任意一项所述的装置,其中当分散于所述基质材料中时,所述光学元件具有约51nm至约120nm范围内的Stokes位移。
实施方式90.如实施方式36和42-89中任意一项所述的装置,其中当分散于所述基质材料中时,所述光学元件具有小于或等于约85nm的半峰全宽值的吸收带。
实施方式91.改善区分颜色的能力的方法,其包含放置如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如实施方式36和42-90中任意一项所述的装置,以使颜色或物体可被个体透过所述光学元件查看到。
实施方式92.如实施方式91所述的方法,其中所述个体具有正常的色觉。
实施方式93.如实施方式91所述的方法,其中所述个体具有受损的区分颜色的能力。
实施方式94.纠正视觉不敏感的方法,其包括:
提供或布置,来向已被确认具有第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间视觉不敏感的个体提供如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如实施方式36和42-90中任意一项所述的装置;
其中已经选择所述光学元件,来纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感。
实施方式95.纠正视觉不敏感的方法,其包括:
选择如实施方式1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如实施方式36和42-90中任意一项所述的装置来在已被确认具有视觉不敏感的个体中纠正视觉不敏感;
其中所述视觉不敏感包含区分第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的不敏感;和
实施方式96.如实施方式95所述的方法,其还包括提供或布置,来向个体提供所述光学元件或装置。
实施方式97.如实施方式91-96中任意一项所述的方法,其中所述个体具有绿色弱。
实施方式98.如实施方式94-97中任意一项所述的方法,其中所述个体已被确认为具有视觉不敏感,其通过以下步骤实现:
检查个体的红或绿感光色素的氨基酸序列;
将该氨基酸序列与视力障碍相关的氨基酸组合相关联,其中所述氨基酸序列是在选自由编码红或绿感光色素的基因的密码子位点65、111、116、153、171、174、178、180、230、233、236、274、275、277、279、285、298和309组成的组的位点处的序列,并且关联包括将所述氨基酸序列与被诊断为视力障碍的氨基酸序列相比较。
实施方式99.如实施方式94-98中任意一项所述的方法,其中所述个体已被确认为具有视觉不敏感,其通过以下步骤实现:
提供标准化的检查;并
将检查的分数与视力障碍相关联。
实施例
已经发现,本文中所描述的光学元件改善色盲个体区分第一颜色与具有不同波长的第二颜色的能力。这些益处进一步通过以下实施例来示出。
这些实施例意图说明本公开的实施方式,而不意图以任何方式限制保护范围或基本原则。
实施例1–发光染料
在如下步骤中合成发光染料,4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(Green-1),步骤如下:
a)步骤1–中间体4,10-二溴-二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯的合成:
为了合成4,10-二溴-二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯,将N-溴代丁二酰亚胺(7.85g,44mol)加入到二萘嵌苯二羧酸二异丁酯(可从AldrichChemical Co.购得)的溶液中。二萘嵌苯二羧酸二异丁酯还可以由相应的二酸衍生物通过与异丁醇在DMF(50mL)中在65℃下加热3小时(直到初始悬浮液变为澄清溶液)来合成。冷却后,向搅拌的反应混合物中加入甲醇(500mL)。很快形成重质沉淀(heavy precipitate),将其通过过滤分离,用小部分冷甲醇洗涤,并在真空烘箱中干燥,以得到4,10-二溴-二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯黄色固体,通过1H NMR测纯度(9.6g,78%)。
b)步骤2–4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯 (Green-1)的合成
为了合成4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯,在氩气气氛下,将四(三苯基膦)钯(0)(500mg,0.43mmol)加入到4,10-二溴-二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(3.05g,5mmol)、4-三氟甲基苯基硼酸(2.09g,11.0mmol)在甲苯(50mL)、2M Na2CO3的水溶液(20mL)和乙醇(30mL)的混合物中的溶液中。将反应混合物在90℃下加热1小时(直至观察到有机层、水和固体明显分离)。分离有机层并通过(Celite Corp.,CA)过滤来除去钯催化剂,然后在真空下部分地除去溶剂。将产物从甲醇中沉淀出来、过滤、用冷甲醇洗涤并在真空烘箱中干燥,以得到纯的4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(通过1HNMR)黄色固体(3.30g,89%)。通过柱色谱(硅胶以及己烷-乙酸乙酯4:1的混合物作为流动相)进行替代性的纯化。
实施例2–可聚合的染料
a)8-羟甲基-2,6-二乙基-1,3,5,7-四甲基吡咯甲川氟硼酸盐(8- Hydroxymethyl-2,6-diethyl-1,3,5,7-tetramethyl pyrromethene fluoroborate, PMOH)
化合物PMOH(Amat-Guerri,F.;Liras,M.;Carrascoso,M.L.;Sastre,R.,Photochem.Photobiol.2003,77,577-584)制备如下:向8-乙酰氧甲基-2,6-二乙基-1,3,5,7-四甲基吡咯甲川氟硼酸盐(8-Acetoxymethyl-2,6-diethyl-1,3,5,7-tetramethyl pyrromethene fluoroborate,PM605)(1.19g,3.17mmol)在无水CH3OH(500mL)中的搅拌的溶液中,经由注射器逐滴加入1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(3.32mL,22.2mmol)。在RT(室温)下断续搅拌,直到TLC(SiO2,4:1己烷-丙酮)表明起始材料消耗(20分钟),之后将反应在真空中浓缩。通过快速色谱法(flashchromatography)(SiO2,100%二氯甲烷)来纯化粗产物,得到PMOH(0.70g,66%)亮红色固体。
b)8-甲基丙烯酰氧甲基-2,6-二乙基-1,3,5,7-四甲基吡咯甲川氟硼酸盐 (8-Methacryloxymethyl-2,6-diethyl-1,3,5,7-tetramethyl pyrromethene fluoroborate,P1MA)。
按照文献(Amat-Guerri,F.;Liras,M.;Carrascoso,M.L.;Sastre,R.,Photochem.Photobiol.2003,77,577-584)中报道的程序,PMOH(0.10g,0.30mmol)、4–(二甲基氨基)吡啶(37mg,0.30mmol)、甲基丙烯酰氯(methacryloyl chloride,31mg,0.30mmol)和二氯甲烷(30mL),在快速色谱法后(SiO2,9:1-己烷:乙酸乙酯),得到P1MA(90mg,75%)金属状绿色结晶固体。
实施例3–可聚合的染料
将实施例2中所合成的可聚合的BODIPY染料(P1MA)(0.014g)加入到0.849g UniDic17-806[固体含量80%,Dainippon Ink and Chemicals,Tokyo,Japan]、0.02g光聚合引发剂(IRGACURE907,Ciba Specialty Chemicals K.K.)、0.00068g涂料添加剂γ-甲基丙烯酰γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(gamma-methacrgamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)(PC4100,Power Chemica)、0.452g环戊酮和0.678g的甲氧基-2-丙醇的混合物中。将混合物超声约30分钟,直至获得均匀溶液。然后将溶液以2000rpm下旋涂到载玻片上,保持约10秒。然后在约100℃下将经涂布的载玻片放置到热板上约10分钟,以蒸发溶剂。然后采用450W UV灯照射涂层约45秒,以固化膜。
实施例4–光学元件,UV吸收染料
光学元件制备如下。向聚(乙酸乙烯酯-乙烯醇-乙烯基丁缩醛)(poly(vinyl acetate-co-vinyl alcohol-co-vinyl butyral),0.1g)在正丁醇(1.52g)和1-甲基吡咯烷酮(0.38g)中的混合物中,加入罗丹明B(0.01g)和吡咯甲川(pyrromethene)567[Exciton Inc.,Dayton,Ohio](0.008g)。将所得到的混合物超声约45分钟,以获得均匀溶液,溶液1。向含有聚(乙酸乙烯酯-乙烯醇-乙烯基丁缩醛)(0.1g)在正丁醇(1.52g)和1-甲基吡咯烷酮(0.38g)中的混合物的另外的小瓶中,加入吡咯甲川597[Exciton Inc](0.008g)和663-50N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺(008g)。
a)N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺 (008g)(663-50)
合成N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺(663-50)的方法从Chiel Industries的韩国专利1020070141920获得。以如下方式合成化合物663-50。将N-苯基萘-1-胺(3.0g,13.68mmol)、1-溴-4-碘苯(9.68g,34.20mmol)、叔丁醇钠(3.29g,34.20mmol)和Pd(dppf)Cl2(0.60g,0.82mmol)溶解在80mL的无水甲苯中。采用氩气将反应混合物脱气1小时,然后在氩气下加热至80℃40小时。将反应混合物过滤并用乙酸乙酯洗涤。在乙酸乙酯中进行萃取,并用水和盐水洗涤有机层。将萃取液用硫酸钠干燥、过滤并浓缩。通过采用1:9二氯甲烷:己烷作为洗脱剂的硅胶柱来纯化所得到的残余物,并且极性增加至1:4二氯甲烷:己烷。然后将材料浓缩,以得到化合物1淡黄色固体(57.2%)。
以如下方式合成化合物2。将N1-苯基-1,2-苯二胺(N1-phenylbenzene-1,2-diamine)(8.56g,46.48mmol)溶解到230mL的无水二氯甲烷中,并将所得到的混合物在冰浴中搅拌。向混合物中加入4-溴苯甲酰氯(10.00g,45.57mmol),然后缓慢逐滴加入三乙胺(12.7mL,95.65mmol)。加入三乙胺后,将反应混合物从冰浴中去除。在氩气下在室温下,将反应混合物搅拌过夜。用二氯甲烷萃取反应混合物,并用碳酸氢钠、水和盐水洗涤有机层。将萃取液用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。向此粗品混合物中加入201mL的无水1,4-二氧六环,然后将混合物加热至75℃,以溶解材料。溶解固体后,使反应冷却,并经由注射器逐滴加入磷酰氯(12.8mL,137.35mmol)。在氩气下将反应混合物加热至115℃2小时。将反应冷却至室温,并通过加入200mL碳酸氢钠,来使反应终止(quench)。反应终止后,将反应混合物倒入1L搅拌的碳酸氢钠中,并使其搅拌过夜。用二氯甲烷萃取混合物,并用碳酸氢钠、水和盐水洗涤有机层。将萃取液用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。通过在二氯甲烷/己烷中两次沉淀,来纯化所得到残余物,得到化合物3棕色固体(96%)。
以如下方式合成化合物3。将化合物2(14.61g,41.82mmol)、联硼酸频那醇脂(bis(pinacolato)diboron)(11.68g,46.00mmol)、Pd(dppf)Cl2(1.53g,2.09mmol)和(12.3g,125.47mmol)溶解于200mL的无水1,4-二氧六环中,采用氩气将反应混合物脱气1.5小时,然后在氩气下加热至80℃过夜。将反应混合物过滤,并在乙酸乙酯中进行萃取,并用碳酸氢钠、水和盐水洗涤有机层。将萃取液用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。通过采用1:4乙酸乙酯:己烷(采用~6L的该溶剂)作为洗脱剂的硅胶柱,纯化所得残余物,然后采用2L的各新溶剂缓慢以5%的幅度从25%乙酸乙酯提高到40%乙酸乙酯的梯度,来提高极性。然后将材料浓缩,得到化合物4桃色固体(86.0%)。
以如下方式合成663-50。将化合物3(2.19g,5.52mmol)、化合物1(2.15g,5.74mmol)、Pd(PPh3)4(.32g,.28mmol)和碳酸钾(2.29g,16.56mmol)溶解到1:5比例的水(10mL)和1,4-二氧六环(50mL)中。采用氩气将反应混合物脱气45分钟,然后在氩气下加热至95℃过夜。用二氯甲烷萃取反应混合物,并用碳酸氢钠、水和盐水洗涤有机层。将萃取液用硫酸钠干燥、过滤并浓缩。通过采用二氯甲烷作为洗脱剂的硅胶柱,纯化所得残余物。然后将材料浓缩,并从二氯甲烷:己烷中结晶,得到663-50(64%)。
然后将聚(乙酸乙烯酯-乙烯醇-乙烯基丁缩醛)在正丁醇和1-甲基吡咯烷酮、吡咯甲川597和663-50中的混合物超声约45分钟,获得均匀溶液,溶液2。
b)UV吸收染料
以2000RPM用溶液1在一侧将载玻片旋涂约10秒,然后在热板上加热至约110℃以蒸发溶剂,得到经涂布的载玻片。然后,将同一载玻片翻转,然后以2000RPM用溶液2旋涂相反的、未涂布的一侧约10秒。在热板上加热至约110℃之后,得到在两侧用不同溶液涂布的载玻片。此光学元件具有图14中所示的透射光谱。与图14类似,一些光学元件可以具有约630nm至约800nm的透射平稳区(plateau)。该透射平稳区可具有大于约90%、约95%或约99%的透射率。
实施例5-光学元件,蓝光吸收染料
通过超声约45分钟,来制备聚(乙酸乙烯酯-乙烯醇-乙烯基丁缩醛)(0.1g)和罗丹明6G(0.005g)在正丁醇(1.9g)中的溶液。将均匀的溶液以2000RPM在载玻片上旋涂约10秒。通过在约110℃下将载玻片放置到热板上约20分钟,来干燥涂层。通过超声约1小时使无定形聚碳酸酯(200mg)、4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(20mg)和甲苯(1.8g)的溶液均匀。膜干燥后,将此溶液直接旋涂到前一层在PVB中的罗丹明6G之上。然后,再次在约110℃下将载玻片放置到热板上约30分钟,来干燥涂层。所得到的双层元件具有图15中所示的透射光谱。与图15类似,一些光学元件可以具有约550nm至约750nm的透射平稳区。该透射平稳区可具有大于约90%、约95%或约99%的透射率。
实施例6-光学元件(装置A)
按照实施例1制备发光染料4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯,将其在不额外萃取或纯化的情况下使用,并与无定形聚碳酸酯(APC)(Acros Organics,Geel,Belgium[Fisher Scientific USA,Pittsburgh,PA,USA])以得到发光染料:无定形聚碳酸酯重量比约10:90的量混合(intermixed)。然后使用超声使混合物溶解于甲苯溶剂中,得到溶剂占90重量%的组合物。然后在约2000rpm下将所得溶液在干净的载玻片(Corning plain Micro Slides,#2947)上旋涂约5秒,该载玻片被预先切成5cm×5cm面积。在空气下将所得到的膜加热至约120℃大约20至约30分钟,以蒸发溶剂。当使用这些旋涂条件和溶液组合物时,膜厚度范围可以从约1至约3微米。基于组合物的重量,发光化合物的重量百分数为约10重量%。
获得实施例2的光学元件(装置A[具有聚碳酸酯])的光谱数据。实施例2的归一化的吸收和光致发光示于图6中。吸收是在Varian Cary50scan UV/Vis分光光度计(Agilent Technologies[Varian,Inc.],Santa Clara,CA,USA)上测定的。使用Jobin Yvon Horiba Fluoromax-3荧光计(Horiba JobinYvon,Inc.,Edison,NJ,USA)来获得光致发光发射数据。获得此PL(光致发光)光谱所使用的激发波长是480nm。如图6中所示,含4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯和聚碳酸酯的膜在蓝光区域吸收光并在绿光区域发射光。吸收范围从约250nm至约300nm以及从约370nm至约520nm。发射波长范围从约460nm至约640nm。
也测量实施例1中所描述的材料的透射率。将实施例1中所描述的化合物(Green-1)以实施例2中所描述的方式旋涂,除了不向荧光染料Green-1添加聚碳酸酯外。将Green-1/甲苯溶液旋涂到玻璃基材上。在PhotalMCPD-7000(Otsuka Electronics,Osaka,JP)上使用Photal MC-2530UV/Vis光源I2灯作为发光源,测量所得到的光学元件的总光透射率。使用空白玻璃基材作为100%透射率的参照,并且在图7中示为“空白”。如图7中所示,在Green-1涂布的玻璃基材光学元件中,绿光的透射率实际上大于100%。从约520nm以及更高波长几乎没有观察到可见光吸收。在约430nm至约500nm范围内吸收的一些光子被再次发射在约530nm至约600nm可见光范围内,导致在此范围内的一些波长处透射率大于100%。在约534nm处峰透射为大约105.5%。
安装了发光薄膜的发射装置的光致发光量子产率(PLQY)的评估
通过在预定强度的激发光的照射下测量由发射薄膜层所发射的光致发光,来评估发射薄膜的发光效率。采用Otsuka Electronics(Osaka,Japan)MCPD7000多通道光探测器系统与所需要的光学组件诸如光学纤维(OtukaElectronics)、12英寸直径积分球(Gamma Scientific[San Diego,CA,USA],GS0IS12-TLS)、用于总光通量测量所配置的校准光源(Gamma Scientific,GS-IS12-OP1)和激发蓝光LED光源(Cree[Durham,NC,USA]blue-LEDchip,主波长455nm,C455EZ1000-S2001),进行测量。
将峰波长452nm的蓝光LED放置于积分球的中心位置,并用25mA的驱动电流操作。首先,作为激发光采集来自裸(bare)蓝光LED芯片(chip)的辐射功率。接下来,将经15mm×15mm的实施例2的发光薄膜涂布的玻璃基材安装到LED芯片上。然后,采集发光薄膜与蓝光LED的组合的辐射功率。
薄膜的PLQY可以通过下式表示:
其中在任意波长λ下,Pexc(λ)是入射到薄膜层上的激发光谱的辐射功率,并且Pemi(λ)是在来自薄膜层的发射光与激发光的组合光谱中的辐射功率。因此,可以从MCPD数据直接给出色度(chromaticity)的数据。
光学测量
采用Otsuka Electronics MCPD7000多通道光探测器系统与所需要的光学组件诸如光学纤维(Otuka Electronics)、12英寸直径积分球(GammaScientific[San Diego,CA,USA],GS0IS12-TLS)、用于总光通量测量所配置的校准光源(Gamma Scientific,GS-IS12-OP1)和激发光源(Cree蓝光-LED芯片,主波长455[452]nm,C455EZ1000-S2001),进行效率测量。
将峰波长452nm的蓝光LED放置于积分球的中心位置,并用25mA的驱动电流操作。首先,作为激发光采集来自裸蓝光LED芯片的辐射功率。LED芯片的发光面距离(light emitting face distance)是1mm。然后将15mm×15mm薄膜覆盖的玻璃基材安装在离LED芯片约100μm的距离。然后采集薄膜与蓝光LED的组合的辐射功率。获得0.56的PLQY值。
对比例1
获得一对市售颜色增强眼镜Solaz(Style3)(可从Solarchromic,Inc.(Colorado Springs,CO,USA)购得),并用作对比例1来比较研究。
玻璃基材空白(空白)、Green-1涂布的玻璃基材(“Green-1”[Green-1旋涂于玻璃基材上/无聚碳酸酯])的可见光透射率示于图8中。也测量了对比例1的可见光透射率,并且结果也示于图8中。如图8中所示,对比例吸收大量可见波长的光。对于大多数可见光谱来说,透射率小于约20%。由于该装置吸收如此多的光,其在低亮度和中亮度情况下不是有效的。
结果
对于纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感,测试实施例6中所制得的光学元件(装置A)。将光学元件(以膜的形式)附着到一对清澈安全眼镜上。为了确定色盲症状,将一个官方的Ishihara色盲测试书(Ishihara color blindness test book)(38个板)(Ishihara’s Testsfor Colour Deficiency,Shinobu Ishihara,Kanehara Trading Inc.,Tokyo,Japan,[2009])(也可以从http://www.allegromedical.com/diagnostic-products- c521/official-ishihara-color-blindness-test-p192016.html获得)放置于一个之前已经诊断为绿色弱的26岁男性面前。
在环境光亮室(ambient lighted room)中进行视觉测试。受试者用裸眼、实施例6和对比例1,查看Ishihara色盲测试书(38个板)。受试者承认,当用裸眼(即没有光学元件)查看时,他不能辨别几种在Ishihara色盲测试书(38个板)中隐藏的形状。
来自实施例6的光学元件和来自对比例4的眼镜交替地分别插入受试者的视觉路径中。穿过各个分离的例子查看38个测试图后,主观地询问受试者他能够辨别在视觉测试例子中所隐藏的形状的难易程度,并且要求他跟踪他所能辨别的隐藏的图像的某些部分。受试者报告说,与对比例1相比,使用来自实施例6的光学元件,他能够辨别更大部分的隐藏的图像,或者当实施例6插入受试者的视觉路径中时,他能够多看到17个板的隐藏的形状的全部图像。此外,受试者报告说,在某些情况下,来自对比例1的眼镜使得完全无法区分隐藏的形状与背景。因此,与裸眼和市售眼镜相比,来自实施例6的光学元件提供改善的颜色辨别。
因此,在一些实施方式中,光学元件可以具有与图6中描绘的相类似的吸收和/或发射概况。例如,光学元件可以吸收具有约425nm至约500nm、约440nm至约500nm、约450nm或约530nm的波长的光。一些实施方式中,光学元件可以发射具有约510nm至约585nm、约515nm至约575mm、约530nm或约560nm的波长的光。类似地,在一些实施方式中,光学元件可以具有与图7中类似的透射光谱。例如,光学元件可以具有在约500nm至约700nm、约510nm至约550nm、约550nm至约620nm、或者约640nm至约720nm的波长处的透射峰。在一些实施方式中,峰处的透射率可以大于:约90%、约95%或约100%。
实施例7-光学元件
以与实施例6相类似的方式构建实施例7(装置B),除了在膜中发光染料4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯的量减少到组合物的约5重量%。以得到组合物的5重量%的量向膜中加入光吸收染料Epolight6661(Epolin,Inc.,Newark,NJ,USA)。
采用与实施例6中所描述的方法相同的方法,还测量了实施例7的透射率。结果示于图9中。如图9中所示,实施例7的光学元件示出了在绿光波长范围内高透射率以及在红光波长范围内减少的透射率。这增强了具有红色色调与绿色色调之间视觉不敏感的人的颜色的识别。
使用实施例7,对相同个体重复上述用于确定色盲症状的视觉测试。穿过各个分离的例子来查看38个测试图像后,询问受试者他能够辨别在视觉测试例子中所隐藏的形状的难易程度。受试者报告说,与对比例1相比,使用来自实施例7的光学元件,他能够辨别一部分隐藏的图像,或者使用实施例7时他能多看到18个板的隐藏的形状的全部图像。这18个板包括使用实施例2所感知的相同的17个板,但在大多数片中,受试者指出他能够更好地看(更容易地辨别、辨别更多的隐藏的图像)。因此,与裸眼和对比例1二者相比,实施例6和实施例3均在通常情况下增强了相同板的颜色认知。
因此,在一些实施方式中,光学元件可以具有与图9中描绘的相类似的透射光谱。例如,光学元件可以具有在约350nm至约400nm、约375nm至约425nm、约500nm至约600nm、或者约500nm至约550nm的波长处的透射峰。在一些实施方式中,峰处的透射率可以大于:约80%、约85%、约90%或约92%。
实施例8-光学元件
以与实施例2中相类似的方式构建其他装置,除了在膜中发光染料4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯的量为总重量的约9重量%(装置C中)和总重量的约3重量%(装置D中)。
以与实施例2中相类似的方式构建另一组装置。在膜中发光染料4,10-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘嵌苯-3,9-二羧酸二异丁酯(Green-1)的量为总重量的约10重量%(装置E中)、总重量的约2.5重量%(装置F中)以及总重量的约1重量%(装置G中)。此外,将第二发光化合物N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺加到装置E、F和G的光学元件中。在装置E中,以总重量的约2.5重量%的量加入Blue-1。在装置F中,以总重量的约10重量%的量加入Blue-1。在装置G中,以总重量的约10重量%的量加入Blue-1。
还使用与实施例2中所述方法相同的方法,测定实施例4中装置的透射率。结果示于表9中。
表4–装置C-G的透射率
装置 Green-1量 Blue-1量 峰透射波长 MCPD发射强度
C 9重量% 0重量% 534nm 105.45%
D 3重量% 0重量% 536nm 100.83%
E 10重量% 2.5重量% 557nm 102.05%
F 2.5重量% 10重量% 545nm 102.46%
G 1重量% 10重量% 536nm 101.74%
如表9中所示,实施例4的光学元件示出了在绿光可见光波长中高透射率,同时所发射的光的测量强度未降低。这使得可以调整峰透射波长,并增强具有红色色调和绿色色调之间视觉不敏感的人的颜色识别。
因此,在一些实施方式中,光学元件可以具有图4中装置C-G中任意一个的峰透射波长附近的峰透射波长。例如,光学元件可以具有约530nm至约540nm、约535nm至约540nm、约540nm至约550nm、约545nm至约550nm或者约555nm至约560nm的峰透射波长。在一些实施方式中,峰可以具有至少:约100%、约102%或者约105%的透射率。
实施例9
通过超声2小时,将PVBAA(160mg)溶解在3.04g的无水乙醇试剂中。然后,将8mg的罗丹明6G加到溶液中,并用超声处理10分钟。注意,该溶液的最终组合物大约为4.75重量%聚合物、0.25重量%罗丹明6G和95%溶剂。然后,将溶液旋涂到被切成5cm×5cm的清洁的载玻片上。旋涂后,将膜在设置为100℃的热板上干燥10分钟。注意,蒸去溶剂后,干燥的膜的最终组合物是在95重量%聚合物中的5重量%罗丹明6G。
通过超声2小时,将PVBAA(160mg,Sigma Aldrich,Milwaukee,WI,USA#418420)溶解在3.04g的无水正丁醇中。然后,将8mg的罗丹明6G(Sigma Aldrich)加到溶液中,并用超声处理10分钟,得到大约4.75重量%聚合物、0.25重量%罗丹明6G和95%溶剂的溶液。然后,将溶液旋涂(从0-2000rpm约0.1秒上升后在约2000rpm下约10秒)到已被切成5cm×5cm的清洁的载玻片上。旋涂后,将膜在约10℃下的热板上在空气中干燥约10分钟,得到约5重量%罗丹明在约95重量%聚合物中的干燥的膜。膜具有图10中所描绘的透射光谱,以及图11中所描绘的吸收和发射光谱。
因此,在一些实施方式中,光学元件可以具有与图10中所描绘的相类似的透射概况和/或与图11中所描绘的相类似的吸收和/或发射光谱。例如,与图10类似,一些光学元件可以在约600nm至约700m的范围内具有透射平稳区。在此范围内,透射率可以大于约90%、约95%或约99%。与图11类似,在一些实施方式中,光学元件可以吸收具有约500nm至约560nm、约520nm至约550nm或者约523nm的波长的光。在一些实施方式中,光学元件可以发射约550nm至约615nm、约560nm至约610或者约568nm的波长的光。
使用罗丹明6G膜,如实施例2中所述来制备光学元件。将光学元件(以膜的形式)附着到一对清澈安全眼镜上。使用实施例3,对相同个体重复上述用于确定色盲症状的视觉测试。个体能够辨别所有38个板的所有隐藏的图像或形状。
实施例10-光学元件(装置I)
在不需要额外的萃取或纯化的情况下,使用发光染料罗丹明6G,并且以得到发光染料:总溶液重量比约0.25:99.75的量,将其与包含填充了二氧化硅的甲基聚硅氧烷聚合物[PermaNew6000,28%固体](CaliforniaHardcoating Co.,Chula Vista,CA,USA)的涂料溶液混合。然后将所得到的溶液在约2000rpm下旋涂到干净预切过的由烯丙基二乙二醇碳酸酯制成的塑料透镜(CR-39塑料,SP Optical Labs,Vista,CA)上约10秒。然后在将所得到的经涂布的透镜在空气下加热至约120℃约四个(4)小时,以固化涂料材料。基于组合物的重量,发光化合物在固化涂层中的重量百分比是约1重量%。
以与装置I类似的方式构建其他装置,除了发光染料罗丹明6G的量为总重量的约0.5重量%(装置J中)、总重量的约0.75重量%(装置K中)以及总重量的约1.0重量%(装置J中)。
实施例11
通过超声约2小时,将吡咯甲川605(PM605)[Exciton,Inc](0.082g)、UNIDIC17-806[可离子辐射固化涂料(UniDic17806,固含量80%,Dainippon Ink and Chemicals,(10g)、光聚合引发剂(IRGACURE907,CibaSpecialty Chemicals K.K.)(0.24g)、涂料添加剂-γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(PC4100,Power Chemica)(0.008g)溶解到环戊酮(5.32g)和1-甲氧基-2-丙醇(7.98g)中。
将所得到的溶液手工浇铸到PET基材上。浇铸后,将膜在约90℃下在空气循环烘箱中干燥约60秒,以蒸发溶剂。然后用500W Xe/HgXe灯照射膜,直到至少250J/cm2的UV辐射被施加给膜,得到约1重量%吡咯甲川605在99重量%聚合物中的粗制膜。膜具有图12中所描绘的透射光谱,以及图13中所描绘的吸收和发射光谱。
因此,在一些实施方式中,光学元件光学元件可以具有与图12中所描绘的相类似的透射概况和/或与图13中所描绘的相类似的吸收和/或发射光谱。例如,与图12类似,一些光学元件可以在约600nm至约800m的范围内具有透射平稳区。在此范围内,透射率可以大于约80%或约90%。与图13类似,在一些实施方式中,光学元件可以吸收具有约500nm至约560nm、约540nm至约550nm或者约550nm的波长的光。在一些实施方式中,光学元件可以发射约550nm至约650nm、约560nm至约600或者约570nm的波长的光。
使用罗丹明6G膜,如实施例6中所述来制备光学元件。将光学元件(以膜的形式)附着到一对清澈安全眼镜(装置M)上。使用实施例7,对相同个体重复上述用于确定色盲症状的视觉测试。个体能够辨别所有38个板的所有隐藏的图像或形状。
与图14类似,一些光学元件可以具有约630nm至约800nm的透射平稳区。这种透射平稳区可以具有大于约90%、约95%或约99%的透射率。
除非另有指明,本说明书和权利要求书中使用的表示各成分的量、性质诸如分子量、反应条件等的所有数值应该理解为在任何情况下用“大约”一词所修饰。因此,除非有相反的说明,说明书和附加的权利要求书中记载的数值参数为近似值,它们可以根据本发明所要获得的期望的性质而改变。最起码,并非是试图对权利要求范围应用等同原则的限制,每个数值参数应当至少根据记载的重要数值的数目并运用常规估算技术来进行解释。
除非本文另有指明或者与上下文明显矛盾,在描述本发明的上下文中(尤其是权利要求的上下文中)使用的术语不定冠词(“a”和“an”)和定冠词“该”(“the”)以及类似提法应当被理解为既包括单数又包括复数。本申请中描述的所有方法均可以按照适当的任意顺序完成,除非在本申请中另作说明或者与上下文明显矛盾。任何以及所有实施例的使用或者本申请所提供的示例性语言(例如“诸如”)仅仅是为了更好地阐述本发明,而不是对以其它方式要求保护的本发明范围构成限制。说明书中的措词不应该理解为表明对本发明的实施所必要的任何非要求的要素。
本文中公开的可替代的要素或实施方式的多个组不应被理解为限制。每个组成员可单独地提及和要求保护,或可以以与该组的其它成员或本文中找到的其它要素的任何组合的方式提及和要求保护。预见到,为了方便的原因,组中的一个或多个成员可被包括进一组中或从中删除。当任何这样的包括或删除发生时,说明书被看作为含有所修饰的组,由此实现对所附权利要求书中使用的所有马库什组的书面描述。
本文中描述了某些实施方式,包括发明人已知用来实施本发明的最佳方式。当然,在阅读前述说明书的基础上,对这些描述的实施方式的改动对于本领域普通技术人员来说将是明显的。本发明人预见了本领域技术人员合适地采用此类改动,并且发明人预期本发明可以以除了本文具体描述的方式之外的方式被实现。因此,在适用法律允许的情况下,本发明包括对权利要求中提到的主题进行的所有改动和等同替代。此外,在其所有可能的变化中,上面提到的要素的任何组合都包含于本发明中,除非本文另有指明或与上下文明显矛盾。
最后,应理解本文公开的实施方式是用来说明本发明的原理。可采用的其他修改方案在本发明的范围内。因此,通过示例而非限制的方式,可按照本文中的教导使用本发明的替代性实施方式。因此,本发明不严格受限于所示实施方式或所述实施方式。

Claims (99)

1.用于改善区分颜色的能力的光学元件,其包含:分散于基质材料中的发光化合物,其中所述光学元件足够透明,使得人能够看穿所述光学元件。 
2.如权利要求1所述的光学元件,其中配置所述光学元件,以纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感; 
其中所述基质材料基本上是透明的;并且 
其中所述发光化合物分散于基本上透明的基质材料内,其中所述发光化合物具有基本上与第一可见颜色波长重叠的发射波长。 
3.如权利要求2所述的光学元件,其中所述发光化合物以在所述第一可见波长处提供大于90%的透射率的量存在。 
4.如权利要求2或3所述的光学元件,其中基于组合物的重量,所述发光化合物以约1重量%至15重量%范围内的量存在于所述基本上透明的基质材料中。 
5.如权利要求2-4中任意一项所述的光学元件,其还包含光吸收染料,其中所述光吸收染料具有基本上与第二可见颜色波长重叠的吸收带。 
6.如前面权利要求中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物包含二萘嵌苯衍生染料。 
7.如权利要求6所述的光学元件,其中所述二萘嵌苯衍生染料用下式表示: 
其中R1和R1’独立地为氢,C1-C10烷基,C3-C10环烷基,C2-C10烷氧基烷基,C6-C18芳基或C6-C20芳基烷基;m是1、2、3、4或5;并且n是 1、2、3、4或5。 
8.如权利要求7所述的光学元件,其中所述二萘嵌苯衍生染料是 
9.如前面权利要求中任意一项所述的光学元件,其还包含第二发光化合物,其中所述第二发光化合物提高第一可见颜色波长的发射、提高第二可见颜色波长的发射、进一步使第一可见颜色波长的峰发射波长与第二可见颜色波长分离、或者既提高峰发射波长又使峰发射波长分离。 
10.如权利要求9所述的光学元件,其中所述第二发光化合物是N-苯基-N-(4'-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-[1,1'-联苯]-4-基)萘-1-胺或4,4’-双[N-(萘基)-N-苯基-氨]联苯。 
11.包含聚合物和罗丹明或罗丹明衍生物的组合物,其中所述聚合物包含聚乙烯醇或其含有C1-6酯或C1-6缩醛侧基的衍生物。 
12.如权利要求11所述的组合物,其中所述罗丹明是: 
13.如权利要求11或12所述的组合物,其中所述聚合物是重复单元a、重复单元b和重复单元c的组合: 
其中Ro和Rp独立地为H或C1-5烷基。 
14.如权利要求13所述的组合物,其中Ro是CH2CH2CH3。 
15.如权利要求13或14所述的组合物,其中Rp是CH3。 
16.如权利要求13-15中任意一项所述的组合物,其中重复单元a是聚合物重量的约80%,重复单元b是聚合物重量的约17%至约20%,并且重复单元c是聚合物重量的约0.01%至约3%。 
17.如权利要求11-16中任意一项所述的组合物,其中所述罗丹明或所述罗丹明衍生物是所述组合物的约2%至约10%(w/w)。 
18.如权利要求17所述的组合物,其包含: 
以约4%(w/w)至约6%(w/w)的量存在的罗丹明6G;和 
平均分子量在约1700000g/mol至约250000g/mol范围内并且以约90%(w/w)至约96%(w/w)的量存在的聚(乙烯基丁缩醛-乙烯醇-乙酸乙烯酯)。 
19.光学元件,其包含如权利要求11-18中任意一项所述的组合物,其中所述组合物是固体。 
20.如权利要求1-10中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物是: 
21.如权利要求1-10和19-20中任意一项所述的光学元件,其中所述发光化合物在吸收波长处吸收光并且在发射波长处发射光,其中人视锥感光色素基本上对所述发射波长比对所述吸收波长更敏感;并且其中配置所述光学元件,使得人能够通过查看包含穿过所述光学元件的颜色的图像或物体来更好地区分颜色。 
22.如权利要求1-10和19-21中任意一项所述的光学元件,其中配置所述光学元件来吸收和发射可见光,从而使得当穿过所述光学元件来查看物体或图像时,具有第一组颜色坐标的第一颜色被转换成具有第二组颜色坐标的第二颜色,以辅助区分颜色;并且所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。 
23.制备光学元件的方法,其包括: 
选择所述光学元件中使用的发光化合物; 
其中配置所述光学元件,以通过可见光的吸收和发射将具有第一组颜色坐标的颜色转换成具有第二组颜色坐标的颜色; 
其中选择所述发光化合物,使得第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。 
24.如权利要求22所述的光学元件或如权利要求23所述的方法,其中所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.04颜色坐标单元。 
25.如权利要求22所述的光学元件或如权利要求23所述的方法,其中在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.02颜色坐标单元。 
26.如权利要求25所述的光学元件或方法,其中在与最接近第一组颜色坐标的颜色混同线垂直的方向上,所述第一组颜色坐标与第二组颜色坐标之间的距离为至少约0.04颜色坐标单元。 
27.如权利要求25或26所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线。 
28.如权利要求27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线7。 
29.如权利要求27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线8。 
30.如权利要求27所述的光学元件或方法,其中所述颜色混同线是绿色盲颜色混同线9。 
31.如权利要求22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.375-0.380,0.485-0.490)、约(0.475-0.480,0.410-0.415)、约(0.368-0.373,0.485-0.490)或约(0.370-0.375,0.460-0.465)。 
32.如权利要求22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.330-0.335,0.340-0.345)。 
33.如权利要求22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.570-0.575,0.340-0.345)、约(0.475-0.480,0.468-0.473)或约(0.565-0.570,0.395-0.400)。 
34.如权利要求22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.510-0.515,0.340-0.344)或约(0.480-0.485,0.388-0.392)。 
35.如权利要求22-30中任意一项所述的光学元件或方法,其中所述第一组颜色坐标是约(0.290-0.295,0.495-0.500)。 
36.用于改善区分颜色的能力的装置,其通过如权利要求23-35中任意一项所述的方法来制备。 
37.如权利要求1-10、19-22和24-35中任意一项所述的光学元件,其中所述光学元件在接近M人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中吸收光,并在接近L人视锥感光色素的峰敏感度的波长区域中发射更长波长的光。 
38.如权利要求1-10、19-22、24-35和37中任意一项所述的光学元件,其中所述光学元件是涂层。 
39.如权利要求38所述的光学元件,其中所述涂层是耐刮的。
40.如权利要求38或39所述的光学元件,其中所述涂层包含聚碳酸酯、硬质丙烯酸酯、聚氨酯或聚脲氨酯。 
41.如权利要求1-10、19-22、24-35和37-40中任意一项所述的光学元件,其中配置所述光学元件,以修改使用者穿过所述光学元件所查看到的 物体或图像的颜色,其中修改颜色使得使用者能够更好地区分颜色。 
42.装置,其包含: 
电子显示器;和 
如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件; 
其中配置所述装置,以使至少一部分由显示器发射的光穿过所述光学元件;其中所述光学元件修改穿过所述光学元件的由显示器发射的光的颜色。 
43.如权利要求1所述的电子装置,其还包含与所述光学元件和所述电子显示器连接的触摸屏组件;其中触摸屏组件包含: 
第一导电层、第二导电层和所述第一导电层与所述第二导电层之间的间隔层,其中所述第一导电层和所述第二导电层基本上是透明的; 
其中配置所述装置,以使使用者接触触摸屏能够引起所述第一导电层接触所述第二导电层,从而使得电流流过所述第一导电层和所述第二导电层之间;并且 
其中配置所述装置,以使至少一部分由所述显示器发射的光穿过所述触摸屏组件并穿过所述光学元件。 
44.如权利要求43所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第一支持层,其中所述第一导电层被布置在所述间隔层和所述第一支持层之间。 
45.如权利要求43或44所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第二支持层,其中所述第二导电层被布置在所述间隔层和所述第二支持层之间。 
46.如权利要求44或45所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第一介电层,其中所述第一介电层被布置在所述第一导电层和所述第一支持层之间。 
47.如权利要求45或46所述的装置,其中所述触摸屏组件还包含第二介电层,其中所述第二介电层被布置在所述第二导电层和所述第二支持层之间。 
48.包含如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是眼用透镜。 
49.如权利要求48所述的装置,其中所述眼用透镜是眼内透镜。 
50.如权利要求48所述的装置,其中所述眼用透镜是硬质隐形眼镜。 
51.如权利要求48所述的装置,其中所述眼用透镜是软质隐形眼镜。 
52.如权利要求48-51中任意一项所述的装置,其中所述光学元件包含水凝胶聚合物。 
53.如权利要求52所述的装置,其中所述水凝胶聚合物包含亲水性丙烯酸酯单体。 
54.如权利要求53所述的装置,其中所述水凝胶聚合物还包含丙烯酸烷基酯单体或甲基丙烯酸烷基酯单体。 
55.包含如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是一种护目镜。 
56.如权利要求55所述的装置,其中所述护目镜是眼镜或太阳镜。 
57.包含如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述装置是窗户。 
58.包含如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件的装置,其中所述发光化合物具有吸收带范围,并且所述光学元件还包含光发射元件,其中所述光发射元件与所述发光化合物光连通,以提供所述发光化合物的激发源。 
59.如权利要求58所述的装置,其中所述光发射元件包含在所述发光化合物的吸收带范围内具有最大发射峰的光发射薄膜。 
60.如权利要求58或59所述的装置,其还包含与发光元件和光发射元件光连通的光学波导。 
61.如权利要求36和42-60中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有大于或等于70%的透明度。 
62.如权利要求36和42-61中任意一项所述的装置,其中所述基质材料包括玻璃;硫代氨基甲酸酯;聚碳酸酯(例如CR-39);聚丙烯酸酯;六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯的一种或多种三元共聚物(HFA/TFE/E三元共聚物);聚甲基丙烯酸酯(PMMA);水凝胶;有机硅氧烷;或其组合。 
63.如权利要求36和42-62中任意一项所述的装置,其中所述光学元 件在小于正常人视锥中波敏感(M)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在被正常人视锥M感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。 
64.如权利要求36和42-63中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于变异型人视锥中波敏感(MV)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在相同人视锥MV感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。 
65.如权利要求36和42-64中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于正常人视锥长波长敏感(L)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在正常人视锥L感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。 
66.如权利要求36和42-65中任意一项所述的装置,其中所述光学元件在小于变异型人视锥长波长敏感(LV)感光色素所能检测到的最大波长的波长处吸收光,并在相同人视锥LV感光色素在大得多的程度上检测的波长处发射光。 
67.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约520nm至约540nm的可见吸收的峰波长和约550nm至约570nm的可见发射的峰波长。 
68.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约550nm的可见吸收的峰波长。 
69.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约450nm至约600nm的可见吸收的峰波长和约560至约720nm的可见发射的峰波长。 
70.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的中值波长。 
71.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的中值波长。 
72.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的中值波长。 
73.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的平均波长。 
74.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的平均波长。 
75.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的平均波长。 
76.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约380nm至约450nm的可见吸收的峰波长。 
77.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约420nm至约480nm的可见吸收的峰波长。 
78.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约500nm至约600nm的可见发射的峰波长。 
79.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的中值波长。 
80.如权利要求79所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的中值波长。 
81.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的平均波长。 
82.如权利要求81所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的平均波长。 
83.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约510nm至约550nm的可见吸收的峰波长。 
84.如权利要求83所述的装置,其中所述光学元件具有约540nm至约580nm的可见发射的峰波长。 
85.如权利要求84所述的装置,其中所述光学元件具有约530nm至约550nm的可见吸收的峰波长和约560nm至约580nm的可见发射的峰波长。 
86.如权利要求36和42-66中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约545nm至约550nm的可见吸收的峰波长。 
87.如权利要求36、42-66和86中任意一项所述的装置,其中所述光学元件具有约560nm至约580nm的可见发射的峰波长。 
88.如权利要求87所述的装置,其中所述光学元件具有约565nm至约575nm的可见发射的峰波长。 
89.如权利要求36和42-88中任意一项所述的装置,其中当分散于所述基质材料中时,所述光学元件具有约51nm至约120nm范围内的Stokes位移。 
90.如权利要求36和42-89中任意一项所述的装置,其中当分散于所述基质材料中时,所述光学元件具有小于或等于约85nm的半峰全宽值的吸收带。 
91.改善区分颜色的能力的方法,其包含放置如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如权利要求36和42-90中任意一项所述的装置,以使颜色或物体可被个体透过所述光学元件查看到。 
92.如权利要求91所述的方法,其中所述个体具有正常的色觉。 
93.如权利要求91所述的方法,其中所述个体具有受损的区分颜色的能力。 
94.纠正视觉不敏感的方法,其包括: 
提供或布置,来向已被确认具有第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间视觉不敏感的个体提供如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如权利要求36和42-90中任意一项所述的装置; 
其中已经选择所述光学元件,来纠正第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的视觉不敏感。 
95.纠正视觉不敏感的方法,其包括: 
选择如权利要求1-10、19-22、24-35和37-41中任意一项所述的光学元件或如权利要求36和42-90中任意一项所述的装置来在已被确认具有视觉不敏感的个体中纠正视觉不敏感; 
其中所述视觉不敏感包含区分第一可见颜色波长与第二可见颜色波长之间的不敏感;和 
96.如权利要求95所述的方法,其还包括提供或布置,来向个体提供 所述光学元件或装置。 
97.如权利要求91-96中任意一项所述的方法,其中所述个体具有绿色弱。 
98.如权利要求94-97中任意一项所述的方法,其中所述个体已被确认为具有视觉不敏感,其通过以下步骤实现: 
检查个体的红或绿感光色素的氨基酸序列; 
将该氨基酸序列与视力障碍相关的氨基酸组合相关联,其中所述氨基酸序列是在选自由编码红或绿感光色素的基因的密码子位点65、111、116、153、171、174、178、180、230、233、236、274、275、277、279、285、298和309组成的组的位点处的序列,并且关联包括将所述氨基酸序列与被诊断为视力障碍的氨基酸序列相比较。 
99.如权利要求94-98中任意一项所述的方法,其中所述个体已被确认为具有视觉不敏感,其通过以下步骤实现: 
提供标准化的检查;并 
将检查的分数与视力障碍相关联。 
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