TWI829707B - 包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統與特定的對-伸苯乙烯 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統、用於包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統之接收器、用於包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統之傳輸器、對-伸苯乙烯在光學數據通訊系統中之用途、特定的對-伸苯乙烯及其製備方案。

Description

包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統與特定的對-伸苯乙烯

本發明係關於一種包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統、用於包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統之接收器、用於包含對-伸苯乙烯的光學數據通訊系統之傳輸器、對-伸苯乙烯在光學數據通訊系統中之用途、特定的對-伸苯乙烯及其製備方案。

光學數據通訊，尤其是光學無線通訊(optical wireless communication，OWC)，如可見光通訊(visible Light Communication，VLC)、自由空間光學通訊(free space optical communication，FSO)及光保真技術(Light Fidelity，Li-Fi)為迅速成長的技術領域，其旨在實現快速且安全的無線通訊以替代或補充現有的無線技術。新技術，如物聯網(作為行業4.0，IP 4.0^® 等之基礎)、可穿戴物(亦即具有可作為植入物或附件穿戴於身體上之微控制器的智慧型電子裝置)及行動通訊之普遍增加導致數據流的快速增加及新通訊通道的必要性。在光學數據通訊系統中，通常將電信號轉換為傳輸器中之光學信號。光學光源通常為發光二極體(light-emitting diode，LED)或雷射二極體(laser diode，LD)。經調變之光場接著在到達接收器之前經由自由空間路徑傳播。在接收器中，將光學信號轉換回至電信號。

Li-Fi係使用LED照明經由照明傳輸數據而確立之術語，該LED照明在其強度方面變化以用於高速無線通訊。隨著LED照明在辦公室、路燈及家庭中之廣泛使用，Li-Fi為現有照明基礎設施增添了益處。

LED照明之一種常見方法為使用磷光體轉換之白光LED。採用二色、三色及四色方法使波長最佳化，以在磷光體轉換之白光LED中產生白光。

在該等LED中，通常藍光LED (例如InGaN)塗佈有黃色磷光體作為頻率(色彩)轉換器，使得一部分藍光經吸收並以更長的波長重新發射以得到雙色白光(二色模式)。

或者，白光LED可藉由紅色、綠色及藍色的混合產生。在此情形下，舉例而言，UV LED塗佈有紅色、綠色及藍色磷光體(三色模式)。

亦已知基於四色模式之LED來產生白光，通常藉由組合藍色、青色、綠色及紅色(四色白光)。在此情況下，舉例而言，藍光LED及紅光LED塗佈有青色及綠色磷光體。

可尤其用作遠程磷光體LED中之頻率轉換器的有機化合物為OWC、尤其為VLC提供許多潛在優勢，分別為Li-Fi，歸因於該等有機化合物的可見能帶隙、短輻射壽命及高光致發光量子產率(photoluminescence quantum yield，PLQY)。實際上，發光二極體(LED)正越來越多地替換現有光源。

仍需要解決之關鍵問題為商用白光LED之反應慢。迄今為止，不存在可直接發射白光之LED。可由塗佈或覆蓋有一或多種發光材料作為頻率(色彩)轉換器(磷光體)之發光LED晶片(發射波長取決於模式--二色、三色或四色)產生白光LED (如上文所提及)。根據此概念，發光材料直接且在無中間空間之情況下施加至LED光源(LED晶片)。此概念亦稱為「晶片上之磷光體」。在晶片上之磷光體LED中，所使用之發光材料通常為吸收部分LED之發射且再發射廣譜之無機材料。通常，此類型之LED產生冷白光(亦即，其具有大於6 000 K之相關色溫(correlated color temperature) CCT)，且其平均演色性指數(color rendering index) CRI較低，通常約70至85。

為提供CCT低於6 000 K之更合意且自然之白光，可使用不同概念。根據此概念，發光材料溶解或分散於距發光LED晶片一定距離處之聚合基質中。此結構稱為「遠程磷光體」。

然而，習知磷光體之光致發光壽命(螢光/磷光壽命或激發態壽命)過長(在約大於10奈秒及高達幾微秒之範圍內)以致不能支持高速率之數據傳輸。為經由LED照明傳輸數據，IEEE 802.15.7-2011標準規定高達120 Mhz之光學時鐘頻率，其需要約幾奈秒的LED開閉時間。為足夠快速以用於數據傳輸，另一選項為僅使用藍光LED發射且濾除其他藉由具有過長螢光壽命之磷光體轉換之波長。由於僅少量(通常約6%)之能量在光譜之藍色部分中，因此此等系統之範圍受限。經由雙向線路啟用無線網路的第一款商用Li-Fi產品(如Lucibel Li-Fi系統)已可供使用但仍需要大幅改良。

H. Chun等人在其標題為「Visible Light Communication using a Blue GaN μLED and Fluorescent Polymer Colour Converter」 (https://pure.strath.ac.uk/portal/files/44580356/Chun_etal_IEEE_PTL_ 2015_Visible_light_communication_using_a_blue_GaN_uLED_and_ fluorescent.pdf)之線上文章中描述一種使用白光來達成高速可見光通訊之新穎技術，該白光藉由藍色GaN μLED及黃色螢光共聚物來產生。藉由此技術，μLED之藍色電致發光與共聚物頻率轉換器之黃色光致發光之間的比率得到改良。

M. T. Sajjad等人在Adv. Optical Mater. 2015, 3, 536-540中描述發螢光紅之硼二吡咯亞甲基(BODIPY)-寡聚茀星形分子作為用於VLC之頻率轉換器材料。

M. T. Sajjad等人在Appl. Phys. Lett. 110, 013302 (2017)中描述使用星形有機半導體之摻合物之用於可見光通訊之飽和紅色頻率轉換器。M. T. Sajjad等人在其線上發表之文章「A novel fast color-converter for visible light communication using a blend of conjugated polymers」(https://pure.strath.ac.uk/portal/files/41605644/Sajjad_etal_ ACS_Photonics_2015_Novel_fast_color_converter_for_visible_light_ communication.pdf)中描述使用半導體聚合物之摻合物，尤其發高度螢光綠之聚[2,5-雙(2',5'-雙(2''-乙基己氧基))苯基)-對-伸苯乙烯] (BBEHP-PPV)及發橘紅光之聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-伸苯基-伸乙烯基] (MEH-PPV)作為快速變色器以替代用於可見光通訊之混合式LED中之商用磷光體。有可能實現具有極高調變頻寬之寬頻帶平衡頻率轉換器以替代用於可見光通訊之混合式LED中之商用磷光體。所得頻率轉換器利用自發綠光之BBEHP-PPV向發橘紅光之MEH-PPV的部分福斯特(Forster)能量轉移。所實現之3 dB調變頻寬(電-電)比市售之磷光體LED高40倍，且比前述之發紅光之有機頻率轉換器高5倍。

在OWC系統之接收器側，半導體光電二極體通常在高頻率下用作光學偵測器。然而，此等二極體之回應時間受到接面電容及載流子躍過時間限制，且與偵測器之大小按比例變化。在T. G. Tiecke等人，Optica, 第3卷, 第7期, 2016年7月, 787-792中，展示一種增加光接收器之有效面積及視場同時維持快速回應時間的方法。此藉由使用摻雜有波長移位染料(集光器)之光波導來實現。藉由通訊信號調變之入射光由染料分子吸收，與光入射角無關，且隨後在不同波長下再發射。發射之光的一部分係由光纖收集且導引至小面積半導體光電二極體。將集光器及光電二極體之組合系統稱為發光偵測器(luminescent detector，LD)。然而，在T. G. Tiecke等人中，未提及特定波長移位染料。

US 2017/0346556 A揭示一種設備，包含：波長移位元件，其經組態以接收輸入光信號，其中該波長移位元件包含波長移位材料，其經組態以：吸收所接收的輸入光信號的至少一部分；及自所接收的輸入光信號之吸收部分產生發射光信號；電漿光柵，其包含複數個電漿結構元件，該電漿光柵經組態以：接收發射光信號之至少一部分；及將發射光信號之所接收部分導向光電偵測器；及光電偵測器，其經組態以：接收發射光信號之經導向部分；及產生對應於發射光信號之經導向部分的電流。作為波長移位材料之實例，提及無機材料硒化鎘/硫化鎘(CdSe/CdS)量子點及硒化鉛/硫化鉛(PdSe/PdS)量子點。

然而，習知磷光體作為波長移位材料之光致發光壽命(螢光/磷光壽命或激發態壽命)過長(在約大於10奈秒及高達幾微秒之範圍內)以致不能支持高速率之數據傳輸。

因此，對發光壽命、尤其螢光壽命約數奈秒且較佳甚至更小，同時維持良好發射效率之磷光體存在極大需求。

另外，在光學數據通訊系統之傳輸器中使用磷光體的情況下，同時應可提供具有良好色彩再現及色溫之照明裝置。較佳地，照明裝置應具有低於6,500 K之CCT (相關色溫)及大於80、甚至更好地大於90之平均演色性指數CRI。

因此，本發明之一個目標為提供用於光學數據通訊系統中之具有短發光壽命、尤其螢光壽命之有機發光、尤其螢光化合物。有機發光、尤其螢光化合物應尤其可用於光學數據通訊系統之傳輸器及/或接收器中，較佳發射或接收在可見光譜範圍內之電磁輻射，具有短激發態壽命，且較佳地，當用於傳輸器中時，具有良好色彩再現及/或色溫。

較佳地，有機發光、尤其螢光化合物亦應具有以下特徵中之一或多者： - 約幾奈秒之短激發態壽命； - 高光穩定性，尤其在藍光及/或白光照射條件下； - 高熱穩定性，尤其在藍光及/或白光照射條件下； - 相對於濕氣及氧氣之高化學穩定性； - 高發光量子產率(QY)。

已發現，上述目標藉由包含式(I)之對-伸苯乙烯之光學數據通訊系統及分別用於包含該等對-伸苯乙烯之光學數據通訊系統的接收器及傳輸器來解決。

本發明係關於一種光學數據通訊系統，其至少包含一種式(I)化合物， 其中 n1及n2各自獨立地為1、2或3，較佳為1或2， m1及m2各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2，且 R¹¹ 及R¹² 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或C₁ -C₂₀ 烷氧基、C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基， R² 及R³ 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₂₀ 烯基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₄ 芳基、具有由3至24個原子形成之未經取代或經取代之環的脂族雜環；具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， A₂ 為 A₁ 為 p為1或2，較佳為1， o為0、1或2， q、q'、q''、q'''、s、m3及m4各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r、r'、r''、r'''、t及t'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁴ 、R^{4 '} 、R^{4 ''} 、R^{4 '''} 、R⁶ 、R^{6 '} 、R^{6 ''} 、R^{6 '''} 、R⁷ 、R⁸ 、R^{8 '} 、R¹³ 及R¹⁴ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， R⁵ 、R^{5 '} 、R^{5 ''} 、R^{5 '''} 、R⁹ 、R^{9 '} 、R^{9 ''} 及R^{9 '''} 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， 其中虛線為鍵結位點。

本發明進一步關於用於包含至少一種式(I)化合物的光學數據通訊系統之接收器及傳輸器，及式(I)化合物在光學數據通訊系統中之用途。

本發明之另一態樣係關於特定的新穎式(I)化合物及其製備方案。

在本發明之上下文中，術語「發光化合物」亦稱為磷光體。發光化合物可為無機或有機化合物。

因此，在本發明之上下文中，術語「磷光體」及「發光化合物」可互換使用以描述發光材料。

術語「轉換材料」或「色彩轉換器」係指由第一波長之光子激發且發射第二不同波長之光子的材料。

在本發明之上下文中，「磷光體轉換之LED」係指上面塗佈有磷光體材料層的LED元件，其用於將由LED元件發射的光之色彩轉換或改變成不同色彩。

量子點為由半導體材料製成的奈米晶體，其足夠小以呈現量子機械特性。量子點展示非常窄的發射光譜，亦即，具有極其小的半高全寬(full width of half maximum，FWHM)。點之色彩輸出可藉由控制晶體之尺寸來調節。在量子點尺寸較小之情況下，量子點發射較短波長之光。

在本發明之上下文中，將給定光譜分佈F(A)之術語「中心波長」定義為以下平均值：Ac = JA^F(A) dA / JF(A) dA。

在本發明之上下文中，「藍光」應理解為意謂在電磁光譜之藍色範圍內的光，其發射中心波長通常在350至500 nm、較佳420至495 nm、更佳440至492 nm範圍內。

用於產生藍光之適合的半導體材料為碳化矽、硒化鋅及氮化物，諸如氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)及氮化銦鎵(InGaN)。LED通常具有緊密集中於其峰值波長之狹窄波長分佈。標準的基於InGaN之藍光LED係在藍寶石基板上製造且峰值發射波長通常集中於445 nm至455 nm。

在本發明之上下文中，「紅光」應理解為意謂在電磁光譜之紅色範圍內的光，其發射中心波長通常在620至780 nm、較佳622至750 nm範圍內。

在本發明之上下文中，「綠光」應理解為意謂在電磁光譜之綠色範圍內的光，其發射中心波長通常在495至577 nm、較佳492至570 nm範圍內。

在本發明之上下文中，「黃光」應理解為意謂在電磁光譜之黃色範圍內的光，其發射中心波長通常在570至597 nm、較佳577至590 nm範圍內。

在本發明之上下文中，「青光」應理解為意謂在電磁光譜之青色範圍內的光，其發射中心波長通常在490至520 nm範圍內。

白光LED無法藉由波長區分。其由於其色溫(以克耳文(Kelvin，K)為單位量測)而呈現「冷」、「中性」或「暖」白色。

相關色溫(CCT)為由人眼感知的發射與LED相同之白光的黑體輻射器之溫度。相關色溫(CCT)描述自電光源發射之白光的色彩外觀且以克耳文為單位量測。其根據CIE國際標準測定。來自白光源之CCT通常在1 500 K至20 000 K範圍內，尤其在2 000 K至20 000 K範圍內。具有更高CCT之白光相比於具有更低CCT之白光在較短波長區域(藍色)內含有相對更高強度，且在較長波長區域(紅色)內含有相對更低強度。因此，較高CCT通常指示白光具有更顯著之藍色分量或冷色調，而較低CCT通常指示光具有更顯著之紅色色調或暖色調。具有在4 500 K至20 000 K範圍內之CCT的白光通常稱為冷白光，具有在2 700 K至3 200 K範圍內之CCT的白光通常稱為暖白光，且具有在3 200 K至4 500 K之間的範圍內之CCT的白光通常稱為中性白光。較暖色溫尤其適用於居住空間，尤其在歐洲。視地理區域及應用而定，在歐洲辦公室，具有約4000 K CCT之白光通常係較佳的，而普通歐洲家庭通常偏好具有約2700 K至3000 K CCT之白光。在亞洲，通常具有約5000 K至6500K CCT之白光係較佳的，但有時具有約2700 K CCT之白光亦係較佳的。

演色性指數(color rendering，CRI)為光源如何使物件之色彩呈現給人眼及揭示色調細微變化程度的量度。根據CIE 17.4國際照明詞彙，演色性指數(CRI)定義為「藉由有意識或無意識地與參考照明體下之色彩外觀之對比下，照明體對物件之色彩外觀的影響」。平均或一般演色性指數Ra由八種柔和CIE標準(參考)色彩樣品R1至R8 (CIE 13.3-1995)之色度差異計算。負值亦為可能的。將諸如黑體輻射之參考源定義為CRI指數(Ra)為100 (此為最大值)，亦即值100指示該源以與參考物相同之方式演色。CRI等級愈低，再現之色彩愈不精確。對於許多一般的室內照明應用，大於80之CRI值(Ra)為可接受的。對於一般的照明，演色性指數應高於85。在需要精確演色性之應用中，通常非常需要至少90之高CRI Ra，使得由光源照明之物件可看起來對人眼具有更自然之色彩。

CRI Ra不包括對應於六個高度飽和色彩(R9-R14)之係數。其中，R9對應於強紅色，其可影響可有益於演色之紅綠色對比度。通常，充分再現紅色之能力對於精確演色係至關重要的，因為經常發現紅色混合成經處理之色彩。因此，若光源無法正確地顯現紅色，則帶紅色之事物將變得暗淡。因此，具有高CRI Ra且具有正R9值之光源傾向於產生最鮮豔之色彩。

根據CIE 1931標準色度系統，人眼遵循特定色彩曲線感知色彩。標準發光度曲線VA解釋人眼敏感度之波長依賴性。對於波長555 nm (綠色)之單色光的情況，發光度曲線具有683 lm/W之最大可能值。光通量為光之感知功率之量度。

若在以下提及之特定實施例中不進一步說明本申請案之說明書中所提及之殘基，則該等殘基一般具有以下較佳含義：

表述「鹵素」在各情況下表示氟、溴、氯或碘，尤其氯、溴或碘。

如本文所用且用於烷氧基、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基、C₈ 烷基胺基、C₆ -C₁₀ 芳基胺基及其類似基團之烷基部分中之術語「未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基」係指飽和直鏈或分支鏈烴基，其通常具有1至20個(「C₁ -C₂₀ 烷基」)、1至18個(「C₁ -C₁₈ 烷基」)、1至12個(「C₁ -C₁₂ 烷基」)、1至8個(「C₁ -C₈ 烷基」)或3至8個(「C₃ -C₈ 烷基」)碳原子。烷基之實例尤其為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、1-甲基丁基、1-乙基丙基、新戊基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、2-甲基己基、1-乙基戊基、1-丙基丁基、2-乙基戊基、正辛基、1-甲基庚基、2-甲基庚基、1-乙基己基、2-乙基己基、1-丙基戊基、2-丙基戊基、正壬基等。

視烷基鏈之長度而定，經取代之烷基具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO2NR^Ar1 R^Ar2 及-SO3R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之烷基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO2NR^Ar1 R^Ar2 及-SO3R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。

經取代之烷基之特定實施例為烷基，其中一個氫原子已經芳基(「芳烷基」，在下文中亦稱為芳基烷基或芳基伸烷基)，尤其苯基置換。芳基又可為未經取代或經取代的，適合的取代基為下文針對芳基所提及之取代基。芳基-C₁ -C₄ 烷基之特定實例包括苯甲基、1-苯乙基、2-苯乙基、1-苯丙基、2-苯丙基、3-苯基-1-丙基、2-苯基-1-丙基、萘甲基、萘乙基等。

經取代之烷基之其他特定實施例為烷基，其中此等基團中之一些或所有氫原子可經如上文所提及之鹵素原子置換，例如C₁ -C₄ 鹵烷基。

較佳地，烷基未經取代。

如本文所用，術語「C₂ -C₂₀ 烯基」係指通常具有2至20個(「C₂ -C₂₀ 烯基」)、2至18個(「C₂ -C₁₈ 烯基」)、2至10個(「C₂ -C₁₀ 烯基」)、2至8個(「C₂ -C₈ 烯基」)或2至6個(「C₂ -C₆ 烯基」)碳原子及一或多個(例如2或3個)在任何位置之雙鍵的直鏈或分支鏈烴基。視烯基鏈之長度而定，經取代之烯基具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO2NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之烯基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。

較佳地，烯基未經取代。

如本文所用，術語「C₁ -C₂₀ 烷氧基」係指經由氧原子鍵結之烷基，亦即，「烷氧基」可表示為-O-烷基，其中烷基如上文所定義。較佳烷氧基為C₁ -C₄ 烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-甲基乙氧基(異丙氧基)、丁氧基、1-甲基丙氧基(第二丁氧基)、2-甲基丙氧基(異丁氧基)或1,1-二甲基乙氧基(第三丁氧基)。

因此，如本文所用，術語「未經取代或經取代之烷氧基」係指-O-烷基，其中烷基如上文所定義未經取代或經取代。

較佳地，烷氧基未經取代。

如本文所用，術語「C₃ -C₂₀ 環烷基」係指通常具有3至20個(C₃ -C₂₀ 環烷基)，較佳3至8個(「C₃ -C₈ 環烷基」)或3至6個碳原子(「C₃ -C₆ 環烷基」)之單環或雙環或多環飽和烴基。具有3至6個碳原子之單環基團之實例包含環丙基、環丁基、環戊基及環己基。具有3至8個碳原子之單環基團之實例包含環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。具有7至12個碳原子之雙環基團之實例包含雙環[2.2.1]庚基、雙環[3.1.1]庚基、雙環[2.2.2]辛基、雙環[3.3.0]辛基、雙環[3.2.1]辛基、雙環[3.3.1]壬基、雙環[4.2.1]壬基、雙環[4.3.1]癸基、雙環[3.3.2]癸基、雙環[4.4.0]癸基、雙環[4.2.2]癸基、雙環[4.3.2]十一基、雙環[3.3.3]十一基、雙環[4.3.3]十二基及全氫萘基。多環之實例為全氫蒽基、全氫茀基、全氫基、全氫苉基及金剛烷基。

視環之大小而定，經取代之環烷基具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之烯基、未經取代或經取代之炔基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、-NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之環烷基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。

較佳地，環烷基未經取代。

術語「具有由3至24個原子形成之環的脂族雜環」係指一般具有3至24個環成員、較佳4至10個環成員、更佳5至8個環成員、最佳5或6個環成員之非芳族、部分不飽和或完全飽和雜環，除包含碳原子作為環成員以外，亦包含一個、兩個、三個或四個選自O、N、NR^cc 、S、SO及S(O)₂ 之雜原子或含雜原子基團作為環成員，其中R^cc 為氫、C₁ -C₂₀ 烷基、C₃ -C₂₄ 環烷基、雜環烷基、C₆ -C₂₄ 芳基或雜芳基。雜環烷基之實例尤其為吡咯啶基、哌啶基、咪唑啶基、吡唑啶基、噁唑啶基、嗎啉基、噻唑啶基、異噻唑啶基、異噁唑啶基、哌嗪基、四氫噻吩基、二氫噻吩-2-基、四氫呋喃基、二氫呋喃-2-基、四氫哌喃基、2-噁唑啉基、3-噁唑啉基、4-噁唑啉基及二噁烷基。

視環之大小而定，經取代之脂族雜環基可具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之烯基、未經取代或經取代之炔基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、-NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之脂族雜環基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO2NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。

較佳地，脂族雜環基未經取代。

出於本發明之目的，術語「C₆ -C₂₄ 芳基」係指苯基及具有至少一個稠合伸苯基環之雙環或多環碳環，該至少一個稠合伸苯基環鍵結於分子之剩餘部分。具有至少一個伸苯基環之雙環或多環碳環之實例包括萘基、四氫萘基、二氫茚基、茚基、蒽基、茀基、芘基等。較佳地，術語「芳基」表示苯基及萘基。

視環系統之數目及大小而定，經取代之芳基可具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之烯基、未經取代或經取代之炔基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、-NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之芳基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。

經取代之芳基較佳為經至少一個烷基取代之芳基(「烷芳基」，在下文中亦稱為烷基芳基)。視芳環系統之大小而定，烷芳基可具有一或多個(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或多於9個)烷基取代基。烷基取代基可未經取代或經取代。就此而言，參考以上關於未經取代及經取代之烷基的陳述。一個特定實施例係關於烷芳基，其中烷基未經取代。烷芳基較佳為攜有1、2、3、4或5個，較佳1、2或3個，更佳1或2個烷基取代基之苯基。攜有一或多個烷基之芳基為例如2-甲基苯基、3-甲基苯基及4-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2-乙基苯基、3-乙基苯基及4-乙基苯基、2,4-二乙基苯基、2,5-二乙基苯基、3,5-二乙基苯基及2,6-二乙基苯基、2,4,6-三乙基苯基、2-正丙基苯基、3-正丙基苯基及4-正丙基苯基、2-異丙基苯基、3-異丙基苯基及4-異丙基苯基、2,4-二正丙基苯基、2,5-二正丙基苯基、3,5-二正丙基苯基及2,6-二正丙基苯基、2,4,6-三丙基苯基、2-異丙基苯基、3-異丙基苯基及4-異丙基苯基、2,4-二異丙基苯基、2,5-二異丙基苯基、3,5-二異丙基苯基及2,6-二異丙基苯基、2,4,6-三異丙基苯基、1-丁基苯基、3-丁基苯基及4-丁基苯基、2,4-二丁基苯基、2,5-二丁基苯基、3,5-二丁基苯基及2,6-二丁基苯基、2,4,6-三丁基苯基、2-異丁基苯基、1-異丁基苯基及4-異丁基苯基、2,4-二異丁基苯基、2,5-二異丁基苯基、3,5-二異丁基苯基及2,6-二異丁基苯基、2,4,6-三異丁基苯基、2-第二丁基苯基、3-第二丁基苯基及4-第二丁基苯基、2,4-二第二丁基苯基、2,5-二第二丁基苯基、3,5-二第二丁基苯基、2,6-二第二丁基苯基、2,4,6-三第二丁基苯基、2-第三丁基苯基、3-第三丁基苯基及4-第三丁基苯基、2,4-二第三丁基苯基、2,5-二第三丁基苯基、3,5-二第三丁基苯基、2,6-二第三丁基苯基及2,4,6-三第三丁基苯基。

較佳地，芳基未經取代。

在本發明之上下文中，表述「具有由3至24個原子形成之環的雜芳基」(亦稱為雜芳基)包含雜芳族、單環或多環基團。除環碳原子以外，此等基團具有1、2、3、4或多於4個雜原子作為環成員。雜原子較佳選自氧、氮、硒及硫。雜芳基較佳具有5至18個，例如5、6、8、9、10、11、12、13或14個環原子。

單環雜芳基較佳為5員或6員雜芳基，諸如2-呋喃基(呋喃-2-基)、3-呋喃基(呋喃-3-基)、2-噻吩基(噻吩-2-基)、3-噻吩基(噻吩-2-基)、1H-吡咯-2-基、1H-吡咯-3-基、吡咯-1-基、咪唑-2-基、咪唑-1-基、咪唑-4-基、吡唑-1-基、吡唑-3-基、吡唑-4-基、吡唑-5-基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、3-異噻唑基、4-異噻唑基、5-異噻唑基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、1,2,4-噁二唑-3-基、1,2,4-噁二唑-5-基、1,3,4-噁二唑-2-基、1,2,4-噻二唑-3-基、1,2,4-噻二唑-5-基、1,3,4-噻二唑-2-基、4H-[1,2,4]-三唑-3-基、1,3,4-三唑-2-基、1,2,3-三唑-1-基、1,2,4-三唑-1-基、吡啶-2-基、吡啶-3-基、吡啶-4-基、3-噠嗪基、4-噠嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、2-吡嗪基、1,3,5-三嗪-2-基及1,2,4-三嗪-3-基。

多環雜芳基具有2、3、4或多於4個稠環。稠合環可為芳族、飽和或部分不飽和的。多環雜芳基之實例為喹啉基、異喹啉基、吲哚基、異吲哚基、吲哚嗪基、苯并呋喃基、異苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并異噁唑基、苯并噻唑基、苯并噁二唑基、苯并噻二唑基、苯并噁嗪基、苯并吡唑基、苯并咪唑基、苯并三唑基、苯并三嗪基、苯并硒苯基、噻吩并噻吩基、噻吩并嘧啶基、噻唑并噻唑基、咔唑基(二苯并吡咯基)、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、萘并[2,3-b]噻吩基、萘[2,3-b]呋喃基、二氫吲哚基、二氫吲哚嗪基、二氫異吲哚基、二氫喹啉基、苯并咪唑并[1,2-a]苯并咪唑基及二氫異喹啉基。

視環系統之數目及大小而定，經取代之雜芳基具有一或多個(例如1、2、3、4、5個或多於5個)取代基。此等取代基較佳各自彼此獨立地選自未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之烯基、未經取代或經取代之炔基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之環烷硫基、未經取代或經取代之雜環烷基、未經取代或經取代之芳基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、未經取代或經取代之雜芳基、氟、氯、溴、碘、羥基、巰基、未經取代或經取代之烷氧基、未經取代或經取代之聚伸烷氧基、未經取代或經取代之烷硫基、未經取代或經取代之環烷氧基、未經取代或經取代之芳氧基、未經取代或經取代之芳硫基、氰基、CF₃ 、未經取代或經取代之烷基羰氧基、甲醯基、醯基、COOH、羧酸酯基、-COOR^Ar1 、-NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 及E² 為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 炔基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基，且R^Ar1 及R^Ar2 彼此獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之雜環基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₀ 芳基或未經取代或經取代之雜芳基。特定言之，經取代之雜芳基具有一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基：未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 、R^Ar1 及R^Ar2 如上文所定義。

較佳地，雜芳基未經取代。

術語「C₇ -C₃₁ 烷芳基」係指經至少一個烷基取代之芳基(「烷芳基」，亦稱為烷基芳基)。視芳環系統之大小而定，烷芳基可具有一或多個(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或多於9個)烷基取代基。烷基取代基可未經取代或經取代。就此而言以及鑒於較佳烷芳基，參考以上關於未經取代及經取代之芳基的陳述。

較佳地，烷芳基未經取代。

術語「胺基」係指較佳具有式-NE¹ E² 之胺基，其中E¹ 及E² 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₁₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₁₈ 烯基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基或未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基及胺基；或E¹ 及E² 與N原子一起形成3至24員環，較佳4至10員環，更佳5至6員環，其未經取代或經一或多個，例如1、2或3個選自以下之取代基取代：未經取代或經取代之烷基、未經取代或經取代之環烷基、未經取代或經取代之芳基、氟、氯、溴、羥基、烷氧基、聚伸烷氧基、巰基、烷硫基、氰基、CF₃ 、NE¹ E² 、-NR^Ar1 COR^Ar2 、-CONR^Ar1 R^Ar2 、-SO₂ NR^Ar1 R^Ar2 及-SO₃ R^Ar2 ，其中E¹ 、E² 、R^Ar1 及R^Ar2 如上文所定義，或與一個或兩個5員或6員環稠合，該等環可為芳族或脂族的且未經取代或經一或多個，例如1、2或3個前述之取代基取代。較佳胺基為C₁ -C₈ 烷基胺基及C₆ -C₁₀ 芳基胺基。分別在烷基胺基中及芳基胺基中之烷基及芳基定義為上文所提及之烷基及芳基。

在表述「C_a -C_b X基團」中之「a至b之碳數目」為未經取代之X基團之碳數目，且不包括視情況存在之取代基之碳原子。

稠環系統可包含脂環、脂族雜環、芳族環及雜芳族環及其組合、藉由稠合來接合之氫化芳族環。稠環系統包含兩個、三個或更多個(例如4個、5個、6個、7個或8個)環。視稠環系統中環接合之方式而定，在鄰位稠合(亦即各環與各相鄰環共用至少一個邊緣或兩個原子)與迫位稠合(其中碳原子屬於超過兩個環)之間進行區別。較佳稠環系統為鄰位稠環系統。

當虛線出現在繪示本發明化合物之子結構的化學式中時，其表示剩餘分子中之連接鍵。

式(I)化合物 根據本發明之光學數據通訊系統包含至少一種式(I)化合物， 其中 n1及n2各自獨立地為1、2或3，較佳為1或2， m1及m2各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2，且 R¹¹ 及R¹² 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基， R² 及R³ 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₂₀ 烯基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₄ 芳基、具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之脂族雜環；具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， A₂ 為 A₁ 為 p為1或2，較佳為1， o為0、1或2， q、q'、q''、q'''、s、m3及m4各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r、r'、r''、r'''、t及t'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁴ 、R^{4 '} 、R^{4 ''} 、R^{4 '''} 、R⁶ 、R^{6 '} 、R^{6 ''} 、R^{6 '''} 、R⁷ 、R⁸ 、R^{8 '} 、R¹³ 及R¹⁴ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， R⁵ 、R^{5 '} 、R^{5 ''} 、R^{5 '''} 、R⁹ 、R^{9 '} 、R^{9 ''} 及R^{9 '''} 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基， 其中虛線為鍵結位點。

式(I)化合物中之n1及n2各自獨立地為1、2或3，較佳為1或2。

式(I)化合物中之m1及m2各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2。

式(I)化合物中之R¹¹ 及R¹² 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基。

式(I)化合物中之R² 及R³ 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₂₀ 烯基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₄ 芳基、具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之脂族雜環；具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基、未經取代或經取代之C₂ -C₈ 烯基、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₅ -C₆ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基、具有由5或6個原子形成之環的未經取代或經取代之脂族雜環；具有由5至18個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；C₁ -C₈ 烷基胺基、C₆ -C₁₀ 芳基胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₈ 烷基、OCOC₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為氫、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基、具有由5至18個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；C₁ -C₈ 烷基胺基、C₆ -C₁₀ 芳基胺基、CN、CF₃ 或COOC₁ -C₈ 烷基。

最佳地，R² 及R³ 各自獨立地為氫、、C₁ -C₈ 烷基胺基、C₆ -C₁₀ 芳基胺基、CN、CF₃ 、COO(C₁ -C₈ )烷基、， 其中 R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸³ 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁶ 、R⁸⁷ 及R⁸⁸ 各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳地，R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁷ 及R⁸⁸ 為氫且R⁸³ 及R⁸⁶ 為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，較佳為未經取代或經取代之C₃ -C₈ 烷基， R⁹¹ 、R⁹² 、R⁹³ 、R⁹⁴ 、R⁹⁵ 、R⁹⁶ 、R⁹⁷ 及R⁹⁸ 各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基(例如苯基、萘基或芘基)或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基， R⁹⁹ 及R¹⁰⁰ 各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基(例如苯基、萘基或芘基)或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基， 其中虛線為鍵結位點。

進一步最佳地，R² 及R³ 各自獨立地為氫、、CF₃ 或CN， 其中 R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸³ 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁶ 、R⁸⁷ 及R⁸⁸ 各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基(例如苯基、萘基或芘基)或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳地，R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁷ 及R⁸⁸ 為氫且R⁸³ 及R⁸⁶ 為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，較佳為未經取代或經取代之C₃ -C₈ 烷基。

A₁ 為 q''、q'''、m3及m4各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r''及r'''各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R^4'' 、R^4''' 、R^6'' 、R^6''' 、R¹³ 及R¹⁴ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H， R^5'' 及R^5''' 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為未經取代之C₁ -C₈ 烷基， 其中虛線為鍵結位點。

較佳地，A₁ 為， 其中 m3為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r''及r'''各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R^6'' 、R^6''' 及R¹³ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H， R^5'' 及R^5''' 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為未經取代之C₁ -C₈ 烷基， 其中虛線為鍵結位點。

A₂ 為 ， 其中 q、q'、s各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r、r'、t及t'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁴ 、R^4' 、R⁶ 、R^6' 、R^6'' 、R⁷ 、R⁸ 及R^8' 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H， R⁵ 、R^5' 、R⁹ 、R^9' 、R^9'' 及R^9''' 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H或未經取代之C₁ -C₈ 烷基，最佳地，R⁵ 及R^{5 '} 為未經取代之C₁ -C₈ 烷基， 其中虛線為鍵結位點。

較佳地，A₂ 為下式之基團： ，更佳地，A₂ 為式(1)、(1')或(2)之基團，最佳地，A₂ 為式(1)或(1')之基團， 其中 在式(1)及式(1')中： r及r'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁵ 及R^5' 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H或未經取代之C₁ -C₈ 烷基，最佳為未經取代之C₁ -C₈ 烷基， 其中虛線為鍵結位點； 在式(2)中： q及q'各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， R⁴ 及R^4' 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H， 其中虛線為鍵結位點； 在式(3)中： s為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， R⁷ 為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₈ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₁₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₁₁ 烷芳基，更佳為H， 其中虛線為鍵結位點。

進一步最佳地，A₂ 為式(1)之基團，其中r及r'為0，且R⁵ 及R^{5 '} 為未經取代之C₁ -C₈ 烷基。

較佳地，R⁵ 、R^{5 '} 、R^{5 ''} 及R^{5 '''} 各自獨立地為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳為未經取代或經取代之C₃ -C₈ 烷基，最佳為未經取代之C₃ -C₈ 烷基。

最佳地，A₁ 為。

最佳地，A₂ 為。

在式(I)中，o較佳為0。

更佳地，式(I)化合物由以下式(Ia)之化合物表示：， 其中 n1及n2各自獨立地為1或2， R² 及R³ 各自獨立地為氫、、CF₃ 或CN， 其中 R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸³ 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁶ 、R⁸⁷ 、R⁸⁸ 各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基(例如苯基、萘基或芘基)或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為氫或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳地，R⁸¹ 、R⁸² 、R⁸⁴ 、R⁸⁵ 、R⁸⁷ 及R⁸⁸ 為氫且R⁸³ 及R⁸⁶ 為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，較佳為未經取代或經取代之C₃ -C₈ 烷基， A₂ 為； p為1或2，較佳為1， R⁵ 及R^{5 '} 各自獨立地為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳為未經取代或經取代之C₃ -C₈ 烷基，最佳為未經取代之C₃ -C₈ 烷基， 其中虛線為鍵結位點。

更佳地，在式(I)及(Ia)中， p為1； o為0； n1及n2各自獨立地為1或2； q、q'、q''、q'''、s、m3及m4為0；且 r、r'、r''及r'''為0。

較佳式(I)化合物展示於下文中： 。

本發明進一步關於特定的新穎式(I)化合物，標記為以下式(I*)之化合物： 其中 n1及n2各自獨立地為1、2或3，較佳為1或2， m1及m2各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2，且 R¹¹ 及R¹² 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基， R² 及R³ 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₄ 芳基、具有由3至24個原子形成之環的脂族雜環；具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，其中在A₂ 為式(3)之基團之情況下，R² 及R³ 不同時為CN，且在A₂ 為式(2)之基團的情況下，具有由3至24個原子形成之環的雜芳基經至少一個C₁ -C₂₀ 烷基取代； A₂ 為 A₁ 為 p為1或2，較佳為1， o為0、1或2， q、q'、q''、q'''、s、m3及m4各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r、r'、r''、r'''、t及t'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁴ 、R^{4 '} 、R^{4 ''} 、R^{4 '''} 、R⁶ 、R^{6 '} 、R^{6 ''} 、R^{6 '''} 、R⁷ 、R⁸ 、R^{8 '} 、R¹³ 及R¹⁴ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， R⁵ 、R^{5 '} 、R^{5 ''} 、R^{5 '''} 、R⁹ 、R^{9 '} 、R^{9 ''} 及R^{9 '''} 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， 其中虛線為鍵結位點。

新穎式(I*)化合物之殘基、基團及指數之較佳定義為與上文關於式(I)化合物所提及之相同的定義。

式(I)及式(I*)化合物係例如藉由使式之基團， 其中A₁ 、A₂ 、o及p已為上文所定義且虛線為鍵結位點，與用於獲得單元及之適合基團偶合來製備， 其中 R² 、R³ 、n1、n2、R¹¹ 、R¹² 、m1及m2已為上文所定義且虛線為鍵結位點。適合之偶合方法為熟習此項技術者已知的。

較佳地，式(II)之基團的膦酸酯(參見下式(II*))係在阿爾布佐夫(Arbuzov)反應中由對應之鹵化物製備。該膦酸酯在去質子化成對應偶極體之後，與基於式(III)及(IV)之醛(參見下式(III*)及(IV*))在維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯(Wittig Horner Wadsworth Emmons)反應中反應。

因此，本發明進一步關於一種用於製備根據式(I*)之新穎化合物的方法，其包含以下步驟： (i) 使式(II*)之基團 與式(III*)之基團及式(IV*)之基團偶合， 其中 X及X'各自獨立地為膦酸酯基團(V)，其中R^a 及R^b 各自獨立地為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，較佳為未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基，更佳為乙基， n1及n2各自獨立地為1、2或3，較佳為1或2， m1及m2各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2，且 R¹¹ 及R¹² 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，較佳為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基， R² 及R³ 各自獨立地為氫、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₃ -C₂₀ 環烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₂₄ 芳基、具有由3至24個原子形成之未經取代或經取代之環的脂族雜環；具有由3至24個原子形成之環的未經取代或經取代之雜芳基；胺基、CN、CF₃ 、COOC₁ -C₂₀ 烷基、OCOC₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基，其中在A₂ 為式(3)之基團之情況下，R² 及R³ 不同時為CN，且在A₂ 為式(2)之基團的情況下，具有由3至24個原子形成之環的雜芳基經至少一個C₁ -C₂₀ 烷基取代； A₂ 為 A₁ 為 p為1或2，較佳為1， o為0、1或2， q、q'、q''、q'''、s、m3及m4各自獨立地為0、1、2、3或4，較佳為0、1或2， r、r'、r''、r'''、t及t'各自獨立地為0、1、2或3，較佳為0、1或2， R⁴ 、R^{4 '} 、R^{4 ''} 、R^{4 '''} 、R⁶ 、R^{6 '} 、R^{6 ''} 、R^{6 '''} 、R⁷ 、R⁸ 、R^{8 '} 、R¹³ 及R¹⁴ 各自獨立地為H、未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷氧基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， R⁵ 、R^{5 '} 、R^{5 ''} 、R^{5 '''} 、R⁹ 、R^{9 '} 、R^{9 ''} 及R^{9 '''} 各自獨立地為H或未經取代或經取代之C₁ -C₂₀ 烷基、未經取代或經取代之C₆ -C₃₀ 芳基或未經取代或經取代之C₇ -C₃₁ 烷芳基， 其中虛線為鍵結位點。

在用於製備新穎式(I*)化合物之方法中提及之殘基、基團及指數的較佳定義與上文關於式(I)化合物所提及之定義相同。

本申請案之實例中提及該方法之特定反應條件。

本發明之式(I)及式(I*)化合物之特徵為短發光壽命。根據本發明，發光壽命(衰減時間，發射壽命τ₀ )為所量測之衰減時間(激發態壽命τ_v )與發光量子產率之商，亦即發射壽命(發光壽命) τ₀ 藉由τ₀ =τ_v /QY計算。QY、τ₀ 及τ_v 之量測條件在實例部分給出。

較佳地，本發明之式(I)及式(I*)化合物之發光壽命τ₀ 為0.1 ns至5 ns，更佳0.2 ns至4.5 ns，進一步更佳0.3 ns至4 ns，最佳0.4 ns至3.5 ns。

本發明之式(I)及式(I*)化合物之特定優勢為具有極短發光壽命(衰減時間)。此類短發光壽命支持高速率之數據傳輸。

光學數據通訊系統 在根據本發明之光學數據通訊系統中，將電信號轉換為傳輸器中之光學信號。經調變之光學信號接著在到達接收器之前傳播。在接收器中，將光學信號轉換回至電信號。

較佳地，根據本發明之光學數據通訊系統為自由空間光學數據通訊系統。在該自由空間光學數據通訊系統中，經調變之光學信號在到達接收器之前經由自由空間路徑傳播。

根據本發明，光學數據通訊系統，較佳自由空間光學數據通訊系統，可用於室內以及室外環境中。用於室內及室外環境之光學數據通訊系統、較佳自由空間光學數據通訊系統之一般設置為熟習此項技術者已知的，且例如描述於「Principles of LED light communications」, S. Dimitrov, H. Haas, Cambridge University Press 2015, 第2.1章至第2.4章中。

根據本發明之光學數據通訊系統較佳包含 - 至少一個傳輸器(T)，及 - 至少一個接收器(R)； 其中至少一種根據本發明之式(I)或(I*)化合物存在於該光學數據通訊系統之傳輸器及/或接收器中。

本發明進一步關於用於包含至少一種根據本發明之式(I)或(I*)化合物的光學數據通訊系統之接收器；用於包含至少一種根據本發明之式(I)或(I*)化合物的光學數據通訊系統之傳輸器；及根據本發明之式(I)或(I*)化合物在光學數據通訊系統中之用途。

較佳地，根據本發明之光學數據通訊系統包含： (i) 輸入(A)， (ii) 傳輸器(T)， (iii) 光學路徑(C)， (iv) 接收器(R)，及 (v) 輸出(E)， 其中至少一種根據本發明之式(I)或(I*)化合物存在於該光學數據通訊系統之傳輸器及/或接收器中。

圖1中展示光學數據通訊系統之一般實例。 圖1中： A 為輸入(A)， B 為傳輸器(T)， C 為光學路徑(C)， D 為接收器(R)，且 E 為輸出(E)。

傳輸器T 在傳輸器中，將電信號轉換成光學信號。一般而言，根據本發明，可用於光學數據通訊系統，尤其是光學無線通訊(optical wireless communication，OWC)系統的傳輸器為熟習此項技術者所已知。參見例如「Principles of LED light communications」, S. Dimitrov, H. Haas, Cambridge University Press 2015, 第2.1章至第2.4章。

在本發明之一個實施例中，至少一種根據本發明之式(I)或(I*)化合物存在於傳輸器中。

該傳輸器通常包含具有數位/類比轉換器(digital-to-analog converter，DAC)之數位信號處理器(digital signal processor，DSP)，其用於調變數位資訊位元(輸入(A))並將其轉換為類比電流信號。電流驅動光學發射器，亦即光源(L)。在輸入(A)已為類比信號之情況下，省略信號至類比信號之轉換。

光源(L) 光源(L)通常為一或多個發光二極體(LED)或一或多個雷射二極體(LD)，較佳為一或多個LED。

光源(L)較佳產生白光。用於產生白光之適合LED及LD為熟習此項技術者所已知。

本發明之傳輸器中之適合光源(L)係例如選自由以下組成之群：UV-LED、磷光體轉換之白光LED、有機LED及冷白光LED，該冷白光LED通常具有在4000 K與20000 K之間的相關色溫。UV-LED為發射紫外電磁輻射，亦即波長低於400 nm之電磁輻射之發光二極體。

在本發明之一個較佳實施例中，使用磷光體轉換之LED，更佳地磷光體轉換之白光LED作為光源(L)。在磷光體轉換之LED中，基於波長(色彩)轉換器及LED產生光。

採用二色、三色及四色方法使波長最佳化，以在磷光體轉換之白光LED中產生白光。用於在LED中產生白光之適合之二色、三色及四色方法係在上文提及(本發明之先前技術)。在該等方法中，使用一或多種磷光體作為色彩轉換器。在本發明之該實施例中用於傳輸器中之色彩轉換器，較佳地在至少一種式(I)或(I*)化合物用於傳輸器(較佳地作為至少一個色彩轉換器)中的情況下，提供以下優點：經調變之第一電磁輻射(由輻射源發射)由色彩轉換器轉換成經調變之第二電磁輻射，該第二電磁輻射可在所期望之光譜範圍內。

上文所提及之色彩轉換器通常以頻率轉換器之形式採用。下文描述適合之頻率轉換器。

較佳地，光源(L)因此包含用於發射第一電磁輻射之輻射源(L1)及包含至少一種色彩轉換器用於發射第二電磁輻射之頻率轉換器(L2)。

第一電磁輻射較佳至少包含在350 nm至500 nm光譜範圍內之波長。在此光譜範圍內，可得到具成本效益之輻射源。適合之輻射源，尤其LED，為熟習此項技術者所已知。可用於提供在350 nm至500 nm光譜範圍(「藍色」)內發射之LED的半導體為熟習此項技術者已知的且為上文所提及。此外，此光譜範圍有利於轉換成較寬之可見光譜範圍，尤其轉換成白光。應注意，輻射源可僅發射在上文所提及之光譜範圍或其一部分中的電磁輻射。此外，輻射源亦可發射超出此光譜範圍之電磁輻射，只要至少一所發射波長在此光譜範圍內即可。

由本發明之傳輸器用於第一電磁輻射的輻射源(L1)為上文所提及之光源，亦即，一或多個LED或一或多個LD，較佳為一或多個LED。較佳地，尤其在式(I)或(I*)化合物在傳輸器中用作磷光體(色彩轉換器)之情況下，輻射源為發光二極體(LED)。特定言之，輻射源為具有350 nm至500 nm之發射中心波長的「藍光」LED。藍光LED為發射藍光之發光二極體。然而，通常亦可使用發射具有350 nm與500 nm之間的發射中心波長之電磁輻射的其他輻射源。

色彩轉換器(磷光體) 在本發明之一個實施例中，用於傳輸器中之色彩轉換器提供以下優點：經調變之第一電磁輻射轉換成經調變之第二電磁輻射，該第二電磁輻射可在所期望之光譜範圍內。因此，所期望之光譜範圍的全頻寬可用於數據傳輸。因此，可增加用於此類數據傳輸之距離及/或數據傳輸速率。

根據本發明之傳輸器之一個實施例，經調變之第二電磁輻射的波長在380 nm至750 nm範圍內。因此，由傳輸器發射之可見光(尤其白光)係由色彩轉換器直接產生，因此若最終應發射可見光，則不需要用於轉換光之色彩的其他元件。

磷光體材料用於將由一或多個LED發射之光轉換成廣譜白光。適合的磷光體轉換之白光LED為熟習此項技術者已知的且通常如上文所述。

較佳地，色彩轉換器具有在0.1 ns至9 ns範圍內之發光衰減時間。上文所定義之頻率轉換器的特定優點為具有極短衰減時間。此類短衰減時間提供以下優點：經轉換之電磁輻射的調變保持基本不變，使得信號傳輸藉助於經轉換調變之電磁輻射成為可能。衰減時間愈長，第一電磁輻射之調變愈模糊，使得信號傳輸受到不利影響。

在一個實施例中，式(I)或(I*)化合物用作磷光體材料(色彩轉換器)。式(I)及(I*)化合物之特徵為短發光壽命(衰減時間)，其較佳為0.1 ns至5 ns、更佳0.2 ns至4.5 ns、進一步更佳0.3 ns至4 ns、最佳0.4 ns至3.5 ns。

頻率轉換器(L2) 上文所提及之色彩轉換器通常用於頻率轉換器(L2)中。

在一個實施例中，本發明因此係關於一種頻率轉換器(L2)，其包含至少一種式(I)或(I*)化合物。

較佳地，在一個實施例中包含至少一種式(I)或(I*)化合物之頻率轉換器(L2)係遠離負責第一電磁輻射之輻射源來配置。較佳地，輻射源之距離在0.01至10 cm、較佳0.1至8 cm之範圍內。若頻率轉換器基於磷光體，則此類配置亦稱為遠程磷光體。根據此概念，發光材料(磷光體)溶解或分散於距發光LED晶片一定距離處之聚合基質中。因此，頻率轉換器並不直接應用於輻射源。藉由此類遠程配置有利地延長頻率轉換器之壽命。

若頻率轉換器(L2)包含多於一種磷光體，則在本發明之一個實施例中，複數個磷光體可能在一個層中彼此相鄰存在。

在另一實施例中，各種磷光體存在於各種層中。

在一個特殊實施例中，頻率轉換器(L2)具有多層結構，較佳兩層結構，其中各層包含至少一種磷光體。在此實施例中，一層或多於一層但並非所有層或所有層包含散射體。下文描述適合之散射體。較佳散射體為TiO₂ 。

在一個實施例中，頻率轉換器(L2)由複數個經層壓在一起以形成複合物之聚合物層組成，且其中各種磷光體及/或散射體可存在於不同聚合物層中。用於聚合物層(聚合基質)之適合聚合物如下所述。

在另一實施例中，頻率轉換器(L2)之至少一個聚合物層已用玻璃纖維機械加強。

適合之頻率轉換器(L2)可呈任何所期望的幾何配置。頻率轉換器可例如呈膜、片或板形式。同樣，含有磷光體之基質可呈液滴形式或半球面形式或呈具有凸面及/或凹面、平坦或球面表面之透鏡形式。「澆鑄」係指LED或包含LED之組件由包含至少一種磷光體之聚合物來完全澆鑄或包封的實施例。在本發明之一個實施例中，包含至少一種磷光體之聚合物層(基質)為25至1000微米(µm)厚，較佳35至400 µm且尤其50至300 µm。

在另一實施例中，包含至少一種磷光體之聚合物層為0.2至5 mm厚，較佳0.3至3 mm且更佳0.4至1 mm。

若頻率轉換器(L2)由一個層組成或其具有層壓結構，則在一較佳實施例中，各個層為連續的且不具有任何孔洞或中斷。

聚合基質材料 如先前所提及，色彩轉換器，即一個實施例中式(I)或(I*)化合物，較佳配置為遠程磷光體。根據此概念，發光材料(磷光體)溶解或分散於聚合基質中。

因此，本發明亦關於包含聚合材料及至少一種式(I)或(I*)化合物之組合物。適合且較佳的式(I)及(I*)化合物如上文所提及，且適合且較佳的聚合材料為下文所提及之聚合基質材料。

根據本發明之頻率轉換器(磷光體)的聚合基質較佳選自由以下組成之群：聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯啶酮、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚矽氧、聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚(乙烯乙烯醇)-共聚物(EVA、EVOH)、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚苯乙烯丙烯腈(SAN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丁酸乙烯酯(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、2,5-呋喃二甲酸聚酯以及其混合物。在本發明之一個實施例中，至少一種式(I)或(I*)化合物用作色彩轉換器。

較佳地，聚合基質材料包含至少一種選自聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯及其混合物之聚合物。

聚苯乙烯在此處應理解為尤其意謂由苯乙烯及/或苯乙烯衍生物之聚合產生之所有均聚物或共聚物。苯乙烯之衍生物為例如烷基苯乙烯，諸如α-甲基苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對丁基苯乙烯，尤其對第三丁基苯乙烯；烷氧基苯乙烯，諸如對甲氧基苯乙烯、對丁氧基苯乙烯、對第三丁氧基苯乙烯。一般而言，適合的聚苯乙烯之數目平均分子量M_n 為10000至1000000 g/mol (藉由GPC測定)，較佳20000至750000 g/mol，更佳30000至500000 g/mol。

在本發明之一個較佳實施例中，頻率轉換器之聚合基質包含或為苯乙烯或苯乙烯衍生物之均聚物。更特定言之，聚合基質由聚苯乙烯組成。

在本發明之另一較佳實施例中，聚合基質包含或為苯乙烯共聚物，其在本申請案之上下文中同樣地被視為聚苯乙烯。

苯乙烯共聚物可包含(作為其他組分)例如丁二烯、丙烯腈、順丁烯二酸酐、乙烯基咔唑或丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或衣康酸酯作為單體。適合之苯乙烯共聚物一般包含至少20重量%之苯乙烯，較佳至少40重量%且更佳至少60重量%之苯乙烯。在另一實施例中，其包含至少90重量%之苯乙烯。

較佳苯乙烯共聚物為苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-1,1'-二苯乙烯共聚物；丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物(ASA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)。另一較佳聚合物為α-甲基苯乙烯-丙烯腈共聚物(AMSAN)。苯乙烯均聚物或共聚物可例如藉由自由基聚合、陽離子聚合、陰離子聚合或在有機金屬催化劑之影響(例如，齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化作用)下製備。此可產生等規、間規或非規聚苯乙烯或共聚物。其較佳藉由自由基聚合來製備。聚合可作為懸浮液聚合、乳液聚合、溶液聚合或本體聚合進行。適合聚苯乙烯之製備方案描述於例如Oscar Nuyken, Polystyrenes and Other Aromatic Polyvinyl Compounds, Kricheldorf, Nuyken, Swift, New York 2005, 第73-150頁，及其中所引用之參考文獻中；及Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, 第269-275頁中。

在另一較佳實施例中，聚合基質包含或為聚對苯二甲酸乙二酯。聚對苯二甲酸乙二酯可藉由乙二醇與對苯二甲酸之縮合獲得。

在另一較佳實施例中，聚合基質包含或為聚碳酸酯。聚碳酸酯為碳酸與芳族或脂族二羥基化合物之聚酯。較佳二羥基化合物為例如亞甲基二伸苯基二羥基化合物，例如雙酚A。製備聚碳酸酯之一種方式為在界面聚合中適合之二羥基化合物與光氣之反應。另一方式為在縮合聚合中與碳酸之二酯(諸如碳酸二苯酯)之反應。適合聚碳酸酯之製備描述於例如Elias, Macromolecules, Weinheim 2007, 第343-347頁中。

在另一較佳實施例中，聚合基質包含至少一種2,5-呋喃二甲酸聚酯(A)，其可藉由使(i)至少一種選自脂族C₂ -C₂₀ 二醇及環脂族C₃ -C₂₀ 二醇之二醇與(ii) 2,5-呋喃二甲酸及/或其酯形成衍生物，及(iii)視情況選用之至少一種選自以下之其他二甲酸：1,2-環己烷二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,5-萘二甲酸及/或其酯形成衍生物反應獲得。

適合的脂族C₂ -C₂₀ 二醇較佳為直鏈或分支鏈C₂ -C₁₅ 烷二醇，尤其直鏈或分支鏈C₂ -C₁₀ 烷二醇，諸如乙烷-1,2-二醇(乙二醇)、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇(丙二醇)、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇(丁二醇)、2-甲基-1,3-丙二醇、戊烷-1,5-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇(新戊二醇)、己烷-1,6-二醇、庚烷-1,7-二醇、辛烷-1,8-二醇、壬烷-1,9-二醇、癸烷-1,10-二醇等。適合的環脂族C₃ -C₂₀ 二醇較佳為C₃ -C₁₀ 環伸烷基二醇，諸如1,2-環戊二醇、1,3-環戊二醇、1,2-環己二醇、1,4-環己二醇、1,2-環庚二醇或1,4-環庚二醇。其他適合的環脂族C₃ -C₂₀ 二醇包括1,3-環己烷二甲醇及1,4-環己烷二甲醇或2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇或其組合。尤其較佳之二醇為C₂ -C₆ 烷二醇，尤其乙烷-1,2-二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇及其混合物。更尤其較佳為乙烷-1,2-二醇及丙烷-1,3-二醇。尤佳為乙烷-1,2-二醇。

更尤其較佳的亦為生物衍生(biologically derived) (「生物衍生(bio-derived)」)之C₂ -C₁₀ 烷二醇，尤其C₂ -C₆ 烷二醇，諸如乙烷-1,2-二醇及丙烷-1,3-二醇。基於生物之乙烷-1,2-二醇可自木質-纖維素生物質源藉由其中所含碳水化合物之轉化獲得。自生物質製備C₂ -C₁₀ 烷二醇之方法為此項技術中已知的，例如來自US 2011/0306804。

較佳地，二醇組分(i)僅由提及為較佳之一種二醇，尤其乙烷-1,2-二醇組成。二醇組分(i)亦可包含兩種、三種或多於三種不同二醇。若使用兩種、三種或多於三種不同二醇，則較佳考慮上文提及為較佳的彼等二醇。在此情況下，以組分(i)之總重量計，乙烷-1,2-二醇較佳為主要組分。

2,5-呋喃二甲酸之酯形成衍生物尤其為2,5-呋喃二甲酸之C₁ -C₁₀ 二烷基酯。尤其較佳之二酯為2,5-呋喃二甲酸之C₁ -C₆ 二烷基酯，尤其二甲酯及二乙酯。組分(ii)亦可包含2,5-呋喃二甲酸之兩種、三種或多於三種不同二酯。2,5-呋喃二甲酸可由基於生物之糖產生。近來在WO 2010/132740、WO 2011/043660、WO 2011/043661、US 2011/0282020、US 2014/0336349及WO 2015/137804中報導了藉由包含Co、Mn及/或Ce之催化劑利用2,5-二取代呋喃(諸如5-羥甲基糠醛)之空氣氧化製備2,5-呋喃二甲酸的途徑。

用於製備2,5-呋喃二甲酸之二烷基酯之途徑亦描述於例如WO 2011/043661中。

較佳地，組分(ii)僅僅由2,5-呋喃二甲酸或2,5-呋喃二甲酸之二酯構成。

較佳地，2,5-呋喃二甲酸聚酯(A)係選自聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(丙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(乙烯-共-丙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(丁烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(戊烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(伸新戊基-2,5-呋喃二甲酸酯)及其混合物。

特定言之，用於與根據本發明之頻率轉換器組合的聚合基質材料，在一個實施例中為式(I)或(I*)化合物，係選自由以下組成之群：聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)、聚(三亞甲基-2,5-呋喃二甲酸酯)及聚(丁烯-2,5-呋喃二甲酸酯)。更佳地，用於與根據本發明之頻率轉換器組合的聚合基質材料，在一個實施例中為式(I)或(I*)化合物，為聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)。

在另一特定實施例中，用於與頻率轉換器組合之聚合基質材料，在一個實施例中為式(I)或(I*)化合物，包含如上文所定義之不同2,5-呋喃二甲酸聚酯(A)之混合物(摻合物)，例如聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)及聚(丙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)之摻合物。

聚(丙烯-2,5-呋喃二甲酸酯)亦稱為聚(三亞甲基-2,5-呋喃二甲酸酯)；聚(丁烯-2,5-呋喃二甲酸酯)亦稱為聚(四亞甲基-2,5-呋喃二甲酸酯)，聚(戊烯-2,5-呋喃二甲酸酯)亦稱為聚(五亞甲基-2,5-呋喃二甲酸酯)。

同樣適合的為2,5-呋喃二甲酸聚酯(A)，其可藉由使至少一種如上文所定義之二醇組分(i)、如上文所定義之組分(ii)及至少一種其他二酸或二酯組分(iii)反應來獲得，該二酸或二酯組分(iii)係選自1,2-環己烷-二甲酸、1,4-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,6-萘二甲酸及/或其酯形成衍生物。1,2-環己烷二甲酸、1,3-環己烷二甲酸、3,4-呋喃二甲酸、對苯二甲酸及2,5-萘二甲酸之酯形成衍生物尤其為C₁ -C₁₀ 二烷基酯。尤其較佳之酯為C₁ -C₆ 二烷基酯，尤其為二甲酯及二乙酯。當使用組分(ii)與組分(iii)之組合時，以組分(ii)及(iii)之總重量計，組分(ii)通常為主要組分。實例為聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-1,2-環己烷二甲酸酯)、聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-1,4-環己烷二甲酸酯)、聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-對苯二甲酸酯)、聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-2,5-萘二甲酸酯)或聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-3,4-呋喃二甲酸酯)，較佳為聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-對苯二甲酸酯)、聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-2,6-萘二甲酸酯)或聚(乙烯-2,5-呋喃二甲酸酯-共-3,4-呋喃二甲酸酯)。

2,5-呋喃二甲酸聚酯(A)可如US 2,551,731中描述來製備。

在一較佳實施例中，使用已聚合而不含氧之聚合物。較佳地，聚合期間之單體包含總共不超過1000 ppm、更佳不超過100 ppm且尤佳不超過10 ppm之氧。

在本發明之一個實施例中，適合之聚合物為光學透明聚合物。在另一實施例中，適合之聚合物為不透明聚合物。

在本申請案之含義中，光學透明意謂完全光學透明以及半透明。因此，光學透明意謂至少30%之入射光通過聚合物進入，較佳30%至100%，更佳至少50%，甚至更佳50%至100%，最佳至少80%，甚至更最佳80%至100%。

基於EN 410，較佳將至少30%、較佳30%至100%、更佳至少50%、甚至更佳50%至100%、最佳至少80%、甚至更最佳80%至100%之透明度(光透射率)判定為光透射率TL (380 nm至780 nm)。

不透明聚合物不允許透射光波。換言之，無法透過不透明聚合物看見。不透明度由於光波自聚合物表面反射而產生。

適合的基質聚合物可包含(作為其他組分)添加劑，諸如阻燃劑、抗氧化劑、光穩定劑、UV吸收劑、自由基清除劑、抗靜電劑。此類穩定劑為熟習此項技術者已知。

適合的抗氧化劑或自由基清除劑為例如酚類，尤其位阻酚，諸如丁基羥基苯甲醚(BHA)或丁基羥基甲苯(BHT)，或位阻胺(HALS)。此類穩定劑例如由BASF以Irganox^® 商標出售。在一些情況下，抗氧化劑及自由基清除劑可由二級穩定劑(諸如亞磷酸酯或亞膦酸二酯)補充，如例如由BASF以Irgafos^® 商標出售。

適合的UV吸收劑為例如苯并三唑，諸如2-(2-羥苯基)-2H-苯并三唑(BTZ)；三嗪，諸如(2-羥苯基)-s-三嗪(HPT)；羥基二苯甲酮(BP)或草醯苯胺。此類UV吸收劑例如由BASF以Uvinul^® 商標出售。

在本發明之一較佳實施例中，適合的基質聚合物不包含任何抗氧化劑或自由基清除劑。

聚合物基質中之色彩轉換器(在一個實例中為式(I)或(I*)化合物)之濃度視頻率轉換器之厚度及聚合物之類型而設定。若使用薄聚合物層，則有機螢光著色劑之濃度通常高於在厚聚合物層之情況下之濃度。通常，基質聚合物中之色彩轉換器(在一個實施例中為式(I)或(I*)化合物)之量亦取決於待實現之相關色溫CCT。熟習此項技術者將瞭解，藉由增大黃色螢光著色劑及紅色螢光著色劑之濃度，將自LED發射之光調諧至更長波長以獲得具有所期望的CCT之白光。

通常，以所用基質聚合物之量計，紅色著色劑之濃度通常在0.0001重量%至0.5重量%，較佳0.001重量%至0.1重量%範圍內。以所用基質聚合物之量計，(一或多種)黃色或黃綠色著色劑之濃度通常為0.002重量%至0.5重量%，較佳0.003重量%至0.4重量%。

舉例而言，鑒於CCT或演色性指數(CRI)，使用黃色著色劑及紅色著色劑之混合物可為有利的。黃色或黃綠色發光著色劑與紅色著色劑之比率通常在1:1至25:1範圍內，較佳2:1至20:1，更佳2:1至15:1，諸如10:1或3:1或4:1。熟習此項技術者將易於瞭解，著色劑之比率取決於所選擇之光源。對於所期望的CCT，相較於若光由具有在6 000 K至20 000 K之間的CCT的白光LED產生時黃色著色劑/紅色著色劑的比率，若光由具有在420 nm與480 nm之間的發射中心波長的藍光LED產生時黃色著色劑/紅色著色劑的比率大得多。

顏料/散射體 在一特殊實施例中，色彩轉換器，一個實施例中為式(I)或(I*)化合物，另外與至少散射體一起使用。較佳地，色彩轉換器另外與至少一種用作散射體之無機白色顏料一起使用。

因此，本發明進一步關於一種包含至少一種式(I)或(I*)化合物及至少一種散射體之組合物。上文提及適合且較佳之式(I)及(I*)化合物，且下文提及適合且較佳之散射體。

較佳地，組合物包含至少一種式(I)或(I*)化合物、至少一種聚合材料及至少一種散射體。適合且較佳的聚合材料為上文所提及之聚合基質材料。

適合的散射體為無機白色顏料，例如二氧化鈦、硫酸鋇、鋅鋇白、氧化鋅、硫化鋅、碳酸鈣，其根據DIN 13320之平均粒度為0.01至10 µm、較佳地0.1至1 µm、更佳地0.15至0.4 µm尤其基於TiO₂ 之散射體。

散射體包括於包含至少一種色彩轉換器、至少一種聚合基質及至少一種散射體之組合物中，且至少一種散射體之量通常在各情形下以聚合基質計為0.01重量%至2.0重量%，較佳0.05重量%至1重量%，更佳0.1重量%至0.5重量%。

適合之光散射有機劑之實例包括基於聚(丙烯酸酯)；聚(甲基丙烯酸烷基酯)，例如聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA)；聚(四氟乙烯) (PTFE)；基於聚矽氧之散射劑，例如水解聚(烷基三烷氧基矽烷)及其混合物之彼等光散射有機劑。此等光散射劑之大小(平均重均直徑)通常在0.5至50 µm，較佳1至10 µm範圍內。在各情況下按包含散射體之層的聚合物計，此等散射劑通常以1重量%至10重量%之量被包括。有用的散射劑為例如3重量%至5重量%之基於PMMA之散射劑及1.5重量%至2重量%之聚矽氧基散射劑之混合物。

如EP-A 634 445中所描述，含有具有核/殼形態之基於丙烯酸乙烯酯的聚合粒子以及TiO₂ 之組合的光散射組合物亦為適合的。

較佳地，至少一種散射劑為基於聚(甲基丙烯酸甲酯)之散射劑、基於聚矽氧之散射劑或TiO₂ 。

頻率轉換器(L2)可視情況包含其他組件，諸如背襯層。

背襯層用以賦予頻率轉換器機械穩定性。用於背襯層之材料的類型並不關鍵，只要其透明且具有所期望的機械強度即可。用於背襯層之適合材料為例如玻璃或透明剛性有機聚合物，諸如聚碳酸酯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸酯或聚甲基丙稀酸甲酯。

背襯層一般具有0.1 mm至10 mm，較佳0.2 mm至5 mm，更佳0.3 mm至2 mm之厚度。

在本發明之一個實施例中，頻率轉換器(L2)具有至少一個抵抗氧氣及/或水之障壁層，如WO 2012/152812中所揭示。用於障壁層之適合障壁材料之實例為例如玻璃、石英、金屬氧化物、SiO₂ 、由M₂ O₃ 及SiO₂ 層之交替層構成之多層系統、氮化鈦、SiO₂ /金屬氧化物多層材料、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯(PVDC)、液晶聚合物(LCP)、聚苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚丁酸乙烯酯(PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚醯胺、聚甲醛、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、環氧樹脂、衍生自乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)之聚合物及衍生自乙烯-乙烯醇(EVOH)之聚合物。

用於障壁層之較佳材料為玻璃或由AlO₃ 與SiO₂ 層之交替層構成之多層系統。

較佳地，適合的障壁層對氧氣具有低滲透性。

更佳地，適合的障壁層對氧氣及水具有低滲透性。

頻率轉換器(L2)之製備通常為熟習此項技術者所已知。特定言之，以遠程配置存在之頻率轉換器藉由擠壓、印刷、塗佈或模製形成。

輻射源(L1)及頻率轉換器(L2)較佳配置於外殼內。外殼為部分透明的以便傳輸器發射電磁輻射。將頻率轉換器(L2)應用於外殼之透明部分之內表面。

由頻率轉換器(L2)產生之光，較佳白光為最終由傳輸器(T)發射之第二電磁輻射。因此，傳輸器(T)通常發射可見光譜範圍內之電磁輻射。

第二電磁輻射，亦即較佳白光之光通量值較佳至少在100 lm至30 000 lm範圍內。因此，在本發明之一較佳實施例中，形成光學數據通訊系統，其包含一方面用於傳輸數據且另一方面用於發射照明光之傳輸器(T)。可在通常可使用照明器、燈或任何其他照明裝置的任何地方使用該光學數據通訊系統。

另外，亦可調暗傳輸器(T)之光源，使得亦可產生不可察覺之較低光通量，使得亦可在照明裝置不用於照明時進行數據傳輸。

調變器(M) 此外，傳輸器(T)包含調變器(M)，其較佳經調適以視待傳輸之數據來調變由輻射源(L1)發射之第一電磁輻射。

調變器(M)耦接至輸入(A)。輸入(A)將待傳輸之數據傳送至調變器(M)，調變器(M)將此類數據轉換成調變信號。

舉例而言，形成輻射源(L1)之藍光LED發射藍光作為根據待傳輸之數據調變的第一電磁輻射。此類經調變之藍光藉由頻率轉換器(L2)轉換成經調變之白光，該經調變之白光形成經調變之第二電磁輻射。

對應於第一電磁輻射之調變來調變第二電磁輻射，亦即，用於數據傳輸之調變由頻率轉換器(L2)維持。

光學載波調變及解調通常經由強度調變(例如，藉由直接偵測(IM/DD))實現。將所期望的波形調變至光學載波之瞬時功率上，且偵測器產生與所接收瞬時功率成比例之電流；亦即，僅偵測到光波之強度，且不存在頻率或相位資訊(如例如在以下中所提及：H. Elgala等人，Indoor optical wireless communication: Potential and state-of-the-art, TOPICS IN OPTICAL COMMUNICATIONS, IEEE Communications Magazine 2011年10月中之文章)。

適合之調變技術例如亦描述於H. Elgala等人，Indoor optical wireless communication: Potential and state-of-the-art, TOPICS IN OPTICAL COMMUNICATIONS, IEEE Communications Magazine 2011年10月中之文章： 可藉由採用單載波(SC)脈衝式調變技術來實現高平均功率效率，其中光學脈衝之時間依賴性特徵用以傳送資訊。在若干技術中，廣泛使用兩個方案：開關鍵控(on-off keying，OOK)及脈波位置調變(pulse-position modulation，PPM)。OOK為最舊型式中的一種且就硬體實施及整合情況而言為最簡單的。其亦表現出複雜度與效能之間的良好平衡。在PPM中，每個符號時間在S型槽中之一個中傳輸光學脈衝。佔用之槽位置表示由符號傳送的位元組合。PPM相較於OOK擴展信號頻寬，但提供較高功率效率。此外，使用PPM比OOK加以更多的系統複雜度，此係由於在接收器處需要對於系統效能至關重要的槽級及符號級兩者同步。

用於光學無線(optical wireless，OW)鏈路之多副載波調變(multiple-subcarrier modulation)MSM技術通常亦係適合的。OFDM為多副載波調變(MSM)之實用實現。OFDM為平行數據傳輸方案，其中高數據速率可藉由傳輸正交副載波來實現。OFDM系統不需要複雜通道均衡器，時變通道可易於使用頻域通道概算來估計，且可基於上行鏈路/下行鏈路(uplink/downlink，UL/DL)所請求數據速率及服務品質(quality of service，QoS)應用可調適調變。此外，組合OFDM與任何多重存取方案的可能性使得室內OW應用成為極佳優選。

如上文所提及，根據本發明，較佳調變第一電磁輻射。可藉由控制輻射源來實施此調變。根據另一實施例，亦可在此輻射已由輻射源發射之後但在轉換成第二電磁輻射之前調變第一電磁輻射。在此情況下，調變器(M)配置於輻射源與頻率轉換器之間。

根據甚至另一實施例，若頻率轉換器為可受控制之主動元件，則調變器(M)可耦接至頻率轉換器。然而，亦在此情況下，在第一電磁輻射之轉換前進行調變。

根據本發明，頻率轉換器較佳經調適以使得第二電磁輻射對應於第一電磁輻射之調變來調變。特定言之，歸因於由根據本發明之傳輸器使用之頻率轉換器的較佳短衰減時間，調變保持基本上不變。

接收器(R) 光學數據通訊系統另外包含接收器，以偵測由傳輸器(T)發射之經調變之電磁輻射的至少一部分。接收器(R)可包含偵測器，例如光電偵測器(光電二極體)、相機或太陽電池，諸如電腦或智慧型電話之相機，較佳光電偵測器。光電偵測器可為一個光電偵測器(photodetector，PD)或PD之陣列。在偵測器(較佳光電偵測器)處，光學信號轉換回電流。

接收器(R)通常經定位以藉由經調變之電磁輻射來輻照。

電流信號可藉助於跨阻抗放大器(transimpedance amplifier，TIA)進行電子預放大，該跨阻抗放大器視情況存在於接收器中。跨阻抗放大器(TIA)較佳耦接至偵測器之輸出。

接收器(R)通常進一步包含數據分析器，其分別耦接至偵測器(較佳光電二極體)及視情況存在之TIA。如此項技術中已知，數據分析器經調適以自所偵測的經調變之電磁輻射提取數據。數據分析器可包含例如具有類比/數位轉換器(ADC)之數位信號處理器(DSP)以用於轉換類比電流信號至數位信號及解調資訊位元。經解調之資訊位元形成輸出(E)。在輸出(E)為數位信號的情況下，省略信號至數位信號的轉換。

另外，光學濾光片可配置於偵測器(較佳光電二極體(PD或PD之陣列))前，以選擇在光譜中的由傳輸器(T)發射之經調變之電磁輻射。另外，光學濾光片大大減少來自環境光之干擾。

為收集經調變之電磁輻射且將其集中至通常較小的偵測器上，可使用如熟習此項技術者已知之傳統光學件，如聚焦元件。在一些實施例中，聚焦元件包括透鏡。在一些實施例中，聚焦元件包括複合抛物面集光器(compound parabolic concentrator，CPC)。

然而，由於通常作為偵測器使用之光電二極體之回應時間受到接面電容及載流子躍過時間的限制，且與偵測器大小按比例變化，在本發明之一個較佳實施例中，尤其在接收器中使用至少一種式(I)或(I*)化合物之情況下，在根據本發明之接收器中使用波長移位材料與偵測器(較佳光電二極體(PD或PD之陣列))之組合系統，代替如上文所描述之實施例中提及之單獨的偵測器。波長移位材料可代替傳統光學件使用以收集經調變之電磁輻射或與傳統光學件一起收集經調變之電磁輻射。波長移位材料為摻雜有染料、較佳至少一種式(I)或(I*)化合物之光波導(通常聚合基質材料)。在波長移位材料及偵測器、較佳光電二極體之組合系統中，較佳使用至少一種式(I)或(I*)化合物作為染料。使用通訊信號(亦即經調變之電磁輻射，較佳由傳輸器(T)發射)調變之入射光由染料吸收，較佳由至少一種式(I)或(I*)化合物吸收，與光入射角無關且隨後以不同波長再發射。例如藉由光纖或薄片收集至少一部分發射光，在理想情況下所有發射光，且導引至偵測器，較佳光電二極體，更佳小面積光電二極體。

適合接收器之結構的實例例如在T. G. Tiecke等人，Optica, 第3卷, 第7期, 2016年7月, 787-792及US 2017/0346556 A中提及。在T. G. Tiecke等人中，偵測器含有球形集束之特殊螢光光纖。在高爾夫球與網球之大小之間的集束能夠吸收來自任一方向之(藍色雷射)光且將其作為綠光重新發射。將綠光彙集至將光轉換回至數據之小接收器。

適合的接收器之其他實例在US 2017/075191 A1；Collins等人，Optics Letters, 第39卷, 第7期, 2014年4月1日, 1756-1759；Mulyawan等人，IEEE Photonics Technology Letters, 第29卷, 第3期, 2017年2月1日及Manousiadis等人，Optica, 第3卷, 第7期, 2016年7月, 702-706中給出。

較佳地，根據本發明之接收器包含有包含至少一種式(I)或(I*)化合物之材料(波長移位材料)。式(I)或(I*)化合物較佳地吸收由傳輸器(T)發射之經調變之電磁輻射，亦即，具有在第一波長帶中之波長的光子，且發射具有在第二波長帶中之波長的一或多個光子。

波長移位材料較佳為包括至少一種式(I)或(I*)化合物作為染料之固體，較佳存在於聚合基質中。通常，染料，尤其至少一種式(I)或(I*)化合物以分子形式溶解於聚合基質中。適合之聚合基質材料在上文提及。其他適合之聚合基質材料亦為UV可固化或熱可固化光阻，如環氧樹脂、丙烯酸酯或聚矽氧。

具有波長移位材料之聚合基質材料中之染料(較佳式(I)或(I*)化合物)之濃度視接收器之厚度及聚合物之類型設定。若使用薄聚合物層，則染料、較佳式(I)或(I*)化合物之濃度一般高於在厚聚合物層之情況下之濃度。

通常，染料、較佳式(I)或(I*)化合物之濃度以所用基質聚合物之量計通常在0.0001至5重量%、較佳0.001至0.5重量%範圍內。

染料可以粒子形式施用，該等粒子通常以分子形式溶解於聚合基質中。在另一實施例中，將染料溶解於容器(例如玻璃)中所含之液體中，其包括至少一種呈溶解形式之式(I)或(I*)化合物(波長移位粒子)。

波長移位材料可以可彎曲及/或可撓性之薄片形式存在，或可由一或多個光纖構成。

接收器較佳另外包含聚焦及/或另外導引波長在第二波長帶中之光子至偵測器的聚焦元件。在一些實施例中，聚焦元件包括透鏡。在一些實施例中，聚焦元件包括複合抛物面集光器(CPC)。在一些實施例中，聚焦元件包括另一波長移位材料，其經組態以吸收波長在第二波長帶中之光子且發射在第三波長帶中之光子。在此等實施例中，偵測器經組態以偵測波長在第三波長帶中之光子。在最後提及之實施例中，波長移位材料可經組態以吸收及發射波長在多個不同(非重疊)波長帶中之光子。舉例而言，波長移位材料可包括一或多種類型之染料。染料可包括至少一種式(I)或(I*)化合物或熟習此項技術者已知之不同染料。

偵測器之輸出較佳耦接至將由偵測器產生之電流信號轉換成電壓之跨阻抗放大器(TIA) (如上文所提及)。

自此點開始，接收器類似如上文所提及之標準接收器拓樸。

根據本發明之光學數據通訊系統之組件中之一或多者的表面，尤其接收器之組件中之一或多者的表面及/或傳輸器之一或多個組件的表面可經塗佈及/或結構化。適合之結構及塗層為熟習此項技術者所已知。

接收器之一或多個組件可例如塗佈有抗反射塗層及/或用於改良如下特性的塗層：脫模、耐熱性、耐化學性、耐腐蝕性、低摩擦效能及耐候性，例如，包含SiO₂ 及/或含氟聚合物之塗層(含氟塗層)。

特別地，光學數據通訊系統中(尤其在接收器中)之光纖在一個較佳實施例中由包層塗覆。包層為圍繞光纖芯之層(「塗層」)，其厚度通常為光纖半徑之1%至10%。其折射率n_clad 低於n_core 。用於光纖、尤其塑膠光纖之包層之典型材料為PMMA或氟化聚合物(FP) (含氟聚合物)。適合之含氟聚合物為熟習此項技術者所已知。光纖可具有一個包層或多個包層，其各自具有比下面的包層低的折射率。包層提供具有減小之折射率的介面，從而允許重複TIR (全內反射)，其用於限制及傳播在光纖內之光。具有僅一個包層之光纖稱為單包層光纖，而具有額外包層之光纖稱為多包層光纖。

輸入(A)及輸出(E) 輸入(A)及輸出(E)通常為待傳送之呈電數位或類比信號之形式的資訊。通常，待傳送的資訊呈數位資訊位元的形式。

光學路徑(C) 光學路徑(C)一般而言可為適合於熟習此項技術者已知之光學通訊的任何光學路徑。較佳地，光學路徑(C)為自由空間，亦即光學無線通道。

光學路徑在室內及/或在室外環境中。較佳地，光學路徑在室內環境中。

室外光學無線通訊可分成超遠程自由空間鏈路、中/遠程鏈路及短程鏈路。超遠程自由空間鏈路例如用於網路連接衛星之星座。中/遠程鏈路例如用於建置網路或行動回程。短程鏈路用於例如汽車與汽車的通訊。

室內光學無線通訊可分成短程鏈路及超短程鏈路。短程鏈路為例如光學WLAN、飛行通訊、汽車與基礎設施通訊、室內定位及無線自動化。室內光學無線通訊應用於例如家庭、辦公室及倉庫中，自電視控制至諸如行動電話、數位相機、個人數位助理及膝上型電腦等攜帶型電子裝置上之IrDA (Infrared Data Association，紅外線數據協會)端口。超短範圍鏈路為例如晶片間互連及體內網路。

更佳地，光學路徑為室內環境中之自由空間。

其他視情況選用之組件 另外，根據本發明之光學數據通訊系統可進一步包含光學系統以便進一步塑造由傳輸器(T)發射之經調變之電磁輻射。舉例而言，可採用光學放大器透鏡、準直器及/或擴散器以集中或拓寬經調變之電磁輻射。

實例 以下圖式及實例用以說明本發明且不應解釋為限制性的。

比較實例1C 4,4'-雙[(N-咔唑)苯乙烯基]聯苯(BSB-Cz) (Zhang等人. Optical Materials 32 (2009)94-98) 實例1.1 在140℃下將9.53 g (57 mmol)咔唑、21.31 g (114 mmol) 4-溴苯甲醛、11.89 g K₂ CO₃ (86 mmol)、1.80 g (9.4 mmol) CuI於60 ml DMF中之混合物反應19小時。將反應混合物冷卻至室溫，過濾，用DMF洗滌且用冰稀釋濾液。過濾殘餘物且用水及乙醇洗滌。獲得11.36 g (74%)米色固體。

實例1.2： 在室溫下將0.9 g (3.3 mmol)之上文所提及之實例1.1化合物之混合物與0.65 g (1.4 mmol) 4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例1.3)、0.41 g KOtBu (3.5 mmol)及40 ml THF反應四小時。 反應混合物用乙醇稀釋，過濾且殘餘物用乙醇及戊烷洗滌且在減壓下乾燥。自1,2-二氯苯再結晶0.95 g淡黃色殘餘物。獲得0.77 g (79%)淡黃色固體。

實例1.3： 米開勒斯阿爾布佐夫反應(Michaelis Arbuzov Reaction) 在159℃下將5.8 g (199.71 mmol) 4,4`-雙氯甲基聯苯與105 g (600.00 mmol)三乙基亞磷酸酯反應4小時。蒸餾出過量三乙基亞磷酸酯。用甲苯稀釋殘餘物。過濾沈澱產物，用甲苯洗滌且在減壓下乾燥。獲得53.2 g (59%)白色固體。

熔點：111℃

實例2 實例2.1： 根據US 3957846，自對應苯甲基氯化物進行合成。根據米開勒斯阿爾布佐夫反應之後續實例或上文所提及之(1.3)米開勒斯阿爾布佐夫反應，亦可自對應溴化物進行合成。

實例2.2： 在室溫下將3.00 g (11.06 mmol) 4-(9H-咔唑-9-基)苯甲醛(實例1.1)之混合物與2.69 g (10.53 mmol) (4-氰基苯甲基)-膦酸-二乙酯、1.33 g (11.6 mmol) KOtBu及100 mL THF反應4小時。

自反應混合物移除溶劑。用水及乙酸乙酯處理殘餘物。過濾水性層中之不可溶殘餘物，用水洗滌且在減壓下乾燥。獲得1.41 g(36%)黃色固體。

自來自萃取之有機相移除溶劑。將殘餘物與MTBE (甲基-第三丁基醚)混合，過濾且用MTBE及正戊烷洗滌。在減壓下乾燥殘餘物。獲得1.12 g (29%)黃色固體。

實例2.3： 將1.08 g (2.9 mmol)實例2.2之對應腈之混合物溶解於15 ml甲苯中且冷卻至0℃。在10分鐘內添加0.54 g 1M二異丁基氫化鋁於甲苯(3.8 ml，3.8 mmol)中之溶液。在此溫度下攪拌混合物1小時。添加4.5 ml 3 M鹽酸且添加2.0 ml 1 M鹽酸。將反應混合物升溫至室溫。藉由過濾分離所沈澱之產物，用乙酸乙酯洗滌且乾燥。分離出0.65 g (60%)橙色化合物。

TLC (環己烷:乙酸乙酯3:1):R_f =0.53

實例2.4： 在無再結晶之情況下根據實例1.2進行實例2.3中所提及之化合物與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例1.3)的維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

獲得0.77 g (71%)黃色固體。

TLC (環己烷:乙酸乙酯3:1):R_f =0

實例3 根據實例1使用對應的二己基咔唑作為起始物質進行合成。對應的4,7-二己基咔唑係根據X.Y. Wang Chemistry A European Journal 2015, 21,24, 8867-8873製得。

實例3.1： 類似於實例1.1進行3,6-二己基-9H-咔唑與4-溴苯甲醛之反應。反應時間在140℃下為23小時且在150℃下為22小時。

將反應混合物冷卻至室溫且用MTBE及水萃取。用MgSO₄ 乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。獲得6.41 g (49%)黃色結晶固體。

TLC (環己烷:丙酮10:1):R_f =0.62

實例3.2： 根據實例1.2進行實例3.1中所提及之化合物與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例1.3)的維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

移除反應混合物之溶劑。殘餘物用水及二氯甲烷萃取。用MgSO₄ 乾燥有機層且移除溶劑。將殘餘物溶解於正戊烷中。添加丙酮。濾出所沈澱之產物，用丙酮洗滌且在減壓下乾燥。獲得0.86 g (86%)黃色固體。

TLC (環己烷:丙酮10:1):R_f =1

實例4 根據實例2使用對應的二己基咔唑作為起始物質進行合成。

實例4.1： 類似於實例2.2進行4-(3,6-二己基咔唑)-9-基)苯甲醛(實例3.1)與4,4-雙(二乙基膦基甲基)-聯苯(實例2.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

用水及二氯甲烷處理反應混合物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。獲得3.75 g (91,8)綠黃色結晶固體。

TLC (環己烷:丙酮10:1):R_f =0.49

實例4.2： 類似於實例2.3進行上文提及之腈(實例4.1)之反應。

反應混合物用水及MTBE處理。乾燥有機層且移除溶劑。獲得1.85 g (87%)之橙黃色結晶固體。

TLC (二氯甲烷:環己烷3:1):R_f =0.6

實例4.3： 根據實例1.2進行上文所提及之化合物(實例4.2)與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例1.3)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

用乙醇稀釋反應混合物。濾出固體，用乙醇洗滌且乾燥。獲得0.92 g (86%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0

實例5 實例5.1： 類似於實例2.2進行4-二乙基胺基-苯甲醛與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例2.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。 自反應混合物移除溶劑。用鹽酸溶液及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。獲得5.66 g (100%)金黃色固體。

實例5.2： 類似於實例2.3進行上文提及之腈(實例5.1)之反應。

用乙酸乙酯及水處理反應混合物。乾燥有機層且移除溶劑。獲得1.97 g (62%)橙色固體。 TLC (環己烷:乙酸乙酯2:1):R_f =0.59

實例5.3： 根據實例1.2進行以上提及之化合物(實例5.2)與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例1.3)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

用乙醇稀釋反應混合物。濾出固體且用乙醇及正戊烷洗滌。殘餘物用NMP再結晶且殘餘物用甲醇及正戊烷洗滌且乾燥。獲得0.37 g (51%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0

實例6 實例6.1： 類似於實例2.2進行4-[(E)-2[4-(二乙基胺基)苯基]乙烯基]-苯甲醛與二乙基苯甲基膦酸酯之反應。

自反應混合物移除溶劑。用鹽酸溶液及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。獲得0.13 g (15%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.66

實例7 實例7.1： 類似於實例1.2進行4-二乙基胺基-苯甲醛與對-二甲苯二膦酸四乙酯之反應。

自反應混合物移除溶劑。用水及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。用正戊烷處理殘餘物且獲得1.32 g (81%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.5

實例8 實例8.1： 類似於實例1.3進行2,7-雙(溴甲基)-9,9-二己基-9H-茀與三乙基亞磷酸酯之反應。

蒸餾出過量三乙基亞磷酸酯。藉由液相層析用乙酸乙酯/甲醇純化殘餘物。獲得0.93 g (79%)無色油狀物。

TLC (乙酸乙酯:甲醇20:1):R_f =0.38

實例8.2： 根據實例1.2進行上文所提及之化合物(實例8.1)與4-[(E)-2-[4-(3,6-二己基咔唑-9-基)苯基]乙烯基]苯甲醛(實例4.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

自反應混合物移除溶劑。用水及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷及二氯甲烷純化所獲得之固體。獲得0.29 g (22%)綠黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =1

實例9 實例9.1： 根據實例2.2進行4-[(E)-2-[4-(3,6-二己基咔唑-9-基)苯基]乙烯基]苯甲醛(實例4.1)與4,4-雙(二乙基膦醯甲基)-聯苯(實例2.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

用水及二氯甲烷處理反應混合物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。獲得0.12 g (18.2%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3)R_f =0.76

實例9.2： 類似於實例2.3進行上文提及之腈(實例9.1)之反應。

用水及MTBE處理反應混合物。乾燥有機層且移除溶劑。獲得96 mg (98%)橙黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.68

實例9.4： 根據實例1.2進行上文提及之化合物(實例9.2)與2,7-雙(二乙氧基磷醯甲基)9,9-二己基-茀(實例8.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

用水及二氯甲烷處理反應混合物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物。用正戊烷處理所得固體。獲得112 mg (47%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =1

實例10 實例10.1： 在室溫下將15 mg (0.112 mmol)對苯二甲醛之混合物與150 mg (0.224 mmol) 2,7-雙(二乙氧基磷醯基-甲基)-9,9-二己基茀(實例8.1)、27 mg (0.236 mmol) KOtBu及10 mL THF反應4小時。

移除來自反應物之溶劑。用水及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。在藉由液相層析用二氯甲烷/甲醇進一步純化之後，獲得30 mg (13%)黃色固體。

TLC (乙酸乙酯:甲醇10:1):R_f =0.6與1.0之間

實例10.2： 根據實例1.2進行上文所提及之化合物(實例10.1)與4-[(E)-2-[4-(3,6-二己基咔唑-9-基)苯基]乙烯基]苯甲醛(實例4.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

移除來自反應物之溶劑。用水及二氯甲烷處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。在藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷進一步純化之後，用甲醇處理殘餘物。獲得11 mg綠色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:1):R_f =1

實例11 實例11.1： 在室溫下將0.5 g (3.7 mmol)對苯二甲醛之混合物與1.98 g (7.75 mmol) 4-氰基苯甲基)-膦酸(phosphonsäure)-二乙酯(實例2.1)、0.89 g (7.75 mmol) KOtBu及40 mL THF反應一小時。

自反應混合物移除溶劑。用二氯甲烷及水處理殘餘物。濾出不可溶固體。乾燥有機層且移除溶劑。兩種固體用DMF再結晶。獲得0.64 g (52%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.35

實例12 實例12.1： 在室溫下將0.5 g (2.79 mmol) 4-二乙基胺基-苯甲醛及0.37 g (2.79 mmol) 4-甲醯基苯甲腈之混合物與1.14 g (2.93 mmol)對-二甲苯二膦酸四乙酯、0.67 g (5.87 mmol) KOtBu及40 mL THF反應四小時。

自反應混合物移除溶劑。用二氯甲烷及水處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。藉由液相層析用環己烷及二氯甲烷純化殘餘物。獲得0.22 g (21%)橙色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.45

實例13 實例13.1： 在室溫下將2.00 g (14.76 mmol)對苯二甲醛之混合物與3.78 g (14.76 mmol) 4-氰基苯甲基)-膦酸-二乙酯(實例2.1)、1.86 g (16.24 mmol) KOtBu及50 mL THF反應3小時。

自反應混合物移除溶劑。用二氯甲烷及水處理殘餘物。乾燥有機層且移除溶劑。在藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷進一步純化之後，獲得1.59 g (44%)黃色固體。

TLC (環己烷:二氯甲烷1:3):R_f =0.41

實例13.2： 根據實例1.2進行上文提及之化合物(實例13.1)與2,7-雙(二乙氧基磷醯基-甲基)-9,9-二己基茀(實例8.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

自反應混合物移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物且用甲醇洗滌。獲得0.44 g (74%)黃色固體。 TLC (環己烷:乙酸乙酯:甲醇10:10:1):R_f =0.93

實例14 實例14.1： 根據實例1.2進行反式-4-芪甲醛與2,7-雙(二乙氧基磷醯基-甲基)-9,9-二己基茀(實例8.1)之維蒂希-霍納爾-沃茲沃茨-埃蒙斯反應。

自反應混合物移除溶劑。藉由液相層析用環己烷/二氯甲烷純化殘餘物且用甲醇洗滌。獲得0.5 g (90%)黃色固體。

TLC (環己烷:乙酸乙酯:甲醇10:10:1):R_f =0.96

製備實例1至14之螢光染料(磷光體)之特性 生產用於測試材料的膜： 根據實例合成之螢光染料在溶液中及在薄膜中均表徵。對於膜，其如下文中所述併入由聚合物構成之基質中。所使用之聚合物為PMMA (來自Evonik之Plexiglas^® 6N)、聚苯乙烯(PS) (來自BASF之PS168 N)、環烯烴聚合物(來自Zeon之Zeonex^® )及PC (聚碳酸酯) (來自Covestro之Macrolon^® 2808)。

在各情況下以所使用之聚合物的量計，將約2.5 g聚合物及0.01重量%至1重量%之染料溶解於約5 mL二氯甲烷中，且將0.5重量%之TiO₂ (Kronos 2220)分散於其中。使用施料器構架將所獲得之溶液/分散液塗佈至玻璃表面上(濕膜厚度15至30 µm)。在溶劑乾燥之後，在50℃下在真空中將膜乾燥4小時。

量子產率之量測 用Hamamatsu Quantaurus量測分析樣品之螢光量子產率(QY)。此係藉由在積分球(午布力西球(Ulbricht sphere))中用370 nm之光照射各樣品來進行。藉由與不具有樣品的午布力西球中之參考量測值進行比較，藉助於CCD光譜儀測定激發光的未吸收部分及樣品發射的螢光。未吸收激發光之光譜強度與所發射螢光之光譜強度之積分分別給出吸收程度及螢光強度，且因此可計算各樣品之螢光量子產率。

測定激發態壽命τ_v 及發射壽命τ₀ 藉由用在10 MHz下操作之激發波長為370 nm之脈衝式二極體雷射(Picoquant)激發薄膜且用時間相關的單光子計數(TCSPC)偵測發射來量測所製備薄膜之激發態壽命(τ_v )。使用衰減曲線之單指數或雙指數擬合確定激發態壽命(τ_v )。

對於雙指數擬合，根據以下方程式計算平均壽命。

發射壽命τ₀ 係藉由τ₀ =τ_v /QY計算。

下表概述結果。在發射最大值下測定衰減速率。一些材料係在不同基質中量測，且一些樣品亦在不將TiO₂ 添加至膜中之情況下量測以觀察散射體之影響。 ¹⁾ 螢光量子產率²⁾ 激發態壽命^{3 )} 發射壽命⁴⁾ 染料之發射最大值⁵⁾ PS w/o TiO₂ ：無TiO₂ 之聚苯乙烯⁶⁾ DCM：二氯甲烷

由於TCSPC不能夠準確地量測大約或低於1 ns之衰減時間，因此將活動相機用於低於1 ns之更精確時差式量測。使用具有Acton SpectraPro SP2300光譜儀之Hamamatsu通用活動相機(Hamamatsu Universal Streak Camera) C10910。自Coherent Chameleon Ti:藍寶石振盪器之輸出的二階諧波產生400 nm下之激發脈衝，且在sychroscan模式下操作活動相機。 ¹⁾ 螢光量子產率²⁾ 激發態壽命³⁾ 發射壽命⁴⁾ 染料之發射最大值⁵⁾ PS w/o TiO₂ ：無TiO₂ 之聚苯乙烯⁶⁾ DCM：二氯甲烷

A‧‧‧輸入 B‧‧‧傳輸器 C‧‧‧光學路徑 D‧‧‧接收器 E‧‧‧輸出

圖1展示光學數據通訊系統之一般實例。

A‧‧‧輸入

B‧‧‧傳輸器

C‧‧‧光學路徑

D‧‧‧接收器

E‧‧‧輸出

Claims (8)

1. 一種光學數據通訊系統，其包含至少一種傳輸器，其包含具有數位/類比轉換器之數位信號處理器，其用於調變數位資訊位元(輸入)並將其轉換為類比電流信號，及光源，其中在輸入已為類比信號之情況下，省略信號至類比信號之轉換，且其中該光源為磷光體轉換之LED，其中基於色彩轉換器及LED產生光，及至少一種接收器；其中該色彩轉換器為至少一種式(Ia)化合物

   

   其中n1及n2為2， R²及R³各自獨立地為氫、

   

   、CF₃或CN， 其中R⁸¹、R⁸²、R⁸³、R⁸⁴、R⁸⁵、R⁸⁶、R⁸⁷、R⁸⁸各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷基、未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷氧基或未經取代或經取代之C₆-C₃₀芳基， A₂為

   

   ， p為1，R⁵及R^5'為未經取代或經取代之C₁-C₈烷基；其中虛線為鍵結位點。
2. 一種光學數據通訊系統，其包含至少一種傳輸器，及至少一種接收器，其包含波長移位材料及偵測器之組合系統，其中該波長移位材料包含至少一種如請求項1所定義之化合物。
3. 如請求項1或2之光學數據通訊系統，其為自由空間光學數據通訊系統。
4. 一種用於光學數據通訊系統之接收器，其包含波長移位材料及偵測器之組合系統，其中該波長移位材料包含至少一種如請求項1所定義之化合物。
5. 一種用於光學數據通訊系統之傳輸器，其包含具有數位/類比轉換器之數位信號處理器，其用於調變數位資訊位元(輸入)並將其轉換為類比電流信號，及光源，其中在輸入已為類比信號之情況下，省略信號至類比信號之轉換，且其中該光源為磷光體轉換之LED，其中基於色彩轉換器及LED產生光，其中該色彩轉換器為至少一種如請求項1所定義之化合物。
6. 一種如請求項1所定義之化合物在光學數據通訊系統中之用途，該系 統包含：至少一種傳輸器，其包含具有數位/類比轉換器之數位信號處理器，其用於調變數位資訊位元(輸入)並將其轉換為類比電流信號，及光源，其中在輸入已為類比信號之情況下，省略信號至類比信號之轉換，且其中該光源為磷光體轉換之LED，其中基於色彩轉換器及LED產生光，及至少一種接收器，其包含波長移位材料及偵測器之組合系統；其中在該傳輸器中之該色彩轉換器為至少一種如請求項1所定義之化合物，及/或其中在該接收器中之該波長移位材料包含至少一種如請求項1所定義之化合物。
7. 一種式(Ia)化合物，

   

   其中n1及n2為2， R²及R³各自獨立地為氫、

   

   、CF₃或CN， 其中R⁸¹、R⁸²、R⁸³、R⁸⁴、R⁸⁵、R⁸⁶、R⁸⁷、R⁸⁸各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷基、未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷氧基或未經取代或經取代之C₆-C₃₀芳基， A₂為

   

   ， p為1，R⁵及R^5'為未經取代或經取代之C₁-C₈烷基；其中虛線為鍵結位點。
8. 一種用於製備如請求項7之化合物之方法，其包含以下步驟：(i)將式(II*)之基團

   

   與式(III*)之基團及式(IV*)之基團偶合

   

   

   其中X及X'各自獨立地為膦酸酯基團(V)

   

   ，其中R^a及R^b各自獨立地為未經取代或經取代之C₁- C₂₀烷基，n1及n2為2， R¹¹及R¹²為H， R²及R³各自獨立地為氫、

   

   、CF₃或CN， 其中R⁸¹、R⁸²、R⁸³、R⁸⁴、R⁸⁵、R⁸⁶、R⁸⁷、R⁸⁸各自獨立地為氫或未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷基、未經取代或經取代之C₁-C₂₀烷氧基或未經取代或經取代之C₆-C₃₀芳基， A₂為

   

   ， p為1，o為0，R⁶及R^6'為H，R⁵及R^5'為未經取代或經取代之C₁-C₈烷基，其中虛線為鍵結位點。