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用于矫正色盲的光学元件
发明背景
技术领域
一些实施方式涉及用于增强患有在各颜色之间视觉不敏感的人的辨色能力(例如矫正色盲)的光学元件，其可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。
相关技术描述
通常色盲被认为是对他人能够辨别的一些颜色之间差异的察觉能力下降。存在多种色盲类型。与正常个体相比，红色弱视个体对红光更不敏感，因此会受到光谱的红端变暗的影响。绿色弱视个体具有突变形式的绿色色素，其向光谱的红端移动，导致对光谱绿色区域的敏感性降低。与红色弱视相似，绿色弱视在辨别光谱的红、橙、黄、绿区域的色调的微小差异时表现不良。这种红绿色盲是这种症状的最常见形式，其导致这些色调中的许多种向有色光谱的红端移动。其他色盲个体是蓝色弱视，并且具有突变形式的蓝色色素，这导致向光谱的绿色区域移动。
已提出若干种矫正人类色盲的方法。下面所讨论的每一篇参考文献的内容均以其整体通过引用方式并入本文中。一般来讲，矫正视觉辨色能力缺乏的选项包括使用同时使用的镜片之间的光谱透射、差别着色和滤色。其他专利公开将颜色与其他视觉指示标记(如交叉影线)相关联，作为矫正视觉颜色缺陷的一种方式。
发明内容
本文中所公开的装置可用于改善人辨别颜色(辨色)的能力。对于色觉正常的个体和辨色能力受损的个体而言，这些装置均可为有益的。本发明的实施方式涉及一种用于增强患有在各颜色之间视觉不敏感的人的辨色 能力(例如矫正色盲)的光学元件，其增强一种或多种所需发射带宽的透射，该发射带宽与个人视为难以辨识或辨别的颜色对应。所述带宽可处于可见光波长的红、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需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，患有色盲的人也许能感知第一颜色，但会将第二颜色与第一颜色混淆。在一个实施方式中，光学元件可增强两种颜色之间的对比度或强度，这增大了它们相互之间的区别。
一个实施方式提供一种改善颜色识别力(例如矫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)的光学元件。在一个实施方式中，光学元件包含基本上透明的基体材料和分散于所述基本上透明的基体材料内的发光化合物。
在一些实施方式中，发光化合物由通式(1)表示：

其中R¹和R²选自任选取代的二苯胺、任选取代的苯基萘胺、任选取代的咔唑基和任选取代的苯基烷基胺，
其中R³为C₁-C₆烷基，
其中R⁴选自C₁-C₆烷基、醚或聚醚。
在一个实施方式中，发光化合物具有与第一可见颜色波长基本上重叠的发射波长。在一个实施方式中，发光化合物具有与第二可见颜色波长基本上重叠的吸收波长。在一个实施方式中，发光化合物以一定的量存在，所述量被选择为在光学元件中提供在第一可见波长处大于100％的透射率。
一些实施方式包括一种用于改善颜色识别力(例如矫正受损的辨色能力)的装置，其包括：包含分散于基体材料中的发光化合物的光学元件；其中光学元件足够透明以使得人能够看穿光学元件；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实质上对 发射波长比对吸收波长更敏感；并且其中装置被配置成使得人(例如辨色能力受损的人)能够通过透过光学元件观察包含颜色的图像或物体来更好地辨别所述颜色。
一些实施方式包括一种用于改善辨色能力的装置，其包括：包含分散于基体材料中的发光化合物(例如式1化合物)的光学元件；其中光学元件足够透明以使得人能够看穿所述光学元件；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实质上对发射波长比对吸收波长更敏感；并且其中装置被配置成使得人(例如具有正常色觉的人)能够通过透过所述光学元件观察包含颜色的图像或物体来更好地辨别所述颜色。
一些实施方式包括一种用于改善颜色识别力或矫正受损的辨色能力(例如红-绿颜色缺陷)的装置，其包括：包含在基本上透明的基体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范围内吸收光，并在接近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。
一些实施方式包括一种用于改善颜色识别力或矫正受损的辨色能力(例如红-绿颜色缺陷)的装置，其包括：包含分散于基体材料中的发光化合物的光学元件；光学元件被配置成吸收和发射可见光，使得当透过光学元件来观察物体或图像时，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，以辅助辨别颜色；并且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个颜色坐标单位。
一些实施方式包括一种用于改善颜色识别力或矫正受损的辨色能力的装置，其包括：包含分散于基体材料中的发光化合物的光学元件；其中光学元件足够透明以使得人能够看穿所述光学元件；其中光学元件被配置成吸收较短波长的光并发射较长波长的光，使得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个颜色坐标单位；并且其中装置被配置成使得辨色能力受损 的人能够通过透过光学元件观察包含颜色的图像或物体来更好地辨别所述颜色。
一些实施方式包括一种用于改善辨色的能力的装置，其包括：包含分散于基体材料中的发光化合物的光学元件；光学元件被配置成吸收和发射可见光，使得当透过光学元件来观察物体或图像时，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，以辅助辨别颜色；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个颜色坐标单位。
一些实施方式包括一种制备用于改善辨色能力的装置的方法，其包括：选择在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来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；其中发光化合物被选择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个颜色坐标单位。
一些实施方式包括一种通过所述方法制备的用于改善辨色能力的装置。
一些实施方式包括一种用于矫正与颜色识别力相关的视觉缺陷的装置，其包括包含组合物的光学元件，该组合物包含聚合物(例如包含聚乙烯醇或其衍生物的聚合物)和罗丹明或罗丹明衍生物。
一些实施方式包括制备用于矫正受损的辨色能力的装置的方法，其包括：选择在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；其中发光化合物被选择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个颜色坐标单位。
一些实施方式包括一种通过所述方法制备的用于改善辨色能力的装置。
一些实施方式包括一种目镜，其包括：包含在基本上透明的基体中的发光化合物的光学元件；其中装置被配置成使得光学元件修改用户透过光学元件所观察到的物体或图像的颜色，从而使得用户可更好地辨别颜色。
一些实施方式包括一种电子装置，其包括：电子显示器；包含在基本上透明的基体中的发光化合物的光学元件；与光学元件和电子显示器耦接 的触摸屏组件；其中触摸屏组件包括：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；其中装置被配置成使得用户接触触摸屏可导致第一导电层接触第二导电层，使得电流流过第一导电层和第二导电层之间；其中装置被配置成使得由显示器发射的光的至少一部分穿过触摸屏组件并穿过光学元件；其中光学元件修改由显示器发射的穿过光学元件的光的颜色。
一些实施方式包括一种装置，其包括：包含涂层的光学元件，其中涂层包含在基本上透明的基体中的发光化合物，其中装置被配置成使得光学元件修改用户透过光学元件所观察到的物体或图像的颜色，使得用户可更好地辨别颜色。
一些实施方式包括一种用于改善颜色识别力的装置，其包括：包含在基本上透明的基体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。
一些实施方式包括一种组合物，其包含聚合物和罗丹明或罗丹明衍生物，其中聚合物包含聚乙烯醇或聚乙烯醇的包含C_1-6酯或C_1-6缩醛侧基的衍生物。
一些实施方式包括一种矫正受损的辨色能力的方法，其包括：放置本文中所描述的装置或光学元件，使得辨色能力受损的个体可透过光学元件观察图像或物体，从而辨别颜色。
一些实施方式包括一种改善辨色能力的方法，其包括放置本文中所描述的装置或光学元件，使得具有正常色觉的个体可透过光学元件观察图像或物体。
一般来讲，本文中所描述的方法和装置可用于改善辨色能力受损的个体和/或色觉正常的个体的辨色能力。
下文对这些实施方式和其他实施方式进行更详细地描述。
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是包括触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图3是包括触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图4是包括触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图5是包括触摸屏组件的装置的一些实施方式的示意图。
图6示出了本文中所描述的光学元件的一个实施方式的光透射谱。
具体实施方式
光学元件的各实施方式可矫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与第一可见颜色波长对应的发射带宽中的透射来矫正视觉不敏感。第一可见颜色波长可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红色带宽中的波长。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或者约550nm至约700的范围内。在一些实施方式中，发光化合物可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，第二可见颜色波长包括在绿色带宽中的波长。例如，对于患有红绿颜色缺陷的个体而言，会是有益的是提高对红光波长的光的感知，同时任选地降低对绿光波长的光的感知。在一个实施方式中，第二可见颜色波长在约450nm至约600nm、约500nm至约580nm或者约520nm至约550nm的范围内。
存在于形成光学元件的基本上透明的基体材料中的发光化合物的量可改变。只要化合物在光学元件中增加第一可见颜色波长的发射、增加第二可见颜色波长的发射、进一步使第一颜色波长的峰发射波长与第二颜色波长分离、或同时增加和分离峰发射波长，使得第一可见颜色波长更容易被色盲个体识别，则任意量的发光化合物都是合适的。在一个实施方式中，发光化合物以一定的量存在，所述量被选择为在光学元件中提供在第一可 见波长处大于90％的透射率。这是令人意外的，特别是当光学元件还包含光吸收染料时。
在这种情况下，光吸收染料的吸收带可与发光化合物的发射带重叠，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，发光化合物可具有与第一可见颜色波长基本上重叠的发射波长和与第二可见颜色波长基本上重叠的吸收波长。
术语苯并咪唑-2-基是指环体系：
其中R^A选自H、C₁-C₃烷基、任选取代的芳基，包括但不限于苯基和萘基。
术语1-(苯基甲基)苯并咪唑-2-基是指环体系：

1-(苯基甲基)苯并咪唑-2-基。
术语1-苯基苯并咪唑-2-基是指环体系：

1-苯基苯并咪唑-2-基。
术语苯并噁唑-2-基是指环体系：

术语苯并噻唑-2-基是指环体系：

术语“咔唑基”是指环体系：
其包括但不限于和其中R^B可独立地选自H、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的C₁-C₆烷基C₆-C₁₀芳基、任选取代的C₆-C₁₀芳基C₁-C₆烷基、任选取代的C₆-C₁₀芳基和C_1-3全氟烷基。
术语“异丙基”是指结构：

术语“异丁基”是指结构：

术语“苯基咔唑基”是指环体系：
和/或其中R^C可独立地选自H、任选取代的C₁-C₆烷基、任选取代的C₁-C₆烷基C₆-C₁₀芳基、任选取代的C₆-C₁₀芳基和C_1-3全氟烷基。
术语“二苯胺”是指环体系：

术语“苯基萘胺”是指环体系：

术语“苯基萘胺”是指环体系：
其中R^D可独立地选自H、任选取代的C₁-C₆烷基和C_1-6全氟烷基。在一些实施方式中，R^D可为异丙基和异丁基。
术语1,3间亚苯基是指环体系：

术语1,4间亚苯基是指环体系：

在一个实施方式中，发光化合物以使得第一峰发射波长相对于第二峰发射波长移动且进一步分离至少约1nm、2nm、5nm或8nm的量存在。在一个实施方式中，发光化合物以既提高强度又使得第一峰发射波长相对于第二峰发射波长移动且进一步分离至少1nm、2nm、5nm或8nm的量存在。
基于组合物的重量，发光化合物可以约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％或者约10重量％范围内的量，或以这些值中任意值所限定的范围内的任意量，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体材料中。
在光学元件中所使用的发光染料可改变。合适的发光化合物的例子包括2013年1月5日提交的美国临时申请61/749,225中所述的那些，该临时申请全文以引用的方式并入。在一个实施方式中，提供了一种用于矫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的由所述发光化合物构成的光学元件，其包含：基本上透明的基体材料；和分散于基本上透明的基体材料内的发光化合物，其中发光化合物具有与第一可见颜色波长基本上重叠的吸收波长，以及与第二可见颜色波长基本上重叠的发射波长，其中第一可见颜色波长为绿光波长且所述第二可见颜色波长为红光波长，其中发光化合物由通式(1)表示：

其中R¹和R²可选自任选取代的二苯胺、任选取代的苯基萘胺、任选取代的咔唑基和任选取代的苯基烷基胺，
其中R³可为C₁-C₆烷基，并且
其中R⁴可选自C₁-C₆烷基、醚或聚醚。
在一些实施方式中，R¹和R²选自
和的基团。
在一些实施方式中，R^B可选自C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷基C₆-C₁₀芳基和任选取代的C₆-C₁₀芳基。在一些实施方式中，R^B为任选取代的苯基。在一些实施方式中，R^D可独立地选自H、任选取代的C₁-C₁₀烷基和C_1-3全氟烷基。在一些实施方式中，R^D选自C₁-C₆烷基。在一些实施例中，R^D选自任选取代的异丙基和异丁基。
在一些实施方式中，R³可为任选取代的C₁-C₆烷基。在一些实施例中，R³可选自任选取代的异丙基和异丁基。
在一些实施方式中，R⁴可选自任选取代的C₁-C₆烷基、醚和聚醚。在一些实施方式中，醚可为R⁵-O-R⁶，其中R⁵和R⁶可独立地选自C₁-C₆烷基。在一些实施方式中，R⁴可选自：
和
在一些实施方式中，发光化合物可选自：

除非另外指明，否则本文中通过结构、名称或任何其他方式对本文中化合物的提及包括盐，包括两性离子形式；替代固体形式，例如多晶型物、溶剂化物、水合物等；互变异构体；或在如本文所描述使用化合物的条件下可迅速转化成本文所述化合物的任何其他化学物质。
本文中所用化合物的任意结构或名称可指任意立体异构体或立体异构体的任意混合物。
除非另外指明，否则当化合物或化学结构特征例如烷基、环烷基、烷氧基、烷氧基烷基、芳基、芳烷基、二萘嵌苯等以“任选取代的”提及时，其包括无取代基(即“未取代的”)的特征，或者意味着所述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所已知的常见含义，并且包括取代与母体化合物或结构特征连接的一个或多个氢原子的部分。在一些实施方式中，取代基可为本领域中已知的普通有机部分，其可具有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质量总和)。在一些实施方式中，取代基包含0-30、0-20、0-10或0-5个碳原子；和0-30、0-20、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；前提条件是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、支链烷基以及环烷基)、烯基(包括直链、支链烯基以及环烯基)、炔基(包括直链、支链炔基以及环炔基)、杂烷基、杂烯基、杂炔基、芳基、杂环取代基(包括杂芳基和杂脂环取代基)、羟基、受保护的羟基、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、卤代、羰基、硫羰基、O-氨甲酰基、N-氨甲酰基、O-硫代氨甲酰基、N-硫代氨甲酰基、C-酰胺基、N-酰胺基、S-磺酰胺基、N-磺酰胺基、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、三卤代甲磺酰基、三卤代甲磺酰胺基和氨基(包括单取代或双取代的氨基)及其受保护的衍生物等，或其组合。在上面列表中，术语“其组合”表示取代基还可包括上述取代基的任意组合，其中一个取代基的氢原子被另一个取代基取代。例如，取代基可为烷基与芳基的组合(例如，芳烷基如CH₂-苯基，或杂芳烷基如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)、烷基与卤代的组合(例如C₂H₄Cl、C₃H₆F等)、酰基与羟基的组合(例如-COCH₂OH)等。
为了方便起见，关于分子的部分或一部分使用的术语“分子量”是表示分子的部分或一部分中原子的原子质量的总和，即使其可能不是完整的分子。“分子量”还可指完整的分子。
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，这些结构可为未取代的，或取代基可独立地在当结构未被取代时氢通常所占据的任意位置中。

除非连接点是由表示，连接可发生在氢原子通常所占据的任意位置处。
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，并且可包括不含双键或三键的由碳和氢构成的部分。烷基可为直链烷基、支链烷基、环烷基或其组合，并且在一些实施方式中可包含1至35个碳原子。在一些实施方式中，烷基可包括C_1-10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；C_3-10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；C_3-10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。在一些实施方式中，烷基基团可包括甲基、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。
烷氧基基团也可为直链的、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为直链的或支链的。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。
一些任选地取代的二萘嵌苯双三唑基苯基(bistriazolylbenzenes)可由式1表示：
在一个实施方式中，发光化合物包括(化合物8)：

光学元件可包含不止一种发光化合物，使得光学元件的吸收光谱和发射光谱可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，光学元件的光谱可为各个染料的光谱的组合，例如与浓度相关的总和。
在一些实施方式中，发光化合物或光学元件可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实质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为对吸收波长敏感度的至少约1.5倍、约2倍、约3倍或约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/或最多约100％。
增强的敏感度可为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，前提条件是相对于同一感光色素来比较吸收和发射敏感度。
在一些实施方式中，发光特征物，例如光学元件、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或者约530nm至约550nm的范围内。在一些实施方式中，发光特征物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或者约560nm至约580nm的范围内。
可见吸收的中值波长是这样的波长：在所述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基本上相同。可见发射的中值波长是这样的波长：在所述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基本上相同。通过选择将可见光谱平分成两个基本上相等的部分的波长，可在视觉上通过光谱来估计中值波长。可见吸收(或可见发射)的平均波长是在可见范围内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的最高峰波长。在本文 中使用时，术语“吸收”或该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，或者在其中存在至少约50％、约80％或约90％的可见光吸收的波长范围”的缩略表达。如本文中所用的，术语“发射”或该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，或者在其中存在至少约50％、约80％或约90％的可见光发射的波长范围”的缩略表达。
在一些实施方式中，光学元件可在接近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。光学元件通常可在比其吸收的波长更高的波长处发射光，例如在至少高约5nm、约10nm、约20nm或约30nm的波长处。在一些实施方式中，光学元件可具有相对于M人视锥感光色素峰敏感度而言稍微红移的吸收，并且可具有相对于L人视锥感光色素峰敏感度而言稍微蓝移的吸收。
M、L、S、MV和LV人感光色素的相对敏感度列于表4中。对于每种感光色素而言，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从表4中的任意数值集得到。例如，发光化合物可在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 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，或可包括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的范围。在一些实施例中，吸收可对应于对M感光色素至少约0.5、约0.6、约0.7、约0.8、约0.9、最多约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











在一些实施方式中，光学元件可在约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；并且可在这些范围内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，光学元件可在约540nm至约550nm、约545nm至约550nm或约547nm处吸收；和/或可在约560nm至约580nm、约565nm至约575nm或约569nm处发射。
在一些实施方式中，光学元件被配置成吸收和发射光，例如吸收较短波长的光并发射较长波长的光，使得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，所述第一组颜色坐标与所述第二组颜色坐标之间的距离可为至少约0.005、约0.01、约0.02、约0.03、约0.04或约0.05个颜色坐标单位。两组颜色坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)之间的距离Δ可由下式得到：
Δ=[x2-x1]2+[y2-y1]2]]>
对于识别颜色能力受损的个体而言，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”)可为至少约0.02、约0.03、约0.04或约0.05个颜色坐标单位。“颜色坐标单位”是指在CIE颜色三角形上的距离。CIE(1932).CommissionInternationaledel'Eclairageproceedings,1931.CambridgeUniversityPress,Cambridge.此示例性标准在本领域中被称为1931CIEXYZ色带间隔，并且由国际照明委员会(InternationalCommissiononIllumination)设定。例如，CIE颜色(0.332,345)与y轴距离为0.332个颜色坐标单位，并且与x轴距离为0.345个颜色坐标单位。出于本发明的目的，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中示出了颜色如何被光学元件转换来供识别颜色能力受损的个体使用。一些光学元件可将颜色A转换成颜色A’，和/或可将颜色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，可得到垂直距离(法向距离)。负(-)距离值表明所述点具有比颜色混同线更低的y值，并且正距离表明所述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XY绿色盲颜色混同线与颜色混同线垂直的距离A0.3790.4868-0.0020A’0.3840.46880.0075B0.4780.41490.0180B’0.5230.3990.0313
在一些实施方式中，x颜色坐标可为约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颜色坐标可为约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，第一组颜色坐标可为约(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XY绿色盲颜色混同线与颜色混同线垂直的距离10.3320.3456-0.019420.5730.3449-0.015330.5140.3448-0.006940.4820.39080.004150.4760.47090.002160.5660.39890.017170.2930.49770.012080.370.4868-0.004290.3710.4638-0.0201
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难以辨别颜色。表7中提供了绿色盲的颜色混同线的一些例子，并且表8中提供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为绿色盲颜色混同线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为红色盲颜色混同线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，其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。Y-截距b₁可由第一组颜色坐标215来确定，y-截距b₂可由第二组颜色坐标235来确定。例如，如果第二组颜色坐标为(x₂,y₂)，则y-截距b₂将为：
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。可使用下式来确定所述距离：
D=[b2-b1-1m-m]2+[b2-b1-1-m2]2]]>
其中D为两条平行线之间的距离、或在垂直于颜色混同线的方向上的距离；b₂为包含第二组颜色坐标的线的y-截距；b₁为包含第一组颜色坐标的线的y-截距；并且m为颜色混同线的斜率。表2和3示出了多个b₂-b₁值下的一些颜色混同线的D的值。还可通过绘制多条线并测量线之间的距离来估计距离。在一些实施方式中，b₂-b₁可为至少约0.02、约0.03、约0.04、约0.05或约0.06。
光学元件还可包含光吸收染料，其也可分散在基本上透明的基体材料中。在一个实施方式中，光吸收染料的吸收带与第二可见颜色波长基本上重叠。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，两者的组合能够有助于增加两种颜色之间的区别。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，可改善用户辨别红色色调与绿色色调的能力。
光吸收染料可吸收一种颜色，例如红色，并且对于所有其他波长的光是透明的。光吸收染料可发荧光或可以不发荧光。在一个实施方式中，光吸收染料的用途是使得当通过滤光器观察时与染料的吸收带颜色相同的物体显得更深。可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Epolight6084，两者均为Epolin,Inc(Newark,NJ,USA)的产品。可使用不止一种光吸收染料。然而，应当保持光学元件的基本透明度。
如本文中提供的教导所指导的，可按照已知的成膜或形成镜片的技术来制造光学元件。发光化合物和/或光吸收染料可以适当的重量比与基本上透明的基体材料组合。各个成分可溶解在适当的溶剂例如甲苯中，任选地采用超声。然后可将溶液旋涂成膜或者任何基本上透明的基材上。加热所 得膜来蒸发溶剂，从而提供矫正的光学元件，其可放置于色盲者的眼睛与其实际观察到的物体之间。
为了提高滤光器的有效性，尤其是在低光环境中，一些发光化合物可具有尽可能窄的吸收带。一些发光化合物可具有窄的斯托克斯位移，例如小于约150nm或小于约120nm的斯托克斯位移。斯托克斯位移是同一电子跃迁的吸收光谱和发射光谱的最大值位置之间的差值(以波长单位或频率单位表示)。例如，如果化合物具有约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的斯托克斯位移。
在一个实施例中，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，从而增强感知到的发射的绿光。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，从而增强感知到的发射的红光。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，从而增强感知到的发射的红光。在一些实施方式中，发光化合物可为光吸收染料。在一些实施方式中，光吸收染料可吸收接近UV或蓝光波长、在约200至约450nm范围内的颜色以提高颜色对比度并改善颜色识别力，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压力最小化。在一个实施方式中，这具保护用户免受不利UV辐射的附加效果。一些不期望的UV波长分为范围从约290至约320nm的中等范围UVB和范围从约320至约400nm的长范围UVA。在一些实施方式中，与镜片一起使用的UV吸收材料可为二苯甲酮和苯并三唑以及它们的衍生物，如美国专利No.8,106,108和美国专利No.5,621,052中所述的，且以引用方式并入本文中。在一些实施方式中，光学元件可被UV吸收材料渗透或分层。
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的斯托克斯位移。
在一些实施方式中，发光化合物具有反斯托克斯位移或蓝移。反斯托克斯位移可通过光子上转换进行，在所述上转换中，多个光子被吸收或此时光子随热能被吸收，并且光子以较短的波长发射。这可使得IR光转换成可见波长。IR向可见光的转换可提供夜视觉。具有反斯托克斯位移的发光化合物可包括包含d和f区元素或第五列和第六列元素(例如锇、铼、钨、金、钇和钆)，并且可能包含周期表上所述两列上的其他元素的化合物。在一些实施方式中，具有蓝移的发光化合物可包括掺杂硫氧化钆的硫氧化钇。
在一个实施方式中，发光化合物具有较窄的吸收带。半峰全宽(FWHM)是吸收或发射强度为带的最大吸收值或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体中时，发光化合物具有小于或等于约100nm、小于或等于约90nm或小于或等于约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，发光化合物可具有高的量子产率以及在第一可见颜色波长处最大的发射波长。例如，当第一可见颜色波长为绿色时，可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。由可见光激发时，发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，光学元件还包括发光元件。发光元件可与发光化合物光通信，以提供发光化合物的激发源。在一个实施方式中，发光元件包括在发光化合物的吸收带范围内具有最大发射峰的发光薄膜。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，发光元件包括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)所制造的；美国专利申请公开No.2010/0326526和No.2011/0140093中所述的有机发 光二极管；和美国专利申请N0.13/166246中所述的有机发光二极管，所述每篇专利申请的内容据此全部以引用方式并入。一般来讲，可使用任何薄膜柔性发光元件，例如具有柔性波导柔性聚合物薄膜的侧光式LED(edgetypeLED)。在一些实施方式中，光学元件还包括与发光元件光通信的光波导和发光元件。
本文中所述的光学元件并不限于其形式。优选地，光学元件可被设计成使得其能够以已知的方式置于用户的眼睛和待感知的任何物体或图像之间。在一个实施方式中，光学元件包括膜。膜可具有各种厚度。在一个实施方式中，膜附接到一片护目镜上。例如，光学元件可包括镜片。发光化合物可分散于镜片材料内，或其可分散在附接于镜片材料的膜中。在一个实施方式中，镜片包括接触镜或眼镜镜片。基本上透明的基体可由任何合适的材料构成。
一些光学元件可包含透明的聚合物基体和作为发光化合物的罗丹明或罗丹明衍生物(例如罗丹明6G)，其中聚合物包含聚乙烯醇或其包含C_1-6酯或C_1-6缩醛侧基的衍生物。在一些实施方式中，聚乙烯醇衍生物可包含重复单元a、重复单元b、重复单元c或其组合。

关于重复单元a，R^o可为H或C_1-5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，R^o为正丙基。
关于重复单元c，R^P可为H或C_1-5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，R^P为甲基。
在一些实施方式中，重复单元a可为聚合物重量的约70％至约90％或约80％。
在一些实施方式中，重复单元b可为聚合物重量的约5％至约30％或约17％至约20％。
在一些实施方式中，重复单元c可为聚合物重量的约0.01％至约3％或约5％。
一些组合物可包含聚(乙烯基缩丁醛-co-乙烯醇-co-乙酸乙烯酯)(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/moI至约250000g/mol范围内的平均分子量。可商购的PVBAA可得自Sigma-Aldrich(Milwaukee,WI#418420)，其具有170000-250000g/mol的平均分子量，并且包含0-2.5重量％的乙酸酯、17.5-20重量％的羟基和80重量％的乙烯缩丁醛。
一些组合物可为约1％(w/w)至约20％、约2％(w/w)至约10％(w/w)、约4％(w/w)至约6％(w/w)或者约5％(w/w)罗丹明6G和约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)或者约95％(w/w)PVBAA。一些组合物可为约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，薄膜可被层压到其他常规的光学设备中，包括但不限于镜片眼镜、接触镜、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，基本上透明的基体材料包含聚碳酸酯。
在一个实施方式中，光学元件包含基本上透明的基体材料，其可为在制备膜或镜片时有用的任何材料。“基本上透明的”材料是用户能够看穿的任何材料。例如“基本上透明的”材料能够透射光，使得可观察到材料另一 侧的物体或图像。“基本上透明的”材料可任选地具有一定程度的阴影部分，并且不必完全透明。可通过首先用多通道光检测器在整个可见波长范围(例如约380nm至约780nm)内测量总透射率来计算透明度。可由以1nm波长增量从约380nm至约780nm所记录的每个透射率百分比的算数平均数，来报道出透明度百分比。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。
基本上透明的基体材料可包含组合物，组合物包含与发光化合物呈各种组合的玻璃或各种类型的聚合物。对于此材料而言，其可期望地为无害的且结实的。在一个实施方式中，基本上透明的基体材料包含材料，所述材料包括但不限于玻璃；硫代氨基甲酸酯；PC；烯丙基二乙二醇碳酸酯(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)、或聚丙烯酸的酯或聚丙烯酸，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，并且包括聚丙烯酸酯水凝胶；聚乙烯吡咯烷酮；PMMA、PVB、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-四氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氨酯、有机基硅氧烷、聚(乙烯基缩丁醛-co-乙烯醇-co-乙酸乙烯酯)、六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯(HFA/TFE/E三元共聚物)的一种或多种三元共聚物及其组合。
一些光学元件可包含涂布于基底层的基本上透明的组分。基底层可被如下的层涂布：这样的层包含基本上透明的层和分散于该透明的层中的发光化合物。基底层可包含任何合适的聚合材料，例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、三醋酸纤维TAC、硫代氨基甲酸酯、聚碳酸酯(PC)；烯丙基二乙二醇碳酸酯(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，并且包括聚丙烯酸酯水凝胶；聚乙烯吡咯烷酮；(聚甲基丙烯酸酯)PMMA、PVB、乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-四氟乙烯、聚酰亚胺、聚 苯乙烯、聚氨酯、有机基硅氧烷、聚(乙烯基缩丁醛-co-乙烯醇-co-乙酸乙烯酯)、六氟丙酮-四氟乙烯-乙烯(HFA/TFE/E三元共聚物)的一种或多种三元共聚物及其组合。
对于以护目镜例如镜片眼镜或太阳镜形式的装置而言，镜片或光学元件可由任何光学上合适的塑料构成，或者它们可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C_1-6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C_1-6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；离聚物和一氯三氟乙烯树脂；纤维素衍生物，包括醋酸纤维素、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。
对于目镜形式的装置，例如软接触镜、硬接触镜或眼内镜(本文中统称为“目镜”)而言，镜或光学元件的基体材料可包括眼用聚合物。
对于较软的目镜而言，例如软接触镜，可将软单体结合到眼用聚合物中。对于较硬的镜片而言，例如硬接触镜，可将硬单体结合到眼用聚合物中。许多目镜可包含软单体和硬单体的组合，或者可为含软单体和硬单体的组合的混合物的反应产物。在一些实施方式中，目镜可包含眼用聚合物，眼用聚合物为含软和/或硬单体的混合物的反应产物，并且还可任选地包含交联剂、其他可聚合单体、引发剂和/或其他材料。
软单体可包括形成水凝胶的单体或形成水凝胶聚合物的单体。水凝胶聚合物包括能够吸收并将水保留在平衡态的聚合物体系。水凝胶聚合物可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，包括任选地取代的N-乙烯基吡咯烷酮，例如未取代的1-乙烯基-2-吡咯烷酮；丙烯酰胺，例如甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺等。一些水凝胶聚合物可为 聚合反应的反应产物，所述聚合反应包含任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。
硬单体包括缺乏除酯的CO₂基团之外的亲水性官能团的丙烯酸单体，例如丙烯酸烷基酯单体或甲基丙烯酸烷基酯单体。其他硬单体可包含纤维素衍生物如乙酸丁酸纤维素和苯乙烯。
硬丙烯酸烷基酯可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、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、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，烷基酯的烷基可包含1、2、3或4个碳原子。一些目镜聚合物是聚合反应的产物，所述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。
对于一些目镜而言，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％，或者可至少多为约90％、约95％、约99％，或可接近约100％。
其他硬丙烯酸酯单体可包括甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸酯四氢糠基酯、甲基丙烯酸烯丙酯等。
交联剂的例子可包括：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。一些丙烯酸类聚合物是混合物的聚合反应的产物，所述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。对于一些丙烯酸类聚合物而言，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，过量使用交联剂可导致目镜变脆弱。
可任选地将一种或多种额外的可聚合单体加入聚合反应混合物中。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2-甲基丙烯酸羟乙酯构成，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改善眼用聚合物中的氧气传输和/或耐污染性。可加入苯乙烯来改善眼科镜片例如目镜的机械强度和硬度。
含硅丙烯酸酯单体可包括：丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯、丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙酯、丙烯酸甲基双(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯、丙烯酸三(三甲基硅氧基)甲硅烷基丙酯、丙烯酸单[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯、丙烯酸三[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]甲硅烷基丙酯、丙烯酸甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、丙烯酸单[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、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、丙烯酸三甲基甲硅烷基甲酯、丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯、丙烯酸三甲基甲硅烷基丙基甘油酯、丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙基甘油酯、丙烯酸甲基双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基甲酯、丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧烷基丙酯、丙烯酸四甲基三异丙基环四甲硅烷氧基双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙酯、甲基丙烯酸甲基双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸单[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、甲基丙烯酸三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、甲基丙 烯酸单[甲基-双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷氧基]双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙基甘油酯、三甲基甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基丙基甘油酯、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基甲酯、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基丙酯、甲基丙烯酸三甲基甲硅烷基丙基甘油酯、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基丙基甘油酯、甲基丙烯酸甲基双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基乙基四甲基二硅氧烷基甲酯、甲基丙烯酸四甲基三异丙基环四硅氧烷基丙酯、甲基丙烯酸四甲基三异丙基环四甲硅烷氧基双(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基丙酯等。
苯乙烯的含硅衍生物的例子可包括三甲基甲硅烷基苯乙烯、三(三甲基甲硅氧烷基)甲硅烷基苯乙稀等。
含硅大分子单体包括包含硅(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，通过氨基甲酸酯键与含乙烯的单体键合。
一些聚合反应混合物可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(三甲基甲硅烷氧基)硅烷、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基酯、三(三甲基甲硅烷氧基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、甲基二(三甲基甲硅烷氧基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷、3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基氨基甲酸酯和3-[三(三甲基甲硅烷氧基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；以及具有两个活化双键的多官能烯键式“封端”的含硅氧烷单体、尤其是双官能单体。
苯乙烯的含氟衍生物的例子可包括邻-氟苯乙烯、间-氟苯乙烯、对-氟苯乙烯、三氟苯乙烯、全氟苯乙烯、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，热聚合可降低聚合后的变色或褪色。或者，聚合反应可为光聚合的，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，则可使用光聚合引发剂或光敏剂。也可通过碱或酸催化剂或通过亲电子试剂或亲核试剂来引发聚合。
可使用任何合适的自由基聚合引发剂。自由基聚合引发剂可包括偶氮二异丁腈、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、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。
可使用任意量的聚合引发剂，例如每100重量份聚合反应混合物至少约0.005重量份或至少约0.01重量份。在一些实施方式中，聚合引发剂的量可为每100重量份聚合反应混合物小于约2重量份或1重量份。
可使用多种方法中的任一种来形成目镜。例如，可使用切割方法。在切割方法中，通过机械加工方法例如切割、研磨等，可使聚合物形成所需的构造。还可使用模制方法来形成目镜。在模制方法中，可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需的形状。也可使用其他形成方法。此外，模制方法与切割方法可组合。
当铸造镜片时，可将发光化合物掺入眼用聚合物中，或者可用发光化合物处理成品镜片，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。
任选地，为了形成硅水凝胶共聚物，待聚合成水凝胶共聚物的单体的混合物可包括含硅酮单体。含硅酮单体的例子包括：具有单个活化双键的单体，例如甲基丙烯酰氧基丙基三(三甲基甲硅氧烷基)硅烷、甲基丙烯酸五甲基二硅氧烷基甲酯、三(三甲基甲硅氧烷基)甲基丙烯酰氧基丙基硅烷、甲基二(三甲基甲硅氧烷基)甲基丙烯酰氧基甲基硅烷、3-[三(三甲基甲硅氧烷基)甲硅烷基]丙基乙烯基氣基甲酸酯和3-[三(三甲基甲硅氧烷基)甲硅烷基]丙基乙烯基碳酸酯；以及多官能烯键式“封端”的含硅氧烷的单体、尤其是具有两个活化双键的双官能单体。
在一些实施方式中，装置的光学元件可包含涂层，例如耐刮涂层。其中基本上透明的基体包含耐刮材料，并且发光材料可分散于耐刮材料中。耐刮材料的例子例如乙酸丁酸纤维素、硝酸纤维素、三醋酸纤维素、硬质丙烯酸酯(例如上述硬质丙烯酸酯)，聚亚烷基例如聚乙烯或聚丙烯、聚(丙烯腈)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(氯乙烯)、任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，例如轻度交联的热塑性聚氨酯、聚脲氨酯，聚硅氧烷，聚硅烷，含氟聚合物例如氟化乙烯、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))，环氧官能化烷氧基硅烷，氮氧化硅PECVD膜，金属氧化物等。
可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。一些聚碳酸酯可通过碳酸衍生物(例如光气)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：

R^A1可为H或C_1-12烷基，包括：具有式C_aH_a+1或C_aH_a的直链或支链的烷基，或具有式C_aH_a-1或C_aH_a-2的环烷基，其中a为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，或式C₃H₅、C₄H₇、C₅H₉、C₆H₁₁、C₇H₁₃、C₈H₁₅、C₉H₁₇、C₁₀H₁₉等的环烷基。
R^A2可为H或C_1-12烷基，包括：具有式C_aH_a+1或C_aH_a的直链或支链的烷基，或具有式C_aH_a-1或C_aH_a-2的环烷基，其中a为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，或式C₃H₅、C₄H₇、C₅H₉、C₆H₁₁、C₇H₁₃、C₈H₁₅、C₉H₁₇、C₁₀H₁₉等的环烷基。
在一些实施方式中，R^A1和R^A2为氢、甲基、丙基或苯基，或者为在一些实施方式中，R^A1和R^A2为甲基。聚碳酸酯可具有任何合适的分子量。在一些实施方式中，聚碳酸酯可具有约10000g/mol至约200000g/mol或约20000g/mol至约80000g/mol的分子量。
一般来讲，聚氨酯包括可通过多异氰酸酯和多元醇的反应而形成的聚合物。聚脲氨酯包括可通过多异氰酸酯、多元醇和多胺的反应而形成的聚合物。
异氰酸酯包括具有2个或更多个异氰酸酯官能团的有机异氰酸酯。一些多异氰酸酯可具有平均每个分子约2个至约3个异氰酸酯官能团。多异氰 酸酯可为脂族多异氰酸酯；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，例如反式-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、六氧亚苯基-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。
多胺可为包含两个或多个伯(例如–NH₂)和/或仲氨官能团的任意化合物，例如包含2个伯氨官能团的任意化合物、包含2个仲氨官能团的任意化合物或包含1个伯氨官能团和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'-联苯二胺、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为基于聚醚的聚氨酯或聚脲氨酯、基于聚碳酸酯的聚氨酯或聚脲氨酯，与用来形成聚氨酯或聚脲氨酯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通过烯化氧或烯化氧的混合物采用与多轻基引发剂或多羟基引发剂的混合物反应而制备的多元醇，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、亚芳烷基氧化物，例如氧化苯乙烯、环氧乙烷和环氧丙烷的混合物等等。可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通过二醇(例如C_1-8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)反应而制备的多元醇。
聚醚多元醇可具有任意合适的分子量。例如，一些聚醚多元醇可具有约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备的多元醇。一些聚碳酸酯多元醇可用式H-(O-C(O)-O-(CH₂)_m)_n-OH表示，其中m为2、3、4、5、6、7、8、9或10，n为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为6。聚碳酸酯多元醇可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、四羟基甲烷例如季戊四醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷。也可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从3至20重量％变化。
聚酯多元醇包括可通过饱和二羧酸或其酸酐(或酸与酸酐的组合)与多元醇的酯化来制备的多元醇；聚内酯，例如聚己内酯、聚戊内酯，其可通过在少量二官能活性氢化合物例如水或低分子醇如1,4-丁二醇存在的条件下将内酯(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。
多元醇包括包含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的二元醇。在一些实施例中，多元醇是1,4-丁二醇。
聚酯多元醇可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)。耐刮涂层可直接施加到其他材料上，或者使用粘合剂层来施加，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通过旋转钢丝绒测试(rotarysteelwooltest)来测定，所述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。通过测量磨损所导致的雾度增加来评定耐刮划磨损性。测试方法例如ASTMD-1044己经被开发用于光学测量透明塑料材料对磨损的耐性中。用于耐磨损性的其他标准测试是ASTMD-1004-56中所述的Taber磨损测试。
在许多应用中，韧性和耐冲击性对于耐刮涂层而言可为重要的。涂层的韧性和耐冲击性通常由“落砂”测试(ASTMD968-51)来测定。具有良好耐刮划磨损性的涂层可不一定具有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升数来表示。
光学元件可集成到电子装置中，所述电子装置包括电子显示器、光学元件和触摸屏组件。此装置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可设置到整个触摸屏组件30上，如图2中所示，或光学元件15可被面置在电子显示器20与触摸屏组件30之间，如图3中所示，或在允许来自电子显示器20的光穿过光学元件15的其他位置上。触摸屏元件30包括第一导电层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60。如图2A中所示，在用户与装置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，用户的接触80可导致第一导电层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，触摸屏组件可起到对用户的触摸敏感的开/关转换器的作用。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可修改显示器20所发射的光70的颜色。
如图4中所描绘的，触摸屏组件(例如触摸屏组件30)还可包含第一支承层，例如第一支承层90。第一支承层90可被放置，以使得第一导电层40被布置在间隔层60和第一支承层90之间。另外，触摸屏组件还可包含第二支承层，例如第二支承层100。第二支承层100可被放置，以使得第二导电层50被布置在间隔层60和第二支承层100之间。如图5中所描绘的，触摸屏组件还可包含第一电介质层，例如第一电介质层110，其可被布置在第一导 电层40与第一支承层90之间。触摸屏组件30还可包含第二电介质层，例如第二电介质层120，其可被布置在第二导电层50和第二支承层100之间。
触摸屏元件(例如触摸屏元件30)应当对于显示器(例如显示器20)而言是足够透明的，从而透过触摸屏元件可被看到。
导电层(例如第一导电层40或第二导电层50)可由任意导电材料构成。第一导电层和第二导电层可由相同的材料制成或可由不同的材料构成。可使用的导电材料的例子包括但不限于金属，如金、银、钼、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。也可使用其他金属化合物，例如铜碘化物(copperiodine)。在一些实施方式中，导电层包含包含氧化锡的氧化铟或含锑的氧化锡。导电层可具有使得膜足够导电且足够透明的任意厚度，例如约10nm至约300nm的厚度。
间隔层(例如间隔层60)可为真空，或者可由任意非导电材料(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。
支承层可为有利于导电层所期望功能的任意层。第一支承层(例如第一支承层90和第二支承层(例如第二支承层100)可相同或不同，并且可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，支承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。支承层可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。
电介质层可由任意介电材料构成。第一电介质层(例如第一电介质层110)和第二电介质层(例如第二电介质层120)可相同或不同，并且可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。电介质层可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矫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，所述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，所述方法包括选择矫正视觉不敏感的本文中所述的光学元件。在一个实施方式中，所述方法包括进行提供或布置，以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视。
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。例如，识别具有视觉不敏感的个体可包括：使用具有至少通常与氨基酸测序结合使用的医学受试者采样拭子的采样试剂盒。与标准化序列表(Neitz,Jay等，Thegeneticsofnormalanddefectivecolorvision,VisionRes.51(2011):633-651；Neitz,Maureen等，MolecularGeneticsofColorVisionandColorVisionDefects,ArchOphthalmol118:691-700(2000))相比较，可提供与受试者氨基酸序列符合或不符合正常或不正常序列相关的基因型信息。任何合适的测序工序和测定都适合用于进行此类测定，参见例如美国专利No.5,837,461，该专利全文以引用的方式并入。通过这些方法诊断基于视锥光感受器的视力障碍可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因和绿感光色素基因中的至少18个二态(dimorphic)核苷酸位点的全部或亚组的识别。核苷酸差异的模式预示视力障碍是否存在。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“毒质”(poison)组合。可不必检查所有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5内的其中一个密码子位点，来初步识 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。
目前存在多种允许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，可使用聚合酶链式反应(PCR)来扩增基因片段。如前所述(J.Neitz,M.NeitzandGrishok,VisionResearch35:2395-2407,1995)，可分别选择性地扩增红色素基因和绿色素基因。
可使扩增的基因片段经受提供与DNA序列有关信息的下述工序中的一个或多个：1)如前所述(J.Neitz,M.Neitz和Grishok,上述，1995)，PCR产物的直接DNA测序；和/或2)(J.Neitz,M.Neitz和Grishok,上述，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伴随着限制性位点多态性。例如，位点180上的氨基酸为丝氨酸或丙氨酸。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，则不存在所述限制性位点。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工序。将扩增的DNA部分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.5,837,461。由GenevolveVisionDiagnostics,Inc.(Albuquerque,NewMexico,USA)所提供的“eyedox”牌基因型测试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能看到什么。在一个实施方式中，矫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，矫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 包括等色(isochromic)测试板及其用途，例如Ishihara14/24/38板的版本(KaneharaTrading,TokyoJP,2009)、HardyRandandRitterPseudoisocromicPlatetest第4版；Dvorine第2版，AmericanOpticalCompany,1965；和/或RichmondHRRpseudo同色板(1991版)。其他合适的例子包括ANewMassScreeningTestforColor-VisionDefienciesinChildren,Neity,Maureen,etal.、ColorResearchandApplication增刊第26卷S239-S249(2000)中所述的铅笔和纸测试。可使用其他仪器来进行这样的视觉缺陷测定，例如Farnswarth100HueTest,(RichmondProducts,Inc.,Albuquerque,NM,USA),HeidelbergMulti-color(HMC)Anomaloscopes(Oculus,Inc.,Lynwood,WA,USA)。可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、杂合物或变体。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、杂合物或变体。
在一个实施方式中，所述方法包括提供矫正视觉不敏感的本文中所述的光学元件。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。
实施例
已发现，本文中所述的光学元件的各实施方式可改善色盲个体辨别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 例示出，所述实施例旨在说明本公开的实施方式，而非旨在以任何方式限制保护范围或基本原则。
实施例1-发光染料
按以下过程合成发光染料Red-1：

化合物1：
将苯并三唑(11.91g,100mmol)、1-碘-2-甲基丙烷(13.8mL,120mmol)、碳酸钾(41.46g,300mmol)和二甲基甲酰胺(200mL)的混合物在氩气中在约40℃下搅拌并加热2天。将反应混合物倒入冰/水(1L)中，并用甲苯/己烷(2:1,2×500mL)萃取。用1NHCl(2×200mL)洗涤萃取物，随后用盐水(100mL)洗涤，经无水MgSO₄干燥，并在减压下除去溶剂。用己烷(200mL)研磨残留物并在室温下静置约2小时。分离沉淀并丢弃，并将溶液通过硅胶(200g)层过滤。用己烷/二氯甲烷/乙酸乙酯(37:50:3,2L)洗涤硅胶。合并 滤出液和洗涤液，并在减压下除去溶剤，得到呈油状产物的2-异丁基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(化合物1)(8.81g,50％收率)。
化合物2:
在连接于HBr阱的回流冷凝器中，将2-异丁基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(化合物1)(8.80g,50mmol)、溴(7.7mL,150mmol)和48％HBr(50mL)的混合物在约130℃下加热约24小时。将反应混合物倒入冰/水(200mL)中，用5NNaOH(100mL)处理，并用二氯甲烷(2×200mL)萃取。将萃取物经无水硫酸镁干燥，并在减压条件下除去溶剂。将残留物在己烷/二氯甲烷(1:1,200mL)中的溶液通过硅胶层过滤并浓缩，得到呈油状物的4,7-二溴-2-异丁基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑化合物2(11.14g,63％收率)，其在室温下储存时缓慢固化。
化合物3：
将4,7-二溴-2-异丁基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(化合物2)(17.8g,53mmol)在约0-5℃下逐份加入预混合的发烟HNO₃(7.0mL)和TFMSA(110g)中，并在大约10分钟后，将反应混合物置于油浴中，并在约55℃下加热约8小时，然后冷却，然后倒入500mL冰/水中。将所得固体先后用水充分洗涤，随后用MeOH充分洗涤，然后在真空烘箱中干燥，得到呈淡黄色固体的7-二溴-2-异丁基-5,6-二硝基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(化合物3)(20.4g,91％)。
化合物4：
将4-溴三苯胺(65.0g,200mmol)置于配备磁性搅棒、低温温度计和氩气进口的500ml干燥三颈RB烧瓶中。使用套管(200ml)将四氢呋喃转移到反应烧瓶中，并在干冰丙酮浴中冷却至-78℃，并历经约30分钟的一段时间逐滴添加n-BuLi(己烷中1.6M,130mL)。在相同温度下搅拌反应混合物约30分钟，然后历经约30分钟逐滴添加三丁基氯化锡(65.0mL)。将所得的混合物搅拌过夜，使其缓慢升温至室温。然后将其倒入冰冷水(大约500mL)中，并用二乙醚(2×250mL)萃取。将有机层用MgSO₄干燥，通过蒸发除去溶剂，得到呈淡黄色油状物的106.5g化合物4，通过¹HNMR测定为大约95％纯。
化合物5：
通过在双(三苯膦)二氯化钯(II)存在的条件下以1:2的比率混合化合物3和4来形成化合物5。将100ml无水1,4-二噁烷加入含化合物4(6.80g,12.7mmol)的烧瓶中，并使氩气鼓泡通过溶液。添加化合物3(2.12g,5mmol)，然后添加双(三苯膦)二氯化钯(II)(0.448g,0.640mmol)和氩气，并连续使氩气鼓泡通过溶液达另外10分钟。然后将烧瓶加热至约100℃并保持2小时。然后将反应混合物倒入分液漏斗中，并分配在盐水和乙酸乙酯之间。将有机层分离并浓缩至干燥，然后溶解在最低量的二氯甲烷中，倒入甲醇中，然后过滤沉淀并干燥，得到呈暗红色固体的3.51g(93％)化合物5。
化合物6：
通过将化合物5(3.51g,4.6mmol)溶解在冰醋酸(75ml)中，然后添加铁粉末(2.8g,10当量)来制备化合物6的二胺。将反应容器用氩气吹扫，然后加热至约130℃。在130℃下保持3小时后，将反应混合物倒入冰中，通过真空过滤收集黄色沉淀。将滤液用水洗涤，然后真空干燥。通过将干燥的固体溶解在二氯甲烷中并通过硅胶柱过滤来对其进行进一步纯化。除去溶剂后，得到呈黄色固体的3.16g(98％)化合物6。
化合物7：
通过在乙酸存在的条件下用亚硝酸钠进行处理来将化合物6的二胺转化成对应的化合物7的苯并三唑。将化合物6(3.03g,4.38mmol)溶解在THF(20ml)中，并添加冰醋酸(10ml)。将混合物在冰浴中冷却至约0℃，然后在磁力搅拌的同时逐滴添加亚硝酸钠(0.363g,5.26mmol)在水(6ml)中的溶液。搅拌约10分钟后，将反应容器从冰浴中移出，然后在室温下搅拌另外20分钟。然后将所得的亮红色混合物倒入分液漏斗内的碳酸氢钠溶液中，然后添加二氯甲烷以萃取有机产物。将合并的有机层用盐水洗涤并用硫酸镁干燥，然后过滤并浓缩，得到呈红色固体的3g(97％)化合物7。
化合物8(Red-1)：
通过在N,N-二甲基甲酰胺中使化合物7与2-丁氧基乙基4-甲苯磺酸酯在碱性条件下进行反应来形成化合物8。在圆底烧瓶中混合化合物7(3g)与N,N-二甲基甲酰胺和碳酸钾(2.4g)。将2-丁氧基乙基4-甲苯磺酸酯(1.5g) 在DMF中溶液缓慢加入搅拌溶液中。将混合物在80℃下搅拌3小时，然后使其冷却。将其倒入含水的分液漏斗中，然后将有机产物用二氯甲烷萃取。将有机部分用硫酸镁干燥后，将其过滤并真空干燥。使用TeledyneIscoCombiFlashRF200色谱系统，以己烷和乙酸乙酯为流动相对最终产物进行纯化。将含有产物的级分合并且干燥后，收集700mg红色细粉末。通过从二氯甲烷和甲醇中重结晶来对物料进行进一步纯化，得到呈红色粉末的600mg(18％)的化合物8(Red-1)，通过LCMS测定纯度为98％。
光学元件
在不需要额外萃取或纯化的情况下，使用根据实例1制备的发光染料化合物8，并与5wt％PVB在1:1N-甲基吡咯烷酮:环戊酮中的溶液进行混合，然后以2000RPM旋涂到玻璃上并保持约10秒，随后在100℃的热板上干燥约10分钟。发现图6中示出的透射光谱：
在PhotalMCPD-7000(OtsukaElectronics,Osaka,JP)上使用PhotalMC-2530UV/VisLightSourceI₂灯作为发光源，测量所得光学元件的总光透射率。
结果
因此，在一些实施方式中，光学元件可具有与图6中所示类似的吸收和/或发射曲线。例如，光学元件可吸收波长为约425nm至约500nm、约440nm至约500nm、约450nm或约530nm的光。在一些实施方式中，光学元件可发射波长为约510nm至约585nm、约515nm至约575mm、约530nm或约560nm的光。类似地，在一些实施方式中，光学元件可具有与图7类似的透射光谱。例如，光学元件可具有波长在约500nm至约700nm、约510nm至约550nm、约550nm至约620nm或约640nm至约720nm处的透射率峰。在一些实施方式中，峰处的透射率可大于：约90％、约95％或约100％。
除非另外指明，说明书和权利要求中使用的表示成分量、性质(例如分子量、反应条件等)的所有数字应被理解为在所有情况下均受术语“约”修饰。因此除非有相反的说明，说明书和所附权利要求中提及的数值参数均为近 似值，其可根据寻求获得的性质而变化。最起码且不意图限制等同原则在权利要求书保护范围上的应用，至少应该根据所报道的数值的有效数位并通过惯常的四舍五入法来解释每一个数值参数。
除非本文中另外指明或上下文明显矛盾，在描述本发明的上下文(尤其是以下权利要求的上下文)中使用的术语“一个”、“一种”、“所述”以及类似指示语或不使用数量词时应被理解为涵盖单数和复数。除非在本文中另外指明或同上下文明显抵触，否则本文所述的所有方法均可以任何适当的顺序进行。本文中所提供的任何和所有实例或示例性语句(如"例如")的使用仅意欲用来更好地阐述本发明，而非对任何权利要求的范围进行限制。说明书中的任何语言均不应理解为指示任何未要求保护的要素对于本发明的实施而言是必需的。
本文公开的替代要素或实施例的分组不应理解为限制性的。每个群组成员可单独地或与群组成员或本文中存在的其它要素组合地提及和要求保护。可预期的是，出于方便的原因，群组中的一个或多个成员可被包括群组中或从中删除。当进行任何这样的包括或删除时，说明书被视为包含所修饰的群组，由此实现对所附权利要求中使用的所有马库什群组的书面描述。
本文中描述了本发明的某些实施方式，包括发明人已知用于实施本发明的最佳方式。当然，这些所描述的实施方式的变化形式在本领域普通技术人员阅读上述说明时将变得显而易见。发明人预计技术人员根据情况采用此类变化形式，并且发明人期望本发明的实施与本文中具体描述有所不同。因此，权利要求在适用法律允许的条件下包括权利要求中所提及主题的所有修改形式和等效形式。此外，上述要素在其所有可能变型中的任意组合均被涵盖，除非本文另外指明或上下文明显矛盾。
最后，应当理解的是，本文中所公开的实施方式为权利要求原则的说明。其它可采用的修改均在权利要求的范围之内。因此，通过举例而非限制的方式，可根据本文的教导使用替代实施方式。因此，权利要求不受精确示出和描述的实施方式的限制。