KR101961312B1 - 발광 다이오드 장치, 이의 제조 방법 및 용도 - Google Patents

Abstract

발광 다이오드 조명 장치는 발광 다이오드 및 조명 장치 부품을 포함하고, 상기 장치 부품이 폴리카보네이트 조성물을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트; 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께에서, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다.

Description

발광 다이오드 장치, 이의 제조 방법 및 용도{Light emitting diode devices, method of manufacture, uses thereof}

본 출원은 2012년 10월 25일 출원된 미국 가출원 제 61/718,400호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

본 개시는 발광 다이오드 (LED) 장치 및 LED 장치 부품용 재료, 및 특히 폴리카보네이트를 포함하는 LED 조명 장치(lighting device)에 관한 것이다.

LED는 그들의 p-n 접합(P-타입과 N-타입 반도체의 경계 사이)이 앞쪽 방향으로 전기적으로 편향되었을 때 비간섭성의 좁은 스펙트럼 빛을 방출하는 반도체 장치이고, 따라서 고체 상태 조명 장치 (solid-state lighting device)라고 일컫는다.

LED는 항공 조명, 자동차 조명, 광고, 실내 조명 및 교통 신호들과 같은 다양한 응용분야에 사용될 수 있다. 최근에는, LED 기술의 발전으로, LED는 백열등 및 형광등 (incandescent and fluorescent lighting) 을 빠르게 대체하고 있다. 다른 조명 장치들과 비교하여, LED 제품들은 더 긴 수명과 높은 효율성을 제공한다.

LED 제품들의 수명은 25,000 내지 100,000 시간일 수 있다. 그러나 열(heat)은 이 시간을 상당히 줄일 수 있다. 고 전력 LED 칩들의 발전과 함께, LED 장치들은 더 높은 접합 온도의 대상이 된다. 이것은 LED의 부품들의 물질에 부하를 일으켜, 장치들의 초기 열화를 야기할 수 있다. LED 열화의 가장 흔한 증상은 LED 하우징 재료(housing material)의 황화 (yellowing) 때문에 점차적으로 낮아지는 빛 출력과 효율성의 감소이다. 갑작스러운 열화들은 비록 흔하지 않더라도, 발생할 수 있다. 그러므로, 더 높은 빛 출력 및 수명 (lifetime) 동안 더 낮은 부품의 황화를 갖는 LED 조명 장치들이 계속적으로 연구된다.

발광 다이오드 장치는 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 상기 장치 부품이 폴리카보네이트 조성물을 포함하며, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트; 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 조명 장치이다.

다른 구현예에 있어서, 발광 다이오드 장치가 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물이 90 내지 99.898 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 1 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제(thermal stabilizing additive), 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제(antioxidant), 0.001 내지 1 wt%의 이형제(mold release agent), 0.1 내지 10 wt%의 난연제(flame retardant), 0 내지 1 wt%의 착색제(colorant), 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제 (gamma-stabilizing agent), 0 내지 10 wt%의 충전제(filler), 0 내지 20 wt%의 변환 재료, 및 0 내지 1.5 wt%의 광확산제를 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품(molded article)이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 조명 장치이다.

다른 구현예에 있어서, 발광 다이오드 장치가 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물이 95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제, 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제, 0.001 내지 1 wt%의 이형제, 0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 난연제, 0.001 내지 1.5 wt%의 광확산제로서, 상기 광확산제가 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(알킬실세스퀴옥산), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 또는 상기 전술한 광확산제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 광확산제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제, 0 내지 10 wt%의 충전제, 및 0 내지 20 wt%의 변환 재료를 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 40% 이상의 전송 레벨을 갖는다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 조명 장치이다.

다른 구현예에 있어서, 발광 다이오드 장치가 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물이 95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제, 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제, 0.001 내지 1 wt%의 이형제, 0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 난연제, 실질적으로 없는 광확산제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제, 및 0 내지 10 wt%의 충전제, 0 내지 20 wt%의 변환 재료를 포함하고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 조명 장치이다.

또한, 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치의 부품의 광분해 감소 방법을 개시한다. 상기 방법은 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 상기 부품을 형성하는 단계로서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 자외선 흡수제를 포함하는 단계; 및 선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함한다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 발광 다이오드 장치, 특히 조명 장치이다.

다른 구현예에 있어서, 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치의 부품의 370 내지 380 nm의 범위의 빛 흡수 감소 방법을 개시한다. 상기 방법은 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 상기 부품을 형성하는 단계로서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 자외선 흡수제를 포함하는 단계; 및 선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함한다. 일 구현예에 있어서, 상기 장치는 발광 다이오드 장치, 특히 조명 장치이다.

이들 및 다른 비제한적인 특성들은 이하 더 구체적으로 기술된다.

예시적인 것이고 이에 한정되지는 않는 도면들에 대한 기술이 아래에 제공된다:
도 1은 UV5411 및 UV3638을 함유하는 폴리카보네이트 샘플들 사이의 흡광도 차이를 도시한 그래프이다.
도 2는 UV5411 및 UV3638을 함유하는 폴리카보네이트 샘플들 사이의 전송 차이를 도시한 그래프이다.
도 3은 UV5411 및 UV3638을 포함하는 다양한 폴리카보네이트 조성물들의 황색도 지수(YI)를 UV 흡수제 로딩 레벨의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 4는 UV5411 및 UV3638을 포함하는 다양한 폴리카보네이트 조성물들의 130℃에서 5,000 시간의 노화(aging) 이후의 황색도 지수(YI)의 변화를 UV 흡수제 로딩 레벨의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 5는 UV5411 및 UV3638을 포함하는 다양한 폴리카보네이트 조성물들의 2,000 시간의 풍화(weathering) 이후의 황색도 지수(YI)의 변화를 UV 흡수제 로딩 레벨의 함수로서 도시한 그래프이다.
도 6은 UV5411 및 UV3638을 포함하는 다양한 폴리카보네이트 조성물들의 2,000 시간의 풍화(weathering) 이후의 헤이즈(haze)의 변화를 UV 흡수제 로딩 레벨의 함수로서 도시한 그래프이다.

폴리카보네이트는 우수한 충격 강도(연성(ductility))를 갖는 고성능 폴리머로서, LED 장치 부품들을 위한 재료로 사용될 수 있다. 그러나, 폴리카보네이트는 열 노화 때문에 시간이 지남에 따라 열화(degrade)하고 황색으로 변할 수 있다. 발명자들은 놀랍게도 폴리카보네이트의 황색도(yellowness)가 그것의 열화를 촉진할 수 있고, 이는 특히, LED 응용분야에 사용될 때라는 것을 발견하였다. 광범위한 조사 및 연구 후에, 본 발명자들은 이 문제의 해결 방안을 제공한다.

이론에 의해 제한됨이 없이, 폴리카보네이트의 황변(yellowing)은 빛의 흡수, 특히 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 LED 빛 ("청색 성분(blue component)")의 부분의 흡수를 초래한다고 생각된다. LED 빛의 청색 성분의 흡수 증가는 폴리카보네이트의 온도를 증가시키고, 이는 열 노화 및 황변을 가속화시킨다고 생각된다. 이것은 LED 빛 출력 감소, 때로는 심지어 전형적으로 부품 재료의 심각한 갈변(browning) 및 변형(deformation)/용융으로 관찰되는 LED 장치용 렌즈 또는 전구와 같은 LED 부품의 돌발 고장 (catastrophic failure)을 일으킬 수 있다. 또한, 어떠한 이론에 의해 제한됨이 없이, 폴리카보네이트가 LED 빛의 청색 성분을 더 적게 흡수할수록, 상기 가속 효과는 더 길게 지연될 수 있고, 이로 인해 LED 조명 장치의 수명을 연장할 수 있다.

UV 빛 흡수로부터 폴리카보네이트를 보호하는데 UV 흡수제가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 특정 UV 흡수제가 UV 빛 뿐만 아니라 LED 빛의 청색 성분 또한 흡수한다는 것을 발견하였다. 이 흡수 때문에, 특정 UV 안정화된 폴리카보네이트는 LED 빛에 노출된 후에 UV 비안정화된 (non-UV stabilized) 폴리카보네이트보다 더 황색이 될 수 있다. 본 발명자들은 또한 하이드록실 관능기를 갖는 UV 흡수제들은 상승된 온도에서 폴리카보네이트와 반응하여 상기 UV 안정화된 폴리카보네이트가, LED 조명 장치들에 의해 발생하는 열로 인해 UV 비안정화된 폴리카보네이트보다 더 황색이 되도록 하는 것을 발견하였다. 전술한 바와 같이, 폴리카보네이트의 황색도가 재료의 가속 열화를 이끌 수 있고, 따라서 이러한 폴리카보네이트로부터 형성된 부품들을 함유하는 LED 장치의 수명을 단축시킬 수 있다.

본 발명자들은 놀랍게도, 하이드록실기를 함유하지 않는 UV 흡수제, 특히, 2,2’-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)은 비스페놀 A 폴리카보네이트에 우수한 UV 보호를 제공할 수 있고, 동시에 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀과 같은 UV 흡수제에 비해 LED 빛의 청색 성분을 덜 흡수한다는 것을 발견하였다. 이는 LED 응용분야의 사용을 위해 더 긴 광학(optical) 수명을 갖는 UV 안정화된 폴리카보네이트를 발전시키는 기회를 제공한다.

알려진 바와 같이, 폴리카보네이트는 화학식 (1)의 반복 구조 카보네이트 단위를 갖는 폴리머이다.

(1)

본 명세서에서 사용된 "비스페놀 A 폴리카보네이트"는, 폴리카보네이트의 구조 단위의 총 몰수를 기준으로, 적어도 80 몰 퍼센트("몰%"), 적어도 90 몰%, 또는 적어도 95 몰%의 화학식 (1a)의 반복 구조 비스페놀 A 카보네이트 단위를 갖는 폴리카보네이트를 의미한다.

(1a)

비스페놀 A 폴리카보네이트 단위는 화학식 (2)의 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(본 명세서에서 "비스페놀 A" 또는 "BPA")으로부터 유래될 수 있다.

(2)

본 명세서에서 사용된 "비스페놀 A 폴리카보네이트"는 비스페놀 A로부터 유래된 호모폴리카보네이트를 포함한다. 또한, 비스페놀 A 및 디올, 예를 들어, 비스페놀 A 이외의 비스페놀로부터 유래된 코폴리머들을 포함한다. 비스페놀 A 폴리카보네이트의 범위 내의 코폴리머들의 다른 유형들은 (ⅰ) 비스페놀 A (및 선택적으로 다른 디하이드릭 알콜)로부터 유래된 카보네이트 단위 및 (ⅱ) 에스테르 단위 또는 실록산 단위와 같은 다른 유형들의 폴리머 단위를 포함한다. 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A 호모폴리카보네이트이다.

비스페놀 A 폴리카보네이트 코폴리머는 화학식 (1a)의 단위 및 화학식 (1)의 단위를 포함하고, 여기서 R¹은 화학식 HO-R¹-OH, 특히 화학식 (2a)의 디하이드록시 화합물로부터 유도된 C_{1 -12} 지방족 기 또는 C_{6 -30} 방향족 기이다.

HO-A¹-Y¹-A²-OH (2a)

여기서, 각각의 A¹ 및 A²는 단일고리형 2가 방향족 기이고, Y¹은 단일결합 또는 A¹과 A²를 분리시키는 1개 이상의 원자를 갖는 연결기이다. 일 구현예에 있어서, 1개의 원자가 A¹과 A²를 분리시킨다. 구체적으로, 각각의 R¹은 하기 화학식 (3)의 디하이드록시 방향족 화합물로부터 유도될 수 있다:

(3)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로, 할로겐, C_{1 -12} 알콕시, 또는 C_{1 -12} 알킬이고; p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. p가 0인 경우, R^a는 수소이고, 유사하게, q가 0인 경우, R^b는 수소인 것으로 이해될 것이다. 또한, 화학식 (3)에서, X^a는 하이드록시 치환된 2개의 방향족기를 연결하는 연결기이고, 여기서, 상기 연결기 및 각각의 C₆ 아릴렌기의 하이드록시 치환기는 상기 C₆ 아릴렌기 상에서 서로에 대해 오쏘, 메타, 또는 파라(구체적으로, 파라)로 위치한다. 일 구현예에 있어서, 연결기 X^a는 단일결합, -O-, -S-, -S(O)-, -S(O)₂-, -C(O)-, 또는 C_{1 -18} 유기기이다. 상기 C_{1 -18} 유기 연결기는 사이클릭 또는 비사이클릭, 방향족 또는 비방향족일 수 있고, 헤테로원자, 예를 들어, 할로겐, 산소, 질소, 황, 규소, 또는 인을 추가로 포함할 수 있다. 상기 C_{1 -18} 유기기는 이에 연결된 C₆ 아릴렌 기가 각각 상기 C_{1 -18} 유기 연결기의 동일한 알킬리덴 탄소에 연결되거나 상이한 탄소에 연결되도록 위치할 수 있다. 일 구현예에 있어서, p 및 q는 각각 1이고, 각각의 R^a 및 R^b는 각각의 아릴렌기 상에서 하이드록시기에 대하여 메타 위치에 존재하는 C_{1 -3} 알킬기, 구체적으로 메틸이다.

일 구현예에 있어서, X^a는 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴, 화학식 -C(R^c)(R^d)-의 C_{1 -25} 알킬리덴(여기서, R^c 및 R^d는 각각 독립적으로 수소, C_{1 -12} 알킬, C_{1 -12} 사이클로알킬, C_{7 -12} 아릴알킬, C_{1 -12} 헤테로알킬, 또는 사이클릭 C_{7 -12} 헤테로아릴알킬이다), 또는 화학식 -C(=R^e)-의 기(여기서, R^e는 2가 C_{1 -12} 탄화수소기이다)이다. 이러한 유형의 기는 메틸렌, 사이클로헥실메틸렌, 에틸리덴, 네오펜틸리덴 및 이소프로필리덴, 뿐만 아니라, 2-[2.2.1]-비사이클로헵틸리덴, 사이클로헥실리덴, 사이클로펜틸리덴, 사이클로도데실리덴, 및 아다만틸리덴을 포함한다.

다른 구현예에 있어서, X^a는 C_{1 -18} 알킬렌기, C_{3 -18} 사이클로알킬렌기, 접합된 C_6-18 사이클로알킬렌기, 또는 화학식 -B¹-G-B²-의 기일 수 있고, 여기서, B¹ 및 B²는 동일하거나 상이한 C_{1 -6} 알킬렌기이고, G는 C_{3 -12} 사이클로알킬리덴기 또는 C_{6 -16} 아릴렌기이다. 예를 들어, X^a는 화학식 (4)의 치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴일 수 있다:

(4)

여기서, R^r, R^p, R^q 및 R^t은 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 산소 또는 C_{1 -12} 틴화수소기이고; Q는 직접 결합, 탄소, 또는 2가 산소, 황 또는 -N(Z)-(여기서, Z는 수소, 할로겐, 하이드록시, C_{1 -12} 알킬, C_{1 -12} 알콕시 또는 C_{1 -12} 아실임)이고; r는 0 내지 2이고, t는 1 또는 2이고, q는 0 또는 1이고, k는 0 내지 3이고, 단, R^r, R^p, R^q 및 R^t 중 2개 이상은 함께 접합된 지환족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 형성한다. 접합된 고리가 방향족인 경우, 화학식 (4)에 보여진 고리는 고리가 접합된 곳에 불포화 탄소-탄소 연결을 가질 것으로 이해될 것이다. k가 1이고 i가 0인 경우, 화학식 (4)에 보여진 고리는 4개의 탄소 원자를 함유하고, k가 2인 경우, 화학식 (4)에 보여진 고리는 5개의 탄소 원자를 함유하고, k가 3인 경우, 상기 고리는 6개의 탄소 원자를 함유한다. 일 구현예에 있어서, 2개의 인접한 기(예를 들어, 함께 취해진 R^q 및 R^t)가 방향족기를 형성하고, 다른 구현예에 있어서, R^q 및 R^t는 함께 하나의 방향족기를 형성하고, R^r 및 R^p는 함께 두 번째 방향족기를 형성한다. R^q 및 R^t가 함께 방향족기를 형성하는 경우, R^p는 이중 결합된 산소 원자, 즉, 케톤일 수 있다.

비스페놀 (4)이 화학식 (4a)의 프탈이미딘 카보네이트 단위를 함유하는 폴리카보네이트의 제조에 사용될 수 있다:

(4a)

여기서, R^a, R^b, p 및 q는 화학식 (4)에서와 같고, R³은 각각 독립적으로 C_{1 -6} 알킬기이며, j는 0 내지 4이고, R⁴는 C_{1 -6} 알킬, 페닐 또는 5개 이하의 C_{1 -6} 알킬기로 치환된 페닐이다. 특히, 상기 프탈이미딘 카보네이트 단위는 화학식 (4b)의 것일 수 있다:

(4b)

여기서, R⁵는 수소 또는 C_{1 -6} 알킬이다. 일 구현예에 있어서, R⁵는 수소이다. R⁵가 수소인 카보네이트 단위 (4a)는 2-페닐-3,3'-비스(4-하이드록시 페닐)프탈이미딘(N-페닐 페놀프탈레인 비스페놀 또는 "PPPBP"로도 알려져 있음)(또한, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-페닐이소인돌린-1-온으로도 알려져 있음)으로부터 유도될 수 있다.

이러한 유형의 다른 비스페놀 카보네이트 반복 단위는 화학식(4c) 및 (4d)의 이사틴 카보네이트 단위이다:

(4c)

(4d)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이며, Rⁱ는 C_{1 -12} 알킬, 1 내지 5개의 C_{1 -10} 알킬로 선택적으로 치환된 페닐, 또는 1 내지 5개의 C_{1 -10} 알킬로 선택적으로 치환된 벤질이다. 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 메틸이고, p 및 q는 각각 독립적으로 0 또는 1이며, Rⁱ는 C_{1 -4} 알킬 또는 페닐이다.

X^b가 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴인 비스페놀 (4)로부터 유도된 비스페놀 카보네이트 단위의 예는 화학식 (4e)의 사이클로헥실리덴이 연결되고, 알킬 치환된 비스페놀을 포함한다:

(4e)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, R^g는 C_{1 -12} 알킬이며, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4이고, t는 0 내지 10이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 각각의 R^a 및 R^b 중 적어도 하나는 사이클로헥실리덴 연결기에 대하여 메타 위치에 존재한다. 구체적인 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -4} 알킬이고, R^g는 C_{1 -4} 알킬이며, p 및 q는 각각 0 또는 1이고, t는 0 내지 5이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, R^a, R^b, 및 R^g는 각각 메틸이고, r 및 s는 각각 0 또는 1이며, t는 0 또는 3, 구체적으로 0이다.

X^b가 치환 또는 비치환된 C_{3 -18} 사이클로알킬리덴인 비스페놀 (4)로부터 유도된 다른 비스페놀 카보네이트 단위의 예는 아다만틸 단위 (4f) 및 단위 (4g)를 포함한다:

(4f)

(4g)

여기서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -12} 알킬이고, p 및 q는 각각 독립적으로 1 내지 4이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 각각의 R^a 및 R^b 중 적어도 하나는 사이클로알킬리덴 연결기에 대하여 메타 위치에 존재한다. 일 구현예에 있어서, R^a 및 R^b는 각각 독립적으로 C_{1 -3} 알킬이고, p 및 q는 각각 0 또는 1이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, R^a, R^b는 각각 메틸이고, p 및 q는 각각 0 또는 1이다. (4a) 내지 (4g)의 단위를 함유하는 카보네이트는 높은 유리 전이 온도(Tg) 및 높은 열 변형 온도를 갖는 폴리카보네이트의 제조에 유용하다.

화학식 HO-R¹-OH의 다른 유용한 방향족 디하이드록시 화합물은 화학식 (6)의 화합물을 포함한다:

(6)

여기서, 각각의 R^h는 독립적으로 할로겐 원자, C_{1 -10} 하이드로카빌, 예를 들어, C_{1 -10} 알킬기, 할로겐 치환된 C_{1 -10} 알킬기, C_{6 -10} 아릴기, 또는 할로겐 치환된 C_{6 -10} 아릴기이고, n은 0 내지 4이다. 상기 할로겐은 보통 브롬이다.

구체적인 방향족 디하이드록시 화합물의 일부 예시적인 예는 다음을 포함한다: 4,4'-디하이드록시바이페닐, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 비스(4-하이드록시페닐)-1-나프틸메탄, 1,2-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)-1-페닐에탄, 2-(4-하이드록시페닐)-2-(3-하이드록시페닐)프로판, 비스(4-하이드록시페닐)페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3-브로모페닐)프로판, 1,1-비스(하이드록시페닐)사이클로펜탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)이소부텐, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로도데칸, 트랜스-2,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부텐, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)아다만탄, 알파,알파'-비스(4-하이드록시페닐)톨루엔, 비스(4-하이드록시페닐)아세토니트릴, 2,2-비스(3-메틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-에틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-n-프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-이소프로필-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-sec-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-사이클로헥실-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-알릴-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3-메톡시-4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)헥사플루오로프로판, 1,1-디클로로-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디브로모-2,2-비스(4-하이드록시페닐)에틸렌, 1,1-디클로로-2,2-비스(5-페녹시-4-하이드록시페닐)에틸렌, 4,4'-디하이드록시벤조페논, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)-2-부타논, 1,6-비스(4-하이드록시페닐)-1,6-헥산디온, 에틸렌 글리콜 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)술피드, 비스(4-하이드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-하이드록시페닐)설폰, 9,9-비스(4-하이드록시페닐)플루오린, 2,7-디하이드록시피렌, 6,6'-디하이드록시-3,3,3',3'-테트라메틸스피로(비스)인단("스피로바이인단 비스페놀"), 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미드, 2,6-디하이드록시디벤조-p-디옥신, 2,6-디하이드록시티안트렌, 2,7-디하이드록시페녹사틴, 2,7-디하이드록시-9,10-디메틸페나진, 3,6-디하이드록시디벤조푸란, 3,6-디하이드록시디벤조티오펜, 및 2,7-디하이드록시카바졸, 레조르시놀, 치환된 레조르시놀 화합물, 예를 들어, 5-메틸 레조르시놀, 5-에틸 레조르시놀, 5-프로필 레조르시놀, 5-부틸 레조르시놀, 5-t-부틸 레조르시놀, 5-페닐 레조르시놀, 5-쿠밀 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라플루오로 레조르시놀, 2,4,5,6-테트라브로모 레조르시놀 등; 카테콜; 하이드로퀴논; 치환된 하이드로퀴논, 예를 들어, 2-메틸 하이드로퀴논, 2-에틸 하이드로퀴논, 2-프로필 하이드로퀴논, 2-부틸 하이드로퀴논, 2-t-부틸 하이드로퀴논, 2-페닐 하이드로퀴논, 2-쿠밀 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라메틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라-t-부틸 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라플루오로 하이드로퀴논, 2,3,5,6-테트라브로모 하이드로퀴논 등, 또는 전술한 디하이드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합.

화학식 (3)의 비스페놀 화합물의 구체적인 예는 다음을 포함한다: 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐) n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-2-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판, 3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘, 2-페닐-3,3-비스(4-하이드록시페닐)프탈이미딘(PPPBP) 및 1,1-비스(4-하이드록시-3-메틸페닐)사이클로헥산(DMBPC). 전술한 디하이드록시 화합물 중 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트는 비스페놀 A로부터 유도된 선형 호모폴리머이고, 여기서 화학식 (3)에서 각각의 A¹ 및 A²는 p-페닐렌이고, Y¹은 이소프로필리덴이다.

폴리에스테르-폴리카보네이트로도 알려져 있는, 폴리에스테르 카보네이트 또한 사용될 수 있다. 이러한 코폴리머는 반복 카보네이트 사슬 단위(비스페놀 A 단위 (1a)을 포함함)에 더하여, 화학식 (7)의 반복 단위를 추가로 함유한다:

(7)

여기서, J는 디하이드록시 화합물로부터 유도된 2가 기이며, 예를 들어, C_{2 -10} 알킬렌, C_{6 -20} 사이클로알킬렌, C_{6 -20} 아릴렌, 또는 폴리옥시알킬렌기일 수 있으며, 여기서 상기 알킬렌기는 2 내지 6개의 탄소 원자, 구체적으로, 2, 3, 또는 4개의 탄소 원자를 포함하고; T는 디카르복시산으로부터 유도된 2가 기이며, 예를 들어, C_2-10 알킬렌, C_{6 -20} 사이클로알킬렌, 또는 C_{6 -20} 아릴렌일 수 있다. 상이한 T 및/또는 J 기의 조합을 포함하는 코폴리에스테르가 사용될 수 있다. 상기 폴리에스테르는 분지형 또는 선형일 수 있다.

일 구현예에 있어서, J는 선형 사슬, 분지형 사슬 또는 사이클릭(폴리사이클릭을 포함) 구조를 갖는 C_{2 -30} 알킬렌기이다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (3)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (4)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다. 다른 구현예에 있어서, J는 상기 화학식 (6)의 방향족 디하이드록시 화합물로부터 유도된다.

상기 폴리에스테르 단위를 제조하는데 사용될 수 있는 방향족 디카르복시산은 이소프탈산 또는 테레프탈산, 1,2-디(p-카르복실페닐)에탄, 4,4'-디카르복실디페닐 에테르, 4,4'-비스벤조산, 또는 전술한 산 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 접합된 고리를 포함하는 산이 또한 존재할 수 있으며, 예를 들어, 1,4-, 1,5-, 또는 2,6-나프탈렌디카르복시산이 있다. 구체적인 디카르복시산은 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복시산, 사이클로헥산 디카르복시산, 또는 전술한 산 중 1 종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 구체적인 디카르복시산은 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합을 포함하며, 여기서 이소프탈산 대 테레프탈산의 중량비는 91:9 내지 2:98이다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, J는 C_{2 -6} 알킬렌기이고, T는 p-페닐렌, m-페닐렌, 나프탈렌, 2가 지환족기, 또는 이들의 조합이다. 이러한 부류의 폴리에스테르는 폴리(알킬렌 테레프탈레이트)를 포함한다.

상기 코폴리머에서 에스테르 단위 대 카보네이트 단위의 몰비는 최종 조성물의 원하는 특성에 따라 매우 다양할 수 있고, 예를 들어, 1:99 내지 99:1, 구체적으로 10:90 내지 90:10, 더욱 구체적으로 25:75 내지 75:25이다. 일 구현예에 있어서, 상기 코폴리머에서 에스테르 단위 대 카보네이트 단위의 몰비는 20:80 미만이다.

구체적인 일 구현예에 있어서, 폴리에스테르-폴리카보네이트의 폴리에스테르 단위는 이소프탈 이산(diacid) 및 테레프탈 이산(또는 이들의 유도체)의 조합과 레조르시놀의 반응으로부터 유도된다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, 폴리에스테르-폴리카보네이트의 폴리에스테르 단위는 이소프탈산 및 테레프탈산의 조합과 비스페놀 A의 반응으로부터 유도된다. 구체적인 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 단위는 비스페놀 A로부터 유도된다. 다른 구체적인 구현예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 단위는 1:99 내지 99:1의 레조르시놀 카보네이트 단위 대 비스페놀 A 카보네이트 단위의 몰비로 레조르시놀 및 비스페놀 A로부터 유도된다.

코폴리머의 다른 유형은 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머이고, 이는 또한 폴리실록산-폴리카보네이트로도 지칭된다. 상기 코폴리머의 폴리실록산 블록은 화학식 (10)의 반복 디오가노실록산 단위를 포함한다:

(10)

여기서, 각각의 R은 독립적으로 C_{1 -13} 1가 유기기이다. 예를 들어, R은 C₁-C₁₃ 알킬, C₁-C₁₃ 알콕시, C₂-C₁₃ 알케닐기, C₂-C₁₃ 알케닐옥시, C₃-C₆ 사이클로알킬, C₃-C₆ 사이클로알콕시, C₆-C₁₄ 아릴, C₆-C₁₀ 아릴옥시, C₇-C₁₃ 아릴알킬, C₇-C₁₃ 아랄콕시, C₇-C₁₃ 알킬아릴, 또는 C₇-C₁₃ 알킬아릴옥시일 수 있다. 전술한 기들은 불소, 염소, 브롬, 또는 요오드, 또는 이들의 조합으로 완전히 또는 부분적으로 할로겐화될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 투명한 폴리실록산-폴리카보네이트를 원하는 경우, R은 임의의 할로겐에 의해 비치환된다. 전술한 R 기들의 조합이 동일한 코폴리머에 사용될 수 있다.

화학식 (10)의 E 값은 폴리카보네이트 조성물 내의 각각의 성분의 유형 및 상대적인 양, 조성물의 원하는 특성, 및 유사한 고려사항에 따라 크게 달라질 수 있다. 일반적으로, E는 2 내지 1000, 구체적으로 2 내지 500, 또는 2 내지 200, 더욱 구체적으로 5 내지 100의 평균 값을 가진다. 일 구현예에 있어서, E는 약 10 내지 약 75의 평균 값을 갖고, 또 다른 구현예에 있어서, E는 40 내지 60의 평균값을 가진다. E가 더 낮은 값, 예를 들어 40 미만인 경우, 상대적으로 더 많은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 반대로, E가 더 높은 값, 예를 들어, 40 초과인 경우, 상대적으로 더 적은 양의 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머가 사용된다.

제1 및 제2 (또는 그 이상의) 폴리카보네이트-폴리실록산 코폴리머의 조합이 사용될 수 있고, 상기 제1 코폴리머의 E의 평균 값은 상기 제2 코폴리머의 E의 평균 값보다 적다.

일 구현예에 있어서, 폴리디오가노실록산 블록은 화학식 (11)이고:

(11)

여기서 E는 상기 정의된 바와 같으며; 각각의 R은 같거나 다를 수 있고, 상기 정의된 바와 같고; Ar은 같거나 다를 수 있고, 치환된 또는 비치환된 C₆-C₃₀ 아릴렌기이며, 결합은 방향족 모이어티에 직접적으로 연결된다. 화학식 (11)의 Ar기는 C₆-C₃₀ 디하이드록시아릴렌 화합물, 예를 들어 상기 화합물 (3) 또는 (6)의 디하이드록시아릴렌 화합물로부터 유도될 수 있다. 디하이드록시아릴렌 화합물은 1,1-비스(4-하이드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)부탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)옥탄, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)n-부탄, 2,2-비스(4-하이드록시-1-메틸페닐)프로판, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산, 비스(4-하이드록시페닐 설파이드) 및 1,1-비스(4-하이드록시-t-부틸페닐)프로판이다. 상기 전술한 디하이드록시 화합물의 적어도 1종을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다.

다른 구현예에 있어서, 폴리디오가노실록산 블록은 화합물 (13)이고:

(13)

여기서, R 및 E는 상기 기술된 바와 같고, 각각의 R⁵는 독립적으로 2가 C₁-C₃₀ 유기기이며, 상기 중합화된 폴리실록산 단위는 이것에 대응하는 디하이드록시 화합물의 반응 잔기이다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 상기 폴리디오가노실록산 블록은 화합물 (14)이고:

(14)

여기서, R 및 E는 상기 정의된 바와 같다. 화학식 (14)의 R⁶은 2가 C₂-C₈ 지방족기이다. 화학식 (14) 내의 각각의 M은 같거나 다를 수 있고, 할로겐, 시아노, 니트로, C₁-C₈ 알킬티오, C₁-C₈ 알킬, C₁-C₈ 알콕시, C₂-C₈ 알케닐, C₂-C₈ 알케닐옥시기, C₃-C₈ 사이클로알킬, C₃-C₈ 사이클로알콕시, C₆-C₁₀ 아릴, C₆-C₁₀ 아릴옥시, C₇-C₁₂ 아랄킬, C₇-C₁₂ 아랄콕시, C₇-C₁₂ 알킬아릴, 또는 C₇-C₁₂ 알킬아릴옥시이고, 각각의 n은 독립적으로 0, 1, 2, 3, 또는 4이다.

일 구현예에 있어서, M은 브로모 또는 클로로, 알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸, 또는 프로필), 알콕시기(예를 들어, 메톡시, 에톡시, 또는 프로폭시) 또는 아릴기(예를 들어, 페닐, 클로로페닐, 또는 톨릴)이고; R²는 디메틸렌, 트리메틸렌 또는 테트라메틸렌기이고; 및 R은 C_{1 -8} 알킬, 할로알킬, 예를 들어, 트리플루오로프로필, 시아노알킬, 또는 아릴, 예를 들어, 페닐, 클로로페닐 또는 톨릴이다. 다른 구현예에 있어서, R은 메틸, 또는 메틸 및 트리플루오로프로필의 조합이거나, 또는 메틸 및 페닐의 조합이다. 또 다른 구현예에 있어서, M은 메톡시, n은 1이고, R²는 2가 C₁-C₃ 지방족기이며, R은 메틸이다.

폴리오가노실록산-폴리카보네이트는 50 내지 99 중량%(wt%)의 카보네이트 단위 및 1 내지 50 wt%의 실록산 단위를 포함할 수 있다. 이 범위 내에서, 상기 폴리오가노실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 70 내지 98 wt%, 더 구체적으로는 75 내지 97 wt%의 카보네이트 단위 및 2 내지 30 wt%, 더 구체적으로는 3 내지 25 wt%의 실록산 단위를 포함할 수 있다.

비스페놀 A 폴리카보네이트는 계면 중합(interfacial polymerization) 및 용융 중합과 같은 공정으로 제조될 수 있다. 비록 계면 중합을 위한 반응 조건은 다양할 수 있으나, 계면 공정은 일반적으로, 2가의 페놀 반응물을 수성 가성 소다(caustic soda) 또는 포타쉬(potash)에 용해 또는 분산시키는 단계, 생성된 혼합물을 수불화성 용매 매질(water-immiscible solvent medium)에 첨가하는 단계, 및 상기 반응물을 트리에틸아민 및/또는 상전이 촉매와 같은 촉매의 존재 하에서, 조절된 pH 조건, 예를 들어, 8 내지 12에서 카보네이트 전구체와 접촉시키는 단계를 포함한다. 가장 흔히 사용되는 수불혼화성 용매는 메틸렌 클로라이드, 1,2-디클로로에탄, 클로로벤젠, 톨루엔 등을 포함한다.

카보네이트 전구체는 예를 들어, 카보닐 브로마이드 또는 카보닐 클로라이드와 같은 카보닐 할라이드, 또는 2가 페놀(dihydric phenol)의 비스할로포르메이트(예를 들면, 비스페놀 A, 하이드로퀴논 등의 비스클로로포르메이트) 또는 글리콜의 비스할로포르메이트(예를 들면, 에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등의 비스할로포르메이트)와 같은 할로포르메이트를 포함한다. 카보네이트 전구체 중 전술한 유형의 1종 이상을 포함하는 조합이 또한 사용될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 카보네이트 연결을 형성하는 계면 중합 반응은 카보네이트 전구체로서 포스겐을 사용하며, 이는 포스겐화 반응(phosgenation reaction)으로 지칭된다.

사용될 수 있는 상전이 촉매 중에서, 화학식 (R³)₄Q⁺X의 촉매가 있으며, 여기서 각각의 R³은 동일하거나 또는 상이하며, C_{1 -10} 알킬기이고; Q는 질소 또는 인 원자이고; X는 할로겐 원자 또는 C_{1 -8} 알콕시기 또는 C_{6 -18} 아릴옥시기이다. 상전이 촉매는, 예를 들어, [CH₃(CH₂)₃]₄NX, [CH₃(CH₂)₃]₄PX, [CH₃(CH₂)₅]₄NX, [CH₃(CH₂)₆]₄NX, [CH₃(CH₂)₄]₄NX, CH₃[CH₃(CH₂)₃]₃NX 및 CH₃[CH₃(CH₂)₂]₃NX를 포함하며, X는 Cl^-, Br^-, C_{1 -8} 알콕시기 또는 C_{6 -18} 아릴옥시기이다. 상전이 촉매의 유효량은 포스겐화 혼합물 중의 비스페놀의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 wt%일 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 상전이 촉매의 유효량은 포스겐화 혼합물 중 비스페놀의 중량을 기준으로 0.5 내지 2 wt%일 수 있다.

모든 유형의 폴리카보네이트 말단기가 상기 폴리카보네이트 조성물에 유용한 것으로 고려되는데, 단 이러한 말단기가 상기 조성물의 원하는 특성에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다.

분지형 폴리카보네이트 블록은 중합 동안 분지제를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 이러한 분지제(branching agent)는 하이드록실, 카르복실, 카르복시산 무수물, 할로포르밀, 및 전술한 관능기들의 혼합물과 같은 3개 이상의 관능기를 함유하는 다관능성 유기 화합물을 포함한다. 구체적인 예는 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 트리멜리트산 트리클로라이드, 트리스-p-하이드록시 페닐 에탄, 이사틴-비스-페놀, 트리스-페놀 TC(1,3,5-트리스((p-하이드록시페닐)이소프로필)벤젠), 트리스-페놀 PA(4(4(1,1-비스(p-하이드록시페닐)-에틸)알파, 알파-디메틸 벤질)페놀), 4-클로로포르밀 프탈산 무수물, 트리메스산, 및 벤조페논 테트라카르복시산을 포함한다. 분지제는 0.05 내지 2.0 wt% 수준으로 첨가될 수 있다. 선형 폴리카보네이트 및 분지형 폴리카보네이트를 포함하는 혼합물이 사용될 수 있다.

중합 중에 사슬 정지제(chain stopper)(캡핑제로도 지칭됨)가 포함될 수 있다. 사슬 정지제는 분자량 성장 속도를 제한하여 폴리카보네이트의 분자량을 제어한다. 사슬 정지제는 특정 모노 페놀성 화합물, 모노 카르복시산 클로라이드, 및/또는 모노 클로로포르메이트를 포함한다. 모노 페놀성 사슬 정지제는 페놀과 같은 단일 고리 페놀; p-쿠밀-페놀, 레조르시놀 모노벤조에이트, 및 p- 및 t-부틸 페놀과 같은 C₁-C₂₂ 알킬 치환 페놀; 및 p-메톡시페놀과 같은 디페놀의 모노에테르로 예시화된다. 8 내지 9개의 탄소 원자를 갖는 분지형 사슬 알킬 치환기가 있는 알킬 치환된 페놀이 구체적으로 언급될 수 있다. 특정한 모노 페놀성 UV 흡수제가 또한 캡핑제로서 사용될 수 있는데, 예를 들어, 4-치환된-2-하이드록시벤조페논 및 이들의 유도체, 아릴 살리실레이트, 레조르시놀 모노벤조에이트와 같은 디페놀의 모노에스테르, 2-(2-하이드록시아릴)-벤조트리아졸 및 이들의 유도체, 2-(2-하이드록시아릴)-1,3,5-트리아진 및 이들의 유도체 등이 있다.

모노 카르복시산 클로라이드가 또한 사슬 정지제로 사용될 수 있다. 이들은 벤조일 클로라이드, C_{1 -}C₂₂ 알킬 치환 벤조일 클로라이드, 톨루오일 클로라이드, 할로겐 치환 벤조일 클로라이드, 브로모벤조일 클로라이드, 신나모일 클로라이드, 4-나디미도벤조일 클로라이드, 및 이들의 조합과 같은 단일고리형 모노 카르복시산 클로라이드; 트리멜리트산 무수물 클로라이드 및 나프토일 클로라이드와 같은 다중 고리 모노 카르복시산 클로라이드; 및 상기 단일 고리와 다중 고리 모노 카르복시산 클로라이드의 조합을 포함한다. 22개 이하의 탄소 원자를 갖는 지방족 모노카르복시산의 클로라이드가 유용하다. 아크릴로일 클로라이드 및 메타크릴로일 클로라이드와 같이 관능화된 지방족 모노카르복시산의 클로라이드도 유용하다. 또한, 모노 클로로포르메이트도 유용한데, 이는 페닐 클로로포르메이트, 알킬 치환된 페닐 클로로포르메이트, p-쿠밀 페닐 클로로포르메이트, 톨루엔 클로로포르메이트, 및 이들의 조합과 같은 단일고리형, 모노 클로로포르메이트를 포함한다.

대안적으로, 폴리카보네이트를 제조하기 위해 용융 공정이 사용될 수 있다. 일반적으로, 용융 중합 공정에서, 폴리카보네이트는, 균일한 분산물을 형성하기 위한 Banbury^®믹서, 쌍축 압출기 등에서, 에스테르 교환 촉매의 존재 하에서, 용융상태에서, 디하이드록시 반응물과 디페닐 카보네이트와 같은 디아릴 카보네이트 에스테르를 공반응시킴으로써 제조될 수 있다. 휘발성 1가 페놀이 증류에 의해 용융된 반응물로부터 제거되고 중합체는 용융된 잔류물로서 분리된다. 폴리카보네이트의 제조에 특히 유용한 용융 공정은 아릴기 상에 전자 끄는 치환체를 갖는 디아릴 카보네이트 에스테르를 사용한다. 전자 끄는 치환체를 갖는 구체적으로 유용한 디아릴 카보네이트 에스테르의 예는 비스(4-니트로페닐)카보네이트, 비스(2-클로로페닐)카보네이트, 비스(4-클로로페닐)카보네이트, 비스(메틸 살리실)카보네이트, 비스(4-메틸카르복시페닐) 카보네이트, 비스(2-아세틸페닐) 카르복실레이트, 비스(4-아세틸페닐) 카르복실레이트, 또는 전술한 에스테르 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다. 또한, 유용한 에스테르교환 촉매는 상기 화학식 (R³)₄Q⁺X의 상전이 촉매를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 R³, Q, 및 X는 상기 정의된 바와 같다. 에스테르교환 촉매는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 메틸트리부틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 하이드록사이드, 테트라부틸포스포늄 아세테이트, 테트라부틸포스포늄 페놀레이트, 또는 전술한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

비스페놀 A 폴리카보네이트는 25℃에서 클로로포름에서 측정된 바와 같이, 0.3 내지 1.5 데시리터/그램 (dl/gm), 구체적으로는 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도(intrinsic viscosity)를 가질 수 있다. 가교된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 참조로 보정하여 겔 투과 크로마토그래피 (gel permeation chromatography)(GPC)에 의해 측정된 바와 같이, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 10,000 내지 200,000 달톤, 구체적으로는 20,000 내지 100,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. GPC 샘플은 1 mg/ml의 농도에서 제조되고, 1.5 ml/min의 유속으로 용출(elute)된다.

비스페놀 A 폴리카보네이트는 300℃/1.2 kg에서 측정된 1 내지 60 큐빅 센티미터 / 10분 (cc/10분), 구체적으로는 2 내지 30 cc/10분의 용융 부피 유속을 가질 수 있다. 상이한 유동 특성의 비스페놀 A 폴리카보네이트들(선택적으로 다른 폴리카보네이트와 함께)의 조합이 전체적인 원하는 유동 특성을 달성하는데 사용될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트는 얇은 물품의 제조에 유용한 유동 특성을 갖는다.

본 명세서의 임의의 구현예에 있어서, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 0.1 wt% 이상, 0.2 wt% 이상, 0.3 wt% 이상, 0.35 wt% 이상, 0.5 wt% 이상, 1 wt% 이상, 2 wt% 이상, 또는 3 wt% 이상의 분지형 함량(branching level)을 갖는 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트를 포함한다. 예를 들어, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트 및 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트를 임의의 비율로 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트 대 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트의 중량비는 3:7 내지 6:4이다.

전술한 비스페놀 A 폴리카보네이트 외에도, 폴리카보네이트 조성물이 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트와는 다른 추가의 폴리카보네이트를 더 포함할 수 있다. 추가의 폴리카보네이트는 비스페놀 A가 아닌 화학식 (3)의 비스페놀로부터 유도된 호모폴리카보네이트; 비스페놀 A가 아닌 1종 이상의 비스페놀로부터 유도된 폴리카보네이트 코폴리머; 또는 비스페놀 A가 아닌 비스페놀로부터 유도되고 지방족 에스테르 단위, 방향족 에스테르 단위, 실록산 단위 또는 전술한 단위들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함하는 폴리카보네이트 코폴리머일 수 있다. 비스페놀 A 폴리카보네이트와 다른 열가소성 폴리머의 조합, 예를 들어, 폴리에스테르가 사용될 수 있는데, 이는 폴리에스테르가 조성물의 원하는 특정에 상당한 악영향을 주지 않는 경우이다. 유용한 폴리에스테르는, 예를 들어 화학식 (7)의 반복 단위를 갖는 폴리에스테르를 포함할 수 있고, 이는 폴리(알킬렌 디카르복실레이트), 액정 폴리에스테르(liquid crystalline polyester), 및 폴리에스테르 코폴리머를 포함한다. 일 구현예에 있어서, 오직 폴리카보네이트 폴리머만 사용된다.

본 명세서에 기술된 장점들은 구체적인 추가의 특성들을 갖는 비스페놀 A 폴리카보네이트의 사용에 의해 얻어진다는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 일 구현예에 있어서, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 고수준의 유기 순도(예를 들어, HPLC에 의해 측정시 99.65 wt% 이상) 및 2 ppm(parts per million) 이하의 황 함량 모두를 갖는 BPA 모노머를 사용하여 계면 공정을 통해 제조된다. 유기 순도(organic purity)는 100 중량%에서 자외선(UV)을 사용하여 검출된 공지의 불순물 및 미지의 불순물의 합을 뺀 것으로 정의될 수 있다 (HPLC method in Nowakowska et al., Polish J. Appl. Chem., XI(3), 247-254 (1996) 참조). 또한, 비스페놀 A 폴리카보네이트가 150 ppm 이하의 양의 자유 하이드록실 함량을 포함하도록 말단 캡핑제가 비스페놀 A 폴리카보네이트의 제조 동안 존재한다. 또한, 연소 및 전기량 검출(coulometric detection)에 기초한 상업적으로 이용가능한 총 황 분석(Total Sulfur Analysis)에 의해 측정시, 결과물 BPA 폴리카보네이트 내의 황 함량은 2 ppm 이하일 수 있다. 본 조성물의 사용에 적합한 고순도의 비스페놀 A 폴리카보네이트가 용융 공정을 통해 또한 제조될 수 있다.

이러한 비스페놀 A 폴리카보네이트는 구체적인 특성에 의해 특징지어진다. 특히, 바람직한 비스페놀 A 폴리카보네이트는 낮은 황색도 지수를 갖고 열에 안정적이다. 예를 들어, 비스페놀 A 폴리카보네이트를 포함하는 성형된 샘플은 ASTM D1925로 측정시 2.5 이하, 1.5 이하, 1.2 이하, 또는 1.1 이하의 황색도 지수(YI)를 갖는다. 비스페놀 A 폴리카보네이트는 ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화 이후에 12 미만, 12 미만, 또는 10 미만의 YI의 증가(△YI)를 갖는 이의 성형된 샘플에 의해 더 특징지어질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 130℃에서 2,000 시간의 열 노화 이후에 3 미만, 2.5 미만, 2 미만의 YI의 증가(△YI)를 가질 수 있다.

바람직한 비스페놀 A 폴리카보네이트는 또한 임의의 광확산제 또는 다른 충전제의 부재(absence) 하에 투명하다. 예를 들어, 폴리카보네이트 조성물의 성형품은, 예를 들어, HAZE-GUARD DUAL from BYK-Gardner를 사용하여, 구(0°/확산 형상(diffuse geometry))를 사용하고 통합하여 측정된 ASTM D1003-00, Procedure A에 의해 측정시, 2.5 밀리미터 (mm) 두께에서 90.0% 이상의 전송 레벨을 갖는데, 여기서 스펙스럼 감도(spectral sensitivity)는 표준 램프 D65 하에서 국제 조명 위원회(International Commission on Illumination)(CIE) 기준 스펙스럼 수치에 부합한다.

LED 조명 부품에 사용을 위한 폴리카보네이트 조성물은 비스페놀 A 폴리카보네이트에 더하여 광확산제 및 난연제를 선택적으로 더 포함할 수 있다.

광확산 입자의 형태로 종종 사용되는 광확산제는 좋은 휘도(luminance)를 갖는 물품의 제조에 사용되고, 여기에서 상기 물품은 물품의 광원을 보거나 반대면 상의 다른 물체를 보는 것이 바람직하지 않은 경우, 반사 또는 산란에 의한 최소한의 빛 손실과 함께 높은 수준의 입사광(incident light)(예를 들면, 창문 또는 천공을 통한 자연광, 또는 인공광)의 전송을 제공한다. 물품, 예를 들면 높은 정도의 은폐력을 갖는 시트(예를 들면, 휘도)는 상당량의 빛을 허용하지만, 충분히 확산하여 광원 또는 이미지는 패널을 통해 식별가능하지 않다. 광확산제는 (메트)아크릴릭계일 수 있고, 폴리(알킬 아크릴레이트) 및 폴리(알킬 메타크릴레이트)를 포함한다. 예는 폴리(알킬 메타크릴레이트), 구체적으로는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)를 포함한다. 폴리(테트라플루오로에틸렌)(PTFE)이 사용될 수 있다. 광확산제는 또한 폴리(알킬 실세스퀴옥산), 예를 들면, Momentive Performance Materials Inc.로부터 상표명 TOSPEARL^® 하에 입수가능한 폴리(메틸실세스퀴옥산)와 같은 폴리(알킬실세스퀴옥산)과 같은 실리콘을 포함할 수 있다. 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트) 및 폴리(알킬실세스퀴옥산)에 있는 알킬기는 1 내지 약 12개의 탄소 원자들을 함유할 수 있다. 광확산제는 또한 가교될 수 있다. 예를 들어, PMMA는 폴리스티렌 또는 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트와 같은 다른 코폴리머와 함께 가교될 수 있다. 구체적인 일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 광확산 가교된 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리(메틸실세스퀴옥산), 또는 상기 전술한 것중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다.

광확산제는 안티몬, 티타늄, 바륨, 및 아연을 함유하는 물질들과 같은 특정한 무기 물질, 예를 들어, 안티몬, 티타늄, 바륨, 및 아연의 산화물 또는 황화물, 또는 전술한 것 중 적어도 1종을 함유하는 조합을 또한 포함한다.

확산 효과는 폴리머 매트릭스 및 광확산제 사이의 계면 면적, 특히, 광확산 입자들에 의존하기 때문에, 광확산제의 입자 크기는 10 마이크로미터 (㎛) 이하일 수 있다. 예를 들어, 폴리(메틸실세스퀴옥산)과 같은 폴리(알킬실세스퀴옥산)의 입자 크기는 1.6 ㎛ 내지 2.0 ㎛일 수 있고, 가교된 PMMA의 입자 크기는 3 ㎛ 내지 6 ㎛일 수 있다.

광확산 입자는 폴리카보네이트 조성물에 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0 내지 1.5 wt%, 구체적으로는 0.001 내지 1.5wt%, 더욱 구체적으로는 0.2wt% 내지 약 0.8wt%의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 폴리(알킬실세스퀴옥산)은 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 1.5 wt%의 양으로 존재할 수 있고, 가교된 PMMA는 조성물의 조성물의 총 중량을 기준으로 0 내지 1.5 wt%의 양으로 존재할 수 있다.

유용한 난연제는 인, 브롬 및/또는 염소를 포함하는 유기 화합물을 포함한다. 규제 상의 이유로 인해, 비브롬화 및 비염소화 인 함유 난연제, 예를 들어, 유기 포스페이트 및 인-질소 결합을 함유하는 유기 화합물이 특정 응용 분야에서 바람직할 수 있다.

유기 포스페이트의 일 유형은 화학식 (GO)₃P=O의 방향족 포스페이트이며, 여기서 각각의 G는 독립적으로, 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 알킬아릴, 또는 아랄킬기이며, 단 하나 이상의 G는 방향족기이다. 2개의 G 기는 서로 결합하여 고리기, 예를 들어, 디페닐 펜타에리트리톨 디포스페이트를 제공할 수 있다. 방향족 포스페이트는 페닐 비스(도데실) 포스페이트, 페닐 비스(네오펜틸) 포스페이트, 페닐 비스(3,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 에틸 디페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 디(p-톨일) 포스페이트, 비스(2-에틸헥실) p-톨일 포스페이트, 트리톨일 포스페이트, 비스(2-에틸헥실) 페닐 포스페이트, 트리(노닐페닐) 포스페이트, 비스(도데실) p-톨일 포스페이트, 디부틸 페닐 포스페이트, 2-클로로에틸 디페닐 포스페이트, p-톨일 비스(2,5,5'-트리메틸헥실) 포스페이트, 2-에틸헥실 디페닐 포스페이트 등을 포함한다. 구체적인 방향족 포스페이트는 각각의 G가 방향족인 것이며, 예를 들어, 트리페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 이소프로필화 트리페닐 포스페이트 등이 있다.

또한, 이관능성 또는 다관능성(di- or polyfunctional) 방향족 인 함유 화합물, 예를 들어, 하기 화학식들의 화합물이 유용하다:

,

, 및

여기서, 각각의 G¹는 독립적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 탄화수소이고; 각각의 G² 는 독립적으로 1 내지 30개의 탄소 원자를 가진 탄화수소 또는 탄화수소옥시(hydrocarbonoxy)이고; 각각의 X는 독립적으로 브롬 또는 염소이고; m은 0 내지 4이고, n은 1 내지 30이다. 이관능성 또는 다관능성 방향족 인 함유 화합물은 각각 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐)포스페이트, 이들 각각의 올리고머 및 폴리머 대응물(counterparts) 등을 포함한다.

인-질소 결합을 함유하는 난연성 화합물은 포스포니트릴릭 클로라이드(phosphonitrilic chloride), 인 에스테르 아미드, 인산 아미드, 포스폰산 아미드, 포스핀산 아미드, 트리스(아지리디닐) 포스핀 옥사이드를 포함한다. 존재하는 경우, 인 함유 난연제는 일반적으로 폴리카보네이트 조성물 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부, 구체적으로 0.02 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다.

또한, 할로겐화 재료, 예를 들어, 할로겐화 화합물 및 하기 화학식 (20)의 수지는 난연제로서 사용될 수 있다:

(20)

여기서, R은 알킬렌, 알킬리덴 또는 지환족 연결기(예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 이소프로필리덴, 부틸렌, 이소부틸렌, 아밀렌, 사이클로헥실렌, 사이클로펜틸리덴 등); 또는 산소 에테르, 카보닐, 아민 또는 황 함유 연결기(예를 들어, 설파이드, 설폭시드, 설폰 등)이다. R은 또한 방향족, 아미노, 에테르, 카보닐, 설파이드, 설폭시드, 설폰 등과 같은 기에 의해 연결된 두 개 이상의 알킬렌 또는 알킬리덴 연결기로 이루어질 수 있다.

화학식 (20) 중 Ar 및 Ar'은 각각 독립적으로 모노 또는 폴리카보사이클릭 방향족기, 예를 들어, 페닐렌, 비페닐렌, 터페닐렌, 나프틸렌 등이다.

Y는 유기, 무기 또는 유기금속 라디칼로서, 예를 들어, (1) 할로겐(예를 들어, 염소, 브롬, 요오드, 불소) 또는 (2) 일반식 OB의 기(여기서, B는 X와 유사한 1가 탄화수소기) 또는 (3) R로 표시되는 유형의 1가 탄화수소기 (4) 기타 치환체(예를 들어, 니트로, 시아노 등이며, 상기 치환체들은 아릴 핵 당 할로겐 원자가 1개 이상, 구체적으로 2개 이상인 경우 실질적으로 불활성이다)이다.

존재하는 경우, 각각의 X는 독립적으로 1가 탄화수소기, 예를 들어, 알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 데실 등); 아릴기(페닐, 나프틸, 비페닐, 자일릴, 톨일 등); 및 아랄킬기(벤질, 에틸페닐 등); 지환족기(예를 들어, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등)이다. 1가 탄화수소기는 그 자체가 불활성 치환기를 함유할 수 있다.

각각의 d는 독립적으로 1 내지 Ar 또는 Ar'를 포함하는 방향족 고리 상에 치환된 대체가능한 수소의 개수에 해당하는 최대값이다. 각각의 e는 독립적으로 0 내지 R 상의 대체가능한 수소의 개수에 해당하는 최대값이다. a, b 및 c는 각각 독립적으로 0을 포함하는 정수(whole number)이다. b가 0이 아닌 경우, a와 c 둘 다 0이 될 수 없다. 그렇지 않으면, a 또는 c 둘 중 하나가 0일 수 있지만, 둘 다 0이 될 수는 없다. b가 0인 경우, 상기 방향족기들은 직접 탄소-탄소 결합에 의해 연결된다.

방향족기 Ar 및 Ar'상의 하이드록실 및 Y 치환체는 방향족 고리상의 오르쏘, 메타 또는 파라 위치로 변할 수 있고, 이들 기는 서로에 대해 임의의 가능한 기하학적 관계에 있을 수 있다.

전술한 화학식의 범위 내에 비스페놀이 포함되며, 다음과 같은 것이 대표적이다: 2,2-비스-(3,5-디클로로페닐)-프로판; 비스-(2-클로로페닐)-메탄; 비스(2,6-디브로모페닐)-메탄; 1,1-비스-(4-아이오도페닐)-에탄; 1,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-아이오도페닐)에탄; 1,1-비스-(2-클로로-4-메틸페닐)-에탄; 1,1-비스-(3,5-디클로로페닐)-에탄; 2,2-비스-(3-페닐-4-브로모페닐)-에탄; 2,6-비스-(4,6-디클로로나프틸)-프로판; 2,2-비스-(2,6-디클로로페닐)-펜탄; 2,2-비스-(3,5-디브로모페닐)-헥산; 비스-(4-클로로페닐)-페닐-메탄; 비스-(3,5-디클로로페닐)-사이클로헥실메탄; 비스-(3-니트로-4-브로모페닐)-메탄; 비스-(4-하이드록시-2,6-디클로로-3-메톡시페닐)-메탄; 및 2,2-비스-(3,5-디클로로-4-하이드록시페닐)-프로판 2,2 비스-(3-브로모-4-하이드록시페닐)-프로판. 또한, 상기 구조의 화학식은 다음을 포함한다: 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디브로모벤젠, 1,3-디클로로-4-하이드록시벤젠 및 비페닐(예를 들어, 2,2'-디클로로비페닐, 폴리브롬화 1,4-디페녹시벤젠, 2,4'-디브로모비페닐 및 2,4'-디클로로비페닐) 뿐만 아니라 데카브로모 디페닐 옥사이드 등.

또한, 올리고머성 및 폴리머성 할로겐화 방향족 화합물로서, 예를 들어, 비스페놀 A 및 테트라브로모비스페놀 A의 코폴리카보네이트 및 카보네이트 전구체(예를 들어, 포스겐)가 유용하다. 금속 상승제(synergists), 예를 들어, 산화 안티몬이 또한 난연제와 함께 사용될 수 있다. 존재하는 경우, 할로겐 함유 난연제는 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로, 일반적으로 0.01 내지 10 중량부, 구체적으로 0.02 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다.

대안적으로, 상기 폴리카보네이트 조성물은 염소 및 브롬이 본질적으로 없을 수 있다. 염소 및 브롬이 본질적으로 없다는 것은 염소 또는 브롬 또는 염소 또는 브롬 함유 재료의 의도적인 첨가 없이 생성된 재료를 지칭한다. 그러나, 다종 제품을 처리하는 설비에서는 특정한 양의 교차 오염이 발생할 수 있고, 이는 전형적으로 백만 중량부 당 중량부 스케일의 브롬 및/또는 염소 수준을 낳을 수 있음이 이해될 수 있다. 이러한 이해를 바탕으로, 브롬 및 염소가 본질적으로 없다는 것은 100 ppm(백만 중량부 당 중량부) 이하, 75 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 브롬 및/또는 염소 함량을 갖는 것으로 정의될 수 있음이 쉽게 인식될 수 있다. 이러한 정의가 난연제에 적용되는 경우, 이는 난연제의 총중량을 기준으로 한다. 이러한 정의가 상기 폴리카보네이트 조성물에 적용되는 경우, 이는 임의의 충전제를 제외한 상기 조성물의 총중량을 기준으로 한다.

무기 난연제, 예를 들어, C_{2 -16} 알킬 설포네이트 염(예를 들어, 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트 (Rimar 염), 포타슘 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트 및 포타슘 디페닐술폰 설포네이트(KSS) 등); 예를 들어, 알칼리 금속 또는 알킬리 토금속(예를 들어, 리튬, 소듐, 포타슘, 마그네슘, 칼슘 및 바륨 염) 및 무기산 착염(예를 들어, Na₂CO₃, K₂CO₃, MgCO₃, CaCO₃, 및 BaCO₃ 같은 탄산의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속염과 같은 옥소 음이온 착체 또는 Li₃AlF₆, BaSiF₆, KBF₄, K₃AlF₆, KAlF₄, K₂SiF₆ 및/또는 Na₃AlF₆ 와 같은 플루오로 음이온 착체)의 반응에 의해 형성된 염이 또한 사용될 수 있다. 존재하는 경우, 무기 난연성 염은 일반적으로 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로, 0.01 내지 10 중량부, 구체적으로 0.02 내지 5 중량부, 더욱 구체적으로 0.02 내지 1 중량부의 양으로 존재한다. 일 구현예에 있어서, V-2의 UL-95 등급은 KSS를 사용하여 달성될 수 있고, V-0의 UL-95는 Rimar 염을 사용하여 달성될 수 있다.

다른 유용한 유형의 난연제는 전술한 바와 같은 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머이다. 화학식 (10) 중 E는 상기 폴리카보네이트 조성물에 유효한 수준의 난연성을 제공하도록 선택된다. 따라서, E의 값은 폴리카보네이트, 충격 개질제, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머 및 기타 난연제의 유형 및 양을 포함하여, 상기 폴리카보네이트 조성물 중 각 성분의 유형 및 상대적인 양에 따라 달라질 것이다. 적절한 E 값은 과도한 실험 없이 본 명세서에 개시된 가이드라인을 사용하여 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 결정될 수 있다. 일반적으로, E는 2 내지 1,000, 구체적으로 10 내지 100, 더욱 구체적으로 25 내지 75의 평균값을 가진다. 일 구현예에 있어서, E는 40 내지 60의 평균값을 가지고, 또 다른 구현예에 있어서, E는 50의 평균값을 갖는다. E가 낮은 값, 예를 들어, 40 미만인 경우, 상대적으로 많은 양의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 사용하는 것이 필요할 수 있다. 반대로, E가 높은 값, 예를 들어, 40 이상인 경우, 상대적으로 적은 양의 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머를 사용하는 것이 필요할 수 있다. 존재하는 경우, 폴리실록산-폴리카보네이트 코폴리머는 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 하여 5 내지 50 중량부, 더욱 구체적으로는 10 내지 40 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 광확산제, 및 난연제 이외에, 상기 폴리카보네이트 조성물은 이러한 유형의 폴리머 조성물에 일반적으로 혼입되는 다양한 첨가제(예를 들어, 충전제, 보강제(reinforcing agent), 산화 방지제, 열 안정화제, 광 안정제, 자외선 (UV) 광 안정화제, 가소제, 윤활제, 이형제, 대전 방지제, 유기 염료와 같은 착색제, 표면 효과 첨가제, 방사 안정화제, 및 적하 방지제(anti-drip agent))들을 포함할 수 있으며, 단, 상기 첨가제는 상기 폴리카보네이트 조성물의 바람직한 특성, 특히, 광 전송, 광 확산, 및 난연성에 상당한 악영향을 주지 않도록 선택된다. 전술한 첨가제들에 더하여, 광 변환 재료가 선택적으로 폴리카보네이트 조성물 내에 존재할 수 있다. 첨가제들의 조합, 예를 들어, 열 안정화제, 이형제, 및 자외선 광 안정화제의 조합이 사용될 수 있다. 일반적으로, 첨가제들은 일반적으로 유효하다고 알려진 양으로 사용된다.

가능한 충전제 또는 보강제는, 예를 들어, 실리케이트 및 실리카 분말, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트(뮬라이트(mullite)), 합성 칼슘 실리케이트, 지르코늄 실리케이트, 용융 실리카(fused silica), 결정질 실리카 흑연, 천연 규사 등; 붕소 분말, 예를 들어, 붕소-니트라이드 분말, 붕소-실리케이트 분말 등; 산화물, 예를 들어, TiO₂, 산화알루미늄, 산화마그네슘 등; 황산칼슘(이의 무수물, 2수화물 또는 3수화물); 탄산칼슘, 예를 들어, 초크, 석회석, 대리석, 합성 침천 탄산칼슘 등; 섬유상, 모듈러상, 침상, 층상 활석 등을 포함하는 활석; 규회석; 표면 처리된 규회석; 유리구, 예를 들어, 중공(hollow) 및 중실(solid) 유리 구, 실리케이트 구, 세노스피어(cenosphere), 알루미노실리케이트(아모스피어) 등; 경질 카올린, 연질 카올린, 하소(calcined) 카올린, 폴리머 매트릭스 수지와의 적합성(compatibility)을 촉진하기 위한 당해 기술 분야에서 공지된 다양한 코팅을 포함하는 카올린 등을 포함하는 카올린; 단결정 섬유 또는 "위스커(whiskers)", 예를 들어, 실리콘 카바이드, 알루미나, 붕소 카바이드, 철, 니켈, 구리 등; 섬유(연속 섬유 및 절단 섬유 포함), 예를 들어, 석면, 탄소 섬유, 유리 섬유, 예를 들어, E, A, C, ECR, R, S, D 또는 NE 유리 등; 황화물, 예를 들어, 황화몰리브덴, 황화아연 등; 바륨 화합물, 예를 들어, 바륨 티타네이트, 바륨 페라이트, 바륨 설페이트, 중정석 등; 금속 및 금속 산화물, 예를 들어, 미립자 또는 섬유상 알루미늄, 청동, 아연, 구리 및 니켈 등; 플레이크 충전제, 예를 들어, 유리 플레이크, 플레이크 실리콘 카바이드, 알루미늄 디보라이드, 알루미늄 플레이크, 철 플레이크 등; 섬유상 충전제, 예를 들어, 무기 단섬유, 예를 들어, 알루미늄 실리케이트, 알루미늄 산화물, 마그네슘 산화물, 및 칼슘 설페이트 반수화물(hemihydrate) 등의 1종 이상을 포함하는 블렌드로부터 유도된 무기 단섬유; 천연 충전제 및 보강제, 예를 들어, 목재를 분쇄함으로써 수득되는 목재 분말, 섬유상 제품, 예를 들어, 셀룰로오스, 면, 사이잘(sisal), 황마(jute), 녹말, 코르크 분말, 리그닌, 땅콩 껍질, 옥수수, 벼 껍질 등; 유기 충전제, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌; 섬유를 형성할 수 있는 유기 폴리머로부터 형성된 보강 유기 섬유상 충전제, 예를 들어, 폴리(에테르 케톤), 폴리이미드, 폴리벤즈옥사졸, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴 수지, 폴리(비닐 알코올) 등; 뿐만 아니라 추가적 충전제 및 보강제, 예를 들어, 운모, 점토, 장석, 연진, 필라이트(fillite), 석영, 규암, 펄라이트(perlite), 트리폴리, 규조토, 카본 블랙 등, 또는 전술한 충전제 또는 보강제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

상기 충전제 및 보강제는 금속 재료의 층으로 코팅되어 전도성을 촉진시킬 수 있거나, 또는 실란으로 표면 처리되어 폴리머 매트릭스 수지와의 접착성 및 분산성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 보강 충전제는 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트 섬유의 형태로 제공될 수 있으며, 개별적으로 또는 기타 유형의 섬유와의 조합으로, 예를 들어, 공 직조(co-weaving)형 또는 코어(core)/시스(sheath)형, 사이드바이사이드(side-by-side)형, 오렌지형 또는 매트릭스 및 피브릴(matrix and fibril) 구조를 통해, 또는 섬유 제조의 기술분야의 통상의 기술자에 공지된 기타 방법에 의해 사용될 수 있다. 공직조(co-woven) 구조는 유리 섬유-탄소 섬유, 탄소 섬유-방향족 폴리이미드(아라미드) 섬유, 및 방향족 폴리이미드 섬유유리 섬유 등을 포함한다. 섬유상 충전제는, 예를 들어, 로빙(rovings), 직조 섬유상 보강제, 예를 들어, 0 내지 90도 직물 등; 비직조 섬유상 보강제, 예를 들어, 연속상 스트랜트 매트(continuous strand mat), 절단된(chopped) 스트랜드 매트, 티슈, 종이 및 펠트 등; 또는 3차원적 보강제, 예를 들어, 브레이드(braid)의 형태로 제공될 수 있다. 충전제는 일반적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0 내지 20 중량부, 구체적으로는 0.01 내지 10 중량부의 양으로 사용된다.

산화방지제 첨가제는, 오가노포스파이트, 예를 들어, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리쓰리톨 디포스파이트, 디스테아릴 펜타에리쓰리톨 디포스파이트 등; 알킬화 1가 페놀 또는 다가 페놀; 다가 페놀과 디엔의 알킬화 반응 생성물, 예를 들어, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)]메탄 등; 파라-크레졸 또는 디사이클로펜타디엔의 부틸화 반응 생성물; 알킬화 하이드로퀴논; 하이드록실화 티오디페닐 에테르; 알킬리덴-비스페놀; 벤질 화합물; 베타-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 베타-(5-t-부틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알코올의 에스테르; 티오알킬 또는 티오아릴 화합물의 에스테르, 예를 들어, 디스테아릴티오프로피오네이트, 디라우릴티오프로피오네이트, 디트리데실티오디프로피오네이트, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 펜타에리쓰리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 등; 베타-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피온산 등의 아미드, 또는 전술한 산화 방지제의 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 산화방지제는 일반적으로 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.0001 내지 1 중량부의 양으로 사용된다.

열 안정화제 첨가제는 오가노포스파이트, 예를 들어, 트리페닐 포스파이트, 트리스-(2,6-디메틸페닐)포스파이트, 트리스-(혼합된 모노- 및 디-노닐페닐)포스파이트 등; 포스포네이트, 예를 들어, 디메틸벤젠 포스포네이트 등, 포스페이트, 예를 들어, 트리메틸 포스페이트 등, 또는 전술한 열 안정화제의 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 열 안정화제는 일반적으로 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로, 0.0001 내지 1 중량부의 양으로 사용된다.

하이드록실기를 가지지 않는 광 안정화제 및/또는 자외선 광 (UV) 흡수 첨가제가 또한 사용될 수 있다. 광 안정화제는 일반적으로 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.0001 내지 1 중량부, 구체적으로는 0.001 내지 0.1 중량부, 더욱 구체적으로는 0.01 내지 0.1 중량부의 양으로 사용된다.

또한, 가소제, 윤활제, 및/또는 이형제가 사용될 수 있다. 이러한 유형의 재료들은 공통 부분이 상당히 많으며, 예를 들어, 프탈산 에스테르, 예를 들어, 디옥틸-4,5-에폭시-헥사하이드로프탈레이트; 트리스-(옥트옥시카보닐에틸)이소시아누레이트; 트리스테아린; 이관능성 또는 다관능성 방향족 포스페이트, 예를 들어, 레조르시놀 테트라페닐 디포스페이트 (RDP), 하이드로퀴논의 비스(디페닐)포스페이트 및 비스페놀 A의 비스(디페닐)포스페이트; 폴리-알파-올레핀; 에폭시드화 대두유; 실리콘유를 포함하는 실리콘; 에스테르, 예를 들어, 지방산 에스테르, 예를 들어, 알킬 스테아릴 에스테르, 예를 들어, 메틸 스테아레이트, 스테아릴 스테아레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라스테아레이트 등; 폴리에틸렌 글리콜 폴리머, 폴리프로필렌 글리콜 폴리머, 폴리(에틸렌 글리콜-코-프로필렌 글리콜)코폴리머, 또는 전술한 글리콜 폴리머 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함하는 친수성 및 소수성 비이온성 계면활성제와 메틸 스테아레이트의 조합, 예를 들어, 적합한 용매 중의 메틸 스테아레이트 및 폴리에틸렌-폴리프로필렌 글리콜 코폴리머; 왁스, 예를 들어, 밀랍, 몬탄 왁스, 파라핀 왁스 등을 포함한다. 이러한 재료들은 일반적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 1 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

용어 "대전 방지제"는 폴리머 수지 내로 가공 처리되고, 및/또는 재료 또는 물품 상에 스프레이되어 전도 특성 및 전반적인 물리적 성능을 향상시킬 수 있는 모노머성, 올리고머성, 또는 폴리머성 재료를 지칭한다. 모노머성 대전 방지제의 예는 글리세롤 모노스테아레이트, 글리세롤 디스테아레이트, 글리세롤 트리스테아레이트, 에톡시화 아민, 1차, 2차 및 3차 아민, 에톡시화 알코올, 알킬 설페이트, 알킬아릴 설페이트, 알킬 포스페이트, 알킬아민설페이트, 알킬 설포네이트 염, 예를 들어, 소듐 스테아릴 설포네이트, 소듐 도데실벤젠설포네이트 등, 4차 암모늄 염, 4차 암모늄 수지, 이미다졸린 유도체, 소르비탄 에스테르(sorbitan ester), 에타놀아미드, 베타인 등, 또는 전술한 모노머 대전 방지제 중 1종 이상을 포함하는 조합을 포함한다.

폴리머성 대전 방지제는 특정 폴리에스테르아미드 폴리에테르-폴리아미드(폴리에테르아미드) 블록 코폴리머, 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머, 폴리에테르에스테르, 또는 폴리우레탄을 포함하며, 각각은 폴리알킬렌 글리콜 모이어티 폴리알킬렌 옥사이드 단위, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜 등을 포함한다. 이러한 폴리머성 대전 방지제는 상업적으로 입수가능하며, 예를 들어, PELESTAT^® 6321 (Sanyo) 또는 PEBAX^® MH1657(Atofina), IRGASTAT^® P18 및 P22(Ciba-Geigy)가 있다. 대전 방지제로서 사용될 수 있는 기타 폴리머성 재료는, 본래 전도성 중합체, 예를 들어, 폴리아닐린(Panipol의 PANIPOL^TMEB로 상업적으로 입수가능함), 폴리피롤 및 폴리티오펜(Bayer로부터 상업적으로 입수가능함)이며, 이들은 승온에서 용융 가공 후 이들의 고유 전도도(intrinsic conductivity)의 일부를 유지한다. 일 구현예에서, 탄소 섬유, 탄소 나노섬유, 탄소 나노튜브, 카본 블랙, 또는 전술한 것 중 1종 이상을 포함하는 조합이 화학적 대전 방지제를 함유하는 폴리머 수지에 사용되어 상기 조성물이 정전기적으로 산일되게(dissipative)할 수 있다. 대전 방지제는 일반적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.0001 내지 5 중량부의 양으로 사용된다.

또한 안료 및/또는 염료 첨가제와 같은 착색제가 존재할 수 있다. 유용한 안료는, 예를 들어, 하기를 포함할 수 있다: 무기 안료, 예를 들어, 아연 산화물, 티타늄 이산화물, 철 산화물 등과 같은 금속 산화물 및 혼합 금속 산화물; 아연 황화물 등과 같은 황화물; 알루미네이트; 소듐 설포-실리케이트 설페이트, 크로메이트 등; 카본 블랙; 징크 페라이트; 울트라마린 블루; 유기 안료, 예를 들어, 아조, 디-아조, 퀴나크리돈, 페릴렌, 나프탈렌 테트라카르복시산, 플라반트론, 이소인돌리논, 테트라클로로이소인돌리논, 안트라퀴논, 엔트론, 디옥사진, 프탈로시아닌, 및 아조 레이크(azo lake); Pigment Red 101, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 202, Pigment Violet 29, Pigment Blue 15, Pigment Blue 60, Pigment Green 7, Pigment Yellow 119, Pigment Yellow 147, Pigment Yellow 150, 및 Pigment Brown 24; 또는 전술한 안료 중 1종 이상을 포함하는 조합. 안료는 존재하는 경우, 일반적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부을 기준으로, 0.0001 내지 1 중량부의 양으로 사용된다.

염료는 일반적으로 유기 물질일 수 있으며, 하기를 포함한다: 쿠마린 460(블루), 쿠마린 6(그린), 나일 레드(nile red) 등과 같은 쿠마린 염료; 란타나이드 착물; 탄화수소 및 치환된 탄화수소 염료; 폴리사이클릭 방향족 탄화수소 염료; 옥사졸 또는 옥사디아졸 염료과 같은 섬광(scintillation) 염료; 아릴 또는 헤테로아릴 치환된 폴리(C_{2 -8}) 올레핀 염료; 카보시아닌 염료; 인단트론 염료; 프탈로시아닌 염료; 옥사진 염료; 카보스티릴 염료; 나프탈렌테트라카르복시산 염료; 포피린 염료; 비스(스티릴)바이페닐 염료; 아크리딘 염료; 안트라퀴논 염료; 시아닌 염료; 메틴 염료; 아릴메탄 염료; 아조 염료; 인디고이드 염료, 티오인디고이드 염료, 디아조늄 염료; 니트로 염료; 퀴논 이민 염료; 아미노케톤 염료; 테트라졸륨 염료; 티아졸 염료; 페릴렌 염료; 페리논 염료; 비스-벤즈옥사졸릴티오펜(BBOT); 트리아릴메탄 염료; 잔텐 염료; 티오잔텐 염료; 나프탈이미드 염료; 락톤 염료; 근적외선 파장에서는 흡수하고 가시광선 파장에서는 방출하는 안티-스토크 쉬프트 염료(anti-stoke shift dyes)와 같은 형광체(fluorophores) 등; 7-아미노-4-메틸쿠마린과 같은 발광 염료(luminescent dyes); 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린; 2-(4-바이페닐일)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸; 2,5-비스-(4-바이페닐일)-옥사졸; 2,2'-디메틸-p-쿼터페닐; 2,2-디메틸-p-터페닐; 3,5,3"", 5""-테트라-t-부틸-p-퀸쿼페닐; 2,5-디페닐푸란; 2,5-디페닐옥사졸; 4,4'-디페닐스틸벤; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란; 1,1'-디에틸-2,2'-카보시아닌 아이오다이드; 3,3'-디에틸-4,4',5,5'-디벤조티아트리카보시아닌 아이오다이드; 7-디메틸아미노-1-메틸-4-메톡시-8-아자퀴놀론-2; 7-디메틸아미노-4-메틸퀴놀론-2; 2-(4-(4-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-3-에틸벤조티아졸륨 퍼클로레이트; 3-디에틸아미노-7-디에틸이미노페녹사조늄 퍼클로레이트; 2-(1-나프틸)-5-페닐옥사졸; 2,2'-p-페닐렌-비스(5-페닐옥사졸); 로다민 700; 로다민 800; 피렌; 크리센; 루브렌; 코로넨 등; 또는 전술한 염료 중 1종 이상을 포함하는 조합. 안료는 일반적으로, 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부을 기준으로, 0.0001 내지 1 중량부, 구체적으로는 0.001 내지 0.5 중량부의 양으로 사용된다.

또한, 적하 방지제, 예를 들어, 피브릴(fibril) 형성 또는 비피브릴(non-fibril) 형성 플루오로중합체, 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)이 상기 조성물에 사용될 수 있다. 상기 적하방지제는 전술한 바와 같은 강성 코폴리머, 예를 들어, 스티렌-아크릴로니트릴 코폴리머(SAN)에 의해 캡슐화(encapsulated)될 수 있다. SAN에 캡슐화된 PTFE는 TSAN으로 알려져 있다. 캡슐화된 플루오로폴리머는 상기 플루오로폴리머, 예를 들어, 수성 분산액의 존재 하에서 캡슐화하는 폴리머를 중합함으로써 제조될 수 있다. TSAN은 상기 조성물에 더욱 용이하게 분산될 수 있다는 점에서, PTFE보다 훨씬 유리한 이점을 제공할 수 있다. TSAN은 상기 캡슐화된 플루오로폴리머의 총 중량을 기준으로, 50 wt% PTFE 및 50 wt% SAN을 포함할 수 있다. SAN은 상기 코폴리머의 총 중량을 기준으로, 예를 들어, 75 wt% 스티렌 및 25 wt% 아크릴로니트릴을 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 플루오로폴리머는 제2 폴리머, 예를 들어, 방향족 폴리카보네이트 또는 SAN과 일정 방식으로 예비 블렌딩되어 적하 방지제로 사용되기 위한 응집 물질을 형성할 수 있다. 둘 중 어느 방법도 캡슐화된 플루오로폴리머를 제조하는데 사용될 수 있다. 적하 방지제는 일반적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 wt%의 양으로 사용된다.

또한, 방사선 안정화제, 구체적으로, 감마-방사선 안정화제가 존재할 수 있다. 감마-방사선 안정화제는 알킬렌 폴리올, 예를 들어, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올, 메조-2,3-부탄디올, 1,2-펜탄디올, 2,3-펜탄디올, 1,4-펜탄디올, 1,4-헥산디올 등; 사이클로알킬렌 폴리올, 예를 들어, 1,2-사이클로펜탄디올, 1,2-사이클로헥산디올 등; 분지화 알킬렌폴리올, 예를 들어, 2,3-디메틸-2,3-부탄디올(피나콜) 등, 뿐만 아니라 알콕시 치환된 사이클릭 또는 비사이클릭 알칸을 포함한다. 또한, 불포화 알켄올도 유용하며, 상기 불포화 알켄올의 예는 4-메틸-4-펜텐-2-올, 3-메틸-펜텐-3-올, 2-메틸-4-펜텔-2-올, 2,4-디메틸-4-펜-2올, 및 9-데센-1-올, 뿐만 아니라 하나 이상의 하이드록시 치환된 3차 탄소를 갖는 3차 알코올, 예를 들어, 2-메틸-2,4-펜탄디올(헥실렌 글리콜), 2-페닐-2-부탄올, 3-하이드록시-3-메틸-2-부탄온, 2-페닐-2-부탄올 등, 및 사이클릭 3차 알코올, 예를 들어, 1-하이드록시-1-메틸-사이클로헥산을 포함한다. 또한, 방향족 고리에서 불포화 탄소에 결합된 포화 탄소 상에 하이드록시 치환을 갖는 특정 하이드록시메틸 방향족 화합물이 사용될 수 있다. 상기 하이드록시 치환된 포화 탄소는 메틸올 기(-CH₂OH)일 수 있거나, 보다 복잡한 탄화수소기, 예를 들어, -CR⁴HOH 또는 -CR₂ ⁴OH일 수 있고, 여기서, R⁴는 복잡하거나 간단한 탄화수소이다. 구체적인 하이드록시 메틸 방향족 화합물은 벤즈하이드롤, 1,3-벤젠디메탄올, 벤질 알코올, 4-벤질옥시 벤질 알코올 및 벤질 알코올을 포함한다. 2-메틸-2,4-펜탄디올, 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리프로필렌 글리콜이 종종 감마-방사선 안정화에 사용된다. 감마-방사선 안정화 화합물은 전형적으로 상기 폴리카보네이트 조성물의 100 중량부를 기준으로 0 내지 1 중량부의 양으로 사용된다. 일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 하이드록실 관능기를 갖는 방사선 안정화제를 함유하지 않는다.

변환 재료의 다양한 유형들이 폴리카보네이트 조성물 내에 존재할 수 있다. 변환 재료들은 효과적인 양으로 선택되고 첨가되어 LED 또는 다른 발광 장치의 발광(luminescence) 또는 전송을 촉진시킨다. 어떻게 변환 재료가 만들어지는지에 따라, 긴 수명(long-lived)(몇분 보다 더 긴 발광 수명) 또는 짧은 수명(short-lived)일 수 있다. 몇몇의 유용한 변환 재료는 10^-4초 미만의 짧은 발광 수명을 갖는다.

변환 재료는 코팅될 수 있다(예를 들어, 변환 재료의 표면에 재료를 도포한 결과이고, 상기 코팅은 표면 상이고 및/또는 화학적으로 표면과 상호작용한다). 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 재료에 첨가되는 경우, 방사성 값 (예를 들어, 복사 전력, 복사 강도, 복사 조도(irradiance), 및 복사(radiance)) 및 상응하는 광도 값(photometric value)(예를 들어, 총 휘도 변화(luminance flux), 광도(luminous intensity), 조도(illuminance), 휘도(luminance)), 휘도 효율 (와트 당 루멘(lm/W)), 연색 평가 지수(color rendering index), 색상 품질 스케일(color quality scale)(CQS), 관련있는 색상 온도, 및 색도(chromaticity)가 코팅되지 않는 변환 재료에 비해 향상될 것이 기대된다. 바람직하게는, MVR 변화가 30% 이하, 구체적으로는 10% 이하인 용융 안정성을 유지하기 위하여(즉, MVR은 6분 및 다시 18분에 측정되고, 이 MVR의 차이는 6분 값의 30% 이하이다) 상기 변환 재료가 충분하게 코팅될 수 있다.

변환 재료는 실리콘 오일 또는 무정형의 실리카의 층으로 코팅될 수 있다. 실리콘 오일의 몇몇 예는 수소-알킬 실록산 오일(예를 들어, Momentive Performance Materials로부터 상업적으로 입수 가능한 DF1040과 같은 폴리메틸하이드록시실록산); 폴리디알킬 실록산 오일(예를 들어, Momentive Performance Materials로부터 상업적으로 입수 가능한 DF581과 같은 폴리디메틸실록산); 폴리(디메틸 실록산-코-디페닐 실록산), 디하이드록시-말단 실리콘 오일(예를 들어, Gelest, Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 Gelest PDS 1615와 같은 실란올 말단 디페닐실록산); 뿐만 아니라 전술한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합들이다. 이러한 실리콘 오일은 상기 변환 재료가 먼저 실리콘 오일로 처리된 후 폴리카보네이트 매트릭스 또는 바인더(매트릭스로 총괄 지칭함)에 첨가되는 경우, 코팅으로 간주된다. 코팅 자체는 변환 재료를 함유하는 바인더도 아니고 매트릭스도 아니다. 변환 재료는 다양한 방법, 예를 들어, 실리콘 오일을 분무하는 방법에 의해 실리콘 오일로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 변환 재료는 유동층 반응기(fluidized bed reactor)에서 실리콘 오일을 분무하여 코팅될 수 있다. 실리콘 오일의 총 양은 상기 변환 재료의 총 중량을 기준으로 하여 변환 재료에 대하여 0.05 wt% 내지 20 wt%, 구체적으로는 0.1 wt% 내지 10 wt%, 더욱 구체적으로는 0.5 wt% 내지 5 wt%일 수 있다. 폴리메틸하이드록시실록산 및 폴리디메틸실록산과 같은 두개의 실리콘 코팅이 사용되는 경우, 총 양은 변하지 않고, 추구하는 보호의 유형에 따라 두개의 오일의 분할 비(split ratio)가 1:99 내지 99:1일 수 있다. 일 구현예에 있어서, 제1 코팅은 총 실리콘 오일 함량의 적어도 약 50 wt%를 나타낸다. 변환 재료의 코팅은 일반적으로 Brown et al.의 U.S. Patent No. 6,692,659 B2에 추가로 기술된다.

변환 재료(변환 재료가 표면 처리된 것 포함)는 화학식 (A³)₂SiO₄:Eu^{2 +}D¹(A³은 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn, Cd, 및 전술한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합이고, D¹는 F, Cl, Br, I, P, S or N, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합과 같은 도펀트이다)를 갖는 변환 재료; 화학식 (A⁴)₂SiO₄:Eu²⁺D²을 갖는 재료(Al, Co, Fe, Mg, Mo, Na, Ni, Pd, P, Rh, Sb, Ti 또는 Zr, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 1종을 포함하는 조합과 같은 선택적인 도펀트를 가지고, A⁴는 Sr, Ba, Ca, 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다); 화학식 (YA⁵)₃(AlB)₅(OD³)₁₂:Ce^{3 +}를 갖는 재료(A⁵는 Gd, Tb, La, Sm과 같은 3가 금속, Sr, Ca, Ba, Mg, Zn, Cd, 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합과 같은 2가 금속 이온이고; B는 Si, B, P, 및 Ga, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합이며; 및 D³는 도펀트 F, Cl, Br, I, P, S 또는 N, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다)를 포함할 수 있다. 다른 가능한 황색 변환 재료는 Y₃Al₅O₁₂:Ce; Tb_{3 - x}RE_xAl₅O₁₂:Ce (TAG) (여기서 RE =Y, Gd, La, Lu; and Sr_{2 -x-y}Ba_xCa_ySiO₄:Eu; Sr_{3 - x}SiO₅:Eu^{2 +} _x이고, 0 < x =1)를 포함한다. 가능한 황색/그린 변환 재료는 (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)₂S₄:Eu^{2 +}; Ba₂(Mg,Zn)Si₂O₇:Eu^{2 +}; Gd_{0 .46}Sr_{0 .31}Al_{1 .23}O_xF_{1 .38}:Eu^{2 +} _0.06; (Ba_{1 -x-y}Sr_xCa_y)SiO₄:Eu; 및 Ba₂SiO₄:Eu^{2 +}를 포함한다.

변환 재료는 (YGd)₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +} or Y₃Al₅(OD³)₁₂:Ce^{3 +}을 갖는 재료; 화학식 SrM1)₃Si(OD⁴)₅:Eu(여기서 M1은 Ba, Ca, Mg, Zn, 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합이고, D⁴는 F, Cl, S, 및 N, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합)을 갖는 오렌지-레드 실리케이트계 변환 재료; 변환 재료; Eu^{2 +} _-도핑되고/되거나 Dy^{3 +-}변환 재료로서 화학식 M₃MgSi₂O₈(M은 Ca, Sr, Ba 및 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합)을 갖는 변환 재료; 레드 실리콘 질화물계 Eu^{2 +} 도핑된 변환 재료로서, 화학식 (SrM2)₂Si₅N₈(M2는 Ca, Mg, 및 Zn)을 갖는 변환 재료; Ba₂SiN₈:Eu^{2 +}와 같은 니트리도실리케이트, 옥소니트리토실리케이트, 또는 옥소니트리도알루미노실리케이트; 알파-SiAlON:Re (여기서 Re = Eu^{2 +}, Ce^{3 +}, Yb^{2 +}, Tb³⁺, Pr^{3 +}, Sm^{3 +}, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합); Beta-SiAlON:Eu^2+; Sr₂Si₅N₈:Eu^{2 +},Ce^{3 +}; 희토류 도핑된(rare earth-doped) 레드 설페이트계 변환 재료로서, 화학식 (SrM3)S(M3는 Ca, Ba, and Mg, 및 선택적으로 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합)를 갖는 변환 재료; Sr_xCa_{1 - x}S:Eu,Y(Y는 할라이드)와 같은 레드 변환 재료; CaSiAlN₃:Eu²⁺; Sr_{2 - y}Ca_ySiO₄:Eu; Lu₂O₃:Eu^{3 +}; (Sr_{2 - x}La_x)(Ce_{1 -x}Eu_x)O₄; Sr₂Ce_{1 - x}Eu_xO₄; Sr_{2 - x}Eu_xCeO₄; SrTiO₃:Pr^{3 +},Ga^{3 +}; CaAlSiN₃:Eu^{2 +}; 및 Sr₂Si₅N₈:Eu^{2 +}일 수 있다. 변환 물질은 예를 들어, 화학식 BaMgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +}를 갖는 블루 변환 재료를 포함할 수 있다. 변환 물질은, 예를 들어 화학식 (SrM3)(GaM4)₂S₄:Eu(여기서 M3는 전술한 바와 같고, M4는 Ar 또는 In이다)을 갖는 그린 설페이트계 변환 물질을 포함할 수 있다.

다른 변환 재료들은 Tb_{3 - x}RE¹ _xO₁₂:Ce(TAG)(RE¹은 Y, Gd, La, Lu, 및 전술한 것중 적어도 하나를 포함하는 조합); 세륨으로 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷 (YAG)(예를 들면, (Y,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +}; YAG:Ce); 세륨으로 도칭된 테르븀 알루미늄 가넷 (TAG:Ce); 실리케이트 변환 재료 (BOSE), (예를 들면, (Sr)₂SiO₄:Eu, (Ba)₂SiO₄:Eu, 또는 (Ca)₂SiO₄:Eu); 질화물 변환 재료(예를 들면, 세륨 및/또는 유로퓸으로 도핑된); 니트리도 실리케이트(예를 들면, LaSi₃N₅:Eu^{2 +}, O^{2 -} 또는 Ba₂Si₅N₈:Eu^{2 +}); 니트리도 오쏘실리케이트 (예를 들면, DE 10 2006 016 548 A1에 개시된 것과 같은); 또는 전술한 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함할 수 있다. 다른 가능한 그린 변환 재료는 SrGa2S₄:Eu, Sr_{2 - y}BaySiO₄:Eu, SrSiO₂N₂:Eu, 및 Ca₃Si₂O₄N₂:Eu²⁺를 포함한다.

상기 기술된 다양한 변환 재료(예를 들면, 코팅된 변환 재료)는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 변환 재료는 황색 변환 재료((Y,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +} 또는 (Sr,Ba,Ca)₂SiO₄:Eu와 같은)와 레드 변환 재료((Sr,Ca)AlSiN₃:Eu와 같은)의 조합을, 예를 들어, 온 백색 광(warm white light)을 생성하기 위하여 포함할 수 있다. 변환 재료는 그린 알루미네이트 (GAL) 및 레드 변환 재료(예를 들어, 블루 LED, 그린 빛 및 레드 빛의 RGB로부터 백색광을 생성하기 위함)의 조합을 포함할 수 있다. 그린 알루미네이트 및 레드 질화물 변환 재료는 단독으로 또는 조합되어 블루 LED 광에 노출될 때 백색광을 발생시킨다. 레드 질화물 변환 재료는 양자 효율(quantum efficiency)을 촉진하기 위하여 이온들을 함유할 수 있다. 변환 재료는 카드뮴 설파이드의 반도체 나노크리스탈과 망간의 조합; 및/또는 La₃Si₆N₁₁:Ce^{3 +}을 포함할 수 있다. YAG:Ce 변환 재료 또는 BOSE (보론 오쏘-실리케이트) 변환 재료는, 예를 들어, 블루 빛에서 노란색으로 변환하는데 이용될 수 있다. 불그스름한(reddish) AlInGaP LED는 변환 재료로부터 흑체 곡선으로 황색 빛을 끌어내기 위해 포함될 수 있다. YAG:Ce 계 변환 재료는 가넷 구조 A₃ ³⁺B₅ ³⁺O₁₂ ^{2 -} (Al₅O₁₂ ^{9 -}를 함유하고 A는 Y^{3 +}와 같은 3가 원소)를 갖는 합성 알루미늄 가넷일 수 있다. 구체적으로는, 일부 구현예에 있어서, 변환 재료는 알루미늄 스피넬이 아니고, 여기서 스피넬은 구조 A²⁺B₂ ³⁺O₄ ^{2 -} (Al₂O₄ ^{2 -} 및 A는 Ca^{2 +}, Sr^{2 +}, and Ba^{2 +}와 같은 2가 알칼리토 원소)를 갖는다. 알루미늄 가넷은 10^-4초 미만으로 지속하는 짧은 발광 수명을 제공하기(impart) 위하여 이러한 방식(아닐링)으로 합성으로 제조된다. 짧은 수명의 발광(즉, 긴 잔광(afterglow) 재료를 형성하는 것을 피함)을 형성하기 위한 다른 공정은 Advanced Powder Technology to Shii Choua et al., Volume 23, Issue 1, January 2012, Pages 97-103에 개시된다.

변환 재료의 양은 특정 재료 및 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 폴리카보네이트 조성물의 100 pbw를 기준으로 변환 재료의 0.1 내지 40 중량부 (pbw), 구체적으로는 폴리카보네이트 조성물의 100 pbw를 기준으로 변환 재료의 4 내지 20 pbw의 양으로 변환재료가 폴리카보네이트 조성물에 첨가될 수 있다.

변환 재료는 레이저 회절(laser diffraction)에 의해 측정할 때, 10 나노미터 (nm) 내지 100 마이크로미터 (㎛)의 중간 입자 크기를 가질 수 있다. 중간 입자 크기는 때때로 D₅₀-값(D₅₀-value)으로 나타낸다. 중간 입자 크기는 1 내지 30 ㎛, 구체적으로는 5 내지 25 ㎛일 수 있다. 중간 입자 크기의 예는 1 내지 5 ㎛, 6 내지 10 ㎛, 11 내지 15 ㎛, 16 내지 20 ㎛, 21 내지 25 ㎛, 26 내지 30 ㎛, 또는 31 내지 100 ㎛, 또는 그 이상이다.

변환 재료를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 많은 다른 형상들을 취할 수 있다. 예를 들어, 변환 재료를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 U-형상 또는 V-형상과 같은 더 많거나 적은 밴드(bend)를 가질 수 있거나, 상이한 반경의 곡률(curvature)을 가진 상이한 밴드들을 가질 수 있다. 다른 위치 및 다른 구현예들에서 복수의 밴드가 있을 수 있고, 코팅된 변환 재료를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 더 많은 복잡한 화합물 형상을 취할 수 있다. 변환 재료를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 둥근 또는 다각형일 수 있는데, 예를 들어, 형상이 원형, 타원형, 직사각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등일 수 있고/있거나 U.S. Patent Publication No. 2011/0140593 to Negley et al.에 기술된 것과 같이 더 복잡한 형상을 가질 수 있다. 좀 더 복잡한 형상의 예는 쌍곡 포물면 형상(hyperbolic paraboloid shape), 예를 들어, 안장(saddle)과 같은 형상의 이중 지배면(doubly ruled surface)을 포함한다. 바람직하게는, 상이한 구간들의 곡률의 반경은 마주보는 표면이 없거나 또는 마주보는 표면의 갯수가 최소화되도록 하여야 한다. 모양은 일반적으로 위에서 보았을 때 개방형이다. 변환 재료를 포함하는 폴리카보네이트 조성물은 상기 기술된 부분 이외의 많은 다른 화합물 형상들을 취할 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 일반적으로 상이한 곡률 반경들을 갖는 복수개의 모서리들과 표면들을 포함하는 개방형 형상을 들 수 있다. 폴리카보네이트 조성물은 또한 램프로부터 원하는 배출 패턴을 제공하기 위한 다른 특성들을 가질 수 있다. 일부 구현예들에 있어서, 변환 재료 층은 빛을 통과하기 위한 더 많은 변환 재료가 존재하는 더 두꺼운 구역들과 함께 상이한 두께를 가진 영역들을 가질 수 있다. 다른 구현예들에 있어서, 조성물로부터 형성된 물건(예를 들어, 하우징)은 상이한 영역에서 상이한 농도의 변환 재료를 가질 수 있다. 다른 구현예들에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 통틀어 하나 이상의 혼합된 변환 재료, 또는 상이한 변환 재료의 상이한 영역들 또한 가질 수 있다. 변환 재료는 상이한 영역들에 걸쳐 배치된 분산제, 또는 상이한 영역에 상이한 농도로 배열된 분산제를 또한 가질 수 있다. 폴리카보네이트 조성물은 또한 상당히 투명한 영역들을 가질 수 있다.

일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 90 내지 99.9 wt%의 비스페놀 A 폴리카보네이트; 0 내지 1.5 wt%의 광확산 입자; 및 0.001 내지 1 wt%의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 95 내지 99.8 wt%의 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 1.5 wt%의 광확산 입자; 및 0.01 내지 0.5 wt%의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다. 다른 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은 95 내지 99.8 wt%의 비스페놀 A 폴리카보네이트; 0.001 내지 0.8 wt%의 확산 입자; 및 0.05 내지 0.5 wt%의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다. 전술한 모든 wt% 값은 비스페놀 A 폴리카보네이트, 확산 입자, 및 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)의 합해진(combined) 중량을 기준으로 한다. 폴리카보네이트 조성물은 또한 0.02 내지 5 wt%의 난연제 및 0.0001 내지 1 wt%의 착색제를 포함할 수 있다.

폴리카보네이트 조성물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 분말화된 비스페놀 A, 난연제, 빛 확산 입자, 및/또는 다른 광학 성분들이, 선택적으로 충전제와 함께 HENSCHEL-Mixer^® 고속 믹서 내에서 먼저 블렌딩된다. 핸드 믹싱을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다른 낮은 절단 공정들(low shear processes)이 또한 이 블렌딩을 달성할 수 있다. 그 후, 블렌드는 호퍼(hopper)를 통해 이축 압출기(twin-screw extruder)의 입구(throat)로 공급된다. 대안적으로, 1종 이상의 성분이 입구(throat)에서 압출기로 직접 공급되거나, 및/또는, 측면 스터퍼(sidestuffer)를 통해 하류에서 공급됨으로써 조성물에 혼입될 수 있다. 첨가제는 또한 소망하는 폴리머 수지와 함께 마스터배치로 컴파운딩되어 압출기 내로 공급될 수 있다. 압출기는 일반적으로 조성물을 유동시키는 데 필요한 온도보다 높은 온도에서 작동될 수 있다. 압출물은 즉시 물 배치(water batch)에 퀀칭되고(quenched) 펠렛화된다. 이렇게 제조된 펠렛은 압출물 절단시 소망하는 대로, 1/4 인치의 길이 또는 그 미만일 수 있다. 이러한 펠렛은 이어서 성형(molding), 형상화(shaping), 또는 형성(forming)에 사용될 수 있다.

임의의 광확산제가 없는 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플(즉, 비스페놀 A 폴리카보네이트, UV 흡수제, 선택적 난연제, 및 안정화제, 산화 방지제, 이형제와 같은 다른 선택적인 첨가제)은 ASTM D1925로 측정시 2 이하, 1.5 이하, 또는 1.1 이하의 YI를 갖는다. 광확산제가 존재하는 경우, 광확산제의 유형 및 양에 따라, 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플이 ASTM D1925로 측정시 15 이하, 13 이하, 12 이하, 또는 10 이하의 YI를 가질 수 있다.

UV3638을 사용하는 추가적인 장점은 노화 또는 풍화 전에 조성물의 YI의 상당한 변화를 유발하지 않고, UV5411과 같은 UV 흡수제보다 높은 양으로 조성물에 존재한다는 것이다. 하기의 실시예 2에 보여지는 바와 같이, 폴리카보네이트 조성물에 UV5411의 양을 증가시키는 것은 0 내지 0.3 wt% 범위의 폴리카보네이트 조성물의 초기 YI를 증가시키고, 특히, 99.65 wt% 이상의 순도 및 2 ppm 이하의 황 함량을 갖는 비스페놀 A로부터 제조된 계면 중합 폴리카보네이트에서, 0 내지 0.3 wt% 범위의 UV3638의 양을 증가시키는 것은 폴리카보네이트 조성물의 초기 YI에서 더 적게 증가하는 결과를 낳는다. 따라서, 일 구현예에 있어서, 폴리카보네이트 조성물은, 각각 폴리카보네이트 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 1 wt%, 0.12 내지 1 wt%, 0.15 내지 1 wt%, 0.2 내지 1 wt%, 0.3 내지 1 wt%, 0.4 내지 1 wt%, 0.5 내지 1 wt%, 또는 0.6 내지 1 wt%의 양으로 존재하는 UV3638을 가질 수 있다.

2.5 mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플은 ASTM D1925로 측정시 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화 이후에 12 미만, 11.5 미만, 11 미만, 10.5 미만, 10 미만의 YI의 증가(△YI)를 가져올 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 2.5 mm의 두께를 갖는 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플은 ASTM D1925로 측정시 130℃에서 2,000 시간 동안 열 노화 이후에 3 미만, 2.5 미만, 2 미만의 YI의 증가(△YI)를 가져올 수 있다.

폴리카보네이트 조성물은 “Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances”(ISBN 0-7629-0082-2), Fifth Edition, Dated October 29, 1996(December 12, 2003.을 포함하고 이를 통해 개정을 통합한)의 Underwriter's Laboratory Bulletin 94의 절차에 따라 측정한 결과, V-2 이상의 UL94 등급을 갖는다. 예를 들어, 폴리카보네이트 조성물은 0.5 mm, 0.75 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 또는 3.0 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급을 갖는다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 폴리카보네이트 조성물은 0.5 mm, 0.75 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 또는 3.0 mm의 두께에서 V-0 이상의 UL 등급을 갖는다.

폴리카보네이트 조성물은 우수한 신뢰도(reliability)를 가질 수 있어, 발광 속도(luminous flux) 및 색상 좌표 이동(color coordinates shift)이 작고 더 큰 발광 유지(lumen maintenance)를 허용한다. 발광 유지는 IES LM-80-08 방법, IES TM-21, IESNA 방법 또는 고체 상태 조명 제품의 수명을 결정하는데 사용되는 임의의 다른 유형의 방법에 따라 측정될 수 있으나, 이러한 방법에 제한되지는 않는다.

폴리카보네이트 조성물은 우수한 물리적 특성을 갖는다. 예를 들어, 폴리카보네이트 조성물은 소형 물품의 제조에 적합한 용융 부피 유속(melt volume flow rate)을 갖도록 제형화될 수 있다. 용융 부피 유속(종종 "MVR"로 축약함)은 소정의 온도 및 로드(load)에서 오리피스(orifice)를 통과하는 폴리머의 압출 속도를 측정한다. 폴리카보네이트 조성물은 1.2 kg의 로드 하에 300℃에서 측정시, 0.2 내지 200 큐빅 센티미터/10분 (cc/10분), 구체적으로는 1 내지 100 cc/10분의 MVR을 가질 수 있다. 구체적으로, ASTM D1238에 따라 측정된 360 세컨드 드웰(360 second dwell)에서 300℃/1.2kg에서 측정한 경우, 폴리카보네이트 조성물은 20 cc/10분 미만, 19 cc/10분 미만, 18 cc/10분 미만, 17 cc/10분 미만, 16 cc/10분 미만, 15 cc/10분 미만, 또는 12 cc/10분 미만의 용융 점도를 가질 수 있다.

비스페놀 A 폴리카보네이트는 25℃의 클로로포름에서 측정한 경우, 0.3 내지 1.5 데시리터/그램 (dl/gm), 구체적으로는 0.45 내지 1.0 dl/gm의 고유 점도를 가질 수 있다. 가교된 스티렌-디비닐벤젠 컬럼을 사용하고 폴리카보네이트 참조로 보정(calibrated)하여 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정한 경우, 비스페놀 A 폴리카보네이트는 10,000 내지 200,000 달톤, 구체적으로는 20,000 내지 100,000 달톤의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. GPC 샘플은 1 mg/ml의 농도에서 제조되고, 1.5 ml/분의 유속으로 용출된다.

또한, 폴리카보네이트 조성물은 ASTM D648에 따라 1/8 인치(3.18mm)로 측정한 경우, 90℃ 이상, 더욱 구체적으로는 90 내지 180℃의 열 변형 온도(heat deflection temperature)를 가질 수 있다.

폴리카보네이트 조성물로부터 성형된 물품은 0.125 인치 (3.2 mm) 두께에서 ASTM D256-10에 따라 측정한 경우 500 J/m 초과의 노치 아이조드 충격(notched Izod impact)을 가질 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 상기 물품들은 80% 또는 100% 연성(ductility)을 갖는다.

상기 폴리카보네이트 조성물을 포함하는 형상화된(shaped), 형성된(formed), 또는 성형된(molded) LED 조명 장치 부품이 또한 제공된다. 상기 폴리카보네이트 조성물은 사출 성형, 압출, 회전 성형, 블로우 성형 및 열성형 같은 다양한 수단에 의해 유용한 형상의 물품으로 성형되어, LED 장치, 특히 LED 조명 장치의 부품을 형성할 수 있다. LED 조명 장치는, 예를 들어, 렌즈, 전구, 하우징, 튜브, 반사기, 도파관(wave guide)(예를 들어, 도광판(light guide)), 광확산제 등을 포함한다. LED 장치 부품은 광원으로부터의 빛에 투명할 수 있거나, 또는 하우징 통과하는 빛을 합치는 것을 돕는 확산 입자 또는 확산 표면을 포함할 수 있다. 선택적으로, 장치 부품의 일부는 확산성인 반면, 다른 부분들은 투명하거나 맑다. 상기 기술된 변환 물질을 함유하는 조성물들과 함께 연관되어 다양한 형상들이 형성될 수 있다. 장치 부품의 단면의 두께는 특정 응용분야에 따라 매우 다양할 수 있는데, 예를 들어, 0.1 mm 내지 100 mm 또는 그 이상이다. 폴리카보네이트 조성물은 예를 들어, 0.1 내지 10 mm, 0.1 내지 5 mm, 0.1 내지 3 mm, 또는 0.1 내지 1 mm의 더 얇은 단면 두께를 가지는 장치 부품을 위해 특히 유용하다. 본 명세서의 폴리카보네이트 조성물이 우수한 열 노화 프로파일을 가지고 있으므로, 이러한 조성물을 함유하는 LED 부품은 연장된 수명(extended life span)을 갖는다.

본 명세서는 또한 LED 발광 장치를 제공한다. 상기 장치는 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 장치 부품은 상기 기술된 폴리카보네이트 조성물을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, LED는 또한 유기 발광 다이오드를 포함한다. 본 개시의 폴리카보네이트를 함유하는 LED 부품이 내구성이 있으므로, LED 장치는 연장된 수명을 갖고, 이는 항공 조명(aviation lighting) 자동차 조명 (예를 들면, 브레이크 램프, 방향 지시등(turn signal), 헤드램프, 캐빈 조명, 및 지시등(indicators)), 교통 신호, 텍스트 및 비디오 디스플레이 및 센서, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)의 백라이트, 다양한 제품의 제어 단위(예를 들면, 텔레비전, DVD 플레이어, 라디오, 및 기타 가전 제품), 및 흐릿한(dimmable) 고체 상태 조명 장치에 이용될 수 있다. 일반적인 사용 하에, LED 장치는 증가된 수명을 가질 수 있다.

본 명세서는 또한 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 블루 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 UV 성분을 포함하는 빛(예를 들면, 발광 다이오드로부터의 빛)에 노출된 장치의 부품의 광분해 감소 방법으로서, 상기 방법은 상기 기술된 임의의 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 부품을 형성하는 단계로서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 폴리카보네이트 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 자외선 흡수제(예를 들면, 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)를 포함하는 단계; 및 선택된 시간 동안(예를 들면, 1,000, 2,000, 3,000, 4,000, 또는 5,000 시간) 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함하는 광분해 감소 방법을 제공한다.

다른 구현예에 있어서, 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛(예를 들면, 발광 다이오드로부터의 빛)에 노출된 장치의 부품의 370 내지 380 nm 범위의 빛 흡수 감소 방법으로서, 상기 방법은 상기 기술된 임의의 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 부품을 형성하는 단계로서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 자외선 흡수제를 포함하는 단계; 및 선택된 시간 동안(예를 들면, 1,000, 2,000, 3,000, 4,000, 또는 5,000 시간) 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함하는 빛 흡수 감소 방법을 제공한다.

또한, 다양한 구현예들은 다음의 비제한적인 실시예들에 의해 도시된다.

실시예

재료

하기의 실시예를 위한 재료들을 표 1에 나열하였다.

성분	기술	공급원
Cyasorb* UV3638	2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)	CYTEC Industries
Cyasorb* UV5411	2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀	CYTEC Industries
PC1	99.65% 초과의 순도 및 2 ppm 미만의 황을 갖는 BPA로부터 제조된 폴리카보네이트	SABIC INNOVATIVE PLASTICS
PC2	99.65% 미만의 순도 BPA를 갖는 BPA로부터 제조된 폴리카보네이트	SABIC INNOVATIVE PLASTICS

압출 및 성형 조건

압출을 단축 압출기 또는 이축 압출기에서 수행하였다. 단축 압출기로 제조한 조성물은 하기와 같이 제조하였다. 모든 성분들은 페인트 쉐이커를 사용하여 약 4분 동안 건조 블렌딩하였다. 단축 압출기는 Sterling 1¾ 인치 (44.5 mm) 압출기(길이/직경 (L/D) 비 = 24/1, 다이 페이스 근처에 위치한 진공 포트를 갖고, 270, 275, 288, 288 ℃의 다이 온도 설정 값(point)을 가짐)이었다.

30 mm WP 쌍축 50 mm Mega 압출기로 제조한 조성물을 하기와 같이 제조하였다. 모든 성분들을 페인터 쉐이커 또는 드럼 텀블러를 사용하여 약 4분 동안 건조 블렌딩하였다. 진공 포트를 함유한 쌍축 압출기는 다이 페이스 근처에 위치한 진공 포트를 가졌다. 일반적으로 상기 조성물들을 Hg의 20+ 인치로 적용된 진공에서 컴파운딩하였다.

W&P 50 mm Mega 쌍축 압출기로 제조한 조성물을 하기와 같이 제조하였다. 모든 첨가제(안정화제 및/또는 착색제)를 주 폴리머 분말 중 하나를 캐리어로 사용하여 오프라인으로 건조 블렌딩하여 농축하고, 중량 측정 장치(gravimetric feeder)를 통해 압출기의 공급 입구로 공급하였다. 남아있는 폴리머 또한 중량 측정 장치를 통해 압출기의 공급 입구로 공급(starve-fed)하였다. 상기 조성물을 Hg의 20+ 인치로 적용된 진공에서 컴파운딩하였다. 압출기는 배럴 7에 위치된 진공 포트를 가진 9-배럴 기계(약 길이/직경(L/D) 비율 = 36:1)이었다.

상기 조성물을 121℃에서 4시간 동안 건조시킨 후에 약 300℃ 내지 320℃에서 작동하는 260톤 (236 미터톤) Van Dorn 또는 85 Ton Van Dorn 성형 기계에서 약 80℃의 성형 온도로 성형하였다. 상기 방법은 이러한 온도 또는 처리 장치에 제한되지 않고, 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 인식될 것이다.

실험 방법

표준 ASTM 시험은 50% 상대 습도(RH) 및, 달리 표시하지 않는 한, 실온(RT)에서 수행하였다. 모든 ASTM 시험은 달리 표시하지 않는 한 2000년(dated 2000) 기준이다.

보고된 전송 데이터(%T)를 Gretagmacbeth Color-Eye 7000A (Propalette Optiview Gold version 5.2.1.7)에 표시된 두께에서 색상 공간(color space) CIE1931 (Illuminant C 및 2° 관찰자)을 사용하여 측정하였고, 이는 ASTM-D1003-00에 따라 "Y" 삼자극값(tristimulus value)에 해당한다.

보고된 헤이즈 데이터를 ASTM-D1003-00에 따라 3.18 또는 2.5 mm 두께 플라크(plaque)를 사용하여 측정하였다.

보고된 황색도 지수 (YI) 데이터를 ASTM E313-73 (D1925)를 따라 Illuminant C 및 2° 관찰자를 사용하여 Gretagmacbeth Color-Eye 7000A (Propalette Optiview Gold version 5.2.1.7) 에 표시된 두께에서 측정하였다.

열 노화는 130℃의 오븐에서 2.5 mm 두께 색상 플라크를 위치시킴으로써 진행하였다. 색상은 3,000 또는 5,000 시간 동안 MacBeth 7000A를 거쳐 규칙적인 간격으로 측정하였다.

가속화된 풍화를 크세논 아크(xenon arc)를 사용하여 2.5 mm 플라크 상에서 ISO11431을 따라 수행하였다. 색상은 3,000 또는 5,000 시간 동안 MacBeth 7000A를 거쳐 규칙적인 간격으로 측정하였다.

실시예 1

이 실시예는 UV3638 함유 폴리카보네이트 조성물이 UV5411 함유 폴리카보네이트 조성물로서 동일한 UV 성능을 가질 수 있고, 동시에, UV-3638 함유 폴리카보네이트 조성물이 약 370 nm 초과의 파장을 갖는 빛을 덜 흡수한다는 것을 보여주었다. 도 1 및 도 2는 표 2에 보여지는 범위 내의 조성물에 대한 데이터를 나타낸다.

성분 (wt%)	UV5411 PC1	UV3638 PC1
PC1	97.3-99.97	97.3- 99.97
PC2
안정화제/산화 방지제	0.01-0.2	0.01-0.2
이형제	0.01-0.2	0.01-0.2
난연제 패키지	0-2.0	0-2.0
UV5411 (wt%)	0.01-0.3
UV3638 (wt%)		0.01-0.3

UV5411- 및 UV3638- 함유 폴리카보네이트 조성물의 흡광도 및 전송을 도 1 및 도 2에 도시하였다. 도 1은 여기 공급원이 370 nm보다 클 때, UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물이 UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물과 비교하여 더 높은 흡광도를 가진다. 도 2는 370 nm 미만에서는 UV3638-함유 또는 UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물 중 어느 것도 UV 빛이 전송되지 않는다는 것을 보여준다.

실시예 2

풍화 전과 후의 다양한 UV5411-함유 및 UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물의 광학 성능을 비교하였다. 시험 결과는 도 3, 4, 5, 및 6에 나타내었고, 이는 표 3에 나타낸 범위 내의 조성물에 대한 데이터를 보여주는 것이다.

성분 (wt%)	UV5411 PC1	UV5411 PC2	UV3638 PC1	UV3638 PC2
PC1	97.3-99.97		97.3- 99.97
PC2		97.3- 99.97		97.3 99.97
안정화제/산화 방지제	0.01-0.2	0.01-0.2	0.01-0.2	0.01-0.2
이형제	0.01-0.2	0.01-0.2	0.01-0.2	0.01-0.2
난연제 패키지	0-2.0	0-2.0	0-2.0	0-2.0
UV5411	0.01-0.3	0.01-0.3
UV3638			0.01-0.3	0.01-0.3

도 3은 풍화 전에 약 0.25 wt% 초과의 UV3638-함유 PC-1계 폴리카보네이트 조성물이 동일한 UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물에 비해 덜 황색임을 보여준다. 상기 경향은 PC-2계 조성물에 대해서도 유사하다. 이러한 조성물에 있어서, 약 0.13 wt% 초과의 UV3638-함유 PC-2계 폴리카보네이트 조성물이 동일한 UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물보다 덜 황색이다. 또한, UV5411의 더 높은 로딩은 더 높은 YI를 낳는다. 반면에, UV3638의 더 높은 로딩은 특히 PC2에 대해 YI에 있어 더 적은 증가를 낳는다.

도 4는 130℃에서 5,000 시간의 열 노화 이후에 UV5411- 및 UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물의 황색도 지수(△YI)의 변화를 보여준다. 상기 데이터로부터 볼 수 있는 바와 같이, UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물(△YI = 12 이하)의 양쪽 모두의 △YI가 UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물(△YI = 18 이상)의 양쪽 모두보다 적다.

도 5는 가속화된 풍화의 2,000 시간 이후에 UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물 양쪽 모두의 △YI가 대략 UV5411-함유 폴리카보네이트 조성물 양쪽 모두의 △YI과 동일하다는 것을 보여준다. △YI는 UV3638 또는 UV5411의 양이 증가할수록 감소한다.

도 6은 가속화된 풍화의 2,000 시간 이후에 UV5411-함유 및 UV3638-함유 폴리카보네이트 조성물 모두의 헤이즈 변화(△헤이즈)를 보여준다. 여기서, 결과는 PC1-계 조성물에 대한 △헤이즈가 PC2-계 조성물에 대한 △헤이즈보다 상당히 적다는 것을 보여준다.

요약하면, 발광 다이오드 장치, 예를 들어 조명 장치는, 발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고, 상기 장치 부품은 폴리카보네이트 조성물을 포함한다.

다른 구현예에 있어서, 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치, 예를 들어, 조명 장치의 부품의 광분해 감소 방법으로서, 상기 방법은: 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 장치의 부품을 형성하는 단계; 및 선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함한다.

다른 구현예에 있어서, 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치, 예를 들어, 조명 장치의 부품의 370 내지 380 nm 범위의 빛 흡수 감소 방법으로서, 상기 방법은: 폴리카보네이트 조성물을 성형하여 장치의 부품을 형성하는 단계; 및 선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함한다.

발광 다이오드 장치, 장치의 부품의 광분해 감소 방법, 및 장치의 부품의 70 내지 380 nm 범위의 빛 흡수 감소 방법과 관련하여, 상기 폴리카보네이트 조성물은: 비스페놀 A 폴리카보네이트; 및 상기 조성물의 성형된 샘플이 0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급; 370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및 2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는 조성물을 제공하는데 효과적인 양의 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다.

구체적인 구현예에 있어서, 하나 이상의 하기의 조건들이 적용될 수 있다: 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 150 ppm 이하의 자유 하이드록실기 및 2 ppm 이하의 황을 포함하는 계면 중합 폴리카보네이트이다; 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 99.65 wt% 이상의 순도 및 2 ppm 이하의 황 함량을 갖는 비스페놀 A로부터 제조된 계면 중합 폴리카보네이트이다; 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 용융 중합 폴리카보네이트이다; 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트를 포함한다; 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 0.35 wt% 이상의 분지형 함량을 갖는 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트를 포함한다; 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트 및 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트를 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀로부터 유도된 추가의 폴리카보네이트를 더 포함하고, 상기 추가의 폴리카보네이트는 비스페놀 A 폴리카보네이트와는 다르다; 추가의 폴리카보네이트가, 비스페놀 A가 아닌 비스페놀로부터 유래된 호모폴리카보네이트, 1종 이상의 비스페놀로부터 유래된 코폴리카보네이트, 비스페놀로부터 유래되고, 지방족 에스테르 단위 또는 방향족 에스테르 단위, 실록산 단위 또는 상기 전술한 단위들 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함하는 코폴리머, 또는 상기 전술한 폴리카보네이트들 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 광확산제를 더 포함한다; 상기 광확산제가 가교된 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리(메틸실세스퀴옥산), 또는 상기 전술한 것들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 것들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 변환 재료를 더 포함한다; 상기 변환 재료가 스트론튬 실리케이트 황색 변환 재료, 희토류 원소로 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷, 희토류 원소로 도핑된 테르븀 알루미늄 가넷, 실리케이트 변환 재료, 질화물 변환 재료, 니트리도 실리케이트 변환 재료, 질화물 오쏘실리케이트 변환 재료, 옥소니트리도알루미노실리케이트 변환 재료, 또는 상기 전술한 변환 재료들 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다; 상기 변환 재료가 실리콘 오일 코팅 또는 무정형의 실리카 코팅을 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 10 ppm 미만의 하이드록실기를 갖는 자외선 흡수제를 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 10 ppm 미만이거나 0 ppm의 2-(2H-벤조트리아졸-2-일)-4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-페놀을 함유한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 1000 ppm 미만의 하이드록실기를 갖는 첨가제를 함유한다; 폴리카보네이트 조성물이 상기 폴리카보네이트 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 1 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함한다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 90 내지 99.9 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 1 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제(thermal stabilizing additive), 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제(antioxidant), 0.001 내지 1 wt%의 이형제(mold release agent), 0.1 내지 10 wt%의 난연제(flame retardant), 0 내지 1 wt%의 착색제(colorant), 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제(gamma-stabilizing agent), 0 내지 10 wt%의 충전제(filler), 0 내지 20 wt%의 변환 재료, 0 내지 1.5 wt%의 광확산제(예를 들어, 0% 또는 0.001 내지 1.5 wt%의 광확산제), 또는 상기 전술한 선택적인 재료들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을(조합으로) 포함하는, 필수적으로 이루어진, 또는 이루어지고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는다; 상기 광확산제가 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(알킬실세스퀴옥산), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 또는 상기 전술한 광확산제들 중 적어도 1종을 포함하는 조합이다; 광확산제가 존재하지 않는 경우, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는다; 상기 폴리카보네이트 조성물이 95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제, 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제, 0.001 내지 1 wt%의 이형제, 0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 1종을 포함하는 조합인 난연제, 0.001 내지 1.5 wt%의 광확산제으로서, 상기 광확산제가 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(알킬실세스퀴옥산), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 또는 상기 전술한 광확산제들 중 적어도 1종을 포함하는 조합인 광확산제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제, 0 내지 10 wt%의 충전제, 0 내지 20 wt%의 변환 재료, 또는 상기 전술한 선택적인 재료들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을(조합으로) 포함하는, 필수적으로 이루어진, 또는 이루어지고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 40% 이상의 전송 레벨을 갖는다; 또는 상기 폴리카보네이트 조성물이 95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온), 0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제, 0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제, 0.001 내지 1 wt%의 이형제, 0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 1종을 포함하는 조합인 난연제, 실질적으로 없는 광확산제, 0 내지 1 wt%의 착색제, 0 내지 1 wt%의 감마-안정화제, 0 내지 10 wt%의 충전제, 0 내지 20 wt%의 변환 재료, 또는 상기 전술한 선택적인 재료들 중 적어도 1종을 포함하는 조합을(조합으로) 포함하는, 필수적으로 이루어진, 또는 이루어지고, 상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는다.

단수 형태, 및 "상기"는 문맥상 명백히 달리 언급하지 않으면 복수의 지시대상(referent)을 포함한다. "또는"은 "및/또는"을 의미한다. 동일한 조성물 또는 특성과 관련된 모든 범위의 종료점은 상기 종료점을 포함하고, 독립적으로 조합가능하다. "선택적인" 또는 "선택적으로"는 이어서 기술된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있음을 의미하고, 이러한 기술은 상기 사건 또는 상황이 발생하는 예 및 그렇지 않은 예를 포함한다. 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적이고 과학적인 용어는 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 지닌다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등을 포함한다. 화합물은 표준 명명법(standard nomenclature)을 사용하여 기술된다. 예를 들어, 임의의 지시된 기에 의해 치환되지 않은 임의의 위치는 나타낸 결합 또는 수소 원자에 의해 채워진 원자가(valency)를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 두 개의 문자 또는 기호 사이에 존재하지 않은 대쉬("-")는 치환기의 결합점을 표시하기 위해 사용된다. 예를 들어, -CHO는 카보닐기의 탄소를 통해 결합된다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "하이드로카빌" 및 "탄화수소"는 탄소 및 수소를 포함하고, 선택적으로 1 내지 3개의 헤테로원자, 예를 들어, 산소, 질소, 할로겐, 규소, 황 또는 이들의 조합을 포함하는 치환체를 광범위하게 지칭하며; "알킬"은 직쇄 또는 분지쇄, 포화 1가 탄화수소기를 지칭하고; "알킬렌"은 직쇄 또는 분지쇄, 포화, 2가 탄화수소기를 지칭하며; "알킬리덴"은 하나의 공통된 탄소 원자 상에 2개의 원자가(both valences)를 모두 갖는 직쇄 또는 분지쇄, 포화 2가 탄화수소기를 지칭하고; "알케닐"은 탄소-탄소 이중 결합으로 연결된 2개 이상의 탄소를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 1가 탄화수소기를 지칭하며; "사이클로알킬"은 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 비방향족 1가 모노사이클릭 또는 멀티사이클릭 탄화수소기를 지칭하고, "사이클로알케닐"은 3개 이상의 탄소 원자를 가지며, 1 이상의 불포화도를 갖는 비방향족 사이클릭 2가 탄화수소기를 지칭하고; "아릴"은 방향족 고리 또는 고리들에 탄소만을 포함하는 방향족 1가 기를 지칭하며; "아릴렌"은 방향족 고리 또는 고리들에 탄소만을 포함하는 방향족 2가 기를 지칭하고; "알킬아릴"은 상기 정의된 알킬기로 치환된 아릴기를 지칭하며, 4-메틸페닐이 예시적인 알킬아릴기이고; "아릴알킬"은 상기 정의된 아릴기로 치환된 알킬기를 지칭하며, 벤질이 예시적인 아릴알킬기이고; "아실"은 카보닐 탄소 연결(-C(=O)-)을 통해 부착된, 표시된 수의 탄소 원자를 갖는 상기 정의된 알킬기를 지칭하며; "알콕시"는 산소 연결(-O-)을 통해 부착된, 표시된 수의 탄소 원자를 갖는 상기 정의된 알킬기를 지칭하고; 및 "아릴옥시"는 산소 연결(-O-)을 통해 부착된, 표시된 수의 탄소 원자를 갖는 상기 정의된 아릴기를 지칭한다.

달리 언급되지 않는 한, 전술한 각각의 기는 비치환 또는 치환될 수 있으나, 단, 상기 치환이 화합물의 합성, 안정성, 또는 사용에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "치환된"은 지정된 원자 또는 기의 하나 이상의 수소가 다른 기로 대체된 것을 의미하며, 단, 지정된 원자의 정상적인 원자가를 초과하지 않는다. 치환체가 옥소(즉, =O)인 경우, 원자상의 2개의 수소가 대체된다. 또한 치환체 및/또는 변수의 조합이 허용되지만, 단, 상기 치환이 화합물의 합성 또는 사용에 상당한 악영향을 주지 않아야 한다. "치환된" 위치상에 존재할 수 있는 예시적인 기가 다음을 포함하나, 이에 한정되지 않는다: 시아노; 하이드록실; 니트로; 아지도(azido); 알카노일(예를 들어, 아실과 같은 C_{2 -6} 알카노일기); 카복사미도(carboxamido); C_{1 -6} 또는 C_{1 -3} 알킬, 사이클로알킬, 알케닐, 및 알키닐(하나 이상의 불포화 연결기 및 2 내지 8개, 또는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 기를 포함); C_{1 -6} 또는 C_{1 -3} 알콕시기; 페녹시와 같은 C_{6 -10} 아릴옥시; C_{1 -6} 알킬티오; C_{1 -6} 또는 C_{1 -3} 알킬술피닐; C_{1 -6} 또는 C_{1 -3} 알킬설포닐; 아미노디(C_1-6 또는 C_1-3)알킬; 하나 이상의 방향족 고리를 갖는 C_{6 -12} 아릴(예를 들어, 페닐, 바이페닐, 나프틸 등으로, 각각의 고리는 치환되거나 또는 비치환된 방향족임); 1 내지 3개의 별도의 또는 접합된 고리, 및 6 내지 18개의 고리 탄소 원자를 갖는 C_{7 -19} 알킬렌아릴로서, 벤질이 예시적인 아릴알킬기인, C_{7 -19} 알킬렌아릴; 또는 1 내지 3개의 별도의 또는 접합된 고리, 및 6 내지 18개의 고리 탄소 원자를 갖는 아릴알콕시로서, 벤질옥시가 예시적인 아릴알콕시기인, 아릴알콕시.

본 명세서에서 인용된 모든 참조문헌들은 그들의 전문이 참조로서 통합된다. 전형적인 구현예들을 예시의 목적으로 기술하였으나, 전술한 설명은 본 명세서의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 따라서, 본 명세서의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형물, 개작물(adaptation), 및 대체물이 당해 분야의 기술자에게 떠오를 수 있다.

Claims (70)

1. 발광 다이오드 장치로서,
   발광 다이오드 및 장치 부품을 포함하고,
   상기 장치 부품이 폴리카보네이트 조성물을 포함하며,
   상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트; 및
   2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함하고,
   상기 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플이
   0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급;
   370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및
   2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 가지며,
   상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 150 ppm 이하의 자유 하이드록실기, 및 연소 및 전기량 검출(coulometric detection)에 기초한 총 황 분석(Total Sulfur Analysis)에 의해 측정시 2 ppm 이하의 황을 포함하는, 발광 다이오드 장치.
2. 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치의 부품의 광분해 감소 방법으로서, 상기 광분해 감소 방법은
   폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 상기 부품을 형성하는 단계; 및
   선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 상기 부품을 노출시키는 단계;를 포함하고,
   상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및
   2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함하고,
   상기 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플이
   0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급;
   370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및
   2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화(heat aging) 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는, 광분해 감소 방법.
3. 400 nm 내지 500 nm의 파장을 갖는 성분 및 10 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 성분을 포함하는 빛에 노출된 장치의 부품의 370 내지 380 nm의 범위의 빛 흡수 감소 방법으로서, 상기 빛 흡수 감소 방법은
   폴리카보네이트 조성물을 성형하여 상기 장치의 상기 부품을 형성하는 단계; 및
   선택된 시간 동안 발광 다이오드 여기/전송 공급원에 상기 장치의 부품을 노출시키는 단계;를 포함하고,
   상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀 A 폴리카보네이트, 및
   2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함하고,
   상기 폴리카보네이트 조성물의 성형된 샘플이
   0.9 mm의 두께에서 V-2 이상의 UL94 등급;
   370 내지 380 나노미터의 영역에서 2 a.u. 미만의 흡광도; 및
   2.5 mm의 두께를 갖는 샘플에 대해, ASTM D1925로 측정시, 130℃에서 5,000 시간 동안 열 노화 이후에 12 이하의 황색도 지수(△YI)의 증가를 갖는, 빛 흡수 감소 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 장치가 조명 장치인, 발광 다이오드 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 99.65 wt% 이상의 순도 및 2 ppm 이하의 황 함량을 갖는 비스페놀 A로부터 제조된 계면 중합 폴리카보네이트인, 발광 다이오드 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트가 선형 비스페놀 A 폴리카보네이트, 0.35 wt% 이상의 분지형 함량(branching level)을 갖는 분지형 비스페놀 A 폴리카보네이트 또는 이들의 조합을 포함하는, 발광 다이오드 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 비스페놀로부터 유도된 추가의 폴리카보네이트를 더 포함하고, 상기 추가의 폴리카보네이트가 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트와는 다른, 발광 다이오드 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 광확산제(light diffuser)를 더 포함하고, 선택적으로 상기 광확산제가 가교된 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리(메틸실세스퀴옥산), 또는 상기 전술한 광확산제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합을 포함하는, 발광 다이오드 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 퍼플루오로옥탄 설포네이트, 테트라에틸암모늄 퍼플루오로헥산 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합을 포함하는, 발광 다이오드 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 변환 재료(conversion material)를 더 포함하고, 선택적으로 상기 변환 재료가 스트론튬 실리케이트 황색 변환 재료, 희토류 원소(rare earth element)로 도핑된 이트륨 알루미늄 가넷(garnet), 희토류 원소로 도핑된 테르븀 알루미늄 가넷, 실리케이트 변환 재료, 질화물 변환 재료, 니트리도 실리케이트 변환 재료, 질화물 오쏘실리케이트 변환 재료, 옥소니트리도알루미노실리케이트 변환 재료, 또는 상기 전술한 변환 재료들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인, 발광 다이오드 장치.
11. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 하이드록실기를 갖는 첨가제 1000 ppm 미만을 함유하는 발광 다이오드 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 조성물이 상기 폴리카보네이트 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 1 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온)을 포함하는 발광 다이오드 장치.
13. 제1항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 조성물이
    90 내지 99.898 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트,
    0.001 내지 1 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온),
    0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제(thermal stabilizing additive),
    0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제(antioxidant),
    0.001 내지 1 wt%의 이형제(mold release agent),
    0.1 내지 10 wt%의 난연제(flame retardant),
    0 내지 1 wt%의 착색제(colorant),
    0 내지 1 wt%의 감마-안정화제(gamma-stabilizing agent),
    0 내지 10 wt%의 충전제(filler),
    0 내지 20 wt%의 변환 재료, 및
    0 내지 1.5 wt%의 광확산제를 포함하고,
    상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품(molded article)이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는, 발광 다이오드 장치.
14. 제1항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 조성물이
    95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트,
    0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온),
    0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제,
    0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제,
    0.001 내지 1 wt%의 이형제,
    0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 난연제,
    0.001 내지 1.5 wt%의 광확산제로서, 상기 광확산제가 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(알킬 메타크릴레이트), 폴리(알킬실세스퀴옥산), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 또는 상기 전술한 광확산제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 광확산제,
    0 내지 1 wt%의 착색제,
    0 내지 1 wt%의 감마-안정화제,
    0 내지 10 wt%의 충전제, 및
    0 내지 20 wt%의 변환 재료를 포함하고,
    상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 40% 이상의 전송 레벨을 갖는 발광 다이오드 장치.
15. 제1항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 조성물이
    95 내지 99.8 wt%의 상기 비스페놀 A 폴리카보네이트,
    0.001 내지 0.5 wt%의 상기 2,2'-(1,4-페닐렌)비스(4H-3,1-벤조옥사진-4-온),
    0.0001 내지 1 wt%의 열 안정화 첨가제,
    0.0001 내지 1 wt%의 산화 방지제,
    0.001 내지 1 wt%의 이형제,
    0.1 내지 10 wt%의 난연제로서, 상기 난연제가 포타슘 퍼플루오로부탄 설포네이트, 포타슘 디페닐설폰 설포네이트, 또는 상기 전술한 난연제들 중 적어도 2종을 포함하는 조합인 난연제,
    0 내지 1 wt%의 착색제,
    0 내지 1 wt%의 감마-안정화제,
    0 내지 10 wt%의 충전제, 및
    0 내지 20 wt%의 변환 재료를 포함하고,
    광확산제를 포함하지 않고,
    상기 폴리카보네이트 조성물의 성형품이 ASTM D1003-00으로 측정시 2.5 mm 두께에서 90% 이상의 전송 레벨을 갖는 발광 다이오드 장치.
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