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WO2010070740A1 - 透明導電性溶液およびその製造方法 - Google Patents

透明導電性溶液およびその製造方法 Download PDF

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WO2010070740A1
WO2010070740A1 PCT/JP2008/072922 JP2008072922W WO2010070740A1 WO 2010070740 A1 WO2010070740 A1 WO 2010070740A1 JP 2008072922 W JP2008072922 W JP 2008072922W WO 2010070740 A1 WO2010070740 A1 WO 2010070740A1
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solution
oxide
transparent conductive
bismuth
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/08—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints

Definitions

  • the present invention relates to a transparent conductive solution and a method for producing the same.
  • the conventional conductive solution affects the electrical conductivity and transmittance of the solution due to the density of conductive ions in the solution, and achieves high electrical conductivity and transmittance despite various efforts. There was a problem that was difficult.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a transparent conductive solution having superior conductivity and transparency as compared with conventional conductive solutions, and a method for producing the same. It is in.
  • the first transparent conductive solution of the present invention is a transparent conductive solution having a conductivity of 18 to 200% by weight of nitric acid, oxidized bismuth oxide (III) 20.88. 30.8% by weight, cupric (II) oxide 0.288-3.08% by weight, ammonia water 13.92-159.2% by weight, aluminum oxide 0.72-9.2% by weight, ethanol 10 It is characterized in that it contains ⁇ 120% by weight and 0.1 to 3% by weight of triethylamine.
  • the second transparent conductive solution of the present invention is a transparent conductive solution having a conductivity of 180 to 200% by weight of nitric acid and bismuth oxide (III) 28.8. To 30.8 wt%, cupric oxide (II) 2.88 to 3.08 wt%, aqueous ammonia 139.2 to 159.2 wt%, aluminum oxide 7.2 to 9.2 wt%, ethanol 100 -120% by weight and triethylamine 1 to 3% by weight.
  • This transparent conductive solution has a specific resistance of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm.
  • a first method for producing a transparent conductive solution of the present invention is a method for producing a transparent and conductive transparent conductive solution, which comprises oxidizing to 18 to 200 wt% nitric acid solution.
  • the solution obtained in the first step was added little by little to the solution obtained in the second step and stirred, or the solution obtained in the first step was obtained in the second step.
  • Third step of adding the solution little by little and stirring Characterized in that it comprises a fourth step of adding 0.1 to 3 wt% triethylamine solution obtained in the third step.
  • a second method for producing a transparent conductive solution of the present invention is a method for producing a transparent and conductive transparent conductive solution, which comprises oxidizing a nitric acid 180 to 200% by weight solution.
  • a second step of dissolving 7.2 to 9.2 wt% aluminum oxide and 100 to 120 wt% ethanol together in a 139.2 to 159.2 wt% aqueous ammonia solution separately from the solution obtained The solution obtained in the first step was added little by little to the solution obtained in the second step and stirred, or the solution obtained in the first step was obtained in the second step.
  • the transparent conductive solution produced by this production method has a specific resistance of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm.
  • the above-described transparent conductive solution of the present invention has superior conductivity and transparency as compared with conventional conductive solutions. Moreover, according to the manufacturing method of the transparent conductive solution of this invention mentioned above, the transparent conductive solution which has the electroconductivity and transparency outstanding compared with the conventional conductive solution can be manufactured.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a solution obtained by the first step in a method for producing a transparent conductive solution according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a solution obtained by the second step in the method for producing a transparent conductive solution according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a solution obtained by mixing the solution obtained in the first step and the solution obtained in the second step in the method for producing a transparent conductive solution according to the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the reference resistance value of the multimeter is measured by shorting the test leads of the multimeter.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the resistance value of distilled water is measured by a multimeter.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a state in which the resistance value of the liquid ITO solution is measured by a multimeter.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which the resistance value of the transparent conductive solution according to the embodiment of the present invention is measured.
  • the transparent conductive solution according to an embodiment of the present invention includes nitric acid (Nitric® acid) 180 to 200% by weight, oxidized bismuth® oxide (III) (bismuth® powder) 28.8 to 30.8% by weight, cupric oxide ( II) (copper oxide) 2.88 to 3.08 wt%, ammonia water (139.2 to 159.2 wt%), aluminum oxide (7.2 to 9.2 wt%), ethanol ( It comprises 100 to 120% by weight of ethanol) and 1 to 3% by weight of triethylamine.
  • Nitric® acid 180 to 200% by weight
  • oxidized bismuth® oxide (III) bismuth® powder
  • cupric oxide ( II) copper oxide
  • ammonia water 139.2 to 159.2 wt%
  • aluminum oxide 7.2 to 9.2 wt%
  • ethanol It comprises 100 to 120% by weight of ethanol) and 1 to 3% by weight of triethylamine.
  • Nitric acid is a colorless liquid. It is a highly hygroscopic and fuming liquid. Part is decomposed by light. Melting point is -42 ° C, boiling point is 86 ° C (partially decomposed into water and nitrogen pentoxide), specific gravity is 1.502, and refractive index is 1.397.
  • highly concentrated nitric acid water can be made. It reacts violently with gold, platinum, rhodium, iridium, etc. to dissolve them, but iron, chrome, aluminum, calcium, etc. are passive and are not eroded.
  • the nitric acid solution is used for dissolving and ionizing oxidized bismuth oxide (III) (bismuth oxide powder) and cupric oxide (copper oxide). If the mixing ratio of nitric acid is less than 180% by weight, the solubility of oxidized bismuth ⁇ oxide (III) (bismuth powder trioxide) and cupric oxide (II) (copper oxide) decreases in the transparent conductive solution. If the amount exceeds 200% by weight, the electrical resistance in the transparent conductive solution increases, so the blending ratio is preferably 180 to 200% by weight (within a range of 180% to 200% by weight). .
  • Oxidized bismuth oxide (III) (bismuth trioxide powder) is a white crystalline powder having a chemical formula of Bi 2 O 3 , and is naturally produced as bismuth (salt lead) Bi 2 O 3 -3H 2 O.
  • bismuth, bismuth hydroxide, bismuth carbonate-bismuth nitrate, etc. are red-hot in an atmosphere of air or oxygen, they are produced. Does not decompose to 1750 degrees Celsius. Solids conduct even at high temperatures. It is soluble in acid but not in alkali.
  • the amount of the oxidized bismuthIIIoxide (III) (bismuth powder trioxide) is less than 28.8% by weight, the amount of ions dissolved in the nitric acid solution is reduced, and if it exceeds 30.8% by weight, ions in the nitric acid solution are reduced. It becomes saturated and becomes salt. That is, acid and alkali are precipitated as oxides. Therefore, since there is a risk of crystallization, the blending ratio is desirably 28.8 to 30.8% by weight (within a range of 28.8% by weight to 30.8% by weight).
  • cupric oxide (II) and the chemical formula CuO exist in nature as black copper stone.
  • Black powder insoluble in water but soluble in acid.
  • a complex salt is formed and dissolved in aqueous ammonia and potassium cyanide solution. It is generated when copper is heated strongly in the air, and is also generated when copper hydroxide is heated. It is used as a pigment for green or blue coloration of glass, and has application as a paint. Also used for oxidizing agents, catalysts, etc.
  • the compounding ratio of oxidized bismuth oxide (III) bismuth ⁇ powder trioxide
  • the amount of ions in the nitric acid solution is not appropriate, and if it exceeds 30.8% by weight, nitric acid is exceeded. Since ions in the solution react with oxidized bismuth oxide (III) (bismuth powder trioxide) and become saturated, there is a risk of crystallization in the salt state, so the mixing ratio is 28.8-30.8% by weight ( It is desirable to be within the range of 28.8 wt% or more and 30.8 wt% or less. For the same reason, the mixing ratio of cupric oxide (II) (copper) oxide) is 2.88 to 3.08% by weight (within the range of 2.88% by weight to 3.08% by weight). It is desirable to do. This is the first step.
  • Ammonia water produced in a second step separate from the solution is an aqueous solution of ammonia NH 3 and is a colorless and transparent liquid. It is an alkaline liquid with an odor characteristic of ammonia and an irritating taste.
  • the ammonia water is used to dissolve aluminum oxide. If the mixing ratio is less than 139.2% by weight, the aluminum oxide in the ammonia water solution is reduced. If it exceeds 159.2% by weight, it will affect the adjustment of the pH concentration during mixing with the solution in the first step, so the blending ratio is 139.2 to 159.2% by weight (139. It is desirable to be within the range of 2 wt% or more and 159.2 wt% or less.
  • the aluminum oxide used in the above step is also referred to industrially as alumina. Chemical formula Al 2 O 3 . The molecular weight is 101.96. Naturally, it is produced as a crystal mineral or steel ball, but when it contains titanium, iron, or chromium oxide, it becomes sapphire or ruby. Although various forms are known, ⁇ -aluminum oxide produced by heating aluminum hydroxide at 300 ° C. or lower is the pure and most stable form. In addition, there is ⁇ -aluminum oxide hydrate containing a little alkali. Also known are ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ , x, ⁇ , and the like.
  • the aluminum oxide is dissolved in ammonia water and used to make ions. If the blending ratio is less than 7.2% by weight, the amount of ions in the ammonia water solution will decrease, and if it exceeds 9.2% by weight, it will be completely dissolved in the ammonia water solution. Therefore, the blending ratio is desirably 7.2 to 9.2% by weight (within the range of 7.2% by weight or more and 9.2% by weight or less).
  • the ethanol is a chemical formula C 2 H 5 OH. It is a colorless liquid with a unique odor and taste, with a molecular weight of 46.07, a melting point of 114.3 ° C., a boiling point of 78.4 ° C., and a specific gravity of 0.7893. Ethanol is mixed with organic solvent such as alcohol, ether, chloroform or water in any ratio.
  • Triethylamine is added because it provides a more balanced ionic state when the first and second step solutions are mixed. Since triethylamine has a positive tendency, it is a liquid that neutralizes any excessive and unnecessary negative ion substances, and replenishes them if the positive ions are insufficient. If the blending ratio is less than 1% by weight, it becomes difficult to stabilize ions in the final solution obtained by mixing the first process solution and the second process solution. Since dissolved ions become unstable, it is desirable that the mixing ratio is 1 to 3% by weight (in the range of 1% by weight to 3% by weight).
  • the transparent conductive solution as described above has excellent transparency and conductivity with a specific resistance of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the electrical conductivity of the transparent conductive solution according to the embodiment of the present invention was measured with a multimeter.
  • FIG. 4 shows a resistance value based on a multimeter (Multmeter): a numerical value when short-circuited. 0.19 is 0.19 ⁇ in this meter. With this meter, almost no resistance was expressed as 0.19.
  • the resistance value of the liquid ITO solution was measured.
  • FIG. 7 shows the resistance value of the transparent conductive solution of the present invention. This is 4.39 but 4.39 ⁇ . What is relatively clear from these meter displays is that the resistance value of the transparent conductive solution is a specific resistance of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1 ⁇ 10 ⁇ 6 ⁇ ⁇ cm level.
  • nitric acid Nitric acid
  • oxidized bismuth oxide III
  • cupric oxide copper oxide
  • the reason why the oxidized bismuth oxide (III) (bismuth powder trioxide) is first dissolved in the first step is to increase the ionization tendency in the nitric acid solution of cupric oxide (copper oxide) to be dissolved later. It is.
  • nitric acid Nitric® acid
  • oxidized bismuth® oxide III
  • bismuth® powder cupric oxide (II) (copper® oxide) is added in an amount of 2.88 to 3.08% by weight is added, but at this time, ions in nitric acid solution react with oxidized bismuth oxide (III) (bismuth powder trioxide) to become saturated and easily crystallize in salt state Care must be taken not to occur.
  • dissolving bismuth oxide (III) oxide (bismuth powder trioxide) and copper (II) oxide in nitric acid solution is nitric acid. This is in order to achieve electrical conductivity by generating more ions in the solution, but other methods are not necessarily limited.
  • FIG. 2 shows the solution obtained in the second step.
  • the reason why aluminum oxide is first dissolved in an ammonia water solution is to control that the concentration becomes lower due to ethanol mixed later and ionization is not easy. It is.
  • the second step when the mixture of ammonia water and aluminum oxide is completed, 100% to 120% by weight of ethanol is mixed with it. When the aluminum oxide ions in the ammonia water solution are fully dissolved, add ethanol and stir again.
  • adding aluminum oxide to the ammonia water solution in the second step achieves further conductivity by generating many ions in the ammonia water solution. For this reason, the other steps are not necessarily limited.
  • the oxidized bismuth obtained in the first step is stirred while stirring the aqueous solution of aluminum oxide containing the aluminum oxide obtained in the second step and ethanol.
  • a nitric acid solution in which oxide (III) (bismuth trioxide) and cupric oxide (copper oxide) are dissolved is added little by little.
  • the solution obtained in the second step is mixed with a small amount of the aqueous solution of aluminum oxide containing aluminum oxide and ethanol.
  • the third step is performed to dilute the concentration so that there is no chemical reaction between acid and alkali. Care must be taken that the two solutions do not undergo a chemical reaction and the temperature in the solution does not rise.
  • FIG. 3 shows the solution obtained in the third step.
  • triethylamine is added to the solution obtained in the third step, that is, the solution obtained by mixing the solution obtained in the first step and the solution obtained in the second step. Add 1-3% by weight.
  • the fourth step has a role of imparting ions to the mixed material to give a positive tendency and adjusting necessary ions and unnecessary ion amounts. Since triethylamine is positive, it attracts negative ions, otherwise it precipitates.
  • the ionized materials are bismuth oxide (III) oxide (bismuth powder trioxide) and cupric oxide ( II) (copper oxide) and aluminum oxide (aluminum) oxide), and this point is characteristic.
  • the blending ratio of each material in the transparent conductive solution of the present invention is as follows: nitric acid (Nitric® acid) 18 to 200% by weight, oxidized bismuth® oxide (III) (bismuth® trioxide) 20.88 to 30.8% by weight, Copper (II) oxide (copper oxide) 0.288 to 3.08% by weight, ammonia water (Ammonia water) 13.92 to 159.2% by weight, aluminum oxide (aluminum oxide) 0.72 to 9.2
  • the weight may be 10% by weight, 10 to 120% by weight of ethanol, or 0.1 to 3% by weight of triethylamine.
  • the blending ratio of each material in the transparent conductive solution is as follows: nitric acid (Nitric acid) 180 to 200 wt%, oxidized bismuth oxide (III) (bismuth powder trioxide) 28.8 to 30.8 wt%, second oxide Copper (II) (copper oxide) 2.88 to 3.08 wt%, ammonia water (139.2 to 159.2 wt%), aluminum oxide (7.2 to 9.2 wt%), By using 100 to 120% by weight of ethanol and 1 to 3% by weight of triethylamine, a transparent conductive solution having better conductivity or better transparency can be obtained. It is possible to reliably or easily obtain a transparent conductive solution having excellent conductivity and transparency as compared with the above conductive solution.
  • the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the transparent conductive solution and the manufacturing method thereof with such a change are also included in the present invention. It is included in the technical idea of the invention.
  • the present invention can be used, for example, for forming an electrode or a circuit having optical transparency.
  • the usable range of the present invention is not limited to this, but extends to various industries such as electricity, electronics, communication, physics, machinery, chemistry, daily necessities, agriculture and fisheries.

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Abstract

　従来の導電性溶液と比較してより高い導電性と透明性を持つ透明導電性溶液であって、硝酸（Nitric acid）１８０～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)（三酸化bismuth powder）２８．８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)（copper oxide）２．８８～３．０８重量％、アンモニア水（ammonia water）１３９．２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム（aluminum oxide）７．２～９．２重量％、エタノール（ethanol）１００～１２０重量％、およびトリエチルアミン（Triethylamine）１～３重量％を含んでいることを特徴とする。

Description

透明導電性溶液およびその製造方法
　本発明は透明導電性溶液およびその製造方法に関する。
　従来の導電性溶液は溶液内の導電するイオンの密度によって、溶液の電気伝導度と透過率に影響を与えてしまい、さまざまな努力にもかかわらず高い電気的伝導度と透過率を実現するのが難しいという問題があった。
　本発明は上述した問題に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、従来の導電性溶液に比して優れた導電性と透明性を持つ透明導電性溶液およびその製造方法を提供することにある。
　前記課題を解決するために、本発明の第１の透明導電性溶液は、透明で導電性を有する透明導電性溶液であって、硝酸１８～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)２０．８８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)０．２８８～３．０８重量％、アンモニア水１３．９２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム０．７２～９．２重量％、エタノール１０～１２０重量％、およびトリエチルアミン０．１～３重量％を含んでいることを特徴とする。
　前記課題を解決するために、本発明の第２の透明導電性溶液は、透明で導電性を有する透明導電性溶液であって、硝酸１８０～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)２８．８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)２．８８～３．０８重量％、アンモニア水１３９．２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム７．２～９．２重量％、エタノール１００～１２０重量％、およびトリエチルアミン１～３重量％を含んでいることを特徴とする。この透明導電性溶液は１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍの比抵抗を持つ。
　前記課題を解決するために、本発明の透明導電性溶液の第１の製造方法は、透明で導電性を有する透明導電性溶液の製造方法であって、硝酸１８～２００重量％溶液に、酸化bismuth oxide(III)２０．８８～３０．８重量％と酸化第二銅(II)０．２８８～３．０８重量％とを一緒に溶解する第１の工程と、前記第１の工程により得られる溶液とは別にアンモニア水１３．９２～１５９．２重量％溶液に、酸化アルミニウム０．７２～９．２重量％とエタノール１０～１２０重量％とを一緒に溶解する第２の工程と、前記第２の工程において得られた溶液に前記第１の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌し、または前記第１の工程において得られた溶液に前記第２の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌する第３の工程と、前記第３の工程において得られた溶液にトリエチルアミン０．１～３重量％を添加する第４の工程とを備えていることを特徴とする。
　前記課題を解決するために、本発明の透明導電性溶液の第２の製造方法は、透明で導電性を有する透明導電性溶液の製造方法であって、硝酸１８０～２００重量％溶液に、酸化bismuth oxide(III)２８．８～３０．８重量％と酸化第二銅(II)２．８８～３．０８重量％とを一緒に溶解する第１の工程と、前記第１の工程により得られる溶液とは別にアンモニア水１３９．２～１５９．２重量％溶液に、酸化アルミニウム７．２～９．２重量％とエタノール１００～１２０重量％とを一緒に溶解する第２の工程と、前記第２の工程において得られた溶液に前記第１の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌し、または前記第１の工程において得られた溶液に前記第２の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌する第３の工程と、前記第３の工程において得られた溶液にトリエチルアミン１～３重量％を添加する第４の工程とを備えていることを特徴とする。この製造方法により製造された透明導電性溶液は１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍの比抵抗を持つ。
　上述した本発明の透明導電性溶液は、従来の導電性溶液に比して優れた導電性と透明性を持つ。また、上述した本発明の透明導電性溶液の製造方法によれば、従来の導電性溶液に比して優れた導電性と透明性を持つ透明導電性溶液を製造することができる。
図１は、本発明の実施形態による透明導電性溶液の製造方法において、第１の工程により得られた溶液を示す説明図である。 図２は、本発明の実施形態による透明導電性溶液の製造方法において、第２の工程により得られた溶液を示す説明図である。 図３は、本発明の実施形態による透明導電性溶液の製造方法において、第１の工程により得られた溶液と第２の工程により得られた溶液とを混合することにより得られた溶液を示す説明図である。 図４はマルチメータのテストリードをショートさせてマルチメータの基準抵抗値を測定している状態を示す説明図である。 図５はマルチメータにより蒸留水の抵抗値を測定している状態を示す説明図である。 図６はマルチメータにより液状ＩＴＯ溶液の抵抗値を測定している状態を示す説明図である。 図７は本発明の実施形態による透明導電性溶液の抵抗値を測定している状態を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　本発明の実施形態による透明導電性溶液は、硝酸(Nitric acid)１８０～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)２８．８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)(copper oxide)２．８８～３．０８重量％、アンモニア水(ammonia water)１３９．２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム(aluminum oxide)７．２～９．２重量％、エタノール(ethanol)１００～１２０重量％、トリエチルアミン(Triethylamine)１～３重量％を含んで成り立つ。
　それぞれの材料について説明する。硝酸(Nitric acid)は無色の液体である。吸湿性が強く発煙性の液体である。光により一部は分解する。融点－４２℃、沸騰点８６℃(一部は水と五酸化窒素(nitrogen pentoxide)に分解される)、比重１．５０２、屈折率１．３９７である。水に任意の比率で混ぜることで、高濃度の硝酸水を作ることができる。金、白金、ロジウム(rhodium)、イリジウム(iridium)などと激しく反応してこれらを溶かすが、鉄、クロム(chrome)、アルミニウム(aluminum)、カルシウム(calcium)などは不動態を作るので浸食されない。
　前記硝酸溶液は、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)、酸化第二銅(II)(copper oxide)を溶かしイオン化させるために使われる。前記硝酸(Nitric acid)の配合比が１８０重量％未満なら透明導電性溶液内で酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)、酸化第二銅(II)(copper oxide)の溶解性が落ちて、２００重量％を超過すれば透明導電性溶液内の電気抵抗が高くなるので、その配合比を１８０～２００重量％（１８０重量％以上かつ２００重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　そして、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)は化学式がBi2O3の白色の結晶性粉末で、天然ではビスマス(蒼鉛華)Bi2O3-3H2Oとして産出される。ビスマス、水酸化ビスマス、炭酸ビスマス－硝酸ビスマスなどを空気または酸素の雰囲気内で赤熱すれば生成される。摂氏１７５０℃まで分解されない。固体は高温でも導電する。酸には溶けるが、アルカリ(alkali)には溶けない。
　前記酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)が２８．８重量％未満なら硝酸溶液に溶け込むイオン量が少なくなってしまい、又、３０．８重量％を超過すれば硝酸溶液内のイオンが飽和状態になってしまい、塩になる。すなわち酸とアルカリが酸化物として沈殿する。そのため結晶化のおそれがあるので、その配合比を２８．８～３０．８重量％（２８．８重量％以上かつ３０．８重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　前記酸化第二銅(II)(copper oxide)、化学式CuOは天然では黒銅石として存在する。黒色粉末で、水には溶けないが、酸には溶ける。アンモニア水、シアン化カリウム(potassium cyanide)溶液などには錯塩を作って溶ける。銅を空気の中で強く加熱すれば生成され、また水酸化銅(copper hydroxide)を加熱しても生成される。顔料としてガラスの緑色または青色着色用に使われ、塗料としての用途もある。酸化剤、触媒などでも使う。
　前記硝酸溶液内で、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)の配合比が２８．８重量％未満なら硝酸溶液内のイオン量が適度でなくなり、３０．８重量％を超過すれば硝酸溶液内のイオンが酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)と反応し飽和状態になり容易に塩状態の結晶化のおそれがあるのでその配合比を２８．８～３０．８重量％（２８．８重量％以上かつ３０．８重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。これと同様の理由により、酸化第二銅(II)(copper oxide)の配合比を２．８８～３．０８重量％（２．８８重量％以上かつ３．０８重量％以下の範囲内）とすることが望ましい。これが第１の工程である。
　前記溶液とは別の第２の工程で作られるアンモニア水(ammonia water)は、アンモニアNH3の水溶液で無色透明な液体である。アンモニア特有の匂いと刺激的な味がするアルカリ性の液体である。前記アンモニア水(ammonia water)は酸化アルミニウム(aluminum oxide)を溶かすためであるが、その配合比が１３９．２重量％未満になればアンモニア水(ammonia water)溶液内の酸化アルミニウム(aluminum oxide)が溶けにくくなり、１５９．２重量％を超過すれば第１の工程の溶液との混合時のｐＨ濃度の調整に影響を与えるので、その配合比を１３９．２～１５９．２重量％（１３９．２重量％以上かつ１５９．２重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　前記段階に使用される酸化アルミニウム(aluminum oxide)は工業的にはアルミナともいう。化学式Al2O3。分子量は１０１．９６。天然では結晶鉱物、鋼玉として産出されるがチタン、鉄、酸化クロムを含むとサファイアやルビーになる。いろいろな形態を持ったものが知られているが、水酸化アルミニウムを３００℃以下で加熱すれば生じるα－酸化アルミニウムは純粋でいちばん安定した形態である。この外にアルカリを少し含有するβ－酸化アルミニウム水化物がある。またδ、ζ、η、θ、κ、x、ρ、なども知られている。
　前記酸化アルミニウム(aluminum oxide)はアンモニア水(ammonia water)に溶かしてイオンを作るために使用する。配合比が７．２重量％未満になればアンモニア水(ammonia water)溶液内のイオンの量が少なくなり、９．２重量％を超過すればアンモニア水(ammonia water)溶液内に完全に溶けてなくなるので、その配合比を７．２～９．２重量％（７．２重量％以上かつ９．２重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　前記エタノール(ethanol)は化学式C2H5OH。独特な匂いと味がする無色液体で、分子量４６．０７、融点－１１４．３℃、沸騰点７８．４℃、比重０．７８９３である。エタノール(ethanol)をアルコール(alcohol)－エーテル(ether)－クロロフォルム(chloroform)など有機溶媒や水と任意の比率で混ぜる。第２の工程での酸化アルミニウム(aluminum oxide)が溶けているアンモニア水(ammonia water)溶液との混合及び、第１の工程での酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)及び酸化第二銅(II)(copper oxide)が溶けている硝酸(Nitric acid)溶液との間の酸アルカリ反応がないようにするために濃度を希釈するが、そのときの配合比が１００重量％未満になれば、第１の工程の酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)及び酸化第二銅(II)(copper oxide)が溶けている硝酸(Nitric acid)溶液と、第２の工程の酸化アルミニウム(aluminum oxide)が溶けているアンモニア水(ammonia water)溶液の間で化学反応を起こし溶液の温度が上昇してしまう。また、１２０重量％を超過すれば第１の工程溶液と第２の工程溶液が反応する時間に影響を与えるので、その配合比を１００～１２０重量％（１００重量％以上かつ１２０重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　最後に、トリエチルアミン(Triethylamine)を加えるがこの理由は、第１の工程と第２の工程の溶液が混合された段階で、より多くの均衡したイオン状態を与えるために加える。トリエチルアミンはプラス性向であるため、過剰で不必要なマイナスイオン物質があればそれを中和し、プラスイオンが不足の場合は補充してくれる役割を果たす液体である。その配合比が１重量％未満になれば第１の工程溶液と第２の工程溶液を混合した最終溶液内のイオンの安定化が難しくなり、また、３重量％を超過すれば混合溶液内に溶けているイオンが不安定になるので、その配合比を１～３重量％（１重量％以上かつ３重量％以下の範囲内）にすることが望ましい。
　前記のような透明導電性溶液は１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍ以下の比抵抗で、優れた透明性と導電性を持つことになる。図４ないし図７に示すように、本発明の実施例による透明導電性溶液の電気伝導度をマルチメータ(Multmeter)で測定した。図４はマルチメータ(Multmeter)基準の抵抗値:ショートさせたときの数値を示している。０．１９はこのメーターで０．１９Ωである。このメーターでほぼ無抵抗が０．１９と表現された。次に図５に示すように、これは精製水（蒸溜水）の抵抗値を計測した。表示では、１．５２０４であるが１．５メガΩである。非常に高い抵抗値を示している。次に図６に示すように、液状ＩＴＯ溶液の抵抗値を計測した。メーター表示では０．８９５７であるが０．８９５７メガΩである。さて最後に図７は、本発明の透明導電性溶液の抵抗値を現わす。これは４．３９であるが、４．３９Ωである。これらのメーター表示から相対的に明らかになったのは、本透明導電性溶液の抵抗値が１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍレベルの比抵抗であることである。
　これより前記透明導電性溶液を製造する方法について説明するが、製造方法を説明するにあたり、透明導電性溶液内の配合比は上述の通りすでに充分に説明したので省略する。
　第１の工程において、先に硝酸(Nitric acid)１８０～２００重量％と酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)２８．８～３０．８ 重量％とを一緒に溶解し、これにより得られた混合物に、酸化第二銅(II)(copper oxide)２．８８～３．０８重量％を添加して溶解する。図１は第１の工程において得られた溶液を示している。
　第１の工程において、先に酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)を溶解する理由は、後に溶解する酸化第二銅(II)(copper oxide)の硝酸溶液内のイオン化傾向を高めるためである。また、第１の工程において、前記硝酸(Nitric acid)と酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)の配合が完了した後に、酸化第二銅(II)(copper oxide)を２．８８～３．０８重量％を投入するが、このとき、硝酸(Nitric acid)溶液内のイオンが酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)と反応して飽和状態になり容易に塩状態の結晶化が起こらないように注意しなければならない。なお、前記第１の工程で硝酸(Nitric acid)溶液に酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)と酸化第二銅(II)(copper oxide)とを溶解することは硝酸(Nitric acid)溶液内により多くのイオンを発生させることにより電気伝導度を達成するためであるが、これ以外の方法を必ずしも制限するものではない。
　第２の工程においては、アンモニア水(ammonia water)１３９．２～１５９．２重量％と酸化アルミニウム(aluminum oxide)７．２～９．２重量％を一緒に溶解し、これにより得られた混合物にエタノール(ethanol)１００～１２０重量％を投入して攪拌する。図２は第２の工程において得られた溶液を示している。
　第２の工程において、先にアンモニア水(ammonia water)溶液に酸化アルミニウム(aluminum oxide)を溶かす理由は、後に混ぜるエタノール(ethanol)により濃度が低くなってしまいイオン化が容易でなくなることを制御するためである。また、第２の工程において、前記アンモニア水(ammonia water)と酸化アルミニウム(aluminum oxide)の配合が完了されれば、これにエタノール(ethanol)１００～１２０重量％を混ぜるが、このときアンモニア水(ammonia water)溶液内の酸化アルミニウム(aluminum oxide)イオンが充分に溶けているときにエタノール(ethanol)を投入して再び攪拌をする。なお、第２の工程でアンモニア水(ammonia water)溶液に酸化アルミニウム(aluminum oxide)を投入することはアンモニア水(ammonia water)溶液内に多くのイオンを発生させることで更なる導電性を達成するためであるが、必ずしも他の工程を制限するのではない。
　第３の工程において、前記第２の工程において得られた酸化アルミニウム(aluminum oxide)とエタノール(ethanol)を含むアンモニア水(ammonia water)溶液を攪拌しながら、第１の工程において得られた酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)及び酸化第二銅(II)(copper oxide)が溶解されている硝酸(Nitric acid)溶液を少量ずつ添加するようにする。または、第１の工程において得られた酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)及び酸化第二銅(II)(copper oxide)が溶解している硝酸(Nitricacid)溶液を攪拌しながら、前記第２の工程において得られた酸化アルミニウム(aluminum oxide)とエタノール(ethanol)を含むアンモニア水(ammonia water)溶液を少量ずつ添加しながら混ぜる。第３の工程は、酸とアルカリの化学反応がないように、濃度を希釈するために行う。２つの溶液が化学反応を起こして溶液内温度が上昇しないように注意しなければならない。図３は第３の工程において得られた溶液を示している。
　終りに、第４の工程において、第３の工程において得られた溶液、すなわち第１の工程において得られた溶液と第２の工程において得られた溶液とを混合した溶液にトリエチルアミン(Triethylamine)を１～３重量％を添加する。第４の工程は、混合物質にイオンを与えてプラス性向を持たせ、必要なイオンと不必要なイオン量を調整する役割を持つ。トリエチルアミン(Triethylamine)はプラスなのでマイナスイオンを引き付け、そうでない場合は沈殿していく。
　前記の実施形態を通じて分るように、このようにして製造した本発明の実施形態による透明導電性溶液で、イオン化物質は、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)及び酸化第二銅(II)(copper oxide)、酸化アルミニウム(aluminum oxide)であり、この点は特徴的である。
　なお、本発明の透明導電性溶液における各材料の配合比を、硝酸(Nitric acid)１８～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)２０．８８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)(copper oxide)０．２８８～３．０８重量％、アンモニア水(ammonia water)１３．９２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム(aluminum oxide)０．７２～９．２重量％、エタノール(ethanol)１０～１２０重量％、トリエチルアミン(Triethylamine)０．１～３重量％としてもよい。このような配合比であっても、従来の導電性溶液に比して優れた導電性と透明性を持つ透明導電性溶液を得ることができる。しかし、透明導電性溶液における各材料の配合比を、硝酸(Nitric acid)１８０～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)(三酸化bismuth powder)２８．８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)(copper oxide)２．８８～３．０８重量％、アンモニア水(ammonia water)１３９．２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム(aluminum oxide)７．２～９．２重量％、エタノール(ethanol)１００～１２０重量％、トリエチルアミン(Triethylamine)１～３重量％とすることにより、一層優れた導電性または一層優れた透明性を持つ透明導電性溶液を得ることができ、あるいは、従来の導電性溶液に比して優れた導電性と透明性を持つ透明導電性溶液を確実にまたは容易に得ることができる。
　また、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う透明導電性溶液およびその製造方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
　本発明は、例えば光透過性を有する電極または回路の形成などに用いることができる。なお、本発明の利用可能な範囲は、これに限らず、電気、電子、通信、物理、機械、化学、日用品、農水産などの種々の産業に及ぶ。

Claims (6)

  1. 　透明で導電性を有する透明導電性溶液であって、硝酸１８～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)２０．８８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)０．２８８～３．０８重量％、アンモニア水１３．９２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム０．７２～９．２重量％、エタノール１０～１２０重量％、およびトリエチルアミン０．１～３重量％を含んでいることを特徴とする透明導電性溶液。
  2. 　透明で導電性を有する透明導電性溶液であって、硝酸１８０～２００重量％、酸化bismuth oxide(III)２８．８～３０．８重量％、酸化第二銅(II)２．８８～３．０８重量％、アンモニア水１３９．２～１５９．２重量％、酸化アルミニウム７．２～９．２重量％、エタノール１００～１２０重量％、およびトリエチルアミン１～３重量％を含んでいることを特徴とする透明導電性溶液。
  3. 　１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍの比抵抗を持つことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の透明導電性溶液。
  4. 　透明で導電性を有する透明導電性溶液の製造方法であって、
    　硝酸１８～２００重量％溶液に、酸化bismuth oxide(III)２０．８８～３０．８重量％と酸化第二銅(II)０．２８８～３．０８重量％とを一緒に溶解する第１の工程と、
    　前記第１の工程により得られる溶液とは別にアンモニア水１３．９２～１５９．２重量％溶液に、酸化アルミニウム０．７２～９．２重量％とエタノール１０～１２０重量％とを一緒に溶解する第２の工程と、
    　前記第２の工程において得られた溶液に前記第１の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌し、または前記第１の工程において得られた溶液に前記第２の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌する第３の工程と、
    　前記第３の工程において得られた溶液にトリエチルアミン０．１～３重量％を添加する第４の工程とを備えていることを特徴とする透明導電性溶液の製造方法。
  5. 　透明で導電性を有する透明導電性溶液の製造方法であって、
    　硝酸１８０～２００重量％溶液に、酸化bismuth oxide(III)２８．８～３０．８重量％と酸化第二銅(II)２．８８～３．０８重量％とを一緒に溶解する第１の工程と、
    　前記第１の工程により得られる溶液とは別にアンモニア水１３９．２～１５９．２重量％溶液に、酸化アルミニウム７．２～９．２重量％とエタノール１００～１２０重量％とを一緒に溶解する第２の工程と、
    　前記第２の工程において得られた溶液に前記第１の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌し、または前記第１の工程において得られた溶液に前記第２の工程において得られた溶液を少量ずつ添加して攪拌する第３の工程と、
    　前記第３の工程において得られた溶液にトリエチルアミン１～３重量％を添加する第４の工程とを備えていることを特徴とする透明導電性溶液の製造方法。
  6. 　前記透明導電性溶液は１×１０－５～１×１０－６Ω・ｃｍの比抵抗を持つことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の透明導電性溶液の製造方法。
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