CN113004751A - 电极及其制作方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电极及其制作方法、显示面板。该电极包括：透明层，该透明层包括多个裂纹；导电材料，该导电材料填充于该裂纹内；其中，该导电材料包括MXene。本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。

Description

电极及其制作方法、显示面板
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种电极及其制作方法、显示面板。
背景技术
近些年，由美国德雷塞尔大学的Yury Gogotsi教授和Michel Barsoum教授共同发现的二维层状结构，被命名为MXene。此类材料凭借其独特的物理化学性质在电池、超级电容器、催化、光电器件、净水、生物医药、气体传感器等多个领域受到广泛关注。
目前，MXene主要优点为亲水性和高导电性，可以水溶液的形式存在，但缺点为高膜厚的MXene的穿透率较低，使其应用性大大降低。
因此，亟需一种电极及其制作方法、显示面板以解决上述技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种电极及其制作方法、显示面板，可以解决目前，MXene主要优点为亲水性和高导电性，可以水溶液的形式存在，但缺点为高膜厚的MXene的穿透率较低，使其应用性大大降低的技术问题。
本发明实施例提供一种电极，包括：
透明层，所述透明层包括多个裂纹；以及
导电材料，所述导电材料填充于所述裂纹内；
其中，所述导电材料包括MXene。
在一实施例中，所述透明层的材料包括烯醇树脂类、阳离子环氧树脂类、丙烯酸树脂类中的任意一种或多种的组合。
在一实施例中，所述透明层的材料包括去离子水、成膜助剂、部分碱化型聚乙烯醇树脂、自交联型醋丙乳液、润湿剂、分散剂、填料、防沉剂以及pH调节剂。
在一实施例中，所述透明层的材料包括去离子水、水可分散型阳离子环氧树脂、水性多功能助剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、自交联丙烯酸乳液以及助溶剂。
在一实施例中，所述透明层的材料还包括水性哑光粉。
本发明实施例还提供了一种电极的制备方法，包括：
提供导电材料；
在基板上形成包括多个裂纹的透明层；
在所述裂纹内填充所述导电材料；
其中，所述导电材料包括MXene。
在一实施例中，所述提供导电材料的步骤，包括：将LiF、盐酸以及Ti3AlC2混合形成第一溶液；将所述第一溶液离心洗涤，去除所述第一溶液的第一上清液，以形成第二溶液；将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，获得所述第二溶液的第二上清液，以形成所述导电材料。
在一实施例中，，所述将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，获得所述第二溶液的第二上清液，以形成所述导电材料的步骤，包括：将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，直至所述第二溶液的第二上清液的pH值为5.8～6.2；其中，所述第二上清液包括所述导电材料。
在一实施例中，所述在基板上形成包括多个裂纹的透明层的步骤，包括：在所述基板上涂布透明材料；将涂布有所述透明材料的所述基板干燥，以形成包括多个所述裂纹的透明层。
本发明实施例还提供了一种显示面板，包括如任一上述的电极。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的电极的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电极的制作方法的步骤流程图；
图3～图5是本发明实施例提供的电极的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
目前，MXene主要优点为亲水性和高导电性，可以水溶液的形式存在，但缺点为高膜厚的MXene的穿透率较低，使其应用性大大降低。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种电极100，包括：
透明层300，所述透明层300包括多个裂纹400；以及
导电材料500，所述导电材料500填充于所述裂纹400内；
其中，所述导电材料500包括MXene。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
所述电极100，包括：透明层300，所述透明层300包括多个裂纹400；导电材料500，所述导电材料500填充于所述裂纹400内；其中，所述导电材料500包括MXene，具体请参阅图1，其中由于导电材料500填充于所述裂纹400内，故在图1的500(400)即表示所述导电材料500填充于所述裂纹400内。
本实施例中，所述电极100还包括位于所述透明层300远离所述导电材料500一侧的基板200。所述裂纹400可以贯穿所述透明层300。所述裂纹400的深度也可以小于所述透明层300的厚度。
本实施例中，MXene是一类具有二维层状结构的无机化合物，其化学通式为Mn+1XnTx，其中n＝1～3，M代表早期过渡金属，如Ti、Zr、V、Mo等；X代表C或N元素；Tx为官能团，通常为-OH、-O、-F和-Cl。
本实施例中，所述基板200的材料包括热塑性聚酯、聚酰亚胺、玻璃中的任意一种或多种的组合。其中，热塑性聚酯或/和聚酰亚胺有利于电极实现柔性弯折显示。
本实施例中，所述基板200也可以只作为转移所述电极100的载体。
本实施例中，所述透明层300的透明性可达99％以上，其主要作用为在基板200表面产生大量网格裂纹400，在这些网络状裂纹400中涂布低含量的Mxene，这些网络状裂纹400结构可促进导电材料500表面电流的收集和减小面内电阻，就可实现高导电高透明的特性。
本实施例中，所述透明层300的材料包括烯醇树脂类、阳离子环氧树脂类、丙烯酸树脂类中的任意一种或多种的组合。
本实施例中，所述透明材料包括烯醇树脂类，所述透明层300的材料包括去离子水、成膜助剂、部分碱化型聚乙烯醇树脂、自交联型醋丙乳液、润湿剂、分散剂、填料、防沉剂以及pH调节剂。
本实施例中，所述透明材料包括烯醇树脂类，所述透明层300的材料包括去所述离子水5份～40份、所述成膜助剂3份～15份、所述部分碱化型聚乙烯醇树脂4份～24份、所述自交联型醋丙乳液4份～20份、所述润湿剂0.1份～1份、所述分散剂2份～8份、所述填料5份～30份、所述防沉剂0.1份～1份、所述pH调节剂0.1份～1份。其中，份数按照重量百分比进行配置。
本实施例中，碱化型聚乙烯醇树脂为成膜物质，提供收缩力和附着力。
本实施例中，所述润湿剂能够使得固体物料被水浸湿。
本实施例中，防沉剂可使涂料具有触变性，黏度大大提高。
本实施例中，所述透明层300的材料包括阳离子环氧树脂类，所述透明层300的材料包括去离子水、水可分散型阳离子环氧树脂、水性多功能助剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、自交联丙烯酸乳液以及助溶剂。
本实施例中，所述透明层300的材料包括阳离子环氧树脂类，所述水可分散型阳离子环氧树脂40％～95％、所述水性多功能助剂0.05％～0.3％、所述水性分散剂0.2％～0.4％、所述水性润湿剂0.1％～0.2％、所述水性消泡剂0.05％～0.4％、所述自交联丙烯酸乳液27％～45％、所述助溶剂0.6％～1.5％、所述水性杀菌剂0.1％～0.4％、所述水性色浆0％～10％、去离子水(占剩余比例)，其中，所有百分比为质量百分比进行配置。所述自交联丙烯酸乳液为室温自交联丙烯酸乳液。
本实施例中，水可分散型阳离子环氧树脂由于具有较低的玻璃化转变温度，可有效保护与所述电极100接触的基板200，与基板200表面粘结力好。
本实施例中，所述透明层300的材料还包括水性哑光粉。水性哑光粉的作用是吸收大量的油，降低光泽。
本实施例中，助溶剂可以为二丙二醇丁醚。
本实施例中，所述透明层300的材料还包括pH调节剂。所述pH调节剂的质量的占所述导电材料500的质量的比重为0.1％～1％(质量分数)。
本实施例中，所述电极100的表征结果为所述电极100的涂层膜厚(所述透明层300的厚度)为3.5微米～5微米，所述裂纹400在所述基板200上的正投影的宽度为2微米～4微米，所述电极100的面电阻为4Ωsq-1～5Ωsq-1，所述电极100的穿透率大于90％，所述电极100具有良好的导电性，同时具有较高的穿透率，可以提高所述电极100的透明性，提高所述电极100的工作性能。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
请参阅图2，本发明实施例还提供了一种电极100的制备方法，包括：
S100、提供导电材料500；
S200、在基板200上形成包括多个裂纹400的透明层300；
S300、在所述裂纹400内填充所述导电材料500；
其中，所述导电材料500包括MXene。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
所述电极100的制备方法，包括：
S100、提供导电材料500。
本实施例中，步骤S100包括：
S110、将LiF、盐酸以及Ti3AlC2混合形成第一溶液。
本实施例中，所述盐酸为浓盐酸，浓度为9mol/L。
本实施例中，所述LiF与所述Ti3AlC2的摩尔比为7.5:1。
本实施例中，步骤S110包括：
S111、将所述LiF与所述盐酸混合并搅拌第一时间。
本实施例中，所述第一时间为30分钟。
S112、将所述Ti3AlC2加入至所述LiF与所述盐酸的混合液中，升温至70℃搅拌。
S113、将所述LiF、所述盐酸以及所述Ti3AlC2的混合溶液在40℃保持24小时，以形成所述第一溶液。
S120、将所述第一溶液离心洗涤，去除所述第一溶液的第一上清液，以形成第二溶液。
本实施例中，所述将所述第一溶液离心洗涤的条件为在3500转/分钟下旋转10分钟。
S130、将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，获得所述第二溶液的第二上清液，以形成所述导电材料500。
本实施例中，所述将所述第二溶液与去离子水混合洗涤的步骤包括将所述第二溶液与去离子水混合摇动第二时间。
本实施例中，所述第二时间为5分钟。
本实施例中，所述第二上清液的颜色为深绿色。所述第二溶液经过与所述离子水混合洗涤后，所述第二上清液变为深绿色即可停止洗涤。
本实施例中，所述步骤S130包括：
S131、将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，直至所述第二溶液的第二上清液的pH值为5.8～6.2。
本实施例中，所述第二上清液的pH值为5.8～6.2时，所述第二上清液的颜色同时也变为深绿色。
本实施例中，所述第二上清液的pH值为6，此时，效果最好。
本实施例中，所述第二上清液包括所述导电材料500。
本实施例中，将1g LiF加入20mL 9mol/L HCl溶液中并搅拌30分钟，然后在5分钟内将1g Ti3AlC2(摩尔比：LiF/Ti3AlC2＝7.5/1)粉末缓慢加入溶液中并在70℃下搅拌40℃下24小时。将所得溶液通过离心(在3500rpm下旋转10分钟)洗涤，然后将上清液(即所述第一上清液)倒入废物中，然后加入去离子水并摇动5分钟。重复洗涤过程数次，直到上清液(即所述第二上清液)变为深绿色且pH值约为6。所得上清液为MXene材料，即所述导电材料500。
S200、在基板200上形成包括多个裂纹400的透明层300。
本实施例中，所述基板200的材料包括热塑性聚酯、聚酰亚胺、玻璃中的任意一种或多种的组合。其中，热塑性聚酯或/和聚酰亚胺有利于电极实现柔性弯折显示。
本实施例中，所述基板200也可以只作为转移所述电极100的载体。
本实施例中，步骤S200包括：
S210、在所述基板200上涂布透明材料310，具体请参阅图3。
本实施例中，所述电极100还包括位于所述透明层300远离所述导电材料500一侧的基板200。所述裂纹400可以贯穿所述透明层300。所述裂纹400的深度也可以小于所述透明层300的厚度，具体请参阅图4。
本实施例中，步骤S210的步骤包括：
S211、在所述基板200上以1000转/分钟～2500转/分钟旋涂所述透明材料310。
本实施例中，用水将裂纹400涂料以1000rpm～2500rpm的旋转速度旋涂在所述基板200表面上形成涂膜。在浓度保持恒定的情况下可以调节旋涂转速以控制漆膜厚度，速度越快，薄膜厚度越薄。
S220、将涂布有所述透明材料310的所述基板200干燥，以形成包括多个所述裂纹400的透明层300。
本实施例中，所述将涂布有所述透明材料310的所述基板200干燥的条件为温度25℃，湿度为25％RH，干燥时间为24小时。
本实施例中，所述透明层300的透明性可达99％以上，其主要作用为在基板200表面产生大量网格裂纹400，在这些网络状裂纹400中涂布低含量的Mxene，这些网络状裂纹400结构可促进导电材料500表面电流的收集和减小面内电阻，就可实现高导电高透明的特性。
本实施例中，所述透明层300的材料包括烯醇树脂类、阳离子环氧树脂类、丙烯酸树脂类中的任意一种或多种的组合。
本实施例中，所述透明材料310包括烯醇树脂类，所述透明层300的材料包括去离子水、成膜助剂、部分碱化型聚乙烯醇树脂、自交联型醋丙乳液、润湿剂、分散剂、填料、防沉剂以及pH调节剂。
本实施例中，所述透明材料310包括烯醇树脂类，所述透明层300的材料包括去所述离子水5份～40份、所述成膜助剂3份～15份、所述部分碱化型聚乙烯醇树脂4份～24份、所述自交联型醋丙乳液4份～20份、所述润湿剂0.1份～1份、所述分散剂2份～8份、所述填料5份～30份、所述防沉剂0.1份～1份、所述pH调节剂0.1份～1份。其中，份数按照重量百分比进行配置。
本实施例中，碱化型聚乙烯醇树脂为成膜物质，提供收缩力和附着力。
本实施例中，所述润湿剂能够使得固体物料被水浸湿。
本实施例中，防沉剂可使涂料具有触变性，黏度大大提高。
本实施例中，所述透明层300的材料包括阳离子环氧树脂类，所述透明层300的材料包括去离子水、水可分散型阳离子环氧树脂、水性多功能助剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、自交联丙烯酸乳液以及助溶剂。
本实施例中，所述透明层300的材料包括阳离子环氧树脂类，所述水可分散型阳离子环氧树脂40％～95％、所述水性多功能助剂0.05％～0.3％、所述水性分散剂0.2％～0.4％、所述水性润湿剂0.1％～0.2％、所述水性消泡剂0.05％～0.4％、所述自交联丙烯酸乳液27％～45％、所述助溶剂0.6％～1.5％、所述水性杀菌剂0.1％～0.4％、所述水性色浆0％～10％、去离子水(占剩余比例)，其中，所有百分比为质量百分比进行配置。所述自交联丙烯酸乳液为室温自交联丙烯酸乳液。
本实施例中，水可分散型阳离子环氧树脂由于具有较低的玻璃化转变温度，可有效保护与所述电极100接触的基板200，与基板200表面粘结力好。
本实施例中，所述透明层300的材料还包括水性哑光粉。水性哑光粉的作用是吸收大量的油，降低光泽。
本实施例中，助溶剂可以为二丙二醇丁醚。
本实施例中，所述透明层300的材料还包括pH调节剂。所述pH调节剂的质量的占所述导电材料500的质量的比重为0.1％～1％(质量分数)。
S300、在所述裂纹400内填充所述导电材料500，具体请参阅图1、图5。
本实施例中，所述步骤S300包括：
S310、在所述基板200上旋涂所述导电材料500。
本实施例中，所述导电材料500被旋涂在所述基板200上，所述导电材料500为水溶性的，既可以渗入所述裂纹400中。
本实施例中，所述步骤S310的旋涂条件为旋转速度为1000转/分钟～1500转/分钟。
S320、将包括所述导电材料500的所述基板200干燥。
本实施例中，所述步骤S320的干燥条件为温度为60℃，干燥时间为5小时～8小时。
本实施例中，用水将裂纹400涂料以1000rpm～2500rpm的旋转速度旋涂在基板200表面上形成涂膜。在浓度保持恒定的情况下，可以调节旋涂转速以控制漆膜厚度。速度越快，薄膜厚度越薄。通过在干燥箱中在恒定温度和湿度下干燥涂料来制备自形成裂纹400模板，温度为25℃，湿度为25％RH，时间为24h后，获得基板200上有裂纹400的涂料层(即所述透明层300)。然后再在基板200上涂布水溶性MXene，所用旋转速度为1000rpm～1500rpm。在再60℃下，干燥5小时～8小时，即可得到高透明高导电金属电极。
本实施例中，所述电极100的表征结果为所述电极100的涂层膜厚(所述透明层300的厚度)为3.5微米～5微米，所述裂纹400在所述基板200上的正投影的宽度为2微米～4微米，所述电极100的面电阻为4Ωsq-1～5Ωsq-1，所述电极100的穿透率大于90％，所述电极100具有良好的导电性，同时具有较高的穿透率，可以提高所述电极100的透明性，提高所述电极100的工作性能。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
本发明实施例还提供了一种显示面板，包括如任一上述的电极100。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
现结合具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
所述显示面板包括如任一上述的电极100。
本实施例中，所述电极100的具体组成请参阅任一上述电极100的实施例以及图1，在此不再赘述。
本实施例中，所述显示面板可以为液晶显示面板。所述显示面板包括背光单元、位于所述背光单元上的衬底、位于所述衬底上的阵列基板200、位于所述阵列基板200上的液晶层、位于所述液晶层上的彩膜层以及位于所述液晶层两侧的第一偏光片及所述第二偏光片。所述阵列基板200包括电线层，所述电线层包括如任一上述的电极100。
本实施例中，所述显示面板可以为有机发光半导体显示面板，所述显示面板包括衬底位于所述衬底上的阵列基板200、位于所述阵列基板200上的发光器件层。所述发光器件层包括阴极层、位于所述阴极层上的发光材料层以及位于所述发光材料层上的阳极层。所述阵列基板200包括电线层。所述电线层、所述阴极层以及所述阳极层中的任意一种或多种均可以包括如任一上述的电极100。
本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
本发明实施例公开了一种电极及其制作方法、显示面板。该电极包括：透明层，该透明层包括多个裂纹；导电材料，该导电材料填充于该裂纹内；其中，该导电材料包括MXene。本发明实施例通过利用高透明性自开裂水溶性涂料和MXene相结合，提升了MXene电极的透明性，易于制备，可用于大规模生产，提高了MXene的工作性能。
以上对本发明实施例所提供的一种电极及其制作方法、显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电极，其特征在于，包括：
透明层，所述透明层包括多个裂纹；以及
导电材料，所述导电材料填充于所述裂纹内；
其中，所述导电材料包括MXene。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述透明层的材料包括烯醇树脂类、阳离子环氧树脂类、丙烯酸树脂类中的任意一种或多种的组合。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述透明层的材料包括去离子水、成膜助剂、部分碱化型聚乙烯醇树脂、自交联型醋丙乳液、润湿剂、分散剂、填料、防沉剂以及pH调节剂。
4.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述透明层的材料包括去离子水、水可分散型阳离子环氧树脂、水性多功能助剂、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂、自交联丙烯酸乳液以及助溶剂。
5.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述透明层的材料还包括水性哑光粉。
6.一种电极的制备方法，其特征在于，包括：
提供导电材料；
在基板上形成包括多个裂纹的透明层；
在所述裂纹内填充所述导电材料；
其中，所述导电材料包括MXene。
7.根据权利要求6所述的电极的制备方法，其特征在于，所述提供导电材料的步骤，包括：
将LiF、盐酸以及Ti3AlC2混合形成第一溶液；
将所述第一溶液离心洗涤，去除所述第一溶液的第一上清液，以形成第二溶液；
将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，获得所述第二溶液的第二上清液，以形成所述导电材料。
8.根据权利要求7所述的电极的制备方法，其特征在于，所述将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，获得所述第二溶液的第二上清液，以形成所述导电材料的步骤，包括：
将所述第二溶液与去离子水混合洗涤，直至所述第二溶液的第二上清液的pH值为5.8～6.2；
其中，所述第二上清液包括所述导电材料。
9.根据权利要求6所述的电极的制备方法，其特征在于，所述在基板上形成包括多个裂纹的透明层的步骤，包括：
在所述基板上涂布透明材料；
将涂布有所述透明材料的所述基板干燥，以形成包括多个所述裂纹的透明层。
10.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1～5中任一项所述的电极。
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