• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.23 no.4
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• pp.93-99
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• 2016

In this paper, we investigated the mechanical and electrical reliability of silver nanowire (AgNW) films. In particular, the durability and reliability of AgNW films were studied when the AgNW film was subjected to the bending deformation under current flow. The electrical durability of AgNW was evaluated by observing changes in heat generation and current density occurring in AgNW through voltage and current tests. The AgNW film showed a constant resistance change up to a bending radius of 2 mm and 200,000 cycles in the bending fatigue tests. The over-coating layer has an effect of improving the durability of the AgNW film. In the case of AgNW with the over-coating layer, heat was uniformly dissipated on the surface of AgNW film, whereas in the case of AgNW film without the over-coating layer, heat was generated locally. In the bending test under the current flow, the current density of the AgNW film was continuously decreased up to 52.4%. During bending, the AgNW was deformed due to mechanical deformation such as tensile, bending and sliding of the AgNW, consequently contact resistance of the AgNW was increased, leading to a electrical breakdown of AgNW by Joule heating. It was found that the application of the over-coating layer can improve the electrical and mechanical reliability of the AgNW film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.133.1-133.1
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• 2016

투명히터는 자동차유리 및 헤드램프의 성에 제거, 건축의 단열 및 난방, 의료용, 군사용 등 다양하게 사용되어지고 있으며, 더 나아가 플렉서블하고 웨어러블한 투명히터가 연구되고 있다. 투명히터에 사용되고 있는 대표적 투명전극인 Indium Tin Oxide (ITO)는 높은 투과도와 낮은 면저항을 가지지만 유연성이 좋지 않아 유연한 투명히터에 적용하기에는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 ITO를 대체할 수 있는 CNT, Graphene, AgNW, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 CNT, Grapene, 전도성 고분자는 여전히 전기적 특성이 좋지 못하기 때문에 차세대 투명전극으로 사용되기는 어려움이 있다. 반면에 AgNW는 용액공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 전기전도 특성을 가지는 투명전극이다. AgNW는 나노와이어가 네트워크를 형성하고 있어 높은 전도성과 광 투과도를 가지지만 $200^{\circ}C$ 이상의 온도에서 손상된다. 이를 해결하기 위해 AgNW전극에 금속 산화막을 형성하여 내열성을 향상시키고자 하였다. 그러나 기존의 Reactive Sputter 방식으로 금속 산화막을 형성하게 되면 산소 분위기에서 AgNW가 산화되기 때문에 본 연구에서는 AgNW위에 금속 박막을 증착하고 Ion Beam 처리를 통해서 금속 산화막을 형성하여 AgNW 전극과 유사한 투과도와 저항을 가지면서 $300^{\circ}C$ 까지 열적 안정성을 확보하여 내열성을 향상시켰다. 유연한 PES기판 위에 스핀 코팅 방법으로 AgNW를 코팅하였고, Magnetron Sputter로 금속 박막을 형성한 후 Ion Beam 처리를 통해 금속 산화막을 형성하였다. 이를 적용하여 투명히터를 제작한 결과 유연 기판상 투명히터로 활용이 가능함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.201-202
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• 2015

최근 Indium Tin Oxide (ITO)를 대체하기 위해 많은 각광을 받고 있는 AgNW 투명전극에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, AgNW의 경우 기존 용액공정을 활용한 분산과 코팅으로 AgNW의 네트워크 형성시 접촉에 대한 문제점으로 전기적으로 균일한 면저항을 얻기 어려운 단점이 잘 알려져 있다. 또한 AgNW의 분산성을 위해 첨가된 절연체인 바인더에 의해 수분에 취악하고 또한 열적으로 매우 불안한 특성을 보여준다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 플라즈마를 활용하여 AgNW에 존재하는 바인더를 화학적, 물리적으로 효과적으로 제거할 수 있었으며, 이를 통해 환경적, 열적 안정성을 확보할 수 있었다. 더불어 AgNW에 내산화성이 우수한 부가적인 박막을 형성함으로 300도 이상의 고온에서도 안정한 AgNW 투명전극 소재를 개발할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.112-112
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• 2017

광학적 전기적 특성이 우수한 Indium Tin Oxide (ITO)는 대표적인 투명전극으로 사용되어지고 있다. 하지만 Brittle한 성질로 인해서 플렉서블한 디바이스에 적용하기에는 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 용액 공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 투과도와 전기전도 특성을 가지는 투명전극으로 주목받고 있는 차세대 투명전극인 AgNW에 관한 연구를 수행하였다. AgNW는 나노와이어가 네트워크를 형성하고 있어 높은 전도성과 광 투과도를 가지지만 용액 제조시에 분산에 용이하기 위해서 흡습성의 고분자 물질로 둘러싸여 있기 때문에 환경 안정성이 좋지 않다는 단점이 있다. 또한 나노와이어 간의 높은 접촉저항으로 인해서 접촉저항을 감소시키기 위한 후처리 공정이 요구되어진다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 AgNW 전극에 플라즈마 처리를 통해서 나노와이어간의 접촉저항을 감소시켜 전기적특성이 약 12% 향상됨을 확인하였다. 고온, 고습 장시간 안정성테스트 결과, 기존 AgNW 전극에 비해서 플라즈마 처리와 보호막을 형성한 AgNW는 저항증가율이 3배 이상 감소하여 환경안정성이 향상된 것을 확인하였다. 이는 흡습성 고분자 물질이 플라즈마 처리에 의해 제거되었고 보호막을 형성하여 산소와의 반응을 감소시켰기 때문으로 판단된다. 플라즈마 처리와 보호막을 형성한 AgNW 전극을 적용하여 투명히터, Polymer Dispersed Liquid Crystal(PDLC)등 다양한 디바이스에 적용한다면 기존의 AgNW 전극보다 높은 효율을 기대할 수 있을 것이라 예상된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.30 no.8
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• pp.530-534
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• 2017

Transparent film heaters employing silver nanowires (Ag NWs) have attracted increasing attention because of their widespread applications. However, the low thermal resistance of Ag NWs limits the maximum operating temperature of the Ag NW film heater. In this study, Ag NW film heaters with high mechanical and thermal stability were successfully developed. The thermal power-out characteristics of the Ag NW heaters were investigated as a function of the Ag NW density. The results revealed that the prepared flexible Ag NW heater possessed high thermal stability over $190^{\circ}C$ owing to ZnO encapsulation. This indicates that the Ag NW film with excellent thermal stability have remarkably high potential for use as electrodes in film heaters operating at high temperatures.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.183.1-183.1
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• 2016

Due to the latest research trend toward wearable energy devices, transparent and stretchable supercapacitors which can sustain their performance even under physical deformation have steadily attracted huge attention. Despite the Ag NW is the most promising candidate for fabrication of transparent and stretchable electronics, the electrochemical instability interrupts its application to development of the energy device. Here, we introduce a transparent and highly stretchable supercapacitor made by Au-Ag core shell NW network percolation electrode. The Au-Ag core shell NW synthesized by a simple solution process not only shows excellent electrical conductivity but also greatly enhanced chemical and electrochemical stability compare to pristine Ag NW. These outstanding properties of the Au-Ag core shell NW are attributed both to the core Ag NW and the Au protecting sheath layer. The proposed Au-Ag core shell NW based supercapacitor exhibits optical transmittance with outstanding mechanical stability withstanding 60% strain without any decrease of the performance. The supercapacitors connected in series are charged and discharged stable in 30% strain turning on a red LED. These notable results demonstrate the potential of the Au-Ag core shell NW as a strong candidate for development of wearable energy devices.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.30 no.8
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• pp.421-425
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• 2020

A transparent quantum dot (QD)-based light-emitting diode (LED) with silver nanowire (Ag NW) and indium-tin oxide (ITO) hybrid electrode is demonstrated. The device consists of an Ag NW-ITO hybrid cathode (-), zinc oxide, poly (9-vinylcarbazole) (PVK), CdSe/CdZnS QD, tungsten trioxide, and ITO anode (+). The device shows pure green-color emission peaking at 548 nm, with a narrow spectral half width of 43 nm. Devices with hybrid cathodes show better performances, including higher luminance with higher current density, and lower threshold voltage of 5 V, compared with the reference device with a pure Ag NW cathode. It is worth noting that our transparent device with hybrid cathode exhibits a lifetime 9,300 seconds longer than that of a device with Ag NW cathode. This is the reason that the ITO overlayer can protect against oxidization of Ag NW, and the Ag NW underlayer can reduce the junction resistance and spread the current efficiently. The hybrid cathode for our transparent QD LED can applicable to other quantum structure-based optical devices.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.51-52
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• 2015

Organic light emitting diode (OLED) 나 organic photovoltaic device (OPV)와 같은 유기소자에 전극으로 쓰이고 있는 indium tin oxide (ITO)는 유연한 디바이스에 적용하기에는 유연성이 떨어진다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 ITO를 대체할 수 있는 CNT, Graphene, AgNWs, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 CNT, Grapene, 전도성 고분자는 여전히 전기적 특성이 좋지 못하기 때문에 차세대 투명전극으로 사용되기는 어려움이 있다. 반면에 AgNWs는 용액공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 전기전도도 특성과 우수한 유연성을 가지는 투명 전극이기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 그러나 NW-NW간의 접촉저항이 높아 전도성이 저하된다는 문제점과 Environmental stability가 좋지 못하다는 단점이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 AgNW 전극 위에 플라즈마처리를 진행하여 AgNW의 전도성과 Stability를 향상시키고자하였다. 플렉서블한 PET기판위에 AgNW 전극을 Spray Coating하여 균일하게 전극을 형성하였고, 플라즈마 처리를 통해서 기판의 변형없이 AgNW의 저항을 45%이상 향상시켰으며, Stability 또한 아무것도 처리하지 않은 AgNW에 대비하여 2배 이상 향상된 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.149-149
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• 2016

투명전극인 Indium Tin Oxide (ITO)는 높은 투과도와 낮은 면저항을 가지지만 brittle한 성질로 유연성이 떨어져 플렉서블한 디바이스에 적용하기에는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 ITO를 대체할 수 있는 CNT, Graphene, AgNW, 전도성 고분자 투명전극이 연구되어지고 있다. 투명전극 중에서도 AgNW는 용액공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 투과도와 전기전도 특성을 가지는 투명전극으로 주목받고 있는 차세대 투명전극이다. AgNW는 나노와이어가 네트워크를 형성하고 있어 높은 전도성과 광 투과도를 가지지만 내열성이 좋지 않아 $200^{\circ}C$ 이상의 온도에서 손상된다. 또한 흡습성의 고분자 물질로 둘러싸여 있기 때문에 내환경성이 좋지 않다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 AgNW전극에 플라즈마 처리를 통해서 $250^{\circ}C$ 까지 내열성을 향상시킬 수 있었으며 추가적으로 Overlayer를 형성하여 $300^{\circ}C$까지 열적 안전성을 확보하여 내열성을 향상시켰다. 습도 85%, 온도 $85^{\circ}C$에서 36일간 환경안정성테스트 결과, 기존 AgNW 전극은 저항이 164% 증가한 것에 비해 플라즈마 처리후 Overlayer를 형성한 AgNW는 49% 저항증가로 저항증가율이 3배 이상 감소하여 환경안정성이 향상된 것을 확인하였다. 이는 흡습성 고분자 물질이 플라즈마 처리에 의해 제거되고 Overlayer가 보호막 역할을 하여 산소와 반응하지 않았기 때문으로 판단된다. 플라즈마 처리와 Overlayer를 형성한 AgNW 전극을 적용하여 투명히터를 제작한 결과 유연 기판상 투명히터로 활용이 가능함을 확인하였고 내열성이 향상되어 높은 전압에서도 안정적인 구동을 보였다. 이를 투명히터 뿐만 아니라 다양한 디바이스에 적용한다면 보다 높은 효율을 기대할 수 있을 것이라 예상된다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.284-287
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• 2017

This paper introduces liquid crystal (LC) alignment and its electro-optical properties in the LC cells with silver nanowire (AgNW) networks. The AgNW network was used as an electrode of LC cell as a substitute for an indium-tin-oxide (ITO) film. LC alignment characteristics in the LC cell using AgNW networks, which have two different sheet resistances of $60{\Omega}/m^2$ and $80{\Omega}/m^2$, were observed. The LC alignment characteristics including pretilt angle, LC alignment state, and thermal stability are similar irrespective of sheet resistance of AgNW network. However, twisted-nematic (TN)-LC cell normally operated when using AgNW network with sheet resistance of $80{\Omega}/m^2$. Electrooptical properties of TN-LC cell exhibited competitive performance compared to those of TN-LC cell based on conventional ITO electrode, which allow new approaches to replace conventional ITO electrode in display technology.