• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제18권5호
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• pp.569-573
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• 2014

We demonstrate a low-cost, superbly efficient way of etching for the nano-, and micro-sized pyramid patterns on (100)-oriented Si wafer surfaces for use as a patterned master. We show a way of producing functional optical films for the viewing angle direction brightness-enhancement of Lambertian LED (light emitting diode)/OLED (organic light emitting diode) planar lighting applications. An optimally formulated KOH (Potassium hydroxide) wet etching process enabled random-positioned, and random size-distributed (within a certain size range) pyramid patterns to be developed over the entire (100) silicon wafer substrates up to 8" and a simple replication process of master patterns onto the PC (poly-carbonate) and PMMA (poly-methyl methacrylate) films were performed. Haze ratio values were measured for several film samples exhibiting excellent values over 90% suitable for LED/OLED lighting purposes. Brightness was also improved by 13~14% toward the viewing angle direction. Computational simulations using LightTools$^{TM}$ were also carried out and turned out to be in strong agreement with experimental data. Finally, we could check the feasibility of fabricating low-cost, large area, high performance optical films for commercialization.

• 한국운동역학회지
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• 제31권3호
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• pp.183-188
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• 2021

Objective: The purpose of this study was to develop a stretchable joint motion sensor that is based on silver nano-particle. Through this sensor, it can be utilized as an equipment for rehabilitation and analyze joint movement. Method: In this study, precursor solution was created, after that, nozel printer (Musashi, Image master 350PC) was used to print on a circuit board. Sourcemeter (Keithley, Keithley-2450) was used in order to evaluate changes of electric resistance as the sensor stretches. In addition, the sensor was attached on center of a knee joint to 2 male adults, and performed knee flexion-extension in order to evaluate accurate analysis; 3 infrared cameras (100 Hz, Motion Master 100, Visol Inc., Korea) were also used to analyze three dimensional movement. Descriptive statistics were suggested for comparing each accuracy of measurement variables of joint motions with the sensor and 3D motions. Results: The change of electric resistance of the sensor indicated multiple of 30 times from initial value in 50% of elongation and the value of electric resistance were distinctively classified by following 10%, 20%, 30%, 40% of elongation respectively. Through using the sensor and 3D camera to analyze movement variable, it showed a resistance of 99% in a knee joint extension, whereas, it indicated about 80% in flexion phase. Conclusion: In this research, the stretchable joint motion sensor was created based on silver nanoparticle that has high conductivity. If the sensor stretches, the distance between nanoparticles recede which lead gradual disconnection of an electric circuit and to have increment of electric resistance. Through evaluating angle of knee joints with observation of sensor's electric resistance, it showed similar a result and propensity from 3D motion analysis. However, unstable electric resistance of the stretchable sensor was observed when it stretches to maximum length, or went through numerous joint movements. Therefore, the sensor need complement that requires stability when it comes to measuring motions in any condition.

• 접착 및 계면
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• 제23권4호
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• pp.116-121
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• 2022

Organic field-effect transistor가 실제 전자 장치에 쓰이기 위해서는 유기반도체 용액공정용 미세 패터닝 기술이 요구된다. 본 연구에서는 기존의 스핀 코팅 방법보다 미세 패턴을 형성할 수 있는 소프트 리소그래피 방법이 더 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다는 것을 확인하기 위해 비교 분석하였다. Compact Disc 표면의 나노 패턴을 이용하여 유연한 마스터 몰드를 제작하였고, 650 nm 폭의 2,7-Dioctyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzo thiophene (C_8-BTBT) 나노 와이어를 얻었다. 그 결과 소프트 리소그래피 방법을 이용해 제작된 소자 이동도는 0.086 cm²/Vs이며, 스핀 코팅으로 만들어진 소자 이동도는 0.0036 cm²/Vs으로 소프트 리소그래피 방법으로 제작된 소자가 약 20배 이상 높은 이동도와 더 우수한 전기적 성능을 보였다.

• 감성과학
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• 제13권4호
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• pp.687-692
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• 2010

본 연구에서는 원적외선 방출 직불 소재를 개발하기 위해서 나노사이즈 게르마늄 업자와 PET chip을 마스터 배치 칩으로 제조하고 이를 PET와 용융 방사하여 sheath-core conjugate 복합사를 제조하여 이들의 물성과 이들 복합사로 제조한 직물의 원적외선 방출특성을 측정 분석하였다. 또한 게르마늄을 함유한 필라멘트와 직물의 물성을 측정하고 이들 물성이 사가공 공정의 중요공정 인자인 벨트각과 사속비 등의 공정인자와 직물 설계에서의 경사와 위사의 밀도에 관계하는 직물 밀도 계수 등의 설계 조건에 의해 직물 역학 특성과 직물 촉감등의 물성이 어떠한 변화를 가져 오는가에 대한 분석을 하였다. 최적 방사조건에 의한 core부에 게르마늄이 함유된 sheath-core형 PET복합사를 제조하였으며 이들의 절단강신도 모두 일반 PET계(系)의 물성치를 보였으며 DTY는 제직성에 문제가 없는 강신도를 보였고 습건열 수축률은 일반 PET사 보다 높은 값을 보였다. 게르마늄 함유 직물의 원적외선 방사강도는 $5{\sim}20{\mu}m$ 파장 영역에서 $3.53{\times}10^2W/m^2$을 보였으며 방사율은 0.874를 보였다. 그리고 최적 사가공 공정 조건 설정과 최적 직물밀도 설계로 직물의 역학 특성치와 촉감 특성의 저하를 막을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권8호
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• pp.119-125
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• 2009

Fabrication of a three-dimensional (3D) metallic mold for multi-production of a microstructure was studied to settle the problem of long processing time in 3D microfabrication. To date, complicated 3D microstructures including 3D photonic crystals, 3D microlens array, 3D filter for microfludics, and something else were created successfully using the two-photon polymerization (TPP) which was considered as paving the way to fabricate a real 3D shape in nano/microscale. However, for those fabrications, much processing time and efforts were inevitably required. To solve this issue, a simple and effective way was proposed in this paper; 3D master patterns were prepared using TPP, and then counter-shaped Ni molds were fabricated by electroforming process. By using these molds, 3D microstructures can be reproduced with short-processing time and low-effort comparing to the conventional approach, TPP We report some parameters to fabricate a metallic mold precisely.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.56-56
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• 2011

알코올 환원법(alcohol reducing process)은 화학적 환원제가 필요하지 않은 화학합성법으로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등 C1-C4의 알코올류, 에틸렌 글라이콜, 디에틸렌 글라이콜, 프로필렌 글라이콜과 같은 글리콜류 등이 용매이자 환원제로써 사용된다. 전형적으로 금속 전구체를 상기의 알코올류나 글리콜류에 용해 또는 분산시킨 후 그 용액을 환류 조건하에서 가열하게 되면 금속 이온과 용매간의 산화, 환원반응에 의하여 금속이온이 금속원자로 환원되며, 환원된 금속 입자들은 핵 행성과 성장 과정을 거쳐서 입자를 형성하게 된다. 본 연구에서는 알코올환원법을 이용하여 나노크기의 은입자제조를 시도하였고, 이를 PET 칩과의 마스터배치 제조을 시도하였으며, 이의 항균성능을 연구 고찰하였다. 30 ~ 80 nm의 은파우더를 제조할 수 있었으며, 우수한 항균성능을 갖는 Ag/PET 마스터배치를 제조할 수 있었다. 이를 활용하여 나노은입자기반의 항균섬유을 제조하여 이를 활용한 기모경편성물 제조의 기초데이타로 활용이 가능하리라고 사료된다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2011

방사 공정 최적화를 위해 칩(chip)건조를 실시하여 칩의 수분을 모두 제거한 후 실험을 진행하게 된다. 칩은 그 자체가 공정수분율(0.4%) 또는 그 이상의 수분을 함유하고 있으므로 건조하지 않고 방사하면 현저히 가수분해가 일어난다. 가수분해가 일어난다면 PET 분자량도 저하되어 고분자의 성질을 잃게 되어 방사된 섬유의 물리 화학적 성질에 중요한 영향을 받게 된다. 그러므로 가수분해를 방지하기 위하여 칩내 수분을 제거하는 건조 공정을 거치는 것이다. 개발된 나노은입자을 함유한 Ag/PET 마스터배치의 제사성 및 가연성 평가을 위한 파일럿연구를 행했다. 본 연구에서 사용한 은나노 M/B 칩(chip)의 경우 일반적으로 사용하는 PET 칩에 비하여 낮은 고유점도를 가지므로 방사성에 칩의 수분이 더욱 영향을 미칠 것이라 판단되어 건조공정에 특별한 주의을 하여 진행하였다. 마스터배치의 고유점도(IV)값의 변화에 따른 제사성 및 가연성 평가를 관찰하였다. #3 M/B 칩의 제사성이 #1 M/B 칩 대비 공정성이 개선되어 두 품종 모두 비출사가 발생하지 않았으며, M/B 제조시 분산제 유무에 따른 방사공정성의 차이는 없는 것으로 보인다. 따라서 #1 M/B 대비 공정성이 개선된 점은 M/B의 IV개선에 기인하는 것으로 판단되었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.86-86
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• 2011

나노소재기술은 기존 소재로는 얻을 수 없는 새로운 기능 및 특성을 나타낼 수 있어 산업전반에 적용할 수 있는 최첨단집적기술이다. 그러나 나노입자를 섬유에 첨가하여 기능성 섬유를 생산하는 경우 응집이 발생하는 등의 다양한 문제점이 발생하는데 이를 극복하기 위해서는 사이즈 분포를 제어하는 기술, 표면처리를 통해 분산성을 향상시키는 기술, 나노입자와 섬유와의 상용성을 개선하는 기술 등이 해결되어야 한다. 본 연구에서는 고기능성 및 고부가가치 경편파일 니트 원단을 개발하기 위해 은(Silver) 나노입자가 균일하게 분산된 M/B(Master Batch)를 제조하였으며, 이를 PET와의 용융 혼합 방사함으로써 0.5denier(75D/144F)급 원사에 99.9%의 영구적인 항균/소취 기능을 부여하였다. 또한 개발된 극세사를 이용하여 다양한 경편파일 원단을 설계하고, 기모, 염색 및 날염 등의 공정을 거쳐 나노기술융합형 화학섬유소재를 이용한 기능성 침장 제품을 개발하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.62.1-62.1
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• 2011

현재 상용화된 LED 또는 태양전지 등의 투명전극(TCO, transparent couducting oxide)재료로 높은 전기전도도와 광투과도를 갖는 ITO (Indium Tin Oxide)가 많이 채택되고 있다. 그러나 이에 사용되는 Indium의 단가가 높다는 문제점이 있어 이를 대체하기 위한 물질의 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 Aluminum을 doping한 ZnO (AZO)는 우수한 전기적, 광학적 특성 등으로 인해 ITO를 대체할 차세대 TCO 물질로 각광받고 있다. 본 연구에서는 sol-gel법을 및 direct patterning법을 이용하여 moth-eye 패턴을 포함하는 AZO 박막을 제작하였다. AZO sol을 제작하기 위하여 2-methoxyethanol, zinc acetate dihydrate 및 doping source로 aluminum nitrate nonahydrate를 사용하였다. 또한 광추출 향상 효과를 갖는 moth-eye 구조의 master stamp를 Polydimethyl siloxane(PDMS)를 이용하여 역상 moth-eye 구조의 mold를 복제하였으며, 이 복제된 mold와 제작된 AZO sol을 이용한 direct patterning법을 통해 나노급 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층을 형성하였다. 제작된 moth-eye 구조를 갖는 AZO 투명전극층의 전기적 특성 평가를 위해, 4-point probe 측정 및 Hall measurement를 시행하였으며, 광학적 특성을 확인하기 위하여 UV-Visable spectrometer를 이용하여 투과도를 측정하였다. 본 연구를 통해 현재 상용화된 광전자 소자에 사용되고 있는 ITO 투명전극을 대체할 차세대 투명전극으로써 AZO 박막의 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.30.1-30.1
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• 2010

Hydrogen silsesquioxane (HSQ)는 spin-on glass (SOG)의 일종으로 spin-coating이 가능하며 $400^{\circ}C$ 이상의 고온에서의 어닐링을 통해 silica로 변환되는 물질이다. 이 물질은 가시광선 영역에서 95% 이상의 높은 투과도를 나타내며 산화물로의 변환 공정이 간단하며 표면 개질이 용이하기 때문에 나노 바이오, 반도체, 광전자 소자 등의 다양한 분야로의 적용이 기대되는 물질이다. 최근 나노 기술의 발전에 따라 다양한 나노 구조물을 이용하여 소자들의 효율을 향상시키는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 HSQ를 이용하는 소자의 효율을 높이기 위해서는 쉽고 간단하면서 생산성이 높은 HSQ 나노 구조물 제작 기술에 대한 연구가 필요하다. 현재 개발된 대면적 HSQ 나노 구조물 제작 기술로는 e-beam lithography, x-ray lithography, room temperature nanoimprint lithography 등이 있다. 하지만 이와 같은 나노 패터닝 기술들은 생산성이 낮거나 공정이 복잡한 단점이 있다. 본 연구에서는 poly(dimethylsiloxane) (PDMS) mold를 이용한 직접 printing 기술을 통해 HSQ 나노 구조물을 제작하는 기술을 개발하였다. 이 기술은 대면적에 간단한 기술로 HSQ 나노 패턴을 제작할 수 있으며 master mold의 패턴이 그대로 HSQ layer로 전사되기 때문에 제작이 까다로운 아날로그 패턴도 손쉽게 제작할 수 있는 장점을 가지고 있다. 따라서 이와 같은 HSQ 직접 printing 기술을 이용하여 HSQ 아날로그 나노 패턴을 제작하고 이의 응용기술에 대한 연구를 진행하였다.