Tio års forskning gav ingenjörspriset

av Christer Ekebom Forum 1985-10, sida 22-23, 05.06.1985

Taggar: Personer: Tuomo Suntola Teman: forskning

TIO ÅRS FORSKNING GAV INGENJÖRSPRISET

Tuomo Suntola, teknologiedoktor och bas för forskningen och produktutvecklingen inom Lohja elektronik, belönades med årets ingenjörspris. Han fick priset som erkänsla för det forsknings- och utvecklingsarbete han och hans forskarteam utfört på Lohja i avsikt att ”tämja” elektroluminiscensen för

INFORU $ Tuomo Suntola, född” 1943, avlade fSldentexamen 1962 i Åbo, blev diplom ingenjör vid tekniska högskolan i Otnäs eltekniska linjen 1967 samt doktorerade | vid.samma högskola 1971.

Han var anställd som forskningsas|ösistent vid högskolan åren 1967—71. | Därefter verkade han som forskare vid

Statens tekniska forskningscentral (fram till 1973 och som förskningsdirekutör vid Instrumentarium 1974—77. [Från 1977 var Suntola chef för Oy Lohja |ADb halvledarteknik fram till 1979 då ha utnämndes till forskningsdirektör vid bo| lagets displayteknik. Han har sedan år 01983 varit direktör för denna avdelning Noch är från cen 1 juni direktör för avdelWningen för forskning och produktutveckIling inom tohja elektronik.

Tuomo Suntola har vid sidan av sin || huvudtjänst också verkat som docent | vid tekniska högskolan i Tammerfor 1972—78.

Det nu aktuella priset ”Finländskt inHgenjörsarbete -85” är ingalunda det en| da prissSuntola erhållit. 1978 erhöll han

Upptinnarstiftelsens hederspris, 1981 belönades han med SIDs (Society for information Display) pris för SID-konteIWensens bästa föredrag 1980. 1981 er) Höll han också ett hederspris av StiftelIsen för teknikens befrämjande, samt Jett annat av SETELI för ett anmärk| Ningsvärt ”elektrikerarbete” och år 1982 | belönades han med Faktas innövations praktiskt bruk.

har varit känd redan flera tiotal år. Problemen har legat på det praktiska planet. De tekniska lösningarna som gör det möjligt att utnyttja fenomenet i praktiskt användbara tillämpningar till ett konkurrenskraftigt pris har låtit vänta på sig. Det är dessa problem Tuomo Suntoia har sysslat med i ungefär tio års tid. Elektrolurminiscens är ett sätt att åstadkomma synligt ljus i ett fast ämne genom att utsätta ämnet för ett pulserande elektriskt fält, varvid elektronerna i ämnets atomer ömsom laddas upp, d v s förses med överloppsenergi, och ömsom urladdas, varvid de avger överlopps energin i form av synligt ljus.

[EE far vant kära oa som fenomen

Enkel princip

Praktiskt går det hela till så, att ett ljusalstrande skikt placeras mellan två elektriskt ledande skikt, som fungerar som elektroder. Genom att leda spänningar genom elektroderna får dessa olika elektrisk potential och det uppstår ett elektriskt fält mellan dem och det mellanliggande skiktet upptar energi. När skiktet sedan urlacdas, alstrar det ljus. Det är emellertid inte lätt att få det här att fungera i praktiken. Vill man till exempel tillverka en bildskärm, gäller det att lägga de olika, ytterst tunna skikten absolut jämt över varandra. De ledande skikten, elektroderna, ska dessutom omformas till tunna strängar. De båda elektrodernas strängar löper vinkelrätt mot varandra och på det sättet uppstår ett nätverk. Varje korsning mellan elektroderna bildar på detta sätt en självständig ljuspunkt.

Atomodlingar

Tuomo Suntolas forskarteam undersökte till att börja med olika metoder att åstadkomma de olika skikten. Gruppen kom så småningom fram till en egen metod, den sk ALE-metoden. ALE står för Atomic Layer Epitaxy, atomskiktsvis odling av tunnfilm och den åstadkommer de olika skikten genom kontrollerade kemiska metoder. Det intressanta är att ämnena i de olika skikten lägger sig på den aktuella ytan atomskiktsvis. Den använda kemiska processen sköter sig själv då de rätta förhållandena har åstadkommits och skiktena växer fram som enkla atomskikt. Processen är helt automatisk vilket innebär att den framställda ytan är absolut jämn: processen fortgår tills alla ”luckor” är fyllda med en atom och därefter avstannar processen av sig själv. Ojämnheter och fel kan på det här sättet inte uppstå i de olika skikten. Flera skikt av samma ämne kan läggas på varandra och därmed kan skiktens slutliga tjocklek kontrolleras och bestämmas mycket noggrannt. Kvaliteten hos exempelvis en bildskärm blir därmed precis den önskade.

En hel del problem återstår emellertid: elektrodskikten lägger sig som hela filmer och ingalunda som linjer. Linjesträngarna åstackoms med hjälp av tämligen konventionell reproteknik och etsning. Skiktet bestryks med ett ljuskänsligt lack och på lacket läggs en film med det önskade linjemönstret. Skiktet belyses därefter genom filmen med UVdjus och därefter kan de exponerade partierna av lacket avlägsnas. De friiagda delarna av elektrodskiktet kan nu etsas bort, varefter der resterande lacket avlägsnas och linjemönstret är klart.

Det är uppenbart att dessa etsningsskeden innebär stora felrisker. En mycket obetydlig oregelbundenhet i linjemönstret kan mycket lätt åstadkomma ljusbrytningar som visar sig I nyansvariationer på skärmen. Suntola medger att detta tillverkningsskede ännu kräver forskningsinsatser.

Målet praktiska tillämpningar Forskning av det slag det här är frågan om, sker knappast inom ett industriföretags väggar utan att målet är en praktiskt användbar produkt. Suntola och hans medarbetare har sysslat med direkt grundforskning som syftat till att utveckla de nya processerna. Men jämsides med denna forskning har man sysslat med tillämpad forsk 10/1985 FORUN ning som gått ut på att dels göra produkten praktiskt användbar och dels göra det både tekniskt och ekonomiskt möjligt att serietillverka produkten.

Själva elektroluminiscensskivan är bara en del av hela arbetet: en användbar bildskärm behöver styrelektronik och den delen av projektet har också krävt en diger forskning. Utvecklingen av de industriella tillverkningsmetoderna och tillhörande maskinpark har också krävt stora arbetsinsatser.

Tekniska Föreningen i Finland och Suomen Teknillinen Liitto. som delar ut ingenjörspriset, som egentligen heter Finländskt ingenjörsarbete, motiverar årets val med att Tuomo Suntola och hans medarbetare målmedvetet under många år utvecklat en produkt så att säga från första början. Utvecklingsarbetet har varit mycket omfattande och dessutom heltäckande eftersom grundforskningen och den tillämpade forskningen gått hand i hand. Priset kommer dessutom mycket lämpligt eftersom produkten nu är så långt utvecklad att den kan sättas i serieproduktion. Därmed kan ett skede I utvecklingen anses vara slutfört.

Lagarbetet belönas

Tuomo Suntola betraktar för sin del priset som en erkänsla ingalunda bara för honom själv utan för alla dem som under alla dessa år deltagit | utvecklingsarbetet. Han betonar att arbetet definitivt varit ett lag ÅA förnya ingenjörs utbildninge arbete, några solospel finns det inte rum för i ett projekt som detta. Han betonar också Lohjas roll i sammanhanget. Trots att proJektet säkert har kostat företaget mycket mera än man från början trodde och trots att tidtabellen flera gånger har förlängts, har företaget hela tiden stött arbetet och konsekvent ställt sig bakom det. Projektet visar klart att det också i vårt land är fullt möjligt att bedriva högteknologisk grundforskning och produktutveckling. Framför allt visar projektet att den erforderliga kunskapen och beredskapen finns att tillgå i vårt land

Lohja tog över

Projektet startade för cirka tio år sedan vid Instrumentarium, men företaget insåg ganska snart att dess resurser inte skulle räcka till att föra projektet i hamn. Man började därför söka efter någon som kunde köpå projektet. Företaget skulle dels ha resurser att ro projektet I land och dels vara Öppet för alla de tillämpningar den färdiga produkten kan erbjuda. Blickarna föll mycket snart på Lohja. Bolagets ledning tände snabbt på idén och, som Suntola själv uttrycker det, den första kontakten leade till affär.

Elektroluminiscensskärmarnas användningsmöjligheter är i det närmaste obegränsade. Tuomo Suntola medger att man idag snarare måste gallra kraftigt bland idéerna än att söka nya idéer. Produkten är de fact ett resultat av ett känt behov. Bildskärmarna har ingalunda utvecklats som en uppfinning för vilken det nu gäller att finna en användning.

Den platta TVn

En fråga som Tuomo Suntola ofta har fått besvara är: när kommer elektroluminiscensTVM Han konstaterar att den säkert någon gång kommer, men än så länge vågar han inte gissa sig till någon tidtabell. Problemet är ljusets färg. Idag åstadkoms det gula ljuset enklast, men i laboratoriemiljö har man redan fått fram alla de färger som behövs för exempelvis en färgTV. Problemet är bara att skillnaden i verkningsgrad är så olika. Mycket arbete återstår således ännu. Som databildskärm lämpar sig den nuvarande versionen emellertid utmärkt. Den svenska tidskriften Ny Teknik beskrev för en tid sedan de olika dataskärmarna och jämförde dem med varandra. Tidningen konstaterade bland annat att ELskärmen har vissa nackdelar: dels kan ljusstyrkan inte varieras och dets är texttypen svårläst. Tuomo Suntolas kommentar till detta är att tidningen ingalunda kritiserat El-skärmen utan den dator till vilken den var ansluten. Bildskärmens ljusstyrka kan regleras (det görs för övrigt i samband med provningen av de nya skärmarna på fabriken) och texttypen är ingalunda dikterad av bildskärmen utan av datorns program!

Christer Ekebom &

Kemisk-tekniska fakulteten vid Åbo Akademi moderniserar sin ingenjörsutbildning fr o m läsåret 1986—87. Nya områden i utbildninge blir datateknik, industriell ekonomi och teknisk fysik. Fakultetens nya undervisningsplan

Stenlund.

har utarbetats av en arbetsgrupp under ledning av fakultetens dekanus professor Bengt

I sin utvecklingsplan av år 1984 konstaterar ÅA:s styrelse att kemisk-tekniska fakulteten har goda utvecklingsmöjligheter inom bl a industriell ekonomi, materialteknologi, elektronik och automationsteknik.

För att planera utvecklingen tillsatte fakultetsrådet en arbetsgrupp. Arbetsgruppen konstaterade att det finns ett uppenbart behov av att utbilda diplomingenjörer med KTF:s traditionella profil samtidigt som utvecklingen inom industrin kräver en breddning av KTF:s undervisningsområden. Dessutom ansågs breddningen väsentlig för att KTF skall garanteras en tillströmning av ett kvalificerat studentmaterial.

I ett tidigt skede konstaterade arbetsgruppen att det inom institutionen för fysik vid MNF fanns beredskap att ta hand om undervisningen i teknisk fysik, att den ekonomiskstatsvetenskapliga sektionen vid ESF med vissa tiläggsresurser kan sköta undervisningen inom industriell ekonomi samt att institutionen

FÖRUN 10/198 för informationsbehandling var beredd att bistå vid undervisning inom datatekniken. Eftersom KTF dessutom från och med den 1 september omfattar 10 professurer ansåg arbetsgruppen — att — förutsättningar finns för att omstrukturera undervisningen och inkludera nya områden Den totala studentintagningen skulle vara oförändrad d v s 70 st.

Två steg

Omstruktureringen sker i två steg. Det första steget innebär att de nuvarande tackämnena kompletteras med datateknik, industriell ekonomi och teknisk fysik.

Fackämnena fördelas på två inriktningsalternativ: kemisk teknik och industriell ekonomi samt produktions- och datateknik.

Målet för inriktningsalternativet kemisk teknik och industriell ekonomi är att ge studenterna förmåga att behandla kemisk-tekniska problem som förekommer inom process och träförädlingsindustrin vid drift och vid process- och produktutveckling. Huvudvikten läggs vid industriella processers kemi samt kemiska och fiberbaserade produkter. Samtidigt beaktas även miljöskyddsteknik, processplanering, ingustriell ekonomi och datateknikens tillämpningar,

Exempel på specialiseringsmöjligheter är: organisk kemi och polymerteknologi, teknisk kemi, materialteknologi, miljöteknik och pappers- och fiberteknik.

Processtekniken moderniseras

Undervisningen och forskningen inom processtekniken har i hög utsträckning beaktat den moderna teknikens behov av datorstödda funktioner. Därför är det naturligt för kemisk-tekniska fakulteten att inrätta ett inriktningsalternativ med benämningen produktions- och datateknik.

Målet för produktions- och datatekniken är att ge en grundval för dimensionering, konstruktion, drift och automation av apparatur för såväl fysikaliska som kemiska delprocesser samt för deras infogande i produktionsprocesserna. Huvudvikten läggs vid processteknik, processplanering, optimering och reglering i kombination med datateknik och teknisk fysik med samtidigt beaktande av elektronik och processernas ekonomi.

Exempel på specialområden är: energiteknik och fabriksplanering, teknisk fysik och processelektronik, automation och datateknik och simulerings- och systemteknik.

Följande steg i utvecklingen kunde utgöra en övergång till två utbildningsprogram. Detta steg överväger fakulteten när den samlat erfarenheter av det första steget i utvecklingsplanen. L 23