DE102021117963A1

DE102021117963A1 - Verfahren zum betreiben eines optoelektronschen bauelements und optoelektronische anordnung

Info

Publication number: DE102021117963A1
Application number: DE102021117963.7A
Authority: DE
Inventors: Viktor Krueckl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2023-01-12
Also published as: DE112022003495A5; CN117643176A; WO2023285481A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Bauelements zur Erzeugung einer Zielhelligkeit. Dabei wird eine Zielhelligkeit für das optoelektronische Bauelement während einer Zeitperiode empfangen und daraus eine Pulsdauer zum Betreiben des optoelektronische Bauelements während der Zeitperiode basierend auf der Zielhelligkeit bestimmt. Diese wird in eine Vielzahl von Teilpulsdauern unterteilt. Das optoelektronische Bauelement wird während einer jeden Teilpulsdauer mit einem Teilstrom beaufschlagt, wobei die Teilströme wenigstens zweier Teilpulsdauern unterschiedlich sind. Diesen sind jeweils eine Spannung über das optoelektronische Bauelement zuordenbar, aus denen sich eine Teilhelligkeit während der Teilpulsdauer ergibt. Erfindungsgemäß werden die Teilströme derart gewählt, dass die Teilhelligkeiten während aller Teilpulsdauern im Wesentlichen die Zielhelligkeit ergeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Bauelements zur Erzeugung einer Zielhelligkeit. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Bestimmen eines Modells zur Vorhersage einer Alterung eines optoelektronischen Bauelements, sowie ein optoelektronisches Bauelement bzw. eine Anzeigevorrichtung mit einer Vielzahl derartiger Bauelemente.
HINTERGRUND
Optoelektronische Bauelemente, beispielsweise für Leuchtmittel aber auch für Anzeigevorrichtungen werden heutzutage meist mit einem konstanten Strom betrieben. Sollen unterschiedliche Helligkeiten erreicht werden, so kann dies über eine Pulsweitenmodulation (PWM) erfolgen. Ein Beispiel für eine solche ist in der US6586890B2 zu finden.
Alternativ kann auch der Strom variabel eingestellt werden, so dass eine Helligkeit nicht über die Einstellung der Pulslänge, sondern über den Strom erfolgt. Die Entgegenhaltungen US2004/0208011A1 und US2009/0261748A1 zeigen hierzu ebenfalls zwei Beispiele.
Problematisch bei derartigen Bauelementen ist jedoch insgesamt die Alterung, d.h. die Helligkeiten und eventuell auch die Farborte ändern sich im Laufe der Zeit, so dass ein voreingestellter Strom oder eine voreingestellte Pulslänge nicht mehr die Zielhelligkeit und den gewünschten Farbort erreicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfinder hat erkannt, dass sich die Zielhelligkeit eines optoelektronischen Bauelements neben der Länge der Anschaltzeit während einer vorgegebenen Pulsdauer auch durch eine Kombination aus verschiedenen Strömen, während einer vorgegebene Gesamtanschaltzeit einstellen lässt, da sich die Teilhelligkeiten für jeden einzelnen Strom während einer Teilpulsdauer summieren lassen. Sind somit die Teilhelligkeiten bei den verschiedenen Strömen bekannt, so kann eine Gesamthelligkeit durch Addieren einzelner Teilströme leicht erstellt werden. Die Teilhelligkeiten sind wiederum eine Funktion der Spannung über das jeweilige Bauelement. Unter dem Begriff Pulsdauer wird im Folgenden die Dauer der Zeit verstanden, mit der das Bauelement versorgt wird. Ein anderer Begriff für Pulsdauer während somit die anschaltet oder die „on“-Zeit. Unter dem Begriff Pulsperiode ist die Zeit einer Periode, d.h. die Anschaltzeit und die darauffolgende Ausschaltzeit (oder umgekehrt) zu verstehen. Die Pulsperiode kann somit als Summe der Anschalt- und Ausschaltzeiten, aber auch als Verhältnis gebildet werden.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Bauelements zur Erzeugung einer Zielhelligkeit vorgeschlagen. Dabei wird eine Zielhelligkeit für das optoelektronische Bauelement während einer Zeitperiode empfangen und daraus eine Pulsdauer zum Betreiben des optoelektronische Bauelements während der Zeitperiode bestimmt.
Die Pulsdauer ist hierzu in verschiedene Teilpulsdauern unterteilt, so dass sich die gesamte Anschaltzeit als Summe der einzelnen Pulsdauern ergibt. Insofern wird somit die Pulsdauer in eine Vielzahl von Teilpulsdauern unterteilt und das optoelektronische Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer mit einem Teilstrom betrieben. Die Teilströme wenigstens zweier Teilpulsdauern sind dabei unterschiedlich groß, wobei sich durch den Teilströmen zuordenbare Spannungen über das optoelektronische Bauelement Teilhelligkeiten ergeben, die in Summe über alle Teilhelligkeiten im Wesentlichen die Zielhelligkeit ergibt.
Der Vorteil dieses Verfahren ist es, dass eine Zielhelligkeit somit nicht nur durch einen Strom, sondern durch eine Vielzahl von Teilströmen einstellbar ist, die sich entsprechend anpassen lassen. Dadurch können insbesondere altersbedingte Effekte wie eine Verringerung der Helligkeit bei gleichem Strom kompensiert werden. Dazu lässt sich das Verfahren durch den weiter unten beschriebenen Prozess geeignet ergänzen.
In einem Aspekt wird ein erster Teilstrom erzeugt, mit der das optoelektronische Bauelement während einer ersten Teilpulsdauer betrieben wird. Dieser soll größer als ein Referenzstrom sein. Während einer zweiten Teilpulsdauer wird ein zweiter Teilstrom bereitgestellt, mit der das optoelektronische Bauelement während einer zweiten Teilpulsdauer betrieben wird. Der zweite Teilstrom ist dabei kleiner als der Referenzstrom. In einigen Aspekten sind die Teilpulsdauern und die jeweiligen Teilströme so gewählt, dass die Summe der Produkte aus Teilpulsdauern und den zugeordneten Teilströmen das Produkt aus Gesamtpulsdauer und Referenzstrom ergibt. Ebenso können zumindest zwei der unterschiedlichen Teilströme während den Teilpulsdauern von Null verschieden sein.
Der Referenzstrom kann dabei insbesondere der Strom sein, mit dem das Bauelement betrieben werden müsste, um während der Gesamtpulsdauer die Zielhelligkeit für das optoelektronische Bauelement zu ergeben. In einigen Ausführungen besitzen die Teilpulsdauern jeweils die gleiche Länge. Es ist möglich, die Folge von Teilpulsdauern jeweils kurz zu unterbrechen, d.h. durch einen kurzen Ausschaltzeitraum zu trennen. Diese Zeit kann zweckmäßigerweise dazu genutzt werden, den neuen Strom einzustellen, so dass dieser bei einem erneuten Einschalten ohne größere Einschwingzeit anliegt. Dadurch wird die Genauigkeit bei der Einstellung der Zielhelligkeit verbessert. Die Anzahl der Teilpulsdauern innerhalb einer Periode kann variieren und kann der Zahl der einzustellenden Teilströme entsprechen. In einigen Aspekten beträgt die Anzahl der Teilpulsdauern insbesondere ein Vielfaches von 2 beträgt.
Ein weiterer Gesichtspunkt beschäftigt sich mit dem Aspekt, dass optoelektronische Bauelemente alterungsbedingte Degradation zeigen, so dass sich eine Farbortveränderung oder auch eine Änderung der Helligkeit bei einem voreingestellten Strom einstellt. Zwar lässt sich aus dem Produkt des Spannungsabfalls über das Bauelement und dem durch das Bauelement fließende Strom die Leistung berechnen, durch die Alterungseffekte steigt aber eine nicht strahlende Rekombination und die Helligkeit sinkt mit zunehmendem Alter ab, bzw. ändert sich.
Zur Kompensation dieses Effekts schlägt die vorliegende Anmeldung ein Bündel verschiedener Maßnahmen einzeln oder auch in Kombination vor. Zum einen ist es in einigen Aspekten möglich, durch ein Messen der Spannung über das optoelektronische Bauelement bei ein oder mehreren vorgegebenen Strömen die daraus resultierende Helligkeit zu ermitteln. Die so erfassten Werte können zu einer Kalibrierung verwendet werden und in ein Model einfließen, welches eine Vorhersage über den weiteren Verlauf der Alterung erzeugt. Alternativ kann über ein derartiges Model auch der einzustellende Gesamtstrom bzw. die einzustellenden Teilströme bestimmt werden.
Kann bei einem so erzeugten Modell auf mehrere Spannungsmessungen gleichzeitig zugegriffen werden, stimmt die vorhergesagte Bauteilhelligkeit auch über einen längeren Zeitraum sehr gut mit einer gemessenen Bauteilhelligkeit überein. Das Modell kann parametrisiert und im optoelektronischen Bauteil selbst abgelegt werden. Alternativ ist es auch möglich, das Modell zusammen mit einigen einstellbaren oder zuführbaren Parametern als Schaltung auszuführen oder in Form von Daten in einen Speicher und/oder Mikroprozessor abzulegen.
Basierend auf den vorhergesagten Helligkeiten lassen sich zweckmäßige Einschaltzeiten t = {t1, t2, ... t_N} für die einzelnen Teilströme ermitteln. In gleicher Weise lassen sich auch für eine Anzahl fester Teilpulsdauern die notwendigen Teilströme mit einem solchen Modell ermitteln, um so die gewünschte Helligkeit zu erzeugen. Wird das Bauteil mit diesen Zeiten betrieben, kann die im Mittel abgestrahlte Helligkeit über die Lebensdauer des Bauteils nahezu konstant gehalten werden.
In einigen Aspekten werden eine Vielzahl von Spannungswerten in Abhängigkeit der Teilströme durch das optoelektronische Bauelement erfasst und für die einzelnen Ströme getrennt ermittelt. Daraus lässt sich ein Spannungsvektor U = {U1, U2 ... UN} bilden, der geeignet ist, mit einem zuvor trainierten Modell die abgestrahlte Helligkeit bei den unterschiedlichen Strömen vorherzusagen.
In einigen Aspekten wird die Teilhelligkeit mit den vorher erfassten jeweiligen Helligkeiten verglichen und auf Basis des Vergleichs die jeweiligen Teilströme für das Betreiben des optoelektronische Bauelements selektiert. In einigen Aspekten kann eine Tabelle bereitgestellt werden, die für vorbestimmte Helligkeiten oder Spannungen die jeweiligen Referenzteilströme festlegen. Die Tabelle kann vorher gemessene Werte, aber auch durch ein Modell erzeugt werden, welches alterungsbedingte Effekte des optoelektronischen Bauelements berücksichtigt. Die Tabelle kann beispielsweise Stützpunkte einer virtuellen Kennlinie enthalten, welche das Produkt aus Spannung und Strom über das Alter des Bauelements angibt.
Aus einer derartigen Tabelle lassen sich in einigen Aspekten die Teilströme für das Betreiben des optoelektronischen Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer von den Referenzteilströmen ableiten. Entsprechend ist nach dem Modell in einigen Aspekten vorgesehen, dass die Teilströme für das Betreiben des optoelektronischen Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer von einem Alter des optoelektronischen Bauelements, insbesondere von einer Betriebsdauer des optoelektronischen Bauelements abgeleitet sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Modells zur Vorhersage einer Alterung eines optoelektronischen Bauelements. Dabei werden eine Vielzahl von Strom- und Spannungswertepaaren für das optoelektronische Bauelement erfasst. Diese sind über das Alter oder die Lebensdauer verteilt, so dass die Strom-Spannungswertepaare das optoelektronische Bauelement entlang der Lebensdauer charakterisieren.
Aus den verschiedenen Strom- und Spannungswertepaaren wird mittels einem maschinenbasierten Lernens einen ein Modell erzeugt, welches wenigstens eine Strom-Spannungskennlinie über das Alter des optoelektronischen Bauelementes abbildet. Das so erzeugte Modell erlaubt damit eine Vorhersage des einzustellenden Stroms und/oder der Spannung bei einer vorgegebenen Zielhelligkeit. Das Modell wird dann in einen Speicher eines optoelektronischen Bauelements abgelegt oder in dieses derart integriert, dass eine Vorhersage über ein einzustellendes Strom-Spannungswertepaar und/oder einen Stromwert bei vorgegebener Spannung in Abhängigkeit einer Zielhelligkeit und/oder eines Alters des Bauteils erfolgen kann.
Damit kann das Modell in einem optoelektronischen Bauelement verwendet werden, um die gewünschte Helligkeit auch über eine längere Lebensdauer des optoelektronischen Bauelements hinweg erreicht wird.
Ein anderer Aspekt betrifft eine optoelektronische Anordnung. Diese kann Teil einer Anzeigevorrichtung sein. Die Anordnung weist ein optoelektronisches Bauelement auf, welches in einen mit einem PWM-Signal modulierbaren Strompfad geschaltet ist. Weiterhin ist eine regelbare Stromquelle vorgesehen, die in den Strompfad geschaltet ist zur Steuerung eines Stroms durch das optoelektronische Bauelement. Eine Steuer- und Kontrollschaltung ist mit einem Dateneingang zur Zuführung einer Zielhelligkeit ausgeführt. Dazu umfasst die Steuer- und Kontrollschaltung ein Alter des optoelektronischen Bauelements berücksichtigendes Vorhersagemodel, welches anhand einer Zielhelligkeit eine Vielzahl von Teilströmen auswählt zur Versorgung des optoelektronischen Bauelements während einer Pulsperiode.
In einem Aspekt sind die Vielzahl von Teilströmen während einer Vielzahl aufeinanderfolgender Teilintervalle der Pulsdauer zur Versorgung des optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Dabei kann ein erster Teilstrom der Vielzahl von Teilströmen größer sein als ein Referenzstrom und zweiter Teilstrom der Vielzahl von Teilströmen kleiner ist als ein Referenzstrom. Der Referenzstrom stellt in diesen Ausführungen den Strom dar, mit dem das optoelektronische Bauelement während der Pulsperiode betrieben werden müsste, um die Zielhelligkeit zu ergeben.
In einem weiteren Aspekt sind die Vielzahl von Teilströmen derart hintereinander angeordnet, dass sie innerhalb der Pulsperiode eine stetig ansteigende oder eine stetig abfallende Treppenfunktion darstellen. Dadurch kann die Stromquelle eventuell einfacher programmiert werden und Störsignale beim Umschalten zwischen den Stromwerten werden reduziert. In einigen Aspekten folgen die Strompulse somit direkt aufeinander. In anderen Aspekten ist zwischen zwei Teilströmen der Vielzahl von Teilströmen ein Zeitzwischenraum innerhalb einer Pulsperiode vorhanden, in der die Stromquelle keinen Strom liefert. Bei kleinen einzustellenden Helligkeiten mag es zweckmäßig sein, zumindest einen Teilstrom als Null zu wählen, wobei die zumindest zwei weiteren Teilströme der Vielzahl von Teilströmen unterschiedlich sind.
Figurenliste
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausschnitts einer Anzeigevorrichtung zur Verdeutlichung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips;
2 ist eine Darstellung eines Strom-Zeitdiagramms mit verschiedenen Stromwerten für die Einstellung einer Zielhelligkeit nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
3 ist ein Beispiel eines Verfahrens zur Erzeugung eines Modells mit Tabellenparametern für eine Durchführung eines Verfahrens nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
4 zeigt ein Zeit-Pulslängen-Diagramm zur Verdeutlichung der verschiedenen relativen Pulslängen bei einer gewünschten Zielhelligkeit;
5 stellt ein Zeit-Helligkeits-Diagramm zur Verdeutlichung des vorgeschlagenen Prinzips dar, eine Zielhelligkeit auch bei älteren Bauelementen zu erreichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
1 zeigt eine Ausführungsform einer optoelektronischen Anordnung, die beispielsweise als Teil von Leuchtvorrichtungen oder auch Anzeigevorrichtungen, Projektoren und ähnlichem einsetzbar ist. Anhand dieser Ausgestaltung lässt sich sowohl der Betrieb eines optoelektronischen Bauelements nach dem vorgeschlagenen Prinzip als auch die Erfassung zur Erstellung eines Modells mittels eines maschinen-basierten Lernens darstellen.
Die Anordnung 1 umfasst ein optoelektronisches Bauelement 10, welches in einen Strompfad zwischen einem Bezugspotenzialanschluss V_in und einem Massepotenzialanschluss GND geschaltet ist. Anoden- und kathodenseitig sind zwei Abgriffe 11 und 12 vorgesehen, über die ein Spannungsabfall in Abhängigkeit eines Stromflusses durch das optoelektronische Bauelement 10 erfasst werden kann. Die Angriffe 11 und 12 sind an eine Kontroll- und Steuerschaltung 20 geführt.
Die Vorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst darüber hinaus eine Schaltvorrichtung 30, die zwischen den Bezugspotenzialanschluss V_in und dem optoelektronischen Bauelement 10 angeordnet ist. Die Schaltvorrichtung 30 ist ebenfalls an die Kontroll- und Steuerschaltung 40 angeschlossen und dient dazu, in Abhängigkeit eines pulsmodulierten Signals das optoelektronische Bauelement selektiv in den Strompfad zu schalten. Darüber hinaus ist zwischen dem Massepotenzialanschluss GND und dem Abgriff 12 eine regelbare Stromquelle 40 angeordnet. Diese ist ebenfalls mit der Steuer- und Kontrollschaltung 20 verbunden. Die Steuer- Kontrollschaltung 20 umfasst darüber hinaus auch noch einen Dateneingang, an dem beispielsweise ein Datenwort zur Einstellung einer Helligkeit des optoelektronischen Bauelements 10 in einem Betrieb angelegt werden kann. Diese einzustellende Helligkeit wird im Folgenden als Zielhelligkeit bezeichnet.
Die Steuer- und Kontrollschaltung 20 besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, eine Zielhelligkeit auf drei Weisen einzustellen. Beispielsweise kann für eine vorbestimmte Zielhelligkeit die Pulslänge des pulsmodulierten Signals PWM, welche der Schaltvorrichtung 30 zugeführt wird, und ein konstanter Strom, bereitgestellt von der Stromquelle 40, eingestellt werden. In diesem Fall ist die Pulslänge die Zeitdauer, in der das Bauelement 10 in den Strompfad geschaltet und somit von der Stromquelle 40 mit einem Strom versorgt wird.
Die Pulsperiode bezeichnet dabei die Summe aus der sogenannten Anschaltzeit T_on, in der der Puls anliegt und die Schaltvorrichtung 30 geschlossen ist und der Ausschaltzeit T_off, in der die Schaltvorrichtung die Stromquelle 40 und des optoelektronische Bauelement von dem Versorgungsanschluss V_in trennt. Die Zeitperiode Tp ergibt sich somit als Summe aus der Anschaltzeit T_on und der Ausschaltzeit T_off. Über das Verhältnis aus diesen beiden Zeiten kann in einem Ausführungsbeispiel durch die Steuerschaltung 20 die Helligkeit des Bauelements 10 bei einem fest eingestellten Strom eingestellt werden. Dieser Ansatz ist aus dem Stand der Technik wohlbekannt und erlaubt es, optoelektronische Bauelemente mit verschiedenen Helligkeiten betreiben zu können, sodass diese beispielsweise für Leuchtvorrichtungen Projektoren und Anzeigevorrichtungen einsetzbar sind.
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, mittels der Steuer- und Kontrollschaltung bei einem konstanten Modulationsverhältnis, d. h. einem gleichbleibenden PWM Signal die Stromquelle 40 entsprechend anzusteuern und so über den Stromfluss die verschiedenen Helligkeiten einzustellen. Die Zielhelligkeit ergibt sich dann bei einer konstanten Pulslänge aus dem eingestellten Strom der Stromquelle 40.
In einem dritten Beispiel ist es zudem möglich, sowohl die Pulslänge, d. h. die Anschaltzeit als auch den Strom durch das optoelektronische Bauelement 10 gleichzeitig zu regeln und auf diese Weise durch eine Kombination die gewünschte Helligkeit zu erzeugen. Eine derartige Kombination hat den Vorteil, dass deutlich größere Helligkeitsabstufungen erreichbar sind, als dies mit einer Modulation lediglich der Zeitdauer bzw. des Stromflusses möglich wäre. Darüber hinaus lassen sich zudem Helligkeitsabstufungen auf verschiedene Weise darstellen, beispielsweise durch eine Veränderung der Pulsdauer oder eine Veränderung des Stroms. Insofern gibt es für jede Zielhelligkeit in einer derartigen Kombination wenigstens zwei mögliche Einstellvarianten für die Steuer- und Kontrollschaltung 20.
Es wird nun weiterhin vorgeschlagen, eine vorgegebene Zielhelligkeit nicht nur durch eine Kombination aus Pulslänge und eingestelltem Strom zu erzeugen, sondern diese durch Summe von verschiedenen Teilhelligkeiten darzustellen. Jede Teilhelligkeit ist dabei durch einen bestimmten Strom einer bestimmten Teilpulsdauer definiert. Die Gesamthelligkeit des optoelektronischen Bauelements ergibt sich somit als Summe aus den einzelnen Teilhelligkeiten während einer Periode Tp.
Als Verdeutlichung dient hierfür die 2, die das vorgeschlagene Prinzip anhand eines Zeit-Stromdiagramms für verschiedene Zielhelligkeiten ZH1, ZH2 und ZH3 näher verdeutlicht. Die entsprechenden Zielhelligkeiten sind dabei unterschiedlich gewählt. Für die Zielhelligkeit ZH1 ist die zweite Periode Tp in eine Anschaltzeit T_on sowie eine vorgelagerte Ausschaltzeit T_off unterteilt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, während der Anschaltzeit T_on das Bauelement nicht mit einem gleichmäßigen konstanten Strom zu beaufschlagen, sondern darüber hinaus den Strom während der Anschaltzeit T_on in verschiedenen Stufen abzugeben. Hierzu wird die Anschaltzeit T_on in gleichmäßige Teilintervalle unterteilt, von denen für die Zielhelligkeit ZH1 insgesamt drei dargestellt sind. Für jede dieser Teilintervalle wird nun ein vorbestimmter konstanter Strom bereitgestellt und das Bauelement damit versorgt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist für das erste Teilintervall der Strom I1, für das zweite Teilintervall der größere Strom I2 und für das dritter Teilintervall der größte Strom I3 vorgesehen. Die Teilintervalle können auch als Teilpulsdauern verstanden werden.
Die jeweiligen Ströme steigen somit im Verlauf der Anschaltzeit T_on an, wobei die Differenzen der Ströme in diesem Ausführungsbeispiel zudem gleich sind. Daraus ergibt sich für die Zielhelligkeit ZH1 die dargestellte Treppenfunktion. Die Gesamthelligkeit wird im Wesentlichen durch die Fläche unterhalb der Kurve während der Anschaltzeit T_on bestimmt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ergibt sich unter der Annahme, dass die Helligkeiten proportional zum durchfließenden Strom sind, eine Zielhelligkeit, die im Wesentlichen der Anschaltzeit multipliziert mit dem Strom I2 entspricht.
Insofern besitzt die Steuerschaltung 20 somit die Möglichkeit, zum einen durch die Unterteilung in die verschiedenen Teilintervalle die gewünschte Zielhelligkeit ZH1 durch die dargestellte Treppenfunktion zu bewirken, aber auch durch einen konstanten Strom I2 während der Anschaltzeit T_on. Darüber hinaus ließe sich die Zielhelligkeit auch auf andere Weise erreichen, beispielsweise durch mehrere hintereinander geschaltete Teilintervalle beabstandet durch eine gleich große Ausschaltzeit, wobei während den Anschaltzeiten jeweils der Strom I1 fließt.
Die für die Zielhelligkeit ZH1 dargestellte Treppenfunktion besitzt jedoch den Vorteil, dass die Stromquelle 40 lediglich in eine Richtung, d. h. zu steigenden Strömen hin geschaltet werden muss. Ist die Einschwingzeit der Stromquelle 40 relativ kurz und erzeugt keine zusätzlichen Strom- oder Spannungsspitzen, so können die unterschiedlichen Ströme direkt hintereinander in den verschiedenen Teilintervallen bereitgestellt werden. Andernfalls ist es auch möglich, die Zeitperiode Tp wie dargestellt in mehrere Teilintervalle zu unterteilen, wobei zwischen jedem Teilintervall eine kurze Ausschaltzeit besteht. Während dieser Zeit lässt sich die Stromquelle auf den neu definierten Wert einstellen und anschließend die Schaltvorrichtung 30 betätigen, sodass das Bauelement mit dem neu eingestellten Strom versorgt wird.
Die nächste Teilfigur zeigt die Einstellung für die Zielhelligkeit ZH2. Bei dieser wird das optoelektronische Bauelement während der gesamten Pulsperiode Tp mit einem Strom versorgt. Während eines ersten längeren Zeitintervalls liegt an dem Bauelement der Strom I1 an, der anschließend in zwei weiteren Teilintervallen auf den Strom I2 bzw. I3 erhöht wird. Daraus ergibt sich insgesamt eine höhere Zielhelligkeit als bei der Kurve ZH1. Darüber hinaus korrespondiert dieses Ausführungsbeispiel zu einer Ausführung, bei der die Steuer- und Kontrollschaltung 20, lediglich die Stromquelle 40 entsprechend ansteuert, um die gewünschte Zielhelligkeit zu erreichen. Im Gegensatz zu einem konstanten Strom wird jedoch auch hier die Zeitperiode in verschiedene Teilintervalle unterteilt. In wenigstens einigen dieser Teilintervalle werden nun verschiedene Ströme eingestellt, um damit das optoelektronische Bauelement zu versorgen.
Die Teilfigur mit der Zielhelligkeit ZH3 umfasst nun eine ähnliche Ausführung, wobei der Strom hier von der Anfangshelligkeit I0 nach dem ersten Teilintervall direkt auf den zweiten Strom I2 ansteigt. Insgesamt ergibt sich somit für das Bauelement ein relativ hoher Stromfluss und die Zielhelligkeit ZH3 ist gegenüber den beiden vorhergehenden Zielhelligkeiten ZH1 und ZH2 deutlich erhöht.
Die in 2 dargestellten Ausführungen für die verschiedenen Zielhelligkeiten zeigen, dass sich durch die Unterteilung der Pulsperiode Tp in verschiedene Teilintervalle und die Ansteuerung mit verschiedenen Strömen für die jeweiligen Teilintervalle die gewünschte Zielhelligkeit auf unterschiedliche Art und Weise einstellen lassen. Neben einer sehr genauen Einstellung der jeweiligen gewünschten Zielhelligkeit und einer besonders hohen Auflösung erlaubt das vorgeschlagene Prinzip zudem auch, Alterungseffekte zumindest teilweise zu kompensieren. Nimmt beispielsweise die Helligkeit eines Bauelements bei hohen Strömen aufgrund alterungsbedingter Effekte ab, so lässt sich eine Zielhelligkeit dennoch durch eine Einstellung über zusätzliche bestromte Teilintervalle mit niedrigeren Strömen realisieren oder die Teilintervalle werden mit höheren Strömen betrieben.
Gerade für die Kompensation von Alterungseffekten bei optoelektronischen Bauelementen ist eine Erkenntnis über den Verlauf der Alterung, d. h. den Verlauf einer Kennlinie mit zunehmendem Alter über das Bauelement notwendig. Aus diesem Grund reicht es gegebenenfalls nicht aus, eine vorbestimmte Zielhelligkeit durch verschiedene Ströme über die Teilintervalle einzustellen, sondern es kann zudem notwendig werden, eine Vorhersage über das Verhalten des Bauelements auch bei längeren Betriebsdauern treffen zu können.
Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Steuer- und Kontrollschaltung 20 mit einem Vorhersagemodell auszurüsten, welches eine Vorhersage einer alterungsbedingten Helligkeitsabnahme des Bauelements ermöglicht. Mittels eines derartigen Modells kann dann für eine einzustellende Zielhelligkeit der gewünschte Strom durch das Bauelement eingestellt werden. Hierzu ist es notwendig, den Spannungsabfall U(I) über das Bauelement bei unterschiedlichen Strömen I zu bestimmen und daraus anhand des Modells die einzustellenden Parameter zu ermitteln. Umgekehrt ist für die Erzeugung des Modells ebenfalls eine Spannungsmessung über das Bauelement bei unterschiedlichen Altersstufen des Bauelements notwendig.
1 zeigt demnach eine Ausgestaltung, bei der die Steuer und Kontrollschaltung 20 sowohl für die Erzeugung des Modells als auch für einen späteren Betrieb grundsätzlich geeignet ist.
Für die Erzeugung eines Modells wird eine Testanordnung ähnlich der 1 verwendet und das Bauelement 10 mit unterschiedlichen Strömen bei unterschiedlich eingestellten Zielhelligkeiten beaufschlagt. Für jeden der eingestellten Ströme wird der Spannungsabfall über die beiden Abgriffe 11 und 12 ermittelt. Auf diese Weise erhält man für die eingestellten Zielhelligkeiten eine Kurvenschar aus verschiedenen Strom- und Spannungswerten, welche im Wesentlichen ein Kennlinienfeld des Bauelements bildet. Dabei können bei der Erstellung eines derartigen Modells mit den verschiedenen Strom- und Spannungswerten auch temperaturbedingte Effekte mit kompensiert bzw. berücksichtigt werden.
Dieser Ansatz wird nun nach verschiedenen Betriebsdauern für das Bauelement gezielt wiederholt, sodass sich eine Vielzahl von Kennlinienfeldern über die Betriebsdauer für das Bauelement ergeben. Aus den Kennlinienfeldern über die verschiedenen Betriebsdauern lassen sich gemeinsam mit anderen Parametern mittels eines maschinenbasierten Lernalgorithmus eine Alterungskurve bestimmen. Diese Alterungskurve zeigt die Abnahme der Helligkeit des Bauelements über die Betriebsdauer. In der einfachsten Form erzeugt das Model einen Korrekturfaktor, mit der eine Zielhelligkeit korrigiert werden muss, damit die alterungsbedingte Abnahme kompensiert wird. Dazu bietet es sich an, während der Einstellung der verschiedenen Ströme zur Erzeugung der Zielhelligkeit gemäß 2 auch die Spannung über das Bauelement zu erfassen. Daraus erhält man mehrere Strom-Spannungswerte während einer Periode Tp. Die sich ergebenden Punkte fließen als Eingabeparameter in das Modell ein, so dass dieses daraus ein mögliches Alter und den Korrekturfaktor bestimmen kann. Dabei mach man sich, wie noch weiter unten erläutert, die alterungsbedingten Verläufe bei verschiedenen Helligkeiten zu Nutze, bzw. auch die Veränderung im Spannungsabfall über die Zeit bei gleichen Strömen.
Das Verfahren für das Erzeugen eines derartigen Alterungsmodells, basierend auf einem maschinenbasierten Lernverfahren zeigt 3.
In Schritt S1 dieses Verfahrens wird wie bereits oben erläutert eine Vielzahl derartiger Kennlinienfelder über die gewünschten Zielhelligkeiten eingestellt und die tatsächliche Helligkeit bei den verschiedenen Strom- und Spannungseinstellungen erfasst. Dieser Schritt wird in Schritt S2 bei verschiedenen Altersstufen des Bauelements wiederholt, sodass man über die Lebenszeit des Bauelements eine Vielzahl derartiger Kurven erhält. Dabei ergeben sich mit zunehmendem Alter aufgrund der alterungsbedingten Effekte eine Abweichung zwischen der eingestellten Zielhelligkeit und der erfassten Zielhelligkeit.
Aus diesen Änderungen und den erfassten Daten kann mit zusätzlich weiteren Parametern wie beispielsweise der Charge, der Position des optoelektronischen Bauelements auf dem Wafer, weiteren elektronischen Zustandsmessungen des Bauelements und weiteren ein Modell mittels eines maschinenbasierten Verfahrens in Schritt S3 entwickelt werden. Das Modell erlaubt eine Vorhersage der Alterung des Bauelements und ermöglicht so eine Korrektur eines eingestellten Zielwertes bei einem bekannten Alter des Bauelements. Umgekehrt ermöglicht das Modell, wie bereits oben erwähnt anhand mehrerer gemessener Spannungswerte die Alterungskurve zu bestimmen und damit das Alter und einen Korrekturfaktor zu ermitteln.
Dieses Modell wird in Schritt S4 parametrisiert und in der Steuer- und Kontrollschaltung der Anordnung 1 abgelegt. Hierzu sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. Zum einen kann eine Parametrisierung durch verschiedene Stützpunkte erfolgen, die in Form einer Tabelle in einem Speicher der Steuer- und Kontrollschaltung gespeichert sind. In einem Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem derartigen parametrisierten Modell wird dieses benutzt, aus der Tabelle bei einer vorgegebenen Zielhelligkeit die notwendigen Strom- und Spannungswerte einzustellen. Ebenso lässt sich eine Funktion implementieren, die das Modell abbildet, so dass mit der Zielhelligkeit die Parameter eingestellt werden können.
Jedoch ist das erzeugte Modell je nach Parametrisierung auch in der Lage, eine Abweichung bzw. Korrekturparameter in Abhängigkeit der Lebensdauer des Bauelements durch die Steuer- und Kontrollschaltung zu bestimmen, und damit vorgegebene Stromwerte zu korrigieren. Umgekehrt kann aus einem bekannten Alter und dem Modell auf die zu erwartenden Spannungsabfälle und die zu erwartenden Ströme zurückgeschlossen werden. In beiden Fällen ermöglicht der Korrekturparameter eine Anpassung der Helligkeit des Bauelements an die gewünschte Zielhelligkeit.
Durch die zusätzliche Verwendung von verschiedenen Teilintervallen und den darin befindlichen Teilströmen zur Erstellung einer Gesamthelligkeit lässt sich ein Spannungsvektor bilden, indem man während der Erzeugung der verschiedenen Teilhelligkeiten die über das Bauelement abfallende Spannung erfasst. Dieser Spannungsvektor kann nun dazu verwendet werden, um mit dem trainierten Modell die abgestrahlte Helligkeit bei den unterschiedlichen Strömen vorherzusagen.
Dabei wurde festgestellt, dass durch die Verwendung mehrerer Spannungsmessungen nach dem oben vorgestellten Prinzip unter Berücksichtigung des Modells, die durch das Modell vorhergesagte Bauteilhelligkeit sehr gut mit einer gemessenen Bauteil Helligkeit übereinstimmt.
In einer praktischen Ausgestaltung werden zum Training des Modells aus einem Fertigungslos einige Bauteile von jedem Wafer entnommen, um in einem Alterungszyklus Daten zu erheben. Dabei werden die U und IV Vektoren gesammelt und zum Training eines Helligkeitsmodells M verwendet. Da sich bei der Verwendung lediglich eines Spannungswerts eine Vorhersage über die Alterung kaum treffen lässt (die 6 und 7 zeigen ein derartiges Resultat), werden die Spannungswerte über mehrere Teilströme erfasst und für die Modellierung verwendet. So wurde festgestellt, dass ein Training des Alterungsmodels mit 3 bis 7 Spannungswerten und ca. 150 Bauteilen eines Fertigungsloses eine Vorhersage über die Helligkeit erzeugen kann, die weniger als 1% von der tatsächlichen Helligkeit abweicht.
Das trainierte Modell kann dann in den Modellspeicher der noch nicht betriebenen restlichen Bauteile übertragen werden. Wie oben anhand der 1 und 2 beschrieben, berechnet dann der integrierte Schaltkreis oder ein externer Mikrocontroller anhand von mehreren Spannungsmessungen die Helligkeit bei den dazugehörigen Strömen und erzeugt daraus eine optimierte Pulsstruktur. Dazu müssen die Teilpulsdauern t = {t₀; t₁; :::; t_N} so gewählt werden, dass die Zielhelligkeit IV_T = Σ_i t_i/Tp IV_i basierend auf den vorhergesagten Helligkeiten IV_i und der gewünschten Periodendauer Tp eingestellt wird. Für niedrige Helligkeiten ist ein Zeitfenster t0 ohne Bestromung mit IV₀ = 0 notwendig. Eine mögliche Lösung des Problems basiert auf der Aufteilung der Ströme in zwei Gruppen, dunkler oder heller als die Zielhelligkeit IV_T
IV< = {IV_i | IV_i < IV_T} und IV_≥ = {IV_i | IV_i ≥ IV_T} mit $t_{<} = \frac{T}{dim (I V_{<})} * \frac{avg (I V_{\geq}) - I V_{T}}{avg (I V_{\geq}) - avg (I V_{<})}$
und $t_{\geq} = \frac{T - t_{<} * dim (I V_{<})}{dim (I V_{\geq})}$
4 zeigt ein Beispiel des Ergebnisses eines derartigen Modells. Dabei ist für eine bestimmte Zielhelligkeit die relative Pulsdauer zur Einstellung der verschiedenen Ströme über die Lebenszeit für insgesamt zwei Bauelemente angegeben. Die Bauelemente werden mit #1 bzw. #2 bezeichnet. Zur Einstellung der gewünschten Zielhelligkeit werden insgesamt vier Teilimpulse verwendet, ein erster, bei dem das Bauelement im Wesentlichen ausgeschaltet ist (off), ein zweiter mit einem Stromfluss von 20 mA, ein dritter Puls mit einem Stromfluss von 50 mA sowie ein vierter Strompuls mit einem Strom von 100 mA. Für die Bauteile #1 und #2 ergeben sich somit zum Zeitpunkt T=10 die in der folgenden Tabelle dargestellten relativen Pulsdauer für die jeweiligen Ströme:

Ströme Bauteil #1 Bauteil #2

Off 0 0,2

20mA 0,21 0,2

50mA 0,21 0,2

100mA 0,57 0,4
Es ist zu erkennen, dass die beiden Bauteile im Bereich des größten Stroms bei 100 mA sowie für keinen Strom über die gesamte Lebensdauer durchaus unterschiedlich sind. Darüber hinaus fällt jedoch auch auf, dass zusätzliche Abweichungen bei höheren Lebensdauern in etwa von T =10k bis T=100k zwischen den Bauteilen auftreten. Zusätzlich ändern sich die verschiedenen Stromeinstellungen, sodass gerade bei älteren Lebensdauern eine deutliche Abweichung von den einzelnen Strömen bei der gewünschten Zielhelligkeit erkennbar ist.
Beispielsweise sinkt für die gewünschte Zielhelligkeit im Bereich von T=50k für das Bauteil #2 die relative Pulsdauer für den ausgeschalteten Zustand, d. h. I=0 von etwa 0,2 auf null. Daraus ergibt sich unmittelbar, dass der alterungsbedingte Degradationseffekt für das Bauteil #2 die Helligkeit reduziert, sodass die gewünschte Helligkeit nunmehr nur durch die weiteren Stromkurven, insbesondere die Kurve für 50 mA erreichbar ist. Mit anderen Worten, wird das Teilintervall für den Strom bei 50 mA verlängert und damit die relative Pulsdauer für diesen Strom bei höheren Lebensdauer erhöht, um die gewünschte Zielhelligkeit zu erreichen.
Durch diese zusätzliche Korrektur mithilfe des Modells, bei dem die jeweiligen Ströme durch Erfassen der Spannungswerte und anhand des Modells ausgewertet werden können, lässt sich der alterungsbedingte Effekt einer Abnahme der Helligkeit kompensieren.
Das Ergebnis zeigt 5, welches die gewünschte Helligkeit gemäß der 4 über die Zeit für die korrigierten Kurven sowie für die unkorrigierten Kurven darstellt. Die korrigierten Kurven sind dabei als durchgängige Linien, die unkorrigierten Kurven als gestrichelte Linien dargestellt. Deutlich zu erkennen, ist eine Abnahme der Helligkeit schon nach einer geringen Lebensdauer im Bereich von T=1000 für beide Bauelemente im unkorrigierten Zustand. Hingegen kann die Zielhelligkeit von 100µ bei den korrigierten Kurven auch über einen langen Zeitraum der Lebensdauer des Bauelements bis T>100k mit nur geringen prozentualen Abweichungen erreicht werden. Durch die Vorhersage der Alterung des Bauelements mittels des hier vorgeschlagenen Prinzips und des so erzeugten Modells können somit die Zielhelligkeiten durch die Bereitstellung verschiedener Ströme in Teilintervallen auch bei höheren Lebensdauern noch erreicht werden. Durch die verschiedenen Ströme lässt sich der alterungsbedingte Degradationseffekt kompensieren, ohne dass beispielsweise die Pulsbreite verändert werden muss.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Vorhersagegenauigkeit des mittels des vorgeschlagenen Verfahrens erzeugten Modells. Wie bereits erwähnt, ist es dazu notwendig, Strom- und Spannungswerte für eine Vielzahl von Bauelementen zu erfassen und damit das Modell zu trainieren. Anschließend können für eine gewünschte Zielhelligkeit aus dem Model die notwendigen Strom- und Spannungsparameter entnommen werden.
Dazu ist es zweckmäßig, während des Betriebs des Bauelements die Spannungswerte bei den eingestellten Teilströmen zu erfassen und diese als Eingangsparameter für das Modell zu benutzen. 6 zeigt die Vorhersagegenauigkeit eines Modells bei verschiedenen Helligkeitswerten, wenn lediglich der Spannungswert bei dem eingestellten Teilstrom von 100 mA gemessen und dieser als Eingangsparameter verwendet wird. Die durchgezogenen Linien ergeben dabei die jeweiligen Vorhersagekurven aus dem Modell bei einem einzelnen Spannungswert als Eingangsparameter. Die Vorhersage Vor1 besteht im Wesentlichen aus der initialen Helligkeit 170µ bei t=0, sowie den berechneten Helligkeitsänderungen für t>0. Die Kurven Vor2 und Vor3 zeigen die jeweiligen Helligkeiten zweier weiterer Validierungsbauteile mit einer Starthelligkeit von 190µ bzw. 195µ.
In diesem Ausführungsbeispiel ist deutlich die Abweichung zwischen der Vorhersage und den mit als Punkten gekennzeichneten Messwerten über die Bauteillebensdauer zu erkennen. Insbesondere die Vorhersage Vor1 für das Validierungsbauteil #1 weicht bei längeren Betriebszeiten deutlich von den gemessenen Kurven ab.
Bei dem vorgeschlagenen Prinzip zum Erstellen eines Modells und dem Betreiben des Bauelements lässt sich jedoch die gesamte Pulsdauer in verschiedene Teilpulsdauern unterteilen, und jede Teilpulsdauer mit verschiedenen Strömen, sowie Spannungen und damit Helligkeiten betreiben, sodass die Gesamthelligkeit als Summe der einzelnen Teilhelligkeiten darstellbar ist. Über jede dieser Teilströme kann nun ebenfalls ein Spannungswert ermittelt, und für die Erzeugung des Modells benutzt werden. Bei der Verwendung von mehreren gemessenen Spannungswerten verbessert sich die Vorhersagegenauigkeit des Modells erheblich, sodass die Abweichung insgesamt nur noch wenige Prozent beträgt.
7 zeigt hierfür ein Ausführungsbeispiel mit den gleichen Zielhelligkeiten wie im vorangegangenen Beispiel. Jedoch basiert die Vorhersage der Bauteilhelligkeit nun auf mehreren Spannungsmessungen bei Teilströmen von 20 mA, 50 mA und 100 mA. Gerade in den Bereichen einer größeren Änderung, insbesondere bei älteren Bauelementen trifft nun die Vorhersage des so erzeugten Modells die gemessenen Werte erstaunlich gut. Bei einer derartigen Pulsmodulation mit verschiedenen Teilströmen, die jeweils in Teilpulsdauern für die Versorgung des Stromes durch das optoelektronisches Bauelement anliegen, beträgt die Abweichung lediglich etwa 11% über die Lebensdauer des Bauelements. Durch das vorgeschlagene Verfahren, das mit dem Verfahren berechnete Modell sowie einem Betrieb des Bauelements nach dem vorgeschlagenen Prinzip kann die Zielhelligkeit auch bei alterungsbedingten Effekten gewährleistet werden.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
10: optoelektronisches Bauelement
11, 12: Abgriffe
20: Steuer und Kontrollschaltung
30: Schaltvorrichtung
40: regelbare Stromquelle
ZH1: Zielhelligkeitskurve
ZH2, TH3: Zielhelligkeitskurven
Tp: Zeitperiode
Ton: Anschaltzeit
Toff: Ausschaltzeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6586890 B2 [0002]
US 20040208011 A1 [0003]
US 20090261748 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines optoelektronischen Bauelements zur Erzeugung einer Zielhelligkeit: - Empfangen einer Zielhelligkeit für das optoelektronische Bauelement während einer Zeitperiode; - Bestimmen einer Pulsdauer zum Betreiben des optoelektronische Bauelements während der Zeitperiode basierend auf der Zielhelligkeit; - Unterteilen der Pulsdauer in eine Vielzahl von Teilpulsdauern; - Betreiben des optoelektronische Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer mit einem Teilstrom, wobei die Teilströme wenigstens zweier Teilpulsdauern unterschiedlich sind; - und den Teilströmen jeweils eine Spannung über das optoelektronische Bauelement zuordenbar ist, aus denen sich eine Teilhelligkeit während der Teilpulsdauer ergibt, so dass die Teilhelligkeiten während aller Teilpulsdauern im Wesentlichen die Zielhelligkeit ergeben.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein erster Teilstrom, mit dem das optoelektronische Bauelement während einer ersten Teilpulsdauer betrieben wird größer ist als ein Referenzstrom, und ein zweiter Teilstrom, mit dem das optoelektronische Bauelement während einer zweiten Teilpulsdauer betrieben wird kleiner ist als der Referenzstrom.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Referenzstrom den Strom darstellt, mit dem das optoelektronische Bauelement während der Pulsdauer betrieben werden müsste, um die Zielhelligkeit zu ergeben.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Teilpulsdauern jeweils die gleiche Länge aufweisen, und deren Anzahl insbesondere ein Vielfaches von 2 beträgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend den Schritt eines Messens einer Spannung über das optoelektronische Bauelement bei ein oder mehreren vorgegebenen Strömen.
Verfahren nach einem Anspruch 5, wobei die gemessenen Spannungswerte in einem Model verarbeitet werden zur Vorhersage einer Gesamthelligkeit aus den gemessenen Spannungswerte abgeleiteten Teilhelligkeiten.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem aus den gemessenen Spannungen Teilhelligkeiten ermittelt werden, die mit den jeweiligen Helligkeiten verglichen und auf Basis des Vergleichs die jeweiligen Teilströme für das Betreiben des optoelektronische Bauelements selektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, weiter umfassend ein Bereitstellen eines Models, wobei aus dem Model und der empfangenen Zielhelligkeit ein oder mehrere einzustellende Teilströme eingestellt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend ein Bereitstellen einer Tabelle, die für vorbestimmte Helligkeiten oder Spannungen jeweilige Referenzteilströme festlegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Teilströme für das Betreiben des optoelektronische Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer von den Referenzteilströmen abgeleitet ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die die Teilströme für das Betreiben des optoelektronische Bauelements während einer jeden Teilpulsdauer von einem Alter des optoelektronischen Bauelements, insbesondere von einer Betriebsdauer des optoelektronischen Bauelements abgeleitet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest zwei der unterschiedlichen Teilströme während den Teilpulsdauern von Null verschieden sind.
Verfahren zum Bestimmen eines Modells zur Vorhersage einer Alterung eines optoelektronischen Bauelements, umfassend; - Erfassen einer Vielzahl von Strom- und Spannungswertepaaren für das optoelektronische Bauelement bei verschiedenen altern des optoelektronische Bauelement; - Erzeugen mittels maschinenbasierten Lernens eines Modells, welches wenigstens eine Kennlinie Strom-Spannungskennlinie über das Alter des optoelektronischen Bauelementes abbildet; - Ablegen des Modells in einem Speicher eines optoelektronischen Bauelements, derart, dass das Modell eine Vorhersage über ein einzustellendes Strom-Spannungswertepaar und/oder einen Stromwert bei vorgegebener Spannung in Abhängigkeit einer Zielhelligkeit und/oder eines Alters des Bauteils trifft.
Optoelektronische Anordnung, umfassend: - ein PWM-Signal modulierbares optoelektronisches Bauelement, welches in einen Strompfad geschaltet ist; - eine regelbare Stromquelle, die in den Strompfad geschaltet ist zur Steuerung eines Stroms durch das optoelektronische Bauelement; - eine Steuer- und Kontrollschaltung mit einem Dateneingang zur Zuführung einer Zielhelligkeit; wobei die Steuer- und Kontrollschaltung mit einem ein Alter des optoelektronischen Bauelements berücksichtigendes Vorhersagemodel ausgeführt ist, welches anhand einer Zielhelligkeit eine Vielzahl von Teilströmen- auswählt zur Versorgung des optoelektronischen Bauelements während einer Pulsperiode.
Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 14, bei der die Vielzahl von Teilströmen während einer Vielzahl aufeinanderfolgender Teilintervalle der Pulsdauer zur Versorgung des optoelektronischen Bauelements bereitgestellt werden.
Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, bei der ein erster Teilstrom der Vielzahl von Teilströmen größer ist als ein Referenzstrom und zweiter Teilstrom der Vielzahl von Teilströmen kleiner ist als ein Referenzstrom.
Optoelektronische Anordnung nach Anspruch 16, wobei der Referenzstrom den Strom darstellt, mit dem das optoelektronische Bauelement während der Pulsperiode betrieben werden müsste, um die Zielhelligkeit zu ergeben.
Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der die Vielzahl von Teilströmen derart hintereinander angeordnet sind, dass sie innerhalb der Pulsperiode eine stetig ansteigende oder eine stetig abfallende Treppenfunktion darstellen.
Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei der zwischen zwei Teilströmen der Vielzahl von Teilströmen ein Zeitzwischenraum innerhalb einer Pulsperiode vorhanden ist, in der die Stromquelle keinen Strom liefert.
Optoelektronische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, bei der zumindest zwei der Vielzahl von Teilströmen unterschiedlich sind, und zumindest ein weiterer Teilstrom null ist.