DE102004056705A1

DE102004056705A1 - Lumineszenzdiodenanordnung und Verfahren zur Überwachung von Lumineszenzdiodenchips

Info

Publication number: DE102004056705A1
Application number: DE102004056705A
Authority: DE
Inventors: Heinz Haas; Markus Hofmann
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: DE102004056705B4

Abstract

Es wird eine Lumineszenzdiodenanordnung, umfassend eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13), angegeben, wobei einem ersten Lumineszenzdiodenchip (11) ein zweiter Lumineszenzdiodenchip (12) zugeordnet ist, die spektrale Emissionsverteilung (101) des ersten Lumineszenzdiodenchips eine erste Peakwellenlänge aufweist, die von einer zweiten Peakwellenlänge der spektralen Emissionsverteilung (102) des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschieden ist die spektrale Empfindlichkeitsverteilung (201) des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt und der erste Lumineszenzdiodenchip zum Betrieb als Strahlungsdetektor zur Überwachung der vom zweiten Lumineszenzdiodenchip im Betrieb als Strahlungsemitter erzeugten Strahlung (3) vorgesehen ist. Weiterhin wird ein Verfahren zur Überwachung eines Lumineszenzdiodenchips einer Lumineszenzdiodenanordnung angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lumineszenzdiodenanordnung mit einer Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips sowie ein Verfahren zur Überwachung der Lumineszenzdiodenchips.

Im Betrieb einer derartigen Lumineszenzdiodenanordnung ist es oftmals beabsichtigt, den Funktionszustand der Lumineszenzdiodenchips zu überwachen. Hierzu werden häufig separate Überwachungselemente bereitgestellt, die beispielsweise im Betrieb den Stromfluss durch die Lumineszenzdiodenchips messen. Fließt Strom durch den überwachten Lumineszenzdiodenchip, wird dieser als funktionsfähig und andernfalls als defekt eingestuft. Auf diese Weise kann im wesentlichen nur eine binäre Unterscheidung – defekt oder funktionsfähig – hinisichtlich des Funktionszustands des überwachten Lumineszenzdiodenchips erfolgen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lumineszenzdiodenanordnung, insbesondere mit verschiedenartigen Lumineszenzdiodenchips, anzugeben, wobei der Funktionszustand eines Lumineszenzdiodenchips verbessert überwachbar ist. Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung eines Lumineszenzdiodenchips einer Lumineszenzdiodenanordnung, insbesondere mit verschiedenartigen Lumineszenzdiodenchips, anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch eine Lumineszenzdiodenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Eine erfindungsgemäße Lumineszenzdiodenanordnung umfasst: eine Mehrzahl. von Lumineszenzdiodenchips, wobei einem ersten Lumineszenzdiodenchip ein zweiter Lumineszenzdiodenchip zugeordnet ist, die spektrale Emissionsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips eine erste Peakwellenlänge aufweist, die von einer zweiten Peakwellenlänge der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschieden ist, die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt und der erste Lumineszenzdiodenchip zum Betrieb als Strahlungsdetektor zur Überwachung der vom zweiten Lumineszenzdiodenchip im Betrieb als Strahlungsemitter erzeugten Strahlung vorgesehen ist.

Vom Strahlungsemitter erzeugte Strahlung trifft auf den Strahlungsdetektor und erzeugt in diesem einen Fotostrom. Mittels des Fotostroms, der von der auf den Strahlungsdetektor einfallenden Strahlungsleistung abhängt und in der Regel proportional zu dieser ist, kann die vom Strahlungsemitter erzeugte Strahlungsleistung überwacht werden.

Eine Überwachung der Strahlungsleistung ermöglicht verglichen mit der Überwachung des Betriebsstromes des Lumineszenzdiodenchips auf einfache Weise eine Überwachung des Strahlungsemitters auf Degradation, d.h. das Absinken der vom Strahlungsemitter erzeugten Strahlungsleistung bei gleichbleibenden äußeren Bedingungen, wie etwa unverändertem Betriebsstrom. Eine Degradation geht einem Totaldefekt eines Lumineszenzdiodenchips oftmals voraus, so dass durch Überwachung der Strahlungsleistung im Gegensatz zur Betriebsstromüberwachung bereits eine sich ankündigende Fehlfunktion des Lumineszenzdiodenchips erkannt werden kann.

Auf einen separaten, kostenintensiven Detektor zur Überwachung der Strahlungsleistung kann aufgrund des Betriebs eines zur Strahlungserzeugung vorgesehenen Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung als Strahlungsdetektor mit Vorteil verzichtet werden. Ein Lumineszenzdiodenchip wird als Strahlungsdetektor bevorzugt in Sperrrichtung und/oder als Strahlungsemitter in Durchlassrichtung betrieben.

Gegebenenfalls kann ein Lumineszenzdiodenchip der Anordnung auch (sperr)spannungsfrei als Strahlungsdetektor betrieben werden. Der Aufwand beim Betrieb des Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor kann so, bei signifikanter Signalerzeugung trotz einer fehlenden an dem Strahlungsdetektor anliegenden (Sperr)Spannung, verringert werden.

Der Überlapp zwischen der spektralen Empfindlichkeitsverteilung des Strahlungsdetektors und der spektralen Emissionsverteilung des Strahlungsemitters gewährleistet, dass vom Strahlungsemitter erzeugte und auf den Strahlungsdetektor treffende Strahlung vereinfacht ein Detektorsignal erzeugen kann, da die vom Emitter erzeugte Strahlung zumindest teilweise in dem Wellenlängenbereich liegt, in dem der Detektor empfindlich ist.

Die spektrale Emissionsverteilung eines Lumineszenzdiodenchips wird üblicherweise durch die Wellenlängenabhängigkeit der vom Lumineszenzdiodenchip erzeugten Strahlungsleistung bzw. Intensität angegeben. Bei der Peakwellenlänge erreicht die Emissionsverteilung ein, meist globales, Maximum. Die spektrale Empfindlichkeitsverteilung eines Strahlungsdetektors wird in der Regel über die Wellenlängenabhängigkeit der Responsivität (der erzeugte Fotostrom in Ampere pro Watt der einfallenden Strahlungsleistung) angegeben. Die Empfindlichkeitsverteilung des Lumineszenzdiodenchips weist ein Maximum bei einer Maximalwellenlänge auf. Zum Vergleich der Verteilungen kann es zweckmäßig sein, diese relativ zueinander zu betrachten, so dass die jeweiligen Maxima der Emissions- bzw. Empfindlichkeitsverteilung auf den Wert eins oder 100 Prozent normiert sind.

Es sei angemerkt, dass bei der Erfindung als Überlapp der Emissionsverteilung und der Empfindlichkeitsverteilung ein Überlapp in einem Wellenlängenbereich verstanden wird, in dem vom Strahlungsemitter erzeugte Strahlung im Strahlungsdetektor ein signifikantes Signal erzeugt, d.h. ein Signal, das sich signifikant von einem Untergrundrauschen abhebt. Ein Überlapp obiger Verteilungen aufgrund asymptotisch auslaufender, flacher Flanken der Verteilungen wird insbesondere nicht als Überlapp im obigen Sinne angesehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegen die erste Peakwellenlänge und die zweite Peakwellenlänge in verschiedenfarbigen sichtbaren Spektralbereichen. Beispielsweise weist die Lumineszenzdiodenanordnung wenigstens einen Lumineszenzdiodenchip mit einer Peakwellenlänge im blauen, grünen, gelben und/oder roten beziehungsweise rot-orangen Spektralbereich auf. Derartige Lumineszenzdiodenchips werden etwa in einer Lumineszenzdiodenanordnung, die zur Erzeugung mischfarbigen Lichts vorgesehen ist, eingesetzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Peakwellenlänge größer als die zweite Peakwellenlänge. Ein Überlapp der spektralen Empfindlichkeitsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips ist so vereinfacht erreichbar, da ein Lumineszenzdiodenchip im Wellenlängenbereich kleiner seiner Peakwellenlänge besonders hohe Empfindlichkeitswerte aufweisen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt die erste Peakwellenlänge im roten Spektralbereich und die zweite Peakwellenlänge im gelben Spektralbereich. Ein Lumineszenzdiodenchip mit einer Peakwellenlänge im roter Spektralbereich ist als Strahlungsdetektor für einen Strahlungsemitter mit einer Peakwellenlänge im gelben Spektralbereich aufgrund hoher Empfindlichkeitswerte in diesem Bereich besonders geeignet.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung überdeckt die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des als Strahlungsdetektor vorgesehenen Lumineszenzdiodenchips die spektrale Emissionsverteilung, insbesondere deren spektralen Anteil im sichtbaren Spektralbereich, des diesem zugeordneten Strahlungsemitters spektral vollständig. Hierbei wird insbesondere ein Emissionsintervall des Strahlungsemitters, das die Wellenlängen umfasst, für die die Emissionsverteilung des Strahlungsemitters von null verschieden ist, von einem Empfindlichkeitsintervall, das die Wellenlängen umfasst, für die die Empfindlichkeit des Strahlungsdetektors von null verschieden ist, vollständig überdeckt.

Insgesamt kann somit auch bei Lumineszenzdiodenanordnungen, die eine vergleichsweise geringe Zahl von Lumineszenzdiodenchips, insbesondere mit verschiedenfarbigen Peakwellenlängen, umfassen, eine effiziente und kostengünstige Überwachung eines Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter ohne zusätzlichen Detektor erfolgen. Der Platzbedarf der überwachten Lumineszenzdiodenanordnung wird weiterhin, bedingt durch den Verzicht auf einen separaten Detektor, vorteilhaft gering gehalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Strahlungsdetektor und ein diesem zugeordneter Strahlungsemitter in der Lumineszenzdiodenanordnung, vorzugsweise unmittelbar, benachbart angeordnet. Hierdurch kann die optische Anbindung zwischen Strahlungsemitter und Strahlungsdetektor verbessert und zugleich ein sich auf das Detektorsignal eventuell störend auswirkender Umgebungslichteinfluss vermindert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lumineszenzdiodenchips in einem gemeinsamen Gehäusekörper eines optoelektronischen Bauteils angeordnet. Die Überwachung eines strahlungsemittierenden Lumineszenzdiodenchips in einem optoelektronischen Bauteil kann mit Vorteil mittels eines als Strahlungsdetektor betriebenen Lumineszenzdiodenchips und ohne zusätzlichen Detektor, der allein zu. Detektionszwecken im Gehäusekörper angeordnet wäre, erfolgen. Da ein Lumineszenzdiodenchip, der zur Strahlungserzeugung im Bauteil vorgesehen ist, als Strahlungsdetektor betrieben wird, wird eine optische Nutzfläche des Bauteils, etwa eine Reflektorfläche, nicht aufgrund des zusätzlichen Platzbedarfs eines separaten Detektors unnötig verringert. Dies ist bei einem kleinen, kompakten optoelektronischen Bauteil, das vergleichsweise wenige, etwa drei, Lumineszenzdiodenchips umfasst, von besonderem Vorteil. Bevorzugt ist das optoelektronische Bauteil oberflächenmontierbar ausgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind der Strahlungsdetektor und der Strahlungsemitter getrennt voneinander ansteuerbar. Strahlungsdetektor und Strahlungsemitter, beziehungsweise die dafür vorgesehenen Lumineszenzdiodenchips, sind hierzu in der Lumineszenzdiodenanordnung bevorzugt mit jeweils separaten Anschlüssen zur externen elektrischen Kontaktierung leitend verbunden. Ein Lumineszenzdiodenchip der Lumineszenzdiodenanordnung kann so gegebenenfalls unabhängig von weiteren Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor oder Strahlungsemitter betrieben werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Lumineszenzdiodenanordnung zwei Lumineszenzdiodenchips, die mittels einer Ansteuerschaltung derart komplementär geschaltet sind, dass im Betrieb des einen Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter der andere Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor, insbesondere für den komplementär geschalteten Lumineszenzdiodenchip, arbeitet.

Beispielsweise umfasst die Lumineszenzdiodenanordnung hierbei neben dem ersten und dem zweiten Lumineszenzdiodenchip einen dritten Lumineszenzdiodenchip. Sind der erste Lumineszenzdiodenchip und der zweite Lumineszenzdiodenchip komplementär geschaltet, so wird im Betrieb des zweiten Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter der erste Lumineszenzdiodenchip als diesem zugeordneter Strahlungsdetektor betrieben. Beim Betrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter wird der zweite Lumineszenzdiodenchip über die Ansteuerschaltung vom Emitterbetrieb zum Detektorbetrieb geschaltet. Dem zweiten Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor ist als Strahlungsemitter der dritte Lumineszenzdiodenchip oder der komplementär geschaltene erste Lumineszenzdiodenchip zugeordnet. Wird der zweite Lumineszenzdiodenchip wieder als Strahlungsemitter betrieben, so wird über die Ansteuerschaltung der komplementär geschaltene erste Lumineszenzdiodenchip wieder als dem zweiten zugeordneter Strahlungsdetektor betrieben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst ein wechselseitiges Emitter-Detektor-Paar den ersten Lumineszenzdiodenchip und den zweiten Lumineszenzdiodenchip, wobei die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips überlappt. In einem wechselseitigen Emitter-Detektor-Paar sind Strahlungsdetektor und Strahlungsemitter demnach miteinander vertauschbar und der zweite Lumineszenzdiodenchip kann ebenso als Strahlungsdetektor für den ersten Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsemitter betrieben werden, wie umgekehrt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens einer der Lumineszenzdiodenchips einen aktiven Bereich auf, der ein III-V-Halbleitermaterial enthält. Der aktive Bereich dient der Strahlungserzeugung oder dem Strahlungsempfang mit entsprechender Signalerzeugung im Lumineszenzdiodenchip. III-V-Halbleitermaterialien, insbesondere Halbleitermaterialien aus den Materialsystemen In_x Ga_y Al_1-x-y P, In_x Ga_y Al_1-x-y N oder In_x Ga_y Al_1-x-y As, jeweils mit 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, zeichnen sich durch hohe interne. Quanteneffizienzen aus, was sowohl für Strahlungsemitter als auch für Strahlungsdetektoren vorteilhaft ist.

Verglichen mit herkömmlichen, auf Si-Fotodiodenchips basierenden Detektoren ist die spektrale Empfindlichkeitsverteilung eines derartigen Lumineszenzdiodenchips mit einem aktiven Bereich, der ein III-V-Halbleitermaterial enthält, schmalbandig, wodurch der Umgebungslichteinfluss auf das Detektorsignal mit Vorteil weitergehend verringert wird.

Mit dem Materialsystem In_x Gay Al_1-x-y P kann beispielsweise ein Lumineszenzdiodenchip mit einer Peakwellenlänge im sichtbaren Spektralbereich, insbesondere im roten oder orangen Spektralbereich, mit hoher Empfindlichkeit über diesen Spektralbereich bei gleichzeitig sehr quanteneffizienter Strahlungserzeugung realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der aktive Bereich als Heterostruktur, insbesondere als Doppelheterostruktur, oder Ein- oder Mehrfachquantentopfstruktur ausgeführt. Über derartige Strukturen kann die interne Quanteneffizienz erhöht werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einer der Lumineszenzdiodenchips ein Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip. Unter einem Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip ist hierbei ein Lumineszenzdiodenchip zu verstehen, der einen epitaktisch auf einem Aufwachssubstrat gewachsenen Halbleiterkörper aufweist, der den aktiven Bereich des Lumineszenzdiodenchips umfasst, wobei das Aufwachssubstrat vom Halbleiterkörper abgelöst ist. Vor dem Ablösen des Aufwachssubstrats wird der Halbleiterkörper, vorzugsweise auf seiner dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite, auf einem Träger angeordnet und befestigt. Vor dem Anordnen auf dem Träger kann auf die dem Aufwachssubstrat abgewandte Seite des Halbleiterkörpers eine, vorzugsweise metallhaltige, Spiegelschicht aufgebracht werden. Die Spiegelschicht ist mit Vorzug für im aktiven Bereich erzeugte bzw. vom aktiven Bereich zu empfangende Strahlung reflektierend ausgebildet und/oder kann an der elektrischen Kontaktierung des Lumineszenzdiodenchips mitwirken.

Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchips zeichnen sich durch besonders hohe Effizienz im Betrieb als Strahlungsemitter aus. Mit einem Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchips kann weiterhin eine Abstrahlcharakteristik des Lumineszenzdiodenchips erzielt werden, die wenigstens annähernd der eines Lambertschen Strahlers entspricht und dem gemäß im wesentlichen kosinusförmig verläuft.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung zumindest teilweise seriell in einem Serienstrang verschaltet. Ein erster Serienstrang kann als Emitterstrang und ein diesem zugeordneter zweiter Serienstrang als Detektorstrang betrieben werden. Durch die Überwachung des Emitterstrangs kann ein drohender Ausfall des gesamten Strangs aufgrund eines einzelnen defekten Lumineszenzdiodenchips des Emitterstrangs frühzeitig festgestellt werden. Auf defekte Lumineszenzdiodenchips überbrückende, kostenintensive Überbrückungselemente für den Emitterstrang kann mit Vorteil verzichtet werden. Ein degradierender Lumineszenzdiodenchip kann vielmehr gegebenenfalls vor einem Totalausfall ausgetauscht werden. Zweckmäßigerweise löst das schwächste in einem Lumineszenzdiodenchip des Detektorstrangs erzeugte Signal ein entsprechendes Warnsignal aus. Umfasst die Lumineszenzdiodenanordnung beispielsweise mehrere, insbesondere gleichartige, optoelektronische Bauteile mit jeweils einer Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips, so kann der Detektor- bzw. der Emitterstrang aus einer Serienschaltung von, insbesondere jeweils gleichartigen, Lumineszenzdiodenchips aus verschiedenen Bauteilen gebildet sein.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung der von einem Lumineszenzdiodenchip einer Lumineszenzdiodenanordnung, die eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips umfasst, erzeugten Strahlung wird ein erster Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor betrieben, der die von einem zweiten, als Strahlungsemitter betriebenen Lumineszenzdiodenchip erzeugte Strahlung überwacht, wobei die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt und die spektrale Emissionsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips eine erste Peakwellenlänge aufweist, die von einer zweiten Peakwellenlänge der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschieden ist. Mit Vorzug ist die Lumineszenzdiodenanordnung eine erfindungsgemäße Lumineszenzdiodenanordnung der oben genannten Art.

Die Überwachung der Strahlungsleistung oder einer entsprechenden lichttechnischen Größe, etwa des Lichtstroms oder der Lichtstärke, des Strahlungsemitters auf Über- bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwerts erfolgt mit Vorteil mittels des vom Strahlungsdetektor erzeugten Signals.

Überschreitet die Abweichung vom Sollwert einen vorgegebenen Grenzwert, kann, gegebenenfalls nach der Signalauswertung mittels eines externen Auswertungselements, ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest der erste Lumineszenzdiodenchip, vorzugsweise werden alle Lumineszenzdiodenchips, im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung gepulst mit einer Hellphase, in der sie Strahlung emittieren, und einer emissionslosen Dunkelphase betrieben und der erste Lumineszenzdiodenchip wird während seiner Dunkelphase als Strahlungsdetektor betrieben. Der erste Lumineszenzdiodenchip ist demnach während seiner Hellphase an der Strahlungserzeugung der Lumineszenzdiodenanordnung beteiligt und wird, während er in der Dunkelphase nicht zur Strahlungserzeugung benötigt wird, als Strahlungsdetektor betrieben. Bevorzugt ist die Dunkelphase des ersten Lumineszenzdiodenchips im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung zeitgleich mit der Hellphase des zweiten Lumineszenzdiodenchips und gegebenenfalls umgekehrt.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Lumineszenzdiodenanordnung mit einer die Pulsweiten der Lumineszenzdiodenchips steuernden Vorrichtung zum Dimmen der Lumineszenzdiodenanordnung betrieben und mittels der Pulsweiten steuernden Vorrichtung wird zugleich der Betrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor gesteuert. Der Grad der Dimmung kann über das Tastverhältnis, das Verhältnis der Betriebsdauer eines Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter zur Dauer eines einzelnen Betriebszyklus der Lumineszenzdiodenanordnung, eingestellt werden. Auf eine zusätzliche, vergleichsweise aufwendige Vorrichtung zur Steuerung des Betriebszeitpunkts und/oder der Betriebsdauer des ersten Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor kann so mit Vorteil verzichtet werden.

Es sei angemerkt, dass bei der Erfindung einem als Strahlungsdetektor vorgesehenen Lumineszenzdiodenchip selbstverständlich eine Mehrzahl von Strahlungsemittern zugeordnet sein kann. Entsprechendes gilt für eine Mehrzahl von Strahlungsdetektoren, die einem Strahlungsemitter zugeordnet werden kann. Die zugeordneten Detektoren und Emitter können dabei unterschiedliche, zeitlich zueinander versetzte Hell- bzw. Dunkelphasen aufweisen. Ist beispielsweise ein Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor (Strahlungsemitter) einer Mehrzahl von Strahlungsemittern (Strahlungsdetektoren) zugeordnet, so können diese zeitlich zueinander versetzte Hellphasen (Dunkelphasen) während des Betriebs des Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor (Strahlungsemitter) aufweisen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen:
1 eine schematische Aufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lumineszenzdiodenanordnung,
2 eine schematische Aufsicht in 2A und eine schematische Schnittansicht in 2B eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Lumineszenzdiodenanordnung,
3 eine quantitative Darstellung der spektralen Emissionsverteilungen zweier Lumineszenzdiodenchips sowie der spektralen Empfindlichkeitsverteilung eines dieser Lumineszenzdiodenchips relativ zueinander in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ,
4 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung für eine erfindungsgemäße Lumineszenzdiodenanordnung und
5 den zeitlichen Verlauf eines mittels einer erfindungsgemäßen Lumineszenzdiodenanordnung erzeugten Ausgangssignals.
Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lumineszenzdiodenanordnung anhand einer Aufsicht schematisch dargestellt.
Eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips 1 ist auf einer Trägerplatte 2, etwa einer Leiterplatte, wie einem PCB (Printed Circuit Board), angeordnet. Zweckmäßigerweise sind die Lumineszenzdiodenchips flächig, beispielsweise in einer Matrix, angeordnet. Einem ersten Lumineszenzdiodenchip 11 ist ein benachbart angeordneter Lumineszenzdiodenchip 12 zugeordnet, wobei die spektralen Emissionsverteilungen des ersten und des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschiedene Peakwellenlängen aufweisen und die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt. Der erste Lumineszenzdiodenchip 11 ist insbesondere zum Betrieb als Strahlungsdetektor zur Überwachung der vom zweiten Lumineszenzdiodenchip im Betrieb als Emitter einer Strahlung 3 erzeugten Strahlungsleistung vorgesehen.
Ein Teil der vom in Durchlassrichtung als Strahlungsemitter betriebenen Lumineszenzdiodenchip 12 erzeugten Strahlung 3 trifft auf den, vorzugsweise in Sperrrichtung, als Strahlungsdetektor betriebenen ersten Lumineszenzdiodenchip 1. Aufgrund des Überlapps der spektralen Empfindlichkeitsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips wird Strahlung 3 im aktiven Bereich des Strahlungsdetektors absorbiert und der aus den entsprechend erzeugten Elektron-Loch-Paaren resultierende Fotostrom I kann über schematisch skizzierte elektrische Anschlüsse 4 und 5 des Strahlungsdetektors erfasst werden. Mittels des Strahlungsdetektors kann die vom Strahlungsemitter erzeugte Strahlungsleistung überwacht werden. Beim Über- bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Sollwerts kann ein Warnsignal über ein externes Auswertungselement ausgegeben und ein drohender Ausfall des zweiten Lumineszenzdiodenchips 12 frühzeitig erkannt werden.
Auf eine Darstellung der elektrischen Anschlüsse der weiteren Lumineszenzdiodenchips wurde aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet. Die Lumineszenzdiodenchips 1 sind jedoch mit Vorzug getrennt voneinander elektrisch ansteuerbar. Weiterhin sind die Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung bevorzugt zur Erzeugung Strahlungserzeugung im sichtbaren Spektralbereich ausgebildet. Besonders bevorzugt liegen die erste Peakwellenlänge und die zweite Peakwellenlänge in verschiedenfarbigen sichtbaren Spektralbereichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Lumineszenzdiodenanordnung zur Erzeugung mischfarbigen Lichts vorgesehen. Hierzu bilden beispielsweise der erste Lumineszenzdiodenchip 11 mit einer Peakwellenlänge im roten Spektralbereich, der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 mit einer Peakwellenlänge im grünen Spektralbereich und ein dritter Lumineszenzdiodenchip 13, die vorzugsweise benachbart angeordnet sind, mit einer Peakwellenlänge im blauen Spektralbereich ein Mischelement. Durch Mischung der oben genannten Spektralfarben kann mischfarbiges Licht erzeugt werden, das Farbkoordinaten x und y im CIE-Diagramm aufweist, die im Inneren oder auf dem Rand eines durch die Farbkoordinaten der von den Lumineszenzdiodenchips erzeugten Strahlungen aufgespannten Farbdreiecks liegen. Die drei Lumineszenzdiodenchips 11, 12 und 13 können gegebenenfalls ein Pixelelement eines Vollfarbdisplays mit einer Mehrzahl, vorzugsweise gleichartiger, Pixelemente bilden.
Bevorzugt basieren die Lumineszenzdiodenchips 1, 11, 12, 13, insbesondere deren aktive Bereiche, auf III-V-Halbleitermaterialien. Für Lumineszenzdiodenchips ist im sichtbaren Spektralbereich von Blau über Grün bis Grün-Gelb das Materialsystem In_x Ga_y Al_1-x-y N und von Gelb über Orange bis Rot das Materialsystem In_x Ga_y Al_1-x-y P besonders geeignet.
Weiterhin werden die Lumineszenzdiodenchips im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung bevorzugt zumindest teilweise gepulst mit einer Hellphase, in der sie Strahlung emittieren, und einer emissionslosen Dunkelphase betrieben und der erste Lumineszenzdiodenchip wird während seiner Dunkelphase als Strahlungsdetektor betrieben. Die Funktionalität der Lumineszenzdiodenanordnung als Strahlungserzeuger wird durch einen Betrieb des Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor während seiner Dunkelphase demnach nicht beeinträchtigt, da der Lumineszenzdiodenchip während seiner Dunkelphase nicht zur Strahlungserzeugung genutzt wird.
Bevorzugt sind alle Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung im Betrieb der Anordnung vorzugsweise zeitweise zur Strahlungserzeugung vorgesehen. Während seiner zeitlich begrenzten Dunkelphase kann ein nicht als Emitter betriebener Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor für einen Chip in Hellphase eingesetzt werden. Auf einen separaten Detektor kann mit Vorteil verzichtet werden. Weiterhin werden über die eng benachbarte Anordnung von Strahlungsdetektor und Strahlungsemitter störende Umgebungslichteinflüsse weitgehend vermieden. Insgesamt kann so auf kostengünstige Weise die Strahlungsleistung eines Lumineszenzdiodenchips effizient überwacht werden.
Zum Dimmen der Lumineszenzdiodenanordnung können die Lumineszenzdiodenchips der Lumnineszenzdiodenanordnung beispielsweise mit einer pulsweitensteuernden Vorrichtung betrieben werden (Pulsweitenmodulation). Bevorzugt wird mittels der pulsweitensteuernden Vorrichtung zugleich der Betriebszeitpunkt und/oder die Betriebsdauer des erster. Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsdetektor gesteuert. Auf eine zusätzliche Steuerungsvorrichtung zu letzterem Zwecke kann demnach mit Vorteil verzichtet werden.
In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lumineszenzdiodenanordnung anhand einer Aufsicht in 2A und einer Schnittansicht in 2B schematisch dargestellt.
2A zeigt einen ersten Lumineszenzdiodenchip 11, einen zweiten Lumineszenzdiodenchip 12 und einen dritten Lumineszenzdiodenchip 13, die in einem gemeinsamen Gehäusekörper 6 eines optoelektronischen Bauteils angeordnet sind. Der Gehäusekörper 6 enthält beispielsweise einen Kunststoff, vorzugsweise eine mit einer Oberfläche mit hohem Reflexionsvermögen, etwa einen weißen Kunststoff und/oder einen Kunststoff, auf dessen Oberfläche in Teilbereichen ein reflexionssteigerndes, etwa metallhaltiges, Material angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Lumineszenzdiodenchips auf einem Boden 7 einer Ausnehmung 8 des Gehäusekörpers angeordnet. Zur elektrischen Kontaktierung sind die Lumineszenzdiodenchips jeweils elektrisch leitend mit einem Chipanschluss 9, etwa über einen Leitkleber, und mit einem Drahtanschluss 10 über einen Bonddraht 14 verbunden. Über die jeweiligen Chip- und Drahtanschlüsse 9, 10 sind die Lumineszenzdiodenchips 11, 12, 13 getrennt voneinander ansteuerbar. Die Chip- und Drahtanschlüsse treten bevorzugt vom Bereich der Ausnehmung ausgehend an Seitenflächen des Gehäusekörpers aus. Beispielsweise treten der Chip- und der Drahtanschluss eines Lumineszenzdiodenchips gleichseitig oder auf verschiedenen, vorzugsweise gegenüberliegenden, Seitenflächen des Gehäusekörpers aus und/oder ragen aus diesen hervor.
Das optoelektronische Bauteil ist bevorzugt zur Strahlungserzeugung mischfarbigen, insbesondere weißen, Lichts ausgebildet, das durch Überlagerung der in den einzelnen Lumineszenzdiodenchips erzeugten Strahlungen erzeugt werden kann. Ein erster Lumineszenzdiodenchip 11 mit einer Peakwellenlänge im roten oder rot-orangen, insbesondere bernsteinfarben, ein zweiter 12 im grünen und ein dritter 13 im blauen Spektralbereich sind zur Mischlichterzeugung besonders geeignet.
Wenigstens einer dieser Lumineszenzdiodenchips, dessen spektrale Empfindlichkeitsverteilung mit der Emissionsverteilung eines weiteren Lumineszenzdiodenchips überlappt, wird während seiner Dunkelphase als Strahlungsdetektor für einen weiteren Lumineszenzdiodenchip betrieben. Als Strahlungsdetektor für den zweiten Lumineszenzdiodenchip 12 ist der erste 11 und für den dritten 13 der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 besonders geeignet.
Das optoelektronische Bauteil ist vorzugsweise oberflächenmontierbar ausgebildet. Auf der den Lumineszenzdiodenchips gegenüberliegenden Seite des Gehäusekörpers 6 sind hierzu, wie in der Schnittansicht in 2B schematisch gezeigt ist, Lötflächen 15 bzw. 16, vorgesehen, die mit dem Chipanschluss 9 bzw. dem Drahtanschluss 10 leitend verbunden und zur Verlötung mit den Leiterbahnen einer Leiterplatte vorgesehen sind.
Mit Vorzug ist wenigstens einer der Lumineszenzdiodenchips 11, 12 bzw. 13, vorzugsweise sind alle, als Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchips ausgebildet. Bei einem Dünnfilm- Lumineszenzdiodenchip ist wie in 2B schematisch dargestellt ein epitaktisch gewachsener Halbleiterkörper 17 mit einem zum Strahlungsempfang bzw. zur Strahlungserzeugung vorgesehenen aktiven Bereich 18 auf einem Träger 19 angeordnet. Das Aufwachssubstrat des Halbleiterkörpers ist von diesem abgelöst und der Träger 19 ist somit vom Aufwachssubstrat verschieden. Zwischen dem Halbleiterkörper 17 und dem Träger 19 ist bevorzugt eine metallhaltige Spiegelschicht, etwa Au, Al, Ag, Pt oder eine Legierung mit mindestens einem dieser Materialien enthaltend, angeordnet, die mit Vorteil einer Absorption von im aktiven Bereich erzeugter Strahlung im Träger vorbeugt.
In 3 sind die spektralen Emissionsverteilungen zweier Lumineszenzdiodenchips sowie die spektrale Empfindlichkeitsverteilung eines dieser Lumineszenzdiodenchips relativ zueinander quantitativ in Abhängigkeit von der Wellenlänge λ dargestellt.
Die spektrale Emissionsverteilung 101 des ersten Lumineszenzdiodenchips, etwa einem Lumineszenzdiodenchip in einer den vorhergehenden Figuren entsprechenden Anordnung, weist eine Peakwellenlänge λ_P,1 auf, die größer als die Peakwellenlänge λ_P,2 der spektralen Emissionsverteilung 102 des zweiten Lumineszenzdiodenchips ist. Der Empfindlichkeitsbereich des ersten Lumineszenzdiodenchips ist durch eine kurzwelligen Grenzwellenlänge λ_K, in 3 etwa bei 460 nm, und eine langwelligen Grenzwellenlänge λ_G in 3 etwa bei 655 nm, begrenzt. Der zur spektralen Empfindlichkeitsverteilung 201 des ersten Lumineszenzdiodenchips gehörende Wellenlängenbereich λ_K bis λ_G überdeckt die spektrale Emissionsverteilung 102 des zweiten Lumineszenzdiodenchips spektral vollständig. Der erste Lumineszenzdiodenchip ist demnach als Strahlungsdetektor für den zweiten Lumineszenzdiodenchip besonders geeignet. Die spektrale Empfindlichkeitsverteilung 201 des ersten Lumineszenzdiodenchips weist ein globales Maximum bei einer Maximalwellenlänge λ_M auf, die kleiner ist als die Peakwellenlänge λ_P,2 des zweiten Lumineszenzdiodenchips.
Der erste Lumineszenzdiodenchip weist eine Peakwellenlänge λ_P,1 im roten Spektralbereich bei ungefähr 640 nm und der zweite Lumineszenzdiodenchip eine Peakwellenlänge λ_P,2im gelben Spektralbereich bei ungefähr 590 nm auf.
Der erste Lumineszenzdiodenchip ist aufgrund der hohen Empfindlichkeit als Strahlungsdetektor im Bereich zwischen der Peakwellenlänge seiner Emissionsverteilung und der Maximalwellenlänge seiner Empfindlichkeitsverteilung besonders geeignet. Der zweite Lumineszenzdiodenchip kann gegebenenfalls auch als Strahlungsdetektor, vorzugsweise für Wellenlängen kleiner seiner Peakwellenlänge λ_P,2, eingesetzt werden.
Eine spektrale Emissionsverteilung 101 und eine spektrale Empfindlichkeitsverteilung 201 gemäß 3 weist beispielsweise der Lumineszenzdiodenchip mit der Typenbezeichnung F 1998 A (Hersteller: Osram Opto Semiconductors GmbH) auf.
In 4 ist eine Schaltungsanordnung für eine erfindungsgemäße Lumineszenzdiodenanordnung schematisch dargestellt.
Der erste Lumineszenzdiodenchip 11 ist mit einem Ausgang A über einen Vorwiderstand R₄, und der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 ist mit einem Eingang E₂ über einen Vorwiderstand R₀ verbunden. Die Gegenpole der Lumineszenzdiodenchips liegen jeweils auf Massepotential.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der erste Lumineszenzdiodenchip 11 und der zweite 12 über eine Ansteuerschaltung 21 verschaltet. Das Gate eines ersten FET 22 ist über einen ersten Knoten 31 zwischen dem Eingang E₂ und dem Vorwiderstand R₀ und einen ersten Widerstand R₁ mit dem Eingang E₂ verbunden. Der erste Anschluss des ersten FET 22 liegt auf Massepotential, der zweite Anschluss des ersten FET 22 ist über einen zweiten Widerstand R₂ mit einem Eingang E₁ und über einen zweiten Knoten 32 zwischen dem zweiten Widerstand R₂ und dem zweiten Anschluss mit dem Gate eines zweiten FET 23 verbunden, dessen erster Anschluss über einen dritten Knoten 33 zwischen dem Vorwiderstand R₄ und dem ersten Lumineszenzdiodenchip 11 mit dem ersten Lumineszenzdiodenchip 11 verbunden ist. Der zweite Anschluss des zweiten FET 23 ist über einen dritten Widerstand R₃ und einen vierten Knoten 34 zwischen dem Eingang E₁ und dem zweiten Widerstand R₂ mit dem Eingang E₁ verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Verstärkerelement 24 mit dem ersten Lumineszenzdiodenchip 11 verbunden. Der erste Lumineszenzdiodenchip 11 ist über den Vorwiderstand R₄ mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP verbunden, dessen nichtinvertierender Eingang auf Massepotential liegt. Ein Gegenkopplungswiderstand R₅ ist über einen fünften Konten 35 zwischen dem Eingangswiderstand R₄ und dem invertierenden Eingang mit dem invertierenden Eingang und über einen sechsten Knoten 36 zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers und dem Ausgang A mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden.
Wird der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 als Strahlungsemitter über den Eingang E₂betrieben, so wird der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 über den Vorwiderstand R₀ mit Strom versorgt und emittiert Strahlung 3. Diese erzeugt im als Strahlungsdetektor betriebenen Lumineszenzdiodenchip 11 einen Fotostrom, der, gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung im Verstärkerelement 24, als Ausgangssignal V_out am Ausgang A erfasst werden kann. Das Ausgangssignal V_out kann nachfolgend einem externen Auswertungselement, etwa einer analogen Logikschaltung, einer digitalen Logikschaltung oder weitergehend einem Mikrokontroller, zur Auswertung übergeben werden, das beispielsweise das Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und ein Warnsignal erzeugt, falls der Sollwert unterschritten wird.
Über die Ansteuerschaltung 21 sind die Lumineszenzdiodenchips 11 und 12 derart komplementär geschaltet, dass im Betrieb eines der Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter der andere Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor arbeitet. Am Eingang E₁ der Ansteuerschaltung ist eine Versorgungsspannung V, etwa 5 Volt, angelegt.
Beim gepulsten Emitterbetrieb des zweiten Lumineszenzdiodenchips 12 über den Eingang E₂, wie in 4 schematisch gezeigt, wird der erste FET 22 entsprechend der am Gate anliegenden Spannung leitend und das Gate des zweiten FET 23 liegt dann entsprechend auf Massepotential. Folglich sperrt der zweite FET 23 und der erste Lumineszenzdiodenchip 11 arbeitet als Strahlungsdetektor.
Soll der erste Lumineszenzdiodenchip 11 als Strahlungsemitter, etwa über einen am Eingang E₁ angelegten Puls, und der zweite 12 über den Eingang E₂ als Strahlungsdetektor betrieben werden, so leitet der zweite FET 23 entsprechend und der erste FET 22 sperrt. Der erste Lumineszenzdiodenchip 11, der über den dritten Widerstand R₃ mit Strom versorgt wird, emittiert in der Folge Strahlung, während der zweite Lumineszenzdiodenchip 12 als Strahlungsdetektor betrieben wird.
Auf das Anlegen einer Spannung an den als Strahlungsdetektor betriebenen Lumineszenzdiodenchip in Sperrrichtung kann mit Vorteil ohne maßgebliche Verminderung des Detektorsignals verzichtet werden.
In 5 ist der zeitliche Verlauf des Ausgangssignals V_out am Ausgang A dargestellt. Der erste und zweite Lumineszenzdiodenchips 11 und 12 werden gepulst mit einer jeweiligen Pulsdauer τ von ungefähr 5 × 10^–4 s abwechselnd als Strahlungsemitter betrieben und sind mittels einer Ansteuerschaltung gemäß 4 komplementär geschaltet. Im Emitterbetrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips wird der zweite Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor betrieben. Das im ersten Lumineszenzdiodenchip 11 als Strahlungsdetektor erzeugte Signal ist durch die Bereiche mit den Bezugszeichen 25 gekennzeichnet. Das Bezugszeichen 26 kennzeichnet die Bereiche, in denen der erste Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsemitter betrieben wird. Im Betrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips als Emitter erreicht das Ausgangssignal nach dem Durchlaufen des Verstärkerelements einen Sättigungswert, der vorzugsweise durch das Verstärkerelement bestimmt ist und z.B. für einen Operationsverstärker OP gemäß 4 etwa –15 V beträgt.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Lumineszenzdiodenanordnung, umfassend eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13), wobei – einem ersten Lumineszenzdiodenchip (11) ein zweiter Lumineszenzdiodenchip (12) zugeordnet ist, – die spektrale Emissionsverteilung (101) des ersten Lumineszenzdiodenchips eine erste Peakwellenlänge aufweist, die von einer zweiten Peakwellenlänge der spektralen Emissionsverteilung (102) des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschieden ist, – die spektrale Empfindlichkeitsverteilung (201) des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt und – der erste Lumineszenzdiodenchip zum Betrieb als Strahlungsdetektor zur Überwachung der vom zweiten Lumineszenzdiodenchip im Betrieb als Strahlungsemitter erzeugten Strahlung (3) vorgesehen ist.
Lumineszenzdiodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Peakwellenlänge und die zweite Peakwellenlänge in verschiedenfarbigen sichtbaren Spektralbereichen liegen.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Peakwellenlänge im roten Spektralbereich und die zweite Peakwellenlänge im gelben Spektralbereich liegt.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenanordnung zur Erzeugung mischfarbigen Lichts vorgesehen ist.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektrale Empfindlichkeitsverteilung (201) des als Strahlungsdetektor (11) vorgesehenen Lumineszenzdiodenchips die spektrale Emissionsverteilung (102) eines diesem zugeordneten Strahlungsemitters (11) vollständig spektral überdeckt.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsdetektor (11) und ein diesem zugeordneter Strahlungsemitter (12) in der Lumineszenzdiodenanordnung benachbart angeordnet sind.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) in einem gemeinsamen Gehäusekörper (6) eines optoelektronischen Bauteils angeordnet sind.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenanordnung zwei Lumineszenzdiodenchips (11, 12) umfasst, die mittels einer Ansteuerschaltung derart komplementär geschaltet sind, dass im Betrieb des einen Lumineszenzdiodenchips als Strahlungsemitter (11, 12) der andere Lumineszenzdiodenchip als Strahlungsdetektor (11, 12), insbesondere für den komplementär geschalteten Lumineszenzdiodenchip, arbeitet.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein wechselseitiges Emitter-Detektor-Paar den ersten Lumineszenzdiodenchip (11) und den zweiten Lumineszenzdiodenchip (12) umfasst, wobei die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung (101) des ersten Lumineszenzdiodenchips überlappt.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) einen aktiven Bereich aufweist, der ein III-V-Halbleitermaterial enthält.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) ein Dünnfilm-Lumineszenzdiodenchip ist.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenchips der Lumineszenzdiodenanordnung zum gepulsten Betrieb mit einer Hellphase (26), in der sie Strahlung emittieren, und einer emissionslosen Dunkelphase (25) vorgesehen sind und der erste Lumineszenzdiodenchip (11) während seiner Dunkelphase als Strahlungsdetektor arbeitet.
Lumineszenzdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenanordnung zum Betrieb mit einer die Pulsweiten der Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) steuernden Vorrichtung zum Dimmen der Lumineszenzdiodenanordnung vorgesehen ist und mittels der pulsweitensteuernden Vorrichtung zugleich der Betrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips (11) als Strahlungsdetektor steuerbar ist.
Verfahren zur Überwachung der von einem Lumineszenzdiodenchip einer Lumineszenzdiodenanordnung, die eine Mehrzahl von Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) umfasst, erzeugten Strahlung, wobei – ein erster Lumineszenzdiodenchip (11) als Strahlungsdetektor betrieben wird, der die von einem zweiten, als Strahlungsemitter betriebenen Lumineszenzdiodenchip (12) erzeugte Strahlung (3) überwacht, – die spektrale Empfindlichkeitsverteilung (201) des ersten Lumineszenzdiodenchips mit der spektralen Emissionsverteilung (102) des zweiten Lumineszenzdiodenchips überlappt und – die spektrale Emissionsverteilung des ersten Lumineszenzdiodenchips eine erste Peakwellenlänge aufweist, die von einer zweiten Peakwellenlänge der spektralen Emissionsverteilung des zweiten Lumineszenzdiodenchips verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenchips im Betrieb der Lumineszenzdiodenanordnung gepulst mit einer Hellphase (26), in der sie Strahlung emittieren, und einer emissionslosen Dunkelphase (25) betrieben werden und der erste Lumineszenzdiodenchip während seiner Dunkelphase als Strahlungsdetektor betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenanordnung mit einer die Pulsweiten der Lumineszenzdiodenchips (1, 11, 12, 13) steuernden Vorrichtung zum Dimmen der Lumineszenzdiodenanordnung betrieben wird und mittels der pulsweitensteuernden Vorrichtung zugleich der Betrieb des ersten Lumineszenzdiodenchips (11) als Strahlungsdetektor gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lumineszenzdiodenanordnung eine Lumineszenzdiodenanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ist.