KR20170107002A - 광전자 어셈블리 및 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법 - Google Patents

광전자 어셈블리 및 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예들에서 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)가 제공된다. 상기 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180) 및 센서 회로(170)를 포함하고, 상기 센서 회로는 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160) 및 결정 회로(130)를 포함하고, 상기 결정 회로는 적어도 하나의 에너지 저장 유닛(132) 및 검출 유닛(134)을 포함하고, 상기 결정 회로(130) 및 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150)는 전기적으로 서로 병렬로 연결되고; 상기 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160)는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180) 및 상기 에너지 저장 유닛(132)에 전기 에너지를 공급하도록 설치되고, 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 공급되는 전기 에너지와 독립적으로 공급되고; 상기 결정 회로(130)는 상기 검출 유닛(134)이 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 저장된 에너지의 변화에 따라 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 전기 에너지의 변화를 검출하도록 설치된다.

Description

광전자 어셈블리 및 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법
본 발명은 광전자 어셈블리 및 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
광전자 어셈블리는 예를 들어 하나, 2개 또는 그 이상의 발광 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 발광 다이오드 소자는 예를 들어, 발광 다이오드(LED) 및/또는 유기 발광 다이오드(OLEDs) 또는 발광 다이오드(LEDs) 또는 유기 발광 다이오드(OLEDs)의 부품 또는 세그먼트일 수 있다.
발광 다이오드 소자에 대한 비용이 드는 품질 관리에도 불구하고, 발광 다이오드 소자가 적용 시 자발적으로 고장나는 것을 완전히 배제할 수는 없다. 예를 들어, OLED의 경우, 자발적인 고장에 대한 전형적인 결함 패턴은 대응하는 발광 다이오드 소자의 전극 사이의 단락(영어: short)이다. 발광 다이오드 소자의 전극의 단락은 발광 다이오드 소자의 기생 용량을 본질적으로 단락시키거나 또는 이를 방전시킨다. 이러한 단락은 일반적으로 면적이 작다. 따라서 총 전류의 상당 부분이 면적이 작은 단락 지점에 집중된다. 따라서, 전류 밀도는 단락 지점에서 명백하게 증가되며, 이로 인해 이 단락 지점은 평면 팽창에 따라 강하게 가열될 수 있다. 이는 전극의 용융, OLED의 광 이미지의 어두운 점, 완전히 어두운 OLED 및/또는 OLED 상의 가열되는 지점을 발생시킬 수 있다.
이러한 과열로 인한 잠재적인 위험(화상 위험, 화재, 파열 등)을 방지하기 위해, 이러한 단락이 광전자 어셈블리의 구동기 전자 장치에 의해 검출되고, 적절한 보호 반응(OLED 또는 광전자 어셈블리의 스위칭 오프, 단락된 OLED 주위의 공급 전류의 우회(bypass), 경고 신호의 출력 등)이 도입되어야 한다. 예를 들어, 자동차 분야에서는 결함 있는 OLEDs 또는 LEDs, 예를 들어 미등이 전자적으로 검출되어 적어도 보드 시스템(board system)에 통지되는 것이 필요하다.
본 출원에서 광전자 어셈블리의 발광 다이오드 소자, 예를 들어 OLEDs의 통상적인 상호 접속은 기술적인 이유로 그리고 비용적인 이유로 발광 다이오드 소자의 직렬 접속이다. 예를 들어, 복수의 발광 다이오드 소자는 발광 다이오드에서 직렬로 접속될 수 있고 그리고/또는 복수의 발광 다이오드가 직렬로 접속될 수 있다. 따라서, 예를 들어 자동차 분야 또는 일반적인 조명 분야의 많은 적용에서, 복수의 발광 다이오드 소자는 전기적으로 직렬로 접속된다. 개개의 결함 있는 발광 다이오드 소자가 간단한 방법을 사용하여 직렬 회로에서 검출되는 경우, 이는 특별한 과제를 제시한다.
각각의 OLEDs의 단락을 결정하기 위한 방법이 US 2011 204 792 A1호, WO 2010 060 458 A1호 및 WO 2012 004 720 A2로부터 공지되어 있는데, 여기서 대응하는 OLED에서의 과전압 또는 저전압이 결함에 대한 기준으로 사용된다. 단락 회로의 검출에 대해서는 구동 전류의 우회(바이패싱) 및/또는 에러 신호 생성으로 반응이 이루어진다.
일반 조명 분야에서는 유연한 제어 장치가 가변 출력 전압 범위를 갖는 것이 일반적이다. 이를 통해, 가변적인 개수의 발광 다이오드 소자가 제어 장치에 연결될 수 있다.
각각의 발광 다이오드 소자의 단락을 결정하기 위한 다른 방법은, 예를 들어, 발광 다이오드 소자가 단락에 대한 테스트 이전에 발광 다이오드 소자의 임계 전압보다 더 높은 전압으로 단시간에 충전되고, 그 후에 스위칭 오프되고 그 후 전압 또는 방전 전류가 측정되는 것이 상기 방법에 의해 요구된다는 점에서, 특정 적용 시 단점을 가질 수 있다. 그러나, 이는 발광 다이오드 소자가 테스트를 위해 단시간에 스위칭 온되고 다시 스위칭 오프될 것을 요구한다. 이는 예를 들어 자동차의 시동 이전에 그리고 조명 기구가 켜지기 이전에 단락 테스트를 수행하는 경우에 적용에 따라 바람직하지 않을 수 있다. 그러한 자동차 적용에서, 단락 테스트 동안에 조명 기구의 단시간의 조명은 예를 들어 바람직하지 않다. 대안적으로, 단락 테스트는 발광 다이오드 소자의 작동 중에 단시간에 수행될 수 있다. 그러나, 이는 발광 다이오드 소자의 단시간 스위칭 오프를 필요로 한다. 단시간의 스위칭 오프는 가능한 한 짧게 유지될 수 있으므로, 단락 테스트는 보여질 수 없다. 그러나, 이러한 스위칭 오프는 또한 적용에 따라 또한 바람직하지 않을 수도 있다. 대안적으로, 단락 테스트는 광전자 컴포넌트가 스위칭 오프될 때 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에 단락 검출이 너무 늦게 수행될 수 있기 때문에, 이는 적용에 따라 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광전자 어셈블리의 각각의 광전자 컴포넌트의 단락을 신뢰성 있게 검출하고, 광전자 어셈블리의 광전자 컴포넌트의 직렬 및/또는 병렬 회로에서 광전자 컴포넌트의 단락을 신뢰성 있게 검출하고, 단락의 검출에 대한 노후화 및/또는 온도의 방해 변수 영향의 최소화를 가능하게 하는 광전자 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 광전자 어셈블리의 각각의 광전자 컴포넌트의 단락을 신뢰성 있게 검출하고, 광전자 어셈블리의 광전자 컴포넌트의 직렬 및/또는 병렬 회로에서 광전자 컴포넌트의 단락을 신뢰성 있게 검출하고, 단락의 검출에 대한 노후화 및/또는 온도의 방해 변수 영향의 최소화를 가능하게 하는, 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 및 센서 회로를 포함하는 광전자 어셈블리에 의해 달성된다. 상기 센서 회로는 적어도 하나의 에너지 공급 회로 및 결정 회로를 포함한다. 상기 결정 회로는 적어도 하나의 에너지 저장 유닛 및 검출 유닛을 포함한다. 상기 결정 회로 및 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는 전기적으로 서로 병렬로 접속된다. 상기 적어도 하나의 에너지 공급 회로는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 및 상기 에너지 저장 유닛에 전기 에너지를 공급하도록 설치되고, 상기 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트에 공급되는 전기 에너지와 독립적으로 공급된다. 상기 결정 회로는 상기 검출 유닛이 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트에 저장되는 에너지의 변화에 따라 상기 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 변화를 검출하도록 설치된다.
저장되는 에너지의 변화는, 적어도 제1 시간 및 제2 시간에 저장되는 에너지를 검출하고 제1 시간에 대해 제2 시간에 저장되는 에너지의 차이를 결정함으로써 결정될 수 있다. 즉, 저장되는 에너지의 상대적 변화가 검출될 수 있다.
저장되는 에너지의 변화는 또한 저장되는 에너지의 검출 그리고 예를 들어 기준 엘리먼트의 사전 설정된 값 또는 저장된 값에 대한 검출된 에너지의 차이의 결정에 의해 결정되는 사전 설정된 설정값에 대한 편차일 수 있다. 즉, 사전 설정된 값의 절대적인 변화 또는 편차가 검출될 수 있다.
에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 변화는 검출 유닛에 의해 검출될 수 있다. 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 변화는 단락이 없는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 갖는 서브 회로의 경우에 단락이 있는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 갖는 서브 회로와 크게 상이하다. 단락이 광전자 서브 회로에 존재한다는 것은 광전자 서브 회로 내의 광전자 컴포넌트 중 하나가 단락을 갖는다는 것을 의미한다.
광전자 어셈블리는 OLED를 적용 시에 스위칭 온 전에 그리고/또는 작동 중에 이미 단락에 대해 검사하기 위한 새롭고 간단하고 비용 효율적인 방법의 구현을 가능하게 한다. 또한, 광전자 어셈블리와 동시에 광전자 컴포넌트를 갖는 복수의 서브 회로가 병렬로 모니터링될 수 있다.
단락의 검출에 대한 반응으로서, 예를 들어, 구동기 회로는 스위칭 오프되거나 또는 차단될 수 있고, 경고 신호가 생성되어 상위 유닛, 예를 들어 컴퓨팅 유닛, 예를 들어 자동차의 보드 컴퓨터로 안내될 수 있고 그리고/또는 단락된 광전자 컴포넌트를 전기적으로 우회할 수 있다. 이는 예를 들어 자동차 분야 및/또는 일반 조명 분야, 예를 들어 소비자 장치 영역에서, 예를 들어 각각의 유기 발광 다이오드를 갖는 핸드 램프의 경우에 관심의 대상이 될 수 있다.
광전자 어셈블리에 의해, 또한 검출 유닛의 신호는 시간적으로 구동기 회로의 신호에 독립적일 수 있거나 또는 독립적이어도 되는데, 즉, 비상관적이거나 또는 비동기식일 수 있다. 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 단락에 대한 테스트는 작동 회로와의 시간적 동기화 없이 결정 회로에 의해 수행될 수 있다. 구동기 회로는 예를 들어 에너지원 또는 제어 장치이다. 또한, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 광전자 서브 회로를 통해 강하하는 전압은 광전자 서브 회로에서 직접 검출되거나, 결정되거나 또는 측정되지 않는 것이 가능하게 된다. 따라서 독립적이고 비용 효율적인 전자 유닛을 구성할 수 있다.
다양한 개선예에 따른 광전자 어셈블리는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 없이 경제적인 비용 효율적인 아날로그 회로를 가능하게 한다.
발광형 광전자 어셈블리의 컴포넌트들의 적절한 설계의 경우에, 적어도 하나의 발광형 광전자 컴포넌트는 테스트 동안 광학적으로 비활성이다. 이를 통해 광전자 어셈블리의 외관에 영향을 미치지 않고 테스트가 실행될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 단락에 대한 테스트 이전에, 또한 광전자 컴포넌트 또는 적어도 하나의 광전자 서브 회로의 통전이 필요하지 않다.
센서 회로는 또한 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 펄스 변조된 구동 시에 오프 상태에서 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 자동으로 (활성 구동 없이) 단락에 대해 테스트할 수 있다.
일 개선예에서 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는 유기 발광 다이오드이다.
일 개선예에서 에너지 저장 유닛은 적어도 하나의 커패시터를 포함한다. 검출 유닛은 적어도 하나의 전압계를 포함한다. 전압계는 에너지 저장 유닛의 적어도 하나의 커패시터에 전기적으로 병렬로 접속될 수 있다.
이는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트에 저장될 수 있는 에너지를 간단하고 비용 효율적으로 검출할 수 있게 한다.
일 개선예에서 결정 회로는 에너지 저장 유닛과 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 사이의 전류 경로에 배치되는 차단 유닛을 포함한다.
이는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 통전으로부터 결정 회로를 연결 및 분리하는 것을 가능하게 한다.
일 개선예에서 광전자 어셈블리는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트에 공급되는 에너지를 레귤레이팅하거나 또는 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 장치, 예를 들어 선형 레귤레이터, 클럭 레귤레이터 또는 스위치를 더 포함한다.
이는 예를 들어, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 펄스 변조된 구동을 위해 보다 단순하고 그리고/또는 보다 견고한 에너지원이 사용될 수 있게 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에너지원은 광전자 서브 회로용 전류 레귤레이터로서 사용될 수도 있다.
일 개선예에서, 광전자 어셈블리는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 가진 적어도 제1 광전자 서브 회로 및 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 갖는 제2 광전자 서브 회로를 포함하며, 제1 광전자 서브 회로는 제2 광전자 서브 회로에 전기적으로 병렬로 접속된다.
일 개선예에서, 광전자 어셈블리는 전기적으로 서로 직렬로 접속된 제1 광전자 컴포넌트 및 제2 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 광전자 서브 회로를 포함한다.
일 개선예에서, 에너지 저장 유닛 및 에너지 공급 회로는 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 전기적으로 서로 직렬로 상기 에너지 저장 유닛과 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트의 합산된 임계 전압보다 더 작거나 또는 대략 동일하도록 형성된다. 또한, 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압은 또한 에너지 저장 유닛 및 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트의 전류 경로에 배치되는 차단 유닛 및/또는 제어 장치를 통해 강하하는 전압 및 합산된 임계 전압보다 더 작거나 또는 대략 동일할 수 있다.
일 개선예에서, 상기 에너지 저장 유닛 및 상기 에너지 공급 회로는, 상기 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 전기적으로 서로 직렬로 상기 에너지 저장 유닛과 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트의 합산된 임계 전압보다 더 크거나 또는 대략 동일하고, 상기 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트 중 적어도 하나는 전기적 단락을 포함하도록 형성된다.
단락된 광전자 컴포넌트는 약 0V의 임계 전압을 갖는다. 따라서 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압은 온전한 광전자 컴포넌트의 합산된 임계 전압보다 크거나 또는 대략 동일하다. 이를 통해, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 단락된 경우, 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압은 온전한 광전자 컴포넌트 및 적어도 하나의 단락된 광전자 컴포넌트를 통해 강하하는 전압보다 더 크다. 이를 통해, 광전자 컴포넌트의 통전을 차단한 후에 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 변화가 검출될 수 있다.
예를 들어, 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압은 센서 회로가 사전 설정된 개수의 광전자 컴포넌트, 예를 들어 2개 이상의 광전자 컴포넌트가 전기적으로 단락될 때에만 전기적 단락을 검출하도록 설정될 수 있다.
일 개선예에서, 상기 광전자 어셈블리는 상기 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 상기 검출된 변화에 따라, 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 단락을 포함하는지 여부를 결정하도록 설치되는 평가 유닛을 더 포함한다.
상기 목적은 본 발명의 다른 태양에 따르면 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법에 의해 달성된다. 상기 방법은 상기 에너지 공급 회로에 의해 상기 에너지 저장 유닛에 전기 에너지를 공급하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 검출 유닛에 의해 상기 에너지 저장 유닛에서 상기 저장된 전기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 사전 설정된 값에 대해 상기 에너지 저장 유닛에서 검출된 저장된 전기 에너지의 변화를 결정하는 단계를 더 포함한다.
사전 설정된 값은 예를 들어 다른 시간에 저장되는 에너지, 기준 컴포넌트 또는 평가 유닛에 저장된 값에 대한 전압 강하이다.
상기 방법은 위에서 설명한 광전자 어셈블리에서 실행될 수 있다. 광전자 어셈블리와 관련하여 언급된 장점 및 개선예는 특히 상기 방법의 상응하는 장점 및 개선예로 전달될 수 있다. 에너지 공급 회로는, 예를 들어, 구동기 회로로 지칭되는 구동기 회로일 수 있거나 또는 구동기 회로의 일부일 수도 있다.
일 개선예에 따르면, 제1 시간의 상기 검출된 저장되는 에너지는 0보다 큰 사전 설정된 설정값과 비교된다. 제1 시간에 검출되어 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지가 사전 설정된 설정값보다 작은 경우, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는 제1 시간에 단락을 포함하는 것으로 검출된다. 제1 시간에 검출되어 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지가 사전 설정된 설정값과 동일하거나 또는 적어도 대략 동일한 경우, 광전자 컴포넌트는 단락을 포함하는 것으로 검출된다. 이는 광전자 서브 회로 및/또는 광전자 어셈블리가 2개, 3개 또는 그 이상의 광전자 컴포넌트를 포함하는 경우, 단락을 간단한 방식으로 검출하는데 기여한다. 사전 설정된 설정값은 예를 들어 에너지 공급 회로가 스위칭 오프된 상태에서 에너지 저장 유닛과 전기적으로 직렬로 접속된 전체의 온전한 컴포넌트의 임계 전압, 문턱 전압 또는 순방향 전압에 상응할 수 있다. 설정값은 예를 들어 경험적으로 결정되고, 저장되고 그 후에 사전 설정될 수 있다.
일 개선예에 따르면, 상기 에너지 공급 회로로부터 에너지가 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트로 직접 공급될 때, 상기 에너지 저장 유닛과 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 전기적 연결은 상기 결정 회로의 차단 유닛에 의해 차단되고, 상기 차단 유닛은 상기 에너지 저장 유닛과 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 사이의 전류 경로에 배치된다.
전기적 연결은 예를 들어 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 에너지 공급 회로와 전기적 전도성으로 연결되고 그리고/또는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트와 에너지 저장 유닛의 전기적 연결이 차단됨으로써 중단될 수 있다.
이는 결정 회로가 적어도 하나의 광전자 컴포넌트로부터 결합되거나 또는 분리될 수 있는 것을 허용한다.
일 개선예에 따르면, 광전자 어셈블리는 단일의 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하며, 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지는 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 본질적으로 광전자 컴포넌트의 문턱 전압보다 더 작도록 사전 설정된다. 그러나 에너지 저장 장치를 통해 강하하는 전압은 또한 0보다 더 크다.
일 개선예에 따르면, 상기 광전자 어셈블리는 전기적으로 서로 직렬로 연결된 제1 광전자 컴포넌트 및 제2 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하고, 상기 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지는, 상기 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 실질적으로 상기 적어도 하나의 제1 광전자 컴포넌트와 제2 광전자 컴포넌트의 합산된 문턱 전압보다 더 작고, 실질적으로 적어도 상기 제1 광전자 컴포넌트 또는 상기 제2 광전자 컴포넌트의 문턱 전압보다 더 크도록 사전 설정된다.
이는 제1 광전자 컴포넌트 및/또는 제2 광전자 컴포넌트에서 적어도 하나의 단락을 결정하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 실시예가 도면에 도시되어 있으며, 이하에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 2는 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 3은 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 4는 전압의 예시적인 그래프를 갖는 다이어그램을 도시한다.
도 5는 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 6은 예시적인 전압 그래프를 갖는 다이어그램를 도시한다.
도 7은 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 8은 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다.
도 9는 광전자 어셈블리를 작동하기 위한 방법에 대한 흐름도이다.
이하의 상세한 설명에서는, 본 명세서의 일부를 형성하고 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하기 위해 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이와 관련하여, 예를 들어 "상부", "하부", "전방", "후방", "전방의", "후방의" 등과 같은 방향 용어는 설명된 도면(들)의 배향을 참조하여 사용된다. 실시예의 구성 요소는 복수의 상이한 배향으로 배치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 설명을 위한 것이며 어떠한 방식으로도 제한적이지 않다. 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는다면, 다른 실시예들이 사용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예의 특징은 달리 구체적으로 특정되지 않는 한, 서로 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.
본 상세한 설명의 범위 내에서, "연결된(verbunden)", "연결된(angeschlossen)" 그리고 "결합된(gekoppelt)"이라는 용어는 직접뿐만 아니라 간접 연결, 직접 또는 간접 연결 그리고 직접 또는 간접 결합을 설명하기 위해 사용된다. 도면들에서 동일하거나 유사한 요소들에는, 이것이 적절하다면, 동일한 참조 기호들이 제공된다.
광전자 어셈블리는 하나, 2개 또는 그 이상의 광전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 선택적으로, 광전자 어셈블리는 또한 하나, 2개 또는 그 이상의 전자 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 전자 컴포넌트는 예를 들어 능동적 및/또는 수동적 컴포넌트를 포함할 수 있다. 능동적 전자 컴포넌트는 예를 들어 컴퓨팅, 제어 및/또는 레귤레이팅 유닛 및/또는 트랜지스터를 포함할 수 있다. 수동적 전자 컴포넌트는 예를 들어 커패시터, 저항, 다이오드 또는 코일을 포함할 수 있다.
광전자 컴포넌트는 전자기 복사 방출 컴포넌트 또는 전자기 복사 흡수 컴포넌트일 수 있다. 전자기 복사 흡수 컴포넌트는 예를 들어, 태양 전지 또는 광 검출기일 수 있다. 전자기 복사 방출 컴포넌트는 다양한 실시예에서 전자기 복사 방출 반도체 컴포넌트일 수 있고 그리고/또는 전자기 복사 방출 다이오드로서, 유기 전자기 복사 방출 다이오드로서, 전자기 복사 방출 트랜지스터로서, 또는 유기 전자기 복사 방출 트랜지스터로서 형성될 수 있다. 복사는 예를 들어, 가시광선, 자외선 및/또는 적외선일 수 있다. 이와 관련하여, 전자기 복사 방출 컴포넌트는 예를 들어, 발광 다이오드(light emitting diode)(LED)로서, 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)(OLED)로서, 발광 트랜지스터로서, 또는 유기 발광 트랜지스터로서 형성될 수 있다. 발광 컴포넌트는 다양한 실시예에서 집적 회로의 일부일 수 있다. 또한, 예를 들어 공통 하우징 내에 내장된 복수의 발광 컴포넌트가 제공될 수 있다.
광전자 컴포넌트는 고유의 커패시턴스 및 고유의 전극 저항을 포함한다. 다양한 유형의 광전자 컴포넌트를 광전자 서브 회로에 배치할 수 있다. 전기적으로 서로 병렬로 배치된 서브 회로는 동일하거나 또는 상이한 광전자 컴포넌트를 동일하거나 또는 상이한 개수로 포함할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 광전자 어셈블리의 개략적인 회로도를 도시한다. 도 1에 도시된 회로도는 비용 효율적인 토폴로지를 갖는 광전자 어셈블리(100)를 도시하며, 이는 예를 들어 자동차 적용에 바람직하거나 또는 요구되는 것이다.
광전자 어셈블리(100)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180) 및 센서 회로(170)를 포함한다.
센서 회로(170)는 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160) 및 결정 회로(130)를 포함한다.
다양한 개선예에서, 에너지 공급 회로(160)는 전기 에너지원(110) 및 에너지 공급 서브 회로(120)를 포함할 수 있다.
에너지 공급 회로(160)는 제1 단자 및 제2 단자를 포함한다.
에너지 공급 회로(160)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180) 및 에너지 저장 유닛(132)에 전기 에너지를 공급하도록 설치되고, 에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지는 예를 들어 에너지 공급 서브 회로(120)에 의해, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180)에 공급되는 전기 에너지와 독립적으로 공급된다.
그러나, 에너지 공급 회로(160)는 또한 전기 에너지원(110) 및 에너지 공급 서브 회로(120)가 예를 들어 전기적으로 서로 연결되지 않은 전기적 컴포넌트의 형태로, 직접적인 전기적 연결이 없도록 형성될 수 있다. 즉, 에너지 저장 유닛(132)은 에너지 공급 서브 회로(120)에 의해 공급되고, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180)는 에너지원(110)에 의해 공급된다. 이하에서는, 설명의 편의상, 에너지 공급 서브 회로(120)는 에너지원(110)에 전기적으로 연결된 것으로 설명된다.
에너지 공급 서브 회로(120)는 예를 들어 에너지원(110)에 전기적으로 연결된다. 에너지 공급 회로(160)는 센서 회로에 공급되는 에너지, 즉, 센서 회로의 에너지 공급이 예를 들어 광학적으로 능동적으로 접속된 또는 접속되는 광전자 컴포넌트 또는 광전자 서브 회로의 개수에 따라 조정될 수 있도록 설치된다.
전기 에너지원(110)은 예를 들어 광전자 어셈블리에 통상적인 에너지원, 예를 들어 전력 공급 유닛 또는 밸러스트(ballast)이다. 에너지원(110)은 제1 단자 및 제2 단자를 포함한다.
에너지 공급 회로(160)의 제1 단자는 에너지원의 제1 단자와 동일할 수 있다. 에너지 공급 회로(160)의 제2 단자는 에너지원의 제2 단자와 동일하거나 또는 접지에 전기적으로 연결될 수 있다. 에너지원(110)은 전압(U1) 및 전류를 제공하도록 설치되며, 전압(U1)은 에너지원(110)의 제1 단자 및 제2 단자를 통해 인가된다. 제2 단자는 예를 들어 접지될 수 있다.
에너지 공급 서브 회로(120)는 입력, 제1 출력 및 제2 출력을 포함한다. 에너지 공급 서브 회로(120)의 입력은 전기 에너지원(110)의 제1 단자에 연결되고, 에너지 공급 서브 회로(120)의 제1 출력은 전기 에너지원(110)의 제2 단자 또는 접지에 전기적으로 연결된다. 에너지 공급 서브 회로(120)의 제2 출력은 에너지 저장 유닛(132)의 입력에 전기적으로 연결된다.
에너지 공급 서브 회로(120)는 에너지 저장 유닛(132)에 사전 설정된 에너지가 공급되고, 사전 설정된 에너지의 공급 후에, 예를 들어 제3 차단 유닛에 의해 공급이 차단되도록 설치되고, 이는 아래에서 더 상세하게 설명된다.
결정 회로(130)는 적어도 하나의 에너지 저장 유닛(132) 및 검출 유닛(134)을 포함한다.
결정 회로(130) 및 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180)는 예컨대 에너지원(110) 또는 에너지 공급 회로(160)에 대해 서로 전기적으로 병렬로 접속된다. 결정 회로(130)는 검출 유닛(134)이 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180)에 저장되는 에너지의 변화에 따라 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 전기 에너지의 변화를 검출하도록 설치된다.
에너지 저장 유닛(132)은 에너지 공급 회로(160)의 전압(U1)에 의해 에너지가 충전되므로, 전압(U2)은 에너지 저장 유닛(136)을 통해 강하한다.
일 개선예에서, 에너지 저장 유닛(132)은 적어도 하나의 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터를 통해 전압(U2)이 강하하고 상기 커패시터에는 전기 에너지가 저장된다.
일 개선예에서, 검출 유닛(134)은 적어도 하나의 전압계를 포함한다. 전압계는 예를 들어 에너지 저장 유닛(132)의 적어도 하나의 커패시터에 병렬로 전기적으로 접속된다. 이에 의해, 커패시터에 저장되는 에너지의 변화가 검출될 수 있다.
일 개선예에서, 접지 관련 전압(U2)이 검출 유닛(134)에 의해 검출되는데, 즉 U2는 접지와 관련된다.
적어도 하나의 광전자 컴포넌트 또는 적어도 하나의 광전자 서브 회로는 입력 및 출력을 포함한다. 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는 또한 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 광전자 서브 회로(180)로 지칭될 수 있다. 광전자 컴포넌트는 순방향 전압 또는 문턱 전압이라고도 불리는 임계 전압을 가지며, 이 전압에 의해 광전자 컴포넌트는 광학적으로 활성인데, 즉 예를 들어 발광하거나 또는 중요한 전류 또는 측정 신호를 생성한다. 전기적으로 직렬로 접속된 복수의 광전자 컴포넌트를 갖는 광전자 서브 회로의 임계 전압은 전기적으로 직렬로 접속된 광전자 컴포넌트의 각각의 임계 전압의 합으로부터 얻어진다.
다양한 개선예에서 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는 유기 발광 다이오드이다.
다양한 개선예에 따른 광전자 어셈블리의 동작 원리를 설명하기 위한 목적으로, 이하의 설명에서는, 도 1에서 설명된 바와 같이, 설명을 위해 전기적으로 서로 병렬로 접속되어 있는 온전한 광전자 컴포넌트(180) 및 전기적으로 단락된 광전자 컴포넌트(150)를 포함하는 광전자 어셈블리(100)가 설명된다.
유기 광전자 컴포넌트, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED)는 제1 전극층과 일 전극층 사이에 색소 및/또는 발광 물질을 갖는 적어도 하나의 이미터층을 갖는 유기 기능적 층시스템[유기체(Organic)]을 포함한다. 전극층들 중 적어도 하나는 예를 들어 투명 전도성 산화물(transparent conductive oxide)(TCO), 예를 들어 인듐 주석 산화물(indium tin oxide)(ITO)로 이루어져 가시광에 대해 투명하게 형성된다. 일 측면이 광학적으로 활성인 광전자 컴포넌트의 경우, 광학적으로 비활성인 측면의 전극층은 예를 들어 Ag 층 또는 AgMg 층으로서 통상적으로 전기적으로 전도성이 높게 형성된다. 이와 같이 전기적으로 전도성이 높은 전극층의 전기 저항은 무시할 정도로 작다.
따라서, 온전한 광전자 컴포넌트(180)는 등가 회로도에서 투명 전극층의 전기 저항(188)(RITO)과 유기체의 전기적 특성의 직렬 회로로서 도시될 수 있다. 유기체는 등가 회로도(예를 들어, 도 1에 도시됨)에서 투명 전극층의 전기 저항(188)과 전기적으로 직렬로 접속되는 광학적 활성 다이오드(182), 커패시터(184) 및 전기적 벌크 저항(186)(Rbulk)의 병렬 회로로서 도시될 수 있다. 커패시터(184)는 플레이트 커패시터와 유사한 광전자 컴포넌트의 층 구조의 기생 커패시턴스로 형성된다. 벌크 저항(186)은 유기체의 구조 및 그 전기적 전도성에 의존한다.
온전한 광전자 컴포넌트(들)를 포함하는 광전자 서브 회로의 경우, 즉, 광전자 서브 회로의 광전자 컴포넌트에 단락이 없는 경우, 광전자 서브 회로를 통한 전압 강하(U3)는 대략 에너지 저장 유닛(132)을 통한 전압 강하(U2)에 대응한다.
전극층이 전기적으로 단락된 광전자 컴포넌트(150)에서, 유기체의 등가 회로도는 다이오드(182), 커패시터(184) 및 벌크 저항(186)에 대해 전기적으로 병렬인 저저항 전기 단락 저항(152)(Rshort)을 포함한다. 단락된 광전자 저항의 경우, 전류는 본질적으로 단락 저항(152)을 통해 흐르고 이에 따라 다이오드(182), 커패시터(184) 또는 벌크 저항(186)을 통하지 않는다. 그러므로 단락된 광전자 컴포넌트는 광학적으로 비활성이고, 커패시터(184)에는 실질적으로 더 이상의 전하가 저장되지 않는다.
즉, 광전자 컴포넌트들 중 하나에 단락이 존재하는 경우, 이 광전자 컴포넌트(150)에 저장되는 에너지는 단락 저항(152)을 통해 방전되고, 단락된 광전자 컴포넌트(150)를 구비하는 광전자 서브 회로의 총 전압(U3)은 이 문턱 전압만큼 감소된다. 적어도 하나의 단락된 광전자 컴포넌트(150)를 갖는 광전자 서브 회로의 경우, 즉 적어도 하나의 광전자 컴포넌트에서 단락된 광전자 컴포넌트의 전극층이 서로 전기적으로 직접 연결되고 이에 따라 단락된 광전자 컴포넌트의 기생 커패시턴스가 본질적으로 브리지되면, 에너지 저장 유닛에 전기적으로 연결되는 광전자 서브 회로를 통한 전압 강하(U3)는 에너지 저장 유닛(132)을 통한 전압 강하(U2)보다 더 작다.
n개의 광전자 컴포넌트 중 하나에서 단락이 있는 경우, 즉 n-1개의 결함이 없는 광전자 컴포넌트 및 하나의 단락된 광전자 컴포넌트가 있는 경우에, 단락된 광전자 컴포넌트는 단락 저항(152)을 통해 매우 신속하게 방전되고 전기적 연결 후에 존재하는 전압은 각각의 임계 전압(Uthreshold)만큼 감소된다. 그러나, 전극 저항(RITO)의 개수는 동일하게 유지된다.
이를 통해, 에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지는 값(U3)으로 대략 변화하여, 에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지는 단락된 광전자 컴포넌트가 없는 광전자 서브 회로의 경우보다 더 작아진다. 에너지 저장 유닛에 저장되는 에너지의 U2에서 U3로의 변화는 검출 유닛(134)에 의해 검출될 수 있다.
상이한 임계 전압을 갖는 전기적으로 직렬로 접속된 광전자 컴포넌트의 경우, 전기적으로 직렬로 접속된 광전자 컴포넌트의 각각의 임계 전압을 통한 합산이 이루어져, 전압(U3)을 결정할 수 있다. 이하에서는, 오직 간단한 예시를 위해, 동일한 임계 전압을 갖는 전기적으로 직렬로 접속된 광전자 컴포넌트들이 고려된다. OLED로 형성된 광전자 컴포넌트의 경우 전압(U3)은 UOLED라고도 한다.
단락이 있는 광전자 컴포넌트가 있는 경우, 관련된 서브 회로에 저장되는 에너지는 단락된 광전자 컴포넌트가 없는 결함 없는 광전자 서브 회로보다 인자((n-1)/n)만큼 더 낮다.
환언하면:
광전자 컴포넌트에 에너지를 공급하지 않으면, 즉, 통전이 이루어지지 않으면, 광전자 컴포넌트(180)의 충전된 커패시터(184)는 방전된다.
예를 들어, 광전자 어셈블리(100)가 차단되면, 예를 들어 에너지 공급 회로(160)와 광전자 컴포넌트(180) 사이의 전류 경로에서 스위치가 개방되면, 광전자 컴포넌트의 통전이 중단된다.
예를 들어, 광전자 어셈블리(100)는 이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 에너지원(110)과 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150,180) 사이의 전류 경로에 배치되는 제1 차단 유닛(140), 예를 들어 스위치를 포함한다.
또한, 광전자 컴포넌트의 통전은 예를 들어 광전자 컴포넌트의 펄스 활성화의 경우에, 예를 들어 광전자 컴포넌트의 동작 전류의 펄스폭 변조, 펄스 주파수 변조 및/또는 펄스 진폭 변조 시에 중단될 수 있다.
적어도 하나의 온전한 광전자 컴포넌트(도 1에서 광전자 컴포넌트(180)로 도시됨)를 통해 강하하는 전압(U3)은 에너지원의 통전 및 차단 (U3off _no_short) 후에 U3off_no_short = n * Uthreshold 의 값으로 설정되고, 여기서 n은 전기적으로 직렬로 접속된 (동일한) 광전자 컴포넌트의 개수이고, Uthreshold는 광전자 컴포넌트 또는 전기적으로 직렬로 접속된 동일한 광전자 컴포넌트의 임계 전압 또는 순방향 전압이다.
광전자 컴포넌트(도 1에서 광전자 컴포넌트(150)로 도시됨)가 단락되면, 단락된 광전자 컴포넌트(150)는 Uthreshold가 아니라 본질적으로 0 V로 방전된다. 이를 통해, 단락된 광전자 컴포넌트(150)를 갖는 서브 회로를 통해 강하하는 전압(U3)은 U0ff_short = (n-1) * Uthreshold 으로 설정된다. x개의 단락된 광전자 컴포넌트의 경우, 전압은 U0ff _short = (n-x) * Uthreshold 으로 설정된다.
에너지 공급 서브 회로(120)는 예를 들어 에너지 공급 서브 회로(120)의 전기 저항(122) 또는 제3 차단 요소, 예를 들어 스위치에 의해 에너지 저장 유닛(132)에 고저항으로 사전 설정된 전기 에너지가 공급되어, 에너지 저장 유닛(132)을 통해 사전 설정된 전압(U2)이 강하하도록, 설치되고 결정 회로(130)와 전기적으로 연결된다. 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)는 온전한 광전자 컴포넌트의 임계 전압보다 크거나 같고, 예를 들어 총 n개의 광전자 컴포넌트를 갖는 광전자 서브 회로에서 단락된 광전자 컴포넌트의 경우 U2 ≥ (n-1) * Uthreshold 이다.
사전 설정된 전압(U2)은 예를 들어 (n-1) * Uthreshold 에 추가하여, 경우에 따라 제2 차단 유닛(136)의 순방향 전압의 값 및 제어 장치(190)의 손실 전압의 값을 가질 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세하게 설명된다.
또한, 사전 설정된 전압(U2)은 n * Uthreshold 보다 작거나 또는 동일해야 하는데, 예를 들어 U2는 n * Uthreshold 에 제2 차단 유닛(136)의 임계 전압 및 제어 장치(190)의 손실 전압을 더한 것보다 작거나 또는 동일해야 한다.
원칙적으로 U2는 또한 n * Uthreshold 보다 약간 더 클 수 있고, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트, 예를 들어 OLED는 이 때 테스트 시에 그러나 광학적으로 활성인데, 예를 들어 발광한다.
광전자 컴포넌트가 단락되지 않는 한, 에너지 저장 유닛(132)은 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180), 예를 들어 OLED 및/또는 제2 차단 유닛(136)을 통해 방전하지 않으며, 이는 아래에서 더 상세하게 설명된다. 즉, OLED는 꺼져있거나 또는 광학적으로 비활성 상태를 유지한다. 전압(U2)이 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 문턱 전압보다 작은 경우, 광전자 컴포넌트는 그 자체로 온전한 상태에서 테스트 또는 공정 동안에 광학적으로 비활성이다.
그러나, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 전기적으로 단락된 경우, 단락된 광전자 컴포넌트(150)를 구비하는 서브 회로의 전압(U3)은 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)보다 더 작은 값으로 감소되는데, 왜냐하면 이는 (n-1) * Uthreshold 보다 크거나 또는 동일하므로, 에너지 저장 유닛(132)은 적어도 부분적으로 방전되기 때문이다. 다이오드를 갖는 제2 차단 유닛(136)의 경우, U3은 U2보다 작기 때문에, 이는 전기적으로 전도성이다.
에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지의 변화는 검출 유닛(134)에 의해 검출될 수 있는데, 예를 들어 커패시터(132)를 갖는 에너지 저장 유닛(132)의 경우 예를 들어 전압 측정 회로(134) 또는 비교기 회로(134) 내의 전압계에 의해 수행된다.
에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지의 변화의 검출은, 예를 들어, 임계값 초과 또는 미만, 또는 시간이 지남에 따라 저장된 에너지의 추적(트랙킹)의 형태로, 커패시터(132)에서의 전압 측정에 의한 방전 검출에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방전 검출은 커패시터(132) 상의 전류 측정에 의해 수행될 수 있는데, 즉, 커패시터(132)의 방전 전류 및/또는 충전 전류가 검출된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 방전 검출은 적어도 하나의 광전자 서브 회로에서 전류를 측정함으로써 간접적으로 가능하다.
적어도 하나의 광전자 컴포넌트에 저장된 에너지의 변화는, 예를 들어 유기 광전자 컴포넌트의 경우 적어도 하나의 무기 광전자 기준 컴포넌트를 통한 전압 강하에 대한 유기 광전자 컴포넌트를 통한 전압 강하의 비교에 의해 결정될 수 있다. 이러한 비교는 적어도 하나의 유기 광전자 컴포넌트가 동작되기 전에 "제로 값"의 설정, 즉 기준 값의 설정을 가능하게 한다. 이를 통해, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 기동되기 전에 이미 생성된 단락이 인식되지 않고 유지되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기준 컴포넌트에 의해 적어도 하나의 유기 광전자 컴포넌트에서 온도 및 노후화의 영향이 결정될 수 있다. 대안적으로, 유사한 방식으로 기준 값은 전기적 설정값으로서 평가 유닛에 저장될 수 있다.
광전자 컴포넌트에서의 이러한 공정은 전기적 단락에 대해 광전자 어셈블리를 테스트하기 위한 테스트 방법으로서 사용될 수 있다. 이 테스트는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 활성화 이전에, 예를 들어 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 스위칭 온 이전에, 또한 광전자 컴포넌트의 펄스 변조된 동작에서 자동으로 수행될 수 있다. 대안적으로, 이 테스트는 광전자 어셈블리가 스위칭 오프될 때, 예를 들어 자동차 영역에서 광전자 어셈블리(100)를 포함하는 자동차 조명 장치가 스위칭 오프될 때 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 테스트 방법은 광전자 어셈블리(100)의 펄스 작동(PWM 작동) 동안, 예를 들어 이것이 자동차의 깜빡이(binker)의 일부인 경우, 1회, 복수 회 및/또는 규칙적으로 하나 이상의 펄스 정지로 수행될 수 있다. 따라서, 광전자 어셈블리(100)의 경우에, 광전자 어셈블리에 전기적 단락이 존재하는지 여부를 간단한 방식으로 검사할 수 있다.
다양한 개선예에서, 광전자 어셈블리는 적어도 하나의 차단 유닛을 포함한다. 차단 유닛은 전류의 전류 강도가 조정 가능하고 그리고/또는 전류의 전류 방향이 조정될 수 있도록 설치된다. 차단 유닛은 예를 들어 스위치 및/또는 다이오드를 포함하는데, 예를 들어 스위치로서 저비용 N-MOSFET 또는 NPN-트랜지스터를 포함할 수 있다. 차단 유닛은 입력 및 출력을 포함한다. 차단 유닛인 다이오드의 경우 입력은 애노드이고 출력은 다이오드의 캐소드이다.
다양한 개선예에서, 제1 차단 유닛(140)이라고도 지칭되는 적어도 하나의 차단 유닛이 에너지원(110)에 대해 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 전류 경로에 배치된다. 제1 차단 유닛(140)의 출력은 출력 광전자 서브 회로의 입력에 전기적으로 연결되고, 제1 차단 유닛(140)의 입력은 에너지 공급 회로(160)의 제1 단자에 전기적으로 연결된다.
제1 차단 유닛(140)의 스위치는 제1 스위칭 상태에서 광전자 서브 회로의 입력과 에너지 공급 회로(160) 사이의 전기적 연결을 수행하고, 따라서 제1 스위칭 상태에서 폐쇄되고, 제2 스위칭 상태에서 이러한 전기적 연결을 방지하고 이에 따라 제2 스위칭 상태에서 개방된다.
제1 차단 유닛(140)의 다이오드는 에너지 저장 유닛(132) 또는 광전자 서브 회로의 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 기생 커패시턴스의 방전 동안 에너지 공급 회로(160)로의 전하 캐리어의 역류가 방지되도록 한다. 예를 들어, 제1 차단 유닛(140)은, 애노드가 에너지 공급 회로(160)에 전기적으로 연결되고 캐소드가 결정 회로(130) 및/또는 광전자 컴포넌트에 전기적으로 연결되는 다이오드를 포함한다.
다양한 개선예에서, 제2 차단 유닛(136)이라고도 지칭되는 차단 유닛이 에너지 저장 유닛(132)과 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 사이의 전류 경로에 배치된다.
예를 들어, 제2 차단 유닛(136)은 결정 회로(130)를 직류 경로로부터 에너지원(110) 및/또는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 연결 및 분리시키는 것을 가능하게 한다.
제2 차단 유닛(136)의 출력은 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 입력에 전기적으로 연결되고, 제2 차단 유닛(136)의 입력은 에너지 저장 유닛(132)의 출력에 전기적으로 연결된다.
다양한 개선예에서, 제2 차단 유닛(136)은 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이 에너지 저장 유닛(132)에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 통해 강하하는 전압(U3)보다 큰 경우에만, 전류를 전도하도록 설치된다. 그렇지 않으면, 차단 유닛(136)은 차단 작동에 있는데, 즉, 전기적으로 비-전도성이다.
제2 차단 유닛(136)의 다이오드는 광전자 서브 회로(180)의 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 기생 커패시턴스의 방전 시 또는 제1 차단 유닛(140)이 폐쇄된 때, 즉, 에너지 공급 회로(160)로부터 전기적 에너지가 광전자 컴포넌트에 공급될 때, 에너지 저장 유닛(132)으로의 전하 캐리어의 흐름이 방지되도록 한다. 예를 들어, 제2 차단 유닛(136)은 애노드가 에너지 저장 유닛(132)에 전기적으로 연결되고 캐소드가 광전자 서브 회로와 전기적으로 연결되는 다이오드를 포함한다. 이를 통해, 결정 회로(130)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 통전 중에 분리된다. 제2 차단 유닛에 의해, 전압(U3)이 작동 시에 측정되지 않도록 보장될 수 있는데, 왜냐하면 결정 회로(130)는 제2 차단 유닛(136)에 의해 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 작동 시에 이로부터 분리되기 때문이다.
환언하면: 예를 들어, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 에너지원(110)에 전기적으로 연결시킴으로써, 예를 들어 제1 차단 유닛(140)의 스위치를 폐쇄함으로써 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 통전되면, 전압(U3)은 미리 충전된 에너지, 예를 들어 전압(U2)보다 큰 (순방향) 전압값으로 에너지 저장 유닛(132)에서 상승한다. 다이오드의 형태인 제2 차단 유닛(136)의 경우에, 다이오드가 역방향 작동에 있기 때문에, 제2 차단 유닛(136)은 그 동안에 전기적으로 비-전도성이다. 제2 차단 유닛(136)은 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 또는 적어도 하나의 광전자 서브 회로로부터 에너지 저장 유닛(132)을 (자동으로) 분리시킨다.
환언하면: 센서 회로(170)의 설계를 통해, 결정 회로(130)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 작동 시, 즉, 광학적 활성 시에 자동으로 분리되고, 광전자 컴포넌트가 스위칭 오프될 때, 즉, 광학적 비활성 시에 자동으로 연결된다. 이를 통해 단락에 대한 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 간단한 검사 또는 간단한 테스트가 가능하게 된다.
다양한 개선예에서, 제2 차단 유닛(136)은 활성 스위치, 예를 들어 트랜지스터로서 설계되고, 이를 통해 상술한 이점이 달성될 수 있다.
따라서, 제2 차단 유닛(136)에 의해, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 광학적으로 비활성 또는 광학적으로 활성인 상태에서 결정 회로의 (자동) 연결 또는 분리가 가능해질 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 제3 차단 유닛으로도 지칭되는 차단 유닛이 에너지 공급 회로(120)와 에너지 저장 유닛(132) 사이의 전류 경로에 배치된다.
제3 차단 유닛은, 예를 들어, 전기적 연결을 개방 및 폐쇄하도록 설치되거나, 또는 연결을 전기적 전도성으로부터 전기적 비-전도성으로, 또는 그 반대로 변경하도록 설치된다.
예를 들어, 에너지 공급 서브 회로(120)는 고저항의 전기 저항(122) 및 제너 다이오드(124)를 포함한다. 전기 저항(122)은 입력 및 출력을 포함한다. 전기 저항(122)의 입력은 에너지원(110)에 전기적으로 연결되고, 전기 저항(122)의 출력은 제너 다이오드(124)의 캐소드에 연결된다. 제너 다이오드(124)의 애노드는 에너지 공급 서브 회로(120)의 제1 출력에 전기적으로 연결되거나 또는 이에 대응한다. 따라서, 에너지 저장 유닛(132)의 입력은 전기 저항(122)의 출력 및 제너 다이오드(124)의 캐소드에 전기적으로 연결된다. 제너 다이오드(124)의 제너 전압 또는 애벌란시 전압(avalanche voltage)에 의해, 예를 들어, 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이 조정될 수 있다. 이를 통해, 예를 들어 결정 회로(130)의 에너지 공급이 조정될 수 있다.
일 개선예에서, 광전자 어셈블리(100)는 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지의 검출된 변화에 따라 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)가 단락을 갖는지 여부를 결정하도록 설치된 평가 유닛을 포함한다. 평가 유닛, 예를 들어 컴퓨팅 유닛은 예를 들어 검출 유닛(134)에 연결될 수 있다.
일 개선예에서, 광전자 어셈블리(100)는 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150, 180)에 공급된 에너지를 레귤레이팅 또는 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 장치(190), 예를 들어 선형 레귤레이터, 클럭 레귤레이터 또는 스위치를 포함한다. 제어 장치(190)는 입력 및 출력을 포함한다.
평가 유닛은 예를 들어 제어 장치에 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해 예를 들어 각각의 광전자 컴포넌트 또는 광전자 서브 회로는 광학적으로 비활성으로 또는 광학적으로 활성으로 스위칭될 수 있다.
다양한 개선예에서, 2개 이상의 광전자 서브 회로는 각각 적어도 하나의 제어 장치(190)(도면에서 190-1, 190-2로 도시됨)를 포함한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 제어 장치(190)는 2개 이상의 광전자 서브 회로에 전기적으로 연결되어, 이들을 구동한다.
광전자 어셈블리(200)의 다양한 개선예에서, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 작동 전류를 제어 또는 레귤레이팅하기 위한 제어 장치(190)가 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 애노드 측에 배치된다(하이 사이드 제어).
광전자 어셈블리(300)의 다양한 개선예에서, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 작동 전류를 제어 또는 레귤레이팅하기 위한 제어 장치(190)가 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 캐소드 측에 배치된다(로우 사이드 제어).
선형 레귤레이터(190)의 배치에 관계없이, 접지 관련하여 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지의 변화가 검출될 수 있다.
또한 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어 대략 도 1에 도시된 광전자 어셈블리(100)에 대응할 수 있는 광전자 어셈블리(200, 300)는 다양한 개선예에서 하나 초과의 광전자 컴포넌트(180-1, 180-n) 및/또는 하나 초과의 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320)를 포함할 수 있다.
다양한 개선예에서, 광전자 어셈블리는 적어도 하나의 제1 에너지원 및 제2 에너지원을 포함하며, 상기 제1 에너지원은 적어도 하나의 제1 광전자 서브 회로에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 에너지원은 적어도 하나의 제2 광전자 서브 회로에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 에너지원은 상기 제2 에너지원과 상이하다. 에너지 저장 유닛이 제2 차단 유닛(132)을 통해 방전될 수 있게 하기 위해, 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320)는 공통 접지 연결을 포함하는데, 즉, 제1 에너지원 및 제2 에너지원은 적어도 하나의 공통 단자를 포함한다. 다양한 개선예에서, 적어도 하나의 광전자 서브 회로는 광전자 서브 회로의 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 통전시키기 위한 에너지원을 포함할 수 있다.
다양한 개선예에서 광전자 어셈블리는 적어도 하나의 제1 광전자 서브 회로(210, 310) 및 제2 광전자 서브 회로(220, 320)를 포함하며, 제1 광전자 서브 회로(210, 310)는 제2 광전자 서브 회로(220, 320)에 전기적으로 병렬이다. 제1 광전자 서브 회로(210, 310)는 입력 및 출력을 포함하며, 이들은 이와 관련해서 각각 제1 입력 또는 제1 출력으로 지칭된다. 제2 광전자 서브 회로(220, 320)는 제2 입력 및 제2 출력을 포함한다. 제1 입력 및 제2 입력은 에너지 공급 회로(160)의 제1 단자 및 에너지 저장 유닛(132)의 출력에 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 입력은 제2 입력에 전기적으로 연결된다. 선택적으로, 제1 입력 및 제2 입력은 제1 차단 유닛(140) 및/또는 제2 차단 유닛(136)의 출력에 전기적으로 연결된다.
제1 광전자 서브 회로(210, 310) 및 제2 광전자 서브 회로(220, 320)는 각각 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180), 예를 들어 각각 n 또는 m 개의 광전자 컴포넌트를 포함하며, 여기서 n 또는 m은 정수이고 각각의 광전자 컴포넌트를 나타낸다. 예를 들어 n 또는 m 개의 광전자 컴포넌트의 경우 제1 광전자 컴포넌트는 180-1이며 n번째 또는 m번째 광전자 컴포넌트는 180-n 또는 108-m 으로 나타낸다. 광전자 서브 회로는 동일하거나 또는 상이한 광전자 컴포넌트를 포함할 수 있고, 동일하거나 또는 상이한 개수의 광전자 컴포넌트를 포함할 수 있다.
유사하게, 제1 광전자 서브 회로는 제1 제어 장치(190-1)를 포함할 수 있고, 제2 광전자 서브 회로는 제2 제어 장치(190-2)를 포함할 수 있으며, 제1 제어 장치(190-1) 및 제2 제어 장치(190-2)는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 더 간단한 설명을 위해, 서브 회로의 제어 장치(190-1, 190-2)는 제어 장치(190)로 지칭된다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 에너지 저장 유닛(132)은 2개 이상의 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 진성 OR 결합은 복수의 전기적으로 병렬인 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320)의 경우에, 거의 광전자 서브 회로 중 하나에서 광전자 컴포넌트의 전기적 단락을 결정하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 거의 단 하나의 결정 회로(130)만으로 복수의 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320)의 모니터링이 가능하게 된다.
광전자 컴포넌트가 단락을 포함하지 않으면, 그들의 고유 커패시터는 광전자 서브 회로와 에너지 공급 회로(160)의 전기적 연결을 차단한 후에, 예를 들어 제1 차단 유닛(140)을 개방한 후에, 그들의 고유한 벌크 저항을 통해 문턱 전압까지 방전되고, 각각의 문턱 전압은 각각의 광전자 서브 스위칭 회로를 통해 총 전압에 합산된다. 따라서 총 전압은 개별 전압의 합에 해당한다. 환언하면: 고유 커패시터로 인해, 전자 컴포넌트에는 잔량의 에너지가 저장되어 남아있고, 이는 총 전압으로서 측정될 수 있다.
일 개선예에서, 에너지 저장 유닛(132) 및 에너지 공급 회로(160)는 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이 전기적으로 서로 직렬로 에너지 저장 유닛(132)과 전기적으로 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트의 합산된 임계 전압(U3)보다 더 작거나 또는 대략 동일하도록 형성된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 에너지 저장 유닛(132) 및 에너지 공급 회로(160)는 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압(U2)이 전기적으로 서로 직렬로 에너지 저장 유닛(132)과 전기적으로 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트의 에너지원의 통전 또는 차단 이후에 합산된 임계 전압(U3)보다 크거나 또는 대략 동일하도록 형성되고, 여기서 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트 중 적어도 하나는 전기 단락을 포함한다. 단락된 광전자 컴포넌트의 임계 전압은 대략 0 V이다. 따라서, 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압은 온전한 광전자 컴포넌트의 합산된 임계 전압(U3)보다 더 크거나 또는 대략 동일하다.
일 개선예에서, 제1 광전자 서브 회로 및 제2 광전자 서브 회로는 각각 예를 들어 제어 장치(190)에 통합된 스위치를 포함한다. 스위치에 의해 각각의 광전자 서브 회로는 에너지원(110)으로부터 전기적으로 분리될 수 있다.
이를 통해 제1 광전자 서브 회로 및/또는 제2 광전자 서브 회로에서 전기적 단락을 정확하게 식별하는 것이 가능하게 된다.
스위치는 예를 들어 각각의 광전자 서브 회로의 적어도 하나의 광전자 컴포넌트의 캐소드 측에 접지 관련되어 배치될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어, 고저항의 스위칭 가능한 선형 레귤레이터(190-1, 190-2)가 각각의 광전자 서브 회로(210, 220 또는 310, 320) 내의 제어 장치(190)로서 제공될 수 있다. 이를 통해 예를 들어 각각의 광전자 서브 회로로부터의 측정값이 검출되고 비교될 수 있어, 리던던시(redundancy)가 생성될 수 있고 그리고/또는 노후화 및/또는 온도의 영향이 보상될 수 있다.
도 4는 예를 들어 실질적으로 도 2 또는 도 3에 도시된 광전자 어셈블리(200 또는 300)에 대응될 수 있는 광전자 어셈블리의 검출 유닛에 의해 검출되는 예시적인 전압 곡선을 갖는 다이어그램(400)을 도시한다. 하이 사이드 제어 또는 로우 사이드 제어로서의 제어 장치의 배치는 검출 가능한 신호에 정성적 영향을 미치지 않는다.
광전자 어셈블리는 광전자 컴포넌트로서 유기 발광 다이오드를 각각 갖는 3개의 전기적으로 병렬 접속된 광전자 서브 회로를 포함한다. 광전자 서브 회로 중 하나의 광전자 컴포넌트는, 광전자 서브 회로의 단락 저항의 상이한 저항값에 대해 에너지 저장 유닛에 대해 검출 가능한 전압 그래프를 상정함으로써, 단락된 것으로 상정된다.
다이어그램(400)에서, 상이한 단락 저항(152)(도 1의 설명 참조)에 대한 시간(404)(ms)의 함수로서 전압(402)(V)이 도시되어 있다. 검출 유닛에 의해, 예를 들어 병렬 접속된 하나의 전압계에 의해 결정될 수 있는 에너지 저장 유닛의 커패시터를 통한 예시적인 전압 그래프(412)가 도시된다. 광전자 서브 회로는 예를 들어, 펄스 변조되어 구동된다. 에너지 저장 유닛의 커패시터는 단락된 광전자 컴포넌트의 경우 펄스들 사이의 시간(펄스 정지)에 방전된다.
10 MΩ의 단락 저항의 저항값이 상정된 온전한 광전자 서브 회로의 전압 그래프가 도시된다. 또한, 1 kΩ(406), 100 Ω(408), 20 Ω(410)의 단락 저항의 저항값이 상정되는 단락된 광전자 서브 회로에 대한 예시적인 전압 그래프(406, 408, 410)가 도시되어 있다.
시간(414)까지 광전자 어셈블리는 통전되는데, 즉, 광전자 서브 회로는 작동되고, 즉, 광학적 활성이거나 또는 에너지가 공급된다. 이러한 시간 동안 전압(402)은, 광전자 서브 회로 중 하나에 단락이 존재하는지 여부에 상관없이, 에너지 공급 서브 회로(120)에 의해 사전 설정된 전압(U2)의 값에 대응되는데, 왜냐하면 OLEDs의 작동 전압이 전압(U2)보다 크므로, 제2 차단 유닛(136)의 다이오드가 차단 작동에 있기 때문이다.
시간(414)에서, 예를 들어 펄스형 제어의 경우에 광전자 서브 회로의 통전이 차단된다. 단락(412)이 없다면, 에너지 저장 유닛의 커패시터는 방전되지 않는다. 에너지 저장 유닛의 커패시터는 단락에 의해 방전된다(406, 408, 410). 다이어그램으로부터 시간(404)에서의 전압(402) 강하가 명백하고, 여기서 단락 저항의 저항값은 더 낮아질수록, 전압은 더 깊고 빠르게 강하한다.
도 5는 예를 들어 실질적으로 도 2 또는 도 3에 도시된 광전자 어셈블리(200 또는 300)에 대응될 수 있는 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다. 도 2 또는 도 3에 도시된 광전자 어셈블리(200, 300)와는 대조적으로, 에너지 저장 유닛(132)의 출력 또는 제2 차단 유닛(136)의 출력은 제어 장치(190-1)의 출력 및 복수의 광전자 서브 회로(510, 520) 중 하나의 광전자 서브 회로(510)만의 광전자 컴포넌트(180-1)의 입력에 전기적으로 연결된다(도 5에서 전기 연결(502)에 의해 도시됨).
다양한 개선예에서, 적합한 제어 장치의 경우 모든 광전자 서브 회로가 단락에 대해 모니터링된다. 예를 들어, 제어 장치는 전류가 "아래로부터 위로" 흐를 수 있는 특성, 즉, 광전자 컴포넌트의 방향으로부터 제어 장치 내로 그리고 제어 장치를 통해 전류 흐름이 가능한 특성을 갖는다. 제1 광전자 서브 회로(510)에서 단락이 존재하면, 에너지 저장 유닛(132)의 커패시터는 방전되고, 저장된 에너지의 변화에 의해 단락이 검출된다. 제2 광전자 서브 회로(520)에서 단락이 존재하면, 전체 전압은 제2 광전자 서브 회로(520)에서 단락으로 인해 제1 광전자 서브 회로(510)에서보다 더 낮다. 제1 광전자 서브 회로(510)의 커패시턴스는 제1 광전자 서브 회로의 제어 장치(190-1)를 통해 방전된다. 이를 통해, 광전자 서브 회로(510, 520)를 통해 강하하는 전압이 적응된다. 따라서, 또한 광전자 서브 회로(510)에서의 전압은 제2 차단 유닛(136)의 다이오드와 함께 감소된다. 다이오드는 전기적으로 전도성이며, 에너지 저장 유닛(132)의 커패시터는 방전된다.
도 6은 온전한 광전자 서브 회로의 경우(602)(Rshort = 10 ΜΩ) 및 단락된 광전자 서브 회로의 경우(604)(Rshort = 20 Ω)에 대해, 도 4의 다이어그램(400)에 도시된 구동 회로와 유사하게 에너지 저장 유닛(132)의 커패시터의 예시적인 전압 그래프를 갖는 다이어그램(600)을 도시한다.
제1 시간(606) 동안, 광전자 서브 회로들이 통전되므로, 제2 차단 엘리먼트(136)는 비-전도성이고 커패시터를 통해 전압(U2)이 강하한다. 제2 시간(608) 동안, 광전자 서브 회로의 구동은 광전자 서브 회로가 통전되지 않는 펄스 정지를 갖는다. 제2 시간(608)에서, 제2 차단 엘리먼트(136)는 광전자 서브 회로 중 하나에서 단락이 있는 경우 전기 전도성이 될 수 있고, 에너지 저장 유닛의 커패시터를 통한 전압 강하, 즉, 커패시터의 방전 또는 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지의 변화가 검출될 수 있다.
다이어그램(600)은 에너지 저장 유닛에 직접 전기적으로 연결되는 (도 5에서 연결 라인(502)에 의해 도시됨) 광전자 서브 회로에서의 단락을 도시한다. 단락이 에너지 저장 유닛에 직접 연결되지 않은 광전자 서브 회로에서 발생하는 경우, 정성적으로 매우 유사한 다이어그램이 에너지 저장 유닛에서 검출될 수 있다. 방전 전압의 최소값(610)은 단락 저항(Rshort)에 따라 그리고 단락이 에너지 저장 유닛에 직접 연결된 광전자 서브 회로에 있는지 여부에 따라 변화한다(도 1 참조). 최소값(610)은 에너지 저장 유닛에 직접 연결되지 않은 광전자 서브 회로에서의 단락의 경우보다 에너지 저장 유닛에 직접 연결된 광전자 서브 회로에서의 단락의 경우에 대해 더 낮을 수 있다.
따라서, 광전자 서브 회로의 일부분만이 모니터링되는 경우, 광전자 어셈블리의 단락에 대한 테스트가 또한 가능하다. 측정의 민감도, 즉, 명확히 알 수 있는 바와 같이 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지의 검출된 변화는 사용되는 제어 장치(190), 예를 들어 사용되는 선형 레귤레이터, 예를 들어 선형 레귤레이터의 내부 구조에 의존한다.
도 7은 예를 들어 실질적으로 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 광전자 어셈블리(200, 300 또는 500)에 대응될 수 있는 광전자 어셈블리의 실시예의 회로도를 도시한다. 이들 광전자 어셈블리(200, 300 또는 500)와 대조적으로, 결정 회로는 입력이 에너지 저장 유닛(132)의 출력과 연결되고 출력이 각각 상이한 광전자 컴포넌트 및/또는 광전자 서브 회로와 전기적으로 연결되는(도 7에서 전기적 연결부(502-1, 502-2)에 의해 도시됨) 복수의 제2 차단 유닛(도 7에서 차단 유닛(136-1 및 136-2)으로 도시됨)을 포함한다. 따라서 다양한 개선예에서 광전자 서브 회로의 전부 또는 적어도 일부가 개별적으로 단락에 대해 모니터링된다.
도 8은 예를 들어 실질적으로 도 2에 도시된 광전자 어셈블리(200)에 대응될 수 있는 광전자 어셈블리(800)의 실시예의 회로도를 도시한다. 도 2에 도시된 광전자 어셈블리(200)와는 대조적으로, 광전자 어셈블리(800)의 제1 차단 유닛(140)은 도 2의 광전자 어셈블리(200)의 스위치에 추가하여 또는 상기 스위치에 대신하여 다이오드(802)를 포함하고, 이 다이오드의 애노드가 에너지원(110)의 제1 단자에 전기적으로 연결되고, 이 다이오드의 캐소드는 적어도 하나의 광전자 서브 회로의 입력에 전기적으로 연결된다. 다양한 개선예에서는, 이를 통해 저저항의 에너지원(110)이 사용될 수 있는데, 왜냐하면 제1 차단 유닛(140)의 다이오드는 에너지원(110) 내로의 전하 캐리어의 흐름을 방지하기 때문이다.
즉, 에너지원(110) 및 에너지 저장 유닛(132)은, 에너지 저장 유닛(132)이 에너지원(110)을 통해 방전하지 않도록 하기 위해, 제1 차단 유닛(140)의 다이오드(802)에 의해 분리된다. 이는 예를 들어 광전자 컴포넌트들의 스위칭 오프가 제1 차단 유닛(140)의 스위치를 통해 수행되는 것이 아니라, 광전자 컴포넌트들의 구동기 회로의 비활성 스위칭, 예를 들어 에너지원(110)의 비활성 스위칭을 통해 수행되는 경우에 도움이 된다. 비활성 스위칭된 에너지원(110)은 제1 차단 유닛(140)의 다이오드 없이 에너지 저장 유닛(132)의 바람직하지 않은 방전을 야기하는 충분히 높은 저항의 전류 경로를 포함할 수 없다.
도 9는 광전자 어셈블리를 작동시키는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 광전자 어셈블리는 예를 들어 실질적으로 위에 도시된 광전자 어셈블리에 대응될 수 있다. 환언하면: 상기 방법은 전술한 광전자 어셈블리 중 하나에서 수행될 수 있다.
상기 방법(900)은 에너지 공급 회로에 의해 에너지 저장 유닛에 전기 에너지를 공급하는 단계(902)를 포함한다.
상기 방법은 예를 들어 적어도 제1 시간 및 제2 시간에서 또는 사전 설정된 설정값에 대해, 예를 들어 기준 컴포넌트를 통한 전압 강하, 평가 유닛에 저장된 값 또는 제1 시간에 저장된 에너지의 값에 대해, 검출 유닛에 의해 에너지 저장 유닛 내에 저장된 전기 에너지를 검출하는 단계(904)를 추가로 포함한다.
상기 방법은 또한 에너지 저장 유닛에서 검출된 저장된 전기 에너지의 변화를 결정하는 단계(906)를 포함한다.
광전자 어셈블리와 관련하여 언급된 장점 및 추가의 발전은 특히 상기 방법의 대응하는 장점 및 추가 발전으로 전달될 수 있다. 에너지 공급 회로는, 예를 들어, 구동기 회로로도 지칭되는 구동기 회로일 수 있거나 또는 구동기 회로의 일부일 수도 있다.
일 개선예에 따르면, 광전자 서브 회로는, 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지의 검출된 변화의 양이 0보다 크거나 또는 적어도 대략 큰 경우, 단락을 갖는 것이 검출되고, 또한 광전자 서브 회로는, 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지의 검출된 변화의 양이 0인 경우, 단락을 갖지 않는 것이 검출된다. 이는 광전자 어셈블리 또는 광전자 서브 회로가 단 하나의 광전자 컴포넌트만을 포함하는 경우, 단락을 간단한 방식으로 검출하는데 기여한다.
일 개선예에 따르면, 예를 들어 제1 시간의 검출된 저장된 에너지는 0보다 큰 사전 설정된 설정값과 비교된다. 제1 시간에 검출되어 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지가 사전 설정된 설정값보다 작으면, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 제1 시간에 단락을 포함하는 것이 검출된다. 제1 시간에 검출되어 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지가 사전 설정된 설정값과 동일하거나 또는 적어도 대략 동일하면, 광전자 컴포넌트가 단락을 포함하지 않는 것이 검출된다. 이는 광전자 서브 회로 및/또는 광전자 어셈블리가 2개, 3개 또는 그 이상의 광전자 컴포넌트를 포함하는 경우 단락을 간단한 방식으로 검출하는데 기여한다. 예를 들어, 사전 설정된 설정값은 사전 설정된 전압(U2)의 값일 수 있고, 에너지 공급 회로가 차단된 경우 에너지 저장 유닛과 전기적으로 직렬로 접속된 총 n-1개의 온전한 광전자 컴포넌트의 문턱 전압 또는 순방향 전압에 대응한다. 설정값은 예를 들어 경험적으로 결정되어, 저장되고 그리고 사전 설정될 수 있다.
일 개선예에 따르면, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트와 에너지 저장 유닛의 전기적 연결은, 에너지 공급 회로로부터 에너지가 적어도 하나의 광전자 컴포넌트로 직접 공급될 때, 결정 회로의 차단 유닛에 의해 차단되고, 여기서 차단 유닛은 에너지 저장 유닛과 적어도 하나의 광전자 컴포넌트 사이의 전류 경로에 배치되어 있다.
전기적 연결은 예를 들어, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트가 에너지 공급 회로와 전기적 전도성으로 연결되거나 또는 스위치에 의해 적어도 하나의 광전자 컴포넌트와 에너지 저장 유닛의 전기적 연결을 차단함으로써, 차단될 수 있다.
이는 결정 회로가 적어도 하나의 광전자 컴포넌트로부터 연결 또는 분리될 수 있는 것을 가능하게 한다.
일 개선예에 따르면, 광전자 어셈블리는 단일의 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하며, 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지는 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 본질적으로 광전자 컴포넌트의 문턱 전압보다 더 작도록 사전 설정된다.
일 개선예에 따르면, 광전자 어셈블리는 전기적으로 서로 직렬로 접속된 제1 광전자 컴포넌트 및 제2 광전자 컴포넌트를 갖는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하며, 에너지 저장 유닛에 저장된 에너지는 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압이 실질적으로 적어도 하나의 제1 광전자 컴포넌트 및 제2 광전자 컴포넌트의 합산된 문턱 전압보다 더 작고, 실질적으로 적어도 제1 광전자 컴포넌트 또는 제2 광전자 컴포넌트의 문턱 전압보다 더 크도록 사전 설정된다.
본 발명은 설명된 실시예들에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 광전자 서브 회로는 각각 더 많거나 또는 또 적은 광전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 또한, 광전자 어셈블리(100)는 1개, 2개 또는 그 이상의 추가의 광전자 서브 회로를 포함할 수 있다. 또한, 실시예들은 서로 조합될 수 있다. 예를 들어, 모든 실시예에서는 무기 광전자 컴포넌트가 사용될 수도 있다.
100, 200, 300, 500, 700, 800: 광전자 어셈블리 10: 전기 에너지원
120: 에너지 공급 서브 회로 122: 전기 저항
124: 제너 다이오드 130: 결정 회로
132: 에너지 저장 유닛 134: 검출 유닛
136: (제2) 차단 유닛 140: 제1 차단 유닛
150, 180: 광전자 컴포넌트 152: 단락 저항
160: 에너지공급 회로 170: 센서 회로
182: 다이오드 184: 커패시터
186: 벌크 저항 188: 저항
190: 제어 장치 210, 310, 510, 710: 서브 회로
220, 320, 520, 720: 서브 회로 U2: 전압
U3: 임계 전압 400: 다이어그램
402: 전압 404: 시간
406, 408, 410, 412: 전압 그래프 414: 시간
502: 전기적 연결 602, 604: 상이한 경우
606, 608: 시간 610: 최소값
802: 다이오드 900: 방법
902, 904, 906: 방법 단계

Claims (15)

  1. 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)에 있어서,
    · 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)와,
    · 센서 회로(170)를 포함하고,
    상기 센서 회로는,
    · 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160)와,
    · 에너지 저장 유닛(132) 및 검출 유닛(134)을 적어도 포함하는 결정 회로(130)를 포함하고,
    · 상기 결정 회로(130) 및 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150)는 전기적으로 서로 병렬로 접속되고,
    · 상기 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160)는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180) 및 상기 에너지 저장 유닛(132)에 전기 에너지를 공급하도록 설치되고, 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 공급되는 전기 에너지와 독립적으로 공급되고,
    · 상기 결정 회로(130)는, 상기 검출 유닛(134)이 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 저장된 에너지의 변화에 따라 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 전기 에너지의 변화를 검출하도록, 설치되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)는 유기 발광 다이오드인 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 에너지 저장 유닛(132)은 적어도 하나의 커패시터를 포함하고, 상기 검출 유닛(134)은 상기 에너지 저장 유닛(132)의 적어도 하나의 커패시터와 전기적으로 병렬로 접속된 적어도 하나의 전압계를 포함하는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정 회로(130)는, 상기 에너지 저장 유닛(132)과 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180) 사이의 전류 경로에 배치되는 차단 유닛(136)을 더 포함하는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 공급되는 에너지를 레귤레이팅 또는 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 장치(190), 바람직하게는 선형 레귤레이터, 클럭 레귤레이터 또는 스위치를 더 포함하는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)를 구비하는 제1 광전자 서브 회로(210, 310, 510, 710) 및 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)를 구비하는 제2 광전자 서브 회로(220, 320, 520, 720)를 적어도 포함하고, 상기 제1 광전자 서브 회로(210, 310, 510, 710)는 상기 제2 광전자 서브 회로(220, 320, 520, 720)와 전기적으로 병렬로 접속되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전기적으로 서로 직렬로 접속된 제1 광전자 컴포넌트(180-1) 및 제2 광전자 컴포넌트(180-n)를 구비하는 적어도 하나의 광전자 서브 회로를 포함하는, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 에너지 저장 유닛(132) 및 상기 에너지 공급 회로(160)는, 상기 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이, 전기적으로 서로 직렬로 연결되고 상기 에너지 저장 유닛(132)과 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트들(180)의 합산된 임계 전압(U3)보다 더 작거나 또는 대략 동일하도록, 형성되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 유닛(132) 및 상기 에너지 공급 회로(160)는, 상기 에너지 저장 유닛을 통해 강하하는 전압(U2)이, 전기적으로 서로 직렬로 연결되고 상기 에너지 저장 유닛(132)과 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트들(180)의 합산된 임계 전압(U3)보다 더 크거나 또는 대략 동일하도록, 형성되고,
    상기 전기적 전도성으로 연결된 광전자 컴포넌트들 중 적어도 하나는 전기적 단락을 포함하는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지의 상기 검출된 변화에 따라, 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)가 단락을 포함하는지 여부를 결정하도록, 설치되는 평가 유닛을 더 포함하는, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800).
  11. 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키기 위한 방법(900)에 있어서,
    상기 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)는,
    · 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)와,
    · 센서 회로(170)를 포함하고,
    상기 센서 회로는
    · 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160)와,
    · 에너지 저장 유닛(132) 및 검출 유닛(134)을 적어도 포함하는 결정 회로(130)를 포함하고,
    · 상기 결정 회로(130) 및 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150)는 전기적으로 서로 병렬로 접속되고,
    · 상기 적어도 하나의 에너지 공급 회로(160)는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(150) 및 상기 에너지 저장 유닛(132)에 전기 에너지를 공급하도록 설치되고, 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장되는 에너지는 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 공급되는 전기 에너지와 독립적으로 공급되고,
    · 상기 결정 회로(130)는, 상기 검출 유닛(134)이 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)에 저장된 에너지의 변화에 따라 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 전기 에너지의 변화를 검출하도록, 설치되고,
    상기 방법(900)은,
    · 상기 에너지 공급 회로(160)에 의해 상기 에너지 저장 유닛(132)에 전기 에너지를 공급하는 단계(902)와,
    · 상기 검출 유닛(134)에 의해 상기 에너지 저장 유닛(132)에서 상기 저장된 전기 에너지를 검출하는 단계(904)와,
    · 상기 에너지 저장 유닛(132)에서 검출된 상기 저장된 전기 에너지의 변화를 결정하는 단계(906)를 포함하는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키기 위한 방법(900),
  12. 제11항에 있어서, 제1 시간의 상기 검출된 저장된 에너지는 0보다 큰 사전 설정된 설정값과 비교되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키 위한 방법(900).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 에너지 공급 회로(160)로부터 에너지가 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)로 직접 공급될 때, 상기 에너지 저장 유닛(132)과 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180)의 전기적 연결은 상기 결정 회로(130)의 차단 유닛(136)에 의해 차단되고, 상기 차단 유닛(136)은 상기 에너지 저장 유닛(132)과 상기 적어도 하나의 광전자 컴포넌트(180) 사이의 전류 경로에 배치되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키기 위한 방법(900).
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)는 단일의 광전자 컴포넌트(180)를 구비하는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하고, 상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지는 상기 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이 실질적으로 상기 광전자 컴포넌트(180)의 문턱 전압보다 더 작도록 사전 설정되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키기 위한 방법(900).
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)는 전기적으로 서로 직렬로 접속된 제1 광전자 컴포넌트(180-1) 및 제2 광전자 컴포넌트(180-n)를 구비하는 적어도 하나의 서브 회로를 포함하고,
    상기 에너지 저장 유닛(132)에 저장된 에너지는, 상기 에너지 저장 유닛(132)을 통해 강하하는 전압(U2)이 실질적으로 상기 적어도 하나의 제1 광전자 컴포넌트(180-1)와 제2 광전자 컴포넌트(180-n)의 합산된 문턱 전압보다 더 작고, 실질적으로 적어도 상기 제1 광전자 컴포넌트(180-1) 또는 상기 제2 광전자 컴포넌트(180-n)의 문턱 전압보다 더 크도록 사전 설정되는 것인, 광전자 어셈블리(100, 200, 300, 500, 700, 800)를 작동시키기 위한 방법(900).
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