ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-4301KD - ارتفاع رقم 0.4 بوصة - لون أحمر شديد - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 70 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-4301KD هي وحدة عرض رقمية عالية الأداء مخصصة لتطبيقات تتطلب قراءات رقمية واضحة وساطعة وموثوقة. وظيفتها الأساسية هي تمثيل رقم عشري واحد (0-9) بصريًا، جنبًا إلى جنب مع نقطة عشرية، باستخدام تقنية أشباه الموصلات المتقدمة للحصول على أفضل أداء.

التصنيف الأساسي:يتم تصنيف هذا الجهاز كحل متميز عالي السطوع لألواح التحكم الصناعية، وأجهزة القياس، ومعدات الاختبار، والأجهزة المنزلية حيث تكون إمكانية القراءة الممتازة تحت ظروف إضاءة مختلفة أمرًا بالغ الأهمية. يستهدف التطبيقات التي تتطلب موثوقية طويلة الأمد وأداء بصريًا ثابتًا.

المزايا الرئيسية:تنبع المزايا الأساسية لهذه الشاشة من استخدامها لمادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لرقائق الإضاءة. توفر هذه التقنية أداءً فائقًا مقارنة بالتقنيات القديمة مثل GaAsP القياسي، خاصة من حيث الكفاءة الضوئية، ونقاء اللون، والأداء في درجات الحرارة العالية. يتم فرز الجهاز بناءً على شدة الإضاءة، مما يضمن التوحيد عبر دفعات الإنتاج.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الخصائص الضوئية والبصرية

يعد الأداء البصري محوريًا لوظيفة الجهاز. يتم قياس المعايير الرئيسية تحت ظروف اختبار محددة (عادةً عند درجة حرارة محيطة Ta=25°C).

• شدة الإضاءة المتوسطة (I_V):هذا هو مقياس قوة إخراج الضوء كما يدركها العين البشرية. تحدد ورقة البيانات حدًا أدنى يبلغ 200 μcd، وقيمة نموذجية تبلغ 650 μcd، وحدًا أقصى تحت تيار أمامي (I_F) بقيمة 1mA. عند تيار تشغيل أعلى يبلغ 10mA، ترتفع الشدة النموذجية بشكل ملحوظ إلى 9750 μcd. هذه العلاقة غير الخطية بين التيار والسطوع نموذجية لمصابيح LED ويتم تفصيلها في منحنيات الخصائص.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_p):يحدد هذا المعيار الطول الموجي المحدد الذي يصدر عنده LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية. بالنسبة لـ LTS-4301KD، يبلغ هذا 650 نانومتر (nm)، والذي يقع ضمن الجزء الأحمر العميق من الطيف المرئي، ويصنف على أنه "أحمر شديد".
• الطول الموجي السائد (λ_d):عند 639 نانومتر، هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية، والذي قد يختلف قليلاً عن طول موجة الذروة بسبب شكل طيف الانبعاث. يؤكد هذا نقطة اللون الأحمر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):تشير قيمة الـ 20 نانومتر هذه إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث. يشير نصف العرض الأضيق إلى لون أكثر أحادية وأكثر نقاءً.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (I_V-m):يتم تحديد نسبة قصوى تبلغ 2:1 للأقسام داخل نفس الجهاز تحت ظروف تشغيل متطابقة (I_F=1mA). يضمن هذا التوحيد البصري عبر جميع أقسام الرقم، مما يمنع ظهور بعض الأقسام أكثر سطوعًا من غيرها.

2.2 الخصائص الكهربائية

يعد فهم السلوك الكهربائي أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة المناسب وضمان طول عمر الجهاز.

• الجهد الأمامي لكل قسم (V_F):هو انخفاض الجهد عبر القسم المضاء عند تشغيله بالتيار المحدد. القيمة النموذجية هي 2.6V عند I_F=20mA، مع حد أدنى يبلغ 2.1V. هذه المعلمة حيوية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي لكل قسم (I_R):يتم تحديد حد أقصى يبلغ 100 μA عند تطبيق جهد عكسي (V_R) بقيمة 5V. يشير هذا إلى مستوى تيار التسرب عندما يكون LED في حالة انحياز عكسي، والذي يجب أن يكون ضئيلاً.
• التيار الأمامي المستمر لكل قسم:أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار على قسم واحد دون خطر التلف هو 25 مللي أمبير.
• تيار الذروة الأمامي لكل قسم:للتشغيل النبضي (عند 1 كيلو هرتز، دورة عمل 10%)، يُسمح بتيار ذروة أعلى يبلغ 90 مللي أمبير. هذا يسمح بمخططات تعدد الإرسال أو التشغيل الزائد لفترة وجيزة لزيادة السطوع.

2.3 الحدود القصوى المطلقة والاعتبارات الحرارية

تحدد هذه التصنيفات الحدود التشغيلية التي بعدها قد يحدث تلف دائم. وهي ليست ظروفًا للتشغيل العادي.

• تبديد الطاقة لكل قسم:أقصى طاقة يمكن تبديدها بواسطة قسم واحد هي 70 ميغاواط. يتجاوز هذا الحد خطر ارتفاع درجة الحرارة والتدهور.
• تخفيض التيار الأمامي:تحدد ورقة البيانات عامل تخفيض قدره 0.28 مللي أمبير/°C بدءًا من 25°C. هذا يعني أنه لكل درجة مئوية فوق 25°C، يجب تقليل أقصى تيار أمامي مستمر مسموح به بمقدار 0.28 مللي أمبير للبقاء ضمن الحدود الحرارية الآمنة. هذه معلمة حرجة للبيئات ذات درجات الحرارة العالية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:تم تصنيف الجهاز للتشغيل من -35°C إلى +105°C ويمكن تخزينه ضمن نفس النطاق. يجعل هذا النطاق الواسع منه مناسبًا للبيئات القاسية.
• الجهد العكسي لكل قسم:يمكن أن يؤدي تطبيق أكثر من 5 فولت في انحياز عكسي إلى حدوث انهيار وإتلاف LED.

3. شرح نظام الفرز

تنص ورقة البيانات صراحةً على أن الجهاز "مفرز حسب شدة الإضاءة". هذه عملية مراقبة جودة وفرز.

بعد التصنيع، يتم اختبار شاشات العرض الفردية وفرزها إلى "صناديق" أو مجموعات مختلفة بناءً على شدة إضاءتها المقاسة (عادةً عند تيار اختبار قياسي مثل 1 مللي أمبير أو 10 مللي أمبير). ستكون للأجهزة داخل نفس الصندوق مستويات سطوع متشابهة جدًا. يضمن هذا أنه عند استخدام شاشات عرض متعددة في منتج (مثل لوحة متعددة الأرقام)، سيكون لجميع الأرقام مظهر متناسق، مما يتجنب اختلافات السطوع الملحوظة من رقم إلى آخر. بينما لا تدرج ورقة البيانات رموز الصناديق المحددة أو نطاقات الشدة، تضمن الممارسة تحقيق القيم الدنيا والنموذجية المحددة بدرجة عالية من الاتساق.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية". بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذا الجهاز ستشمل عادةً:

• التيار الأمامي (I_F) مقابل منحنى الجهد الأمامي (V_F):يظهر هذا العلاقة الأسية النموذجية للدايود. يقع جهد "الركبة" حول V_Fالنموذجي البالغ 2.6 فولت. يستخدم المصممون هذا لتعيين جهود التشغيل المناسبة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (I_F):يوضح هذا المنحنى كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار. يكون خطيًا بشكل عام على مدى معين ولكنه سيشبع عند تيارات عالية جدًا. تشير نقاط البيانات (200 μcd @1mA، 9750 μcd @10mA) إلى استجابة فائقة الكفاءة وفائقة الخطية.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر هذا المنحنى انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. يرتبط عامل التخفيض (0.28 مللي أمبير/°C) ارتباطًا مباشرًا بميل هذه الخاصية. تتمتع تقنية AlInGaP عمومًا بأداء أفضل في درجات الحرارة العالية من المواد القديمة، لكن إخراج الضوء لا يزال ينخفض مع الحرارة.
• منحنى التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر ذروة عند 650 نانومتر (λ_p) وعرض 20 نانومتر (Δλ) عند نصف أقصى شدة.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

يستخدم LTS-4301KD غلاف LED قياسيًا برقم واحد مع دبابيس مثقوبة للتركيب على لوحة دائرة مطبوعة (PCB).

• ارتفاع الرقم:0.4 بوصة (10.16 ملم)، وهو ما يحدد الحجم المادي للرقم المعروض.
• مظهر الغلاف:يتميز الجهاز بوجه رمادي (خلفية الشاشة) مع أقسام بيضاء. يوفر هذا المزيج اللوني تباينًا عاليًا عند إضاءة الأقسام الحمراء.
• تكوين الأطراف:يحتوي الجهاز على 10 أطراف في غلاف ثنائي الخط. يظهر الرسم التخطيطي الداخلي للدائرة وجدول توصيل الأطراف أنه من النوعالكاثود المشترك. هذا يعني أن جميع الكاثودات (الأطراف السالبة) لأقسام LED الفردية (A-G و DP) متصلة داخليًا معًا بطرفين مشتركين (الطرف 3 والطرف 8). لكل مصعد قسم (الطرف الموجب) طرف مخصص خاص به. هذا التكوين شائع ويبسط تعدد الإرسال في شاشات العرض متعددة الأرقام.
• الأبعاد والتفاوتات:يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات. التفاوتات العامة هي ±0.25 ملم، مع تفاوت محدد لانزياح طرف الدبوس يبلغ ±0.4 ملم لمراعاة الاختلافات أثناء عملية تشكيل الأطراف.

6. إرشادات اللحام والتجميع

توفر ورقة البيانات ظروف لحام محددة لمنع التلف الحراري أثناء التجميع.

• اللحام بالموجة أو اليدوي:الشرط الموصى به هو اللحام عند 260°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، بشرط أن يكون طرف مكواة اللحام على الأقل 1/16 بوصة (حوالي 1.6 ملم) أسفل مستوى جلوس جسم الغلاف. يمنع هذا انتقال الحرارة المفرط عبر الأطراف وإتلاف شريحة أشباه الموصلات الداخلية وروابط الأسلاك.
• الاحتياطات الحرارية العامة:يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوحدة خلال عملية التجميع بأكملها الحد الأقصى لدرجة الحرارة المحدد في قسم الحدود القصوى المطلقة. يجب تجنب التعرض المطول لدرجات حرارة عالية، حتى لو كانت أقل من درجة حرارة اللحام.
• ظروف التخزين:يجب تخزين الأجهزة في أكياسها الأصلية الحاجبة للرطوبة في بيئة ضمن نطاق درجة حرارة التخزين المحدد (-35°C إلى +105°C) وبرطوبة منخفضة لمنع أكسدة الأطراف.

7. اقتراحات التطبيق

سيناريوهات التطبيق النموذجية:

• أجهزة القياس الصناعية:عدادات اللوحة، وحدات تحكم العمليات، عروض المؤقت.
• معدات الاختبار والقياس:الملتيميديا الرقمية، عدادات التردد، مصادر الطاقة.
• الأجهزة المنزلية:أفران الميكروويف، الغسالات، شاشات المعدات الصوتية.
• قطع غيار السيارات:المقاييس والقراءات (حيث تكون المواصفات البيئية مناسبة).

اعتبارات التصميم:

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة تحديد تيار على التوالي لكل قسم أو دائرة تشغيل تيار ثابت. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. لمصدر 5 فولت، V_Fنموذجي بقيمة 2.6 فولت، و I_Fمطلوب بقيمة 10 مللي أمبير: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 أوم.
• تعدد الإرسال:لشاشات العرض متعددة الأرقام، فإن تكوين الكاثود المشترك مثالي لتعدد الإرسال. من خلال تمكين الكاثود المشترك لرقم واحد بالتتابع أثناء تشغيل المصاعد للأقسام المطلوبة، يمكن التحكم في العديد من الأرقام باستخدام عدد أقل من أطراف الإدخال/الإخراج. يسمح تصنيف تيار الذروة (90 مللي أمبير @ دورة عمل 10%) بذلك.
• زاوية المشاهدة:تدعي ورقة البيانات "زاوية مشاهدة واسعة"، وهو أمر مفيد للتطبيقات التي قد يتم فيها عرض الشاشة من الجانب.
• إدارة الحرارة:في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التشغيل بتيارات عالية، ضع في اعتبارك عامل تخفيض التيار. تأكد من وجود مسافات كافية على PCB لتبديد الحرارة.

8. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الأساسي لـ LTS-4301KD هو استخدامه لتقنيةAlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم)لرقائق LED، مقارنة بالشاشات القديمة التي تستخدم GaAsP أو GaP الأحمر القياسي.

• مقارنة بمصابيح LED الحمراء التقليدية GaAsP/GaP:يقدم AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يعني إخراجًا أكثر سطوعًا عند نفس تيار التشغيل. كما يوفر تشبع لوني أفضل (أحمر أعمق وأكثر نقاءً عند 650 نانومتر مقابل ~630 نانومتر للأحمر القياسي) واستقرار أداء فائق على درجة الحرارة والزمن.
• مقارنة بالألوان/الأحجام الأخرى:ضمن تشكيلة الشركة المصنعة، سيتم مقارنة جهاز 0.4 بوصة الأحمر الشديد هذا بارتفاعات أرقام أخرى (مثل 0.3\"

  مصطلحات مواصفات LED

  شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED

  الأداء الكهروضوئي

  المصطلح	الوحدة/التمثيل	شرح مبسط	لماذا هو مهم
  الكفاءة الضوئية	لومن/وات	الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.	يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء.
  التدفق الضوئي	لومن	إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع".	يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي.
  زاوية الرؤية	درجة، مثل 120 درجة	الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة.	يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد.
  درجة حرارة اللون	كلفن، مثل 2700K/6500K	دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة.	يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة.
  مؤشر تجسيد اللون	بدون وحدة، 0-100	القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد.	يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف.
  تفاوت اللون	خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات"	مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا.	يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED.
  الطول الموجي المهيمن	نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر)	الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة.	يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون.
  توزيع الطيفي	منحنى الطول الموجي مقابل الشدة	يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية.	يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون.

  المعايير الكهربائية

  المصطلح	الرمز	شرح مبسط	اعتبارات التصميم
  الجهد الأمامي	Vf	الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء".	يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة.
  التيار الأمامي	If	قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED.	عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل.
  التيار النبضي الأقصى	Ifp	تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض.	يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف.
  الجهد العكسي	Vr	أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا.	يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد.
  المقاومة الحرارية	Rth (°C/W)	مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل.	المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى.
  مناعة التفريغ الكهروستاتيكي	V (HBM)، مثل 1000V	القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي.	يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة.

  إدارة الحرارة والموثوقية

  المصطلح	المقياس الرئيسي	شرح مبسط	التأثير
  درجة حرارة الوصلة	Tj (°C)	درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED.	كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون.
  تدهور التدفق الضوئي	L70 / L80 (ساعة)	الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية.	يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED.
  الحفاظ على التدفق الضوئي	%، مثل 70%	النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت.	يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل.
  انزياح اللون	Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم	درجة تغير اللون أثناء الاستخدام.	يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة.
  الشيخوخة الحرارية	تدهور المادة	التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل.	قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة.

  التعبئة والمواد

  المصطلح	الأنواع الشائعة	شرح مبسط	الميزات والتطبيقات
  نوع التغليف	EMC، PPA، السيراميك	مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية.	EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول.
  هيكل الشريحة	أمامي، شريحة معكوسة	ترتيب أقطاب الشريحة.	الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية.
  طلاء الفسفور	YAG، السيليكات، النتريدات	يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض.	الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون.
  العدسة/البصريات	مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي	الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء.	يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء.

  مراقبة الجودة والتصنيف

  المصطلح	محتوى الفرز	شرح مبسط	الغرض
  فرز التدفق الضوئي	الرمز مثل 2G، 2H	مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى.	يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة.
  فرز الجهد	الرمز مثل 6W، 6X	مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي.	يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام.
  فرز اللون	5 خطوات بيضاوي ماك آدم	مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق.	يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة.
  فرز درجة حرارة اللون	2700K، 3000K إلخ.	مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل.	يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة.

  الاختبار والشهادات

  المصطلح	المعيار/الاختبار	شرح مبسط	الأهمية
  LM-80	اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي	إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع.	يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21).
  TM-21	معيار تقدير العمر	يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80.	يوفر تنبؤ علمي للعمر.
  IESNA	جمعية هندسة الإضاءة	يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية.	أساس اختبار معترف به في الصناعة.
  RoHS / REACH	شهادة بيئية	يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق).	شرط الوصول إلى السوق دوليًا.
  ENERGY STAR / DLC	شهادة كفاءة الطاقة	شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة.	يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية.