Fiche technique de l'afficheur LED LTS-4301KD - Hauteur de chiffre 0,4 pouce - Couleur Rouge Hyper - Tension directe 2,6V - Puissance dissipée 70mW - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-4301KD est un module d'affichage numérique à un chiffre haute performance, conçu pour les applications nécessitant une lecture numérique claire, lumineuse et fiable. Sa fonction principale est de représenter visuellement un chiffre décimal unique (0-9) ainsi qu'un point décimal, en utilisant une technologie semi-conductrice avancée pour des performances optimales.

Positionnement central :Ce dispositif est positionné comme une solution premium à haute luminosité pour les panneaux de contrôle industriel, l'instrumentation, les équipements de test et les appareils grand public où une excellente lisibilité sous diverses conditions d'éclairage est primordiale. Il cible les applications exigeant une fiabilité à long terme et des performances optiques constantes.

Avantages clés :Les principaux avantages de cet afficheur découlent de l'utilisation du matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour les puces électroluminescentes. Cette technologie offre des performances supérieures par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP standard, notamment en termes d'efficacité lumineuse, de pureté de couleur et de performance à haute température. L'appareil est trié (binned) selon l'intensité lumineuse, garantissant une uniformité entre les lots de production.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

La performance optique est centrale pour la fonction de l'appareil. Les paramètres clés sont mesurés dans des conditions de test spécifiques (typiquement à une température ambiante Ta=25°C).

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :C'est la mesure de la puissance de sortie lumineuse telle que perçue par l'œil humain. La fiche technique spécifie un minimum de 200 μcd, une valeur typique de 650 μcd, et un maximum sous un courant direct (I_F) de 1mA. À un courant d'attaque plus élevé de 10mA, l'intensité typique augmente significativement à 9750 μcd. Cette relation non linéaire entre courant et luminosité est typique des LED et est détaillée dans les courbes caractéristiques.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :Ce paramètre définit la longueur d'onde spécifique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. Pour le LTS-4301KD, celle-ci est de 650 nanomètres (nm), ce qui se situe dans la partie rouge profond du spectre visible, classée comme \"Rouge Hyper\".
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :À 639 nm, c'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain, qui peut différer légèrement de la longueur d'onde de crête en raison de la forme du spectre d'émission. Elle confirme le point de couleur rouge.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Cette valeur de 20 nm indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise. Une demi-largeur plus étroite suggère une couleur plus monochromatique et pure.
• Rapport d'appariement d'intensité lumineuse (I_V-m) :Un rapport maximum de 2:1 est spécifié pour les segments à l'intérieur du même dispositif dans des conditions d'attaque identiques (I_F=1mA). Cela garantit une uniformité visuelle sur tous les segments du chiffre, évitant que certains segments n'apparaissent plus lumineux que d'autres.

2.2 Caractéristiques électriques

Comprendre le comportement électrique est crucial pour une conception de circuit appropriée et pour assurer la longévité du dispositif.

• Tension directe par segment (V_F) :La chute de tension aux bornes d'un segment illuminé lorsqu'il est attaqué par le courant spécifié. La valeur typique est de 2,6V à I_F=20mA, avec un minimum de 2,1V. Ce paramètre est vital pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Courant inverse par segment (I_R) :Un maximum de 100 μA est spécifié lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée. Cela indique le niveau de courant de fuite lorsque la LED est polarisée en inverse, qui doit être minimal.
• Courant direct continu par segment :Le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu à un seul segment sans risque d'endommagement est de 25 mA.
• Courant direct de crête par segment :Pour un fonctionnement en impulsions (à 1kHz, rapport cyclique de 10%), un courant de crête plus élevé de 90 mA est autorisé. Cela permet des schémas de multiplexage ou une sur-attaque brève pour augmenter la luminosité.

2.3 Valeurs maximales absolues et considérations thermiques

Ces valeurs définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne sont pas des conditions de fonctionnement normal.

• Puissance dissipée par segment :La puissance maximale qui peut être dissipée par un seul segment est de 70 mW. Dépasser cette limite risque une surchauffe et une dégradation.
• Déclassement du courant direct :La fiche technique spécifie un facteur de déclassement de 0,28 mA/°C à partir de 25°C. Cela signifie que pour chaque degré Celsius au-dessus de 25°C, le courant direct continu maximum autorisé doit être réduit de 0,28 mA pour rester dans les limites thermiques de sécurité. C'est un paramètre critique pour les environnements à haute température.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :L'appareil est conçu pour fonctionner de -35°C à +105°C et peut être stocké dans la même plage. Cette large plage le rend adapté aux environnements sévères.
• Tension inverse par segment :L'application de plus de 5V en polarisation inverse peut provoquer un claquage et endommager la LED.

3. Explication du système de tri (Binning)

La fiche technique indique explicitement que l'appareil est \"TRIÉ SELON L'INTENSITÉ LUMINEUSE\". Il s'agit d'un processus de contrôle qualité et de tri.

Après fabrication, les afficheurs individuels sont testés et triés dans différents \"bacs\" ou groupes en fonction de leur intensité lumineuse mesurée (typiquement à un courant de test standard comme 1mA ou 10mA). Les dispositifs d'un même bac auront des niveaux de luminosité très similaires. Cela garantit que lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés dans un produit (par exemple, un panneau à plusieurs chiffres), tous les chiffres auront un aspect cohérent, évitant des variations de luminosité notables d'un chiffre à l'autre. Bien que la fiche technique ne liste pas les codes de bac spécifiques ou les plages d'intensité, cette pratique garantit que les valeurs minimales et typiques spécifiées sont atteintes avec une grande constance.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence aux \"Courbes caractéristiques électriques/optiques typiques\". Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes standard pour un tel dispositif incluraient typiquement :

• Courant direct (I_F) en fonction de la Tension directe (V_F) :Celle-ci montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension de \"coude\" se situe autour de la V_Ftypique de 2,6V. Les concepteurs l'utilisent pour définir des tensions d'attaque appropriées.
• Intensité lumineuse relative en fonction du Courant direct (I_F) :Cette courbe démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant. Elle est généralement linéaire sur une plage mais va saturer à des courants très élevés. Les points de données (200 μcd @1mA, 9750 μcd @10mA) indiquent une réponse hautement efficace et super-linéaire.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la Température ambiante :Cette courbe montre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Le facteur de déclassement (0,28 mA/°C) est directement lié à la pente de cette caractéristique. La technologie AlInGaP a généralement de meilleures performances à haute température que les matériaux plus anciens, mais la sortie lumineuse diminue toujours avec la chaleur.
• Courbe de distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic à 650 nm (λ_p) et une largeur de 20 nm (Δλ) à la moitié de l'intensité maximale.

5. Informations mécaniques et de boîtier

Le LTS-4301KD utilise un boîtier LED standard à un chiffre avec des broches traversantes pour le montage sur une carte de circuit imprimé (PCB).

• Hauteur du chiffre :0,4 pouces (10,16 mm), ce qui définit la taille physique du nombre affiché.
• Apparence du boîtier :L'appareil présente une face grise (le fond de l'afficheur) avec des segments blancs. Cette combinaison de couleurs offre un contraste élevé lorsque les segments rouges sont illuminés.
• Configuration des broches :L'appareil possède 10 broches dans un boîtier double en ligne. Le schéma de circuit interne et la table de connexion des broches montrent qu'il s'agit d'un type àCathode Commune. Cela signifie que toutes les cathodes (bornes négatives) des segments LED individuels (A-G et DP) sont connectées ensemble en interne à deux broches communes (broche 3 et broche 8). Chaque anode de segment (borne positive) a sa propre broche dédiée. Cette configuration est courante et simplifie le multiplexage dans les afficheurs à plusieurs chiffres.
• Dimensions et tolérances :Toutes les dimensions sont fournies en millimètres. Les tolérances générales sont de ±0,25mm, avec une tolérance spécifique de décalage de l'extrémité des broches de ±0,4mm pour tenir compte des variations lors du processus de formage des broches.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La fiche technique fournit des conditions de soudure spécifiques pour éviter les dommages thermiques pendant l'assemblage.

• Soudure à la vague ou manuelle :La condition recommandée est de souder à 260°C pendant un maximum de 3 secondes, à condition que la pointe du fer à souder soit située au moins à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise du corps du boîtier. Cela empêche une chaleur excessive de remonter le long des broches et d'endommager la puce semi-conductrice interne et les fils de liaison.
• Précautions thermiques générales :La température de l'unité pendant tout le processus d'assemblage ne doit pas dépasser la température maximale spécifiée dans la section des Valeurs Maximales Absolues. Une exposition prolongée à des températures élevées, même inférieures à la température de soudure, doit être évitée.
• Conditions de stockage :Les dispositifs doivent être stockés dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine, dans un environnement situé dans la plage de température de stockage spécifiée (-35°C à +105°C) et à faible humidité pour prévenir l'oxydation des broches.

7. Suggestions d'application

Scénarios d'application typiques :

• Instrumentation industrielle :Compteurs de panneau, contrôleurs de processus, affichages de minuteurs.
• Équipements de test et de mesure :Multimètres numériques, fréquencemètres, alimentations.
• Appareils grand public :Fours à micro-ondes, machines à laver, affichages d'équipements audio.
• Marché secondaire automobile :Jauges et indicateurs (lorsque les spécifications environnementales sont adaptées).

Considérations de conception :

• Limitation de courant :TOUJOURS utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque segment ou un circuit d'attaque à courant constant. La valeur de la résistance peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F. Pour une alimentation de 5V, une V_Ftypique de 2,6V, et un I_Fsouhaité de 10mA : R = (5 - 2,6) / 0,01 = 240 Ohms.
• Multiplexage :Pour les afficheurs à plusieurs chiffres, une configuration à cathode commune est idéale pour le multiplexage. En activant séquentiellement la cathode commune d'un chiffre tout en attaquant les anodes pour les segments souhaités, de nombreux chiffres peuvent être contrôlés avec moins de broches d'E/S. Le courant de crête autorisé (90mA @ 10% de rapport cyclique) le permet.
• Angle de vision :La fiche technique revendique un \"large angle de vision\", ce qui est bénéfique pour les applications où l'afficheur peut être vu de côté.
• Gestion thermique :Dans les applications à température ambiante élevée ou lors d'une attaque à fort courant, tenez compte du facteur de déclassement du courant. Assurez un espacement adéquat sur le PCB pour la dissipation thermique.

8. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation du LTS-4301KD est son utilisation de la technologieAlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium)pour les puces LED, par rapport aux afficheurs plus anciens utilisant du GaAsP ou du GaP rouge standard.

• Comparaison avec les LED rouges traditionnelles GaAsP/GaP :L'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, ce qui signifie une sortie plus lumineuse à courant d'attaque identique. Il offre également une meilleure saturation des couleurs (un rouge plus profond et plus pur à 650nm contre ~630nm pour le rouge standard) et une stabilité de performance supérieure en fonction de la température et du temps.
• Comparaison avec d'autres couleurs/tailles :Dans la gamme d'un fabricant, ce dispositif Rouge Hyper de 0,4\" serait comparé à d'autres hauteurs de chiffre (par exemple, 0,3\\

  Terminologie des spécifications LED

  Explication complète des termes techniques LED

  Performance photoelectrique

  Terme	Unité/Représentation	Explication simple	Pourquoi important
  Efficacité lumineuse	lm/W (lumens par watt)	Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie.	Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité.
  Flux lumineux	lm (lumens)	Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité".	Détermine si la lumière est assez brillante.
  Angle de vision	° (degrés), par exemple 120°	Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau.	Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité.
  CCT (Température de couleur)	K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K	Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches.	Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés.
  CRI / Ra	Sans unité, 0–100	Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon.	Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées.
  SDCM	Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes"	Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente.	Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED.
  Longueur d'onde dominante	nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge)	Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées.	Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes.
  Distribution spectrale	Courbe longueur d'onde vs intensité	Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde.	Affecte le rendu des couleurs et la qualité.

  Paramètres électriques

  Terme	Symbole	Explication simple	Considérations de conception
  Tension directe	Vf	Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage".	La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série.
  Courant direct	If	Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED.	Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie.
  Courant pulsé max	Ifp	Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash.	La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages.
  Tension inverse	Vr	Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne.	Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension.
  Résistance thermique	Rth (°C/W)	Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur.	Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte.
  Immunité ESD	V (HBM), par exemple 1000V	Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable.	Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles.

  Gestion thermique et fiabilité

  Terme	Métrique clé	Explication simple	Impact
  Température de jonction	Tj (°C)	Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED.	Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur.
  Dépréciation du lumen	L70 / L80 (heures)	Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale.	Définit directement la "durée de vie" de la LED.
  Maintien du lumen	% (par exemple 70%)	Pourcentage de luminosité conservé après le temps.	Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme.
  Décalage de couleur	Δu′v′ ou ellipse MacAdam	Degré de changement de couleur pendant l'utilisation.	Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage.
  Vieillissement thermique	Dégradation du matériau	Détérioration due à une température élevée à long terme.	Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert.

  Emballage et matériaux

  Terme	Types communs	Explication simple	Caractéristiques et applications
  Type de boîtier	EMC, PPA, Céramique	Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique.	EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue.
  Structure de puce	Avant, Flip Chip	Agencement des électrodes de puce.	Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance.
  Revêtement phosphore	YAG, Silicate, Nitrure	Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc.	Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI.
  Lentille/Optique	Plat, Microlentille, TIR	Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière.	Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière.

  Contrôle qualité et classement

  Terme	Contenu de tri	Explication simple	But
  Bac de flux lumineux	Code par exemple 2G, 2H	Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max.	Assure une luminosité uniforme dans le même lot.
  Bac de tension	Code par exemple 6W, 6X	Regroupé par plage de tension directe.	Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système.
  Bac de couleur	Ellipse MacAdam 5 étapes	Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite.	Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire.
  Bac CCT	2700K, 3000K etc.	Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante.	Répond aux différentes exigences CCT de scène.

  Tests et certification

  Terme	Norme/Test	Explication simple	Signification
  LM-80	Test de maintien du lumen	Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité.	Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21).
  TM-21	Norme d'estimation de vie	Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80.	Fournit une prévision scientifique de la vie.
  IESNA	Société d'ingénierie de l'éclairage	Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques.	Base de test reconnue par l'industrie.
  RoHS / REACH	Certification environnementale	Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure).	Exigence d'accès au marché internationalement.
  ENERGY STAR / DLC	Certification d'efficacité énergétique	Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage.	Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité.