1. उत्पाद अवलोकन
LTP-4323JD एक उच्च-प्रदर्शन, दोहरे-अक्षर वाला अल्फ़ान्यूमेरिक डिस्प्ले मॉड्यूल है, जो स्पष्ट, चमकीली और विश्वसनीय संख्यात्मक तथा सीमित वर्णमाला पठन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसकी मूल तकनीक एल्युमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड (AlInGaP) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जिसे विशेष रूप से हाइपर रेड स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए इंजीनियर किया गया है। यह सामग्री विकल्प, एक अपारदर्शी गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर उगाई गई, पुरानी तकनीकों की तुलना में लाल उत्सर्जन के लिए श्रेष्ठ दक्षता और चमक प्रदान करती है। डिवाइस में सफेद सेगमेंट के साथ एक ग्रे फेस है, जो विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है। यह ल्यूमिनस इंटेंसिटी के लिए वर्गीकृत है, जो उत्पादन बैचों में सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करता है, और RoHS निर्देशों के अनुपालन में एक लीड-फ्री पैकेज में उपलब्ध है।
1.1 प्रमुख विशेषताएं और लाभ
- कॉम्पैक्ट और सुपाठ्य: 0.4-इंच (10.0 मिमी) अंक ऊंचाई की विशेषता, जो इसे स्थान-सीमित पैनलों के लिए उपयुक्त बनाती है, साथ ही उत्कृष्ट वर्ण परिभाषा बनाए रखती है।
- उत्कृष्ट प्रकाशीय प्रदर्शन: AlInGaP LED चिप्स और निरंतर समान सेगमेंट डिज़ाइन के कारण उच्च चमक, उच्च कंट्रास्ट और व्यापक दृश्य कोण प्रदान करता है।
- ऊर्जा कुशल: इसकी बिजली की आवश्यकता कम है, जिससे समग्र सिस्टम की बिजली खपत कम होती है।
- डिज़ाइन लचीलापन: एक सामान्य कैथोड कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध (इस डेटाशीट के अनुसार), जो कई माइक्रोकंट्रोलर-आधारित प्रणालियों के लिए ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाता है।
- मजबूत निर्माण: उत्कृष्ट वर्ण उपस्थिति के साथ ठोस-अवस्था विश्वसनीयता प्रदान करता है और मानक मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCBs) पर लगाने में आसान है।
- पर्यावरण अनुपालन: एक सीसा-मुक्त घटक के रूप में पैक किया गया, आधुनिक पर्यावरणीय मानकों का पालन करता है।
1.2 लक्ष्य अनुप्रयोग और बाजार
यह डिस्प्ले विभिन्न क्षेत्रों में सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में इंस्ट्रूमेंटेशन पैनल, परीक्षण और माप उपकरण, पॉइंट-ऑफ-सेल सिस्टम, औद्योगिक नियंत्रण इंटरफेस, उपभोक्ता उपकरण और संचार उपकरण शामिल हैं। इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ विश्वसनीय, स्पष्ट और चमकीले वर्णमाला संख्यात्मक संकेत की आवश्यकता होती है। डेटाशीट स्पष्ट रूप से चेतावनी देती है कि पूर्व परामर्श के बिना सुरक्षा-महत्वपूर्ण प्रणालियों (जैसे, विमानन, चिकित्सा जीवन-समर्थन, परिवहन नियंत्रण) में इस मानक वाणिज्यिक-श्रेणी के घटक का उपयोग न करें, जो सामान्य-उद्देश्यीय औद्योगिक और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में इसके प्राथमिक बाजार को उजागर करता है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ और वस्तुनिष्ठ व्याख्या
निम्नलिखित खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनसे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।
- Power Dissipation per Segment: 70 mW. यह अधिकतम शक्ति है जो एकल LED सेगमेंट द्वारा बिना ओवरहीटिंग के जोखिम के सुरक्षित रूप से व्यय की जा सकती है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट: 90 mA. यह करंट केवल संक्षिप्त अवधि के लिए पल्स्ड स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms पल्स चौड़ाई) में अनुमेय है, न कि निरंतर संचालन के लिए।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट: 25°C पर 25 mA. परिवेश के तापमान (Ta) के 25°C से अधिक बढ़ने पर यह करंट 0.33 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर अधिकतम निरंतर करंट लगभग होगा: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
- तापमान सीमा: संचालन और भंडारण तापमान सीमा -35°C से +85°C तक है।
- सोल्डरिंग की स्थिति: यह उपकरण 260°C पर 5 सेकंड के लिए सोल्डरिंग सहन कर सकता है, जिसे सीटिंग प्लेन से 1/16 इंच (≈1.59 मिमी) नीचे मापा गया है।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C) के तहत मापे गए सामान्य और अधिकतम/न्यूनतम प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- औसत दीप्त तीव्रता (Iv): 200 μcd (न्यूनतम) से 650 μcd (अधिकतम) तक की सीमा में, IF=1mA पर परीक्षण के दौरान एक विशिष्ट मान प्रदान किया गया है। यह चमक आउटपुट को दर्शाता है।
- प्रति सेगमेंट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): आम तौर पर 2.6V, IF=20mA पर एक अधिकतम मान निर्दिष्ट है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइविंग सर्किट इस VF सीमा को ध्यान में रखते हुए सभी यूनिट्स में वांछित करंट प्राप्त करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज प्रदान कर सके।
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λp): 650 nm. यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता सर्वोच्च होती है, जो "हाइपर रेड" रंग को परिभाषित करती है।
- Dominant Wavelength (λd): 639 nm. यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आंख प्रकाश के रंग से मेल खाते हुए अनुभव करती है, जो रंग विनिर्देशन के लिए महत्वपूर्ण है।
- Spectral Line Half-Width (Δλ): 20 nm. यह वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाता है; एक छोटा मान अधिक एकवर्णी प्रकाश का संकेत देता है।
- Reverse Current (IR): VR=5V पर अधिकतम 100 μA। डेटाशीट में स्पष्ट रूप से उल्लेख किया गया है कि यह रिवर्स वोल्टेज स्थिति केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है और डिवाइस रिवर्स बायस के तहत लगातार कार्य नहीं कर सकता।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो: एक ही "सिमिलर लाइट एरिया" के भीतर सेगमेंट्स के लिए अधिकतम 2:1। यह एक कैरेक्टर में सेगमेंट्स के बीच स्वीकार्य चमक भिन्नता निर्दिष्ट करता है।
- क्रॉस टॉक: ≤ 2.5% के रूप में निर्दिष्ट, आसन्न खंडों के बीच अवांछित प्रकाशीय व्यतिकरण को संदर्भित करता है।
3. बिनिंग और वर्गीकरण प्रणाली
LTP-4323JD प्रदीप्त तीव्रता के लिए एक वर्गीकरण प्रणाली का उपयोग करता है। इसका अर्थ है कि इकाइयों का परीक्षण किया जाता है और उनके मापे गए प्रकाश उत्पादन के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। मॉड्यूल चिह्न में एक "Z: BIN CODE" पहचानकर्ता शामिल होता है। यह डिजाइनरों को बहु-इकाई अनुप्रयोगों में एक समान रूप प्राप्त करने के लिए सुसंगत चमक स्तर वाले डिस्प्ले का चयन करने की अनुमति देता है। डेटाशीट विशिष्ट बिन कोड मानों या प्रत्येक कोड से जुड़ी तीव्रता सीमाओं का विवरण नहीं देती है, जो आमतौर पर एक अलग बिनिंग दस्तावेज़ में परिभाषित या खरीद के दौरान सहमत की जाती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट "Typical Electrical/Optical Characteristics Curves" का उल्लेख करती है। हालांकि प्रदान किए गए पाठ में विशिष्ट ग्राफ़ विस्तृत नहीं हैं, ऐसे वक्रों में आमतौर पर शामिल हैं:
- Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है, जो स्थिर-धारा ड्राइवरों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- Luminous Intensity vs. Forward Current (I-L Curve): दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा के साथ बढ़ता है, अक्सर उच्च धाराओं पर ताप प्रभावों के कारण उप-रैखिक हो जाता है।
- दीप्त तीव्रता बनाम परिवेशी तापमान: तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी को दर्शाता है, जो गैर-जलवायु-नियंत्रित वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- Spectral Distribution: रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम वेवलेंथ का एक प्लॉट, जो 650nm पर पीक और 20nm हाफ-विड्थ दिखाता है।
ये कर्व्स नॉन-स्टैंडर्ड कंडीशंस (विभिन्न करंट्स, तापमान) के तहत डिवाइस के व्यवहार को समझने और दक्षता व दीर्घायु के लिए डिज़ाइन को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए आवश्यक हैं।
मैकेनिकल और पैकेज इनफॉर्मेशन
5.1 Package Dimensions
The display has a standard dual in-line package (DIP) footprint. Key dimensional notes include:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिमी है।
- पिन टिप शिफ्ट सहनशीलता 0.4 मिमी है।
- सेगमेंट पर विदेशी पदार्थ (≤10 mils), स्याही संदूषण (≤20 mils), रिफ्लेक्टर के झुकने (≤इसकी लंबाई का 1/100), और सेगमेंट में बुलबुले (≤10 mils) के लिए विशिष्ट गुणवत्ता सीमाएं निर्धारित की गई हैं।
- लीड्स के लिए अनुशंसित पीसीबी छिद्र व्यास Ø1.30 मिमी है।
5.2 पिनआउट और पोलैरिटी पहचान
डिवाइस में 20 पिन हैं। आंतरिक सर्किट डायग्राम और पिन कनेक्शन टेबल दर्शाते हैं कि यह एक कॉमन कैथोड इस विशिष्ट पार्ट नंबर (LTP-4323JD) के लिए प्रकार है। प्रत्येक सेगमेंट (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, DP) का अपना एनोड पिन है। दोनों करैक्टर कॉमन कैथोड पिन साझा करते हैं (करैक्टर 1 के लिए पिन 4, करैक्टर 2 के लिए पिन 10)। पिन 14 को "No Connection" के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। करंट को सही ढंग से सिंक करने के लिए उचित सर्किट डिजाइन के लिए कॉमन कैथोड पिन की सही पहचान महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 स्वचालित सोल्डरिंग प्रोफाइल
वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए, शर्त 5 सेकंड के लिए 260°C निर्दिष्ट की गई है, जिसे घटक के सीटिंग प्लेन से 1.59mm (1/16 इंच) नीचे मापा गया है। असेंबली के दौरान घटक के शरीर का तापमान स्वयं अधिकतम तापमान रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए।
6.2 मैन्युअल सोल्डरिंग निर्देश
हैंड सोल्डरिंग के लिए, आयरन टिप को सीटिंग प्लेन से 1.59 मिमी नीचे लगाया जाना चाहिए। सोल्डरिंग का समय 350°C ±30°C के तापमान पर 5 सेकंड के भीतर होना चाहिए। इन समय या तापमान सीमाओं से अधिक होने पर आंतरिक वायर बॉन्ड या LED चिप्स क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
7. विश्वसनीयता परीक्षण
यह उपकरण सैन्य (MIL-STD), जापानी औद्योगिक (JIS), और आंतरिक मानकों के आधार पर विश्वसनीयता परीक्षणों के एक व्यापक सेट से गुजरता है। ये परीक्षण इसकी मजबूती और दीर्घायु को सत्यापित करते हैं:
- Operating Life Test (RTOL): अधिकतम रेटेड करंट पर 1000 घंटे का निरंतर संचालन, दीर्घकालिक प्रकाशीय अवक्रमण और विफलता के परीक्षण के लिए।
- पर्यावरणीय तनाव परीक्षण: इसमें उच्च तापमान/आर्द्रता भंडारण (65°C/90-95% RH पर 500 घंटे), उच्च तापमान भंडारण (105°C पर 1000 घंटे), और निम्न तापमान भंडारण (-35°C पर 1000 घंटे) शामिल हैं।
- Thermal Cycling & Shock: तापमान साइक्लिंग (-35°C और 105°C के बीच 30 चक्र) और थर्मल शॉक (-35°C और 105°C के बीच तेजी से परिवर्तन के साथ 30 चक्र) थर्मल विस्तार गुणांक (CTE) के बेमेल होने के कारण यांत्रिक विफलताओं की जांच के लिए।
- सोल्डरबिलिटी परीक्षण: सोल्डर प्रतिरोध (260°C पर 10 सेकंड) और सोल्डरबिलिटी (245°C पर 5 सेकंड) यह सुनिश्चित करते हैं कि लीड असेंबली प्रक्रियाओं को सहन कर सकते हैं।
8. महत्वपूर्ण अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार
8.1 डिज़ाइन और कार्यान्वयन चेतावनियाँ
- Drive Current and Thermal Management: अनुशंसित निरंतर फॉरवर्ड करंट या ऑपरेटिंग तापमान से अधिक होने पर प्रकाश उत्पादन में गिरावट (लुमेन डिप्रिसिएशन) तेज हो जाएगी और इससे समय से पहले विनाशकारी विफलता हो सकती है। करंट के लिए रैखिक डीरेटिंग कर्व का पालन करना अनिवार्य है।
- सर्किट सुरक्षा: ड्राइविंग सर्किट में रिवर्स वोल्टेज और पावर-अप या शटडाउन अनुक्रमों के दौरान वोल्टेज ट्रांजिएंट के खिलाफ सुरक्षा शामिल होनी चाहिए, क्योंकि एलईडी में रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज कम होता है।
- Constant Current Drive: यह एलईडी को चलाने की अनुशंसित विधि है। यह इकाइयों के बीच और तापमान परिवर्तनों पर सुसंगत चमक सुनिश्चित करती है, क्योंकि यह एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज के नकारात्मक तापमान गुणांक की क्षतिपूर्ति करती है।
- Forward Voltage Consideration: पावर सप्लाई या ड्राइवर सर्किट को फॉरवर्ड वोल्टेज (VF, typ. 2.6V, max as per spec) की पूरी रेंज को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि यह गारंटी दी जा सके कि सभी परिस्थितियों में सभी सेगमेंट को लक्षित ड्राइव करंट प्रदान किया जाता है।
8.2 Typical Application Circuit Concepts
LTP-4323JD जैसे कॉमन कैथोड डिस्प्ले के लिए, दो कैरेक्टर में 16 सेगमेंट को नियंत्रित करने के लिए अक्सर एक टिपिकल मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम का उपयोग किया जाता है। कॉमन कैथोड पिन (4 और 10) को क्रमिक रूप से ग्राउंड पर स्विच किया जाएगा (उदाहरण के लिए, एक ट्रांजिस्टर द्वारा), जबकि उस कैरेक्टर के लिए वांछित सेगमेंट को प्रकाशित करने के लिए उपयुक्त सेगमेंट एनोड पिन को हाई ड्राइव किया जाएगा (करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर IC के साथ)। इससे माइक्रोकंट्रोलर I/O पिनों की आवश्यक संख्या कम हो जाती है। डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि मल्टीप्लेक्स्ड पल्स के दौरान प्रति सेगमेंट पीक करंट absolute maximum rating से अधिक न हो, और समय के साथ औसत करंट वांछित ब्राइटनेस स्तर को पूरा करे।
9. तुलनात्मक लाभ और प्रौद्योगिकी संदर्भ
लाल एलईडी के लिए AlInGaP प्रौद्योगिकी का उपयोग गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड (GaAsP) जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों पर एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। AlInGaP काफी अधिक बाहरी क्वांटम दक्षता प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप समान इनपुट करंट के लिए अधिक चमकदार आउटपुट प्राप्त होता है। "हाइपर रेड" उत्सर्जन (650nm पीक) भी दृष्टि से अधिक विशिष्ट है और उन अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन प्रदान कर सकता है जहां डिस्प्ले को फिल्टर के माध्यम से या परिवेशी सूर्य के प्रकाश में देखा जा सकता है। ग्रे फेस/व्हाइट सेगमेंट डिज़ाइन कंट्रास्ट को अधिकतम करता है। साधारण 7-सेगमेंट डिस्प्ले की तुलना में, 16-सेगमेंट प्रारूप वर्णमाला के अधिक पूर्ण प्रतिनिधित्व (हालांकि सीमित) की अनुमति देता है, जिससे संख्याओं के साथ-साथ छोटे टेक्स्ट संदेशों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में डिवाइस की उपयोगिता बढ़ जाती है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
प्रश्न: क्या मैं इस डिस्प्ले को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। सामान्य फॉरवर्ड वोल्टेज 2.6V है, लेकिन सही करंट (जैसे, 20mA) सेट करने के लिए हमेशा एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की आवश्यकता होती है। केवल 5V पिन का उपयोग करने से अत्यधिक करंट होगा और LED सेगमेंट नष्ट हो जाएगा। रेसिस्टर मान की गणना R = (Vcc - Vf) / If का उपयोग करके करें।
प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डॉमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
A: शिखर तरंगदैर्ध्य (650nm) उत्सर्जित प्रकाश स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (639nm) मानव आंख द्वारा अनुभव किया जाने वाला रंग बिंदु है, जो उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के आकार के कारण भिन्न हो सकता है। विशिष्टता के लिए दोनों ही महत्वपूर्ण हैं।
Q: निरंतर वोल्टेज की तुलना में निरंतर धारा ड्राइव की सिफारिश क्यों की जाती है?
A: एलईडी का अग्र वोल्टेज (Vf) तापमान बढ़ने के साथ घटता है। निरंतर वोल्टेज आपूर्ति के साथ, इससे धारा बढ़ जाएगी, जिससे अधिक ताप और थर्मल रनअवे हो सकता है। एक निरंतर धारा स्रोत Vf में परिवर्तनों की परवाह किए बिना एक स्थिर धारा बनाए रखता है, जिससे स्थिर चमक सुनिश्चित होती है और एलईडी सुरक्षित रहती है।
Q: 2:1 के "ल्यूमिनस इंटेंसिटी मैचिंग रेशियो" की व्याख्या कैसे करें?
A: इसका अर्थ है कि एक परिभाषित "समान प्रकाश क्षेत्र" (संभवतः एक वर्ण के भीतर) में सबसे चमकीला खंड, उसी क्षेत्र के सबसे मंद खंड से अधिकतम दोगुना ही चमकीला होगा। यह एकरूपता का एक माप है।
11. Practical Design and Usage Example
परिदृश्य: एक साधारण दो-अंकीय वोल्टमीटर रीडआउट डिजाइन करना। LTP-4323JD आदर्श होगा। माइक्रोकंट्रोलर का ADC एक वोल्टेज पढ़ता है, इसे दशमलव संख्या में परिवर्तित करता है, और डिस्प्ले को चलाता है। फर्मवेयर मल्टीप्लेक्सिंग संभालेगा: यह दहाई के अंक के लिए सेगमेंट पैटर्न को एनोड लाइनों पर सेट करता है, थोड़े समय के लिए (जैसे 5ms) कॉमन कैथोड पिन 4 को ग्राउंड करता है, फिर इकाई के अंक के लिए सेगमेंट पैटर्न सेट करता है और उसी अवधि के लिए कॉमन कैथोड पिन 10 को ग्राउंड करता है, तेजी से दोहराता है। दृष्टि की निरंतरता दोनों अंकों के लगातार चालू रहने का भ्रम पैदा करती है। सप्लाई वोल्टेज और वांछित औसत सेगमेंट करंट (मल्टीप्लेक्सिंग के ड्यूटी साइकिल पर विचार करते हुए) के आधार पर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स की सावधानीपूर्वक गणना की आवश्यकता है। यदि ड्राइविंग सर्किट एलईडी को रिवर्स वोल्टेज के अधीन कर सकता है तो डिजाइन में सुरक्षा डायोड शामिल होने चाहिए।
12. Operating Principle
यह उपकरण एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब डायोड के चालू होने की सीमा से अधिक एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की AlInGaP परत से इलेक्ट्रॉन p-प्रकार की परत के होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन घटना फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। AlInGaP क्रिस्टल जालक की विशिष्ट मिश्र धातु संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है—इस मामले में, लगभग 650 nm के लाल क्षेत्र में। अपारदर्शी GaAs सब्सट्रेट नीचे की ओर उत्सर्जित किसी भी प्रकाश को अवशोषित कर लेता है, इसे ऊपर की ओर परावर्तित करके समग्र दक्षता में सुधार करता है। डिस्प्ले के प्रत्येक खंड में इन सूक्ष्म LED चिप्स में से एक या अधिक शामिल होते हैं।
13. Technology Trends and Context
AlInGaP-आधारित एलईडी एम्बर, लाल और हाइपर-लाल उत्सर्जन के लिए एक परिपक्व और अत्यधिक अनुकूलित तकनीक का प्रतिनिधित्व करती हैं। जबकि गैलियम नाइट्राइड (GaN) जैसी नई सामग्री नीले, हरे और सफेद एलईडी बाजारों पर हावी हैं, AlInGaP लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए दक्षता में अग्रणी बनी हुई है। डिस्प्ले प्रौद्योगिकी में वर्तमान रुझान लघुकरण (0.4-इंच से छोटे अंक), उच्च पिक्सेल घनत्व (पूर्ण ग्राफिक्स के लिए डॉट मैट्रिक्स या OLED की ओर बढ़ना), और बेहतर दक्षता (समान चमक के लिए कम ड्राइव धाराएं) पर केंद्रित हैं। हालांकि, कठोर वातावरण (व्यापक तापमान सीमा) में समर्पित, उच्च-विश्वसनीयता, उच्च-चमक अल्फ़ान्यूमेरिक संकेतकों के लिए, LTP-4323JD जैसे सेगमेंट एलईडी डिस्प्ले एक मजबूत और लागत-प्रभावी समाधान बने हुए हैं। भविष्य के विकास में ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स को सीधे पैकेज में एकीकृत करना या थर्मल प्रबंधन को और बेहतर बनाने के लिए पैकेज को और परिष्कृत करना शामिल हो सकता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकदार है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट, अधिक मान सफेदी/ठंडक दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एलईडी के समान बैच में एकसमान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | कम समय के लिए सहनीय शिखर धारा, जो मंद या चमकने के लिए प्रयुक्त होती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक बनाए रखने को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री का क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit. | Driver matching ko sahaj banata hai, system efficiency ko sudhaarta hai. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | Life estimation standard | Estimates life under actual conditions based on LM-80 data. | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल टेस्ट विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करता है कि कोई हानिकारक पदार्थ (सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में प्रयुक्त, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |