LTP-3862JR LEDディスプレイ データシート - 0.3インチ 桁高 - AlInGaP スーパーレッド - 2.6V 順方向電圧 - 70mW 電力損失 - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTP-3862JRは、明確な文字表示を必要とするアプリケーション向けに設計された高性能デュアルディジット英数字表示モジュールです。その中核機能は、標準的な7セグメントディスプレイよりも柔軟性の高い、桁あたり17セグメント構成を使用して英数字（文字と数字）を表示することです。本デバイスは、GaAs基板上にエピタキシャル成長された先進的なAS-AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）RED SUPER LEDチップを採用しています。この技術は、高効率と優れた発光特性で知られています。視覚デザインは、黒い面に白いセグメントを配し、様々な照明条件下でのコントラストと視認性を大幅に向上させています。表示器は輝度でカテゴライズされており、生産ロット間での明るさの一貫性が確保されています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このディスプレイの主な利点は、その設計と半導体技術に由来します。連続的で均一なセグメントは、目に見える隙間や不連続性のない滑らかで魅力的な文字外観を創り出します。低電力で動作するため、バッテリー駆動または省エネルギーを重視するデバイスに適しています。高輝度と高コントラストの組み合わせにより、明るい環境下でも視認性が確保されます。広い視野角により、表示面に対する様々な位置から表示情報を読み取ることが可能です。LED技術の固体信頼性は、真空蛍光管や白熱灯などの他の表示タイプと比較して、長い動作寿命と衝撃・振動に対する耐性を提供します。

この製品は、コンパクトで信頼性が高く、明確な英数字表示が不可欠な市場やアプリケーションを主なターゲットとしています。一般的な用途には、産業用計器パネル、試験・測定機器、医療機器、POS端末、自動車ダッシュボード表示（補助情報用）、および状態や数値データを表示する必要がある様々な民生電子機器が含まれます。

2. 技術仕様の詳細分析

このセクションでは、データシートに規定されている主要な技術パラメータについて、詳細かつ客観的な分析を提供します。

2.1 測光・光学特性

光学性能は、ディスプレイの機能性の中核です。セグメントあたりの平均光度は、順方向電流（I_F）1mAで駆動した場合、最小200 µcd、標準値600 µcd、最大値は記載なしと規定されています。このパラメータは、個々のセグメントの知覚される明るさを定義します。_F光度マッチング比は、最大2:1と規定されています。これは表示の均一性にとって重要なパラメータです。同じ条件下で、最も暗いセグメントの明るさが最も明るいセグメントの明るさの半分以上になることを意味し、文字のすべてのセグメントにわたって一貫した見た目を保証します。色特性は、I_F=20mAで測定された波長パラメータによって定義されます。

ピーク発光波長（λ_P）_Fは639 nmで、可視スペクトルの赤色領域にあります。主波長（λ_D）_p)は631 nmです。ピーク波長と主波長の差は、発光スペクトルの形状に関連します。スペクトル線半値幅（Δλ）_d)は20 nmで、スペクトル純度またはピーク周辺の放出光の波長の広がりを示しています。2.2 電気的特性電気的仕様は、デバイスの動作限界と条件を定義します。

セグメントあたりの順方向電圧（V_F）

は、テスト電流20mAで2.0Vから2.6Vの範囲です。設計者は、通常、電流制限抵抗または定電流ドライバを使用して、これを克服するのに十分な電圧を駆動回路が供給できることを確認する必要があります。セグメントあたりの逆方向電流（I_R）_F)は、逆方向電圧（V_R）5Vで最大100 µAであり、LEDが逆バイアスされたときのリークレベルを示しています。絶対最大定格_R)は、安全な動作の境界を設定します。_Rセグメントあたりの連続順方向電流

は、25°Cで25 mAであり、それ以上の温度では0.33 mA/°Cのデレーティング係数が適用されます。これは、過熱を防ぐために、周囲温度が上昇するにつれて許容される最大連続電流が減少することを意味します。ピーク順方向電流は90 mAですが、特定のパルス条件（1/10デューティ比、0.1msパルス幅）でのみです。これにより、平均消費電力を低く抑えながら、知覚される明るさを達成するために高い瞬間電流を使用できるマルチプレキシング方式が可能になります。セグメントあたりの電力損失は70 mWに制限されています。2.3 熱・環境仕様デバイスは、動作温度範囲-35°C から +105°C、および同じ

保存温度範囲

に対応しています。この広い範囲は、産業用および自動車用の過酷な環境でのアプリケーションに適しています。前述の温度による順方向電流のデレーティングは、直接的な熱管理上の考慮事項です。データシートには、はんだ付け条件も規定されています。デバイスは、実装面から1/16インチ（約1.59 mm）下の距離で、260°C、3秒間耐えることができ、これは典型的なリフローはんだ付けプロファイルのガイドラインです。3. 機械的・パッケージ情報LTP-3862JRは、標準的なLEDディスプレイパッケージで提供されます。データシートには、詳細な寸法図（パッケージ寸法）が含まれています。主要な機械的特徴には、全体のフットプリント、パッケージの高さ、2桁間の間隔、および取り付け穴またはピンの正確な位置と直径が含まれます。図面では、特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、標準公差は±0.25mmと指定されています。この情報は、PCB（プリント基板）レイアウト設計者が、基板上の物理的フットプリントがディスプレイと一致し、部品周囲に十分なクリアランスがあることを確認するために不可欠です。3.1 ピン構成と内部回路デバイスは合計20ピンを持ちます。

マルチプレックス・コモンアノード

タイプとして構成されています。これは、各桁のLEDのアノードが内部で接続されていることを意味します。桁1のコモンアノードはピン4、桁2のコモンアノードはピン10にあります。個々のセグメント（AからU、および小数点用DP）のカソードは、別々のピンに引き出されています。このマルチプレックスアーキテクチャにより、各セグメントが独立してアドレス指定可能な場合よりも少ないドライバラインで2桁を制御できます。内部回路図には通常、各桁のこれらのコモンアノード接続と、セグメントカソードがどのように構成されているかが示されます。ピン接続表は、ディスプレイをマイクロコントローラまたはドライバICに正しく配線するために必須です。

4. 性能曲線分析

データシートは、典型的な電気的/光学的特性曲線を参照しています。提供されたテキストでは具体的なグラフは詳細に説明されていませんが、このようなデバイスの標準的な曲線には以下が含まれます：順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）：このグラフは、LEDにかかる電圧と流れる電流の間の非線形関係を示します。設計者が所定の電源電圧に対して適切な電流制限抵抗値を選択するのに役立ちます。

光度 vs. 順方向電流

：この曲線は、光出力が駆動電流の増加とともにどのように増加するかを示します。通常、ある範囲で線形ですが、非常に高い電流では飽和する可能性があります。

• 光度 vs. 周囲温度：このグラフは、LEDの接合温度が上昇するにつれて光出力がどのように減少するかを示します。このデレーティングを理解することは、高い周囲温度で動作するアプリケーションにとって極めて重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、639 nmのピーク波長を中心とした放出光スペクトルの形状を示します。
• これらの曲線は、設計者に、表の単一点データを超えた、非標準または変動する条件下でのデバイスの挙動について、より微妙な理解を提供します。5. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮事項
• 5.1 駆動回路設計このマルチプレックスコモンアノードディスプレイを動作させるには、駆動回路が必要です。これには通常、十分なI/Oピンを備えたマイクロコントローラまたは専用のLEDドライバICを使用します。コモンアノード（ピン4と10）は、電流供給トランジスタを介して、またはMCUピンが十分な電流を供給できる場合は直接、マイクロコントローラに接続されます。セグメントカソード（ピン1-3, 5-9, 11-13, 15-20）は、電流吸込みドライバ（トランジスタアレイやドライバICなど）に接続されます。マルチプレキシングは、カソードラインにその桁のセグメントパターンを提示しながら、一度に1桁のコモンアノードを順番に点灯させることで実現されます。このサイクルは、目に見えるちらつきを避けるために十分に速く（通常>60 Hz）行われる必要があります。ピーク電流定格により、各桁の短い点灯時間中に高い瞬間電流を使用して、より高い知覚平均輝度を達成することが可能です。

5.2 熱・はんだ付け管理

LEDは効率的ですが、消費電力（セグメントあたり最大70mW）は、特に複数のセグメントが同時に点灯すると発熱を引き起こす可能性があります。コモンアノードピンに放熱板として機能させるために、十分なPCB銅面積またはサーマルビアを考慮することがあります。内部のエポキシ、ワイヤーボンディング、または半導体ダイ自体への損傷を組み立て中に防ぐためには、はんだ付けプロファイル（260°C、3秒）を厳密に遵守する必要があります。

5.3 光学的統合

黒面/白セグメントのデザインは高いコントラストを提供します。明るい環境光下でのさらなる向上のために、コントラストフィルタまたは暗色のカバーウィンドウを使用することができます。広い視野角により、視聴者をディスプレイの法線方向に正確に合わせる必要がなくなります。設計者は、最適な視認性を不必要な電力消費なしに確保するために、駆動電流を選択する際に意図する視聴距離と環境光レベルを考慮する必要があります。

6. 技術比較と差別化

LTP-3862JRの主な差別化要因は、

AlInGaPスーパーレッド

技術とその

17セグメント

アーキテクチャの採用です。標準的なGaAsPやGaP LEDなどの古い技術と比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率を提供し、同じ電流でより明るい表示、または同じ明るさでより低い電力消費を実現します。17セグメントフォーマットは、標準的な7セグメントディスプレイと比較して、数字と少数の文字だけでなく、完全なアルファベット（英数字）の視認性の高い表現を可能にし、そのアプリケーション範囲を大幅に拡大します。光度のカテゴライズはもう一つの重要なポイントであり、不均一な明るさが視覚的に気を散らす可能性のある多桁表示にとって重要な、明るさの一貫性のレベルを提供します。7. よくある質問（技術パラメータに基づく）Q: 2:1の光度マッチング比は、私の設計にとって何を意味しますか？A: 視覚的な均一性を保証します。最悪の場合でも、同じように駆動された別のセグメントの明るさの半分より暗くなるセグメントはありません。これにより、一部の文字や文字の一部が他よりも明らかに暗く見えることを防ぎます。Q: このディスプレイを5Vのマイクロコントローラで直接駆動できますか？

A: セグメントについては直接駆動できません。順方向電圧は2.0-2.6Vです。5VのMCUピンをセグメントカソードに（抵抗を介して）直接接続すると、MCUピンがハイのときにLEDに約5Vの逆バイアスがかかり、8Vの逆方向電圧定格を超え、LEDを損傷する可能性があります。MCUのロジックレベルとLEDの電流要件をインターフェースするには、適切な駆動回路（トランジスタまたはドライバIC）を使用する必要があります。

Q: 電流制限抵抗の値はどのように計算しますか？

A: オームの法則を使用します：R = (V_supply - V_F) / I_F。5V電源、典型的なV_F 2.3V、希望するI_F 20mAの場合：R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135オーム。次に大きい標準値（例：150オーム）を使用すると、電流がわずかに低くなり、安全動作領域内に収まります。

Q: ピーク順方向電流定格の目的は何ですか？

A: マルチプレキシングを可能にします。マルチプレックス設定では、各桁は時間の一部（例：2桁で1/2デューティ比）しか点灯しません。所望の平均輝度を達成するために、短い点灯時間中に高い瞬間電流を使用できます。90mAのピーク定格（0.1msパルス、1/10デューティ）はこれを可能にします。平均電流は、時間平均で計算した場合、連続電流定格を尊重する必要があります。

8. 実用的なアプリケーション例

シナリオ：マイクロコントローラインターフェースを備えた簡単な2桁カウンタの設計。_{設計例では、8ビットマイクロコントローラ（例：ATmega328P）を使用します。そのI/Oピンのうち2本を出力として設定し、小さなNPNトランジスタ（例：2N3904）を介してコモンアノード（桁1と桁2）を駆動し、桁内のすべての点灯セグメントに必要な電流を供給します。他の8本のI/Oピンは、ULN2003Aダーリントンアレイなどの電流吸込みドライバICを介してセグメントカソードを駆動するために使用され、結合されたセグメント電流を処理できます。ファームウェアはカウンタ変数を維持します。十の位と一の位を分離し、それぞれを17セグメントパターン（ルックアップテーブルを使用）に変換し、その後、一の位パターンを出力しながら桁1のトランジスタを有効にし、次に十の位パターンを出力しながら桁2のトランジスタを有効にする、という短い遅延を含む連続ループを実行します。電流制限抵抗は、コモンアノード側（より簡単、桁あたり1抵抗）またはセグメントカソード側（セグメントごとのより精密な制御、より多くの抵抗）のいずれかに配置されます。}9. 動作原理の紹介_F基本的な動作原理は、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネセンスに基づいています。AlInGaP半導体材料は特定のバンドギャップエネルギーを持っています。接合の閾値（順方向電圧V_F）を超える順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が接合を横切って注入されます。これらの電荷キャリアが再結合すると、エネルギーを放出します。AlInGaPのような直接遷移型半導体では、このエネルギーは主に光子（光）として放出されます。放出される光の波長（色）は、材料のバンドギャップエネルギーによって決まります。17セグメントレイアウトは、パッケージ内の個々のLEDダイまたはチップ領域の幾何学的配置であり、それぞれが文字のセグメントに対応しています。電気的接続は、ワイヤーボンディングを介してアノードとカソードの接点に行われ、それらはパッケージの外部ピンに配線されます。_F10. 技術トレンド_F表示技術は絶えず進化しています。このデータシートのAlInGaP技術は赤/オレンジ/黄色の高性能ソリューションを表していますが、より広範なトレンドには、さらに効率的な材料と構造の採用が含まれます。フルカラーまたは白色表示の場合、InGaN（インジウムガリウム窒化物）ベースの青色および緑色LEDが主流です。より高い発光効率（ワットあたりのルーメン）に向けた絶え間ない推進があり、より明るい表示またはより低いエネルギー消費が可能になります。小型化は別のトレンドであり、チップスケールパッケージングとより小さなダイサイズにより、より高い解像度または同じ解像度をより小さなフットプリントで実現するディスプレイが可能になります。さらに、LED駆動回路、マイクロコントローラ、時にはディスプレイ自体さえも単一のモジュールまたはスマートディスプレイに統合する統合ソリューションがより一般的になりつつあり、最終製品メーカーの設計プロセスを簡素化しています。固体信頼性、低電力、広視野角の中核的利点は基本的なものであり、これらの材料と統合の進歩によって強化されています。_Fof 20mA: R = (5 - 2.3) / 0.02 = 135 ohms. Use the next standard value (e.g., 150 ohms) which gives a slightly lower current, well within the safe operating area.

Q: What is the purpose of the peak forward current rating?

A: It enables multiplexing. In a multiplexed setup, each digit is only on for a fraction of the time (e.g., 1/2 duty cycle for two digits). To achieve a desired average brightness, you can use a higher instantaneous current during its short on-time. The 90mA peak rating (at 0.1ms pulse, 1/10 duty) allows this. The average current must still respect the continuous current rating when calculated over time.

. Practical Application Example

Scenario: Designing a simple two-digit counter with microcontroller interface.

A design case would involve an 8-bit microcontroller (e.g., an ATmega328P). Two of its I/O pins would be configured as outputs to drive the common anodes (Digit 1 and Digit 2) via small NPN transistors (e.g., 2N3904) to source the required current for all lit segments in a digit. Eight other I/O pins would be used to drive the segment cathodes through a current-sinking driver IC like a ULN2003A Darlington array, which can handle the combined segment currents. The firmware would maintain a counter variable. It would separate the tens and units digits, convert each to a 17-segment pattern (using a look-up table), and then alternately enable the transistor for Digit 1 while outputting the units digit pattern, then enable Digit 2 while outputting the tens digit pattern, in a continuous loop with a short delay. The current-limiting resistors would be placed on either the common anode side (simpler, one resistor per digit) or the segment cathode side (more precise control per segment, more resistors).

. Operating Principle Introduction

The fundamental operating principle is based on electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The AlInGaP semiconductor material has a specific bandgap energy. When a forward voltage exceeding the junction's threshold (the forward voltage V_F) is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected across the junction. When these charge carriers recombine, they release energy. In a direct bandgap semiconductor like AlInGaP, this energy is released primarily as photons (light). The wavelength (color) of the emitted light is determined by the bandgap energy of the material. The 17-segment layout is a geometric arrangement of individual LED dies or chip regions within the package, each corresponding to a segment of the character. Electrical connections are made via wire bonds to the anode and cathode contacts, which are routed to the external pins of the package.

. Technology Trends

Display technology is continuously evolving. While the AlInGaP technology in this datasheet represents a high-performance solution for red/orange/yellow colors, broader trends include the adoption of even more efficient materials and structures. For full-color or white displays, InGaN (Indium Gallium Nitride) based blue and green LEDs are dominant. There is a constant drive towards higher luminous efficacy (more lumens per watt), allowing for brighter displays or lower energy consumption. Miniaturization is another trend, with chip-scale packaging and smaller die sizes enabling displays with higher resolution or the same resolution in a smaller footprint. Furthermore, integrated solutions are becoming more common, where the LED driver circuitry, microcontroller, and sometimes even the display itself are combined into a single module or smart display, simplifying the design-in process for end-product manufacturers. The core advantages of solid-state reliability, low power, and wide viewing angle remain foundational and are enhanced by these material and integration advances.