LTD-322JG LEDディスプレイ データシート - 0.3インチ桁高 - 緑色(571nm) - 順電圧2.6V - 技術文書

1. 製品概要

LTD-322JGは、明瞭で明るく、信頼性の高い数値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な固体式数値表示コンポーネントです。その主な機能は、7セグメント構成を用いて、通常は数字の0から9までの数値データを視覚的に表示することです。中核技術は、緑黄色スペクトルにおける高効率発光のために特別に設計された、リン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）半導体材料に基づいています。このデバイスは、コモンカソード・デュプレックス表示器に分類され、単一パッケージ内に2つの独立した桁要素を含み、それぞれが共通のカソード接続点を共有しています。これは、マルチプレクシングアプリケーションの回路設計を簡素化します。

この表示器は、黒地に白セグメントのデザインを採用しており、様々な照明環境下、特に明るい場所でもコントラストと視認性を大幅に向上させます。0.3インチ（7.62 mm）の桁高は、適切な距離から容易に読み取れることと、計測機器、産業用制御パネル、計器、家電製品、POS端末などのスペースが限られた電子アセンブリへの統合に適したコンパクトな形状を維持することのバランスを取っています。

2. 技術パラメータの詳細解釈

2.1 光学特性

光学性能は、標準化された試験条件下で測定されるいくつかの主要パラメータによって定義されます。平均光度（Iv）は、順電流（IF）1 mAにおける代表値800 µcdで規定されています。このパラメータは、点灯したセグメントの人間の目で知覚される明るさを示します。広い範囲（最小：320 µcd、代表：800 µcd）は、光度に対するビニングシステムを示唆しており、これは類似した出力を持つデバイスをグループ化するLED製造において一般的です。

Theピーク発光波長（λp）は571ナノメートル（nm）、主波長（λd）は572 nmで、いずれもIF=20mAで測定されます。これらの値は、発光を明確に緑色領域に位置づけます。スペクトル半値幅（Δλ）は15 nmであり、これはスペクトル純度または発光波長の広がりを表します。半値幅が狭いほど、より単色性の高い純粋な緑色を示します。光度マッチング比は最大2:1と規定されています。これは多桁または多セグメント表示器にとって重要なパラメータであり、異なるセグメントまたは桁間の明るさのばらつきが2対1の比率を超えないことを保証し、均一な視覚的外観を確保します。

2.2 電気的特性

電気的特性は、デバイスの動作限界と条件を定義します。絶対最大定格は安全な動作の境界を設定します。セグメントあたりの連続順電流は25°Cで25 mAと定格されており、降格率は0.33 mA/°Cです。これは、周囲温度（Ta）が25°Cを超えて上昇すると、熱損傷を防ぐために許容される最大連続電流が減少することを意味します。パルス動作では、ピーク順電流として、1/10デューティサイクル、0.1 msパルス幅の条件下で60 mAが許容されます。これは、より高いピーク輝度を達成するためのマルチプレクシング方式に有用です。

Theセグメントあたりの順方向電圧（VF）は、IF=20mAにおける代表値が2.6Vです（最大：2.6V、最小：2.05V）。これは、LEDが電流を導通しているときの両端の電圧降下であり、電流制限回路の設計に不可欠です。逆電圧（VR）定格は5Vであり、破壊を引き起こさずに逆バイアス方向に印加できる最大電圧を示します。逆電流（IR）はリークパラメータであり、VR=5Vで最大100 µAと規定されています。

2.3 熱的特性

このデバイスは、動作温度範囲が-35°Cから+85°C、同じく保存温度範囲が規定されています。この広い範囲は、産業用冷凍庫から高温のエンジンルームまで、過酷な環境条件下での信頼性の高い動作を保証します。セグメントあたりの電力損失は70 mWであり、これは順電圧と電流と組み合わさって熱負荷を決定します。規定されたはんだ付け温度は、最大260°Cで最大3秒間であり、実装面から1.6mm下で測定されます。これは、ウェーブはんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセスにおいて、LEDチップやエポキシパッケージへの損傷を防ぐための重要なパラメータです。

3. ビニングシステムの説明

データシートは複雑なビニングマトリックスを明示的に詳細には記述していませんが、主要パラメータの仕様範囲は分類プロセスを示唆しています。主なビニングは、おそらく光度に対して行われます（特徴に光度でカテゴライズと記載）。デバイスは、1 mAで測定されたIvに基づいて試験され、ビンに分類され、顧客が一貫した輝度レベルの表示器を受け取ることを保証します。順方向電圧に規定された範囲（2.05Vから2.6V）があるため、暗黙の電圧ビニングも存在する可能性があります。色が重要なアプリケーションでは、ピーク/主波長（571-572 nm）に関する厳密な仕様が、事実上の単一ビンシステムとして機能し、すべてのユニット間で一貫した緑色調を保証します。

4. 性能曲線分析

データシートは、代表的な電気的/光学的特性曲線を参照しています。具体的な曲線は本文には提供されていませんが、標準的なLED曲線を推測することができ、設計において重要です。電流対電圧（I-V）曲線は指数関数的関係を示し、ターンオン電圧（約2V）と動作領域を強調します。光度対順電流（Iv-IF）曲線は通常、ある範囲で線形であり、電流の増加に伴って輝度がどのように増加するかを示します。この関係を理解することは、電力制限内に留まりながら、所望の輝度レベルでLEDを駆動するための鍵となります。光度対周囲温度（Iv-Ta）曲線は、温度が上昇するにつれて出力が減少することを示し、規定された温度範囲全体で一貫して動作するシステムを設計するために不可欠です。スペクトル分布曲線は、ピーク波長とスペクトル半値幅を視覚的に表します。

5. 機械的およびパッケージ情報

このデバイスは、標準的なLED表示器パッケージで提供されます。パッケージ寸法図面が参照されており、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±0.25 mmです。この図面は、PCBフットプリント設計、適切な穴配置、パッドサイズ、および部品間隔を確保するために不可欠です。ピン接続表は、重要なインターフェース定義を提供します。これは10ピン構成です：ピン5は桁2のコモンカソード、ピン10は桁1のコモンカソード、ピン1、3、4、6、7、8、9はそれぞれセグメントG、A、F、D、E、C、Bのアノードです。ピン2はノーピンと記載されており、機械的なプレースホルダーまたは非接続ピンであることを示します。内部回路図は、コモンカソード・デュプレックス構造を視覚的に確認し、2つの桁の対応するセグメント（例：桁1と桁2のセグメントA）が内部で単一のアノードピンにどのように接続されているかを示しています。これは、マルチプレクス表示器では標準的です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

規定されたはんだ付け温度制限（最大260°C、3秒間）を遵守することが最も重要です。これは通常、ウェーブはんだ付けプロセスに適用されます。リフローはんだ付けの場合は、ピーク温度が260°Cを超えない標準的な鉛フリープロファイルを使用し、液相線以上の時間が制御されていることを確認する必要があります。高温への長時間の曝露は、内部ワイヤボンドの破損、エポキシのひび割れ、またはLEDチップの光学特性の劣化を引き起こす可能性があります。挿入時のピンへの機械的ストレスは避けることを推奨します。デバイスは、湿気吸収を防ぐために、使用するまで元の防湿バッグに保管する必要があります。湿気吸収は、はんだ付け中にポップコーン現象を引き起こす可能性があります。

7. アプリケーション提案

7.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この表示器は、コンパクトで明るく、信頼性の高い数値表示を必要とするあらゆるアプリケーションに理想的です。一般的な用途には、デジタルマルチメータや試験機器、産業用プロセスコントローラやタイマー、医療機器の表示、自動車のダッシュボードインジケータ（非重要情報用）、家電製品（オーブン、電子レンジ、洗濯機）、レジやはかりなどの商業機器が含まれます。

7.2 設計上の考慮事項

電流制限：LEDは電流駆動デバイスです。各アノードに対して直列の電流制限抵抗を使用するか、定電流駆動回路を実装する必要があります。抵抗値はオームの法則を使用して計算されます：R = (Vcc - VF) / IF。ここで、Vccは電源電圧、VFは順方向電圧（最悪ケースの電流計算には最大値を使用）、IFは所望の順電流です。

マルチプレクシング：コモンカソード・デュプレックス設計は、マルチプレクス動作を意図しています。一度に1つのカソード（桁）を順次有効にし、その桁のセグメントデータをアノードラインに提示することにより、マイクロコントローラからのI/Oピン数を減らして複数の桁を制御できます。ピーク電流定格により、デューティサイクルの減少を補償するために高いパルス電流が可能となり、知覚される輝度を維持します。

視野角：広い視野角の特徴は、表示器が様々な位置から読み取り可能であることを保証し、パネル取り付けデバイスにとって重要です。

8. 技術比較

LTD-322JGの主な差別化要因は、緑色発光にAlInGaP技術を使用している点です。リン化ガリウム（GaP）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、同じ駆動電流でより大きな輝度をもたらします。黒地/白セグメントのデザインは、拡散面や灰色面の表示器と比較して優れたコントラストを提供します。0.3インチの桁高は標準サイズですが、その高い輝度、コントラスト、およびAlInGaP効率の特定の組み合わせは、より進んでいない半導体材料を使用する同サイズの表示器よりも優位性を提供する可能性があります。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ノーピン接続の目的は何ですか？

A: ピン2は物理的には存在しますが、電気的には接続されていません。これは、自動挿入時の適切な向きを確保するための機械的なキーとして、または構造的な対称性を提供するために機能している可能性があります。

Q: 異なる輝度レベルを実現するにはどうすればよいですか？

A: 輝度は主に順電流（IF）によって制御されます。電流制限抵抗の値を調整するか、アノードまたはカソードでPWM（パルス幅変調）信号を使用することができます。PWMは、最適な順電圧/電流関係を維持しながらデューティサイクルを変調するため、非常に効果的です。

Q: 2つのコモンカソードを一緒に接続できますか？

A: いいえ、適切なマルチプレクシングのためには、それらを別々に制御する必要があります。一緒に接続すると、両方の桁が同時に同じセグメントパターンを表示することになり、デュプレックス表示器の目的が損なわれます。

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: これは、デバイス内のすべてのセグメントが合理的に均一な輝度を持つことを保証します。大きな固有のばらつきを補償するために、各セグメントに対して個別の電流調整を設計する必要はありません。

10. 実用的な設計および使用例

マイクロコントローラを使用した簡単な2桁カウンタを設計することを考えてみましょう。マイクロコントローラは、セグメントアノード（A-G）に接続された7本のI/Oピンと、桁カソード（電流シンク用のNPNトランジスタまたはMOSFETを介して）に接続された2本のI/Oピンを持ちます。ファームウェアはマルチプレクシングルーチンを実装します：桁1のトランジスタをオンにし、アノードピンに1桁目のセグメントパターンを出力し、短い間隔（例：5ms）待機し、次に桁1をオフにし、桁2をオンにし、2桁目のパターンを出力し、繰り返します。各セグメントの電流は、共通アノードライン（共通の正電源を使用する場合）上の単一の電流制限抵抗、または各マイクロコントローラピン上の個別の抵抗によって設定され、所望の平均電流とこの2桁の例における1/2のデューティサイクルを考慮して計算されます。

11. 原理紹介

このデバイスは、半導体p-n接合におけるエレクトロルミネッセンスの原理に基づいて動作します。AlInGaP材料は直接遷移型半導体です。接合の内蔵電位を超える順電圧が印加されると、n領域からの電子とp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は活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。アルミニウム、インジウム、ガリウム、リン化物原子の特定の組成が、バンドギャップエネルギーを決定し、これは直接、発光の波長（色）に対応します。この場合、組成は約571-572 nmの波長を持つ光子を放出するように調整されており、これは緑色光として知覚されます。不透明なGaAs基板は、生成された光の多くをデバイスの上部から外部に導くのを助け、外部効率を向上させます。

12. 開発動向

インジケータおよび表示LEDの分野では、以下のような継続的な動向があります：効率向上：単位電気入力電力あたりの光をより多く取り出すための、材料科学の継続的な改善（例：より高度なエピタキシャル構造）。小型化：携帯機器向けに、より小さな桁高またはより高いピクセル密度の表示器の開発。統合：LED表示器とドライバICおよびコントローラを組み合わせて、より完全なモジュールソリューションとし、エンドユーザーの設計を簡素化。色の拡張：これは単色（緑）デバイスですが、フルカラーでアドレス可能なLEDマトリックスおよび表示器への広範な動向があります。標準的な7セグメント表示器については、信頼性、コスト削減、および太陽光下でも読み取り可能なアプリケーションのためのさらに高い輝度とコントラスト比の達成に焦点が当てられています。