目次
1. 製品概要
LTD-322JS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、固体式数値表示デバイスです。この部品は発光ダイオード（LED）ディスプレイのカテゴリーに属し、特にAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術を利用して黄色光を発光します。このコンポーネントの主な機能は、個別にアドレス可能なセグメントを通じて、数字（0-9）および一部の英数字を視覚的に表現することです。
その主な応用分野には、産業用計器、民生電子機器パネル、試験・測定機器、およびコンパクトで低消費電力の数値表示を必要とするあらゆる組み込みシステムが含まれます。このデバイスは、0.3インチ（7.62 mm）の桁高を特徴としており、視認性と基板スペース消費の間で良好なバランスを提供します。表示部は黒地に白セグメントのデザインで、様々な照明条件下で最適な文字表示のための高いコントラストを実現します。
基盤となる技術は、不透明なヒ化ガリウム（GaAs）基板上に作製されたAlInGaP LEDチップを採用しています。この材料システムは、黄色および琥珀色の波長を生成する際の高効率と安定性で知られています。デバイスはデュプレックス・コモンカソード・ディスプレイとして構成されており、これは2桁（または2つの独立した表示ユニット）が共通のカソード接続を共有していることを意味し、マルチプレックス駆動回路を簡素化します。
2. 詳細技術パラメータ分析
2.1 絶対最大定格
これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が発生する可能性のある応力限界を定義します。これらの限界値での、またはそれを超える動作は保証されておらず、信頼性の高い性能のためには避けるべきです。
- セグメントあたりの消費電力：70 mW。これは、単一の点灯セグメントが熱損傷を引き起こすことなく消費できる最大許容電力です。この限界を超えると、LEDの内部量子井戸構造やボンディングワイヤの劣化リスクがあります。
- セグメントあたりのピーク順方向電流：60 mA。この定格は、デューティ比1/10、パルス幅0.1 msのパルス条件下で適用されます。より高い瞬間輝度を達成するための短時間の過電流を可能にしますが、これはマルチプレックス表示やストロボ効果に有用ですが、平均電力定格を超えないように注意深く管理する必要があります。
- セグメントあたりの連続順方向電流：25°C時 25 mA。これは連続動作に推奨される最大DC電流です。0.33 mA/°Cの線形デレーティング係数が規定されており、周囲温度（Ta）が25°Cを超えて上昇すると、許容連続電流が減少することを意味します。例えば、50°Cでは、最大連続電流は約 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA となります。
- セグメントあたりの逆電圧：5 V。LEDはダイオードであり、比較的低い逆方向降伏電圧を持ちます。5Vを超える逆バイアスを印加すると、アバランシェ降伏を引き起こし、セグメントを破壊する可能性があります。
- 動作・保管温度範囲：-35°C から +85°C。これは、デバイスが動作中および非動作時の保管中に耐えられる環境条件を定義します。電気的・光学的特性表内の性能は、通常25°Cで規定されています。
- はんだ付け温度：最大260°C、最大3秒間（実装面から1.6mm下で測定）。これは、プラスチックパッケージや内部ダイボンドへの損傷を防ぐために、フローはんだ付けやリフロー工程において極めて重要です。
2.2 電気的・光学的特性
これらのパラメータは標準試験条件（Ta=25°C）下で測定され、デバイスの代表的な性能を示します。
- 平均光度（IV）：320 μcd（最小）、800 μcd（代表値） IF=1mA時。光度は、特定の方向に放射される光の知覚されるパワーの尺度です。広い範囲（最小から代表値）はビニングプロセスを示しています。測定には、CIE明所視感度曲線（V(λ)）を近似するフィルターを使用し、値が人間の明るさ知覚と相関することを保証します。
- ピーク発光波長（λp）：588 nm（代表値） IF=20mA時。これは、放射光のスペクトルパワー分布が最大に達する波長です。AlInGaP黄色LEDの場合、これは通常585-595 nmの範囲に収まります。
- スペクトル線半値幅（Δλ）：15 nm（代表値） IF=20mA時。このパラメータは、半値全幅（FWHM）とも呼ばれ、放射スペクトルの帯域幅を表します。15 nmの値は、比較的単色性の高い黄色光を示しており、AlInGaPのような直接遷移型半導体の特徴です。
- 主波長（λd）：587 nm（代表値） IF=20mA時。主波長は、人間の目が光の色に最も一致すると知覚する単一波長です。ピーク波長と密接に関連していますが、常に同一とは限りません。
- セグメントあたりの順方向電圧（VF）：2.05V（最小）、2.6V（代表値） IF=20mA時。これは、指定された電流が流れているときのLED両端の電圧降下です。設計者は、駆動回路がこの降下電圧に加えて、直列抵抗や駆動トランジスタの降下電圧を克服するのに十分な電圧を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（IR）：100 μA（最大） VR=5V時。これは、ダイオードが最大定格電圧で逆バイアスされたときのリーク電流です。
- 光度マッチング比（IV-m）：2:1（最大） IF=1mA時。これは、単一デバイス内、または同一ロットのデバイス間における、最も明るいセグメントと最も暗いセグメントの間の最大許容比率を規定します。2:1の比率により、表示全体の視覚的な均一性が保証されます。
3. ビニングシステムの説明
データシートは、デバイスが光度で分類されていることを示しています。これは、主要な性能パラメータに基づくビニングまたは選別プロセスを意味します。
- 光度ビニング：IVに対して規定された最小値（320 μcd）と代表値（800 μcd）は、製品が異なる強度ビンに選別されていることを示唆しています。これにより、購入者は特定の輝度要件に適した部品を選択でき、コストに影響を与える可能性があります。設計者は、アプリケーションでの視認性を保証するために最小値を考慮する必要があります。
- 順方向電圧選別：明示的にビニングパラメータとして述べられていませんが、VFに与えられた範囲（2.05Vから2.6V）は、生産上のばらつきとしては典型的です。一貫した電圧降下が重要なアプリケーション（例えば、電圧マージンが厳しい電池駆動デバイス）では、メーカーは要求に応じて電圧選別された部品を提供する場合があります。
- 波長の一貫性：λp（代表値 588 nm）およびλd（代表値 587 nm）に対する厳しい仕様は、良好なプロセス制御を示しており、生産ロット全体で一貫した黄色を実現しています。白色LEDと比較して、この黄色タイプのような単色LEDでは、色に対する大幅なビニングはあまり一般的ではありません。
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。具体的なグラフは本文には提供されていませんが、その標準的な内容と重要性を推測することができます。
- 順方向電流 vs. 順方向電圧（I-V曲線）：このグラフは、ダイオードに典型的な指数関数的関係を示すでしょう。LTD-322JSの場合、曲線は点 IF=20mA, VF=~2.6V を通ります。動作領域における曲線の傾きは、動的抵抗を決定するのに役立ち、アナログ調光やパルス動作において重要です。
- 光度 vs. 順方向電流（I-L曲線）：このプロットは、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。LEDの場合、飽和点以下の広い範囲で一般的に線形です。この曲線は、1mA時の輝度（IV仕様用）を示し、最大連続電流（25mA）までの関係を説明します。
- 光度 vs. 周囲温度：この曲線は熱管理において極めて重要です。AlInGaP LEDの光出力は、一般に接合温度が上昇すると減少します。このデレーティングを理解することで、設計者は高温環境下で光学的または電気的に補償することが可能になります。
- スペクトル分布：相対強度と波長の関係を示すグラフで、中心波長588 nm、半値全幅約15 nmです。これは出力の単色性を確認します。
5. 機械的・パッケージ情報
5.1 パッケージ寸法
デバイスの物理的外形はパッケージ図面で定義されています。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（0.01インチ）です。主要な寸法には通常、パッケージの全長、全幅、全高、桁間間隔（ピッチ）、セグメントサイズと間隔、リード（ピン）間隔と寸法が含まれます。この情報は、PCBフットプリント設計、適切なフィットの確保、および最終製品筐体のオーバーレイや窓の計画に不可欠です。
5.2 ピン接続と極性
LTD-322JSは10ピン構成です。これはコモンカソードタイプであり、各桁のLEDのカソード（負極端子）が内部で接続されていることを意味します。
- ピン 1：アノード G（セグメントG）
- ピン 2：未接続（N/C）
- ピン 3：アノード A（セグメントA）
- ピン 4：アノード F（セグメントF）
- ピン 5：桁2の共通カソード
- ピン 6：アノード D（セグメントD）
- ピン 7：アノード E（セグメントE）
- ピン 8：アノード C（セグメントC）
- ピン 9：アノード B（セグメントB）
- ピン 10：桁1の共通カソード
内部回路図は、各桁の標準的な7セグメントプラス小数点（DP）レイアウトを示しており、各セグメントに個別のアノード、各桁に共通カソードを持ちます。この構成はマルチプレックスに最適です。
6. はんだ付け・組立ガイドライン
指定されたはんだ付けプロファイルを遵守することは、熱損傷を防ぐために極めて重要です。
- リフロー/フローはんだ付け：最大許容はんだ付け温度は260°Cで、パッケージ本体（実装面）から1.6mm下で測定されます。このピーク温度での暴露時間は3秒を超えてはなりません。液相線温度以上の時間が制御されていれば、ピーク温度240-250°Cの標準的な無鉛（SnAgCu）リフロープロファイルは一般的に安全です。
- 手はんだ付け：手動はんだ付けが必要な場合は、温度制御されたはんだごてを使用する必要があります。リードごとの接触時間は最小限に抑え、理想的には3秒未満とし、先端温度は350°Cを超えないようにします。
- 洗浄：はんだ付け後、洗浄が必要な場合は、LEDのエポキシレンズ材料と互換性のある溶剤を使用してください。高周波振動が内部ワイヤボンドを損傷する可能性があるため、超音波洗浄は避けてください。
- 保管条件：指定された温度範囲（-35°C から +85°C）内の乾燥した静電気防止環境で保管してください。このデータシートでは湿気感受性レベル（MSL）は規定されていませんが、リフローを含む現代の組立プロセスではメーカーに確認する必要があります。
7. アプリケーション提案
7.1 代表的なアプリケーション回路
コモンカソード構成は、マルチプレックス駆動用に設計されています。代表的な回路は、マイクロコントローラまたは専用の表示ドライバICを使用するものです。
- マルチプレックス（走査）：2つの共通カソード（ピン5および10）は、NPNトランジスタまたはNFET（電流シンク）に接続されます。セグメントアノードは、電流制限抵抗を介してマイクロコントローラのピンまたはドライバICのセグメント出力に接続されます。マイクロコントローラは、その桁に適切なセグメントアノードを励磁しながら、一度に1桁のカソードを高速に点灯させます。桁あたり60 Hz以上のリフレッシュレートで、目に見えるちらつきを防ぎます。
- 電流制限：順方向電流を設定するために、各セグメントアノード（または電流制御ドライバ）に直列抵抗が必須です。抵抗値は R = (V電源- VF) / IF として計算されます。5V電源で、目標 IF=20mA、VF=2.6Vの場合、R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω となります。抵抗の電力定格は少なくとも IF2* R = 0.048Wであるべきなので、標準的な1/8W（0.125W）抵抗で十分です。
- 輝度制御：輝度は、順方向電流を変化させる（直列抵抗のPWMまたは可変電流源を使用）か、マルチプレックスルーチンのデューティ比を変化させることで調整できます。
7.2 設計上の考慮事項
- 視野角：データシートは広い視野角を謳っています。最適な視認性を得るためには、表示部を主視認方向に対して垂直に取り付けるべきです。斜めからの視認が必要な場合は、角度別強度分布を考慮してください。
- コントラスト向上：黒地/白セグメントのデザインは、固有のコントラストを提供します。屋外または高周囲光下での使用には、中性密度フィルターまたは専用のコントラスト向上フィルターが必要になる場合があります。
- 消費電力は低い（セグメントあたり最大70mW）ですが、マルチプレックス動作では、セグメントあたりの平均電力はさらに低くなります。ただし、高電流で桁のすべてのセグメントが同時に点灯する場合、周囲温度が高い場合は、電流デレーティング曲線を尊重し、十分な通風または放熱を確保してください。ESD保護：
- LEDは静電気放電（ESD）の影響を受けやすいです。適切なESD対策を講じて取り扱ってください。表示部に接続されたI/OラインにTVSダイオードや直列抵抗を組み込むことで、システムレベルのESD耐性を向上させることができます。8. 技術比較と差別化
LTD-322JSは、その仕様に基づいて、他の表示技術と比較していくつかの利点とトレードオフを持っています。
vs. より大きい/小さいLEDディスプレイ：
- 0.3インチ桁はミッドサイズのオプションです。より大きい桁（例：0.5\"The 0.3-inch digit is a mid-size option. Larger digits (e.g., 0.5\
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
用語 単位/表示 簡単な説明 なぜ重要か 発光効率 lm/W (ルーメン毎ワット) 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 光束 lm (ルーメン) 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 光が十分に明るいかどうかを決定する。 視野角 ° (度)、例：120° 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 照明範囲と均一性に影響する。 色温度 K (ケルビン)、例：2700K/6500K 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 演色性指数 無次元、0–100 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 色差許容差 マクアダム楕円ステップ、例：「5ステップ」 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 主波長 nm (ナノメートル)、例：620nm (赤) カラーLEDの色に対応する波長。 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 分光分布 波長 vs 強度曲線 波長全体の強度分布を示す。 演色性と色品質に影響する。 電気パラメータ
用語 記号 簡単な説明 設計上の考慮事項 順電圧 Vf LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 順電流 If LEDの正常動作のための電流値。 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 最大パルス電流 Ifp 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 逆電圧 Vr LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 熱抵抗 Rth (°C/W) チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 ESD耐性 V (HBM)、例：1000V 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 熱管理と信頼性
用語 主要指標 簡単な説明 影響 接合温度 Tj (°C) LEDチップ内部の実際の動作温度。 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある；高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 光束減衰 L70 / L80 (時間) 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 光束維持率 % (例：70%) 時間経過後に残った明るさの割合。 長期使用における明るさの保持能力を示す。 色ずれ Δu′v′またはマクアダム楕円 使用中の色変化の程度。 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 熱劣化 材料劣化 長期的な高温による劣化。 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 パッケージングと材料
用語 一般的な種類 簡単な説明 特徴と応用 パッケージタイプ EMC、PPA、セラミック チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 EMC：耐熱性が良く、低コスト；セラミック：放熱性が良く、寿命が長い。 チップ構造 フロント、フリップチップ チップ電極配置。 フリップチップ：放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 蛍光体コーティング YAG、珪酸塩、窒化物 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 レンズ/光学 フラット、マイクロレンズ、TIR 光分布を制御する表面の光学構造。 視野角と配光曲線を決定する。 品質管理とビニング
用語 ビニング内容 簡単な説明 目的 光束ビン コード例：2G、2H 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 同じロット内で均一な明るさを保証する。 電圧ビン コード例：6W、6X 順電圧範囲でグループ化される。 ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 色ビン 5ステップマクアダム楕円 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 CCTビン 2700K、3000Kなど CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 異なるシーンのCCT要件を満たす。 テストと認証
用語 標準/試験 簡単な説明 意義 LM-80 光束維持試験 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 TM-21 寿命推定標準 LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 科学的な寿命予測を提供する。 IESNA 照明学会 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 業界で認められた試験基盤。 RoHS / REACH 環境認証 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 国際的な市場参入要件。 ENERGY STAR / DLC エネルギー効率認証 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。