LTS-5703AKF 0.56インチ 黄橙色 7セグメントLED表示器 データシート - 文字高14.22mm - 順方向電圧2.6V - 消費電力70mW - 技術文書

1. 製品概要

LTS-5703AKFは、明確で明る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1桁7セグメントLED表示モジュールです。0.56インチ（14.22 mm）の文字高を特徴とし、中程度の距離からの視認性が重要な中型パネルや計器類に適しています。本デバイスは、ヒ化ガリウム（GaAs）基板上に形成された先進的なアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体技術を採用し、特徴的な黄橙色の発光を実現しています。この材料システムは、その高効率と優れた輝度で知られています。表示器は白いセグメントを持つライトグレーの表面を有し、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提供します。

その中核的な利点には、低消費電力、高輝度、広視野角、およびソリッドステートの信頼性が含まれます。セグメントは連続的で均一に設計されており、一貫性のあるプロフェッショナルな視覚出力を保証します。本デバイスは輝度でカテゴライズされており、RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠した鉛フリーパッケージで提供されるため、環境配慮を考慮した現代の電子設計に適しています。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 電気的特性

電気的パラメータは、信頼性の高い使用のための動作限界と条件を定義します。絶対最大定格は、永久損傷を防ぐために超えてはならない境界を指定します。各セグメントの連続順方向電流は、25°Cで25 mAに定格されており、周囲温度の上昇に伴い0.33 mA/°Cの線形低下率が適用されます。パルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）で許容されるピーク順方向電流は60 mAです。各セグメントの最大消費電力は70 mWです。逆方向電圧耐量は5 Vです。標準テスト電流20 mAで駆動した場合の各セグメントの順方向電圧（V_F）は、通常2.05Vから2.6Vの範囲です。逆方向バイアス5Vが印加された場合の逆方向電流（I_R）は、最大100 µAと規定されています。

2.2 光学的特性

光学的性能はその機能の中心です。平均光度（I_V）は主要な指標であり、I_F= 1 mAのテスト条件下で、最小800 µcd、代表値1667 µcd（最大値は規定なし）です。この高輝度は良好な視認性を保証します。色特性は波長で定義されます：ピーク発光波長（λ_p）は代表値611 nm、主波長（λ_d）は代表値605 nmで、いずれもI_F= 20 mAで測定され、出力は確実に黄橙色スペクトルに位置します。スペクトル線半値幅（Δλ）は約17 nmで、比較的純粋な色の発光を示しています。セグメント間（同様の点灯面積の場合）の光度マッチング比は最大2:1で、桁全体の均一性を保証します。

2.3 熱的および環境定格

本デバイスの動作温度範囲は-35°Cから+85°C、保存温度範囲は-35°Cから+85°Cに定格されています。この広い範囲により、産業用制御装置から民生電子機器まで、様々な環境での使用に適しています。実装に関しては、はんだ付け温度は260°Cで3秒間と規定されており、これは実装面から1/16インチ（約1.59 mm）下の点で測定されます。これは、フローはんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセスの標準的な基準です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、本デバイスが輝度でカテゴライズされていることを示しています。これは、測定された光出力に基づくビニング（選別）プロセスを意味します。LED製造において、ビンは輝度（明るさ）、順方向電圧、主波長などの類似した性能特性を持つ部品をグループ化するために作成されます。特定のビンから購入することで、設計者は製品内の複数の表示器間で輝度の一貫性を確保し、桁やユニット間の目立つばらつきを回避できます。この文書では具体的なビンコードや範囲は詳細に記載されていませんが、設計者はアプリケーションにおける視覚的な均一性を保証するため、生産計画にはメーカーの詳細なビニング資料を参照する必要があります。

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。具体的なグラフは本文には記載されていませんが、このような曲線はLED文書では標準的であり、設計上極めて重要です。通常、以下の曲線が含まれます：

• 相対輝度 vs. 順方向電流（I-V曲線）：このグラフは、駆動電流の増加に伴う光出力の増加を示します。通常は非線形であり、熱効果により非常に高い電流では効率が低下します。
• 順方向電圧 vs. 順方向電流：これはダイオードのIV特性を示し、電流制限回路の設計に不可欠です。
• 相対輝度 vs. 周囲温度：この曲線は、接合温度の上昇に伴い光出力が減少する様子を示し、高輝度または高デューティサイクルアプリケーションにおける熱管理の重要性を強調しています。
• スペクトル分布：相対強度と波長の関係を示すプロットで、発光色の形状と純度を示します。

設計者は、これらの曲線を使用して適切な駆動電流を選択し、熱による性能低下を理解し、非標準条件下での性能を予測する必要があります。

5. 機械的およびパッケージ情報

本デバイスは、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（本文では参照のみで詳細はなし）には、通常、モジュールの全長、全幅、全高、セグメントウィンドウの寸法、および10本のピンの正確な間隔と直径が示されます。主要な機械的注意事項は以下の通りです：すべての寸法はミリメートル単位で、特に指定がない限り標準公差は±0.25 mmです。ピン先端のずれに対しては、追加で±0.4 mmの公差が許容されており、これはPCBフットプリント設計および自動挿入プロセスにおいて重要です。ピン接続図は明確に提供されており、セグメントA-G、小数点（D.P.）、および2つの共通カソードピンを含む10本のピンそれぞれの機能を識別します。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

提供されている主要な実装ガイドラインは、はんだ付け温度仕様です：本デバイスは、実装面から1.59 mm（1/16インチ）下の点で、260°Cの温度を3秒間耐えることができます。これはリフローはんだ付けプロファイルの重要なパラメータです。設計者は、内部のワイヤボンディングやLEDチップを損傷しないように、部品リードでの温度-時間の組み合わせがこの値を超えないようにリフローオーブンのプロファイルを確認する必要があります。静電気に敏感なデバイスに対する標準的な取り扱い上の注意事項を遵守してください。広い保存温度範囲（-35°Cから+85°C）により、在庫管理に柔軟性があります。

7. 内部回路およびピン構成

内部回路図は、共通カソード構成を示しています。これは、LEDセグメントのすべてのカソード（負極）が内部で接続されていることを意味します。LTS-5703AKFには2つの共通カソードピン（ピン3とピン8）があり、これらは内部で接続されています。これにより、PCBレイアウトに柔軟性が生まれます。各セグメント（A、B、C、D、E、F、G）および小数点（D.P.）のアノード（正極）は、別々のピンに引き出されています。ピン配置は以下の通りです：ピン1：E、ピン2：D、ピン3：共通カソード、ピン4：C、ピン5：D.P.、ピン6：B、ピン7：A、ピン8：共通カソード、ピン9：F、ピン10：G。セグメントを点灯させるには、それぞれのアノードピンに（電流制限抵抗を介して）正の電圧を印加し、共通カソードピンをグランドに接続する必要があります。

8. アプリケーション提案

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

この表示器は、明確な1桁の数値表示を必要とするあらゆるデバイスに理想的です。一般的なアプリケーションには以下が含まれます：試験・測定機器（マルチメータ、周波数カウンタ）、産業用制御パネル、医療機器、民生家電（電子レンジ、オーブン、コーヒーメーカー）、自動車用ダッシュボード表示器（トリップコンピュータ、空調制御用）、およびPOS端末。

8.2 設計上の考慮事項

• 電流制限：各セグメントアノード（またはマルチプレクシングの場合は共通カソード上）に直列抵抗を必ず使用して、順方向電流を設定してください。電源電圧（V_CC）、LED順方向電圧（V_F~最大2.6V）、および所望の電流（例：良好な輝度のための10-20 mA）に基づいて抵抗値を計算します。計算式：R = (V_CC- V_F) / I_F.
• マルチプレクシング：複数桁表示の場合、桁を高速で1つずつ点灯させるマルチプレクシング方式が使用されます。LTS-5703AKFの共通カソード設計はこれに適しています。ピーク電流定格（60 mA）により、マルチプレクシング中に高いパルス電流を流すことができ、連続駆動セグメントに匹敵する知覚輝度を実現できます。
• 視野角：広い視野角により、様々な位置からの視認性が確保され、パネル取り付け機器にとって極めて重要です。
• 熱管理：本デバイスは良好な動作範囲を有しますが、高い周囲温度または高い連続電流で動作する場合は、寿命と安定した光出力を維持するために十分な換気を確保してください。

9. 技術比較および差別化

LTS-5703AKFの主な差別化要因は、その材料技術と特定の性能特性にあります。標準的なリン化ガリウム（GaP）赤色または緑色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、同じ駆動電流でよりはるかに明るい表示を実現します。InGaNベースの一部の高輝度白色または青色LEDと比較して、黄橙色は独特の美的および機能的な用途があり、特定のパネルカラースキームや、その温かみと明瞭さのために選ばれることがよくあります。0.56インチサイズは、コンパクトデバイス用の小型（0.3インチ）表示器と、長距離視認用の大型（1インチ以上）表示器の中間に位置するニッチを埋めます。RoHS準拠は、現代のグローバル市場において標準的ですが不可欠な機能です。

10. よくある質問（FAQ）

Q: 共通カソードピンが2つある目的は何ですか？

A: 2つのピン（3と8）は内部で接続されています。これにより、PCB上でグランド接続をパッケージのどちら側からでも行うことができ、レイアウトの柔軟性が向上します。特に高密度設計や片面PCBを使用する場合に配線を簡素化できます。

Q: この表示器を5Vマイクロコントローラのピンから直接駆動できますか？

A: いいえ。必ず電流制限抵抗を使用する必要があります。マイクロコントローラのピンは通常20 mAを安全に供給できず、仮にできたとしても、抵抗なしではLEDが過剰な電流を引き込もうとし、LEDとマイクロコントローラの両方を損傷する可能性があります。適切な直列抵抗値を計算してください。

Q: 光度マッチング比2:1とはどういう意味ですか？

A: これは、同じテスト条件下で、デバイス内の最も暗いセグメントの輝度が、最も明るいセグメントの輝度の半分以上であることを意味します。これにより、桁全体の視覚的な均一性が保証されます。

Q: この表示器は屋外使用に適していますか？

A: 動作温度範囲は-35°Cまで拡張されており、多くの屋外条件をカバーします。ただし、データシートには、ほこりや水に対する侵入保護（IP）規格は規定されていません。屋外使用の場合は、表示器を密閉ウィンドウの後ろまたは保護された筐体内に設置する必要があるでしょう。

11. 実践的な設計および使用例

例：シンプルなデジタルタイマー表示の設計設計者が1桁表示のカウントダウンタイマーを作成しています。その明瞭さとサイズからLTS-5703AKFを選択します。5Vロジックのマイクロコントローラを使用します。目標セグメント電流15 mAの場合、電流制限抵抗を計算します：R = (5V - 2.4V) / 0.015A ≈ 173オーム。標準の180オーム抵抗を選択します。2つの共通カソードピンを、NPNトランジスタ（後で桁を追加する場合のスイッチング/マルチプレクシング用）を介してマイクロコントローラのグランドピンに接続します。7つのセグメントアノードピンは、それぞれ180オームの抵抗を介してマイクロコントローラのI/Oピンに接続します。この設計では小数点は使用しません。ソフトウェアは9から0までの数字を順番に表示します。高いコントラストと輝度により、明るい部屋でも数字が容易に読み取れます。

12. 動作原理の紹介

LTS-5703AKFは、固体半導体発光ダイオード（LED）に基づいています。活性材料は、ヒ化ガリウム（GaAs）基板上に成長させたアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）です。ダイオードの閾値（約2V）を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔がそれぞれn型およびp型半導体層から活性領域に注入されます。これらの電荷キャリアが再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成が半導体のバンドギャップエネルギーを決定し、それが直接発光の波長（色）を決定します—この場合は黄橙色（~605-611 nm）です。表示器の各セグメントには、これらの微小なLEDチップが1つ以上含まれています。共通カソード構成により、これらのチップのすべての負極側が内部で接続され、外部駆動回路が簡素化されます。

13. 技術トレンドと背景

AlInGaP LED技術は、赤色、橙色、琥珀色、黄色の発光に対する成熟し高度に最適化されたソリューションを表しています。古い技術と比較してその優れた効率と信頼性のため、数十年にわたり高輝度アプリケーションにおけるこれらの色の主要な材料システムとなっています。表示技術の現在のトレンドには、さらに効率的なマイクロLEDの開発、およびフルカラー・フレキシブルディスプレイ向けの有機LED（OLED）の広範な採用が含まれます。しかしながら、非常に高い輝度、長寿命、広い温度範囲での安定性を必要とする単色のセグメント数値表示—特に産業、自動車、計器の文脈において—本データシートにあるようなAlInGaPベースのLEDは、依然として好ましく費用対効果の高い選択肢です。ここに見られる鉛フリー（RoHS）パッケージへの移行は、環境規制によって推進された業界全体の標準的な進化です。