LTD-2601JG-J LEDディスプレイ データシート - 0.28インチ桁高 - AlInGaPグリーン - 2.6V順電圧 - 70mW電力損失 - 技術文書

1. 製品概要

LTD-2601JG-Jは、様々な電子機器アプリケーションにおいて明確な数値表示を目的とした、2桁の7セグメント英数字表示モジュールです。桁高は0.28インチ（7.0 mm）で、コンパクトなサイズと良好な視認性のバランスを提供します。本デバイスは、高輝度と高効率を実現するAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術をグリーン発光セグメントに採用しています。表示面はグレー、セグメントはホワイトで、コントラストと読みやすさを向上させています。主な利点は、低消費電力、連続的で均一なセグメントによる優れた文字表示、高輝度、広視野角、およびソリッドステートの信頼性です。発光強度でカテゴリ分けされており、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージです。

2. 技術パラメータ詳細解説

2.1 電気的・光学的特性

デバイスの性能は、周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。主なパラメータは以下の通りです：

• セグメントあたりの平均光度：順方向電流（IF）1 mAで測定した場合、最小200 ucdから最大3400 ucdの範囲で、代表値は540 ucdです。
• 小数点（DP）あたりの平均光度：IF=1mA時、最小50 ucd。
• ピーク発光波長（λp）：IF=20mA時、571 nm。
• 主波長（λd）：IF=20mA時、572 nm。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：IF=20mA時、15 nm。
• セグメントあたりの順方向電圧（VF）：代表値2.6V、IF=20mA時最大2.6V。
• セグメントあたりの逆方向電流（IR）：逆方向電圧（VR）5V時、最大100 µA。これは試験条件であり、デバイスは連続的な逆バイアス動作を意図していないことに注意してください。
• 光度マッチング比：IF=1mA時、類似発光領域間で最大2:1。
• 主波長マッチング差（Δλd）：IF=20mA時、類似発光領域間で最大4 nm。
• クロストーク：2.5%以下と規定されています。

2.2 絶対最大定格

これらの限界を超えるストレスは、永久損傷を引き起こす可能性があります。

• セグメントあたりの電力損失：70 mW
• セグメントあたりのピーク順方向電流：60 mA（デューティサイクル1/10、パルス幅0.1ms）
• セグメントあたりの連続順方向電流：25 mA（25°Cから0.28 mA/°Cで線形にデレーティング）
• 動作温度範囲：-35°C ～ +105°C
• 保存温度範囲：-35°C ～ +105°C
• はんだ付け温度：260°C、5秒間（実装面から約1.6mm下で測定）。

3. ビニングシステムの説明

本デバイスは、1 mAで測定した光度に基づいてユニットを分類するビニングシステムを採用しています。これにより、均一な外観を必要とするアプリケーションでの輝度の一貫性が確保されます。ビンは以下のように定義され、各ビン内での光度許容差は±15%です：

• ビン E：201 - 320 ucd
• ビン F：321 - 500 ucd
• ビン G：501 - 800 ucd
• ビン H：801 - 1300 ucd
• ビン J：1301 - 2100 ucd
• ビン K：2101 - 3400 ucd

ユニット固有のビンコードは、デバイスの梱包に印字されています。また、類似発光領域のセグメント間で、主波長について4 nmの差以内でのマッチングも行われます。

4. 性能曲線分析

データシートには、典型的な電気的・光学的特性曲線が参照されています。提供されたテキストには具体的なグラフは詳細に記載されていませんが、そのような曲線は通常、順方向電流（IF）と順方向電圧（VF）の関係、光度の順方向電流への依存性、およびこれらのパラメータの周囲温度による変化を示しています。これらの曲線を分析することは、適切な電流制限を確保し、異なる駆動条件での輝度を予測し、性能に対する熱的影響を理解するための回路設計において重要です。設計者は、順方向電圧が負の温度係数を持ち、光度が温度の上昇とともに減少することを想定すべきです。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

本ディスプレイは、標準的な2桁7セグメントのフットプリントを持ちます。主な寸法上の注意点は以下の通りです：

• 全ての寸法はミリメートル単位です。
• 特に指定がない限り、一般公差は±0.25 mmです。
• ピン先端シフト公差は±0.4 mmです。
• セグメント上の異物（≤10 mil）、インク汚染（≤20 mil）、反射板の曲がり（≤長さの1/100）、セグメント内の気泡（≤10 mil）について欠陥限界が規定されています。
• 実装には、PCB穴径Ø1.4mmが推奨されます。

5.2 ピン接続と極性

本デバイスはコモンアノード構成を使用しています。内部回路図は、2つのコモンアノード（各桁に1つ）と、各セグメント（A-GおよびDP）の個別のカソードを示しています。ピン配置は以下の通りです：

• ピン 1: カソード E
• ピン 2: カソード D
• ピン 3: カソード C
• ピン 4: カソード G
• ピン 5: カソード DP（小数点）
• ピン 6: コモンアノード（桁 2）
• ピン 7: カソード A
• ピン 8: カソード B
• ピン 9: コモンアノード（桁 1）
• ピン 10: カソード F

2桁をマルチプレクシングするためには、コモンアノードピンを正しく識別することが不可欠です。

6. はんだ付け・組立ガイド

6.1 はんだ付けプロファイル

自動はんだ付け：推奨条件は、260°C、5秒間（実装面から約1.6mm下で測定）です。組立中のユニット温度は、最大定格温度を超えてはなりません。
手はんだ付け：推奨条件は、350°C ±30°C、最大5秒間（実装面から約1.6mm下で測定）です。

6.2 注意事項・アプリケーションノート

本ディスプレイは、オフィス、通信、家庭用アプリケーションにおける一般的な電子機器を対象としています。故障が生命や健康を脅かす可能性のある、例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（例：航空、医療システム）では、使用前の協議が必須です。設計者は絶対最大定格を厳守しなければなりません。取り扱い時には静電気放電（ESD）を避けるよう注意が必要です（この抜粋では具体的なESD定格は提供されていません）。保管は、乾燥した環境で、規定の温度範囲-35°C ～ +105°C内で行ってください。

7. 梱包・発注情報

標準梱包仕様は以下の通りです：

• チューブあたりのユニット数： 33
• 内箱あたりのチューブ数： 90
• 内箱あたりのユニット数： 2,970
• 外箱あたりのチューブ数： 360
• 外箱あたりのユニット数： 11,880

デバイス上のモジュールマーキングには、部品番号（LTD-2601JG-J）、日付コード（YYWW形式）、製造国、およびビンコード（Z）が含まれます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このディスプレイは、コンパクトで明るい2桁の数値表示を必要とするあらゆるデバイスに適しています。一般的なアプリケーションには、計器盤、民生電子機器（時計、タイマー、はかり）、産業用コントロール、試験・測定機器、家電製品の表示部などがあります。

8.2 設計上の考慮点

• 電流制限：最大連続順方向電流（セグメントあたり25 mA）を超えないようにするため、各セグメントまたはコモンアノードに外部の電流制限抵抗が必須です。その値は、電源電圧とLEDの順方向電圧降下に基づいて計算する必要があります。
• マルチプレクシング：10ピンだけで2桁を独立して制御するには、マルチプレクシング技術が使用されます。コモンアノード（ピン6と9）を高周波で順次駆動し、適切なセグメントカソードを同期してアクティブにします。これにより、必要なマイクロコントローラI/Oピン数が削減されます。
• 視野角：広い視野角は、ディスプレイが軸外れ位置から見られる可能性のあるアプリケーションで有益です。
• 輝度制御：輝度は、順方向電流を（定格内で）変化させるか、駆動信号にパルス幅変調（PWM）を使用することで調整できます。

9. 技術比較・差別化

LTD-2601JG-Jの主な差別化要因は、グリーン発光にAlInGaP技術を使用している点と、光度に対する明確なビニングシステムです。GaPのような旧来の技術と比較して、AlInGaPはより高い輝度と効率を提供します。明示的なビニングシステムは、設計者に予測可能な輝度レベルを提供し、複数のユニットや製品間で視覚的一貫性を必要とするアプリケーションにおいて重要です。0.28インチの桁高は、読みやすさと基板スペースの間の良好な妥協点を提供する、一般的なサイズカテゴリーに位置付けられます。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: ビンコードの目的は何ですか？
A: ビンコード（デバイス上では'Z'と表示）は、その特定のユニットの光度範囲を示します。これにより、設計者はアプリケーションに適した一貫した輝度の部品を選択したり、必要に応じて特定の輝度レベルの部品を調達したりすることができます。

Q: 電流制限抵抗なしでこのディスプレイを駆動できますか？
A: いいえ。電圧源からLEDを直接駆動すると過剰な電流が流れ、絶対最大定格を超えてセグメントを破損する可能性があります。常に直列抵抗を使用してください。

Q: 2桁を独立して制御するにはどうすればよいですか？
A: マルチプレクシングを使用する必要があります。桁1のコモンアノードをオンにし、桁1の目的のセグメントのカソードを設定します。次に、桁1のアノードをオフにし、桁2のアノードをオンにして、桁2のセグメントのカソードを設定します。このサイクルを高速で（例：>60 Hz）繰り返すことで、両方の桁が連続して点灯しているように見せることができます。

Q: "コモンアノード"とはどういう意味ですか？
A: 1桁内の全てのLEDのアノード（正極側）が1つのピンに接続されていることを意味します。セグメントを点灯させるには、そのコモンアノードピンに正電圧を印加し、その特定のセグメントのカソード（負極側）をグランド（または低論理レベル）に接続します。

11. 実践的設計・使用例

例：シンプルな2桁カウンタの設計
マイクロコントローラを使用して、00から99までのカウンタを実装できます。10本のI/Oピンが必要です：2本はコモンアノードを駆動するため（より高い電流にはトランジスタ経由が望ましい）、8本はセグメントカソード（A-GおよびDP）を駆動するためです。ファームウェアはカウント値を保持し、各桁を7セグメントパターンに変換し、マルチプレクシングルーチンを実行します。各セグメントの電流制限抵抗値（R）は、オームの法則を使用して計算できます：R = (Vcc - Vf) / If。ここで、Vccは電源電圧（例：5V）、VfはLED順方向電圧（約2.6V）、Ifは希望の順方向電流（例：10 mA）です。これにより、R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ωとなります。220 Ωまたは270 Ωの抵抗が適した標準値となります。

12. 原理紹介

本デバイスは、発光ダイオード（LED）技術に基づいています。LEDは、順方向に電気的にバイアスされたときに光を発する半導体p-n接合ダイオードです。デバイス内で電子が正孔と再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。光の色（波長）は、半導体材料のエネルギーバンドギャップによって決まります。LTD-2601JG-Jは、高効率の赤、オレンジ、アンバー、グリーン光を生成するのに適した材料システムであるAlInGaPを使用しています。7セグメント設計は、数値文字を形成するために、標準的なパターン（セグメントAからGおよび小数点DP）に配置された複数の個別のLEDチップを使用します。コモンアノード構成は、多桁表示のマルチプレクシングを簡素化する一般的な回路設計です。

13. 開発動向

個別の7セグメントLEDディスプレイは特定のアプリケーションで関連性を保っていますが、表示技術におけるより広範な動向には、英数字およびグラフィック機能を提供する統合ドットマトリックスディスプレイへの移行、薄さとコントラストに優れる有機LED（OLED）ディスプレイ、および駆動回路や時にはマイクロコントローラを直接表示モジュールに統合した（"インテリジェント"な）ディスプレイが含まれます。しかしながら、シンプルで低コスト、高輝度、かつ高い信頼性を備えた数値表示には、LTD-2601JG-JのようなLED 7セグメントディスプレイは、特に長寿命と様々な照明条件下での視認性が最も重要である産業、自動車、家電の分野において、堅牢で効果的なソリューションであり続けています。