LTD-6410JG LEDディスプレイ データシート - 0.56インチ桁高 - AlInGaPグリーン - 順電圧2.6V - 消費電力70mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTD-6410JGは、数値表示用途向けに設計された2桁7セグメントLEDディスプレイモジュールです。0.56インチ（14.22 mm）の桁高を特徴とし、様々な電子機器に適した明瞭で読みやすい文字を提供します。本ディスプレイは、GaAs基板上に成長させたAlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）LEDチップを採用しており、緑色スペクトルにおける高効率と高輝度で知られています。グレーの面に白いセグメントを配し、視認性向上のための高いコントラストを実現しています。発光強度でカテゴライズされており、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージで提供されます。

1.1 主な特長

• 0.56インチ（14.22 mm）の桁高。
• 一貫した外観のための連続した均一なセグメント。
• 低消費電力。
• 優れた文字表示。
• 高輝度および高コントラスト。
• 広い視野角。
• ソリッドステートの信頼性。
• 発光強度によるカテゴライズ。
• 鉛フリーパッケージ（RoHS準拠）。

1.2 デバイス識別

型番LTD-6410JGは、AlInGaPグリーンLEDと右側小数点を備えた、2桁、コモンアノード、7セグメントディスプレイを指定します。

2. 機械的仕様およびパッケージ情報

本ディスプレイは、標準的な2桁LEDパッケージに収められています。重要な寸法と公差はパッケージ図面に記載されています。主な機械的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±0.20 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ミル）、表面のインク汚染（≤20ミル）、反射板の曲がり（長さの≤1%）、セグメント内の気泡（≤10ミル）について制限が定義されています。
• 最適な嵌合のため、プリント回路基板の穴径は1.30 mmを推奨します。

モジュールには、型番（LTD-6410JG）、YYWW形式の日付コード、製造国、および発光強度カテゴライズ用のビンコードが印字されています。

3. 電気的構成とピン配置

3.1 内部回路図

本ディスプレイはコモンアノード構成です。2桁の各桁はコモンアノードピンを共有し、各セグメント（A-GおよびDP）は各桁ごとに個別のカソードピンを持ちます。この構成により、両方の桁を独立して制御するマルチプレックス駆動が可能になります。

3.2 ピン接続表

18ピンのデバイスは以下のピン割り当てを持ちます：

• ピン1: カソード E (桁1)
• ピン2: カソード D (桁1)
• ピン3: カソード C (桁1)
• ピン4: カソード D.P. (桁1)
• ピン5: カソード E (桁2)
• ピン6: カソード D (桁2)
• ピン7: カソード G (桁2)
• ピン8: カソード C (桁2)
• ピン9: カソード D.P. (桁2)
• ピン10: カソード B (桁2)
• ピン11: カソード A (桁2)
• ピン12: カソード F (桁2)
• ピン13: コモンアノード (桁2)
• ピン14: コモンアノード (桁1)
• ピン15: カソード B (桁1)
• ピン16: カソード A (桁1)
• ピン17: カソード G (桁1)
• ピン18: カソード F (桁1)

4. 定格および特性

4.1 絶対最大定格 (Ta=25°C)

• チップあたりの消費電力: 70 mW
• チップあたりのピーク順電流 (1 kHz, 25% デューティサイクル): 60 mA
• チップあたりの連続順電流: 25 mA (減衰率: 25°C以上で0.33 mA/°C)
• 動作温度範囲: -35°C ～ +105°C
• 保存温度範囲: -35°C ～ +105°C
• はんだ付け条件: 実装面から1/16インチ下で260°C、5秒間。

4.2 電気的・光学的特性 (Ta=25°C)

• 平均発光強度 (I_V): 320 (最小), 750 (標準) μcd @ I_F=1 mA
• ピーク発光波長 (λ_p): 571 nm (標準) @ I_F=20 mA
• スペクトル線半値幅 (Δλ): 15 nm (標準) @ I_F=20 mA
• 主波長 (λ_d): 572 nm (標準) @ I_F=20 mA
• チップあたりの順方向電圧 (V_F): 2.05 (最小), 2.6 (最大) V @ I_F=20 mA
• チップあたりの逆方向電流 (I_R): 100 μA (最大) @ V_R=5V
• 発光強度マッチング比 (類似発光領域): 2:1 (最大) @ I_F=1 mA
• クロストーク: ≤2.5%

注記: 発光強度はCIE視感度フィルターを用いて測定されます。逆電圧は試験目的のみであり、連続動作には使用できません。

5. 代表的な性能曲線

本データシートには、順電流と発光強度の関係、および順方向電圧の温度変化を示す代表的な曲線が含まれています。これらの曲線は、設計者が所望の輝度を得るための駆動電流を最適化し、消費電力と熱的影響を管理するために不可欠です。高効率AlInGaP技術は、指定された動作範囲内で電流と光出力の間に比較的線形な関係を示すのが一般的です。

6. 信頼性および環境試験

LTD-6410JGは、長期性能と耐久性を確保するため、軍用規格（MIL-STD）および日本工業規格（JIS）に基づく包括的な信頼性試験を実施しています。

• 動作寿命試験 (RTOL):室温下、最大定格電流で1000時間。
• 高温高湿保存試験 (THS):65°C ±5°C、90-95% RHで500時間。
• 高温保存試験 (HTS):105°C ±5°Cで1000時間。
• 低温保存試験 (LTS):-35°C ±5°Cで1000時間。
• 温度サイクル試験 (TC):-35°Cと105°Cの間で30サイクル。
• 熱衝撃試験 (TS):-35°Cと105°Cの間で液体間転送を30サイクル。
• 耐はんだ付け性試験 (SR):260°Cで10秒間浸漬。
• はんだ付け性試験 (SA):245°Cで5秒間浸漬。

7. はんだ付けおよび実装ガイドライン

7.1 自動はんだ付け

フローまたはリフローはんだ付けの場合、推奨条件は、はんだ接合部の温度を260°Cで最大5秒間保持することです。測定は、PCB上のディスプレイ実装面から1/16インチ（約1.6 mm）下で行います。

7.2 手はんだ付け

はんだごてを使用する場合、先端温度は350°C ±30°Cとします。ピンあたりのはんだ付け時間は5秒を超えないようにし、これも実装面から1/16インチ下で測定します。

8. アプリケーションノートと注意事項

8.1 想定用途と制限事項

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向けに設計されています。事前の協議と認定なしに、安全が重要なシステム（航空、医療生命維持装置など）での使用は推奨されません。

8.2 設計上の考慮点

• 絶対最大定格:駆動回路は、電流、電力、温度の絶対最大定格を決して超えないように設計する必要があります。これらの制限を超える動作は、深刻な光劣化や破壊的故障を引き起こす可能性があります。
• 電流駆動:安定した発光出力と長寿命を確保するため、定電圧駆動よりも定電流駆動を強く推奨します。電流は、通常セグメントあたり1 mAから20 mAの間で、所望の輝度に応じて設定する必要があります。
• 逆電圧保護:駆動回路には、電源投入時やシャットダウンシーケンス中に発生する可能性のある逆電圧および過渡電圧スパイクに対する保護を組み込む必要があります。逆バイアスに短時間さらされるだけでもLEDチップを損傷する可能性があります。
• 熱管理:本デバイスは105°Cまで動作可能ですが、接合部温度を低く保つことで寿命を延ばし輝度を維持できます。高温環境アプリケーションや高電流駆動時には、適切なPCBレイアウト、必要に応じて放熱対策を考慮する必要があります。
• マルチプレクシング:コモンアノード、ピンごとの構成のため、本ディスプレイはマルチプレックス駆動に理想的です。設計者は、マルチプレックス周波数がちらつきを目視できない程度に十分高く（通常>60 Hz）、各マルチプレックスサイクルのピーク電流が絶対最大定格を超えないようにする必要があります。

9. 技術比較と利点

AlInGaP技術の採用は、従来の標準GaPやGaAsP LEDなどの技術と比較していくつかの重要な利点を提供します：

• 高輝度・高効率:AlInGaP LEDは、同じ駆動電流に対して大幅に高い発光強度を提供し、低消費電力またはより明るい表示を可能にします。
• 優れた色純度:スペクトル特性（ピーク571 nm、狭い半値幅）により、視覚的に鮮明で、グレーの背景に対して高いコントラストを提供する、飽和した純粋な緑色が得られます。
• 優れた温度安定性:AlInGaP LEDは、他の一部のLEDタイプと比較して、温度変化に対する順方向電圧と発光出力の変動が一般的に少なく、より一貫した性能をもたらします。
• カテゴライズされたビニング:発光強度ビンコードの提供により、設計者は輝度レベルが一致したディスプレイを選択でき、多桁または多ユニットアプリケーションでの均一な外観を保証します。

10. 代表的なアプリケーションシナリオ

LTD-6410JGは、以下のような幅広い数値表示アプリケーションに適しています：

• 試験・測定機器（マルチメータ、周波数カウンタ）。
• 産業用制御パネルおよびタイマー。
• 家電製品（電子レンジ、オーブン、洗濯機）。
• オーディオ/ビデオ機器（アンプ、チューナー）。
• POS端末および電卓。
• 自動車用アフターマーケットディスプレイ（環境仕様を満たす場合）。

11. よくある質問 (FAQ)

Q: コモンアノードとコモンカソードの違いは何ですか？

A: コモンアノードディスプレイでは、桁内の全てのLEDのアノードが正電源に接続されています。セグメントは、それぞれのカソードピンにグランド（低レベル）信号を印加することで点灯します。LTD-6410JGはコモンアノードデバイスです。

Q: 必要な電流制限抵抗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_電源- V_F) / I_F。例えば、5V電源、セグメントあたりの標準V_Fが2.3V、所望のI_Fが10 mAの場合：R = (5 - 2.3) / 0.01 = 270 Ω。保守的な設計のためには、データシートの最大V_Fを使用してください。

Q: このディスプレイをマイクロコントローラから直接駆動できますか？

A: ほとんどのマイクロコントローラのGPIOピンは十分な電流を供給または吸収できません（通常最大20-25 mA、多くの場合それ以下）。安全かつ効果的にインターフェースするには、駆動トランジスタ（コモンアノード用）およびおそらくセグメント駆動IC（より高い電流容量を持つ74HC595シフトレジスタや専用LEDドライバなど）が必要になります。

Q: 発光強度マッチング比 2:1とはどういう意味ですか？

A: これは、単一のディスプレイユニット内で、同じ条件下で測定した場合、どのセグメントの輝度も最も明るいセグメントの輝度の半分以下にはならないことを意味します。これにより視覚的な均一性が保証されます。

12. 設計・使用事例

シナリオ: 簡単な2桁カウンタの設計。

設計者は、00から99までインクリメントする基本的なイベントカウンタ用のディスプレイを必要としています。明瞭な視認性と標準的なインターフェースのためにLTD-6410JGを選択します。

1. 回路設計:カウントロジックを管理するために小型マイクロコントローラを使用します。マイクロコントローラのI/Oピンは、電流制限抵抗（上記のように計算）を介してセグメントカソードに接続されます。2つのコモンアノードピンは、完全に点灯した桁（例：数字8と小数点）のより高い累積電流を処理するために、NPNトランジスタを介してマイクロコントローラに接続されます。
2. ソフトウェア:ファームウェアはマルチプレクシングを実装します。桁1のトランジスタをオンにし、十の位の値を表示するようにカソードピンを設定し、短い間隔（例：5 ms）待機した後、桁1をオフにします。次に、桁2のトランジスタをオンにし、一の位のカソードピンを設定し、待機してオフにします。このサイクルを高速に繰り返します。
3. 結果:ディスプレイは安定した、ちらつきのない2桁の数字を表示します。AlInGaP LEDの高いコントラストと輝度により、中程度の明るさの環境でも数字が容易に読み取れます。カテゴライズされたビニングにより、両方の桁が同じ明るさで表示されます。

13. 動作原理

LED（発光ダイオード）は、順方向に電流が流れると光を発する半導体デバイスです。LTD-6410JGでは、発光材料は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、電子と正孔が半導体の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。AlInGaP合金の特定の組成が、この場合はスペクトルの緑色領域（~571 nm）にある発光の波長（色）を決定します。7つのセグメントは、8の字型に配置された個々のLEDです。これらのセグメントの異なる組み合わせを選択的に点灯させることで、数字0-9といくつかの文字を形成できます。

14. 技術トレンド

LTD-6410JGのような個別の7セグメントLEDディスプレイは、専用の数値表示アプリケーションにおけるシンプルさ、信頼性、コスト効率の高さから依然として非常に重要ですが、より広範な表示技術のトレンドも明らかです。一般的には、マイクロコントローラのピン数とソフトウェア負荷を軽減する、内蔵コントローラ（I2CまたはSPIインターフェース）を備えたディスプレイなど、より高い統合度への移行が見られます。さらに、英数字やグラフィカルコンテンツを必要とするアプリケーションでは、その柔軟性からドットマトリクスLEDディスプレイ、OLED、LCDがますます一般的になっています。しかし、特に産業用や屋外環境など、高輝度、広視野角、長寿命が最も重要となる純粋な数値出力においては、AlInGaPのような効率的な半導体材料を利用した従来の7セグメントLEDディスプレイは、引き続き優れた堅牢な選択肢です。