LTL-2500G グリーンLEDライトバー データシート - 矩形光源 - 高輝度 - 技術文書

1. 製品概要

LTL-2500Gは、大きく明るい照明源が必要とされる様々なアプリケーション向けに設計された、ライトバー型の矩形光源です。このデバイスは、GaP基板上のGaPエピタキシー層、または不透明なGaAs基板上のAlInGaPで作製されたグリーンLEDチップを利用し、白色のバー型ハウジングを備えています。汎用矩形バー型LED表示素子として分類されます。

1.1 コアアドバンテージとターゲット市場

このデバイスの主な利点は、大きく明るく均一な発光領域を提供する矩形ライトバーの形状です。低消費電力で高輝度・高コントラストを実現するように設計されています。ソリッドステート構造により高い信頼性が確保されています。デバイスは光度で分類されており、一貫した性能選択が可能です。さらに、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージで提供されています。ターゲットアプリケーションは、目立つ視覚的インジケータやバックライト要素が必要な、OA機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器です。

2. 技術パラメータ：詳細かつ客観的な解釈

2.1 電気的・光学的特性

LTL-2500Gの性能は、周囲温度（Ta）25°Cの標準試験条件下で定義されています。主なパラメータは以下の通りです：

• 平均光度（Iv）：順方向電流（IF）10mAで駆動した場合、最小1400 µcdから代表値4200 µcdの範囲です。光度は、CIE（国際照明委員会）の明所視感度曲線に近似した光センサーとフィルターの組み合わせを用いて測定されます。
• ピーク発光波長（λp）：IF=20mA時、代表値565 nm。
• スペクトル半値幅（Δλ）：IF=20mA時、代表値30 nm。
• 主波長（λd）：IF=20mA時、代表値569 nm。
• セグメントあたりの順方向電圧（VF）：IF=20mA時、2.1V（最小）から2.6V（最大）の範囲。
• 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。この逆方向電圧条件はリーク電流試験のみで規定されており、デバイスを逆バイアス下で連続動作させてはならないことに注意することが極めて重要です。
• 光度マッチング比（Iv-m）：セグメント間の比率は、IF=10mA時、代表値2:1以上です。

2.2 絶対最大定格と熱特性

これらの限界を超えてデバイスを動作させると、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：最大70 mW。
• セグメントあたりのピーク順方向電流：パルス条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）で最大60 mA。
• セグメントあたりの連続順方向電流：25°C時、最大25 mA。この定格は、周囲温度が25°Cを超えて上昇するにつれて、0.33 mA/°Cの割合で線形に低下します。
• 動作温度範囲：-35°C から +85°C。
• 保管温度範囲：-35°C から +85°C。
• はんだ付け温度：最大260°Cまで、最大3秒間耐えます（実装面から1.6mm下で測定）。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、LTL-2500Gが光度で分類されていることを示しています。これは、標準試験電流（IF=10mA）での測定光出力に基づいて、デバイスにビニングシステムが適用されていることを意味します。代表的な光度は4200 µcdで、最小規定値は1400 µcdです。複数ユニットを必要とするアプリケーションでは、組立品全体で均一な輝度を確保し、色調の不均一を避けるために、同じ光度ビンからデバイスを選択することを強く推奨します。データシートは波長や順方向電圧の詳細なビンコードを指定していないため、設計者は回路設計において規定された全範囲を考慮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。提供されたテキストでは具体的なグラフは詳細に説明されていませんが、完全なデータシートに含まれるこのような曲線は、順方向電流（IF）と光度（Iv）の関係、順方向電圧（VF）対順方向電流、および周囲温度が光度に及ぼす影響を示すでしょう。これらの曲線は、設計者がLEDの非線形動作を理解し、所望の輝度を得るために駆動電流を最適化し、性能と寿命を維持するための適切な熱管理を実装するために不可欠です。

5. 機械的・パッケージ情報

5.1 寸法と極性識別

デバイスは矩形バー型パッケージを備えています。全ての寸法はミリメートルで提供され、特に断りのない限り標準公差は±0.25 mm (0.01")です。詳細な寸法図は完全なデータシートに記載されています。内部回路はセグメントで構成され、それぞれが独自のアノードとカソードを持っています。ピン接続は明確に定義されています：

• ピン1: カソード A
• ピン2: アノード A
• ピン3: カソード B
• ピン4: アノード B

この構成により、ライトバー内の異なるセグメントを独立して制御することが可能です。逆バイアスによる損傷を防ぐため、組立時には極性を厳密に遵守しなければなりません。

6. はんだ付け、組立、および保管ガイドライン

6.1 はんだ付けとアプリケーション上の注意点

信頼性の高いアプリケーションのために、いくつかの重要な注意点が提供されています：

• 駆動回路設計：一貫した性能のため、定電流駆動が推奨されます。回路は、意図した駆動電流が常に供給されるように、順方向電圧の全範囲（VF: 2.1V から 2.6V）に対応するように設計されなければなりません。また、回路は電源投入時やシャットダウン時の逆方向電圧や過渡電圧スパイクからLEDを保護する必要があります。
• 熱管理：安全な動作電流は、アプリケーション環境の最高周囲温度に基づいて低下させなければなりません。推奨電流や温度を超えると、光出力の大幅な低下や早期故障を引き起こします。
• 逆バイアスの回避：連続的な逆バイアスは、金属移動を引き起こし、リーク電流の増加や短絡の原因となる可能性があるため、避けるべきです。
• 環境への配慮：特に高湿度環境での急激な周囲温度変化は、LED上の結露を防ぐために避けてください。表示体に異常な機械的力を加えないでください。
• フィルムを用いた組立：印刷/パターンフィルムを感圧接着剤で貼り付ける場合、この面がフロントパネル/カバーに直接接触しないようにしてください。外力によりフィルムがずれる可能性があります。

6.2 保管条件

適切な保管は、ピンの酸化を防ぐために重要です。

• LED表示器（標準）：元の梱包状態で、5°Cから30°C、相対湿度60%以下の環境で保管してください。これらの条件外での長期保管はピンの酸化を引き起こし、使用前に再メッキが必要になる場合があります。できるだけ早く使用することをお勧めします。
• LED SMD表示器：元の密封袋内：5°Cから30°C、相対湿度60%以下。開封後、元の密封袋に入っていない場合：5°Cから30°C、相対湿度60%以下で保管し、168時間以内（MSLレベル3）に使用してください。168時間以上開封した場合は、はんだ付け前に60°Cで24時間ベーキングすることを推奨します。
• 一般：表示器は出荷日から12ヶ月以内に使用し、高湿度や腐食性ガス環境にさらさないでください。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオと設計上の考慮点

LTL-2500Gは、目立つ矩形光源を必要とするアプリケーションに適しています。これには、ステータスインジケータ、レジェンドやパネルのバックライト、民生電子機器、産業用制御装置、通信機器における一般的な照明が含まれます。主な設計上の考慮点は以下の通りです：

• 電流設定：十分な輝度を提供しつつ、絶対最大定格内に収まり、熱による定格低下を考慮した駆動電流（例：試験条件に基づく10mAまたは20mA）を選択します。
• 電圧コンプライアンス：駆動電源は、選択した電流でのLEDセグメントの最大VFを克服するのに十分な電圧に加え、直列抵抗や電流調整部品での電圧降下を供給できなければなりません。
• 熱設計：特に複数のLEDを使用する場合や周囲温度が高い場合に、PCBおよび筐体全体の設計が十分な放熱を可能にすることを確認します。
• 光学的統合：白色のバー型ハウジングと矩形形状により、スロットへの組み込みや拡散板の背後への配置が容易になり、均一な照明領域を作り出すことができます。

8. 技術比較と差別化

この単一のデータシートでは他の型番との直接比較は提供されていませんが、LTL-2500Gのカテゴリ内での主な差別化要因は、特定の矩形バー形状、特定の波長出力のためのグリーンGaP/AlInGaPチップ技術の使用、輝度の一貫性を確保するための光度分類、および鉛フリー/RoHS規格への準拠です。バー型デバイスとしては比較的高い代表的な光度（10mA時4200 µcd）は、注目すべき性能特性です。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを定電圧源で駆動できますか？

A: 推奨されません。LEDは電流駆動デバイスです。直列抵抗のみの定電圧源は一般的ですが、安定性に欠けます。一貫した輝度と長寿命のためには、専用の定電流ドライバーやレギュレーターが望ましいです。特にVFは温度や個体間で変動するためです。

Q: 一時的に逆電圧を印加するとどうなりますか？

A: デバイスはリーク電流（IR）試験の目的で5Vの逆電圧に耐えることができます。しかし、連続動作やより高い逆電圧の印加は、不可逆的な損傷を引き起こす可能性があるため禁止されています。

Q: 電流制限抵抗はどのように選択しますか？

A: 単純な電圧源（Vcc）と直列抵抗（R）を使用する場合、オームの法則を使用します：R = (Vcc - VF) / IF。最悪条件下でも十分な電流が流れるように、データシートの最大VF（2.6V）を使用してください。また、抵抗の電力定格も計算します：P = (IF)^2 * R。

Q: 同じビンからLEDをマッチングすることがなぜ重要ですか？

A: LEDには光度や順方向電圧に自然なばらつきがあります。同じビンからのデバイスを使用することで、複数LEDアセンブリ内の隣接ユニット間の輝度や色の差を最小限に抑え、均一な外観を確保できます。

10. 実用的な使用例

ネットワークルーター用のマルチレベルステータスインジケータを設計することを考えてみましょう。2つのLTL-2500Gバーを使用できます：1つは電源オンを示し、もう1つはネットワーク活動を示します。各バーは、マイクロコントローラーの個別のGPIOピンから、単純なトランジスタスイッチ回路を介して駆動されます。輝度と消費電力のバランスを考慮して、15mAの定電流を選択できます。矩形形状は、ルーターのフロントパネルのラベル付きスロットにきれいに収まります。設計には最大VFを使用して計算された電流制限抵抗が含まれ、PCBレイアウトは放熱のためのある程度の銅面を提供します。視覚的な一貫性を確保するために、2つのLEDバーは同じ光度ビンからのものを指定します。

11. 動作原理の紹介

LTL-2500Gは、半導体エレクトロルミネセンスに基づくソリッドステート光源です。活性領域には、リン化ガリウム（GaP）またはリン化アルミニウムインジウムガリウム（AlInGaP）材料で作製されたp-n接合が含まれています。順方向電圧が印加されると、電子と正孔が接合領域に注入され、そこで再結合します。これらの直接遷移型半導体材料では、この再結合により光子（光）の形でエネルギーが放出されます。半導体合金の特定の組成が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）に関連します—この場合は緑色（約565-569 nm）です。白色のプラスチックパッケージは、半導体チップの拡散体および保護体として機能します。

12. 技術トレンドと背景

LTL-2500Gのような個別LEDインジケータは、成熟した信頼性の高い技術を代表しています。より広範なLED業界における現在のトレンドには、高効率化（ワットあたりのルーメン数の向上）、演色性の改善、先進的なディスプレイアプリケーションのためのマイクロLEDやミニLEDの開発が含まれます。インジケータや単純な照明機能については、より高度な統合（例：診断機能を内蔵したLEDドライバー）、低動作電圧、過酷な環境条件下での信頼性の向上に向かう傾向があります。このデバイスに見られるように、鉛フリーおよびRoHS準拠のパッケージへの移行は、現在、世界的な環境規制によって推進される標準要件となっています。ここで緑/赤/橙色LEDに使用されているAlInGaPのような基礎材料技術は、性能とコストのために最適化され続けています。