LTC-4627JG LEDディスプレイ データシート - 0.4インチ桁高 - 緑色(571nm) - 2.6V順方向電圧 - 70mW消費電力 - 技術文書

1. 製品概要

LTC-4627JGは、明確で明るい数値および限定的な文字表示を必要とするアプリケーション向けに設計された、4桁の7セグメント英数字表示モジュールです。その主な機能は、個別にアドレス可能なセグメントを通じて、数字といくつかの文字を視覚的に表現することです。コア技術は、不透明な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チップを利用しています。この材料系は、緑黄色波長域における高効率と優れた性能のために選択されています。表示部は白いセグメントマーキングを持つグレーの表面を特徴としており、様々な照明条件下で最適な視認性を提供する高いコントラストを実現します。0.4インチ（10.0 mm）の桁高は、スペースが限られているが明瞭さが不可欠な計測器、産業用制御装置、民生電子機器における中距離視認に適しています。

1.1 主な特長と利点

• 0.4インチ桁高:過度なパネルスペースを消費することなく、良好な視認性を提供するバランスの取れたサイズです。
• 連続的で均一なセグメント:点灯した文字の一貫性のある、隙間のない外観を保証し、美的品質と視認性を向上させます。
• 低消費電力:AlInGaP技術により、比較的低い駆動電流で高輝度を実現し、省エネルギー設計に貢献します。
• 優れた文字表示:グレーの表面と白いセグメントの高いコントラストと、均一な照明が組み合わさり、シャープで明確な文字表示を実現します。
• 高輝度 & 高コントラスト:AlInGaP LEDの固有の輝度と選択された配色により、明るい環境下でも優れた視認性を提供します。
• 広い視野角:LEDチップとパッケージ設計により、LEDセグメントディスプレイに典型的な、広範囲の角度から明確な視認が可能です。
• ソリッドステートの信頼性:半導体デバイスとして、機械式ディスプレイと比較して長い動作寿命、耐衝撃性、耐振動性を提供します。
• 光度による選別:デバイスは光度によってビニング（選別）されており、設計者は組立品内の複数ユニット間で一貫した輝度レベルを得るために部品を選択できます。
• 無鉛パッケージ (RoHS準拠):有害物質を制限する環境規制に従って製造されています。

1.2 デバイス識別と構成

型番LTC-4627JGは、AlInGaP緑色LEDを搭載したマルチプレックス方式のコモンアノードディスプレイを指定します。\"JG\"サフィックスは通常、緑色と特定のパッケージまたは機能セットを示します。このディスプレイには4つの完全な数字（0-9）と、各桁の右側小数点が含まれています。マルチプレックス方式のコモンアノード構成を採用しており、各桁の共通接続を時分割で使用することで、必要な駆動ピン数を削減しています。

2. 技術仕様の詳細

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。通常使用では、これらの限界値付近または限界値での動作は推奨されません。

• セグメントあたりの電力損失:70 mW。これは、単一のLEDセグメントが熱損傷を引き起こすことなく安全に損失できる最大電力です。
• セグメントあたりのピーク順方向電流:60 mA。これは最大許容パルス電流であり、通常は1/10デューティサイクル、0.1 msパルス幅の条件下で規定されます。短時間の高輝度フラッシュに使用されます。
• セグメントあたりの連続順方向電流:25°Cで25 mA。この電流は、周囲温度（Ta）が25°Cを超えて上昇するにつれて、0.33 mA/°Cで線形的に減額する必要があります。例えば、50°Cでは、最大連続電流は 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。逆バイアスでこの電圧を超えると、接合破壊を引き起こす可能性があります。
• 動作・保管温度範囲:-35°C ～ +85°C。デバイスは、この産業用温度範囲内での信頼性のある動作と保管に対して定格されています。
• はんだ付け温度:最大260°C、最大3秒間（シーティングプレーンから1.6 mm (1/16インチ)下で測定）。これは、波はんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセスにおいてパッケージ損傷を防ぐために重要です。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度（Ta）25°Cで測定された代表的な動作パラメータであり、通常条件下での期待される性能を示します。

• 平均光度（I_V）:I_F= 1 mA で 200 µcd（最小）、464 µcd（代表）。これは、人間の目の明所視応答（CIE曲線）に一致するようにフィルタリングされたセンサーを使用して測定された光出力です。広い範囲は、光度によるビニングを示しています。
• ピーク発光波長（λ_p）:I_F= 20 mA で 571 nm（代表）。これは、スペクトル出力が最も強くなる波長で、緑黄色領域にあります。
• スペクトル線半値幅（Δλ）:I_F= 20 mA で 15 nm（代表）。これはスペクトル純度を示します。幅が狭いほど、より単色光に近いことを意味します。
• 主波長（λ_d）:I_F= 20 mA で 572 nm（代表）。これは、人間の目がLEDの色と一致すると知覚する単一波長です。
• セグメントあたりの順方向電圧（V_F）:I_F= 20 mA で 2.05 V（最小）、2.6 V（代表）。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。回路設計は最大V_F.
• セグメントあたりの逆電流（I_R）:V_R= 5 V で 100 µA（最大）。これは、LEDが逆バイアスされたときのわずかなリーク電流です。
• 光度マッチング比（I_V-m）:I_F= 1 mA で 2:1（最大）。これは、単一デバイス内で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指定し、均一性を保証します。

3. 機械的・パッケージ情報

3.1 パッケージ寸法

このディスプレイは、標準的なデュアルインチパッケージ（DIP）のフットプリントに準拠しています。寸法図に別段の指定がない限り、すべての重要な寸法は±0.25 mmの一般公差でミリメートル単位で提供されます。これには、全長、全幅、全高、桁間の間隔、セグメント寸法、およびピン間隔と直径が含まれます。正確な機械図面は、PCB（プリント基板）レイアウトにおいて、フロントパネルの切り抜きに適切に適合し位置合わせするために不可欠です。

3.2 ピン配置と内部回路

このデバイスは16ピン構成ですが、すべての位置にピンがあるわけではありません（ピン10と12は\"NO PIN\"）。内部回路図は、マルチプレックス方式のコモンアノード構造を示しています。4桁の各桁には、それぞれ独自のコモンアノードピン（ピン1、2、6、8）があります。セグメントカソード（A-G、DP）はすべての桁で共有されています。さらに、3つの独立したインジケータLED（L1、L2、L3）の接続があり、これらは共通のアノード（ピン4）を共有し、カソードはそれぞれセグメントカソードA/B/Cに接続されています。ピン9は\"NO CONNECTION\"と記載されています。このピン配置は、マルチプレックス駆動回路を設計する上で重要です。この回路は、共有されたカソードライン上でその桁のセグメントデータを提示しながら、各桁のコモンアノードを順次励起します。

4. アプリケーションガイドラインと注意事項

4.1 設計および使用上の考慮事項

想定される用途:このディスプレイは、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。安全が重要なシステム（航空、医療、輸送）では、使用前に相談が必須です。



定格遵守:損傷を防ぐため、絶対最大定格の遵守が不可欠です。メーカーは、非遵守による故障に対する責任を負いません。



電流および熱管理:推奨される駆動電流または動作温度を超えると、光出力の劣化（ルーメン減衰）を加速し、早期故障につながる可能性があります。LEDの負の温度係数とV_F variation.



回路保護:駆動回路には、電源投入時の逆電圧および電圧トランジェントに対する保護を組み込む必要があります。逆バイアスは、半導体内の金属移動を誘発し、リーク電流の増加や短絡を引き起こす可能性があります。



順方向電圧の考慮:電源および電流制限回路は、可能なV_F値（最小から最大まで）の全範囲にわたって、意図した駆動電流を供給できるように設計する必要があります。



環境要因:特に湿潤な環境での急激な周囲温度変化は避けるべきです。これはディスプレイ上に結露を引き起こし、電気的または光学的な問題につながる可能性があります。



機械的取り扱い:組立時にディスプレイ本体に異常な力を加えないでください。装飾フィルムを貼る場合は、外力によってフィルムがずれる可能性があるため、フロントパネル/カバーと密着しないようにしてください。



一貫性のためのビニング:1つのユニットに複数のディスプレイを組み込む場合、ユニット間で目立つ輝度や色調の差が生じないように、同じ光度ビンからのデバイスを使用することをお勧めします。



信頼性試験:最終製品がディスプレイに特定の落下試験や振動試験を要求する場合、事前に評価のために条件をメーカーと共有する必要があります。

4.2 保管および取り扱い条件

標準保管（DIPパッケージ）:元の梱包状態の製品は、相対湿度60% RH以下、温度5°C～30°Cで保管する必要があります。これに従わないと、ピンの酸化が発生し、使用前に再メッキが必要になる場合があります。大量の在庫の長期保管は推奨されません。防湿バッグが6ヶ月以上開封されている場合は、60°Cで48時間のベーキングを行い、その後1週間以内に組み立てることをお勧めします。



SMDディスプレイの保管（注記）:これはDIP部品ですが、データシートにはSMDバリアントに関する注記が含まれています：工場で密封されたバッグを開封した後、デバイスは相対湿度<60% RH、温度5-30°Cで保管した場合、168時間（7日）以内に使用する必要があります。これは、湿気感受性レベル（MSL）3に相当し、現代のLEDパッケージにおける湿気管理の重要性を強調しています。

5. 性能曲線とグラフィカルデータ

データシートは、詳細な設計分析に不可欠な代表的な性能曲線を参照しています。これらのグラフは、主要なパラメータ間の関係を視覚的に表し、エンジニアが表に明示的にリストされていない値を補間することを可能にします。提供されたテキストでは具体的な曲線は詳細に説明されていませんが、通常は以下を含みます：



相対光度 vs. 順方向電流（I-V曲線）:光出力が駆動電流とともにどのように増加するかを示します。通常、熱効果により高電流では準線形の傾向を示します。



順方向電圧 vs. 順方向電流:ダイオードの指数関数的なI-V特性を示します。



相対光度 vs. 周囲温度:接合温度が上昇するにつれて光出力が減少することを示し、熱設計における重要な要素です。



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、約571nmでのピークとスペクトル幅を示します。これらの曲線により、設計者は駆動条件を最適化し、非標準温度下での性能を予測し、LEDの色特性を理解することができます。

6. 典型的なアプリケーションシナリオと設計上の注意

LTC-4627JGは、コンパクトで信頼性が高く、明るい数値表示を必要とするアプリケーションに理想的に適しています。一般的な用途は以下の通りです：



試験・計測機器:デジタルマルチメータ、周波数カウンタ、電源装置など、4桁で十分な分解能を提供する用途。



産業用制御パネル:プロセスインジケータ、タイマー表示、機械上のカウンタ表示。



民生家電:電子レンジ、オーディオ機器、空調制御システム。



自動車用アフターマーケットディスプレイ:環境耐性が必要なゲージや表示装置。



設計実装:このディスプレイを実装するには、マルチプレックスが可能なマイクロコントローラまたは専用のドライバICが必要です。ドライバは、コモンアノードピン（桁電流 = セグメント電流 * その桁で点灯しているセグメント数）に十分な電流を供給し、セグメントカソードピンに電流をシンクできなければなりません。定電圧電源を使用する場合、各セグメントカソードには電流制限抵抗が必須です。ちらつきを避けるために、適切な残像時間とリフレッシュレート（通常 >60 Hz）を持つ、適切に設計されたマルチプレックスルーチンが必要です。広い視野角により、様々な位置から見られるパネルに適しています。