LTC-2623KF-J LEDディスプレイ データシート - 0.28インチ桁高 - 黄橙色 - 順電圧2.6V - 技術文書

1. 製品概要

LTC-2623KF-J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4桁7セグメント表示モジュールです。その主な機能は、数値データを高い視認性で表示することです。本デバイスの核心的な利点は、先進的なAlInGaP（リン化アルミニウムインジウムガリウム）LED技術を採用している点にあり、従来の材料と比較して優れた発光効率と色純度を提供します。このため、様々な照明条件下での視認性が重要な計器盤、産業用制御システム、試験装置、民生電子機器に特に適しています。ターゲット市場は、信頼性が高く長寿命、かつ省エネルギーな表示ソリューションを必要とする、産業オートメーション、自動車ダッシュボード、医療機器、POS端末分野の設計者およびエンジニアを含みます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 光学特性および電気的特性

LTC-2623KF-Jの性能は、標準条件（Ta=25°C）下で測定されたいくつかの主要パラメータによって定義されます。

• 光度（I_V）：代表的な平均光度は、順電流（I_F）1mAにおいて1200 µcdであり、指定範囲は500 µcd（最小）から代表値までです。この高い輝度レベルにより、優れた視認性が確保されます。セグメント間の光度マッチング比は最大2:1と規定されており、表示全体の均一な見た目を保証します。
• スペクトル特性：本デバイスは黄橙色スペクトルの光を発します。ピーク発光波長（λ_p）は、I_F=20mAにおいて代表値611 nmです。主波長（λ_d）は605 nm、スペクトル線半値幅（Δλ）は17 nmであり、比較的純粋で飽和した色出力を示しています。
• 電気的パラメータ：セグメントあたりの順電圧（V_F）は代表値2.6Vで、I_F=20mAにおいて最大2.6Vです。逆電流（I_R）は、逆電圧（V_R）5Vにおいて最大100 µAです。逆電圧定格はリーク電流試験専用であり、本デバイスは逆バイアス下での連続動作を意図していないことに注意することが極めて重要です。

2.2 絶対最大定格と熱に関する考慮事項

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。

• 消費電力：セグメントあたりの最大消費電力は70 mWです。
• 電流定格：セグメントあたりの連続順電流は25 mAです。25°Cから線形に0.33 mA/°Cのデレーティングファクターが適用されます。セグメントあたりのピーク順電流（1kHz、デューティ比10%のパルス動作時）は60 mAです。
• 温度範囲：本デバイスは周囲温度-35°Cから+85°Cの範囲で動作可能です。保存温度範囲も同様です。
• はんだ付け耐性：本デバイスは、実装面から1/16インチ（約1.6 mm）下の位置で、260°C、3秒間のはんだ付け温度に耐えることができます。

3. ビニングシステムの説明

データシートには、本デバイスが輝度でビニング済みであることが明記されています。これは、製造工程において、特定のテスト電流における測定された光出力に基づいてLEDが選別（ビニング）されることを意味します。このプロセスにより、同一製造ロット内での一貫性が確保されます。お客様は、指定された最小値から代表値の範囲（1mA時 500-1200 µcd）内に収まる輝度のデバイスを受け取ります。この特定のデータシートでは波長/色や順電圧に関する明示的な詳細はありませんが、このようなビニングは、予測可能な性能を提供するための業界標準的な慣行です。アプリケーションで厳密な色や電圧のマッチングが必要な場合、設計者はメーカーに具体的なビニングの詳細を確認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。本文中に具体的なグラフは示されていませんが、このようなデバイスの代表的な曲線には以下が含まれます：

• I-V（電流-電圧）曲線：このグラフは順電流と順電圧の関係を示し、通常、ターンオン電圧（AlInGaPでは約2.0-2.2V）以降で指数関数的な上昇を示します。電流制限回路の設計に不可欠です。
• 光度 vs. 順電流：この曲線は、光出力が電流とともにどのように増加するかを示します。ある範囲では一般的に線形ですが、熱効果により高電流では飽和します。
• 光度 vs. 周囲温度：このグラフは、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ます。AlInGaP LEDは通常、光度に対して負の温度係数を持ちます。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、約611 nmにピークがあり、17 nmの半値幅を示します。

これらの曲線は、非標準条件下でのデバイスの挙動を理解し、効率と寿命のために駆動回路を最適化するために極めて重要です。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 外形寸法

本デバイスは0.28インチ（7.0 mm）の桁高を特徴とします。パッケージ寸法は図面（本文では完全には詳細化されていません）で提供され、すべての寸法はミリメートル単位で、特に断りのない限り標準公差は±0.25 mmです。表示部はグレーの面に白いセグメントで、コントラストを高めています。

5.2 ピン配置と回路図

LTC-2623KF-Jはマルチプレックス・コモンアノード表示器です。これは、各桁のLEDのアノードが内部で接続され、各セグメント（A-G、DP、およびコロンセグメントL1、L2、L3）のカソードが桁間で共有されていることを意味します。この構成により、必要な駆動ピン数が32（4桁 * 8セグメント）から16に削減されます。内部回路図はこのマルチプレックス構成を示します。ピン接続表は以下の通りです：

• ピン1： 桁1のコモンアノード
• ピン2： セグメントCおよびL3（下コロンドット）のカソード
• ピン3： 小数点（DP）のカソード
• ピン5： セグメントEのカソード
• ピン6： セグメントDのカソード
• ピン7： セグメントGのカソード
• ピン8： 桁4のコモンアノード
• ピン11： 桁3のコモンアノード
• ピン12： コロンセグメントL1およびL2（上コロンドット）のコモンアノード
• ピン13： セグメントAおよびL1のカソード
• ピン14： 桁2のコモンアノード
• ピン15： セグメントBおよびL2のカソード
• ピン16： セグメントFのカソード
• ピン4、9、10： 未接続

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

主要な組立仕様ははんだ付け温度プロファイルです：本デバイスは、実装面から1/16インチ（1.6 mm）下の位置で260°C、3秒間に耐えることができます。これは標準的なリフローはんだ付け条件です。設計者は、LEDチップやプラスチックパッケージへの熱損傷を防ぐために、PCBレイアウトおよびリフローオーブンのプロファイルがこれに準拠していることを確認する必要があります。はんだ付け前にデバイスが湿気環境にさらされた場合、湿気感受性およびベーキングに関する標準的なJEDEC/IPCガイドラインに従うことが推奨されます。保管は、指定された-35°Cから+85°Cの範囲内で、乾燥した静電気防止環境で行うべきです。

7. 梱包および発注情報

型番はLTC-2623KF-Jです。接尾辞KFは通常、パッケージスタイルと色（グレー面、白セグメント）を示します。Jは特定のビンまたはリビジョンを表す可能性があります。提供された本文には具体的な梱包詳細（リール、チューブ、トレイ）は記載されていませんが、このような表示器は通常、ピンとレンズを保護するために静電気防止チューブまたはトレイで供給されます。発注コードは、AlInGaP黄橙色、マルチプレックス・コモンアノード、右側小数点付きというデバイス説明に直接対応しています。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーション例

この表示器は、明るい多桁数値表示を必要とするあらゆるアプリケーションに理想的です。例としては、デジタルマルチメータ、周波数カウンタ、プロセスタイマー、体重計、自動車ダッシュボード計器（例：時計、オドメーター）、産業用制御盤インジケータなどが挙げられます。

8.2 設計上の考慮点

• 駆動回路：マルチプレックス表示器には、十分なセグメント電流をシンクし、桁アノード電流をソースできる駆動ICまたはマイクロコントローラが必要です。駆動器は、目に見えるちらつきを避けるために十分に高い周波数（通常>100Hz）で桁を順次切り替える必要があります。
• 電流制限：最大連続順電流を超えないようにするため、各セグメントカソードに外部の電流制限抵抗が必須です。または定電流駆動器を使用すべきです。特に25°C以上でのデレーティングを考慮すると重要です。
• 視野角：データシートは広い視野角に言及しており、これはLED 7セグメント表示器の特徴です。PCBの配置は、意図した視聴者の位置を考慮する必要があります。
• 電源シーケンス：電源投入時または遮断時に、駆動電子回路が逆電圧や過剰な電流スパイクを印加しないことを確認してください。

9. 技術比較と差別化

LTC-2623KF-Jの主な差別化要因は、AlInGaP半導体材料の使用とその特定の機械的フォーマットです。従来のGaAsPやGaP LEDと比較して、AlInGaPは著しく高い発光効率を提供し、より低い電流でより明るい表示を実現します。非常に小型のSMD 7セグメント表示器と比較して、0.28インチの桁高は優れた長距離視認性を提供します。LCDと比較すると、より高い輝度、より広い視野角、極端な温度下でのより優れた性能を提供しますが、消費電力が高いという代償があります。マルチプレックス・コモンアノード設計は、この桁サイズに対してピン数を最適化する標準的なアプローチです。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 輝度ビニングの目的は何ですか？

A: ビニングは、お客様の製品内のすべての桁とセグメント間の視覚的一貫性を確保します。同じ発注から得られる任意の2つのセグメントまたはデバイス間の輝度変動が2:1の比率を超えないことを保証します。

Q: 5Vのマイクロコントローラでこの表示器を直接駆動できますか？

A: できません。代表的な順電圧は2.6Vです。5V電源を直接接続すると、過剰電流によりLEDが破壊されます。直列の電流制限抵抗または定電流駆動器を使用する必要があります。抵抗値は供給電圧と希望のセグメント電流に依存します。

Q: マルチプレックス・コモンアノードは、私の駆動回路にとって何を意味しますか？

A: すべての桁を同時に最大輝度で点灯させることはできません。一度に1桁のコモンアノードに電流を供給（ソース）しながら、その桁の希望するセグメントに電流を流す（シンク）ことを順次行う必要があります。これは高速に行われ、すべての桁が常時点灯しているかのような錯覚を作り出します。

Q: 5Vの逆電圧定格は通常動作用ですか？

A: いいえ。データシートには、I_R（逆電流）試験専用であることが明記されています。アプリケーションでは、表示器に連続的な逆バイアスを印加してはなりません。適切な回路設計によりこれを防止する必要があります。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：4桁電圧計表示の設計設計者は、明るく明確な出力電圧表示を必要とする卓上電源装置を作成しています。0.28インチの桁高と高いコントラストのためにLTC-2623KF-Jを選択します。マイクロコントローラのADCが出力電圧を読み取ります。ファームウェアはこの値をBCD形式に変換します。マルチプレックスを処理するために専用の表示駆動IC（MAX7219など）が選択されます。設計者は、セグメント電流10mAに対する電流制限抵抗値を、公式 R = (V_電源- V_F) / I_F を使用して計算します。5V電源、V_F=2.6Vの場合、R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240オームです。220オームの標準抵抗が選択され、わずかに高い電流（約10.9mA）になりますが、これは25mAの連続定格内に十分収まります。ちらつきを排除するためにマルチプレックス周波数は250Hzに設定されます。表示器のグレー面は、機器のベゼル色に合わせて選択され、プロフェッショナルな一体感のある外観を提供します。

12. 技術原理の紹介

LTC-2623KF-Jは、GaAs基板上に成長させたAlInGaP半導体技術に基づいています。LEDチップのp-n接合にバンドギャップエネルギーを超える順電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。活性層中のアルミニウム、インジウム、ガリウム、リン化物の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これは直接、発光の波長（色）に対応します—この場合は黄橙色（約605-611 nm）です。7セグメントフォーマットは、複数の微小LEDチップ（桁あたりセグメントごとに1つ）を標準的な数字のパターンに配置し、前述のマルチプレックス・コモンアノード構成で内部接続することによって作成されます。グレーの面と白いセグメント拡散材は、環境光を吸収し、LEDチップからの発光を効率的に散乱させることでコントラストを高めます。

13. 技術トレンド

LTC-2623KF-Jのような従来のスルーホール7セグメントLED表示器は、その堅牢性と高輝度のために多くのアプリケーションで重要な役割を果たし続けていますが、表示技術の一般的なトレンドは表面実装デバイス（SMD）パッケージとより高い集積度に向かっています。SMD 7セグメント表示器はより小さな占有面積を提供し、自動組立により適しています。さらに、ドットマトリックス表示や、同様のスペースで英数字およびグラフィック機能を提供する完全統合型グラフィックOLEDまたはTFTモジュールへの移行が進んでいます。しかし、極端な明るさ、シンプルさ、信頼性、およびコスト効率が最も重要である専用の数値表示においては、個別の7セグメントLED表示器が引き続き好ましいソリューションです。AlInGaPのような材料の進歩により、その効率と色範囲が大幅に改善され、特定の市場セグメントでの関連性が確保されています。