LTC-4627JD LEDディスプレイ データシート - 0.4インチ桁高 - ハイパーレッド - 順電圧2.6V - 消費電力70mW - 技術文書

1. 製品概要

LTC-4627JDは、明確な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4桁7セグメントLEDディスプレイです。各桁の高さは0.4インチ（10.0 mm）で、良好な視認性を提供します。本デバイスは、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術を採用し、ハイパーレッド発光を実現しています。表示面はグレーでセグメントマーキングは白色であり、コントラストと可読性を高めています。マルチプレックス・コモンアノード型として構成されており、これは必要な駆動ピン数を最小限に抑えるための多桁ディスプレイの標準構成です。

1.1 主な特長

• 桁高 0.4インチ（10.0 mm）。
• 連続した均一なセグメントによる一貫した文字表示。
• 低消費電力で、バッテリー駆動機器に適しています。
• 高輝度と高コントラストによる優れた文字表示。
• 様々な位置から視認可能な広い視野角。
• 可動部がなく、ソリッドステートの信頼性。
• ユニット間の性能を均一にするため、光度はカテゴリ（ビン）分けされています。
• RoHS（有害物質使用制限）指令に準拠した鉛フリーパッケージ。

1.2 デバイス識別

型番LTC-4627JDは、特にハイパーレッド、マルチプレックス・コモンアノード、右側小数点構成のディスプレイを表します。

2. 技術パラメータ詳細

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生じる可能性のある限界を定義します。動作は常にこれらの限界内で維持する必要があります。

• セグメント当たりの消費電力：最大 70 mW。
• セグメント当たりのピーク順電流：最大 90 mA、パルス条件（デューティ比1/10、パルス幅0.1ms）下。
• セグメント当たりの連続順電流：25°C時で最大 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で線形に低下します。
• 動作温度範囲：-35°C から +85°C。
• 保存温度範囲：-35°C から +85°C。
• はんだ付け温度：最大 260°C、最大3秒間（部品の実装面から1.6mm（1/16インチ）下で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、周囲温度（Ta）25°Cで測定した代表的な性能パラメータです。

• 平均光度（I_V）：順電流（I_F）1 mA時で、200 µcd（最小）、650 µcd（代表値）。光度は、人間の眼の明所視応答（CIE曲線）に近似したフィルターを使用して測定されます。
• ピーク発光波長（λ_p）：I_F=20mA時で、650 nm（代表値）。
• スペクトル線半値幅（Δλ）：I_F=20mA時で、20 nm（代表値）。これは赤色光のスペクトル純度を示します。
• 主波長（λ_d）：I_F=20mA時で、639 nm（代表値）。これは知覚される色を定義します。
• セグメント当たりの順方向電圧（V_F）：I_F=20mA時で、2.1V（最小）、2.6V（代表値）。設計者は適切な電流駆動を確保するため、この範囲を考慮する必要があります。
• セグメント当たりの逆方向電流（I_R）：逆方向電圧（V_R）5V時で、100 µA（最大）。注：本デバイスは連続的な逆バイアス動作を意図していません。
• 光度マッチング比（I_V-m）：I_F=1mA時で、2:1（最大）。これは、1つのディスプレイ内のセグメント間で許容される最大の明るさのばらつきを規定します。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、光度がカテゴリ分けされていることを示しています。これは、ディスプレイが標準テスト電流での測定された光出力に基づいて選別（ビニング）されることを意味します。隣接する桁やユニット間で目立つ明るさの違い（色むら）を避けるため、単一アプリケーション内では同じ光度ビンからのディスプレイを使用することが強く推奨されます。この文書では波長や順方向電圧については明示的に詳細が記載されていませんが、色や電気的特性の一貫性を確保するため、LED製造においてこのようなビニングは一般的な慣行です。

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。これらのグラフ表現は設計において重要です：

• I-V（電流-電圧）曲線：順方向電圧と順方向電流の関係を示し、電流制限回路の設計に不可欠です。
• 光度 vs. 順方向電流：駆動電流の増加に伴う光出力の増加を示し、所望の輝度と効率のための動作点の選択に役立ちます。
• 光度 vs. 周囲温度：温度上昇に伴う光出力の低下を示し、高温環境での熱管理において重要です。
• スペクトル分布：相対強度対波長のプロットで、主波長とピーク波長、およびスペクトル幅を確認します。

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デュアル・インライン・パッケージ（DIP）です。特に指定がない限り、全ての寸法はミリメートル単位で提供され、一般公差は±0.25 mmです。詳細な機械図面には、全長、幅、高さ、ピン間隔、桁間隔が示されています。

5.2 ピン接続と極性

本デバイスは16ピン構成です。内部回路図から、マルチプレックス・コモンアノードディスプレイであることがわかります。これは、各桁のLEDのアノードが内部で接続され、各セグメントタイプ（A-G、DP）のカソードが全桁にわたって接続されていることを意味します。ピン配置は以下の通りです：

• ピン 1: 桁1のコモンアノード
• ピン 2: 桁2のコモンアノード
• ピン 3: セグメントDのカソード
• ピン 4: セグメントL1、L2、L3のコモンアノード（コロンまたは他のマーカーの可能性）
• ピン 5: セグメントEのカソード
• ピン 6: 桁3のコモンアノード
• ピン 7: 小数点（DP）のカソード
• ピン 8: 桁4のコモンアノード
• ピン 9: 未接続
• ピン 10: ピンなし
• ピン 11: セグメントFのカソード
• ピン 12: ピンなし
• ピン 13: セグメントCおよびL3のカソード
• ピン 14: セグメントAおよびL1のカソード
• ピン 15: セグメントGのカソード
• ピン 16: セグメントBおよびL2のカソード

6. はんだ付け・組立ガイドライン

6.1 はんだ付けパラメータ

最大はんだ付け温度は260°C、最大持続時間は3秒です。これは通常、ディスプレイ本体から1.6mm下の点で測定される、フローはんだ付けまたは手はんだ付け用です。リフローはんだ付けには、ピーク温度が260°Cを超えない標準的な鉛フリープロファイルを使用する必要があります。

6.2 保存条件

ピンの酸化を防ぐため、適切な保存が不可欠です。

• DIPディスプレイ（LTC-4627JD）の場合：元の梱包で、温度5°C～30°C、湿度60%RH以下で保管してください。防湿バッグを開封して6ヶ月以上経過した場合は、使用前に部品を60°Cで48時間ベーキングし、ベーキング後1週間以内に組立を完了することを推奨します。
• 一般的な注意：湿気の多い環境での急激な温度変化は避け、ディスプレイ上の結露を防止してください。組立中に異常な機械的力を加えないでください。

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

本ディスプレイは、数値表示を必要とする一般的な電子機器に適しています。例：

• 試験・測定機器（マルチメータ、カウンタ）。
• 産業用制御パネルおよびタイマー。
• 民生用機器（電子レンジ、はかり、オーディオ機器）。
• POS端末および基本情報表示装置。

重要な注意：データシートは、本製品が一般的な機器向けであることを明示しています。例外的な信頼性を必要とするアプリケーション（航空、医療、輸送安全）では、事前の相談が必要です。

7.2 設計上の考慮点

• 駆動回路：一貫した輝度と長寿命のため、定電流駆動が推奨されます。回路は順方向電圧の全範囲（2.1V～2.6V）に対応できるように設計する必要があります。
• 電流制限：動作電流は、最大周囲温度に基づいて選択する必要があり、25°C以上での電流低下率0.33 mA/°Cを考慮に入れてください。
• 保護：駆動回路には、電源投入時の逆電圧や電圧トランジェントからデバイスを保護するための対策を含めるべきです。
• マルチプレクシング：コモンアノード・マルチプレックスディスプレイとして、マイクロコントローラまたは専用ドライバICは、各桁のコモンアノードを順次アクティブにし、その桁に正しいセグメントカソードパターンを供給する必要があります。ちらつきを避けるため、リフレッシュレートは十分に高く（通常>60 Hz）する必要があります。
• 機械的統合：フロントパネルやフィルムを使用する場合は、印刷オーバーレイをずらしたりディスプレイ本体を損傷したりする可能性のある圧力を加えないようにしてください。

8. 技術比較と差別化

LTC-4627JDの主な差別化要因は、ハイパーレッド発光のためのAlInGaP技術の採用と、その特定の機械的・電気的フォーマットです。従来のGaAsPやGaP赤色LEDと比較して、AlInGaPはより高い効率、優れた輝度、温度に対するより安定した波長を提供します。0.4インチの桁高は、より小さい（0.3インチ）ディスプレイとより大きい（0.5インチまたは0.56インチ）ディスプレイの間のニッチを埋めます。マルチプレックス・コモンアノード設計は、ピン数とドライバの複雑さのバランスを取る、多桁ディスプレイの業界標準です。

9. よくある質問（FAQ）

9.1 光度マッチング比の目的は何ですか？

この比率（最大2:1）は、単一のディスプレイユニット内で、同じ条件下で駆動された場合、どのセグメントも他のセグメントの2倍以上明るくならないことを保証します。これにより、形成される文字の均一な外観が保証されます。

9.2 なぜ定電圧駆動よりも定電流駆動が推奨されるのですか？

LEDの輝度は主に電流の関数です。順方向電圧（V_F）には許容範囲（2.1V-2.6V）があります。単純な抵抗器を用いた定電圧源では、V_Fが異なるディスプレイに対して異なる電流（したがって異なる輝度レベル）が流れます。定電流源は、V_F variations.

に関係なく同一の電流、したがって一貫した輝度を保証します。

9.3 このディスプレイを5Vマイクロコントローラで直接駆動できますか？_Fできません。セグメント当たりの最大連続順電流は25mAであり、セグメントのV

が約2.6Vの場合、直接接続されたマイクロコントローラのGPIOピンははるかに高い電流を供給/吸収しようとし、マイクロコントローラを損傷する可能性があります。外部トランジスタ（コモンアノード用）と電流制限抵抗、または専用LEDドライバICを使用する必要があります。

9.4 部品説明の右側小数点とはどういう意味ですか？

小数点LEDの位置を示します。この場合、小数点は桁の右側に位置します。一部のディスプレイでは左側または中央の小数点が提供される場合があります。

10. 実践的設計ケーススタディシナリオ：

1. LTC-4627JDを使用した4桁電圧計表示の設計。マイクロコントローラを搭載した5Vシステムで駆動。ドライバ選択：
2. 専用のマルチプレクシングLEDドライバIC（例：MAX7219、TM1637）を選択するか、マイクロコントローラのGPIOを使用してソフトウェアでマルチプレクシングを実装します。電流設定：
3. 良好な輝度と長寿命のため、セグメント電流を10-15 mAに選択します。これが予想される最大周囲温度での低下後の制限内にあることを確認してください。回路設計：_CCドライバICを使用する場合は、そのデータシートに従ってください。個別トランジスタを使用する場合は、PNPまたはPチャネルMOSFETを使用してコモンアノードピン（5Vに接続）を切り替え、NPNまたはNチャネルMOSFET/抵抗器をカソード側に配置し、マイクロコントローラで制御します。電流制限抵抗を計算します：R = (V_F- V_{- V}CE(sat)_F) / I_F。最悪の場合（最も明るい）の計算には、最大V
4. (2.6V)を使用してください。ソフトウェア：
5. ディスプレイをリフレッシュするためのタイマ割り込みを実装します。ルーチンは、すべての桁をオフにし、次の桁のセグメントパターンを設定し、その桁のコモンアノードをオンにし、マルチプレクシングのタイムスライスを待つべきです。熱・機械的：

十分な換気を確保してください。フロントパネルは、表示面に圧力がかからないように、ディスプレイの視野領域よりわずかに大きいクリアアパーチャで設計してください。

11. 動作原理

LTC-4627JDはAlInGaP半導体技術に基づいています。ダイオードの接合電位を超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が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層の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、これが発光される赤色光の波長（約639-650 nm）に対応します。7つのセグメント（AからG）および小数点（DP）のそれぞれは、個別のLEDまたはLEDチップのグループです。マルチプレックス・コモンアノード構成では、単一の桁内のすべてのLEDの一方の側（アノード）が接続されており、その共通ノードに正電圧を印加することでその桁全体を有効にすることができます。各セグメントタイプのもう一方の側（カソード）はすべての桁に接続されており、有効な桁でどのセグメントが点灯するかを制御できます。

12. 技術トレンド