LTS-6960HR 0.56インチ レッドオレンジ 7セグメントLED表示器 データシート - 文字高14.22mm - 順方向電圧2.6V - 消費電力75mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTS-6960HRは、シングルディジットの7セグメント英数字LED表示モジュールです。幅広い電子機器において、明確で高コントラストな数値および限定的な英数字表示を提供するように設計されています。本デバイスは0.56インチ（14.22 mm）の文字高を特徴とし、中サイズで読みやすい文字が必要とされるアプリケーションに適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

この表示器は、民生用および産業用電子機器に適したいくつかの主要な利点を提供します。主な特徴には、低消費電力、連続的で均一なセグメントによる優れた文字表示、高輝度、高コントラスト、広視野角が含まれます。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。発光強度によるカテゴリ分けが行われており、複数桁アプリケーションでの輝度マッチングが可能で、RoHS指令に準拠した鉛フリーパッケージで提供されます。ターゲット市場には、オフィス機器、通信機器、家電製品、計器パネル、信頼性の高い中サイズの数値表示を必要とするその他のアプリケーションが含まれます。

1.2 デバイス説明と特徴

LTS-6960HRはレッドオレンジLEDチップを採用しています。これらのチップは、透明GaP基板上のGaAsP技術、または非透明GaAs基板上のAlInGaP技術を用いて製造されています。表示器は赤い面と赤いセグメントを持ち、クラシックなインジケータの外観を提供します。マルチプレックスアプリケーションにおいて駆動回路を簡素化する典型的な構成である、コモンアノードデバイスとして構成されています。右側に小数点が含まれています。主な特徴は、0.56インチの文字高、均一なセグメント発光、低消費電力、優れた視覚特性、高輝度・高コントラスト、広視野角、高信頼性、発光強度カテゴリ分け、およびRoHS準拠です。

2. 技術パラメータの詳細な客観的解釈

2.1 絶対最大定格

永久的な損傷を防ぐため、これらの限界を超えてデバイスを動作させてはなりません。セグメントあたりの最大許容損失は75 mWです。セグメントあたりのピーク順方向電流は60 mAですが、これはパルス条件下（1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）でのみ許容されます。セグメントあたりの連続順方向電流定格は25°Cで25 mAであり、この温度を超えると0.33 mA/°Cのデレーティング係数が適用されます。デバイスは-35°Cから+85°Cの温度範囲で動作および保管可能です。はんだ付け温度は、実装面から1/16インチ（約1.59 mm）下の位置で、260°C、3秒間と規定されています。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータは周囲温度（Ta）25°Cで規定されています。セグメントあたりの平均発光強度（Iv）は、順方向電流（IF）10 mAにおいて、最小870 µcdから標準2400 µcdの範囲です。ピーク発光波長（λp）は、IF=20mAにおいて標準630 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は40 nmです。主波長（λd）は621 nmです。セグメントあたりの順方向電圧（VF）は、IF=20mAにおいて2.0V（最小）から2.6V（最大）の範囲です。セグメントあたりの逆方向電流（IR）は、逆方向電圧（VR）5Vにおいて最大100 µAです。この逆方向電圧条件は試験目的のみであり、逆バイアス下での連続動作は許可されていないことに特に注意することが極めて重要です。セグメント間の発光強度マッチング比は最大2:1です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、デバイスが発光強度でカテゴリ分けされていることを示しています。これは、標準試験電流（特性表によれば通常10mA）で測定された光出力に基づくビニングシステムを意味します。ビニングにより、同一製品で使用される複数の表示器間で輝度の一貫性が保証され、不均一な発光を防ぎます。この抜粋では特定のビンコードの詳細は提供されていませんが、一つのアプリケーションで複数の表示器を組み立てる際には、色調や輝度の不均一の問題を避けるため、同じ発光強度ビンからのデバイスを指定または要求することを設計者に推奨します。

4. 性能曲線分析

データシートは詳細設計に不可欠な標準的電気的／光学的特性曲線を参照しています。テキスト抜粋には特定のグラフは含まれていませんが、そのような曲線には通常以下が含まれます：順方向電流対順方向電圧（IV曲線）は非線形関係を示し、電流制限抵抗の選択に役立ちます；発光強度対順方向電流は、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；発光強度対周囲温度は、温度上昇に伴う光出力の低下を示します；そしておそらくスペクトル分布曲線は、ピーク波長と主波長周辺での発光の集中を示します。これらの曲線により、エンジニアは駆動条件を最適化し、非標準温度下での性能を理解することができます。

5. 機械的およびパッケージ情報

5.1 パッケージ寸法

表示器は標準的なスルーホールパッケージで提供されます。すべての寸法はミリメートルで提供されています。機械図面（本文では完全には詳細化されていません）に別段の指定がない限り、寸法公差は±0.25 mm（0.01インチ）です。パッケージには電気接続用の10本のピンが含まれます。

5.2 ピン接続と極性識別

内部回路図は、すべてのセグメントがコモンアノード構成であることを示しています。ピン配置は以下の通りです：ピン1：カソードE；ピン2：カソードD；ピン3：コモンアノード；ピン4：カソードC；ピン5：カソードD.P.（小数点）；ピン6：カソードB；ピン7：カソードA；ピン8：コモンアノード；ピン9：カソードF；ピン10：カソードG。2つのコモンアノードピン（3と8）が存在するのは、電流を分散させ信頼性を向上させるための典型的な方法です。小数点は数字の右側に位置します。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

絶対最大定格は、実装面から1/16インチ下で測定した場合、はんだ付け温度260°C、3秒間を規定しています。これは、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の、フローはんだ付けや手はんだ付けプロセスにおける重要なパラメータです。データシートは、表示器本体に異常な力を加える不適切な工具や組立方法の使用に対して強く警告しており、これらは機械的損傷を引き起こす可能性があります。

7. 保管条件

未使用デバイスの長期保管には、ピンの酸化を防ぐために特定の条件が推奨されます。元の梱包状態の標準LED表示器の場合、推奨保管環境は温度5°Cから30°C、相対湿度60%RH以下です。SMDタイプの表示器（LTS-6960HRはスルーホールですが、ガイドラインは含まれています）の場合、元の密封防湿バッグを開封した後は、同じ温度・湿度条件下で168時間（MSLレベル3）以内に使用すべきです。開封後168時間を超えて保管する場合は、はんだ付け前に60°Cで24時間のベーキングが推奨されます。表示器はできるだけ早く使用し、大量の長期在庫を避けることが一般的に推奨されます。

8. アプリケーション提案

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

この表示器は、オフィスオートメーション機器、通信機器、家電製品、計器類を含む一般的な電子機器を対象としています。デジタル時計、パネルメータ、スコアボード、家電制御パネル、単一の数値桁が必要とされる産業用制御表示などに適しています。

8.2 設計上の考慮事項と注意点

駆動回路設計：一定の発光強度と長寿命を確保するため、定電圧駆動よりも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ことを保証するために、順方向電圧（VF：2.0Vから2.6V）の全範囲に対応するように設計されなければなりません。安全動作電流は、アプリケーションの最大周囲温度を考慮し、25°C以上での電流デレーティング0.33 mA/°Cを考慮して選択する必要があります。
保護：逆バイアスは金属移動や故障を引き起こす可能性があるため、駆動回路には、電源投入時やシャットダウン時の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べきです。特に湿潤環境での周囲温度の急激な変化は、表示器上の結露を防ぐために避けるべきです。
光学的インターフェース：フィルターやオーバーレイを使用する場合、フィルム上の感圧接着剤がずれる可能性があるため、表示面と直接、密着させてはなりません。
信頼性に関する注意：本デバイスは、事前の協議なしに、安全が極めて重要なアプリケーション（航空、医療生命維持装置など）には推奨されません。その故障は生命や健康を危険にさらす可能性があるためです。

9. 技術比較と差別化

より小さい桁表示器（例：0.3インチ）と比較して、LTS-6960HRは0.56インチの高さにより、遠距離や明るい条件下で優れた視認性を提供します。単純な個別LEDと比較して、単一パッケージで形成された文字を提供し、PCBレイアウトと組立を簡素化します。そのコモンアノード構成は、電流シンクとして構成されたマイクロコントローラポートとのインターフェース時に有利です。AlInGaP/GaAsP技術の使用は、良好な効率でクラシックなレッドオレンジ色を提供します。発光強度の明示的なカテゴリ分けは、複数ユニット間で均一な外観を必要とするアプリケーションにおける重要な差別化要因です。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 2つのコモンアノードピン（3と8）の目的は何ですか？
A: それらは内部で接続されています。両方のピンを使用することで、合計アノード電流を分散させ、PCBトレースおよびパッケージリード内の電流密度を低減し、信頼性を向上させることができます。設計では、それらはPCB上で接続されるべきです。
Q: 5V電源と抵抗でこの表示器を駆動できますか？
A: はい、ただし最悪ケースの順方向電圧に基づいて電流制限抵抗を計算する必要があります。所望のIF（例：10mA）における最大VF（2.6V）を使用すると、抵抗値 R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 オームとなります。実際の電流が最大連続定格を超えないことを常に確認してください。
Q: ピーク電流に関する1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅とはどういう意味ですか？
A: セグメントを最大60mAで短時間パルス駆動できますが、パルス幅は0.1ミリ秒を超えてはならず、時間平均電流は連続定格を超えてはなりません。例えば、ピークが60mAの場合、1msごとに0.1msのパルス（10%デューティサイクル）では平均6mAとなります。
Q: 動作中に許可されていないのに、なぜ逆電圧試験が言及されているのですか？
A: 5Vでの逆方向電流（IR）試験は、製造工程で行われる品質およびリーク試験です。これはLED接合の完全性を検証します。アプリケーションで逆バイアスを連続的に印加すると、デバイスを劣化させる可能性があります。

11. 実践的な設計と使用事例

事例：シングルディジット電圧計表示の設計マイクロコントローラのADCが電圧を読み取り、1桁（0-9）で表示する必要があります。マイクロコントローラのポートピンは20mAをシンクできます。設計ではコモンアノード表示器を使用するため、マイクロコントローラのピンはセグメントカソードに接続されます（追加保護のための小さな直列抵抗を介して）。コモンアノードピンは一緒に接続され、別のマイクロコントローラピンによってスイッチングされるPNPトランジスタ（またはPMOS FET）によって駆動されます。ファームウェアは、トランジスタをオンにし、数字に対応するセグメントを点灯させるために適切なカソードピンを通して電流をシンクすることで、桁をマルチプレックスします。各セグメントの電流は、マイクロコントローラのシンク能力と抵抗によって設定され、25mA以下に保たれます。小数点はレンジ表示に使用できます。

12. 原理紹介

7セグメント表示器は、8の字型に配置された7本のLEDバー（セグメントaからg）の集合体です。これらのセグメントの特定の組み合わせを点灯させることで、すべての10進数字（0-9）といくつかの文字を形成できます。コモンアノード構成では、すべてのLEDのアノードが共通の正電源に接続されています。各セグメントは、それぞれのカソードピンに低電圧（グランドまたはロジックロー）を印加することでオンになり、その特定のLEDに電流が流れます。この構成は、駆動ロジック（マイクロコントローラなど）が電流を供給するよりもシンクする（グランドにプルする）方が得意な場合によく好まれます。

13. 開発動向

LTS-6960HRのような従来のスルーホール7セグメント表示器は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、動向は自動組立のための表面実装デバイス（SMD）パッケージ、統合ドライバ（I2CまたはSPIインターフェース）を備えた高密度多桁モジュール、より広い色域またはRGB機能を備えた表示器に向かっています。また、改良されたAlInGaPのような高効率材料を用いて、より低い電流でより高い輝度を達成する動向もあります。しかし、基本的な数値出力が必要とされる幅広い民生用および産業用製品において、個別の7セグメント表示器の基本的な簡素さ、信頼性、およびコスト効率は、その継続的な使用を確実にしています。