LTS-2801AKS 0.28インチ イエローLEDディスプレイ データシート - 文字高7.0mm - 順方向電圧2.6V - 消費電力70mW - 技術文書

1. 製品概要

LTS-2801AKSは、単一桁の7セグメント英数字LEDディスプレイモジュールです。コンパクトなフォームファクタで、明確で高コントラストな数字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。コア技術は、ヒ化ガリウム（GaAs）基板上に堆積されたアルミニウムインジウムガリウムリン（AlInGaP）半導体材料を利用しており、黄色波長スペクトルで発光するように設計されています。この特定の材料選択は、目標色に対して効率と光度の面で利点を提供します。本デバイスは、白色のセグメント区切りを持つグレー色のフェースプレートを備えており、様々な照明条件下でのコントラストと視認性を向上させています。その主な設計目的は、計器盤、民生電子機器の表示部、産業用制御インターフェースなど、スペースが限られているが明確な数字表示が必要な電子機器への統合です。

1.1 主な特長と利点

• コンパクトな文字サイズ：0.28インチ（7.0 mm）の文字高を特徴とし、パネルスペースが限られたアプリケーションに適しています。
• 光学品質：連続的で均一なセグメントで設計されており、桁全体で一貫した視覚的外観を実現します。
• 電力効率：低消費電力要件で設計されており、エネルギー効率の高いシステム設計に貢献します。
• 優れた視認性：高輝度とグレー背景に対する高いコントラストにより、優れた文字表示を提供します。
• 広い視野角：広い視野角を提供し、様々な角度からの視認性を確保します。
• 高い信頼性：ソリッドステート構造による恩恵があり、長い動作寿命と衝撃・振動に対する耐性をもたらします。
• 一貫性のためのビニング：デバイスは光度ごとに分類（ビニング）されており、複数桁表示での輝度の一致を可能にします。
• 環境適合性：パッケージは鉛フリーであり、有害物質使用制限（RoHS）指令に準拠して製造されています。

1.2 デバイス識別

型番LTS-2801AKSは、コモンアノード電気構成を持つ黄色発光AlInGaP LEDディスプレイであり、右側小数点を含むことを具体的に示しています。この命名規則により、デバイスの光学的および電気的特性を正確に識別することができます。

2. 機械的仕様およびパッケージ情報

本ディスプレイは、プリント回路基板（PCB）へのスルーホール実装用に設計された標準LEDパッケージに収められています。詳細な寸法図はデータシートに記載されており、全体の占有面積、セグメント配置、およびリード（ピン）位置を規定しています。重要な機械的注意事項には、ほとんどの寸法における±0.25mmの公差、許容される外観上の欠陥（セグメント領域内の異物や気泡など）に関する仕様、およびピン位置公差が含まれます。メーカーは、最適な機械的適合性とはんだ接合の信頼性のために、PCBの穴径を1.0 mmとすることを推奨しています。

3. 電気的構成とピン配置

3.1 内部回路図

本デバイスはコモンアノード構成を採用しています。これは、すべてのLEDセグメントと小数点のアノード端子（正側）が内部で共通ピンに接続されていることを意味します。各セグメント（AからG）および小数点（D.P.）には、専用のカソード（負）ピンがあります。この構成は、マルチプレックス駆動回路で一般的であり、共通アノードを選択的に給電しながら、適切なカソードピンをグランドに落として特定のセグメントを点灯させます。

3.2 ピン接続表

10ピンのデバイスは以下のピン配置を持ちます：ピン1：セグメントEのカソード；ピン2：セグメントDのカソード；ピン3：コモンアノード；ピン4：セグメントCのカソード；ピン5：小数点（D.P.）のカソード；ピン6：セグメントBのカソード；ピン7：セグメントAのカソード；ピン8：コモンアノード（第2接続）；ピン9：セグメントGのカソード；ピン10：セグメントFのカソード。二つのコモンアノードピン（3と8）は内部で接続されており、電流分配のための設計の柔軟性を提供します。

4. 絶対最大定格と特性

4.1 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応力限界を定義します。通常動作を意図したものではありません。主な限界は以下の通りです：セグメントあたりの最大消費電力：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：1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅）：60 mA；セグメントあたりの連続順方向電流：25°Cで25 mA、この温度以上では直線的に減額；セグメントあたりの逆電圧：5 V（注：これはテスト目的のみであり、連続逆バイアス動作はサポートされていません）；動作および保管温度範囲：-35°C から +105°C。データシートにはまた、はんだ付け条件が規定されており、組み立て中にシーティングプレーンの温度を最大260°Cで5秒間に制限します。

4.2 電気的および光学的特性

これらのパラメータは標準条件（Ta=25°C）で測定され、期待される性能を定義します。主な仕様は以下の通りです：セグメントあたりの平均光度（Iv）：順方向電流（If）=1 mAで500 ucd（最小）、1400 ucd（標準）；ピーク発光波長（λp）：If=20mAで588 nm（標準）；スペクトル線半値幅（Δλ）：15 nm（標準）；主波長（λd）：587 nm（標準）；チップあたりの順方向電圧（Vf）：If=20mAで2.0 V（最小）、2.60 V（標準）；セグメントあたりの逆電流（Ir）：Vr=5Vで100 µA（最大）；光度マッチング比：同一デバイス内のセグメント間で2:1（最大）。重要な注意事項として、光度はCIE標準の眼応答フィルタを用いて測定されること、および指定された逆電圧はリーク電流テストのみを目的としており、機能動作のためではないことが明記されています。

5. 性能曲線とグラフデータ

データシートには、代表的な性能曲線のセクションが含まれています。これらのグラフは主要パラメータ間の関係を視覚的に表し、設計者に表形式の最小値、標準値、最大値を超えたデバイスの挙動に対するより深い理解を提供します。提供されたテキストでは具体的な曲線は詳細に記述されていませんが、このようなデバイスの代表的なプロットには以下が含まれます：順方向電流（If）対順方向電圧（Vf）（ダイオードのIV特性を示す）、相対光度対順方向電流（If）（駆動電流に対する光出力のスケーリングを示す）、相対光度対周囲温度（Ta）（輝度の温度依存性を示す）、およびおそらく588 nmのピークを中心とした波長全体での発光強度を示すスペクトル分布図。

6. 信頼性試験と認定

本デバイスは、確立された業界標準（MIL-STD、JIS）に基づく包括的な信頼性試験を実施しています。これにより、現場での堅牢性と長寿命が確保されます。試験項目は以下を含みます：動作寿命（RTOL）：室温条件下で定格最大電流での1000時間連続動作。環境ストレステスト：高温高湿保管（65°C、90-95% RH、500時間）、高温保管（105°C、1000時間）、低温保管（-35°C、1000時間）。機械的ストレステスト：温度サイクル（-35°Cと105°Cの間で30サイクル）およびサーマルショック（-35°Cと105°Cの間で急速遷移による30サイクル）。プロセス検証テスト：はんだ耐熱性（260°C、10秒）およびはんだ付け性（245°C、5秒）により、組み立て中のパッケージリードの完全性を検証します。

7. はんだ付けおよび組み立てガイドライン

7.1 自動はんだ付けプロセス

フローまたはリフローはんだ付けプロセスの場合、シーティングプレーン（パッケージ本体がPCBに接する場所）から1/16インチ（約1.6 mm）下の点の温度を最大260°C、時間は5秒を超えないように制限することを推奨します。このプロファイルは、内部LEDチップおよびエポキシパッケージ材料への熱損傷を防ぐのに役立ちます。

7.2 手動はんだ付けプロセス

手動はんだごてを使用する場合は、熱を局所化するように注意する必要があります。ガイドラインでは、シーティングプレーンから1/16インチ下にはんだごて先端を最大5秒間適用し、はんだごて先端温度を350°C ±30°Cに制御することです。温度制御機能付きはんだごてと熟練した作業者を使用することが、これらの限界を超えないようにするために重要です。

8. 重要なアプリケーション注意事項と設計上の考慮点

このセクションには、設計技術者がディスプレイの安全で信頼性の高い動作を確保するための重要な情報が含まれています。主な注意事項は以下の通りです：使用目的：本ディスプレイは、一般的な電子機器用に設計されています。例外的な信頼性を必要とする、または故障が安全性を脅かす可能性のあるアプリケーション（航空、医療など）では、事前の相談が必要です。定格の遵守：絶対最大定格を超えた動作による損傷に対する責任は負いかねます。熱および電流管理：推奨駆動電流または動作温度を超えると、光出力の著しい低下や早期故障を引き起こす可能性があります。安全動作電流は、高い周囲温度に対して減額する必要があります。駆動回路設計：一貫した輝度と長寿命のため、定電流駆動を強く推奨します。回路は、目標電流が供給されるように、指定された順方向電圧（Vf）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。さらに、電源投入サイクル中に発生する可能性のある逆電圧および電圧トランジェントに対する保護を回路に組み込むべきです。逆バイアス動作は厳密に避けるべきです。

9. アプリケーションノートと設計上の洞察

9.1 代表的なアプリケーションシナリオ

LTS-2801AKSは、コンパクトな単一桁の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。一般的な用途には、電圧、電流、または温度表示用のパネルメーター、デジタル時計およびタイマー、家電制御パネル（電子レンジ、洗濯機など）、試験・測定機器インターフェース、および産業用コントローラの状態表示が含まれます。その黄色は視認性が良く、警告または状態インジケータとしてよく選択されます。

9.2 回路設計上の考慮点

このディスプレイを使用した設計では、いくつかの要因に注意を払う必要があります。コモンアノード構成のため、適切なドライバIC（7セグメントデコーダ/ドライバなど）または電流シンクとして構成されたマイクロコントローラのGPIOピンが必要です。電流制限抵抗は、電源電圧、LED順方向電圧（最悪ケース設計には最大Vfを使用）、および所望の順方向電流に基づいて計算する必要があります。複数桁をマルチプレックスする場合、セグメントあたりのピーク電流はDC定格よりも高くすることができますが、平均電流はデューティサイクルを考慮して連続順方向電流制限内に留まる必要があります。定格最大値付近または高い周囲温度で動作する場合は、放熱を考慮する必要があります。

9.3 比較と選択ガイダンス

ディスプレイを選択する際には、主要なパラメータを比較してください：文字高（0.28インチは比較的小さい）、色（黄色AlInGaP対赤色GaAsPまたは緑/青色InGaN）、輝度（光度ビン）、順方向電圧（ドライバ設計と消費電力に影響）、および視野角。LTS-2801AKSの利点は、黄色光に対する効率的なAlInGaP技術、良好な輝度、およびRoHS適合性にあります。設計者は、その光学的および電気的特性が、アプリケーションにおける輝度、色、電力予算、および利用可能な駆動電圧の特定の要件に合致することを確認する必要があります。