LTS-6775JD LEDディスプレイ仕様書 - 0.56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

LTS-6775JD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高性能な単桁7セグメントディスプレイモジュールです。その主要機能は、個々のLEDセグメントを使用して数字0から9および小数点を視覚的に表示することです。本デバイスは、様々な電子機器および民生機器において信頼性と明瞭性を確保するよう設計されています。

本ディスプレイは、発光素子に先進的なアルミニウムインジウムガリウムリン化物（AlInGaP）半導体技術を採用しています。この材料系は、高効率の赤色およびハイパーレッド光を発光させるために特に選択されています。チップは不透明なヒ化ガリウム（GaAs）基板上に形成されており、内部での光散乱と反射を最小限に抑えることでコントラストの向上に寄与します。視覚的表現としては、白いセグメントマーキングを持つグレーのフェースプレートを特徴としており、発光する赤色光に対して優れた背景を提供し、全体的な視認性と美的魅力を高めています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

LTS-6775JDは、様々なアプリケーションに適したいくつかの明確な利点を提供します。主な特徴には、サイズと視認性の良いバランスを提供する0.56インチ（14.22 mm）の桁高が含まれます。セグメントは連続的で均一になるよう設計されており、点灯時の一貫性のあるプロフェッショナルな外観を保証します。本デバイスは動作に低電力を必要とし、エネルギー効率の高いシステム設計に貢献します。様々な環境照明条件下での視認性に重要な、高輝度かつ高コントラストの出力を実現します。さらに、広い視野角を提供し、表示面に対する異なる位置からも表示情報を明確に見ることができます。

これらの特徴の組み合わせにより、LTS-6775JDは様々な電子製品への統合に理想的です。そのターゲット市場には、明確で信頼性の高い数値表示が必要な、試験・測定機器（例：マルチメータ、周波数カウンタ）、産業用制御パネル、自動車用ダッシュボードディスプレイ、民生家電（例：電子レンジ、デジタル時計）、医療機器などが含まれます（これらに限定されません）。LEDの固体信頼性により、最小限のメンテナンスで長い動作寿命が保証されます。

2. 技術パラメータ：詳細な客観的解釈

LTS-6775JDの性能は、一連の精密な電気的および光学的パラメータによって定義されます。これらの仕様を理解することは、適切な回路設計と最適な表示性能を確保するために極めて重要です。

2.1 測光および光学特性

光学性能はディスプレイの機能の中核です。主要パラメータは平均光度（Iv）であり、順電流（IF）1 mAで駆動した場合、最小320 µcd、標準値700 µcd、最大値は規定なしと指定されています。この測定は、人間の眼の明所視（CIE）応答曲線に近似したセンサとフィルターを使用して行われ、値が知覚される明るさと相関することを保証します。高い標準光度により、良好な視認性が確保されます。

色特性は波長によって定義されます。ピーク発光波長（λp）は標準で650ナノメートル（nm）であり、出力はスペクトルのハイパーレッド領域に位置します。主波長（λd）は639 nmと指定されています。ピーク波長と主波長の差はLEDでは一般的であり、発光スペクトルの形状に関連します。スペクトル線半値幅（Δλ）は20 nmであり、スペクトル純度またはピーク周辺で発光される波長の広がりを示しています。セグメント間の発光出力にはある程度のばらつきが予想されます。これは光度整合比（IV-m）によって定量化され、最大2:1と指定されています。これは、同じ駆動条件下で最も明るいセグメントが最も暗いセグメントの2倍を超えないことを意味し、均一性を保証します。

2.2 電気的パラメータ

電気的特性は、ディスプレイと駆動回路の間のインターフェースを定義します。セグメントあたりの順方向電圧（VF）は、順電流（IF）10 mAを印加した場合、標準で2.1ボルト、最大で2.6ボルトです。この電圧は比較的低く、電源設計を簡素化します。セグメントあたりの逆方向電流（IR）は、逆電圧（VR）5 Vを印加した場合、最大100 µAと指定されており、LEDが誤ってバイアスされたときのリークレベルを示しています。

2.3 絶対最大定格と熱的考慮事項

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がある限界を定義します。これらは通常動作条件ではありません。セグメントあたりの最大許容損失は70 mWです。セグメントあたりのピーク順電流は90 mAですが、これは熱管理のためにパルス条件（1/10デューティ比、0.1 ms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電流は、25°Cで25 mAから100°Cで0 mAまで、線形のディレーティング係数0.33 mA/°Cで低下します。このディレーティングは、接合温度が安全限界を超えないようにするために信頼性上極めて重要です。セグメントあたりの最大逆電圧は5 Vです。デバイスの動作温度範囲は-35°Cから+85°C、保管温度範囲も同様です。はんだ付け温度は、実装面から1.6 mm下で測定して、260°Cを3秒間超えてはならず、組立中の損傷を防ぎます。

3. ビニングシステムの説明

提供された仕様書は、デバイスが光度で分類されていることを示しています。これは、測定された光出力に基づくビニングまたは選別プロセスを意味します。一般的なLED製造では、製造ロットからのデバイスは、光度、順電圧、場合によっては主波長などの主要パラメータに従ってテストされ、異なるビンにグループ分けされます。この文書では特定のビンコードや範囲は詳細に記載されていませんが、この慣行により、顧客は特定のアプリケーションに対して一貫した性能を持つ部品を選択できるようになります。LTS-6775JDでは、主なビニング基準は光度であるようであり、電気/光学特性表で指定された最低レベルの明るさが保証されます。

4. 性能曲線分析

具体的なグラフは本文中には再現されていませんが、仕様書は標準的な電気/光学特性曲線を参照しています。これらの曲線は詳細な設計作業に不可欠です。通常、このような仕様書には以下が含まれます：

• 相対光度 vs. 順電流（I-V曲線）：このグラフは、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。一般的に非線形であり、加熱効果により非常に高い電流では効率が低下することがよくあります。
• 順電圧 vs. 順電流：これはダイオードのI-V特性を示し、電流制限回路の設計に極めて重要です。
• 相対光度 vs. 周囲温度：この曲線は、周囲温度（ひいては接合温度）が上昇するにつれて光出力がどのように減少するかを示します。このディレーティングを理解することは、高温環境で動作するアプリケーションにとって重要です。
• スペクトル分布：650 nmのピークを中心とし、20 nmの半値幅仕様で定義された幅を持つ、異なる波長にわたる発光の相対強度を示すプロットです。

設計者は、効率と寿命を維持しながら所望の輝度を得るために駆動電流を最適化し、意図した動作温度範囲にわたる性能変化を考慮するために、これらの曲線を参照すべきです。

5. 機械的およびパッケージ情報

LTS-6775JDは標準的なLEDディスプレイパッケージで提供されます。パッケージ寸法図は、PCBフットプリント設計および筐体統合のための重要な物理的寸法を提供します。特に断りのない限り、すべての寸法は標準公差±0.25 mmでミリメートル単位で提供されます。主要寸法には、パッケージの全高、全幅、全奥行き、ピン間の間隔、フェース上の数字の直径と位置、実装面からの距離が含まれます。正確なPCBレイアウトを作成し、最終製品組立でディスプレイが適切に収まることを保証するには、この図面を正確に解釈する必要があります。

5.1 ピン構成と極性識別

本デバイスは10ピン構成（ピン10は未接続）です。これはコモンアノードディスプレイとして構成されています。これは、複数のLEDセグメントのアノード（正極端子）が内部で接続されていることを意味します。この特定のデバイスでは、内部回路図とピン接続表が、7つのセグメント（A, B, C, D, E, F, G）、小数点（DP）、およびプラス/マイナス記号のアノードとカソードがどのように配置されているかを示しています。コモンアノードノードは、異なるセグメントグループに対してピン2、4、7、および8に接続されています。個々のセグメントカソードはそれぞれのピンに接続されています。セグメントを点灯させるには、対応するカソードピンをロー（グランドまたは電流シンクに接続）に駆動し、適切なコモンアノードピンをハイ（電流制限抵抗を介して正電源に接続）に駆動する必要があります。ピン配置表は、駆動回路を設計するための確定的な参照資料です。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

組立中の適切な取り扱いは信頼性にとって重要です。提供される主要なガイドラインははんだ付けプロセスに関するものです：最大許容はんだ付け温度は260°Cであり、この温度は3秒間を超えて適用してはなりません。この測定は、デバイスのPCB上の実装面から1.6 mm（1/16インチ）下の点で行われます。この仕様は、LEDチップ、内部ワイヤボンディング、およびプラスチックパッケージ材料への熱損傷を防ぐために設計されています。フローまたはリフローはんだ付けの場合、これらの限界内に収まるように、全体の熱プロファイル（予熱、ソーク、リフロー、冷却）を制御する必要があります。はんだごてによる手動はんだ付けでは、局所的な過熱を避けるために注意深い技術が必要です。保管温度範囲は-35°Cから+85°Cです。使用前は、乾燥した静電気安全な環境でデバイスを保管する必要があります。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 典型的なアプリケーション回路

LTS-6775JDはコモンアノードディスプレイであるため、通常はマイクロコントローラまたは専用のディスプレイドライバIC（BCD-to-7セグメントデコーダ/ドライバなど）によって駆動されます。コモンアノードピンは、マルチプレクシングを使用しない場合は、それぞれ電流制限抵抗を介して正電源レール（Vcc）に接続されます。複数の桁をマルチプレクシングする場合、コモンアノードはトランジスタによって切り替えられます。各セグメントのカソードピンは、電流をグランドにシンクするドライバ出力に接続されます。電流制限抵抗の値は、次の式を使用して計算されます：R = (Vcc - VF) / IF。ここで、VFはセグメントの順方向電圧（最悪ケース設計には最大値、例：2.6Vを使用）、IFは所望の順方向電流（例：標準的な輝度の場合は10 mA）です。5V電源の場合：R = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240オーム。標準的な220または270オームの抵抗が適しています。

7.2 設計上の考慮事項と注意点

• 電流制限：常に外部の電流制限抵抗を使用してください。抵抗なしで電圧源またはマイクロコントローラピンからLEDを直接駆動すると、過剰な電流が流れ、即時故障または大幅に短縮された寿命を引き起こします。
• マルチプレクシング：より少ないI/Oピンで複数の桁を制御するために、マルチプレクシングが使用されます。これは、各桁のコモンアノードへの電源を高速で循環させながら、共有されたカソードラインに対応するセグメントデータを提示することを含みます。残像効果により、すべての桁が同時に点灯しているように見えます。短いON時間中のピーク電流は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比を考慮して連続順電流定格を超えてはなりません。
• 視野角：広い視野角は有益ですが、最適な視認性のためには、主な視認方向がその面に対してほぼ垂直になるようにディスプレイを配置する必要があります。
• ESD保護：明示されていませんが、LEDは静電気放電（ESD）に敏感です。組立中は標準的なESD取り扱い予防措置を遵守する必要があります。

8. 技術比較と差別化

白熱灯や真空蛍光表示管（VFD）などの古い技術と比較して、LTS-6775JDは、低消費電力、高い信頼性（焼き切れるフィラメントなし）、高速応答時間、優れた耐衝撃/耐振動性といった大きな利点を提供します。LEDディスプレイセグメント内では、ハイパーレッドにAlInGaP技術を使用することで、古いGaAsPやGaP赤色LEDと比較して、より高い効率と時間および温度に対するより良い色安定性を提供します。0.56インチの桁高は一般的なサイズカテゴリに位置し、主に輝度（光度）、順電圧（電源設計に影響）、視野角、および全体的なパッケージ品質/信頼性などの仕様で他の類似ディスプレイと競合します。

9. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: プラス記号とマイナス記号のカソード（ピン9と1）の目的は何ですか？
A: これらは+または-記号を表示するための専用LEDセグメントであり、通常は極性（例：電圧計の読み取り値）または数値の符号を示すために使用されます。これらはメインの数字セグメントとは独立して制御されます。

Q: 3.3Vマイクロコントローラシステムでこのディスプレイを駆動できますか？
A: はい、ただし電流制限抵抗を再計算する必要があります。標準VF 2.1V、目標IF 10 mAを使用する場合：R = (3.3V - 2.1V) / 0.01A = 120オーム。低い電源電圧では余裕が少なくなるため、輝度の一貫性がVFの変動に対してより敏感になる可能性があります。

Q: 最大連続電流は25°Cで25 mAです。より高い輝度のために20 mAで動作させてもよいですか？
A: 可能ではありますが、絶対最大定格に近い状態で動作させると設計余裕が減少し、特に周囲温度が高い場合、長期信頼性に影響を与える可能性があります。一般的には、輝度、効率、寿命のバランスのために、標準的なテスト条件である10 mA以下で動作させることがより良い方法です。

Q: 私の回路設計においてコモンアノードは何を意味しますか？
A: それは、コモンピンに電圧を供給し、セグメントピンから電流をシンクして点灯させることを意味します。駆動回路（マイクロコントローラ、ドライバIC）は、セグメントをアクティブにするために電流をシンクする（低い論理レベルまたはグランド接続を提供する）ように構成する必要があります。

10. 動作原理

LTS-6775JDの基本原理は、半導体p-n接合における電界発光であり、特にAlInGaP材料を使用しています。ダイオードのターンオン電圧（約2.1V）を超える順方向電圧が印加されると、n型領域からの電子とp型領域からの正孔が活性領域に注入され、そこで再結合します。AlInGaPのような直接遷移型半導体では、この再結合イベントの大部分が光子（光）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、それが今度は発光の波長（色）を決定します—この場合は約650 nmのハイパーレッドです。7つのセグメント（A-G）と小数点のそれぞれは、回路図に従って内部配線された個別のLEDまたはLEDチップのグループです。これらの個々のセグメントに選択的に電力を供給することにより、特定の数字（0-9）または文字のパターンが形成されます。