LTC-2621JD-04 LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 (650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-2621JD-04는 선명한 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 소형 고성능 3자리 7세그먼트 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 전자 장치에서 시각적인 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한다는 점에 있으며, 이 칩은 불투명 GaAs 기판 위에 제작됩니다. 이 조합은 특징적인 "하이퍼 레드" 발광을 만들어냅니다. 디스플레이는 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 합니다. 목표 시장에는 산업용 계측기, 소비자 가전, 시험 및 측정 장비, 그리고 신뢰할 수 있는 저전력 숫자 디스플레이가 필요한 임베디드 시스템이 포함됩니다.

1.1 주요 특징 및 장점

• 자릿수 높이:0.28인치 (7.0 mm), 크기와 가시성 사이의 좋은 균형을 제공합니다.
• 세그먼트 설계:연속적이고 균일한 세그먼트로 우수한 문자 모양과 미적 감각을 제공합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항으로, 배터리 구동 또는 에너지 절약형 응용 분야에 적합합니다.
• 광학 성능:높은 휘도와 높은 명암비로 다양한 조명 조건에서도 가독성을 보장합니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 축외 위치에서도 디스플레이를 읽을 수 있습니다.
• 신뢰성:움직이는 부품이 없는 고체 상태의 신뢰성으로 긴 작동 수명을 제공합니다.
• 품질 관리:장치는 발광 강도에 따라 분류되어 생산 로트 간 휘도 일관성을 보장합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 주요 기술 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이는 단일 세그먼트에서 열로 소산될 수 있는 최대 연속 전력을 제한합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 90 mA, 그러나 특정 펄스 조건(1/10 듀티 사이클 및 0.1 ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이 정격은 멀티플렉싱 또는 단시간 고휘도 펄스를 위한 것입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 전류는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 5.2 mA.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. 이를 초과하면 접합 파괴가 발생할 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 작동하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 납땜 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안(장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정). 이는 웨이브 또는 리플로우 납땜 공정에서 열 손상을 방지하기 위해 중요합니다.

2.2 전기 및 광학 특성 (Ta=25°C 기준)

이는 지정된 테스트 조건에서의 일반적인 작동 매개변수입니다.

• 평균 발광 강도 (I_V):200 μcd(최소) ~ 600 μcd(최대) 범위이며, 일반적인 값이 암시됩니다. 순방향 전류(I_F) 1 mA에서 측정됩니다. 이는 인지되는 밝기의 핵심 매개변수입니다.
• 피크 발광 파장 (λ_p):650 nm(일반적). 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장으로, "하이퍼 레드" 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭 (Δλ):20 nm(일반적). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다. 20nm는 AlInGaP 적색 LED의 일반적인 값입니다.
• 주 파장 (λ_d):639 nm(일반적). 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상과 일치하는 단일 파장으로, 피크 파장과는 약간 다를 수 있습니다.
• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):2.1 V(최소) ~ 2.6 V(최대) 범위이며, I_F=20 mA에서 일반적인 값은 2.6 V입니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 μA.
• 발광 강도 매칭 비율 (I_V-m):최대 2:1. 이는 장치 내 가장 밝은 세그먼트/자릿수와 가장 어두운 세그먼트/자릿수 사이의 최대 허용 비율을 지정하여 균일성을 보장합니다.

측정 참고 사항:발광 강도는 CIE 명시야 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정되며, 이 측정값이 인간의 밝기 인지와 상관관계를 갖도록 보장합니다.

3. 빈닝 및 분류 시스템

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 따라 분류된다"고 명시적으로 언급합니다. 이는 빈닝 과정을 의미합니다.

• 발광 강도 빈닝:I_V에 대해 지정된 넓은 범위(200-600 μcd)는 생산 부품이 테스트되어 다른 강도 빈으로 분류됨을 시사합니다. 설계자는 특정 밝기 수준이 필요하거나 여러 디스플레이 간에 엄격한 균일성이 필요한 응용 분야에 대해 빈을 선택할 수 있습니다.
• 순방향 전압:지정된 범위(2.1-2.6V)는 전압 빈닝으로 이어질 수도 있으며, 이는 대규모 어레이의 전원 공급 설계에 중요할 수 있습니다.
• 파장:λ_p와 λ_d에 대해 일반적인 값이 제공되지만, 특정 색좌표에 대한 엄격한 허용 오차 빈은 이 요약 데이터시트에 자세히 설명되지 않았더라도 사용 가능할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 표준 내용과 중요성을 추론할 수 있습니다.

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 비선형적인 방식으로, 고전류에서 효율 저하를 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 I-V 특성을 보여주며, 직렬 저항 값 계산 또는 정전류 드라이버 설계에 필수적입니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도:온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여주며, 열 관리에 중요한 요소입니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 650nm에서 피크와 20nm 반치폭을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

이 장치는 표준 LED 디스플레이 패키지를 가지고 있습니다. 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다. 특정 특징에 다른 표시가 없는 한 일반 공차는 ±0.25 mm(≈±0.01 인치)입니다. 정확한 치수 도면은 데이터시트에 참조되어 있지만 여기서는 자세히 설명하지 않습니다. 주요 측면에는 전체 길이, 너비, 높이, 자릿수 간격, 리드 간격 및 리드 치수가 포함됩니다.

5.2 핀 연결 및 내부 회로

LTC-2621JD-04는멀티플렉스 공통 애노드장치입니다. 이는 각 자릿수의 애노드가 내부적으로 자릿수별로 함께 연결되고, 각 세그먼트 유형(A-G, DP)의 캐소드는 자릿수 전체에 공통으로 연결됨을 의미합니다.

핀아웃 (16핀 패키지):

• 핀 1: 캐소드 D
• 핀 2: 공통 애노드 (자릿수 1)
• 핀 3: 캐소드 D.P. (소수점)
• 핀 4: 캐소드 E
• 핀 5: 공통 애노드 (자릿수 2)
• 핀 6: 캐소드 C
• 핀 7: 캐소드 G
• 핀 8: 공통 애노드 (자릿수 3)
• 핀 9: 연결 없음
• 핀 10: 핀 없음
• 핀 11: 핀 없음
• 핀 12: 캐소드 B
• 핀 13: L1, L2, L3 공통 애노드 (콜론 또는 기타 표시기일 가능성 있음)
• 핀 14: 핀 없음
• 핀 15: 캐소드 A
• 핀 16: 캐소드 F

내부 회로도:회로도는 핀 2, 5, 8에 연결된 세 개의 공통 애노드 노드(자릿수당 하나씩)를 보여줍니다. 각 세그먼트 캐소드(A-G, DP)는 해당 핀에 연결된 단일 노드이며, 각 자릿수의 해당 세그먼트 LED는 자릿수의 공통 애노드와 공유 세그먼트 캐소드 사이에 연결됩니다. 이 구조는 멀티플렉스 구동에 이상적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 납땜에 대한 절대 최대 정격입니다:최대 260°C, 최대 3초 동안(장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정).

• 리플로우 납땜:피크 온도가 260°C를 초과하지 않고 240°C 이상의 시간을 매우 짧게 유지하는 표준 무연 리플로우 프로파일이 호환되어야 합니다. 1.6mm 측정 지점은 프로파일 검증에 중요합니다.
• 웨이브 납땜:가능하지만, 접촉 시간과 온도를 260°C/3s 한계를 충족하도록 신중하게 제어해야 합니다.
• 핸드 납땜:온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. LED 리드에 직접 열을 가하지 말고 PCB 패드에 열을 가한 후 빠르게 접합을 완료하십시오.
• 보관 조건:지정된 보관 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내에서 건조하고 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 습기에 민감한 장치는 습한 환경에 노출된 경우 사용 전 베이킹이 필요할 수 있습니다.

7. 응용 제안

7.1 일반적인 응용 회로

멀티플렉스 공통 애노드 구성에는 드라이버 회로가 필요합니다. 일반적인 설계는 다음을 사용합니다:

• 마이크로컨트롤러 또는 드라이버 IC:타이밍과 데이터를 제어합니다.
• 자릿수 드라이버:PNP 트랜지스터 또는 전용 하이사이드 스위치를 사용하여 공통 애노드 핀(2, 5, 8, 13)으로 전류를 싱크합니다.
• 세그먼트 드라이버:마이크로컨트롤러 포트 또는 로우사이드 드라이버 IC(오픈 드레인 출력이 있는 74HC595 시프트 레지스터 또는 전용 LED 드라이버와 같은)를 사용하여 세그먼트 캐소드 핀(1, 3, 4, 6, 7, 12, 15, 16)에서 전류를 소싱합니다.
• 전류 제한 저항:정전압 구동을 사용할 때 세그먼트 캐소드 라인당(세그먼트 LED당이 아님) 하나의 저항이 필요합니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F를 사용하여 계산됩니다. 5V 공급 전압, I_F=10 mA, V_F=2.6V의 경우, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω입니다. 더 나은 균일성을 위해 정전류 드라이버가 선호됩니다.

7.2 설계 고려 사항

• 멀티플렉싱 주파수:가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높은 새로 고침 속도를 사용하십시오(일반적으로 자릿수당 >60 Hz, 따라서 3자리 디스플레이의 경우 >180 Hz 스캔 속도).
• 피크 전류 대 밝기:연속 전류 정격 내에 머무르면서 높은 평균 밝기를 달성하려면 더 높은 피크 전류(최대 90mA 펄스 정격까지)로 멀티플렉싱을 사용하십시오. 예를 들어, 1/3 듀티 사이클(3자리)로 30mA 피크로 구동하면 세그먼트당 평균 10mA가 됩니다.
• 열 관리:특히 최대 정격 근처에서 구동할 경우 PCB 레이아웃이 열 방출을 허용하도록 하십시오. 높은 주변 온도는 전류 감소를 요구할 것입니다.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 중 적절한 ESD 예방 조치를 취하여 취급하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 GaP 적색 LED 또는 더 큰 자릿수 디스플레이와 같은 오래된 기술과 비교하여, LTC-2621JD-04는 다음과 같은 특정 장점을 제공합니다:

• AlInGaP 대 GaAsP/GaP:AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 발광 효율을 제공하여 주변광에서 더 높은 밝기와 더 나은 가시성을 제공합니다. "하이퍼 레드" 색상 또한 더 생생합니다.
• 작은 자릿수 높이 (0.28인치):0.5인치 또는 더 큰 자릿수에 비해 공간 절약형 솔루션을 제공하며, 매우 작은 SMD 7세그먼트 모듈보다는 크고 가독성이 좋아 소형 장치에 적합합니다.
• 회색 전면/흰색 세그먼트:이 마감 처리는 세그먼트가 꺼져 있을 때 높은 명암비를 제공하여, 전체 검정색 또는 전체 회색 전면에 비해 전반적인 디스플레이 미적 감각과 가독성을 향상시킵니다.
• 분류된 강도:이 빈닝은 저가형 디스플레이에서 항상 존재하지는 않는 수준의 품질 관리와 예측 가능성을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q1: "공통 애노드" 구성의 목적은 무엇입니까?

A1: 공통 애노드는 멀티플렉싱을 단순화합니다. 애노드 핀에 양전압을 가하고 점등하려는 세그먼트의 캐소드를 접지함으로써 한 번에 하나의 자릿수를 켭니다. 이렇게 하면 필요한 드라이버 핀 수를 (7 세그먼트 + 1 DP) * 3 자릿수 = 24개에서 3 애노드 + 8 캐소드 = 11개로 줄입니다.

Q2: 이 디스플레이를 구동하기 위한 저항 값을 어떻게 계산합니까?

A2: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 데이터시트의 최대 V_F(2.6V)를 사용하여 높은 V_F 부품에 대해서도 저항에 충분한 전압 강하가 발생하도록 보장하십시오. 원하는 밝기를 기반으로 I_F를 선택하되, 연속(25°C에서 25mA) 또는 펄스 정격 내에 머무르도록 하십시오.

Q3: 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A3: 가능하지만 제한 사항이 있습니다. V_F가 2.6V인 경우, 3.3V에서 전류 제한 저항에 대해 0.7V만 남습니다. 10mA 전류의 경우 R=70Ω입니다. 이 낮은 저항 값은 실현 가능하지만, V_F의 변동은 상당한 밝기 변동을 일으킬 것입니다. 안정적인 성능을 위해 정전류 드라이버 또는 더 높은 공급 전압(예: 5V)을 제공하는 부스트 컨버터를 권장합니다.

Q4: "발광 강도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미합니까?

A4: 이는 단일 LTC-2621JD-04 장치 내에서, 동일한 조건(I_F=1mA)에서 측정할 때 가장 밝은 세그먼트 또는 자릿수가 가장 어두운 세그먼트 또는 자릿수보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 시각적 균일성을 보장합니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 휴대용 디지털 멀티미터 디스플레이 설계

LTC-2621JD-04는 훌륭한 후보입니다. 0.28인치 자릿수는 가독성이 매우 높습니다. 낮은 전력 요구 사항은 배터리 수명에 중요합니다. 멀티플렉스 설계는 마이크로컨트롤러 핀 수를 최소화합니다. 설계는 마이크로컨트롤러의 타이머를 사용하여 자릿수 1, 2, 3을 약 200 Hz로 순환시킬 것입니다. 세그먼트 데이터는 테이블에서 조회됩니다. 전력을 절약하기 위해 디스플레이 밝기(I_F)는 포토트랜지스터에 의해 감지된 주변광을 기반으로 동적으로 조정될 수 있습니다. 높은 명암비의 회색/흰색 전면은 어두운 작업장 환경과 밝은 작업장 환경 모두에서 가독성을 보장합니다. AlInGaP 하이퍼 레드 LED는 선명하고 주목을 끄는 판독값을 제공합니다.

11. 기술 원리 소개

LTC-2621JD-04는AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)반도체 재료를 기반으로 하며, 이 재료는GaAs(갈륨 비소)기판 위에 에피택셜 성장되었습니다. "불투명한" GaAs 기판은 방출된 빛을 흡수하기 때문에 사용되지만, AlInGaP 활성층은 충분한 빛이 칩 상단에서 빠져나갈 수 있을 만큼 충분히 높은 내부 효율을 가지고 있습니다. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면 전자와 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 650 nm(적색)입니다. 7세그먼트 형식은 여러 개의 작은 LED 칩(또는 여러 개의 격리된 접합을 가진 단일 칩)을 패턴화된 광학 렌즈/확산판 아래에 배치하여 인식 가능한 숫자 세그먼트를 형성함으로써 만들어집니다.

12. 기술 동향 및 맥락

이 특정 장치는 스루홀 기술을 사용하지만, 기본 AlInGaP 재료 시스템은 여전히 매우 관련성이 높습니다. 디스플레이 기술의 동향은 다음과 같습니다:

• 소형화:자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 이동, 심지어 다중 자릿수 디스플레이에서도.
• 통합:LED 어레이와 드라이버 IC를 단일 패키지 또는 모듈로 결합하여 설계를 단순화.
• 고급 재료:GaN 기반(청색/녹색/백색용) 및 AlInGaP와 같은 재료에 대한 지속적인 연구로 더 높은 효율과 새로운 색상을 추구. 적색/주황색/노란색의 경우, AlInGaP가 지배적인 고성능 기술입니다.
• 응용 분야 변화:개별 7세그먼트 디스플레이는 성숙했지만, 단순성, 비용, 신뢰성 및 높은 가시성이 가장 중요한 응용 분야(산업 제어, 가전 제품, 계측기)에서는 여전히 필수적입니다. 이들은 OLED 및 LCD와 같은 새로운 기술과 공존하며, 각각 시야각, 햇빛 가독성, 전력 소비 및 비용과 같은 요소를 기반으로 다른 시장 틈새를 제공합니다.

LTC-2621JD-04는 진화하는 이 풍경 속에서 견고하고 잘 정립된 솔루션을 나타내며, 의도된 응용 분야에 대해 성능, 신뢰성 및 비용의 검증된 균형을 제공합니다.