LTP-537JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.5인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-537JD는 선명하고 밝은 숫자 및 제한된 알파벳 문자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 단일 자릿수 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 핵심 기능은 문자를 형성하는 개별적으로 주소 지정 가능한 세그먼트를 통해 시각적 출력을 제공하는 것입니다. 이 장치는 산업, 계측 및 소비자 전자 인터페이스에서의 신뢰성과 광학적 성능에 중점을 두고 설계되었습니다.

이 디스플레이는 발광 소자로 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 이 재료 기술은 고휘도 적색광을 효율적으로 생성하는 데 특화되어 선택되었습니다. 칩은 불투명한 GaAs(갈륨 비소) 기판 위에 제작되어 내부 광 산란 및 반사를 방지하여 대비를 향상시키고, 방출된 빛이 더 많이 세그먼트를 통해 전방으로 나가도록 합니다. 시각적 표현은 주변광을 흡수하여 명암비를 크게 높이는 검정색 전면판과 방출된 적색광이 통과하도록 하는 흰색 세그먼트 영역을 결합하여 어두운 배경에 선명하고 뚜렷한 문자를 만들어냅니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 광전자 설계와 구조에서 비롯됩니다. AlInGaP LED의 사용은높은 발광 강도와 적색 스펙트럼에서의 우수한 효율을 제공합니다.검정색 전면판과 흰색 세그먼트디자인은 높은 대비를 달성하기 위한 핵심 기능으로, 밝은 주변광을 포함한 다양한 조명 조건에서 디스플레이를 쉽게 읽을 수 있게 합니다.연속적이고 균일한 세그먼트는 형성된 문자의 일관되고 전문적인 외관을 보장하며, 점등 영역에 보이는 간격이나 불규칙성이 없습니다.

이 장치는 발광 강도에 따라 분류됩니다. 이는 특정 밝기 임계값을 충족하도록 유닛을 빈닝(binning)하거나 테스트하여 생산 런에서 일관성을 제공함을 의미합니다. 이 장치의넓은 시야각은 패널 장착 장비에 중요한, 축에서 벗어난 위치에서도 가독성을 보장합니다. 세그먼트당낮은 전력 요구 사항은 배터리 구동 또는 에너지 절약형 애플리케이션에 적합하게 합니다. 마지막으로, 이 장치의고체 상태 신뢰성은 움직이는 부품이 없어 충격과 진동에 강하며 긴 작동 수명을 의미합니다.

이 부품의 목표 시장에는 산업 제어판, 시험 및 계측 장비, 의료 기기, 자동차 계기판(보조 디스플레이용), 판매 시점 시스템 및 설정, 카운터 또는 상태 표시기에 단일 자릿수 판독이 필요한 가전제품이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

전기적 및 광학적 파라미터는 디스플레이의 작동 한계와 성능 특성을 정의합니다. 이를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 통합에 필수적입니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 이는 정상 작동 조건이 아닙니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 어떤 조건에서도 단일 LED 세그먼트가 열로 소산할 수 있는 최대 허용 전력입니다. 이를 초과하면 과열 및 가속화된 성능 저하 또는 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1 ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서만 허용됩니다. 멀티플렉싱 방식이나 순간적으로 더 높은 밝기를 달성하는 데 유용합니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이는 지속 작동을 위한 권장 최대 전류입니다. 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수가 지정되어 있으며, 이는 열 과부하를 방지하기 위해 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 상승함에 따라 최대 허용 연속 전류가 선형적으로 감소함을 의미합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 이보다 높은 역바이어스 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 장치는 이 넓은 온도 범위 내에서 작동 및 저장되도록 정격이 지정되어 대부분의 극한이 아닌 환경에 적합합니다.
• 솔더링 온도:패키지 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm) 지점에서 3초 동안 260°C. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정에 대한 지침을 제공하여 플라스틱 패키지나 내부 본딩을 손상시키지 않도록 합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 지정된 테스트 조건(일반적으로 Ta=25°C)에서의 전형적 및 최대/최소값입니다. 이는 정상 작동 중 장치의 성능을 설명합니다.

• 평균 발광 강도(I_V):I_F=1mA에서 320 μcd(최소), 700 μcd(전형). 이는 광 출력의 척도입니다. 특징에서 언급된 분류는 이 파라미터를 기반으로 장치를 그룹화할 가능성이 있습니다(예: 표준 및 고휘도 빈).
• 피크 방출 파장(λ_p):I_F=20mA에서 650 nm(전형). 이는 스펙트럼 출력이 가장 강한 파장으로, 가시 스펙트럼의 하이퍼 레드 영역에 위치시킵니다.
• 주 파장(λ_d):I_F=20mA에서 639 nm(전형). 이는 색상을 정의하는, 인간의 눈이 인지하는 단일 파장입니다. 피크 파장과 주 파장의 차이는 방출 스펙트럼의 모양 때문입니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):I_F=20mA에서 20 nm(전형). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다. 20 nm는 AlInGaP 적색 LED의 전형적인 값입니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 2.1V(최소), 2.6V(전형). 이는 LED가 도통할 때 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다. 구동기 공급 전압은 이 값보다 높아야 합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 100 μA(최대). 이는 LED가 최대 정격 내에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m):2:1(최대). 이는 동일한 조건(I_F=1mA)에서 구동될 때 단일 장치 내 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 사이의 최대 허용 비율을 지정합니다. 2:1 비율은 외관의 합리적인 균일성을 보장합니다.

측정 참고:발광 강도는 CIE 명시야(photopic) 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정되며, 값이 인간의 시각적 인지에 대응하도록 보장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 제품이"발광 강도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다.

• 발광 강도 빈닝:제조 후, 개별 디스플레이는 표준 전류(아마도 1mA 또는 20mA)에서 광 출력에 대해 테스트됩니다. 그런 다음 측정된 I_V값을 기반으로 다른 빈 또는 범주로 그룹화됩니다. 예를 들어, 한 빈은 I_V값이 320-500 μcd 사이인 장치를 포함할 수 있고, 프리미엄 빈은 500-700 μcd의 장치를 포함할 수 있습니다. 이를 통해 고객은 애플리케이션에 적합한 일관성 수준을 선택할 수 있으며, 시스템 내 여러 자릿수에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다. 데이터시트는 전체 최소/전형 범위를 제공하지만, 특정 빈 코드는 일반적으로 전체 주문 정보의 일부가 됩니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치의 전형적인 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):지수 관계를 보여줍니다. 순방향 전압(V_F)은 전류(I_F)와 함께 증가합니다. 이 곡선은 온도에 의존적이며, 주어진 전류에 대해 접합 온도가 상승함에 따라 V_F가 감소합니다.
• 발광 강도 대 순방향 전류(I_Vvs. I_F):일반적으로 특정 지점까지 전류 증가에 따라 광 출력이 선형 또는 약간의 준선형 증가를 보이다가, 열 효과로 인해 효율이 떨어집니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:주변(따라서 접합) 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. AlInGaP LED는 광 출력에 대해 상대적으로 강한 음의 온도 계수를 가집니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 650 nm 근처에서 피크를 보이고 약 20 nm의 반치폭을 가져 하이퍼 레드 색상을 확인시켜 줍니다.

이 곡선들은 온도 변화를 보상하는 구동기를 설계하고 다른 작동 조건에서 밝기 동작을 이해하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 장착

이 장치는 표준 LED 디스플레이 패키지를 특징으로 합니다. 데이터시트의 주요 치수 참고 사항에는 모든 치수가 밀리미터 단위이며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm(0.01")입니다. 정확한 풋프린트, 리드 간격, 자릿수 높이(12.7mm) 및 전체 패키지 크기는 치수 도면에 정의되어 있으며, 이는 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃에서 적절한 맞춤 및 커트아웃 정렬을 보장하는 데 중요합니다.

5.2 핀 연결 및 극성

LTP-537JD는커먼 캐소드디스플레이입니다. 이는 모든 18개의 세그먼트(16개의 문자 세그먼트와 오른쪽 소수점)가 핀 18에서 공통 음극 연결(캐소드)을 공유함을 의미합니다. 각 개별 세그먼트에는 자체 전용 애노드 핀(핀 1-17)이 있습니다. 이 구성은 일반적이며 멀티플렉싱 구동 회로를 단순화합니다. 여기서 공통 캐소드는 접지로 스위칭되고 원하는 애노드는 전류 제한 저항을 통해 하이로 구동됩니다.

핀아웃은 각 핀의 연결을 명시적으로 나열하며, 물리적 핀 번호를 세그먼트 기능(A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U 및 소수점용 D.P.)에 매핑합니다. 내부 회로도는 일반적으로 이 공통 캐소드 배열을 보여줍니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 솔더링 공정 자체에 대한 것입니다:3초 동안 260°C, 패키지 장착 평면 아래 1/16인치(1.6 mm) 지점에서 측정. 이는 표준 리플로우 프로파일 파라미터입니다. 다음을 방지하기 위해 이를 준수하는 것이 중요합니다:

• 패키지 플라스틱 에폭시의 열 손상으로 변색 또는 균열을 유발할 수 있습니다.
• LED 칩을 리드에 연결하는 내부 와이어 본딩의 과열.
• 반도체 다이를 과도한 온도에 노출.

일반적인 취급 주의 사항도 준수해야 합니다: 리드에 기계적 스트레스를 피하고, 취급 중 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 사용하며, 지정된 -35°C ~ +85°C 저장 범위 내에서 적절한 정전기 방지, 건조 조건에 보관하십시오.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

7.1 전형적인 애플리케이션 회로

가장 일반적인 구동 방법은멀티플렉싱입니다. 커먼 캐소드 장치이므로 마이크로컨트롤러 또는 전용 구동기 IC는 공통 캐소드 핀(핀 18)을 통해 전류를 싱크(sink)하면서 점등해야 하는 세그먼트에 대한 특정 애노드 핀에 전류를 소스(source)할 수 있습니다. 여러 자릿수는 어떤 자릿수의 캐소드가 활성화되는지를 빠르게 순환시키면서 공유 애노드 라인에 해당 세그먼트 데이터를 제공함으로써 멀티플렉싱될 수 있습니다. 이는 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 크게 줄입니다.

A 전류 제한 저항은 필수적입니다각 애노드 라인(또는 전류 조정 구동기)에 대해. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_공급- V_F) / I_F. 20mA에서 전형적인 V_F값 2.6V와 5V 공급 전압을 사용하면: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 옴. 표준 120Ω 저항이 사용됩니다. 저항의 전력 정격을 확인해야 합니다: P = I²* R = (0.02)²* 120 = 0.048W, 따라서 표준 1/8W(0.125W) 저항으로 충분합니다.

7.2 설계 고려 사항

• 열 관리:개별 세그먼트는 적은 전력을 소산하지만(최대 70mW), 여러 점등된 세그먼트 또는 높은 주변 온도에서 작동 시 집단적인 열을 고려해야 합니다. 적절한 환기를 보장하고 25°C 이상에서의 전류 디레이팅을 고려하십시오.
• 시야각 및 대비:넓은 시야각과 높은 대비 디자인은 사용자가 장치 정면에 있지 않을 수 있는 패널에 적합합니다. 검정색 전면판은 특히 높은 주변광 환경에서 유리합니다.
• 문자 생성 소프트웨어:구동 마이크로컨트롤러의 펌웨어에 있는 룩업 테이블이 영숫자 문자(예: '0'-'9', 'A', 'C', 'E', 'F')를 16개 세그먼트의 올바른 조합에 매핑하는 데 필요합니다.

8. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q1: 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있나요?

A: 가능하지만 밝기가 감소합니다. 전형적인 V_F는 2.6V입니다. 3.3V 공급 전압에서 전류 제한 저항을 위한 전압 여유는 0.7V(3.3V - 2.6V)에 불과합니다. 20mA를 달성하려면 35Ω 저항(0.7V / 0.02A)이 필요합니다. 그러나 실제 V_F는 최소 2.1V까지 낮아질 수 있으며, 이는 동일한 저항으로 더 높은 전류를 초래하여 한계를 초과할 가능성이 있습니다. 3.3V 시스템의 경우 정전류 구동기 또는 신중한 특성화를 권장합니다.

Q2: "피크" 파장과 "주" 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 광 방출 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 인간의 눈에 LED 출력과 동일한 색상으로 보일 순수 단색광의 단일 파장입니다. 스펙트럼 모양 때문에 이들은 종종 약간 다릅니다.

Q3: 최대 밝기는 어떻게 달성하나요?

A: 세그먼트당 최대연속전류 정격인 25mA(주변 온도 25°C에서)로 작동하고 적절한 열 방출을 보장하십시오. 70mW 전력 소산 한계를 초과하지 마십시오. 짧은 펄스의 경우 지정된 듀티 사이클 하에서 90mA 피크 전류를 사용할 수 있습니다.

Q4: 발광 강도 매칭 비율이 왜 있나요?

A: 제조 변동으로 인해 동일한 전류에서도 세그먼트 간 광 출력에 약간의 차이가 발생합니다. 2:1 비율은 하나의 유닛 내에서 어떤 세그먼트도 다른 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 보장하여 문자의 시각적 균일성을 보장합니다.

9. 기술 소개 및 동향

9.1 AlInGaP LED 기술

LTP-537JD는 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 사용합니다. 이 재료 시스템은 호박색, 적색 및 하이퍼 레드 파장(약 590-650 nm)에서 빛을 생성하는 데 특히 효율적입니다. GaAsP(갈륨 비소 포스파이드)와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 발광 효율(전기 와트당 더 많은 광 출력), 더 나은 온도 안정성 및 더 긴 수명을 제공합니다. 여기서 사용된 것처럼 불투명한 GaAs 기판 위에 에피택셜 층을 성장시키는 것은 기판으로 손실될 수 있는 방출된 빛을 칩 상단을 통해 다시 반사시켜 빛 추출 효율을 향상시키는 일반적인 접근 방식입니다.

9.2 디스플레이 기술 맥락 및 동향

복잡한 그래픽을 위해 다중 자릿수 도트 매트릭스 OLED 및 LCD 디스플레이가 이제 일반적이지만, LTP-537JD와 같은 세그먼트 LED 디스플레이는 극도의 신뢰성, 넓은 온도 범위 작동, 높은 밝기, 단순성 및 고정 형식 숫자와 간단한 문자 표시를 위한 저비용이 필요한 애플리케이션에서 여전히 매우 관련성이 높습니다. 이러한 디스플레이의 동향은 반드시 더 높은 해상도가 아니라 향상된 효율성(동일한 밝기에 대해 더 낮은 작동 전류), 향상된 명암비, 더 넓은 시야각 및 때로는 패키지 내 구동 전자 장치의 통합을 향하고 있습니다. 반도체 PN 접합에서의 전기발광 기본 원리는 변하지 않았지만, 재료 과학과 패키징 기술은 계속해서 그 성능을 발전시키고 있습니다.