LTD-323JS 0.3인치 노란색 LED 디지털 디스플레이 데이터시트 - 자릿수 높이 7.62mm - 순방향 전압 2.6V - 소비 전력 70mW

1. 제품 개요

본 장치는 0.3인치(7.62 mm) 자릿수 높이 디스플레이 모듈입니다. 컴팩트한 폼 팩터로 선명하고 가시성이 높은 숫자 출력을 제공하도록 설계되었습니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 노란색 LED 칩을 활용합니다. 이 칩들은 불투명한 GaAs(갈륨 비소) 기판 위에 제작되어 디스플레이의 명암비와 성능에 기여합니다. 시각적 디자인은 검정색 얼굴과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 점등 영역과 비점등 영역 간의 대비를 향상시켜 가독성을 최적화합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

본 디스플레이는 다양한 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 이점을 제공합니다. 주요 장점으로는 배터리 구동 또는 에너지 효율적인 장치에 필수적인 낮은 전력 요구 사항이 포함됩니다. 높은 밝기와 높은 명암비를 제공하여 조명이 밝은 환경에서도 가독성을 보장합니다. 넓은 시야각을 통해 다양한 위치에서 표시된 정보를 읽을 수 있습니다. 본 장치는 솔리드 스테이트 신뢰성을 자랑하며, 이는 움직이는 부품이 없고 다른 디스플레이 기술에 비해 일반적으로 더 긴 작동 수명을 의미합니다. 광도에 따라 분류되어 일관된 성능과 품질 관리를 나타냅니다. 연속적이고 균일한 세그먼트는 우수한 문자 외관에 기여합니다. 이러한 기능의 조합은 계기판, 테스트 장비, 소비자 가전, 산업용 제어 장치 및 신뢰할 수 있고 선명하며 효율적인 숫자 표시가 필요한 모든 장치에 이상적인 디스플레이를 만듭니다.

2. 기술 파라미터 심층 객관적 해석

2.1 광전기적 특성

측광 및 색도 성능은 특정 테스트 조건에서 정의됩니다. 평균 광도(Iv)는 순방향 전류(IF) 1mA에서 측정 시 최소 320 µcd, 전형값 800 µcd로 지정되며 최대값은 명시되지 않았습니다. 이 파라미터는 점등된 세그먼트의 인지된 밝기를 나타냅니다. 최대 발광 파장(λp)은 IF=20mA에서 측정 시 588 nm로, 출력을 가시 스펙트럼의 노란색 영역에 확실히 위치시킵니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 15 nm(IF=20mA에서)로, 발광 빛의 파장 대역의 스펙트럼 순도 또는 좁음을 설명합니다. 값이 작을수록 더 단색에 가까운 색상을 나타냅니다. 주 파장(λd)은 587 nm(IF=20mA에서)로, 인간의 눈이 빛의 색상과 일치한다고 인지하는 단일 파장입니다. 광도는 CIE 명시야 응답 곡선에 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정되어 측정값이 인간의 시각과 상관관계를 가지도록 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

전기적 사양은 작동 한계와 조건을 정의합니다. 세그먼트당 순방향 전압(VF)은 순방향 전류가 20mA일 때 전형값 2.6V, 최대값 2.6V를 가집니다. 이는 LED 세그먼트가 전도 상태일 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 세그먼트당 역방향 전류(IR)는 역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 µA로, LED가 역바이어스 상태일 때의 누설 전류 수준을 나타냅니다. 광도 매칭 비율(IV-m)은 2:1(IF=1mA에서)로 지정됩니다. 이 비율은 동일한 자릿수 내 다른 세그먼트 간 또는 자릿수 간의 허용 가능한 최대 밝기 변동을 정의하여 시각적 균일성을 보장합니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 특성

이 정격들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 지정합니다. 세그먼트당 최대 소비 전력은 70 mW입니다. 세그먼트당 최대 순방향 전류는 60 mA이지만, 이는 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25 mA입니다. 중요한 것은, 이 전류는 25°C 이상에서 섭씨 1도마다 0.33 mA씩 선형적으로 감액되어야 합니다. 예를 들어, 50°C에서는 최대 연속 전류가 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA가 됩니다. 이 감액은 고온에서의 신뢰할 수 있는 작동에 매우 중요합니다. 세그먼트당 최대 역방향 전압은 5 V입니다. 작동 및 보관 온도 범위는 -35°C에서 +85°C입니다. 최대 납땜 온도는 260°C이며 최대 3초 동안 유지해야 하며, 이는 장치의 장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정됩니다.

3. 등급 시스템 설명

데이터시트는 본 장치가 광도에 따라 분류되었음을 나타냅니다. 이는 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 20mA)에서 측정된 광 출력에 따라 유닛들을 분류하는 빈닝 또는 등급화 과정을 의미합니다. 이는 고객이 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 받도록 보장합니다. 특정 빈 코드나 범위가 본 문서에 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 시스템은 일반적으로 다른 애플리케이션 요구 사항을 충족하거나 최소 성능 수준을 보장하기 위해 장치들을 범주(예: 고휘도, 표준 휘도)로 그룹화하는 것을 포함합니다. 2:1 광도 매칭 비율은 단일 장치 내 변동을 제어하는 관련 사양입니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 특정 그래프가 본문에 제공되지는 않았지만, 이러한 장치에 대한 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함할 것입니다:순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선): 이는 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 간의 관계를 보여줍니다. 비선형적이며, 특징적인 "무릎" 전압(전형적인 Vf인 2.6V 근처)을 기준으로 그 이상에서는 작은 전압 증가로 전류가 급격히 증가합니다.광도 대 순방향 전류 (L-I 곡선): 이 그래프는 구동 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형적이지만 매우 높은 전류에서 포화될 수 있습니다.광도 대 주변 온도: 이 곡선은 주변 온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여주어, 열 관리와 전류 감액의 중요성을 강조합니다.스펙트럼 분포: 상대 강도 대 파장의 그래프로, 588 nm에서의 피크와 15 nm 반폭을 보여주어 노란색 발광을 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 치수 도면

패키지 치수는 도면(본문에서 참조되지만 상세히 설명되지 않음)에 제공됩니다. 모든 치수는 밀리미터(mm)로 지정됩니다. 특정 특징 노트에 달리 명시되지 않는 한, 이러한 치수의 표준 공차는 ±0.25 mm(이는 ±0.01 인치에 해당)입니다. 이 도면은 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃에 매우 중요하여, 풋프린트와 홀 패턴이 실제 장치와 일치하도록 보장합니다.

5.2 핀 연결 및 극성 식별

본 장치는 10핀 구성을 가집니다. 듀플렉스(두 자릿수) 공통 애노드 디스플레이입니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1: 캐소드 G; 핀 2: 핀 없음(기계적 자리 표시자 또는 미사용 가능성); 핀 3: 캐소드 A; 핀 4: 캐소드 F; 핀 5: 공통 애노드(자릿수 2); 핀 6: 캐소드 D; 핀 7: 캐소드 E; 핀 8: 캐소드 C; 핀 9: 캐소드 B; 핀 10: 공통 애노드(자릿수 1). "공통 애노드" 구성은 각 자릿수에 대한 LED들의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 로우(접지 또는 전류 싱크에 연결)로 구동하면서 해당 자릿수의 공통 애노드 핀을 하이(전류 제한 저항을 통해 양극 공급에 연결)로 구동해야 합니다.

5.3 내부 회로도

내부 회로도가 참조됩니다. 공통 애노드, 두 자릿수, 7세그먼트 디스플레이의 경우, 이 회로도는 일반적으로 다음을 보여줍니다: 두 개의 공통 애노드 노드, 각 자릿수에 하나씩(핀 10과 5). 일곱 개의 캐소드 라인(A, B, C, D, E, F, G), 각각 두 자릿수의 해당 세그먼트 LED에 연결됨. 각 세그먼트 LED(예: 자릿수 1의 세그먼트 "A"와 자릿수 2의 세그먼트 "A")는 동일한 캐소드 핀을 공유하지만, 그 애노드는 각각의 자릿수의 공통 애노드에 연결됩니다. 이 멀티플렉싱 배열은 디스플레이를 제어하는 데 필요한 총 핀 수를 줄입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 조립 사양은 납땜 공정을 위한 것입니다. 본 장치는 최대 260°C의 납땜 온도를 견딜 수 있습니다. 이 노출은 최대 3초 동안으로 제한되어야 합니다. 온도는 PCB 상의 부품 장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정됩니다. 이 지침은 LED 칩이나 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지하기 위해 웨이브 납땜 또는 리플로우 납땜 공정에 매우 중요합니다. 수동 납땜의 경우, 온도 조절 납땜 인두를 최소 접촉 시간으로 사용해야 합니다. 반도체 접합부를 보호하기 위해 취급 및 조립 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

본 디스플레이는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 모든 애플리케이션에 매우 적합합니다. 예시는 다음과 같습니다: 디지털 멀티미터 및 오실로스코프. 전압, 전류 또는 온도용 패널 미터. 전자레인지, 디지털 시계 또는 오디오 장비와 같은 소비자 가전. 산업 제어 및 자동화 패널. 테스트 및 측정 장비. 자동차 애프터마켓 게이지(작동 온도 범위 고려). 낮은 전력 요구 사항으로 인한 휴대용 배터리 구동 장치.

7.2 설계 고려 사항 및 회로 구현

구동 회로를 설계할 때, 몇 가지 요소가 매우 중요합니다:전류 제한: 각 세그먼트에는 직렬 전류 제한 저항이 있어야 합니다. 저항 값은 공급 전압(Vcc), LED 순방향 전압(Vf, 전형 2.6V) 및 원하는 순방향 전류(If)를 기반으로 계산됩니다. 예를 들어, 5V 공급으로 20mA에서 세그먼트를 구동하려면: R = (Vcc - Vf) / If = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 옴.멀티플렉싱: 다중 자릿수 공통 애노드 디스플레이의 경우 멀티플렉싱이 사용됩니다. 마이크로컨트롤러는 캐소드 라인에 해당 자릿수의 세그먼트 패턴을 출력하면서 한 번에 하나의 자릿수 공통 애노드를 순차적으로 활성화합니다. 스위칭은 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 빠르게(일반적으로 >60Hz) 이루어져야 합니다.드라이버 IC: 전용 LED 디스플레이 드라이버 IC(예: MAX7219, TM1637)를 사용하면 제어가 단순화되고, 정전류 구동을 제공하며, 내부적으로 멀티플렉싱을 처리합니다.열 관리: 25°C 이상에서의 전류 감액 곡선을 준수하십시오. 디스플레이가 밀폐된 공간이나 다른 발열 부품 근처에 있는 경우 적절한 환기를 보장하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 숫자 디스플레이 기술과 비교하여, 이 AlInGaP 노란색 LED 디스플레이는 뚜렷한 장점을 제공합니다:vs. 적색 GaAsP/GaP LED: AlInGaP 기술은 일반적으로 오래된 적색 LED 재료보다 더 높은 효율과 밝기, 그리고 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 노란색은 일부 애플리케이션에서 더 나은 가시성이나 미적 선호도를 제공할 수 있습니다.vs. LCD(액정 디스플레이): LED는 자체 발광(자체 빛을 생성)하여 백라이트 없이도 저조도 조건에서 쉽게 볼 수 있는 반면, 반사형 LCD는 주변광이 필요합니다. LED는 훨씬 더 넓은 시야각과 더 빠른 응답 시간을 가집니다. 그러나 LCD는 정적 디스플레이의 경우 일반적으로 훨씬 적은 전력을 소비합니다.vs. VFD(진공 형광 디스플레이): LED는 솔리드 스테이트로, 더 견고하며, 더 긴 수명을 가지며, 상대적으로 높은 애노드 전압이 필요한 VFD에 비해 더 간단하고 낮은 전압의 구동 전자 장치가 필요합니다. 이 특정 장치의 주요 차별화 요소는 0.3인치 자릿수 높이, 노란색 발광을 위한 AlInGaP 재료, 공통 애노드 구성, 그리고 밝기, 명암비 및 시야각에서 지정된 성능입니다.

9. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 핀 2의 "핀 없음"의 목적은 무엇입니까?

A: 이는 일반적으로 제조 공정 중 정렬을 위한 기계적 자리 표시자이거나 패키지가 PCB 상에서 안정성을 위해 대칭적인 핀 수를 가지도록 보장하기 위해 사용됩니다. 전기적으로 연결되어 있지 않습니다.

Q: 적절한 전류 제한 저항을 어떻게 계산합니까?

A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (공급 전압 - LED 순방향 전압) / 원하는 순방향 전류. 계산 시 항상 데이터시트의 최대 순방향 전압(2.6V)을 사용하여, 특히 낮은 온도에서 전류가 안전 한계를 초과하지 않도록 하십시오.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 가능하지만 여유 전압이 작습니다. Vf가 2.6V이므로 전류 제한 저항에 대해 0.7V만 남습니다. 20mA에서 이는 단 35 옴의 저항이 필요합니다. 밝기가 약간 낮아질 수 있습니다. 더 낮은 구동 전류(예: 10-15mA)를 사용하거나 더 높은 전압 소스를 제공할 수 있는 드라이버 IC를 사용하는 것이 종종 더 좋습니다.

Q: "광도에 따라 분류됨"이 내 설계에 무엇을 의미합니까?

A: 이는 디스플레이가 밝기에 따라 테스트되고 분류되었음을 의미합니다. 구매 시 특정 밝기 "빈"에서 나온 유닛을 받을 수 있습니다. 제품에서 일관된 외관을 위해 특정 밝기 등급이 필요한지 지정하거나 생산 런에 대한 모든 유닛을 동일한 제조사 배치에서 조달하는 것이 중요합니다.

Q: 전류 감액이 왜 필요합니까?

A: LED 효율은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 더 높은 접합 온도에서 동일한 전류로 LED를 구동하면 더 많은 빛이 아니라 더 많은 열이 발생하여 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다. 전류를 감액하면 높은 주변 온도에서 소비 전력과 열 발생을 줄여 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

10. 실용적 설계 및 사용 사례

사례: 두 자릿수 전압계 표시 장치 설계

한 설계자가 간단한 0-99V DC 전압계 디스플레이를 만들고 있습니다. 선명도와 크기 때문에 이 디스플레이를 선택합니다. 시스템은 전압을 측정하기 위해 ADC가 있는 마이크로컨트롤러를 사용합니다. 마이크로컨트롤러의 I/O 핀은 LED에 충분한 전류를 공급/싱크할 수 없습니다. 설계자는 정전류 출력과 멀티플렉싱 지원을 갖춘 전용 LED 드라이버 IC를 선택합니다. 드라이버는 디스플레이에 연결됩니다: 드라이버의 세그먼트 출력은 디스플레이의 캐소드 핀(A-G)에 연결되고, 드라이버의 두 자릿수 드라이버는 공통 애노드 핀(10과 5)에 연결됩니다. 마이크로컨트롤러는 직렬 인터페이스(예: SPI 또는 I2C)를 통해 드라이버 IC와 통신하여 자릿수 값을 전송합니다. 드라이버 IC는 멀티플렉싱을 처리하여 각 자릿수를 500Hz로 새로 고쳐 깜빡임을 방지합니다. 전류 제한은 드라이버 IC 내에서 세그먼트당 15mA로 설정되어 밝기와 전력 소비를 균형 있게 조정하며, 예상 작동 온도에서 25mA 연속 정격 내에 잘 머물도록 합니다. PCB 레이아웃에는 치수 도면의 정확한 풋프린트가 포함되며, 더 높은 평균 전류를 운반할 수 있는 공통 애노드 핀의 패드에 열 릴리프가 있습니다.

11. 원리 소개

본 장치는 반도체 재료의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 인화물) 구조는 p-n 접합을 형성합니다. 접합의 장벽 전위(순방향 전압, Vf)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어들이 재결합할 때 에너지를 방출합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 에너지는 주로 광자(빛)의 형태로 방출됩니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 본 장치의 경우, 구성은 약 588 nm 파장의 광자를 생성하도록 조정되어 노란색 빛으로 인지됩니다. 불투명한 GaAs 기판은 잡광을 흡수하여 점등되지 않은 세그먼트가 희미하게 빛나는 것처럼 보일 수 있는 내부 반사를 방지함으로써 명암비를 향상시키는 데 도움이 됩니다.

12. 발전 동향

이와 같은 LED 디스플레이 기술의 진화는 몇 가지 산업 동향을 따릅니다:효율 증가: 지속적인 재료 과학 연구는 AlInGaP 및 기타 LED 재료의 내부 양자 효율(IQE)과 광 추출 효율을 향상시켜 더 낮은 전류에서 더 높은 밝기를 이끌어 내는 것을 목표로 합니다.소형화: 광학 성능을 유지하거나 향상시키면서 더 작은 픽셀/자릿수 피치와 더 낮은 프로파일 패키지를 위한 지속적인 추진이 있습니다.신뢰성 및 수명 향상: 패키징 재료, 다이 부착 방법 및 형광체 기술(백색 LED용)의 개선은 작동 수명과 온도 및 시간에 따른 안정성을 계속해서 연장하고 있습니다.통합: 동향에는 구동 회로, 전류 제한기 또는 심지어 마이크로컨트롤러를 디스플레이 모듈과 직접 통합하여 최종 사용자의 설계 과정을 단순화하는 것이 포함됩니다.더 넓은 색 영역 및 새로운 재료: 본 장치는 노란색을 위해 AlInGaP를 사용하지만, GaN(질화 갈륨) 및 그 합금(InGaN, AlGaN)과 같은 재료에 대한 연구는 고효율의 청색, 녹색 및 백색 LED를 가능하게 했습니다. 다른 재료 시스템을 사용한 효율적인 적색 및 호박색 LED에 대한 추구는 여전히 활발합니다. 숫자 디스플레이의 경우, 현대적 제품 설계에 쉽게 통합될 수 있는 더 평평하고 다용도 모듈로의 추세가 있습니다.