LTP-4823JD 0.4인치 듀얼 디지트 알파벳 숫자 LED 디스플레이 데이터시트 - 10mm 디지트 높이 - 하이퍼 레드(650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTP-4823JD는 명확한 문자 및 기호 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 컴팩트하고 고성능의 듀얼 디지트 알파벳 숫자 디스플레이 모듈입니다. 이 제품의 주요 기능은 숫자 데이터, 문자 및 특정 기호에 대한 시각적 출력 인터페이스를 제공하여 다양한 계측기, 제어판 및 소비자 가전 제품에 적합하도록 합니다.

이 장치의 핵심 장점은 LED 칩에 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용한다는 점에 있습니다. 이 소재 시스템은 고효율의 적색 및 호박색 LED를 생산하는 것으로 유명합니다. 칩은 불투명한 GaAs 기판 위에 제작되어 내부 광 산란 및 반사를 최소화하여 대비를 향상시키는 데 도움을 줍니다. 디스플레이는 LED가 꺼졌을 때 가독성과 미적 매력을 향상시키는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트의 조합을 특징으로 합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되며 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다.

1.1 주요 특징 및 타겟 시장

이 디스플레이는 설계 엔지니어에게 매력적인 여러 특징을 자랑합니다:

• 디지트 높이:0.4인치(10mm)로, 크기와 가시성 사이의 좋은 균형을 제공합니다.
• 세그먼트 품질:연속적이고 균일한 세그먼트는 일관된 조명과 전문적인 외관을 보장합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항으로 에너지 효율적인 시스템 설계에 기여합니다.
• 광학 성능:높은 밝기와 높은 명암비는 조명이 밝은 환경에서도 우수한 가시성을 보장합니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 다양한 위치에서 가독성을 확보합니다.
• 신뢰성:고체 구조는 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항성을 제공합니다.

타겟 시장에는 명확하고 신뢰할 수 있는 알파벳 숫자 피드백이 필요한 산업 제어 시스템, 시험 및 계측 장비, 의료 기기, 자동차 계기판(보조 디스플레이), 판매 시점 단말기 및 가정용 기기가 포함됩니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 전기적 및 광학적 특성

LTP-4823JD의 성능은 주변 온도(Ta) 25°C의 표준 시험 조건에서 정의됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 평균 광도(I_V):순방향 전류(I_F) 1mA에서 최소 320 µcd에서 최대 975 µcd까지 범위입니다. 전형적인 값은 이 범위 내에 있습니다. 이 매개변수는 각 조명된 세그먼트의 밝기를 정의합니다.
• 최대 발광 파장(λ_p):650 나노미터(nm). 이는 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 파장으로, "하이퍼 레드" 색상을 정의합니다.
• 주 파장(λ_d):639 nm. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 최대 파장과 약간 다를 수 있습니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20 nm. 이는 스펙트럼 순도 또는 최대 파장 주변의 방출광 확산을 나타냅니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):일반적으로 2.6볼트이며, I_F=20mA에서 최대 2.6V입니다. 최소값은 2.1V입니다. 이는 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 세그먼트당 역전류(I_R):역전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA입니다.
• 광도 매칭 비율:I_F=1mA에서 유사한 광 영역 내 세그먼트 간 최대 2:1입니다. 이는 균일한 외관을 보장하기 위해 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변화를 지정합니다.

광도 측정은 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하도록 보정된 센서와 필터를 사용하여 수행되어 값이 인간의 시각적 인지와 상관관계를 가지도록 합니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어나는 동작은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 평균 전력 소산:70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA (펄스 동작용으로 추정).
• 세그먼트당 평균 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 세그먼트당 역전압:5 V.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 물리적 치수 및 공차

패키지 치수는 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 공차는 대부분의 치수에 대해 ±0.25mm, 핀 끝 이동에 대해 ±0.4mm를 포함합니다. 상세한 치수 도면은 적절한 맞춤 및 정렬을 보장하기 위한 PCB(인쇄 회로 기판) 풋프린트 설계에 필수적입니다. 디스플레이는 납땜을 위해 설계된 핀이 있는 스루홀 장치입니다.

3.2 핀 연결 및 내부 회로

LTP-4823JD는 20핀 장치로, 다음과 같이 구성됩니다:공통 애노드, 듀플렉스 디스플레이. 이는 두 개의 독립적인 디지트(문자 1 및 문자 2)를 가지며, 각각 공유된 애노드 연결을 가짐을 의미합니다. 개별 세그먼트 캐소드는 별도의 핀으로 연결됩니다.

핀아웃 요약:핀 4와 10은 각각 디지트 1과 디지트 2의 공통 애노드입니다. 나머지 핀(1-3, 5-9, 11-13, 15-20)은 다양한 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, D.P.)의 캐소드입니다. 핀 14는 "연결 없음"(N/C)으로 표시됩니다. 내부 회로도는 공통 애노드 연결과 함께 이러한 LED의 배열을 보여줍니다.

이 공통 애노드 구성은 구동 회로가 공통 애노드 핀에 전류를 공급하고 개별 캐소드 핀을 통해 전류를 싱크하여 특정 세그먼트를 점등하도록 요구합니다.

4. 납땜 및 조립 지침

데이터시트는 조립 중 열 손상을 방지하기 위한 납땜 조건을 지정합니다. 권장 조건은 패키지의 착석 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 지점에서 측정하여 최대 3초 동안 260°C에서 납땜하는 것입니다. 조립 과정의 어떤 부분에서도 장치의 최대 온도 정격을 초과하지 않는 것이 중요합니다. LED 구성 요소에 대해서는 항상 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 따라야 합니다.

5. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

5.1 전형적인 애플리케이션 회로

LTP-4823JD를 구동하기 위해 일반적으로 공통 애노드 구성으로 인해 멀티플렉싱 방식이 사용됩니다. 마이크로컨트롤러 또는 전용 디스플레이 드라이버 IC가 사용됩니다. 공통 애노드(핀 4 및 10)는 전류원 출력 또는 트랜지스터를 통한 스위칭 전원에 연결됩니다. 세그먼트 캐소드 핀은 전류 싱크 드라이버(오픈 컬렉터/드레인 출력이 있는 트랜지스터 어레이 또는 드라이버 IC와 같은)에 연결됩니다.

디스플레이는 각 디지트의 공통 애노드에 전원을 빠르게 스위칭(스트로빙)하면서 캐소드 라인에 해당 세그먼트 데이터를 표시함으로써 멀티플렉싱됩니다. 가시적인 깜빡임을 피하기에 충분히 높은 재생률(일반적으로 디지트당 >60 Hz)을 유지해야 합니다. 전류 제한 저항은 원하는 순방향 전류(일반적으로 애플리케이션의 밝기 요구 사항에 따라 1mA에서 20mA 사이)를 설정하기 위해 각 세그먼트 캐소드(또는 드라이버 설계에 따라 각 공통 애노드)에 필수적입니다.

5.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 직렬 저항을 사용하여 세그먼트 전류를 제어하십시오. R = (V_공급- V_F) / I_F 공식을 사용하여 저항 값을 계산하십시오. 여기서 V_F는 데이터시트의 순방향 전압입니다(안전한 설계를 위해 최대값 사용).
• 전력 소산:온도에 따른 감액을 고려하여 세그먼트당 평균 전류가 정격 25mA를 초과하지 않도록 하십시오. 모든 점등된 세그먼트의 총 전력은 관리되어야 합니다.
• 시야 조건:높은 명암비와 넓은 시야각으로 인해 디스플레이가 각도에서 보일 수 있는 애플리케이션에 적합합니다. 회색 얼굴은 주변광 반사를 줄입니다.
• 디밍:밝기는 구동 전류의 펄스 폭 변조(PWM)를 통해 제어할 수 있으며, 이는 아날로그 전류 감소보다 더 효과적이고 색상 안정적입니다.

6. 성능 곡선 분석

데이터시트는 전형적인 전기적 및 광학적 특성 곡선을 참조합니다. 제공된 텍스트에 구체적인 그래프가 상세히 설명되어 있지는 않지만, 이러한 곡선에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I_V vs. I_F):밝기가 전류와 함께 증가하는 방식을 보여주며, 일반적으로 비선형 방식으로 수익 체감 지점을 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류(V_F vs. I_F):다이오드의 지수적 I-V 특성을 보여줍니다.
• 상대 광도 대 주변 온도(I_V vs. T_a):접합 온도가 상승함에 따라 LED 출력이 감소하는 방식을 설명하며, 고휘도 또는 고온 애플리케이션에서 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:약 20nm 반폭으로 650nm를 중심으로 다양한 파장에 걸친 방출광의 강도를 보여주는 그래프입니다.

이러한 곡선은 비표준 조건에서 장치의 동작을 이해하고 효율성과 수명을 위한 구동 회로를 최적화하는 데 매우 중요합니다.

7. 기술 비교 및 차별화

LTP-4823JD는 AlInGaP 기술을 통해 차별화됩니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. "하이퍼 레드" 색상(650nm)은 종종 시각적으로 더 인상적이며 일부 광학 센서 시스템에서 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다. 16-세그먼트 형식은 단순한 7-세그먼트 숫자 디스플레이를 넘어 알파벳 숫자 기능을 제공하며, 듀얼 디지트 단일 모듈 구성은 두 개의 별도 단일 디지트 유닛에 비해 보드 공간을 절약합니다.

8. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 최대 파장(650nm)과 주 파장(639nm)의 차이는 무엇인가요?

A: 최대 파장은 방출 스펙트럼의 물리적 피크입니다. 주 파장은 인지된 색상 점입니다. 약간의 차이는 방출 스펙트럼의 형태와 인간 눈의 감도 곡선(CIE) 때문입니다. 주 파장은 색상 사양과 더 관련이 있습니다.

Q: 다른 구성 요소 없이 5V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 각 세그먼트 캐소드에 대해 외부 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. LED를 마이크로컨트롤러 핀에 직접 연결하면 LED(과전류로 인해)와 마이크로컨트롤러 핀(전류 싱크/소스 능력을 초과하여) 모두 손상될 수 있습니다.

Q: "광도에 따라 분류됨"은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 디스플레이가 표준 시험 전류에서 측정된 밝기에 따라 테스트되고 분류됨을 의미합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 일관된 밝기 수준의 부품을 선택하여 제품 내 여러 유닛 간에 균일한 외관을 보장할 수 있습니다.

Q: 소수점 제어는 어떻게 하나요?

A: 소수점(D.P.)은 자체 캐소드 연결(핀 5)을 가진 별도의 세그먼트입니다. 이는 다른 세그먼트(A, B, C 등)와 마찬가지로 독립적으로 제어됩니다.

9. 작동 원리 및 기술 동향

9.1 기본 작동 원리

LED는 반도체 다이오드입니다. 밴드갭 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 색상은 반도체 소재의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 적색/주황색/호박색 빛에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 불투명한 기판은 생성된 빛의 더 많은 부분을 장치 상단으로 향하게 하여 효율을 향상시키는 데 도움을 줍니다.

9.2 산업 동향

알파벳 숫자 디스플레이의 동향은 자동화 조립을 위한 표면 실장 기술(SMT) 패키지로의 더 높은 통합, 때로는 디스플레이 모듈 자체 내에 드라이버 IC를 포함하는 방향으로 나아가고 있습니다. LTP-4823JD와 같은 스루홀 디스플레이는 프로토타이핑, 수리 친화적 설계 및 특정 산업 애플리케이션에서 여전히 인기가 있지만, SMT 버전은 대량 생산 소비자 가전 제품에서 점점 더 보편화되고 있습니다. 또한 더 넓은 온도 범위에서 더 높은 효율(와트당 더 많은 빛)과 향상된 신뢰성을 위한 지속적인 추진이 있습니다.