0.56인치 7세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 숫자 높이 14.22mm - 순방향 전압 2.6V - AlInGaP 황색 오렌지 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-5703AJF는 선명하고 높은 가시성을 요구하는 숫자 표시 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자릿수 7세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전기 신호를 가시적인 숫자 문자로 변환하는 것입니다. 핵심 기술은 황색 오렌지 스펙트럼의 빛을 생성하기 위해 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 증착된 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 재료를 활용합니다. 이 재료 시스템은 표준 갈륨 인화물(GaP)과 같은 구형 기술에 비해 호박색/오렌지 색상 범위에서 높은 효율과 우수한 밝기를 위해 선택되었습니다. 이 장치는 밝은 회색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다.

이 디스플레이는 공통 캐소드 타입으로 분류되며, 이는 개별 LED 세그먼트의 모든 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 공통 핀에 연결되어 있음을 의미합니다. 이 구성은 디지털 디스플레이에서 흔히 사용되며, 전류를 싱크하는 마이크로컨트롤러나 드라이버 IC를 사용할 때 회로 설계를 단순화합니다. 이 부품의 목표 시장은 산업용 제어 패널, 시험 및 계측 장비, 소비자 가전, 자동차 계기판(비중요 지시등용), 그리고 신뢰할 수 있는 저전력 숫자 디스플레이가 필요한 임베디드 시스템을 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광학적 특성

광학 성능은 표준 시험 조건(Ta=25°C)에서 측정된 몇 가지 주요 파라미터로 정의됩니다.평균 발광 강도(Iv)는 순방향 전류(IF) 1mA로 구동될 때 최소 800 μcd, 전형적 1667 μcd로 지정되며 최대 한계는 명시되지 않았습니다. 이 파라미터는 점등된 세그먼트의 인지된 밝기를 나타냅니다. 발광 강도는 CIE(국제 조명 위원회)가 정의한 명시(주간 적응) 인간 눈 반응 곡선에 근사하는 센서와 필터를 사용하여 측정됩니다.

색상 특성은 파장으로 정의됩니다.최대 발광 파장(λp)는 IF=20mA에서 전형적으로 611 나노미터(nm)입니다. 이는 광 출력이 최대가 되는 파장입니다.주 파장(λd)는 전형적으로 605 nm입니다. 이는 방출된 빛의 인지된 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장으로, 색상 사양에 더 관련이 있습니다.스펙트럼 선 반치폭(Δλ)는 전형적으로 17 nm이며, 이는 스펙트럼 순도 또는 최대값 주변에서 방출되는 파장의 확산을 나타냅니다. 더 좁은 반치폭은 더 단색(순수)의 색상을 나타냅니다.

2.2 전기적 특성

주요 전기적 파라미터는세그먼트당 순방향 전압(VF)이며, 순방향 전류 20mA에서 전형값 2.6V, 최대값 2.6V를 가집니다. 이는 LED 세그먼트가 전도할 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 최소값은 2.05V로 나열되어 있습니다.세그먼트당 역방향 전류(IR)는 역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 μA로 지정되며, 이는 오프 상태에서 장치의 누설 특성을 나타냅니다.

발광 강도 매칭 비율은 유사한 광 영역 내 세그먼트에 대해 최대 2:1로 지정됩니다. 이는 동일한 구동 조건에서 한 세그먼트의 밝기가 다른 세그먼트의 밝기보다 두 배 이상 커서는 안 된다는 것을 의미하며, 이는 숫자의 균일한 외관을 보장합니다.

2.3 절대 최대 정격 및 열적 고려사항

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다.세그먼트당 연속 순방향 전류는 최대 25 mA로 정격되어 있습니다. 주변 온도(Ta) 25°C 이상에서는 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수가 지정됩니다. 이는 열 관리에 중요합니다. 주변 온도가 상승함에 따라 과열을 방지하기 위해 최대 허용 전류를 선형적으로 감소시켜야 합니다. 예를 들어, 85°C에서는 최대 전류가 25 mA - (0.33 mA/°C * (85-25)°C) = 5.2 mA가 됩니다.

The세그먼트당 피크 순방향 전류는 60 mA이지만, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다. 이는 멀티플렉싱 방식이나 증가된 밝기를 위한 짧은 과구동을 가능하게 합니다.세그먼트당 전력 소산은 70 mW입니다.세그먼트당 역방향 전압은 5V를 초과해서는 안 됩니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -35°C ~ +105°C입니다. 솔더링 온도 정격은 웨이브 또는 리플로우 솔더링용입니다: 패키지 착석면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 지점에서 260°C, 3초입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가발광 강도에 대해 분류됨을 나타냅니다. 이는 빈닝 시스템이 적용되어 있음을 의미합니다. 빈닝은 제조된 LED를 생산 후 발광 강도, 순방향 전압, 주 파장과 같은 주요 파라미터에 따라 분류(빈)하는 표준 산업 관행입니다. 이는 단일 생산 배치 또는 주문 내에서 일관성을 보장합니다. 이 발췌문에서 특정 빈 코드는 제공되지 않지만, 설계자는 전형적인 빈이 유사한 Iv(예: 800-1200 μcd, 1200-1667 μcd) 및 가능한 유사한 VF 범위를 가진 장치를 그룹화할 것임을 알아야 합니다. 여러 디스플레이에 걸쳐 색상이나 밝기 균일성이 필요한 중요한 애플리케이션의 경우, 엄격한 빈을 지정하거나 동일한 빈에서 장치를 요청하는 것이 필수적입니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치의 전형적인 특성 곡선은 다음을 포함할 것입니다:

• 순방향 전류(IF) 대 순방향 전압(VF) 곡선:이것은 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 약 1.8-2.0V 근처에서 무릎 전압을 가지며, 그 이후에는 전압이 약간 증가해도 전류가 급격히 증가합니다. 전형적인 VF 2.6V는 IF=20mA에서 이 곡선에서 읽습니다.
• 발광 강도(Iv) 대 순방향 전류(IF) 곡선:이 곡선은 일반적으로 낮은 전류에서 선형이지만, 열적 효과로 인해 매우 높은 전류에서 포화 또는 효율 저하를 보일 수 있습니다.
• 발광 강도(Iv) 대 주변 온도(Ta) 곡선:이것은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 밝기가 어떻게 감소하는지 보여줍니다. AlInGaP LED는 일반적으로 광 출력에 대해 음의 온도 계수를 가집니다.
• 스펙트럼 분포 곡선:상대 강도 대 파장의 플롯으로, 약 611 nm 근처에서 피크를 보이고 약 17 nm의 반치폭을 가져 황색 오렌지 발광을 확인시켜 줍니다.

이러한 곡선은 설계자가 LED의 비선형 동작을 이해하고, 열 관리를 계획하며, 적절한 전류 제한 회로를 설계하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는숫자 높이 0.56인치(14.22 mm)를 가집니다. 패키지 치수는 도면(여기서는 완전히 상세히 설명되지 않음)에 제공되며 모든 치수는 밀리미터 단위입니다. 주요 공차가 명시되어 있습니다: 특별히 명시되지 않는 한 일반 치수 공차는 ±0.25 mm이며, 핀 팁 시프트 공차는 ±0.4 mm입니다. 이 시프트 공차는 플라스틱 패키지 본체에서 나오는 리드의 약간의 정렬 불량을 설명하며, 이는 PCB 풋프린트 설계 및 자동 삽입 장비에 중요합니다.

The핀 연결도는 듀얼 인라인 패키지(DIP) 구성의 10핀으로 명확히 정의됩니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 1(E), 2(D), 3(공통 캐소드), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(공통 캐소드), 9(F), 10(G). 두 개의 공통 캐소드 핀(3과 8)이 존재하는 것은 전류 분배와 단일 핀의 전류 밀도 감소에 도움이 되어 신뢰성에 좋습니다. 소수점(DP) 애노드는 핀 5에 있습니다. 내부 회로도는 각 세그먼트(A-G, DP)를 개별 LED로 보여주며, 그 애노드는 각각의 핀에 연결되고 모든 캐소드는 공통 캐소드 핀에 함께 묶여 있습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

절대 최대 정격은 솔더링 프로파일을 지정합니다: 조립 중 부품 본체 온도는 최대 정격을 초과해서는 안 됩니다. 구체적으로, 솔더링 온도는 착석면 아래 1/16인치(1.6mm)에서 측정 시 260°C, 3초여야 한다고 명시합니다. 이는 웨이브 솔더링에 대한 표준 참조입니다. 리플로우 솔더링의 경우, 피크 온도 260°C의 표준 무연 프로파일이 적절하며, 액상선 위 시간(TAL)과 부품 리드에서의 피크 온도 지속 시간이 플라스틱 패키지나 내부 와이어 본드에 대한 열 손상을 방지하도록 제어되어야 합니다.

저장 조건은 지정된 저장 온도 범위인 -35°C ~ +105°C를 준수해야 합니다. LED의 위험이 일부 IC보다 낮긴 하지만, 습기 흡수(리플로우 중 "팝콘 현상"을 유발할 수 있음) 및 정전기 방전 손상을 방지하기 위해 건조하고 정전기 방지 환경에 부품을 저장하는 것이 좋습니다.

7. 패키징 및 주문 정보

부품 번호는 LTS-5703AJF입니다. "AJF" 접미사는 색상(황색 오렌지), 패키지 타입 및 가능하면 밝기 빈과 같은 특정 속성을 인코딩할 가능성이 있습니다. 데이터시트 개정판이 표시되며, 문서는 제조사의 소유물로 표시됩니다. 이러한 스루홀 부품의 표준 패키징은 일반적으로 자동 삽입을 위한 릴에 감긴 정전기 방지 튜브나 탄띠입니다. 튜브/릴당 정확한 수량과 패키징 재료는 이 발췌문에 명시되지 않았지만 별도의 포장 사양에서 확인할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 권장사항

전형적인 애플리케이션 회로:공통 캐소드 디스플레이로서, 일반적으로 마이크로컨트롤러나 전용 디스플레이 드라이버 IC(전류 제한 저항이 있는 74HC595 시프트 레지스터나 MAX7219와 같은)로 구동됩니다. 각 세그먼트 애노드에는 전류 제한 저항이 필요합니다. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 5V 공급(Vcc), VF=2.6V, IF=20mA의 경우, R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 옴입니다. 약간 더 높은 값(예: 150-220 옴)은 좋은 밝기를 유지하면서 수명을 연장하고 전력 소비를 줄이기 위해 종종 사용됩니다.

설계 고려사항:

• 전류 구동:세그먼트당 절대 최대 연속 전류 25 mA를 초과하지 마십시오. 고온 환경에서는 디레이팅 계수를 사용하십시오.
• 멀티플렉싱:다중 자릿수 디스플레이의 경우 멀티플렉싱이 일반적입니다. 피크 전류 정격(1/10 듀티 사이클에서 60 mA)은 더 높은 인지된 밝기를 달성하기 위해 멀티플렉싱된 점등 시간 동안 더 높은 순간 전류를 허용합니다. 시간에 따른 평균 전류가 연속 정격을 초과하지 않도록 하십시오.
• 시야각:데이터시트는 확산 렌즈가 있는 LED 디스플레이의 특징인 넓은 시야각을 언급합니다. 디스플레이를 장착할 때 의도된 시청 위치를 고려하십시오.
• PCB 레이아웃:치수 도면에서 권장하는 풋프린트를 따르십시오. 리드 직경에 맞게 구멍 크기를 올바르게 지정하고 적절한 클리어런스를 제공하십시오.

9. 기술 비교 및 장점

구형 적색 GaAsP 또는 표준 GaP 황색/녹색 LED와 비교하여, LTS-5703AJF의 AlInGaP 기술은 상당한 장점을 제공합니다:

• 더 높은 밝기와 효율:AlInGaP는 우수한 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력에서 유사한 밝기를 제공합니다.
• 더 나은 색상 채도:스펙트럼 특성으로 인해 더 생생하고 일관된 황색 오렌지 색상을 얻습니다.
• 고체 상태 신뢰성:LED에는 끊어질 필라멘트나 유리가 없어 높은 충격 및 진동 저항성과 매우 긴 동작 수명(일반적으로 수만 시간)을 제공합니다.
• 낮은 전력 요구사항:낮은 전압과 전류에서 작동하여 배터리 구동 장치에 적합합니다.
• 무연 패키지:RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 환경 규제가 있는 글로벌 시장에 적합합니다.

현대적인 표면 실장 장치(SMD) 7세그먼트 디스플레이와 비교하여, 이 스루홀 버전은 프로토타이핑, 수동 조립 및 디스플레이 교체가 필요할 수 있는 애플리케이션에서 더 쉽습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 두 개의 공통 캐소드 핀(3과 8)의 목적은 무엇입니까?

A1: 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 가지는 것은 총 캐소드 전류(점등된 모든 세그먼트의 전류 합)를 두 개의 물리적 리드에 분배하여 각 솔더 접합부와 리드 프레임의 전류 밀도와 열 응력을 줄여 신뢰성을 향상시킵니다.

Q2: 이 디스플레이를 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 가능성은 있지만 순방향 전압을 확인해야 합니다. 전형적인 VF는 2.6V이므로, 3.3V 공급은 전류 제한 저항에 대해 0.7V만 남깁니다. 옴의 법칙을 사용하여, 원하는 10mA 전류의 경우 R = (3.3 - 2.6) / 0.01 = 70 옴입니다. 이는 가능하지만, 밝기는 20mA에서의 정격값보다 약간 낮을 수 있습니다. 마이크로컨트롤러 핀이 필요한 전류를 공급할 수 있는지 확인하십시오.

Q3: "발광 강도 매칭 비율 2:1"이 내 설계에 어떤 의미입니까?

A3: 이는 단일 장치 내에서 동일하게 구동될 때 어떤 세그먼트도 다른 어떤 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않을 것임을 보장합니다. 이는 고르지 않게 보이는 숫자(예: 매우 어두운 세그먼트 A와 매우 밝은 세그먼트 G)를 방지합니다. 다중 자릿수 설계의 경우, 자릿수 간 일관성을 보장하기 위해 동일한 강도 빈에서 장치를 지정하십시오.

Q4: 전체 디스플레이의 전력 소산을 어떻게 계산합니까?

A4: 최악의 시나리오, 즉 모든 8개 세그먼트(7세그먼트 + DP)가 각각 최대 연속 전류 25 mA로 연속 점등되고 전형적인 VF가 2.6V인 경우를 가정합니다. 세그먼트당 전력 = VF * IF = 2.6V * 0.025A = 65 mW. 총 전력 = 8 * 65 mW = 520 mW. 이는 LED 패키지 자체에서 열로 소산되는 전력으로, 밀폐된 공간에서의 열 관리에 고려되어야 합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 디지털 전압계 표시.간단한 벤치탑 디지털 멀티미터 프로토타입에서 LTS-5703AJF는 전압 판독값을 표시하는 데 사용될 수 있습니다. 마이크로컨트롤러의 아날로그-디지털 변환기(ADC)가 전압을 읽고 처리한 후 74HC595와 같은 시프트 레지스터를 통해 디스플레이를 구동합니다. 전류 제한 저항은 각 세그먼트 애노드와 직렬로 배치됩니다. 공통 캐소드는 다중 자릿수를 사용하는 경우 멀티플렉싱을 위해 마이크로컨트롤러에 의해 제어되는 트랜지스터로 스위칭됩니다. 높은 대비와 밝기는 조명이 밝은 실험실 환경에서 가독성을 보장합니다.

예시 2: 산업용 카운터 디스플레이.생산 라인 부품 카운터의 경우, 디스플레이는 신뢰할 수 있고 멀리서도 보여야 합니다. 0.56인치 숫자 높이를 가진 LTS-5703AJF가 적합합니다. LED 디스플레이용으로 설계된 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 출력 모듈이나 간단한 카운터 IC를 통해 구동될 수 있습니다. 넓은 동작 온도 범위(-35°C ~ +105°C)는 온도가 변동할 수 있는 공장 현장 조건에 대해 견고하게 만듭니다.

12. 기술 원리 소개

LTS-5703AJF는알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP)반도체 헤테로구조를 기반으로 하며, 이는갈륨 비소(GaAs)기판 위에 에피택셜 성장되었습니다. 발광은 전계발광을 통해 달성됩니다. 다이오드의 밴드갭 전압을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역(양자 우물)으로 주입됩니다. 거기서 그들은 방사적으로 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP의 특정 합금 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출된 빛의 파장(색상)에 직접 대응합니다. 황색 오렌지 빛의 경우, 밴드갭 에너지는 약 2.0-2.1 전자 볼트(eV)입니다. GaAs 기판은 방출된 빛에 대해 불투명하므로, 칩은 상부 표면에서 빛을 방출하도록 설계되었습니다. 플라스틱 패키지는 성형된 렌즈를 포함하여 광 출력을 형성하고, 환경 보호를 제공하며, 독특한 세그먼트 모양을 만듭니다.

13. 기술 발전 동향

이것은 성숙한 스루홀 부품이지만, 디스플레이 기술의 동향은 그 맥락에 영향을 미칩니다. 더 넓은 LED 산업은 계속해서 다음에 초점을 맞추고 있습니다:

• 증가된 효율(lm/W):지속적인 재료 과학 연구는 비방사 재결합을 줄이고 반도체 칩에서의 광 추출을 개선하여 더 낮은 전력에서 더 밝은 디스플레이를 이끌어내는 것을 목표로 합니다.
• 소형화 및 SMD 우위:시장은 자동화 조립, 감소된 보드 공간 및 낮은 프로파일을 위해 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 크게 이동했습니다. 이와 같은 스루홀 디스플레이는 견고성, 손쉬운 핸드 솔더링 또는 교체가 필요한 특정 틈새 시장에서 여전히 관련이 있습니다.
• 통합 솔루션:멀티플렉싱, 디코딩 및 전류 제어를 내부적으로 처리하여 호스트 마이크로컨트롤러 인터페이스를 단순화하는 통합 드라이버 IC가 있는 디스플레이("지능형 디스플레이")로의 추세가 있습니다.
• 확장된 색역 및 RGB:전체 색상 가능 디스플레이의 경우, 효율적인 적색, 녹색 및 청색 LED, 마이크로 LED를 포함한 개발이 주요 동향입니다. 이것은 단색 장치이지만, 기본 재료 개선은 모든 LED 색상에 이익이 됩니다.
• 유연하고 투명한 기판:유연하거나 투명한 기판 위의 디스플레이에 대한 연구가 활발하지만, 이는 전통적인 세그먼트 숫자 단위보다는 고급 패널 디스플레이와 더 관련이 있습니다.

LTS-5703AJF는 이러한 지속적인 기술 발전 내에서 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션을 나타냅니다.