LTC-2621JR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - 슈퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 저전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-2621JR는 컴팩트한 듀얼 디지트 세븐 세그먼트 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치 및 계측기에서 선명하고 가독성 높은 숫자 출력을 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 기반으로 하며, 높은 발광 효율로 슈퍼 레드 색상을 생성하도록 설계되었습니다. 이 장치는 낮은 전류 구동 특성을 지녀, 전력 소모 최소화가 중요한 배터리 구동 또는 에너지 효율 중심 애플리케이션에 적합합니다. 디스플레이는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트 색상을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다.

1.1 핵심 장점

• 낮은 전력 요구 사항:매우 낮은 순방향 전류(세그먼트당 1mA와 같이 낮은 전류에서도 효과적으로 구동 가능)에서 동작하도록 설계되어 전체 시스템 전력 소비를 크게 줄입니다.
• 고휘도 및 고대비:AlInGaP 기술을 활용하여 높은 발광 강도를 제공하며, 우수한 가시성을 보장합니다. 회색 얼굴/흰색 세그먼트 설계는 대비비를 더욱 개선합니다.
• 우수한 문자 외관:연속적이고 균일한 세그먼트(0.28인치/7.0mm 자릿수 높이)를 특징으로 하여 일관되고 전문적인 느낌의 숫자 문자를 제공합니다.
• 넓은 시야각:광범위한 각도에서 선명한 가시성을 제공하며, 이는 사용자 인터페이스에 필수적입니다.
• 고체 상태 신뢰성:LED 기반 장치로서 기계식 또는 기타 디스플레이 기술에 비해 긴 수명, 충격 저항성 및 높은 신뢰성을 제공합니다.
• 휘도 등급 분류:장치는 광 출력에 따라 빈(Bin) 또는 등급으로 분류되어, 여러 디스플레이에 걸쳐 균일한 밝기가 필요한 애플리케이션에서 더 나은 일관성을 확보할 수 있습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 주요 전기적 및 광학적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 올바른 회로 설계와 최적의 디스플레이 성능 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상을 초래할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어나는 동작은 보장되지 않으며 피해야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이 한계는 LED 칩의 열 방산 능력에 의해 결정됩니다. 이를 초과하면 열 폭주 및 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 100 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이 정격은 멀티플렉싱 또는 짧은 과구동 시나리오용이며, 연속 DC 동작용이 아닙니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 전류는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감액됩니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = ~5.2 mA가 됩니다. 이 감액은 열 관리에 매우 중요합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. LED는 낮은 역방향 항복 전압을 가집니다. 이보다 큰 역방향 전압을 가하면 PN 접합의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 이 장치는 산업용 온도 범위로 등급이 매겨져 있습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안(장착 평면 아래 1.6mm 지점에서 측정). 이는 플라스틱 패키지 및 내부 와이어 본드 손상을 방지하기 위한 표준 리플로우 솔더링 프로파일 지침입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 동작 파라미터입니다. 설계자는 회로 계산 시 이러한 값을 사용해야 합니다.

• 평균 휘도(I_V):I_F= 1 mA에서 200 μcd(최소), 600 μcd(일반). 이는 권장되는 저전류 동작점에서의 핵심 밝기 파라미터입니다. 넓은 범위(200-600)는 장치가 빈으로 분류됨을 나타냅니다. 설계자는 이 변동을 고려하거나 일관된 밝기를 위해 특정 빈을 지정해야 합니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):I_F= 20 mA에서 639 nm(일반). 이는 광 출력이 최대가 되는 파장입니다. "슈퍼 레드" 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):I_F= 20 mA에서 20 nm(일반). 이는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 측정합니다. 20 nm 값은 AlInGaP 적색 LED의 일반적인 값이며 상대적으로 순수한 색상을 나타냅니다.
• 주 파장(λ_d):I_F= 20 mA에서 631 nm(일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 LED 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다. 피크 파장보다 약간 짧습니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F= 20 mA에서 2.0 V(최소), 2.6 V(일반). 이는 LED가 도통할 때 걸리는 전압 강하입니다. 직렬 저항 값 계산에 중요합니다. 일반적인 2.6V는 표준 GaAsP 적색 LED보다 높으며, 이는 AlInGaP 기술의 특징입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):V_R= 5 V에서 100 μA(최대). 이는 LED가 최대 정격에서 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 휘도 매칭 비율(I_V-m):2:1(최대). 이는 단일 장치 내 또는 장치 간 가장 밝은 세그먼트와 가장 어두운 세그먼트 사이의 최대 허용 비율을 지정합니다. 2:1 비율은 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상의 밝기를 가져야 함을 의미하며, 균일성을 보장합니다.

3. 빈(Binning) 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "휘도 등급 분류"됨을 나타냅니다. 이는 빈(Binning) 공정을 의미합니다.

• 휘도 빈(Binning):제조 후, LED는 표준 테스트 전류(예: 1 mA 또는 20 mA)에서 측정된 광 출력에 따라 다른 빈으로 테스트 및 분류됩니다. LTC-2621JR의 I_V범위(200-600 μcd)는 여러 빈을 포함할 가능성이 높습니다. 다중 자릿수 또는 다중 유닛 애플리케이션에서 동일한 빈의 LED를 사용하면 디스플레이 전체에 걸쳐 일관된 밝기를 보장하며, 이는 제품 미학과 가독성에 중요합니다. 설계자는 주문 시 특정 휘도 빈 코드를 지정할 수 있는 경우가 많습니다.
• 순방향 전압 빈(Binning):이 부품에 대해 명시적으로 언급되지는 않았지만, 전압 빈도 일반적입니다. 유사한 V_F를 가진 LED를 그룹화하면, 특히 병렬 또는 멀티플렉스 구성에서 더 간단하고 균일한 전류 제한 네트워크 설계에 도움이 될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

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

• 상대 휘도 대 순방향 전류(I_V/ I_F곡선):이 그래프는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. LED의 경우, 관계는 낮은 전류에서 일반적으로 선형이지만 열 효과로 인해 높은 전류에서 포화될 수 있습니다. 이 곡선은 장치가 매우 낮은 전류(1 mA)에서도 사용 가능함을 확인시켜 줍니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류(V_F/ I_F곡선):이 지수 곡선은 LED의 동적 저항을 결정하고 정전류 드라이버를 설계하는 데 중요합니다. 이는 V_F가 I_F.
• 상대 휘도 대 주변 온도:이 곡선은 광 출력의 열 감액을 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우, 휘도는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이는 고온 환경에서 동작하는 애플리케이션의 주요 고려 사항입니다.
• 스펙트럼 분포:약 639 nm를 중심으로 약 20 nm 반치폭을 가진 파장에 걸친 상대 광 출력을 보여주는 그래프입니다. 이는 색상 특성을 정의합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LTC-2621JR는 표준 듀얼 디지트 세븐 세그먼트 LED 패키지로 제공됩니다.

• 자릿수 높이:0.28인치 (7.0 mm).
• 패키지 치수:데이터시트에는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다(여기서는 재현되지 않음). 주요 공차는 ±0.25 mm (0.01")이며, 이는 이 유형의 부품에 대한 표준입니다. 설계자는 PCB 풋프린트 설계 및 패널 절단에 이러한 치수를 사용해야 합니다.
• 핀 구성:이 장치는 16핀 구성(일부 핀은 "연결 없음" 또는 "핀 없음")을 가집니다. 멀티플렉스 공통 애노드 타입입니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:
  • 공통 애노드: 핀 2 (디지트 1), 핀 5 (디지트 2), 핀 8 (디지트 3), 핀 13 (L1, L2, L3).
  • 세그먼트 캐소드: 핀 1 (D), 핀 3 (D.P.), 핀 4 (E), 핀 6 (C, L3), 핀 7 (G), 핀 12 (B, L2), 핀 15 (A, L1), 핀 16 (F).
  • 핀 9, 10, 11, 14는 연결 없음 또는 핀 없음으로 표시됩니다.
• 내부 회로도:데이터시트는 내부 전기적 연결을 보여줍니다. 공통 애노드 멀티플렉스 구조를 확인시켜 줍니다: 주어진 자릿수(및 선택적 LED L1-L3)에 대한 모든 애노드는 내부적으로 함께 연결되어 있고, 각 세그먼트의 캐소드는 분리되어 있습니다. 이는 단일 세트의 세그먼트 드라이버만 사용하여 세 자릿수를 순차적으로(멀티플렉싱) 제어할 수 있게 합니다.
• 극성 식별:패키지에는 핀 1을 식별하기 위한 물리적 마커(점, 노치 또는 베벨 에지)가 있을 가능성이 높습니다. 솔더링 및 동작 중 손상을 방지하기 위해 올바른 방향이 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

이 지침을 준수하는 것은 PCB 조립 공정 중 열 손상을 방지하는 데 필요합니다.

• 리플로우 솔더링 프로파일:권장되는 최대 조건은 최대 3초 동안 피크 온도 260°C입니다. 이는 패키지의 장착 평면 아래 1.6 mm (1/16 인치) 지점(즉, PCB 상)에서 측정됩니다. 표준 무연 리플로우 프로파일은 일반적으로 이 한계 내에 있지만, 액상선 온도 이상 체류 시간(TAL)은 제어되어야 합니다.
• 핸드 솔더링:핸드 솔더링이 필요한 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용해야 합니다. 핀당 접촉 시간은 최소화해야 하며(일반적으로<3초 이내), 인두와 패키지 본체 사이의 리드에 히트 싱크(예: 핀셋)를 사용할 수 있습니다.
• 세척:LED의 플라스틱 렌즈 재료와 호환되는 세척제만 사용하여 흐림 또는 화학적 손상을 피하십시오.
• 보관 조건:지정된 온도 범위(-35°C ~ +85°C) 내의 건조한 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 습기에 민감한 장치는 사용 전 베이킹되지 않은 경우 건조제와 함께 밀봉된 백에 보관해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 휴대용 소비자 가전:디지털 멀티미터, 핸드헬드 테스트 장비, 컴팩트 오디오 플레이어 또는 피트니스 트래커와 같이 저전력 소비가 가장 중요한 분야.
• 산업 계측기:신뢰성과 넓은 온도 동작 범위가 필요한 패널 미터, 공정 제어기, 타이머 디스플레이 및 센서 판독값.
• 자동차 애프터마켓 디스플레이:실내용 보조 계기(전압계, 시계), 단 환경 밀봉이 필요할 수 있습니다.
• 가전제품:전자레인지, 커피메이커 또는 온도 조절기의 디스플레이.
• 교육용 키트:멀티플렉스 디스플레이 및 마이크로컨트롤러 인터페이싱을 포함하는 전자 학습 프로젝트에 이상적입니다.

7.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:각 세그먼트 캐소드 라인에 대해 항상 직렬 전류 제한 저항(또는 정전류 드라이버)을 사용하십시오. 저항 값은 다음 공식으로 계산됩니다: R = (V_공급- V_F- V_{드라이버_강하}) / I_F. 5V 공급, V_F= 2.6V, 원하는 I_F= 10 mA인 경우: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F값을 사용하십시오.
• 멀티플렉싱 구동:공통 애노드 멀티플렉스 디스플레이이므로, 마이크로컨트롤러 또는 드라이버 IC는 각 자릿수의 공통 애노드(핀 2, 5, 8)를 순차적으로 활성화하면서 캐소드 라인에 해당 세그먼트 패턴을 출력해야 합니다. 리프레시 레이트는 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(>60 Hz).
• 멀티플렉싱 시 피크 전류:N 자릿수를 멀티플렉싱할 때, ON 시간 동안 세그먼트당 순간 전류는 일반적으로 원하는 평균 전류의 N배입니다. 세그먼트당 평균 3 mA로 3자릿수 멀티플렉싱의 경우, 피크 전류는 ~9 mA가 됩니다. 이는 절대 최대 정격(연속 25 mA, 펄스 100 mA)과 비교하여 확인해야 합니다.
• 시야각:최종 사용자에게 최적의 가독성을 보장하기 위해 넓은 시야각을 고려하여 디스플레이를 배치하십시오.
• ESD 보호:LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 중 표준 ESD 처리 절차를 구현하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

LTC-2621JR는 특정 기술적 선택을 통해 시장에서 차별화됩니다.

• AlInGaP 대 기존 GaAsP/GaP:구형 적색 LED는 GaAsP 또는 GaP 기판을 사용했으며, 효율이 낮고 더 주황빛이 도는 적색 빛을 생성했습니다. AlInGaP 기술은 상당히 높은 발광 효율(mA당 더 많은 광 출력), 더 나은 색 순도(약 631-639 nm의 포화 적색), 우수한 온도 안정성을 제공합니다. 이는 더 낮은 전력 소비 또는 더 긴 배터리 수명으로 더 밝은 디스플레이를 의미합니다.
• 저전류 최적화:많은 세븐 세그먼트 디스플레이는 20 mA에서 특성이 정의됩니다. LTC-2621JR는 매우 낮은 전류(일반 1 mA)에서도 우수한 성능을 위해 명시적으로 테스트 및 선별되어, 초저전력 설계를 위한 전문 구성 요소입니다.
• 회색 얼굴/흰색 세그먼트:이 미학적 선택은 디스플레이가 꺼져 있을 때(검정/회색 외관) 대비를 개선하고, 켜져 있을 때 세그먼트 정의를 향상시킵니다. 이는 전체 검정 또는 전체 회색 패키지와 비교됩니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

9.1 레벨 시프터 없이 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

네, 일반적으로 가능합니다. 일반 순방향 전압(V_F)은 20 mA에서 2.6V입니다. 더 낮은 구동 전류(예: 5-10 mA)에서 V_F는 약간 더 낮아집니다(예: 2.4V). 3.3V GPIO 핀은 직렬 저항을 통해 전류를 싱크하여 세그먼트를 켤 수 있습니다. 계산: V_F= 2.4V, GPIO 핀이 5 mA를 싱크하는 경우, 저항 값은 (3.3V - 2.4V) / 0.005A = 180 Ω이 됩니다. 마이크로컨트롤러의 총 싱크 전류 용량을 초과하지 않도록 하십시오.

9.2 휘도가 범위(200-600 μcd)로 주어진 이유는 무엇인가요? 일관된 밝기를 어떻게 보장하나요?

이 범위는 빈 분포를 나타냅니다. 일관성을 보장하기 위해 두 가지 옵션이 있습니다: 1) 전체 범위에서 적절하게 동작하도록 회로를 설계합니다(예: 최소 200 μcd에서도 가독성을 보장). 2) 생산용 부품 주문 시 더 엄격한 휘도 빈 코드를 지정하여 배치 내 모든 유닛이 유사한 출력을 갖도록 합니다. 제조사의 전체 빈 분류 문서를 참조하십시오.

9.3 일부 캐소드와 함께 언급된 "L1, L2, L3" 연결의 목적은 무엇인가요?

이는 선택적이고 분리된 LED 표시기(작은 점 또는 아이콘일 가능성 높음)에 대한 연결로, 동일한 패키지의 일부이지만 전기적으로 세븐 세그먼트 자릿수와 독립적입니다. 이들은 공통 애노드(핀 13)를 공유하지만 개별 캐소드(핀 15/L1, 핀 12/L2, 핀 6/L3)를 가집니다. 콜론, 다른 자릿수의 소수점 또는 상태 표시기와 같은 기호에 사용될 수 있습니다.

9.4 디스플레이 설계의 전력 소비를 어떻게 계산하나요?

N 자릿수 멀티플렉스 설계에서, 자릿수당 평균 M 세그먼트가 켜지고, 세그먼트 피크 전류 I_피크인 경우, 대략적인 평균 전력은: P_평균≈ N * (M / 7) * I_피크* V_F* (1/N) = (M / 7) * I_피크* V_F입니다. (1/N) 인자는 멀티플렉싱의 듀티 사이클에서 비롯됩니다. 예: I_피크=10 mA, V_F=2.6V로 "88.8"(M=7 세그먼트)을 표시하는 경우: P_평균≈ (7/7) * 0.01 * 2.6 = 0.026 W 또는 전체 3자릿수 디스플레이 기준 26 mW입니다.

10. 설계 사례 연구

시나리오:저전력, 3자릿수 배터리 구동 디지털 온도계 설계.

• 마이크로컨트롤러:10 mA 싱크 가능한 GPIO 핀을 가진 3.3V에서 동작하는 저전력 MCU.
• 멀티플렉싱. 세 개의 GPIO 핀은 작은 NPN 트랜지스터 또는 MOSFET(결합된 세그먼트 전류를 처리하기 위해)을 통해 공통 애노드(디지트 1, 2, 3)를 구동하는 출력으로 구성됩니다. 다른 일곱 개의 GPIO 핀은 전류 제한 저항을 통해 세그먼트 캐소드를 구동합니다.전류 설정:
• 좋은 가시성과 긴 배터리 수명을 위해 평균 세그먼트 전류를 2 mA로 목표로 합니다. 3자릿수 멀티플렉싱에서 세그먼트당 피크 전류는 ~6 mA가 됩니다. V= 2.5V(6 mA에서 추정), 드라이버 포화 전압 0.2V를 사용하면, 직렬 저항 값은: R = (3.3V - 2.5V - 0.2V) / 0.006A ≈ 100 Ω입니다._F소프트웨어:
• MCU 타이머는 180 Hz(자릿수당 60 Hz * 3 자릿수)에서 인터럽트를 트리거합니다. 인터럽트 서비스 루틴에서 이전 자릿수의 애노드를 끄고, 다음 자릿수에 대한 세그먼트 패턴을 업데이트한 후, 새로운 자릿수의 애노드를 켭니다.결과:
• 디스플레이는 15 mW 미만을 소비하며, 깜빡임 없는 가독성을 제공하고, LTC-2621JR의 최적화된 저전류 성능을 활용하여 배터리 런타임을 극대화합니다.11. 기술 원리 소개

LTC-2621JR는 고체 조명 기술을 기반으로 합니다. 각 세그먼트에는 하나 이상의 AlInGaP LED 칩이 포함되어 있습니다. 다이오드의 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 반도체의 활성 영역에서 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 층의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 639 nm의 적색입니다. 빛은 칩 상단을 통해 방출되며, 플라스틱 패키지 렌즈에 의해 형성되어 균일한 세그먼트를 만듭니다. 공통 애노드 멀티플렉스 구성은 필요한 외부 드라이버 핀 수를 (7 세그먼트 + 1 DP) * 3 자릿수 = 24에서 7 세그먼트 라인 + 3 디지트 라인 = 10(및 선택적 LED용 몇 개 추가)으로 줄이는 내부 배선 방식으로, 마이크로컨트롤러와의 인터페이스를 훨씬 더 실용적으로 만듭니다.

12. 기술 동향

LTC-2621JR는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타내지만, 더 넓은 디스플레이 환경은 진화하고 있습니다. 정보 디스플레이의 동향은 더 높은 통합성과 유연성으로 이동하고 있습니다. 유기 발광 다이오드(OLED) 및 마이크로 LED 디스플레이는 자체 발광, 고대비 및 유연한 폼 팩터를 제공합니다. 그러나 간단한 숫자 판독의 경우, 전통적인 세그먼트 LED 디스플레이는 극도의 단순성, 견고성, 낮은 비용, 높은 밝기 및 넓은 동작 온도 범위로 인해 여전히 매우 경쟁력이 있습니다. 이 세그먼트 내의 특정 동향은 더 낮은 전력 소비, 더 높은 효율의 재료(개선된 AlInGaP 또는 다른 색상용 InGaN), 디스플레이 모듈에 직접 드라이버 전자 장치(I2C 또는 SPI 인터페이스와 같은) 통합으로, 외부 구성 요소 수를 줄이고 설계를 단순화하는 방향입니다. LTC-2621JR의 초저전류 동작에 대한 초점은 휴대용 및 IoT 장치에서 에너지 효율적인 구성 요소에 대한 지속적인 수요와 잘 부합합니다.

While the LTC-2621JR represents a mature and reliable technology, the broader display landscape is evolving. The trend in informational displays is moving towards higher integration and flexibility. Organic LED (OLED) and micro-LED displays offer self-emissive, high-contrast, and flexible form factors. For simple numeric readouts, however, traditional segmented LED displays remain highly competitive due to their extreme simplicity, robustness, low cost, high brightness, and wide operating temperature range. The specific trend within this segment is towards even lower power consumption, higher efficiency materials (like improved AlInGaP or InGaN for other colors), and the integration of driver electronics (like I2C or SPI interfaces) directly into the display module, reducing external component count and simplifying design. The LTC-2621JR's focus on ultra-low-current operation aligns well with the enduring demand for energy-efficient components in portable and IoT devices.