LTD-2701JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTD-2701JD는 듀얼 디지트 세븐 세그먼트 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장치 및 장비에 대해 선명하고 가독성 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 활용하여 고휘도와 우수한 색 순도를 특징으로 하는 하이퍼 레드 발광을 생성합니다. 이 장치는 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시키는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 합니다. 공통 캐소드 타입으로 설계되어 다중 자릿수 응용에서 멀티플렉싱 구동 회로를 단순화하는 표준 구성입니다.

1.1 주요 특징 및 핵심 장점

• 자릿수 높이:0.28인치(7.0mm)로, 과도한 공간 소비 없이 좋은 가시성을 제공하는 균형 잡힌 크기입니다.
• 세그먼트 균일성:연속적이고 균일한 세그먼트는 두 자릿수에 걸쳐 일관된 문자 모양을 보장합니다.
• 전력 효율:낮은 전력 요구 사항으로, 배터리 구동 또는 에너지 절약형 응용에 적합합니다.
• 광학 성능:고휘도와 높은 명암비가 우수한 문자 가독성에 기여합니다.
• 시야각:넓은 시야각으로 다양한 위치에서 가독성을 확보합니다.
• 신뢰성:고체 구조로 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항성을 제공합니다.
• 빈닝:장치는 광도에 따라 분류(빈닝)되어 다중 디스플레이 설정에서 일치하는 밝기를 보장합니다.
• 환경 규정 준수:RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지입니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 디스플레이는 일반 전자 장비에서 사용하기 위한 것입니다. 일반적인 응용 분야는 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 테스트 및 측정 기기(멀티미터, 전원 공급 장치).
• 가전 제품(전자레인지, 오븐, 세탁기).
• 산업용 제어판 및 타이머.
• 통신 장비 상태 표시.
• 자동차 애프터마켓 액세서리(예: 전압 모니터).
• 판매 시점 단말기 및 기본 숫자 표시.

특히, 항공, 의료 또는 중요한 안전 시스템과 같이 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 요구되는 응용 분야에서는 상담이 필요하다는 점을 명시합니다.

2. 기술 사양 및 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 이 한계를 초과하여 작동하는 것은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70mW. 이를 초과하면 과열 및 LED 칩의 가속화된 열화를 초래할 수 있습니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 90mA. 이 정격은 단기 펄스를 위한 것이며, 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25mA. 열 폭주를 방지하기 위해 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 상승함에 따라 이 전류는 0.33mA/°C로 선형적으로 감액되어야 합니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이러한 극한 조건을 견딜 수 있지만 광학 성능은 온도에 따라 변합니다.
• 솔더링 조건:착면 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm)에서 측정 시 260°C에서 3초. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정을 안내합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 지정된 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정한 일반적인 성능 매개변수입니다.

• 평균 광도(I_V):I_F=1mA에서 200-600 µcd. 이 넓은 범위는 빈닝 공정의 효과를 나타냅니다. 설계자는 가시성 계산을 위해 최소값을 고려해야 합니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):650nm. 이는 방출된 광 파워가 가장 큰 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):639nm. 이는 인간의 눈이 빛의 색상과 일치한다고 인지하는 단일 파장으로, 허용 오차는 ±1nm입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):20nm. 이는 스펙트럼 순도를 정의합니다. 더 좁은 폭은 더 단색에 가까운 색상을 나타냅니다.
• 칩당 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 2.1V(최소), 2.6V(일반), 허용 오차 ±0.1V. 이는 특히 여러 자릿수를 멀티플렉싱할 때 일관된 전류를 보장하기 위해 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R=5V에서 최대 100 µA. 데이터시트는 역방향 전압이 테스트 목적으로만 사용되며 연속 역방향 바이어스 작동은 피해야 한다고 명시적으로 경고합니다.
• 광도 매칭 비율:I_F=10mA에서 유사한 발광 영역에 대해 최대 2:1. 이는 디스플레이 내 세그먼트 간 허용 가능한 최대 밝기 변동을 지정합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%. 이는 전기적 누설 또는 광학적 결합으로 인해 구동되지 않은 세그먼트의 원치 않는 발광을 의미합니다.

2.3 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 제품이 "광도에 따라 분류됨"이라고 명시합니다. 이는 LED가 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 10mA)에서 측정된 광 출력(µcd 단위)에 따라 분류되는 빈닝 공정을 의미합니다. 인접한 유닛 간에 눈에 띄는 밝기 차이(색조 불균일)를 피하기 위해 조립 시 동일한 광도 빈에서 디스플레이를 사용하는 것이 강력히 권장됩니다. 설계자는 필요한 빈을 지정하거나 공급업체와 협력하여 다중 디스플레이 응용에서 일관성을 보장해야 합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 패키지 치수

디스플레이는 표준 스루홀 DIP(듀얼 인라인 패키지) 형식을 따릅니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 다르게 명시되지 않는 한 표준 허용 오차는 ±0.25mm입니다.
• 핀 끝 이동 허용 오차는 ±0.4mm로, PCB 홀 정렬에 중요합니다.
• 디스플레이 전면 허용 결함: 세그먼트 상 이물질 ≤10밀, 잉크 오염 ≤20밀, 세그먼트 내 기포 ≤10밀.
• 반사판의 굽힘은 길이의 ≤1%로 제한됩니다.

3.2 핀 연결 및 극성 식별

이 장치는 단일 열에 10개의 핀을 가지고 있습니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 1: 세그먼트 E 애노드
• 핀 2: 세그먼트 D 애노드
• 핀 3: 세그먼트 C 애노드
• 핀 4: 세그먼트 G(중앙 세그먼트) 애노드
• 핀 5: 소수점(DP) 애노드
• 핀 6: 디지트 2(오른쪽 자릿수) 공통 캐소드
• 핀 7: 세그먼트 A 애노드
• 핀 8: 세그먼트 B 애노드
• 핀 9: 디지트 1(왼쪽 자릿수) 공통 캐소드
• 핀 10: 세그먼트 F 애노드

"Rt. Hand Decimal" 설명은 소수점이 오른쪽 자릿수와 연결되어 있음을 확인시켜 줍니다. 공통 캐소드 구성은 한 자릿수에 속하는 모든 LED의 캐소드가 내부적으로 연결되어 있음을 의미합니다. 세그먼트를 발광시키려면 해당 애노드 핀에 양의 전압을 인가하면서 해당 자릿수의 공통 캐소드 핀을 접지로 당겨야 합니다.

3.3 내부 회로도

내부 회로도는 두 개의 독립적인 7개 LED 세트(및 소수점 LED)를 보여주며, 각 세트는 공통 캐소드 연결(핀 6 및 9)을 공유합니다. 이 구조는 멀티플렉싱의 기본입니다: 한 번에 하나의 캐소드(자릿수)를 순차적으로 활성화하고 해당 자릿수의 패턴을 애노드 라인에 표시함으로써 더 적은 I/O 핀으로 여러 자릿수를 제어할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 제공된 텍스트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치의 일반적인 곡선은 다음을 포함합니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압(V_F)과 순방향 전류(I_F) 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 온도에 따라 이동합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 일정 범위에서 전류와 거의 선형적이지만, 더 높은 전류에서 포화되고 열로 인해 더 빠르게 열화됨을 보여줍니다.
• 광도 대 주변 온도:접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소함을 보여주어 열 관리 및 전류 감액의 필요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 약 650nm에서 피크와 약 20nm의 반폭을 보여줍니다.

이 곡선들은 의도된 작동 온도 범위에서 안정적인 밝기를 제공하는 구동기를 설계하는 데 필수적입니다.

5. 솔더링, 조립 및 저장 지침

5.1 솔더링 및 조립

• 지정된 솔더링 프로파일(260°C에서 3초)을 따르십시오.
• 디스플레이 본체에 비정상적인 힘을 가하는 부적합한 도구나 방법을 사용하지 마십시오.
• 장식 필름을 적용하는 경우, 외부 힘에 의해 이동될 수 있으므로 전면 패널/커버와 직접 접촉하지 않도록 하십시오.

5.2 저장 조건

적절한 저장은 핀 산화를 방지하는 데 중요합니다.

• 표준 LED 디스플레이(스루홀):원래 포장 상태. 온도: 5°C ~ 30°C. 습도: 60% RH 미만. 이러한 조건 외 장기 저장은 산화된 핀의 재도금이 필요할 수 있습니다. 습기 차단 백이 6개월 이상 열린 경우, 사용 전 60°C에서 48시간 베이킹하고 일주일 이내에 조립하는 것이 권장됩니다.
• SMD LED 디스플레이(참고용):밀봉 백: 5-30°C,<60% RH. 개봉 후: 동일 조건, 단 168시간(7일, MSL 레벨 3) 내에 사용해야 함.

6. 응용 설계 고려사항 및 주의사항

6.1 구동 회로 설계

• 정전류 구동:세그먼트 간 및 온도에 따른 V_F 변동과 관계없이 일관된 광도를 보장하기 위해 정전압 구동보다 강력히 권장됩니다.
• 전류 제한:회로는 전류를 연속 정격(25°C에서 25mA, 감액) 내로 제한해야 합니다. 이를 초과하면 급격한 열화가 발생합니다.
• 전압 범위:구동기는 의도한 전류를 전달하기 위해 전체 V_F 범위(세그먼트당 약 2.0V ~ 2.7V)를 수용해야 합니다.
• 역방향 전압 보호:회로는 전원 순환 중 역방향 전압이나 과도 현상으로부터 보호하여 금속 이동 및 증가된 누설을 방지해야 합니다.
• 열 관리:최대 주변 온도(T_a)를 고려하여 안전한 작동 전류를 선택하십시오. 고온 환경에서는 방열판이 필요할 수 있습니다._a environments.

6.2 환경 및 취급 주의사항

• 습한 환경에서 급격한 주변 온도 변화를 피하여 디스플레이에 응결이 생기지 않도록 하십시오.
• 한 조립체에 두 개 이상 사용할 때는 동일한 광도 빈에서 디스플레이를 선택하여 균일한 밝기를 보장하십시오.

7. 기술 비교 및 차별화

이전의 GaAsP 또는 GaP LED 기술과 비교하여, LTD-2701JD에 사용된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드)는 상당한 장점을 제공합니다:

• 더 높은 효율 및 밝기:AlInGaP는 우수한 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 높은 밝기를 얻습니다.
• 더 나은 색 순도:하이퍼 레드 발광(639-650nm 주 파장)은 표준 레드 LED보다 더 포화되고 시각적으로 뚜렷합니다.
• 향상된 온도 안정성:모든 LED는 열로 인해 효율이 떨어지지만, AlInGaP는 일반적으로 이전 재료에 비해 더 나은 성능 유지력을 가집니다.
• 별도의 자릿수 캐소드를 가진 공통 캐소드 설계는 멀티플렉싱을 위한 표준적이지만 효과적인 접근 방식으로, 공통 애노드 타입이나 내부 멀티플렉싱 컨트롤러가 있는 디스플레이와 차별화됩니다.

8. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 이 디스플레이를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 전류 제한 저항 없이 5V를 애노드에 직접 연결하면 과도한 전류로 인해 LED가 파괴될 가능성이 높습니다. 직렬 저항 또는 바람직하게는 정전류 구동기를 사용해야 합니다. 저항 값은 공급 전압, LED의 V_F, 그리고 원하는 I_F.

에 따라 달라집니다.

Q: 왜 정전류 구동이 권장되나요?_FA: LED 밝기는 주로 전압이 아닌 전류의 함수입니다. 순방향 전압(V

)은 칩마다 다를 수 있으며 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 정전류원은 설정된 전류를 유지하기 위해 전압을 자동으로 조정하여 이러한 변동을 보상함으로써 안정적인 밝기를 보장합니다.

Q: 피크 전류 정격에서 "1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭"은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 최대 90mA로 LED를 짧게 펄싱할 수 있지만, 펄스 폭은 0.1밀리초를 넘지 않아야 하며, 시간 평균 전류는 1/10 듀티 사이클에 해당하는 값을 초과해서는 안 됨을 의미합니다(예: 0.1ms 켜짐, 0.9ms 꺼짐). 이는 연속 발광을 위한 것이 아닙니다.

Q: 두 자릿수를 독립적으로 어떻게 제어하나요?

A: 멀티플렉싱을 사용합니다. 한 주기에서: 1) 디지트 1의 패턴으로 애노드 핀(1,2,3,4,5,7,8,10)을 설정합니다. 2) 캐소드 핀 6(디지트 2)을 하이(연결 해제)로 유지하면서 캐소드 핀 9(디지트 1)를 로우(접지)로 당깁니다. 3) 짧은 시간(예: 5ms) 동안 발광시킵니다. 4) 디지트 1을 끕니다. 5) 애노드를 디지트 2의 패턴으로 설정합니다. 6) 캐소드 핀 6을 로우로, 핀 9를 하이로 당깁니다. 7) 발광시킵니다. 이 주기를 빠르게(>60Hz) 반복하여 두 자릿수가 모두 연속적으로 켜져 있는 것처럼 보이게 합니다.

9. 실용적 설계 및 사용 사례

1. 사례: 간단한 디지털 전압계 표시(0-99V) 설계.부품 선택:
2. LTD-2701JD는 2자릿수 기능, 좋은 밝기, 그리고 프로토타이핑을 위한 스루홀 패키지로 선택되었습니다.구동 회로:
3. 마이크로컨트롤러(예: ATmega328P)가 사용됩니다. 그 I/O 핀은 모든 세그먼트를 한 번에 충분한 전류를 공급/싱크할 수 없습니다. 따라서 디지트 1과 2의 캐소드 전류를 싱크하기 위해 두 개의 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)를 사용하는 멀티플렉싱 방식을 구현합니다. 세그먼트 애노드는 전류 제한 저항(예: 5V 공급 시 약 20mA 목표로 150Ω: R = (5V - 2.6V) / 0.02A ≈ 120Ω, 안전을 위해 150Ω 사용)을 통해 마이크로컨트롤러에 연결됩니다.소프트웨어:
4. 펌웨어는 ADC를 통해 전압을 읽고, 이를 두 개의 BCD 자릿수로 변환하며, 100Hz로 멀티플렉싱하기 위한 타이머 인터럽트를 사용하여 디스플레이를 구동합니다.고려사항:

순방향 전압 허용 오차는 세그먼트 간 밝기가 약간 다를 수 있음을 의미합니다. 저항 대신 정전류 구동기(전용 LED 구동기 IC와 같은)를 사용하면 균일성이 향상됩니다. 저장 권고사항은 장기 재고를 피하기 위해 소량 주문을 따릅니다.

10. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 접합을 가로질러 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 활성 영역에서 재결합할 때, 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 적색광에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 세븐 세그먼트 디스플레이에서는 여러 개의 개별 LED 칩이 장착되고 배선되어 표준 세그먼트(A-G 및 DP)를 형성합니다. 공통 캐소드 구성은 한 자릿수에 속하는 모든 LED의 캐소드를 내부적으로 연결합니다.

11. 기술 동향

• LED 디스플레이 산업은 계속 발전하고 있습니다. LTD-2701JD와 같은 스루홀 디스플레이는 프로토타이핑, 수리 및 특정 응용 분야에서 여전히 관련성이 있지만, 더 넓은 동향은 다음과 같습니다:소형화 및 SMD 우위:
• 표면 실장 장치(SMD) 패키지는 자동화 조립을 위한 표준이 되어 더 작은 크기와 낮은 프로파일을 제공합니다.통합 컨트롤러:
• 내장 구동기 IC(MAX7219 호환 모듈과 같은)가 있는 디스플레이는 멀티플렉싱과 디코딩을 내부적으로 처리하여 마이크로컨트롤러 인터페이싱을 단순화합니다.더 높은 효율 재료:
• 청색/녹색용 InGaN 및 개선된 AlInGaP와 인광체 변환 백색 LED와 같은 재료의 지속적인 개발로 효율(루멘/와트)이 더 높아지고 있습니다.유연하고 새로운 형태:

유연한 기판과 마이크로 LED의 발전으로 새로운 디스플레이 형태와 초고밀도가 가능해졌습니다. 해당 범주에서 LTD-2701JD는 잘 이해된 AlInGaP 기술을 기반으로 한 성숙하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 나타내며, 특정 형태 및 전기적 인터페이스가 요구되는 곳에 적합합니다.