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LTD-2601JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 숫자 높이 - 하이퍼 레드(650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 영어 기술 문서

0.28인치 듀얼 디지트 7세그먼트 AlInGaP 하이퍼 레드 LED 디스플레이인 LTD-2601JD의 완전한 기술 데이터시트. 특징, 핀아웃, 절대 최대 정격, 전기/광학 특성 및 패키지 치수를 포함합니다.
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PDF 문서 표지 - LTD-2601JD LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드(650nm) - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 영어 기술 문서

1. 제품 개요

이 장치는 두 자리, 7세그먼트 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 기기 및 장치에 대해 선명하고 가독성 높은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 적용 분야는 카운터, 타이머, 간단한 계측기 또는 제어판 표시기와 같이 두 자리 숫자 표시가 필요한 시나리오입니다.

이 디스플레이는 발광 소자로 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용합니다. 이 물질 시스템은 고효율 적색 및 황색 LED 생산을 위해 특별히 선택되었습니다. 칩은 불투명 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 제작되어, 광 출력을 전방으로 집중시키고 내부 반사와 광 누설을 줄여 대비도를 향상시키는 데 도움을 줍니다. 시각적 표현은 흰색 세그먼트 표시가 있는 회색 전면판을 특징으로 하며, 이 조합은 점등(적색) 상태와 비점등 상태 사이의 높은 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시키도록 설계되었습니다.

심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 파라미터들은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않으며 정상적인 사용 시 피해야 합니다.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

이 파라미터들은 표준 시험 조건(Ta=25°C)에서 측정되며, 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

3. Binning System 설명

데이터시트는 이 장치가 \"광도(luminous intensity)에 따라 분류됨\"이라고 명시합니다. 이는 제조 후 Binning 또는 선별 과정이 있음을 시사합니다.

  • 광도 빈닝: 반도체 에피택셜 성장 및 칩 제조 공정의 고유한 변동성으로 인해 개별 LED의 광 출력은 차이가 있을 수 있습니다. 제조사는 표준 테스트 전류(예: 1mA)에서 측정된 광도를 기준으로 LED를 테스트하고 분류(빈닝)합니다. LTD-2601JD의 지정 범위인 200-600 μcd는 아마도 여러 광도 빈을 포함할 것입니다. 여러 디스플레이에 걸쳐 일관된 밝기가 필요한 애플리케이션의 경우, 더 좁은 빈을 지정하거나 동일한 생산 로트에서 구매하는 것이 좋습니다.
  • 순방향 전압 빈닝: 이 제품에 대해 명시적으로 언급되지는 않았지만, LED를 순방향 전압(Vf)에 따라 분류하는 것도 일반적인 관행입니다.F) 또한 마찬가지입니다. 명시된 VfF 범위인 2.1V에서 2.6V는 잠재적인 변동성을 나타냅니다. 여러 세그먼트가 정전압원에서 병렬로 구동되는 설계에서 VfF 변동은 불균일한 전류 분배와 이로 인한 밝기 불균일을 초래할 수 있습니다. 각 세그먼트 또는 직렬 연결된 스트링에 대해 정전류 드라이버를 사용하면 이 문제를 완화할 수 있습니다.
  • 파장 분류(Wavelength Binning): 주 파장은 대표값(639nm)으로 명시되어 있습니다. 대부분의 적색 디스플레이 응용 분야에서는 정확한 적색 색조의 미세한 변동은 허용 가능합니다. 중요한 색상 매칭 응용 분야의 경우, 지정된 파장 빈닝이 명시된 제품이 필요합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전기적/광학적 특성 곡선(전형적)"을 참조하고 있습니다. 구체적인 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 이러한 LED의 표준 곡선을 추론할 수 있으며 설계에 매우 중요합니다.

5. Mechanical & Package Information

5.1 패키지 치수

본 장치는 스루홀 PCB 장착에 적합한 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 형식을 특징으로 합니다. 숫자 높이는 0.28인치(7.0mm)로 지정되어 있습니다. 치수 도면은 10핀 구성을 나타냅니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 주요 기계적 특징으로는 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 두 숫자 사이의 간격, 세그먼트 크기와 간격, 그리고 핀 직경과 간격(피치)이 포함됩니다. 정확한 풋프린트는 PCB 레이아웃에 필수적입니다.

5.2 Pin Connection & Internal Circuit

본 장치는 "Right Hand Decimal" 소수점을 갖는 "Duplex Common Anode" 구성을 가지고 있습니다. 이는 핀 연결 테이블에 상세히 설명되어 있습니다:

  1. 핀 1: 세그먼트 E의 Cathode
  2. 핀 2: 세그먼트 D의 Cathode
  3. 핀 3: 세그먼트 C용 캐소드
  4. 핀 4: 세그먼트 G(중앙 세그먼트)용 캐소드
  5. 핀 5: 소수점(D.P.)용 캐소드
  6. 핀 6: Digit 2 공통 애노드
  7. 핀 7: 세그먼트 A 캐소드
  8. 핀 8: 세그먼트 B의 캐소드
  9. 핀 9: 디지트 1의 공통 애노드
  10. 핀 10: 세그먼트 F의 캐소드

"공통 애노드" 구조는 한 자릿수 내의 모든 LED 세그먼트가 공통의 양극 연결(애노드)을 공유함을 의미합니다. 특정 세그먼트를 점등하려면 해당 세그먼트의 캐소드 핀을 낮은 전압(접지)에 연결해야 하며, 해당 자릿수의 공통 애노드는 양전압을 유지해야 합니다. 내부 회로도는 두 개의 별도 공통 애노드 노드(각 자릿수당 하나씩)와 해당 세그먼트(A-G, DP)의 캐소드가 각각의 핀에 연결된 상태를 보여줍니다. 이 구성은 멀티플렉싱에 이상적입니다.

6. Soldering & Assembly Guidelines

지정된 납땜 프로파일을 준수하는 것은 신뢰성을 보장하기 위해 가장 중요합니다.

7. 적용 제안

7.1 대표적인 응용 회로

공통 애노드 구성은 멀티플렉스 구동 방식에 매우 적합하며, 이는 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀의 수를 획기적으로 줄여줍니다.

7.2 설계 고려사항

8. Technical Comparison & Differentiation

다른 세븐 세그먼트 디스플레이 기술과 비교하여, 이 AlInGaP 하이퍼 레드 LED 디스플레이는 뚜렷한 장점을 제공합니다:

9. 자주 묻는 질문 (기술적 매개변수 기준)

10. Practical Design Case Study

시나리오: 5V 레일로 구동되며, 제한된 I/O 핀을 가진 마이크로컨트롤러로 제어되는 실험실 장비용 간단한 2자리 카운트업 타이머 설계.

구현:

  1. 회로: 두 개의 공통 애노드는 마이크로컨트롤러의 두 개의 별도 GPIO 핀에 연결되어 디지털 출력으로 구성됩니다. 여덟 개의 세그먼트 캐소드(A-G 및 DP)는 각각 220Ω 전류 제한 저항을 통해 다른 여덟 개의 GPIO 핀에 연결됩니다. 비용과 복잡성을 최소화하기 위해 외부 드라이버 IC는 사용되지 않습니다.
  2. 소프트웨어: 마이크로컨트롤러는 십의 자리와 일의 자리 숫자(0-9)를 위한 두 개의 변수를 유지합니다. 타이머 인터럽트는 5ms마다 발생합니다. 인터럽트 서비스 루틴에서:
    • 양극 핀 두 개를 모두 끕니다(고스팅 현상을 방지하기 위해).
    • 현재 "활성 숫자"(십의 자리와 일의 자리를 번갈아 가며)에 대한 세그먼트 패턴을 조회합니다.
    • 8개의 세그먼트 캐소드 핀을 올바른 패턴으로 설정합니다(공통 양극의 경우 0=켜짐, 1=꺼짐).
    • 활성화된 자릿수의 애노드 핀을 켭니다.
    • 다음 사이클을 위해 활성화된 자릿수를 전환합니다.
    이로 인해 100Hz의 다중화 주파수가 생성됩니다(2자리 * 5ms = 전체 주기당 10ms). 이는 플리커 현상이 없습니다.
  3. 밝기: 구동 전류는 세그먼트당 약 (5V - 2.6V) / 220Ω ≈ 10.9mA로, 안전하며 좋은 밝기를 제공합니다. 감광이 필요한 경우, 소프트웨어가 일부 5ms 디스플레이 주기를 건너뛰어 PWM을 구현할 수 있습니다.
  4. 결과: 최소한의 외부 부품만으로 10개의 마이크로컨트롤러 I/O 핀만을 사용하는 신뢰할 수 있고 선명한 2자리 디스플레이.

11. 동작 원리

본 장치는 반도체 PN 접합의 전계발광 원리로 동작합니다. 활성 영역은 AlInGaP 층으로 구성되어 있습니다. 접합의 내부 전위(약 2.1-2.6V)를 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, N형 물질의 전자와 P형 물질의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이곳에서 이들은 복사 재결합을 일으키며, 전자-정공 쌍의 재결합에서 방출된 에너지는 광자 형태로 방출됩니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 다시 방출되는 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 본 경우 약 650 nm(적색)입니다. 불투명한 GaAs 기판은 아래쪽으로 방출되는 광자를 흡수하여 내부 손실을 줄이고 칩 후면에서의 빛 방출을 방지함으로써 전체 효율과 대비를 향상시킵니다. 빛은 패키지의 에폭시 렌즈에 의해 형성되고 유도되어 인식 가능한 7세그먼트 패턴을 형성합니다.

12. 기술 동향

이 특정 제품은 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타내지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 분야는 계속 발전하고 있습니다. 숫자 디스플레이에 영향을 미치는 동향은 다음과 같습니다:

LED 사양 용어

LED 기술 용어 완전 해설

광전 성능

용어 단위/표기 간단한 설명 왜 중요한가
광효율 lm/W (루멘 퍼 와트) 전력 1와트당 광 출력, 수치가 높을수록 에너지 효율이 높음을 의미합니다. 에너지 효율 등급과 전기 요금을 직접적으로 결정합니다.
광속(Luminous Flux) lm (루멘) 광원이 방출하는 총 빛의 양으로, 일반적으로 "밝기"라고 불립니다. 빛이 충분히 밝은지 여부를 결정합니다.
시야각 ° (도), 예: 120° 빛의 강도가 절반으로 떨어지는 각도, 빔 폭을 결정합니다. 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다.
CCT (색온도) K (켈빈), 예: 2700K/6500K 빛의 따뜻함/차가움, 낮은 값은 노란빛/따뜻함, 높은 값은 흰빛/차가움. 조명 분위기와 적합한 시나리오를 결정합니다.
CRI / Ra Unitless, 0–100 물체 색상을 정확하게 재현하는 능력, Ra≥80이면 양호함. 색상의 정확성에 영향을 미치며, 백화점, 박물관 등 요구도가 높은 장소에 사용됨.
SDCM MacAdam 타원 단계, 예: "5-step" 색상 일관성 메트릭, 단계가 작을수록 색상 일관성이 높음을 의미합니다. 동일 배치의 LED 간 색상 균일성을 보장합니다.
Dominant Wavelength nm(나노미터), 예: 620nm(적색) 컬러 LED의 색상에 해당하는 파장. 적색, 황색, 녹색 단색 LED의 색조를 결정합니다.
Spectral Distribution 파장 대 강도 곡선 파장에 따른 강도 분포를 나타냅니다. 색 재현과 품질에 영향을 미칩니다.

Electrical Parameters

용어 심볼 간단한 설명 설계 고려사항
순방향 전압 Vf LED를 켜기 위한 최소 전압, 예를 들어 "시동 문턱값"과 같습니다. 구동기 전압은 ≥Vf 이상이어야 하며, 직렬 연결된 LED의 경우 전압이 합산됩니다.
Forward Current 만약 일반 LED 작동을 위한 전류값. Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
최대 펄스 전류 Ifp 짧은 시간 동안 허용되는 피크 전류로, 디밍(dimming)이나 플래싱(flashing)에 사용됩니다. Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
Reverse Voltage Vr LED가 견딜 수 있는 최대 역방향 전압, 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있음. 회로는 역연결 또는 전압 스파이크를 방지해야 합니다.
Thermal Resistance Rth (°C/W) 칩에서 솔더로의 열 전달 저항으로, 값이 낮을수록 좋습니다. 열저항이 높을수록 더 강력한 방열이 필요합니다.
ESD 내성 V (HBM), 예: 1000V 정전기 방전을 견딜 수 있는 능력, 값이 높을수록 취약성이 낮음을 의미합니다. 생산 과정에서 정전기 방지 대책이 필요하며, 특히 민감한 LED의 경우 더욱 그러합니다.

Thermal Management & Reliability

용어 핵심 지표 간단한 설명 영향
Junction Temperature Tj (°C) LED 칩 내부의 실제 작동 온도. 온도가 10°C 낮아질 때마다 수명이 두 배로 연장될 수 있으나, 너무 높으면 광속 유지율 저하와 색상 편차가 발생합니다.
광속 유지율 L70 / L80 (시간) 초기 밝기의 70% 또는 80%로 떨어지는 데 걸리는 시간. LED "service life"를 직접 정의합니다.
광유지율 % (예: 70%) 시간 경과 후 유지되는 밝기의 백분율. 장기간 사용 시 밝기 유지율을 나타냅니다.
Color Shift Δu′v′ 또는 MacAdam 타원 사용 중 색상 변화 정도. 조명 장면에서 색상 일관성에 영향을 미침.
열화 노화 재료 열화 장기간 고온에 의한 열화. 휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로(Open-Circuit) 고장을 유발할 수 있습니다.

Packaging & Materials

용어 일반 유형 간단한 설명 Features & Applications
패키지 유형 EMC, PPA, 세라믹 칩을 보호하고 광학/열적 인터페이스를 제공하는 하우징 재료. EMC: 우수한 내열성, 저비용; 세라믹: 더 나은 방열, 더 긴 수명.
칩 구조 Front, Flip Chip 칩 전극 배열. Flip chip: 더 나은 방열, 더 높은 효율, 고출력용.
형광체 코팅 YAG, 실리케이트, 나이트라이드 청색 칩을 커버하고, 일부를 황색/적색으로 변환하여 흰색으로 혼합합니다. 서로 다른 형광체는 효율, CCT 및 CRI에 영향을 미칩니다.
Lens/Optics 평면, 마이크로렌즈, TIR 표면의 광학 구조로 빛의 분포를 제어합니다. 시야각과 광분포 곡선을 결정합니다.

Quality Control & Binning

용어 Binning Content 간단한 설명 목적
Luminous Flux Bin 코드 예: 2G, 2H 밝기별로 그룹화, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가짐. 동일 배치 내 균일한 밝기 보장.
Voltage Bin Code e.g., 6W, 6X 순방향 전압 범위별로 그룹화됨. 드라이버 매칭을 용이하게 하고, 시스템 효율을 향상시킵니다.
Color Bin 5-step MacAdam ellipse 색좌표별로 그룹화하여, 좁은 범위를 보장합니다. 색상 일관성을 보장하여 조명기구 내 색상 불균일을 방지합니다.
CCT Bin 2700K, 3000K 등 CCT별로 그룹화되어 있으며, 각각 해당하는 좌표 범위를 가집니다. 다양한 장면의 CCT 요구사항을 충족합니다.

Testing & Certification

용어 표준/시험 간단한 설명 중요성
LM-80 광유지율 시험 일정 온도에서 장기간 조명, 휘도 감소 기록. LED 수명 추정에 사용 (TM-21 포함).
TM-21 수명 추정 표준 LM-80 데이터를 기반으로 실제 조건에서의 수명을 추정합니다. 과학적 수명 예측을 제공합니다.
IESNA Illuminating Engineering Society 광학, 전기, 열적 시험 방법을 포함합니다. 업계에서 인정받는 시험 기준입니다.
RoHS / REACH 환경 인증 유해 물질(납, 수은)이 없음을 보장합니다. 국제 시장 진입 요건.
ENERGY STAR / DLC 에너지 효율 인증 조명에 대한 에너지 효율 및 성능 인증. 정부 조달, 보조금 프로그램에 사용되며 경쟁력을 강화합니다.