LTS-6980HR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 디지트 높이 - 2.6V 순방향 전압 - 적색 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-6980HR은 고성능 7-세그먼트 숫자 LED 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장비에서 선명하고 밝은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 GaP 기판 위의 GaP 에피 및 불투명 GaAs 기판 위의 AlInGaP와 같은 고급 LED 칩을 활용하여 특징적인 고효율 적색 발광을 구현합니다. 이 장치는 적색 표면과 적색 세그먼트를 갖추고 있어 우수한 대비와 가시성을 보장합니다.

1.1 주요 특징 및 장점

이 디스플레이는 까다로운 애플리케이션에 적합하도록 설계된 몇 가지 주요 특징을 가지고 있습니다:

• 0.56인치 디지트 높이 (14.22 mm):멀리서도 쉽게 읽을 수 있는 문자 크기를 제공하여 계기판, 산업용 제어 장치 및 소비자 가전 제품에 이상적입니다.
• 연속적이고 균일한 세그먼트:세그먼트는 시각적 일관성을 위해 설계되어 가독성을 해칠 수 있는 간격이나 불규칙성을 제거합니다.
• 저전력 요구 사항:효율성을 위해 설계되어 배터리 구동 또는 에너지 절약형 장치에 통합할 수 있습니다.
• 고휘도 및 고대비:밝은 적색 발광과 적색 표면의 조합은 다양한 주변 조명 조건에서도 가시성을 유지하는 고대비 디스플레이를 생성합니다.
• 넓은 시야각:광학 설계는 표시된 문자가 축에서 벗어난 각도에서 보더라도 가독성을 유지하도록 보장합니다.
• 고체 상태 신뢰성:LED 기반 장치로서 다른 디스플레이 기술에 비해 긴 작동 수명, 충격 저항성 및 진동 내성을 제공합니다.
• 광도 분류:장치는 광 출력에 따라 분류되어 설계자가 다중 자릿수 디스플레이용으로 일관된 밝기의 유닛을 선택할 수 있도록 합니다.
• 무연 패키지 (RoHS 준수):환경 규정을 준수하여 제조되어 글로벌 시장에 적합합니다.

1.2 장치 구성

LTS-6980HR은 커먼 캐소드 디스플레이로 구성됩니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 캐소드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다. 특정 부품 번호는 오른쪽 소수점이 있는 적색 디스플레이를 나타냅니다. 커먼 캐소드 디스플레이를 구동하려면 일반적으로 공통 캐소드 핀을 접지에 연결하고 점등할 세그먼트에 해당하는 개별 애노드 핀에 (전류 제한 저항을 통해) 양의 전압을 인가해야 합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 분석

이 섹션은 장치의 작동 한계와 성능 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계와 디스플레이가 지정된 수명 내에서 작동하도록 보장하는 데 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이러한 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 작동은 보장되지 않으며 정상 사용 시 피해야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 75 mW. 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 100 mA. 이 정격은 멀티플렉싱 방식에 사용되는 짧은 고전류 펄스를 위한 것이며 연속 작동을 위한 것이 아닙니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 전류는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C의 속도로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 mA.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 전체 범위 내에서 저장되거나 작동될 수 있습니다.
• 솔더링 조건:이 장치는 260°C에서 3초 동안 좌석 평면 아래 1/16인치(≈1.6mm)의 솔더 목욕으로 웨이브 솔더링을 견딜 수 있습니다. 장치 본체 자체의 온도는 조립 중 최대 온도 정격을 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 표준 테스트 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다. 이들은 적절히 설계된 회로에서 장치가 어떻게 동작할지 정의합니다.

• 평균 광도 (Iv):순방향 전류(IF) 10 mA로 구동 시 800 µcd(최소)에서 2400 µcd(일반)까지 범위입니다. 이는 밝기의 주요 측정 기준입니다.
• 피크 발광 파장 (λp):IF=20mA에서 일반적으로 635 nm입니다. 이는 광 출력 전력이 가장 큰 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):일반적으로 40 nm입니다. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 반폭은 더 단색(순수한 색상)의 빛을 의미합니다.
• 주 파장 (λd):일반적으로 623 nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 빛의 색상과 가장 잘 일치하는 단일 파장입니다.
• 세그먼트당 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.0 V(최소)에서 2.6 V(일반)까지 범위입니다. 설계자는 구동 회로가 이 범위에서 원하는 전류를 달성하기에 충분한 전압을 제공할 수 있어야 합니다. ±0.1V의 허용 오차가 있습니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (IR):역방향 전압(VR) 5V가 인가될 때 최대 100 µA입니다. 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 연속 역방향 바이어스 작동을 위해 설계되지 않았습니다.
• 광도 일치 비율 (Iv-m):IF=10mA에서 세그먼트 간 최대 2:1입니다. 이는 단일 자릿수의 모든 세그먼트에서 밝기의 균일성을 보장합니다.
• 크로스 토크:≤ 2.5%로 지정됩니다. 이는 인접 세그먼트가 구동될 때 전기적 누설 또는 광학적 결합으로 인한 원치 않는 세그먼트 발광을 의미합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가광도에 따라 분류됨을 나타냅니다. 이는 중요한 품질 관리 및 설계 고려 사항입니다. LED 제조에서는 출력에 자연적인 변동이 있습니다. 최종 제품의 일관성을 보장하기 위해 LED는 특정 파라미터를 기반으로 테스트되고 다른 "빈"으로 분류됩니다.

LTS-6980HR의 경우, 주요 빈닝 기준은 광도(Iv)입니다. 두 개 이상의 이러한 디스플레이를 함께 사용하는 애플리케이션(예: 다중 자릿수 카운터)을 설계할 때는동일한 광도 빈에서 디스플레이를 선택하는 것이 매우 권장됩니다. 다른 빈의 디스플레이를 사용하면 자릿수 간에 눈에 띄는 밝기 차이가 발생하여 고르지 않고 비전문적인 외관을 초래할 수 있습니다. 설계자는 애플리케이션 노트에서 경고한 대로 이 "색조 불균일" 문제를 피하기 위해 주문 시 빈 요구 사항을 지정하도록 공급업체와 상담해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되어 있지 않지만, 이러한 장치의 일반적인 성능 곡선은 다음을 포함합니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선):이 비선형 곡선은 LED에 걸린 전압과 결과 전류 간의 관계를 보여줍니다. 적절한 전류 제한 저항 값을 선택하는 데 필수적입니다.
• 광도 대 순방향 전류 (I-L 곡선):이는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위 내에서 선형적이지만 고전류에서 포화됩니다.
• 광도 대 주변 온도:이 곡선은 LED의 접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 열 관리의 중요성을 강조하며, 특히 고전류 또는 따뜻한 환경에서 작동할 때 중요합니다.
• 스펙트럼 전력 분포:주 파장 및 피크 파장을 중심으로 파장 스펙트럼 전체에 걸쳐 방출되는 상대적 광 전력을 보여주는 그래프입니다.

이러한 곡선을 통해 설계자는 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서의 성능을 예측하고 효율성과 수명을 위해 설계를 최적화할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 허용 오차

디스플레이는 정의된 물리적 공간을 차지합니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위입니다.
• 별도로 지정되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.25 mm입니다.
• 핀 팁 이동 허용 오차는 ±0.4 mm입니다.
• 디스플레이 표면에 대한 특정 품질 관리가 적용됩니다: 세그먼트 상의 이물질은 ≤10 mils, 표면의 잉크 오염은 ≤20 mils, 세그먼트 내 기포는 ≤10 mils 이하여야 합니다.
• 반사판 굽힘은 길이의 ≤ 1% 이하여야 합니다.
• 핀용으로는 1.0 mm의 인쇄 회로 기판(PCB) 구멍 직경을 권장합니다.

5.2 핀 구성 및 회로도

이 장치는 표준 10핀 단일 행 구성을 가지고 있습니다. 내부 회로도는 커먼 캐소드 아키텍처를 보여줍니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 1: 세그먼트 E용 애노드
• 핀 2: 세그먼트 D용 애노드
• 핀 3: 공통 캐소드 1
• 핀 4: 세그먼트 C용 애노드
• 핀 5: 오른쪽 소수점(R.D.P.)용 애노드
• 핀 6: 세그먼트 B용 애노드
• 핀 7: 세그먼트 A용 애노드
• 핀 8: 공통 캐소드 2
• 핀 9: 세그먼트 F용 애노드
• 핀 10: 세그먼트 G용 애노드

두 공통 캐소드 핀(3과 8)은 내부적으로 연결되어 있습니다. 둘 중 하나 또는 둘 다를 접지에 연결하면 디스플레이가 활성화됩니다.

6. 솔더링, 조립 및 저장 지침

6.1 솔더링 및 조립

최대 솔더 리플로우 조건이 지정됩니다. 조립 중:

• 디스플레이 본체에 비정상적인 힘을 가하는 부적합한 도구나 방법을 사용하지 마십시오. 이는 물리적 손상을 초래할 수 있습니다.
• 압감 접착제를 사용하여 장식용 필름이나 오버레이를 디스플레이 표면에 적용하는 경우, 이 필름 측면이 전면 패널이나 커버와 밀접하게 접촉하도록 두는 것은 권장되지 않습니다. 외부 힘으로 인해 필름이 원래 위치에서 이동할 수 있습니다.

6.2 저장 조건

적절한 저장은 열화, 특히 핀의 산화를 방지하는 데 필수적입니다.

• 표준 저장 (원래 포장 상태):온도: 5°C ~ 30°C. 습도: 60% RH 미만.
• 이러한 조건이 충족되지 않으면 핀 산화가 발생할 수 있으며, 사용 전 재도금이 필요할 수 있습니다. 대량 재고의 장기 저장은 권장되지 않습니다.
• 습기 차단 백이 6개월 이상 열린 경우, 장치를 60°C에서 48시간 동안 베이킹하고 일주일 이내에 조립을 완료하는 것이 권장됩니다.

7. 애플리케이션 권장 사항 및 설계 고려 사항

LTS-6980HR은 사무실, 통신 및 가정용 일반 전자 장비를 위한 것입니다. 고장이 안전을 위협할 수 있는 예외적인 신뢰성이 필요한 애플리케이션(항공, 의료 등)의 경우 특별한 상담이 권장됩니다.

7.1 회로 설계 모범 사례

• 절대 최대 정격 준수:회로 설계는 전류, 전력 및 온도에 대한 한계를 엄격히 준수해야 합니다.
• 과구동 방지:과도한 전류나 높은 작동 온도는 심각한 광 출력 열화 또는 조기 고장을 초래합니다.
• 역방향 전압 및 과도 현상에 대한 보호:구동 회로는 전원 켜기/종료 시 역방향 전압이나 전압 스파이크로 인한 손상을 방지하기 위한 보호 장치(예: 다이오드)를 포함해야 합니다.
• 정전류 구동 사용:이것은 순방향 전압 변동과 무관하게 일관된 광도와 색상을 보장하는 권장 방법입니다.
• 순방향 전압 범위 고려:회로는 LED의 VF가 최대 지정 값(일반적으로 2.6V + 허용 오차)일 때도 의도된 구동 전류를 전달하도록 설계되어야 합니다.
• 열 감소:선택한 작동 전류는 0.33 mA/°C의 전류 감소 계수를 고려하여 예상 최대 주변 온도에 대해 안전해야 합니다.
• 역방향 바이어스 피하기:작은 역방향 바이어스라도 LED 칩 내부의 금속 이동을 유발하여 누설 전류를 증가시키거나 단락을 일으킬 수 있습니다.
• 환경 조건 관리:디스플레이에 응결이 형성되는 것을 방지하기 위해 고습도 환경에서의 급격한 온도 변화를 피하십시오.

7.2 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 광범위한 애플리케이션에 적합하며, 다음을 포함하되 이에 국한되지 않습니다:

• 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 주파수 카운터)
• 산업용 제어판 및 공정 타이머
• 소비자 가전(전자레인지, 오븐, 오디오 장비)
• 판매 시점 단말기 및 계산기
• 자동차 애프터마켓 계기 및 디스플레이

8. 기술 비교 및 차별화

데이터시트에서 특정 경쟁사 부품과의 직접적인 비교는 제공되지 않지만, LTS-6980HR의 사양은 경쟁력 있게 위치시킵니다. 주요 차별화 요소는 다음과 같을 것입니다:

• 재료 기술:GaP 및 AlInGaP 칩 기술을 모두 사용하여 성능의 균형을 제공하며, 잠재적으로 우수한 효율성과 바람직한 적색 색상점을 제공할 수 있습니다.
• 고휘도 및 고대비:지정된 광도 범위(10mA에서 최대 2400 µcd) 및 적색-적색 디자인은 우수한 가시성이 필요한 애플리케이션을 대상으로 합니다.
• 견고한 구조 및 사양:전력, 전류 감소 및 환경 내성에 대한 상세한 정격은 신뢰성에 초점을 맞춘 설계를 시사합니다.
• 포괄적인 애플리케이션 지침:상세한 주의 사항 및 저장 지침을 포함함으로써 설계자가 장치를 올바르게 구현하는 데 도움을 주어 현장 고장을 줄일 수 있습니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q1: 피크 파장(635nm)과 주 파장(623nm)의 차이는 무엇입니까?

A1: 피크 파장은 광 전력이 물리적으로 가장 높은 지점입니다. 주 파장은 우리가 보는 색상을 가장 잘 나타내는 인간의 색상 인지(CIE 표준)를 기반으로 계산된 값입니다. 둘이 약간 다르다는 것은 일반적입니다.

Q2: 5V 마이크로컨트롤러 핀으로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A2: 아닙니다. 각 세그먼트 애노드와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 값은 공급 전압(예: 5V), LED의 순방향 전압(~2.0-2.6V) 및 원하는 순방향 전류(예: 10-20mA)에 따라 다릅니다. 예를 들어, 5V, 2.3V Vf, 15mA에서: R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 Ω.

Q3: 왜 두 개의 공통 캐소드 핀(3과 8)이 있습니까?

A3: 내부적으로 연결되어 있습니다. 이 설계는 더 유연한 PCB 레이아웃 배선을 허용하거나, 고전류로 모든 세그먼트를 한 번에 구동할 경우 접지 전류를 분할하여 성능을 개선할 수 있습니다.

Q4: "광도 일치 비율 ≤ 2:1"은 무엇을 의미합니까?

A4: 이는 단일 장치 내에서 동일한 조건에서 구동될 때 가장 밝은 세그먼트가 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다. 이는 균일성을 보장합니다.

Q5: 저장 습도 사양은 얼마나 중요합니까?

A5: 장기 저장에 매우 중요합니다. 고습도에 노출되면 주석 도금 핀의 산화가 발생하여 납땜성이 저하될 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 조립을 위해 저장 및 베이킹 권장 사항을 따르는 것이 필수적입니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 4자리 전압계 디스플레이 설계.

설계자가 벤치탑 디지털 전압계를 만들고 있습니다. 그들은 네 개의 LTS-6980HR 디스플레이를 선택합니다. 이 데이터시트를 기반으로 한 주요 설계 단계는 다음을 포함합니다:

1. 구동 방법:마이크로컨트롤러 I/O 핀을 최소화하기 위해 멀티플렉싱을 선택합니다. 네 디스플레이의 모든 해당 세그먼트 애노드(A, B, C...)를 함께 연결합니다. 각 디스플레이의 공통 캐소드 핀은 MCU에 의해 제어되는 별도의 트랜지스터에 연결됩니다.
2. 전류 계산:좋은 가시성을 위해 세그먼트당 15mA를 목표로 합니다. 최대 Vf 2.6V와 5V 공급 전압을 사용하여 최악의 경우 전류 제한 저항을 계산합니다: R_min = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 Ω. 실제 전류가 Vf에 따라 약간 변할 것임을 알고 표준 150 Ω 저항을 선택합니다.
3. 피크 전류 확인:멀티플렉싱 설계에서 각 자릿수는 시간의 1/4(25% 듀티 사이클) 동안만 켜집니다.평균전류 15mA를 달성하려면켜진 시간 동안의 피크전류는 15mA / 0.25 = 60mA여야 합니다. 이 60mA 펄스가 100mA 피크 전류 정격 내에 있는지, 그리고 100mA에 접근할 경우 듀티 사이클이 ≤10%인지 확인해야 합니다.
4. 열 고려 사항:외함은 최대 50°C에 도달할 것으로 예상됩니다. 세그먼트당 감소된 연속 전류는 다음과 같습니다: 25 mA - ((50°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 16.75 mA. 설계 전류 15mA(평균)는 안전합니다.
5. 조달:공급업체에 네 디스플레이 모두 동일한 광도 빈에서 나와야 하며, 이는 판독값 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장합니다.
6. PCB 레이아웃:핀용으로 권장되는 1.0mm 구멍을 사용하고 레이아웃이 디스플레이 본체에 기계적 응력을 가하지 않도록 합니다.

11. 작동 원리

LTS-6980HR은 반도체 재료의 전기발광 기본 원리에 따라 작동합니다. LED 칩의 p-n 접합에 충분한 순방향 전압(밴드갭 전압을 초과)이 인가되면, 활성 영역에서 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 색상(파장)은 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 이 장치에서는 적색 빛을 생성하기 위해 GaP 및 AlInGaP 재료가 사용됩니다. 일곱 개의 세그먼트는 8자 모양으로 배열된 개별 LED입니다. 이러한 세그먼트의 다른 조합에 전류를 선택적으로 인가함으로써 숫자 0-9와 일부 문자를 형성할 수 있습니다.

12. 기술 동향 및 맥락

LTS-6980HR은 성숙하고 신뢰할 수 있는 세그먼트 디스플레이 기술을 나타냅니다. 디스플레이 기술 동향의 더 넓은 맥락에서:

• 고체 상태 장점:LED 디스플레이는 견고성, 넓은 온도 작동 및 긴 수명이 필요한 환경에서 LCD나 VFD에 비해 계속해서 장점을 유지합니다.
• 재료 진화:AlInGaP의 사용은 오래된 GaAsP LED보다 발전된 것으로, 더 높은 효율성과 더 나은 색상 안정성을 제공합니다.
• 시장 틈새:도트 매트릭스 OLED 및 LCD는 그래픽 및 영숫자에 더 큰 유연성을 제공하지만, 7-세그먼트 LED 디스플레이는 단순성, 높은 밝기, 낮은 비용 및 직사광선이나 어두운 조건에서의 우수한 가독성으로 인해 전용 숫자 판독에 최적의 선택으로 남아 있습니다.
• 통합 동향:자동화 조립을 위한 이러한 디스플레이의 표면 실장 장치(SMD) 버전으로의 추세가 있습니다. LTS-6980HR의 스루홀 설계는 수동 조립이나 수리가 일반적이거나 더 높은 전력 처리가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
• 드라이버 통합:현대 설계는 종종 이와 같은 개별 디스플레이를 멀티플렉싱, 전류 조절 및 인터페이싱을 처리하는 전용 LED 드라이버 IC와 짝지어 마이크로컨트롤러 소프트웨어 및 하드웨어 설계를 단순화합니다.