LTC-47C1SW LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 백색 - 3.2V 순방향 전압 - 35mW 소비 전력 - 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-47C1SW는 4자리 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 자릿수 높이가 0.4인치(10.16 mm)로 선명한 중간 크기의 숫자 표시가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 이 디스플레이는 사파이어 기판에 장착된 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 반도체 기술 기반의 백색 발광 다이오드(LED)를 사용합니다. 이 장치는 검은색 배경면에 대비되는 백색 발광 세그먼트로 높은 대비를 제공합니다. RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지로 제작되었습니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이는 전자 설계 엔지니어에게 여러 가지 주요 이점을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항으로 에너지 효율적이며, 높은 밝기와 우수한 문자 외관으로 다양한 조명 조건에서 가독성을 보장합니다. 넓은 시야각은 디스플레이가 축외 위치에서 볼 수 있는 응용 분야에 중요합니다. LED 기술에 내재된 고체 신뢰성은 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항성을 제공합니다. 이러한 특성으로 인해 LTC-47C1SW는 신뢰할 수 있고 선명한 숫자 정보가 필요한 소비자 가전, 산업 계측기, 시험 및 측정 장비, 판매 시점 단말기 및 자동차 계기판 디스플레이에 이상적입니다.

2. 기술 파라미터 심층 객관적 해석

2.1 광도 및 전기적 특성

LTC-47C1SW의 성능은 주변 온도(Ta) 25°C의 표준 시험 조건에서 정의됩니다. 주요 파라미터는 작동 범위에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다.

• 발광 강도(Iv):순방향 전류(IF) 10 mA로 구동할 때 세그먼트당 일반적인 발광 강도는 18 밀리칸델라(mcd)입니다. 지정된 최소값은 12.8 mcd입니다. 이 파라미터는 점등된 세그먼트의 인지된 밝기를 정량화합니다.
• 순방향 전압(VF):전류가 흐를 때 LED 세그먼트 양단의 전압 강하입니다. 이 장치의 경우, 시험 전류 5 mA에서 일반적인 순방향 전압은 2.70V에서 3.2V 사이입니다. 이 값은 드라이버의 전류 제한 회로를 설계하는 데 중요합니다.
• 색도 좌표(x, y):이 좌표는 CIE 1931 색도도에서 백색광의 색점을 정의합니다. 제공된 일반적인 값(x=0.294, y=0.286)은 특정 색조의 백색을 나타냅니다. 이 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.
• 역방향 전류(IR):역방향 바이어스 5V가 인가될 때 최대 누설 전류는 100 µA입니다. 이 파라미터는 시험 목적으로만 사용되며, 장치는 역방향 전압 하에서 연속 작동을 위한 것이 아님을 유의해야 합니다.
• 크로스토크:≤ 2.5%의 사양은 인접한 세그먼트 또는 자릿수 사이의 최대 허용 광 누출 또는 전기적 간섭을 나타내며, 문자 선명도를 보장합니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어난 작동은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 소비 전력:최대 35 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:펄스 조건(1 kHz 주파수, 10% 듀티 사이클)에서 최대 50 mA.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:최대 연속 전류는 주변 온도가 증가함에 따라 25°C에서의 값에서 0.125 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +80°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 납땜 조건:이 장치는 웨이브 또는 리플로우 납땜을 견딜 수 있으며, 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm) 지점의 온도가 3초 동안 260°C를 초과하지 않아야 합니다.

3. 색조 빈닝 시스템 설명

LTC-47C1SW는 정확한 백색 색점에 따라 장치를 분류하기 위해 색조 빈닝 시스템을 사용합니다. 이는 여러 디스플레이 간 또는 다중 자릿수 장치 내에서 색상 일관성이 필요한 응용 분야에 필수적입니다. 빈은 CIE 1931 색도도상의 사각형으로 정의되며, 모서리 좌표(x, y)로 지정됩니다. 데이터시트에는 여러 빈(예: S1-2, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1, S4-2, S5-1, S6-1)이 나열되어 있습니다. 각 빈은 x 및 y 좌표 모두에 대해 ±0.01의 정의된 허용 오차를 가집니다. 이 시스템을 통해 제조업체는 특정 빈에서 LED를 선택하여 모든 세그먼트와 자릿수에서 균일한 백색 외관을 달성하고 시각적 색상 변동을 최소화할 수 있습니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 치수 및 허용 오차

패키지 외형도는 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃 및 조립을 위한 중요한 기계적 치수를 제공합니다. 모든 주요 치수는 별도로 명시되지 않는 한 표준 허용 오차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위입니다.

• 핀 끝 위치 허용 오차:핀 끝 위치의 허용 편차는 ±0.25 mm입니다.
• 스페이서 상세:스페이서 기능은 ±0.5 mm의 슬립 아웃 허용 오차를 허용하도록 설계되었으며, 조립 중 정렬을 돕는 것으로 보입니다.
• 권장 PCB 구멍 직경:리드에 대해 0.9 mm가 제안됩니다.

4.2 시각적 및 외관 사양

데이터시트에는 디스플레이 외관과 관련된 여러 품질 관리 파라미터가 포함됩니다:

• 세그먼트상의 이물질은 ≤ 10 mils(0.254 mm)이어야 합니다.
• 표면의 잉크 오염은 ≤ 20 mils(0.508 mm)이어야 합니다.
• 반사판의 굽힘은 길이의 ≤ 1%이어야 합니다.
• 세그먼트 내 기포는 ≤ 10 mils(0.254 mm)이어야 합니다.
• 특정 참고 사항은 "경도 핀만 사용"을 의무화하며, 충분한 기계적 강성을 가진 핀 사용 요구 사항을 나타냅니다.

5. 내부 회로 및 핀 구성

LTC-47C1SW는 공통 캐소드 디스플레이입니다. 내부 회로도는 네 자릿수 각각이 캐소드 연결을 공유함을 보여줍니다. 일곱 개의 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G)와 두 개의 소수점(DP1, DP2)은 애노드가 멀티플렉싱 배열로 연결되어 있습니다. 구체적으로, 세그먼트의 애노드는 자릿수 쌍(자릿수 1 & 2 및 자릿수 3 & 4) 사이에 그룹화되어 시분할 멀티플렉싱(적은 드라이버 핀으로 다중 자릿수 디스플레이를 제어하는 일반적인 기술)을 용이하게 합니다.

20핀 연결 테이블은 올바른 배선에 필수적입니다:

• 핀 5, 10, 15, 20은 각각 자릿수 2, 4, 3, 1의 공통 캐소드입니다.
• 핀 2와 7은 소수점 DP1과 DP2의 애노드입니다.
• 나머지 핀은 다양한 세그먼트(A-G)의 애노드이며, 테이블에 표시된 대로 특정 자릿수 쌍 간에 공유됩니다. 예를 들어, 핀 1은 자릿수 1과 2에 대한 세그먼트 D의 애노드입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급 및 조립은 신뢰성에 중요합니다. 이 장치는 정전기 방전(ESD)에 민감합니다. 취급 중에는 정전기 방지 손목띠나 장갑을 사용하고, 모든 장비와 작업대가 적절하게 접지되어 있는지 확인하는 것이 강력히 권장됩니다.

납땜의 경우 핵심 파라미터는 장치 본체의 온도를 제한하는 것입니다. 사양은 웨이브 또는 리플로우 납땜 공정 중 장착 평면 아래 1.6 mm에서 측정된 최대 온도 260°C를 3초 동안 허용합니다. 이 한계를 준수하면 LED 칩과 플라스틱 패키지에 대한 열 손상을 방지할 수 있습니다.

7. 응용 제안

7.1 일반적인 응용 회로

공통 캐소드, 멀티플렉싱된 애노드 구조는 마이크로컨트롤러 또는 전용 LED 드라이버 IC와 함께 사용하도록 설계되었습니다. 일반적인 회로는 트랜지스터 스위치(예: NPN BJT 또는 N채널 MOSFET)를 사용하여 각 자릿수의 캐소드를 통해 전류를 순차적으로 싱크(자릿수 스캐닝)하는 것을 포함합니다. 세그먼트 애노드 라인은 전류 제한 저항을 통해 적절한 패턴으로 구동됩니다. 멀티플렉싱 주파수는 시각 잔상으로 인한 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(일반적으로 >60 Hz).

7.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:외부 저항은 각 애노드 라인에 순방향 전류(예: 데이터시트에 따른 세그먼트당 5-10 mA)를 설정하기 위해 필수적입니다. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF 공식을 사용하여 계산할 수 있으며, 여기서 Vcc는 공급 전압, VF는 LED의 순방향 전압(안전을 위해 최대값 사용), IF는 원하는 순방향 전류입니다.
• 드라이버 능력:드라이버 IC 또는 마이크로컨트롤러 포트는 활성 시간 동안 한 자릿수에서 점등된 모든 세그먼트에 대한 누적 전류를 공급할 수 있어야 합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 사용자에 대한 장착 위치에 유연성을 제공합니다.
• 열 관리:소비 전력이 낮지만, 외함 내 적절한 환기를 보장하는 것은 특히 더 높은 주변 온도에서 LED 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다.

8. 기술 비교 및 차별화

다른 7세그먼트 디스플레이와 비교하여, LTC-47C1SW의 InGaN 백색 SMD 칩 사용은 오래된 기술인 적색 GaAsP LED 또는 여과된 백색 LED에 비해 장점을 제공합니다. InGaN LED는 일반적으로 더 높은 효율, 시간에 따른 더 나은 색상 안정성 및 더 일관된 백색 색점을 제공합니다. 0.4인치 자릿수 높이는 휴대용 장치에 사용되는 더 작은 디스플레이와 간판용 더 큰 디스플레이 사이에 위치합니다. 멀티플렉싱된 핀아웃은 4자리 디스플레이에 필요한 컨트롤러 I/O 핀 수를 최소화하는 표준 설계로, 각 자릿수의 각 세그먼트에 대해 개별적으로 구동되는 핀이 있는 디스플레이에 비해 비용 효율적이고 공간 효율적인 솔루션을 제공합니다.

9. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 색조 빈닝 시스템의 목적은 무엇입니까?

A: 색조 빈닝은 색상 일관성을 보장합니다. 다중 자릿수 디스플레이의 경우, 동일하거나 인접한 빈에서 LED를 사용하면 모든 자릿수가 동일한 색조의 백색을 방출하여 한 자릿수가 이웃 자릿수와 눈에 띄게 다르게 보이는 것(예: 더 푸르거나 더 누르게)을 방지합니다.

Q: 5V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 일반적인 순방향 전압이 약 3V이므로, 저항 없이 5V 공급은 LED에 과도한 전류를 강제로 흐르게 하여 파괴할 수 있습니다. 직렬 저항은 항상 필요합니다.

Q: "공통 캐소드"가 내 회로 설계에 무엇을 의미합니까?

A: 공통 캐소드는 한 자릿수의 모든 LED가 음극(접지) 연결을 공유함을 의미합니다. 자릿수를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 접지(트랜지스터 스위치를 통해)에 연결하고 점등하려는 세그먼트의 애노드에 양전압(전류 제한 저항을 통해)을 인가합니다.

Q: 피크 순방향 전류 정격을 어떻게 해석합니까?

A: 10% 듀티 사이클에서의 50 mA 피크 정격은 멀티플렉싱 시스템에서 더 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 더 높은 전류의 짧은 펄스를 허용합니다. 시간에 따른 평균 전류는 연속 전류 정격을 초과해서는 안 되며, 이는 더 낮고 온도에 따라 감소합니다.

10. 작동 원리 소개

7세그먼트 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 발광 다이오드의 조립체입니다. 특정 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정)를 선택적으로 점등함으로써 0부터 9까지의 모든 숫자와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. LTC-47C1SW는 네 개의 이러한 자릿수 배열을 단일 패키지에 통합합니다. LED에 사용된 InGaN 반도체 재료는 전자가 재료의 밴드갭을 가로질러 정공과 재결합할 때 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 LED 패키지 내부의 형광체 코팅에 의해 부분적으로 더 긴 파장(노란색)으로 변환되어 인간의 눈에 백색광으로 인지됩니다. 한 세트의 세그먼트 드라이버로 네 자릿수를 제어하는 데 사용되는 멀티플렉싱 기술은 각 자릿수에 전원을 빠르게 순환시키는 방식으로 작동합니다. 어떤 순간에도 한 자릿수만 점등되지만, 인간 시각의 잔상으로 인해 순환 주파수가 충분히 높으면 네 자릿수가 모두 계속 점등된 것처럼 보입니다.

11. 개발 동향

7세그먼트 디스플레이 기술의 동향은 여러 주요 영역에 계속 초점을 맞추고 있습니다. InGaN LED 칩의 효율 향상은 더 낮은 구동 전류에서 더 높은 밝기로 이어져 전력 소비와 발열을 줄입니다. 더 높은 색상 일관성과 더 넓은 범위의 사용 가능한 백색 색온도(예: 쿨 화이트, 뉴트럴 화이트, 웜 화이트)로의 이동도 있어 응용 분야의 미학과 더 잘 일치시킬 수 있습니다. 통합은 또 다른 동향으로, 일부 디스플레이는 드라이버 IC와 전류 제한 저항을 동일 모듈 내에 통합하여 최종 엔지니어의 설계를 단순화합니다. 또한, 패키징의 발전은 가혹한 환경 응용 분야를 위해 더 얇은 프로파일과 증가된 내구성을 가능하게 할 수 있습니다.