LTC-4798SW 0.39인치 4자리 화이트 LED 디스플레이 데이터시트 - 자릿수 높이 9.9mm - 순방향 전압 2.7-3.2V - 세그먼트당 소비전력 35mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-4798SW는 4자리 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 숫자 및 제한된 영숫자 정보를 표시하는 것입니다. 핵심 기술은 투명 기판에 장착된 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 화이트 LED 칩을 기반으로 합니다. 이 장치는 흰색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 깔끔하고 높은 대비의 시각적 외관을 제공합니다. 멀티플렉스 공통 캐소드 디스플레이로 분류되며, 이는 각 자릿수의 LED 캐소드가 함께 연결되어 적은 수의 드라이버 핀으로 여러 자릿수를 효율적으로 제어할 수 있음을 의미합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이는 다양한 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 높은 밝기와 높은 대비는 조명이 밝은 환경에서도 우수한 가독성을 보장합니다. 130도의 넓은 시야각은 다양한 위치에서도 디스플레이를 선명하게 볼 수 있게 합니다. 낮은 전력 요구 사항은 최종 제품의 에너지 효율성에 기여합니다. LED 기술의 고체 상태 신뢰성은 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항성을 보장합니다. 이 장치는 무연 패키지를 사용하여 RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수하므로 엄격한 환경 규정을 가진 글로벌 시장에 적합합니다. 주요 목표 시장에는 명확하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 산업 계측기, 가전 제품, 판매 시점 단말기, 의료 기기 및 자동차 계기판 디스플레이가 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 명시된 전기적, 광학적 및 열적 특성에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

평균 발광 강도(Iv)는 표준 테스트 전류 5mA에서 71~146 밀리칸델라(mcd) 사이로 지정됩니다. 이 파라미터는 각 점등된 세그먼트의 밝기를 정의합니다. 데이터시트는 발광 강도가 분류되어 있음을 언급하며, 이는 장치가 측정된 출력에 따라 빈으로 분류되고 표시되어 설계자가 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 선택할 수 있게 함을 의미합니다. 시야각(2θ1/2)은 130도로, 이는 발광 강도가 축상에서 측정된 최대값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이 넓은 각도는 사용자가 디스플레이 정면에 직접 있지 않을 수 있는 애플리케이션에서 중요한 장점입니다. 색도 좌표(x, y)는 1931 CIE 색도도에서 전형적인 값(x=0.304, y=0.3)으로 제공되며, 방출되는 빛의 화이트 포인트를 정의합니다. 빈 분류 시스템에서 이러한 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다.

2.2 전기적 파라미터

세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 순방향 전류(If) 5mA에서 2.7V에서 3.2V까지 범위입니다. 이는 LED의 전류 제한 회로를 설계하는 데 중요한 파라미터입니다. 절대 최대 정격은 작동 한계를 정의합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류는 10mA를 초과해서는 안 되며, 피크 순방향 전류(1kHz, 10% 듀티 사이클의 펄스 조건에서)는 50mA를 초과해서는 안 됩니다. 세그먼트당 소비전력은 35mW로 제한됩니다. 이러한 정격을 초과하면 영구적인 성능 저하 또는 고장이 발생할 수 있습니다. 역전류(Ir)는 역전압(Vr) 5V에서 최대 100µA로 지정됩니다. 데이터시트는 이 역전압 조건이 테스트 목적으로만 사용되며, LED는 상당한 역전압을 견디도록 설계되지 않았으므로 장치를 역바이어스 상태에서 연속 작동해서는 안 된다고 명시적으로 경고합니다.

2.3 열적 특성

장치의 작동 및 보관 온도 범위는 -35°C에서 +85°C입니다. 이 넓은 범위는 상당한 온도 변화가 있는 환경에서 사용하기에 적합합니다. 순방향 전류 감액 계수가 지정됩니다: 25°C 이상으로 섭씨 1도마다 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류는 0.28mA 감소해야 합니다. 이는 열 폭주를 방지하고 장기적인 신뢰성을 보장하기 위한 중요한 설계 고려 사항이며, 특히 높은 주변 온도 애플리케이션에서 중요합니다. 납땜 조건은 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 거리에서 260°C로 3초 동안으로 지정되며, 이는 표준 무연 리플로우 프로파일입니다.

3. 빈 분류 시스템 설명

이 제품은 핵심 파라미터의 일관성을 보장하기 위해 포괄적인 빈 분류 시스템을 활용합니다. 이를 통해 제조업체는 다중 디스플레이 설정에서 균일성을 위한 특정 요구 사항에 맞는 구성 요소를 선택할 수 있습니다.

3.1 순방향 전압(Vf) 빈 분류

장치는 5mA에서의 순방향 전압에 따라 빈으로 분류됩니다. 빈은 3부터 7까지 레이블이 지정되며, Vf 범위는 2.7-2.8V(빈 3)부터 3.1-3.2V(빈 7)까지입니다. 각 빈에는 ±0.1V의 허용 오차가 적용됩니다. 동일한 Vf 빈에서 디스플레이를 선택하면 직렬 저항이 있는 정전압 소스로 구동할 때 각 세그먼트를 통과하는 전류가 더 일관되게 되어 균일한 밝기를 보장하는 데 도움이 됩니다.

3.2 발광 강도(Iv) 빈 분류

이는 시각적 균일성을 위한 중요한 빈 분류 파라미터입니다. 빈은 영숫자 코드(Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12)로 레이블이 지정됩니다. 발광 강도 범위는 최소 71.0 mcd(Q11 최소)에서 최대 146.0 mcd(R12 최대)까지입니다. 각 빈에는 ±15%의 허용 오차가 적용됩니다. Iv 분류 코드는 각 포장 봉지에 표시되어 추적성과 선택을 용이하게 합니다.

3.3 색조(색도) 빈 분류

흰색 포인트는 색조 빈 분류를 통해 제어됩니다. 데이터시트는 CIE 1931 색도 좌표(x, y)에 특정 경계를 가진 여러 빈(S3-1, S3-2, S4-1, S4-2)을 정의합니다. 이러한 경계는 색상 차트에서 사각형을 형성합니다. 각 빈 내의 (x, y) 좌표에는 ±0.01의 허용 오차가 적용됩니다. 이 빈 분류는 디스플레이 내의 모든 세그먼트와 자릿수, 그리고 여러 디스플레이에 걸쳐 일관된 흰색 빛을 방출하도록 보장하여 눈에 띄는 색상 변화를 방지합니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 PDF 발췌문은 전형적인 특성 곡선을 언급하지만, 특정 그래프는 텍스트에 포함되어 있지 않습니다. 표준 LED 동작을 기반으로, 이러한 곡선은 일반적으로 순방향 전류와 발광 강도 간의 관계(작동 범위 내에서 거의 선형적인 증가를 보여줌), 순방향 전압과 순방향 전류 간의 관계(다이오드 I-V 곡선), 그리고 주변 온도에 따른 발광 강도의 변화(온도가 증가함에 따라 감소를 보여줌)를 설명할 것입니다. 이러한 관계를 이해하는 것은 의도된 작동 조건에서 일관된 밝기를 유지하는 견고한 드라이버 회로를 설계하는 데 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 허용 오차

이 장치는 자릿수 높이가 0.39인치(9.9 mm)입니다. 모든 패키지 치수는 밀리미터 단위로 제공됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 일반 허용 오차는 ±0.25 mm입니다. 주요 기계적 참고 사항은 다음과 같습니다: 핀 끝 이동 허용 오차는 ±0.4 mm; 세그먼트 상의 이물질은 ≤10 mils; 표면 잉크 오염은 ≤20 mils; 굽힘은 반사판 길이의 ≤1%; 세그먼트 내 기포는 ≤10 mils. 핀에 권장되는 PCB 구멍 직경은 1.0 mm입니다.

5.2 핀아웃 및 극성 식별

디스플레이는 12개의 핀을 가지고 있습니다. 내부 회로도 및 핀 연결 테이블은 멀티플렉스 공통 캐소드 유형임을 보여줍니다. 개별 세그먼트(A부터 G까지, 그리고 DP)의 애노드와 네 자릿수의 공통 캐소드는 특정 핀 번호에 할당됩니다. 예를 들어, 핀 12는 자릿수 1의 공통 캐소드, 핀 9는 자릿수 2, 핀 8은 자릿수 3, 핀 6은 자릿수 4입니다. 멀티플렉싱 구동 방식을 위해서는 공통 캐소드 핀을 정확하게 식별하는 것이 필수적입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격 섹션은 납땜 조건을 지정합니다: 장착 평면 아래 1/16인치(1.6mm)에서 260°C로 3초 동안. 이는 표준 무연 리플로우 프로파일에 해당합니다. LED 칩이나 플라스틱 패키지에 열 손상을 방지하기 위해 이를 준수하는 것이 중요합니다. 데이터시트는 정전기 방전(ESD)에 대한 강력한 주의 사항을 포함합니다. LED는 ESD에 민감하므로 적절한 취급 절차를 따라야 합니다: 정전기 방지 손목띠나 장갑을 사용하고, 모든 장비와 작업대가 적절하게 접지되어 있는지 확인합니다. 보관을 위해 지정된 온도 범위는 -35°C에서 +85°C이며, 사용할 때까지 장치는 원래의 습기 차단 봉지에 보관해야 합니다.

7. 애플리케이션 권장 사항

7.1 전형적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 명확한 다중 자릿수 숫자 표시가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 시계 및 타이머 디스플레이, 산업 공정 제어 표시 장치, 의료 모니터링 장비(예: 혈압 모니터), 가전 제품(오븐, 전자레인지) 및 계기판이 있습니다.

7.2 설계 고려 사항

드라이버 회로:멀티플렉싱 드라이버 회로가 필요합니다. 이는 각 자릿수의 공통 캐소드를 순차적으로 활성화하면서 해당 자릿수에 대한 적절한 세그먼트 애노드 데이터를 공급하는 것을 포함합니다. 스위칭은 가시적인 깜빡임을 피하기에 충분히 빠르야 합니다(일반적으로 >60Hz 새로고침 속도).
전류 제한:각 세그먼트 애노드에 대해 외부 전류 제한 저항이 필수적입니다(또는 정전류 드라이버 IC를 사용할 수 있습니다). 저항 값은 공급 전압, LED 순방향 전압(안전 설계를 위해 최대 Vf 사용), 그리고 원하는 순방향 전류(연속 10mA를 초과해서는 안 됨)를 기반으로 계산됩니다.
열 관리:높은 주변 온도 애플리케이션에서는 순방향 전류 감액(25°C 이상으로 섭씨 1도당 0.28mA)을 적용해야 합니다. 이는 안전한 소비전력 한계 내에 머물도록 작동 전류를 줄여야 할 수 있습니다.
광학 통합:제품 외관과 창을 설계할 때 넓은 130도 시야각을 고려하십시오. 밝은 주변광에서 대비를 향상시키기 위해 필터나 확산판을 사용할 수 있습니다.

8. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 포장 봉지에 있는 빈 분류 코드의 목적은 무엇입니까?
A: 빈 분류 코드(Vf, Iv 및 색조용)를 통해 전기적 및 광학적 특성이 밀접하게 일치하는 디스플레이를 선택할 수 있습니다. 이는 애플리케이션의 모든 자릿수에서 균일한 밝기와 색상을 달성하는 데 중요하며, 특히 여러 디스플레이를 나란히 사용할 때 더욱 중요합니다.
Q: 5V 전원으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?
A: 예, 하지만 각 세그먼트와 직렬로 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압, 최대 Vf 3.2V, 원하는 If 5mA를 가정하면 저항 값은 R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360 옴이 됩니다. 표준 360Ω 또는 390Ω 저항이 적합합니다.
Q: 피크 순방향 전류 정격(50mA)이 연속 정격(10mA)보다 훨씬 높은 이유는 무엇입니까?
A: 피크 정격은 멀티플렉싱의 기반이 되는 펄스 작동을 허용합니다. 멀티플렉스 설정에서 각 자릿수는 시간의 일부(듀티 사이클) 동안만 전원이 공급됩니다. 연속 구동 세그먼트와 동일한 겉보기 밝기를 달성하기 위해 평균 소비전력이 한계 내에 머무르는 한 펄스 전류는 더 높을 수 있습니다.
Q: 보관 온도 범위를 초과하면 어떻게 됩니까?
A: 한계를 초과하면, 특히 고온 측면에서 LED 칩과 플라스틱 패키지의 노화를 가속화하여 에폭시의 조기 어두워짐(루멘 감소) 또는 기계적 고장을 초래할 수 있습니다. 저온 측면에서는 열 응력으로 인해 균열이 발생할 수 있습니다.

9. 작동 원리

LTC-4798SW는 반도체 재료의 전계 발광 원리에 따라 작동합니다. InGaN LED 칩은 p-n 접합에 순방향 전류가 인가될 때 청색광을 방출합니다. 이 장치는 형광체 코팅("화이트 LED"에 의해 암시되지만 명시적으로 언급되지는 않음)을 사용하여 청색광의 일부를 흡수하고 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 변환된 황색광의 조합은 인간의 눈에 흰색으로 인지됩니다. 7세그먼트 형식은 숫자(0-9)와 일부 문자를 형성하기 위해 개별적으로 제어될 수 있는 7개의 직사각형 LED(세그먼트)의 표준화된 배열입니다. 멀티플렉스 공통 캐소드 아키텍처는 필요한 제어 핀의 수를 (7 세그먼트 + 1 소수점) * 4 자릿수 = 32핀에서 7 세그먼트 애노드 + 4 자릿수 캐소드 + 1 공통 DP 애노드 = 12핀으로 줄이는 배선 기술입니다. 이는 각 자릿수에 대해 올바른 세그먼트를 점등하면서 각 자릿수에 전원을 빠르게 순환시킴으로써 달성됩니다.