LTA-1000KR LED 디스플레이 데이터시트 - 직사각형 라이트 바 - 슈퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 소산 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTA-1000KR은 10세그먼트 직사각형 라이트 바로 설계된 고체 상태 발광 다이오드(LED) 디스플레이 모듈입니다. 이 장치의 주요 기능은 연속적인 시각적 표시기 또는 광원이 필요한 애플리케이션을 위해 크고 밝으며 균일한 조명 영역을 제공하는 것입니다. 이 장치는 신뢰성과 효율성을 위해 설계되었으며, 일관된 성능을 제공하기 위해 첨단 반도체 재료를 활용합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 제품의 주요 장점은 크고 균일한 발광 표면을 포함하며, 이는 뚜렷한 직사각형 패턴이 필요한 상태 표시기, 패널 조명 또는 백라이트에 이상적입니다. 저전력 요구 사항으로 작동하여 에너지 효율적인 시스템 설계에 기여합니다. 고휘도 및 고대비는 조명이 밝은 환경에서도 우수한 가시성을 보장합니다. 고체 상태 구조는 필라멘트 파손이나 가스 열화가 없는 기존 백열등 또는 형광 표시기에 비해 우수한 신뢰성과 수명을 제공합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어 생산 시 일관된 밝기 매칭을 가능하게 합니다. 또한, 무연 패키징 요구 사항을 준수하여 현대 환경 규정(RoHS)에 부합합니다. 이러한 기능의 조합은 신뢰할 수 있고 명확한 시각적 신호가 중요한 산업용 제어 패널, 계측기, 소비자 가전 및 자동차 계기판 애플리케이션에 적합하게 만듭니다.

2. 기술 사양 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 전기적, 광학적 및 물리적 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학적 특성

광학적 성능은 장치 기능의 핵심입니다. 사용된 LED 칩은 적색/주황색 파장 스펙트럼에서 높은 효율로 알려진 불투명 GaAs 기판 위의 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 기술을 기반으로 합니다. 순방향 전류(IF) 20 mA로 구동할 때 일반적인 피크 발광 파장(λp)은 639 nm로, "슈퍼 레드" 색상 범위에 속합니다. 주 파장(λd)은 631 nm로 지정됩니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 20 nm로, 상대적으로 좁은 대역의 방출 빛을 나타내며 색 순도에 기여합니다.

세그먼트당 평균 광도(Iv)는 핵심 파라미터입니다. IF=1 mA의 테스트 조건에서 강도는 최소 200 μcd에서 일반값 675 μcd까지 범위를 가집니다. 유사한 발광 영역 간의 광도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정되며, 이는 10개 세그먼트가 동시에 점등될 때 모든 세그먼트에서 균일한 외관을 보장하는 데 중요합니다.

2.2 전기적 파라미터 및 절대 최대 정격

전기적 한계를 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 회로 설계에 중요합니다. 절대 최대 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 정격은 주변 온도(Ta)가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 설계자는 애플리케이션의 최고 작동 온도에서 감소된 최대 전류를 계산해야 합니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:최대 90 mA, 그러나 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이는 더 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 짧은 시간 동안 과구동을 허용합니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(VF):IF=20 mA에서 일반적으로 2.6 V, 최대 2.6 V입니다. 최소값은 2.0 V입니다. 이 전압 강하는 직렬 전류 제한 저항 값을 계산하는 데 중요합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V. 이를 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(IR):역방향 전압(VR) 5 V가 인가될 때 최대 100 μA입니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +105°C로 정격이 지정됩니다. 저장 온도 범위는 동일합니다. 이 넓은 범위는 가혹한 환경에서의 기능성을 보장합니다. 온도에 따른 순방향 전류의 감소(0.33 mA/°C)는 LED의 열적 특성의 직접적인 결과입니다. 더 높은 온도는 효율성과 최대 안전 작동 전류를 감소시킵니다. 지정된 납땜 조건은 패키지 본체 온도가 3초 동안 260°C를 초과하지 않는 웨이브 또는 리플로우 공정으로, 착석 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 측정됩니다. 이 지침은 플라스틱 패키지나 내부 와이어 본딩에 대한 열 손상을 방지하기 위한 조립에 중요합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 물리적 치수 및 구조

이 장치는 직사각형 라이트 바로 설명됩니다. 패키지는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트를 가지며, 이는 점등된 세그먼트에 대해 어두운 배경을 제공하여 대비를 향상시킬 가능성이 있습니다. 정확한 치수는 도면(데이터시트에서 참조되지만 본문에는 상세히 설명되지 않음)에 제공됩니다. 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 달리 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.25 mm입니다. 핀 팁 시프트에 대한 특정 공차는 ±0.4 mm로, PCB 풋프린트 설계 및 자동화 조립에 중요합니다.

3.2 핀 연결 및 내부 회로

LTA-1000KR은 20핀 구성을 가집니다. 핀아웃은 명확하게 정의됩니다: 핀 1부터 10까지는 세그먼트 A부터 K까지의 애노드입니다(참고: 'I'는 건너뛰고 J와 K를 사용). 핀 11부터 20까지는 역순으로 해당하는 캐소드(캐소드 K부터 캐소드 A까지)입니다. 이 배열은 각 세그먼트에 대해 커먼 캐소드 스타일 연결을 제안하지만, 각 LED의 애노드와 캐소드 모두에 개별적으로 접근할 수 있습니다. 이는 멀티플렉싱 또는 개별 세그먼트 제어를 위한 최대 유연성을 제공합니다. 내부 회로도가 참조되며, 일반적으로 10개의 독립적인 LED 요소를 보여줍니다.

4. 애플리케이션 가이드라인 및 설계 고려사항

4.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 라이트 바는 밝은 표시기의 선형 배열이 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 잠재적인 용도는 다음과 같습니다:

• 레벨 표시기:신호 강도, 볼륨, 압력 또는 온도 게이지에서 점등된 길이가 값을 나타냅니다.
• 진행률 표시줄:계측기 또는 소비자 장치에서 완료 상태를 표시합니다.
• 백라이트:균일한 직사각형 조명이 필요한 에지 라이트 패널 또는 사인에 사용됩니다.
• 산업용 상태 디스플레이:제어 패널에서 기계 상태 또는 다중 채널에 걸친 경보 조건을 표시합니다.

4.2 회로 설계 및 구동 고려사항

LTA-1000KR을 안전하고 효과적으로 작동시키기 위해 몇 가지 설계 규칙을 따라야 합니다:

1. 전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 각 세그먼트마다 직렬 저항(또는 전류 조정 구동 회로)을 사용하여 순방향 전류를 안전한 값(일반적으로 25 mA 연속 정격 이하)으로 제한해야 합니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (Vsupply - VF) / IF, 여기서 VF는 LED의 순방향 전압입니다(최악의 경우 전류 계산을 위해 최대값 사용).
2. 열 관리:세그먼트당 전력 소산은 낮지만(최대 70 mW), 10개 세그먼트의 총합은 700 mW가 될 수 있습니다. 모든 세그먼트가 높은 전류로 연속 구동되는 경우, 특히 높은 주변 온도에서 충분한 PCB 구리 면적 또는 기타 방열판이 필요할 수 있습니다.
3. 멀티플렉싱:개별 애노드 및 캐소드 접근은 이 장치를 멀티플렉싱 구동 방식에 매우 적합하게 만듭니다. 이는 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 줄입니다. 멀티플렉싱 펄스 동안 피크 전류가 90 mA 정격을 초과하지 않도록 하고, 시간에 따른 평균 전류가 연속 정격을 준수하도록 주의해야 합니다.
4. 역방향 전압 보호:역방향 전압 서지가 가능한 회로에서는 LED 자체의 역방향 전압 정격이 5V에 불과하므로 외부 보호 다이오드가 필요할 수 있습니다.

4.3 조립 및 취급

패키지 균열 또는 박리 방지를 위해 납땜 프로파일(3초 동안 최대 260°C) 준수가 필수적입니다. LED 칩은 정전기에 민감하므로 취급 및 조립 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장은 지정된 온도 및 습도 범위 내에서 이루어져야 하며, 이는 리플로우 납땜 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있는 수분 흡수를 방지합니다.

5. 성능 분석 및 기술 비교

5.1 주요 파라미터 분석

AlInGaP 기술의 사용은 중요한 요소입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 상당히 높은 광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기를 제공합니다. 불투명 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 향하게 하여 상단 표면에서 유용한 광 출력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 지정된 광도 매칭 비율 2:1은 이러한 디스플레이에 대한 표준 등급으로, 10개 세그먼트가 동시에 점등될 때 허용 가능한 시각적 균일성을 보장합니다. 더 엄격한 균일성이 필요한 설계자는 전기적 보정을 구현하거나 가능한 경우 빈된 부품을 선택해야 합니다.

5.2 대체 솔루션과의 비교

개별 LED 클러스터와 비교하여 이 통합 라이트 바는 더 균일하고 기계적으로 견고한 솔루션을 제공하며, 조립이 단순화됩니다(한 개의 구성 요소 대 열 개). 진공 형광 또는 전기발광 디스플레이와 비교하여 LED는 훨씬 더 긴 수명, 더 낮은 작동 전압, 가스 누출 또는 인광체 열화 위험이 없습니다. 주요 절충점은 시야각과 이 모델의 경우 딥 레드 스펙트럼에 고정된 특정 색상점일 수 있습니다.

6. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 10개 세그먼트를 모두 25 mA로 동시에 구동할 수 있나요?

A: 네, 전기적으로는 가능합니다. 각 세그먼트가 독립적이기 때문입니다. 그러나 총 전력 소산(최대 700 mW)을 고려하고, 특히 상한 온도 근처에서 신뢰성을 유지하기 위해 PCB와 주변 환경이 발생하는 열을 처리할 수 있는지 확인해야 합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장(λp=639nm)은 방출 스펙트럼이 최대 강도를 갖는 파장입니다. 주 파장(λd=631nm)은 인간의 눈에 동일한 색상으로 보일 단일 파장의 단색광입니다. 이 차이는 LED의 방출 스펙트럼 형태 때문입니다.

Q: "광도는 ... CIE 눈 반응 곡선으로 측정됨" 메모를 어떻게 해석하나요?

A: 이 메모는 강도 값(마이크로칸델라, μcd)이 표준 인간 명시(주간 적응) 시각 감도 곡선으로 가중치가 부여된 광도 단위임을 확인시켜 줍니다. 이는 색상에 관계없이 총 광 전력을 측정하는 복사 측정 단위(와트)와 달리 인지된 밝기를 예측하는 데 의미 있는 숫자를 만듭니다.

Q: 핀아웃은 개별 애노드와 캐소드를 보여줍니다. 커먼 애노드 또는 커먼 캐소드 디스플레이로 배선할 수 있나요?

A: 물리적 핀아웃은 고정되어 있습니다. 커먼 캐소드 디스플레이를 시뮬레이션하려면 모든 캐소드 핀(11-20)을 PCB에서 함께 연결하면 됩니다. 커먼 애노드 디스플레이를 시뮬레이션하려면 모든 애노드 핀(1-10)을 함께 연결하면 됩니다. 제공된 구성은 하드웨어에서 둘 중 하나를 구현할 수 있는 유연성을 제공합니다.

7. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 배터리 충전 레벨 표시기 설계

설계자가 공구용 배터리 충전기를 만들고 있습니다. 그들은 0%에서 100%까지 충전 레벨을 표시하는 10세그먼트 바 그래프를 원합니다. LTA-1000KR은 밝은 적색과 읽기 쉬운 직사각형 세그먼트 모양 때문에 선택되었습니다.

구현:시스템 마이크로컨트롤러는 제한된 I/O 핀을 가집니다. 설계자는 멀티플렉싱 방식을 사용합니다. 그들은 10개의 애노드(핀 1-10)를 출력으로 구성된 10개의 개별 마이크로컨트롤러 핀에 연결합니다. 그들은 10개의 캐소드(핀 11-20)를 함께 연결하고 다른 마이크로컨트롤러 핀으로 제어되는 단일 N채널 MOSFET을 통해 이 커먼 노드를 싱크합니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 애노드 핀을 하이(전류 제한 저항을 통해)로 설정하고 커먼 캐소드 MOSFET을 켭니다. 마이크로컨트롤러는 각 세그먼트를 빠르게 순환합니다(예: 세그먼트당 1ms). 세그먼트당 피크 전류는 저항 계산을 통해 20 mA로 설정됩니다: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohms (120Ω 또는 150Ω 표준값 사용). 세그먼트당 평균 전류는 2 mA(20 mA * 1/10 듀티 사이클)로 연속 정격 내에 있습니다. 시각 지속성으로 인해 디스플레이는 균일하게 점등된 것처럼 보입니다. 밝기는 멀티플렉싱의 듀티 사이클을 변경하여 소프트웨어에서 쉽게 조정할 수 있습니다.

8. 기술 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 반도체 p-n 접합 장치입니다. 순방향 전압이 인가되면 n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. AlInGaP와 같은 재료에서 이 에너지는 주로 광자(빛)로 방출됩니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 조정하여 결정 성장 과정 중에 설계된 반도체 재료의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 불투명 기판은 아래쪽으로 방출된 빛을 흡수하여 내부 손실을 줄이고 빛이 칩의 상단 표면에서 빠져나가도록 장려하여 전체 효율을 향상시킵니다. 패키지의 회색 얼굴과 흰색 세그먼트는 각각 반사판과 확산판 역할을 하여 아래에 장착된 개별 LED 칩에서 균일한 직사각형 외관을 만듭니다.

9. 기술 동향 및 배경

LTA-1000KR은 성숙한 LED 디스플레이 기술을 대표합니다. 더 넓은 산업 동향은 더 높은 효율성과 더 큰 통합을 향해 발전해 왔습니다. 이러한 개별 LED 라이트 바는 특정 폼 팩터에 필수적이지만, 새로운 기술이 등장하고 있습니다. 표면 실장 장치(SMD) LED 어레이는 더 작은 풋프린트를 제공하며 자동화 피크 앤 플레이스 조립에 더 적합합니다. 더 나아가 유기 발광 다이오드(OLED)와 마이크로 LED의 개발은 완전히 어드레서블하고 유연하며 초고해상도 디스플레이를 가능하게 합니다. 그러나 특정 바 형식에서 단순하고 견고하며 고휘도 표시기가 필요한 애플리케이션의 경우, AlInGaP 기반 LTA-1000KR과 같은 무기 LED 어레이는 성능, 신뢰성 및 비용의 최적 균형을 계속 제공합니다. 이 장치에서 볼 수 있는 무연 패키징으로의 전환은 RoHS 및 REACH와 같은 글로벌 규정에 의해 주도되는 환경 지속 가능한 제조 공정을 향한 산업 전반의 변화를 반영합니다.