LTF-2502KG 세븐 세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 0.26인치 디지트 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 70mW 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTF-2502KG는 숫자 표시 응용을 위해 설계된 5자리, 세븐 세그먼트 LED 디스플레이 모듈입니다. 0.26인치(6.8mm)의 디지트 높이를 특징으로 하여 선명하고 가독성 높은 문자를 제공합니다. 이 장치는 GaAs 기판 위에 성장된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) LED 칩을 사용하며, 녹색 스펙트럼에서 높은 효율과 밝기로 알려져 있습니다. 디스플레이는 검은색 전면에 흰색 발광 세그먼트로 높은 대비를 제공하여 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다. 주요 타겟 시장은 소비자 가전, 산업용 제어판, 계측기 및 우수한 시각적 성능을 갖춘 컴팩트하고 신뢰할 수 있는 숫자 디스플레이가 필요한 모든 응용 분야를 포함합니다.

1.1 주요 특징

• 컴팩트한 0.26인치(6.8mm) 디지트 높이.
• 일관된 문자 외관을 위한 연속적이고 균일한 세그먼트 발광.
• 배터리 구동 장치에 적합한 낮은 전력 소비.
• 높은 밝기와 대비를 통한 우수한 문자 외관.
• 다른 위치에서도 가시성을 위한 넓은 시야각.
• 고체 구조로 인한 높은 신뢰성.
• 일관된 성능을 위해 광도가 범주화(빈닝)됩니다.
• RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하는 무연 패키지.

1.2 장치 식별

부품 번호 LTF-2502KG는 AlInGaP 녹색 LED와 오른쪽 소수점 구성의 멀티플렉스 공통 애노드 디스플레이를 구체적으로 나타냅니다. 이 구성은 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 줄이는 멀티플렉스 구동 회로에 최적화되어 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 디스플레이의 성능 범위를 정의하고 적절한 회로 설계를 안내하는 전기 및 광학 특성에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이하에서의 동작은 보장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 단일 LED 세그먼트가 열로 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 과열 없이 매우 높은 순간 밝기를 달성하기 위해 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 허용됩니다.
• 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, 50°C에서는 최대 연속 전류가 약 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA가 됩니다.
• 동작 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 기능이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 솔더링 조건:이 장치는 260°C에서 3초 동안 장착 평면 아래 1/16인치(≈1.6mm) 지점에서 웨이브 솔더링을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 지정된 테스트 조건에서 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 평균 광도(I_V):이는 밝기의 주요 측정 기준입니다.
  • 최소: 200 µcd, 일반: I_F= 1 mA에서 540 µcd.
  • 일반: I_F= 10 mA에서 5940 µcd. 이는 전류와 광 출력 사이의 높은 비선형 관계를 보여줍니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):571 nm (일반). 이는 스펙트럼 전력 출력이 최대가 되는 파장으로, 가시 스펙트럼의 녹색 영역에 위치합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm (일반). 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색광에 가깝습니다.
• 주 파장(λ_d):572 nm (일반). 이는 인간의 눈이 인지하는 파장으로, 피크 파장과 밀접하게 일치합니다.
• 칩당 순방향 전압(V_F):2.6V (일반), 허용 오차 ±0.1V, I_F= 20 mA에서. 이는 전류 제한 회로 설계에 중요한 파라미터입니다.
• 세그먼트당 역전류(I_R):V_R= 5V에서 100 µA (최대). 이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용되며, 연속 역바이어스 동작은 금지됩니다.
• 광도 매칭 비율:2:1 (최대). 이는 세그먼트 간 균일성을 보장하며, 동일한 구동 조건에서 가장 밝은 세그먼트가 가장 어두운 세그먼트보다 두 배 이상 밝지 않음을 의미합니다.
• 크로스 토크:≤2.5%. 이는 인접 세그먼트가 켜져 있을 때 전원이 공급되지 않는 세그먼트에서 발생하는 의도하지 않은 빛 누출의 최대량을 지정합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

디스플레이는 단일 장치 내에서 및 조립체의 여러 장치 간에 일관된 밝기 수준을 보장하기 위해 광도에 대한 빈닝 시스템을 사용합니다. 빈 코드(F, G, H, J, K)는 I_F= 1 mA에서 측정된 마이크로칸델라(µcd) 단위의 최소 광도 특정 범위를 나타냅니다.

• 빈 F:200 - 320 µcd
• 빈 G:321 - 500 µcd
• 빈 H:501 - 800 µcd
• 빈 J:801 - 1300 µcd
• 빈 K:1301 - 2100 µcd

설계적 함의:한 조립체에 두 개 이상의 디스플레이를 사용하는 응용의 경우, 디스플레이 간에 눈에 띄는 밝기 차이(색조 불균일)를 피하기 위해 동일한 빈 코드의 디스플레이를 사용하는 것이 강력히 권장됩니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치의 일반적인 곡선은 다음을 포함합니다:

• I-V(전류-전압) 곡선:순방향 전압과 전류 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 곡선은 약 2.0-2.2V 근처에서 무릎 전압을 가지며, 그 이후에는 전압의 작은 증가에 따라 전류가 급격히 증가하여 전압 조절이 아닌 전류 조절의 필요성을 강조합니다.
• 광도 대 순방향 전류:광 출력이 낮은 수준에서는 전류에 대해 초선형적으로 증가하고 높은 전류에서는 포화 상태에 접근할 수 있음을 보여주는 곡선입니다. 이는 밝기와 효율/전력 소산 사이의 트레이드오프를 알려줍니다.
• 광도 대 주변 온도:일반적으로 음의 온도 계수를 보여주며, 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 이는 고온 환경에서 설계하는 데 중요합니다.
• 순방향 전압 대 주변 온도:일반적으로 음의 온도 계수를 보여주며, V_F가 온도 상승에 따라 약간 감소함을 의미합니다.
• 스펙트럼 분포:571-572 nm를 중심으로 한 종 모양의 곡선으로, 15 nm 반폭으로 정의된 너비를 가집니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

디스플레이는 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP) 풋프린트를 가집니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터(mm) 단위입니다.
• 다르게 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25 mm입니다.
• 핀 팁 이동 공차는 ±0.4 mm입니다.
• 디스플레이 전면의 결함 한계: 이물질 ≤10 mils, 잉크 오염 ≤20 mils, 세그먼트 내 기포 ≤10 mils.
• 반사판의 굽힘은 길이의 ≤1%로 제한됩니다.
• 핀에 권장되는 PCB 구멍 직경은 1.0 mm입니다.

5.2 핀 연결 및 극성

LTF-2502KG는멀티플렉스 공통 애노드장치입니다. 이는 각 디지트의 LED 애노드가 내부적으로 함께 연결되고, 각 세그먼트 유형(A-G, DP)의 캐소드가 디지트 전체에 걸쳐 연결됨을 의미합니다.

핀아웃 (16핀 DIP):

• 핀 1: 캐소드 E
• 핀 2: 캐소드 D
• 핀 3: 캐소드 DP (소수점)
• 핀 4: 디지트 3 공통 애노드
• 핀 6: 캐소드 G
• 핀 8: 캐소드 C
• 핀 10: 디지트 5 공통 애노드
• 핀 11: 디지트 4 공통 애노드
• 핀 12: 캐소드 B
• 핀 13: 캐소드 F
• 핀 14: 디지트 2 공통 애노드
• 핀 15: 캐소드 A
• 핀 16: 디지트 1 공통 애노드
• 핀 5, 7, 9: 연결 없음 (N/C)

내부 회로:내부 다이어그램은 5개의 공통 애노드 노드(디지트당 하나)를 보여주며, 각 노드는 해당 특정 디지트의 7개 세그먼트(A-G) 및 소수점(DP)의 애노드에 연결됩니다. 각 세그먼트 유형(예: 모든 'A' 세그먼트)의 캐소드는 5개 디지트 전체에 걸쳐 함께 연결됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 웨이브 솔더링 프로파일

권장 웨이브 솔더링 온도 프로파일이 제공됩니다. 주요 파라미터는 다음과 같습니다:

• 열 충격을 줄이기 위해 100-110°C 사이의 온도로 최소 2분 동안 예열 단계.
• 250-260°C 범위의 피크 솔더링 온도.
• 이 피크 온도의 5°C 이내에서 소요되는 시간은 부품을 손상시키지 않고 적절한 솔더 접합 형성을 보장하기 위해 3~5초여야 합니다.

7. 적용 제안 및 설계 고려사항

7.1 설계 및 사용 주의사항

이러한 사항은 장기간 신뢰할 수 있는 동작에 중요합니다:

• 구동 회로 설계:일관된 밝기와 LED 보호를 위해 정전압보다 정전류 구동을 강력히 권장합니다. 회로는 순방향 전압(V_F= 2.5V ~ 2.7V)의 전체 범위를 수용하도록 설계되어야 합니다.
• 보호:구동 회로는 전원 켜기/종료 시 역전압 및 순간 전압 스파이크에 대한 보호 기능을 포함해야 합니다. 이러한 현상은 금속 이동 및 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 열 관리:동작 전류는 최대 주변 온도에 따라 감소되어야 합니다. 전류 또는 온도 정격을 초과하면 심각한 광 출력 저하와 조기 고장으로 이어집니다.
• 환경:디스플레이에 응결을 방지하기 위해 습한 환경에서의 급격한 온도 변화를 피하십시오.
• 기계적:조립 중 디스플레이 본체에 비정상적인 힘을 가하지 마십시오. 장식 필름을 적용하는 경우, 필름이 이동할 수 있으므로 전면 패널에 직접 누르지 않도록 하십시오.
• 다중 디스플레이 사용을 위한 빈닝:언급된 바와 같이, 균일한 외관을 위해 동일한 광도 빈의 디스플레이를 사용하십시오.

7.2 보관 조건

핀 산화를 방지하고 솔더링성을 유지하기 위해:

• 권장:원래의 습기 차단 포장재에 보관하십시오.
• 온도:5°C ~ 30°C.
• 습도:60% RH 미만.
• 재고 관리:대량의 장기 보관을 피하십시오. 선입선출(FIFO) 원칙을 사용하십시오. 이러한 조건 외부에 보관된 제품은 사용 전 재처리가 필요할 수 있습니다.

8. 일반적인 적용 시나리오

LTF-2502KG는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 광범위한 응용 분야에 적합합니다:

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치.
• 산업용 제어:공정 타이머, 카운터 디스플레이, 기계의 온도 표시.
• 소비자 가전:오디오 장비(증폭기 볼륨/디스플레이), 주방 가전 타이머.
• 자동차 애프터마켓:성능 모니터링을 위한 게이지 및 디스플레이(환경 사양이 충족되는 경우).
• 의료 기기:비중요 장비의 간단한 파라미터 디스플레이(안전 관련 사용은 제조업체에 문의).

9. 기술 비교 및 차별화

다른 세븐 세그먼트 디스플레이 기술과 비교:

• 적색 GaAsP/GaP LED 대비:AlInGaP 녹색 LED는 일반적으로 더 높은 발광 효율과 밝기를 제공하여 동일한 인지 밝기에 대해 더 나은 가시성과 잠재적으로 더 낮은 전력 소비를 가져옵니다.
• LCD 대비:LED는 자체 발광하여 저조도 조건에서 훨씬 우수하며 백라이트 복잡성 없이 더 넓은 시야각을 제공합니다. 또한 일반적으로 더 견고하고 응답 시간이 더 빠릅니다.
• 더 큰 디지트 디스플레이 대비:0.26인치 크기는 가독성과 보드 공간 절약 사이의 균형을 제공하여 더 큰 디스플레이가 비실용적인 컴팩트 장치에 이상적입니다.
• 이 부품의 주요 장점:AlInGaP 기술(효율성), 멀티플렉스 공통 애노드 구성(구동기 단순화), 범주화된 광도(일관성)의 조합으로 인해 비용에 민감한 대량 생산 설계에 있어 포괄적인 선택이 됩니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

1. Q: 전압원과 간단한 저항을 사용하는 대신 정전류 구동을 권장하는 이유는 무엇입니까?
   A: 직렬 저항은 일반적이지만 LED의 순방향 전압(V_F)이 온도와 개별 장치 간에 변동하기 때문에 불완전한 조절을 제공합니다. 정전류 소스는 이러한 V_F변동에 관계없이 전류(및 따라서 밝기)가 안정적으로 유지되도록 하여 더 균일하고 신뢰할 수 있는 성능을 이끌어냅니다.
2. Q: 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?
   A: 멀티플렉싱의 경우 가능하지만, 세그먼트 전류에 대해서는 직접적으로는 아닙니다. 마이크로컨트롤러 핀은 제한된 전류 공급/싱크 능력(일반적으로 20-25mA)을 가집니다. 세그먼트 전류(세그먼트당 최대 25mA 연속)와 더 높은 누적 디지트 애노드 전류를 처리하기 위해 외부 구동기(트랜지스터 또는 전용 LED 구동기 IC)를 사용해야 합니다.
3. Q: 2:1 광도 매칭 비율이 내 설계에 어떤 의미가 있습니까?
   A: 이는 최악의 경우, 동일한 디스플레이에서 한 세그먼트가 동일하게 구동될 때 다른 세그먼트보다 두 배 밝을 수 있음을 의미합니다. 좋은 회로 기판 레이아웃(동일한 트레이스 길이/저항)과 적절한 전류 조절은 눈에 띄는 차이를 최소화하는 데 도움이 됩니다. 중요한 응용의 경우, 세그먼트별 소프트웨어 밝기 보정이 옵션입니다.
4. Q: 보관 습도는 60% RH 미만입니다. 더 습한 환경에 보관하면 어떻게 됩니까?
   A: 높은 습도는 핀의 주석/무연 도금 산화로 이어져 부품이 최종적으로 사용될 때 솔더링성이 나빠질 수 있습니다. 이는 조립 중 불량 솔더 접합을 유발할 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 간단한 5자리 타이머 설계.

1. 마이크로컨트롤러 선택:충분한 I/O 핀을 가진 MCU를 선택하십시오. 5자리, 7세그먼트 + DP 멀티플렉스 디스플레이의 경우, 디지트 애노드에 5핀, 세그먼트 캐소드에 8핀이 필요하여 총 13개의 제어 라인이 필요합니다.
2. 구동기 회로:8개 캐소드 라인의 전류를 싱크하기 위해 로우 사이드 구동기 어레이(예: ULN2003A 달링턴 트랜지스터 어레이)를 사용하십시오. 5개 애노드 라인의 전류를 공급하기 위해 개별 NPN 트랜지스터 또는 하이 사이드 구동기를 사용하십시오.
3. 전류 설정:필요한 밝기를 결정하십시오. 실내 사용의 경우 세그먼트당 5-10mA면 충분할 수 있습니다. 애노드 구동기에 대한 전류 제한 저항을 계산하거나 정전류 구동기 IC를 그에 따라 구성하십시오. 최대 주변 온도에 대한 감소를 기억하십시오.
4. 멀티플렉싱 소프트웨어:각 디지트를 순환하며 해당 디지트의 애노드를 켜고 해당 디지트 값에 대한 적절한 캐소드 패턴을 설정하는 펌웨어를 작성하십시오. 리프레시 속도는 눈에 띄는 깜빡임을 피하기 위해 충분히 높아야 합니다(예: >100Hz).
5. PCB 레이아웃:애노드 및 캐소드 구동기에 대한 전원 트레이스가 충분히 넓은지 확인하십시오. 트레이스 인덕턴스를 최소화하기 위해 디스플레이를 구동기 가까이에 배치하십시오.

12. 동작 원리 소개

LTF-2502KG는 반도체 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP p-n 접합에 걸쳐 다이오드의 접합 전위를 초과하는 순방향 바이어스 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 에피택셜 구조 내 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 포스파이드 층의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 572 nm의 녹색입니다. 세븐 세그먼트 형식은 개별 LED 칩(또는 칩 어레이)을 표준 숫자 세그먼트 모양으로 배치한 다음, 외부 연결을 최소화하기 위해 공통 애노드, 멀티플렉스 매트릭스로 전기적으로 상호 연결하여 생성됩니다.

13. 기술 동향

세븐 세그먼트 LED 디스플레이 기술의 동향은 몇 가지 주요 영역에 초점을 맞추고 있습니다:

• 효율 증가:AlInGaP의 지속적인 재료 과학 개선과 InGaN(청색/녹색/백색용)의 부상은 와트당 더 높은 루멘을 달성하여 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다.
• 소형화:더 작은 픽셀 피치와 더 높은 밀도를 위한 지속적인 추진이 있으며, 동일한 풋프린트에서 더 많은 디지트 또는 정보를 허용하지만, 인간 공학적 가독성을 위해 0.2"-0.5" 범위는 여전히 인기가 있습니다.
• 통합:더 많은 디스플레이가 구동기 IC 및 때로는 간단한 컨트롤러(예: 시계 기능용)를 모듈 패키지에 통합하여 최종 사용자의 회로 설계를 단순화하고 있습니다.
• 향상된 신뢰성 및 견고성:패키징 재료 및 에폭시 수지의 개선으로 습기, 열 사이클링 및 기계적 응력에 대한 저항성이 향상되어 동작 환경 범위가 확대되고 있습니다.
• 색상 옵션 및 RGB:이 녹색 디스플레이와 같은 단색 디스플레이가 널리 사용되지만, 세그먼트 내 다색 또는 풀 RGB 디스플레이의 사용이 증가하고 있어 동일한 디지트 내에서 상태 표시(예: 정상 시 녹색, 경보 시 적색)가 가능해지고 있습니다.

도트 매트릭스 및 OLED 그래픽 디스플레이의 확산에도 불구하고, 세븐 세그먼트 LED는 전용 숫자 출력을 위한 매우 비용 효율적이고 신뢰할 수 있으며 쉽게 읽을 수 있는 솔루션으로 남아 전자 설계에서 지속적인 관련성을 보장합니다.