0.28인치 4자리 7세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 자릿수 높이 7mm - 슈퍼 레드 색상

1. 제품 개요

본 문서는 0.28인치(7mm) 자릿수 높이, 4자리, 7세그먼트 LED 디스플레이의 사양을 상세히 설명합니다. 이 장치는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계되었으며, 우수한 가시성을 제공합니다. 발광 소자로는 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 활용하여 특별히 설계된 슈퍼 레드 색상 출력을 생성합니다. 디스플레이는 회색 얼굴과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여, 다양한 조명 조건에서 높은 대비와 우수한 문자 외관에 기여합니다.

핵심 설계 철학은 낮은 전력 요구 사항을 가진 신뢰할 수 있는 솔리드 스테이트 솔루션을 제공하는 데 중점을 두어, 숫자 데이터 표시가 중요한 다양한 소비자, 산업 및 계측기 제품에 적합하도록 합니다.

2. 주요 특징 및 장점

이 디스플레이는 성능과 사용성을 향상시키는 여러 설계 특징을 통합합니다:

• 자릿수 높이:0.28인치(7.0mm)로, 과도한 패널 공간 소비 없이 좋은 가독성을 위한 균형 잡힌 크기를 제공합니다.
• 세그먼트 설계:연속적이고 균일한 세그먼트는 일관된 조명과 전문적이고 깔끔한 문자 외관을 보장합니다.
• 광학 성능:AlInGaP 칩과 회색 얼굴/흰색 세그먼트 설계에 의해 촉진되는 높은 밝기와 높은 대비를 제공합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 사용자에 대한 다양한 위치에서도 디스플레이가 가독성을 유지하도록 보장합니다.
• 저전력 동작:입력 전력 대비 효율적인 광 출력을 위해 설계되어, 배터리 구동 또는 에너지 의식적인 응용 분야에 적합합니다.
• 신뢰성:솔리드 스테이트 장치로서, 기계식 디스플레이에 비해 높은 신뢰성과 긴 작동 수명을 제공합니다.
• 빈닝:발광 강도가 분류(빈닝)되어, 생산 런에서 여러 유닛 간의 밝기 일관성을 보장합니다.

3. 기술 사양 상세 분석

3.1 전기적 및 광학적 특성

디스플레이의 성능은 주변 온도(T_A) 25°C의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 주요 매개변수는 다음과 같습니다:

• 평균 발광 강도(I_V):세그먼트당 순방향 전류(I_F) 1mA로 구동할 때 최소 200 µcd에서 일반적인 600 µcd까지의 범위를 가집니다. 이 매개변수는 CIE 명시적 눈 반응 곡선에 근사하도록 필터링된 센서를 사용하여 측정됩니다.
• 피크 방출 파장(λ_p):일반적으로 639 nm로, 슈퍼 레드 방출의 기본 색상 점을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):약 20 nm로, 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다.
• 주 파장(λ_d):일반적으로 631 nm로, 인지된 색상을 지정하기 위한 또 다른 주요 지표입니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F= 20 mA에서 일반적으로 2.6 V, 최대 2.6 V입니다. 이는 구동 회로 설계에 중요합니다.
• 세그먼트당 역전류(I_R):역전압(V_R) 5 V가 인가될 때 최대 100 µA입니다.
• 발광 강도 매칭 비율(I_V-m):최대 2:1의 비율로, 동일한 자릿수의 다른 세그먼트 간 또는 자릿수 간의 밝기에서 합리적인 균일성을 보장합니다.

3.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 한계를 벗어나는 동작은 권장되지 않습니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭)에서 최대 90 mA.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA. 이 정격은 온도가 상승함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다.
• 세그먼트당 역전압:최대 5 V.
• 작동 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 솔더링 온도:이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm) 거리에서 3초 동안 260°C의 솔더링 온도를 견딜 수 있습니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 표준 LED 디스플레이 패키지로 제공됩니다. 제공된 치수 도면은 자릿수 간 간격, 전체 높이, 너비, 깊이 및 핀의 위치와 직경을 포함한 정확한 물리적 풋프린트를 지정합니다. 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 공차 ±0.25 mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 이 정보는 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃 및 최종 제품 인클로저에의 기계적 통합에 중요합니다.

5. 핀 구성 및 내부 회로

디스플레이는 16핀 구성을 가지고 있습니다. 이는멀티플렉스 공통 캐소드타입으로 구성됩니다. 이는 각 자릿수의 캐소드가 별도로 연결되고, 해당 세그먼트(예: 모든 'A' 세그먼트)의 애노드가 자릿수 전체에 걸쳐 함께 연결됨을 의미합니다. 이 아키텍처는 멀티플렉싱을 가능하게 하여, 자릿수가 빠르게 차례로 하나씩 점등되어 필요한 구동기 핀의 총 수와 전체 전력 소비를 줄입니다.

핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 1: 공통 캐소드 (자릿수 1)
• 핀 2: 세그먼트 C 및 L3의 애노드
• 핀 3: 소수점(D.P.)의 애노드
• 핀 5: 세그먼트 E의 애노드
• 핀 6: 세그먼트 D의 애노드
• 핀 7: 세그먼트 G의 애노드
• 핀 8: 공통 캐소드 (자릿수 4)
• 핀 11: 공통 캐소드 (자릿수 3)
• 핀 12: 표시기 L1, L2, L3의 공통 캐소드
• 핀 13: 세그먼트 A 및 L1의 애노드
• 핀 14: 공통 캐소드 (자릿수 2)
• 핀 15: 세그먼트 B 및 L2의 애노드
• 핀 16: 세그먼트 F의 애노드
• 핀 4, 9, 10은 "연결 없음" 또는 "핀 없음"으로 표시됩니다.

내부 회로도는 일반적으로 각 세그먼트와 자릿수에 대한 LED 칩의 상호 연결을 보여주어, 멀티플렉스된 공통 캐소드 구조를 명확히 합니다.

6. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 대해 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 측정된 광 출력을 기반으로 한 빈닝 또는 분류 과정을 의미합니다. 제조 과정에서 약간의 변동이 발생합니다. 특정 강도 빈(예: µcd 값의 범위)으로 유닛을 테스트하고 그룹화함으로써, 제조업체와 설계자는 단일 제품 또는 생산 배치에서 사용되는 모든 디스플레이가 매우 유사한 밝기 수준을 가지도록 보장할 수 있습니다. 이는 유닛 간의 디스플레이 강도에서 눈에 띄는 변동을 방지하며, 제품 품질과 사용자 경험에 필수적입니다. 설계자는 일관성을 보장하기 위해 주문 시 필요한 빈을 지정해야 합니다.

7. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "대표적인 전기적/광학적 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 상세히 설명되지 않았지만, 전체 데이터시트에 일반적으로 포함되는 이러한 곡선은 설계에 중요합니다:

• 순방향 전류(I_F) 대 순방향 전압(V_F):이 IV 곡선은 비선형 관계를 보여주어, 주어진 공급 전압에 대한 적절한 전류 제한 저항 또는 정전류 구동기 설정을 결정하는 데 도움을 줍니다.
• 발광 강도(I_V) 대 순방향 전류(I_F):이 곡선은 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 종종 더 높은 전류에서 준선형 방식으로 나타나, 원하는 밝기 대 효율을 위한 구동 전류 결정에 정보를 제공합니다.
• 발광 강도 대 주변 온도:LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 피크(639 nm)와 반폭(20 nm) 사양을 시각적으로 확인합니다.

8. 솔더링 및 조립 지침

절대 최대 정격에 기반하여, 이 장치는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정을 견딜 수 있습니다. 지정된 주요 매개변수는 솔더링 온도 프로파일입니다: 장착 평면 아래 1/16인치(1.6 mm) 지점에서 3초 동안 260°C. 이는 일반적인 무연 솔더링 프로파일과 일치합니다. 설계자와 조립자는 내부 와이어 본드 또는 LED 칩 자체에 손상을 방지하기 위해 솔더링 공정이 이 열 응력을 초과하지 않도록 해야 합니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

9. 응용 제안 및 설계 고려사항

9.1 대표적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 모든 장치에 적합합니다:

• 테스트 및 측정 장비:멀티미터, 오실로스코프, 전원 공급 장치, 주파수 카운터.
• 산업 제어:패널 미터, 공정 표시기, 타이머 디스플레이, 카운터 디스플레이.
• 소비자 가전:오디오 장비(앰프, 리시버), 주방 가전, 시계.
• 자동차 애프터마켓:게이지 및 진단 도구(환경 사양이 적합한 경우).
• 의료 기기:환자 모니터, 진단 장비(추가 규제 요구 사항 적용).

9.2 설계 고려사항

• 구동 회로:공통 캐소드 자릿수에 대해 멀티플렉싱을 구현해야 합니다. 이는 각 자릿수의 캐소드에 대해 순차적으로 전류를 싱크하면서 적절한 세그먼트 애노드에 전류를 소싱할 수 있는 마이크로컨트롤러 또는 전용 구동기 IC가 필요합니다. V_F및 원하는 I_F.
• 에 기반한 적절한 전류 제한(저항 또는 정전류 구동기를 통해)이 필수적입니다.밝기 제어:
• 밝기는 피크 순방향 전류(정격 내)를 조정하거나, 멀티플렉스 설계에서 더 일반적으로 멀티플렉싱 신호의 듀티 사이클(PWM)을 변경하여 제어할 수 있습니다.시야각:
• 넓은 시야각은 장점이지만, 기계적 설계는 여전히 주요 사용자의 시선을 고려해야 합니다.열 관리:

저전력이지만, 최대 정격 근처의 높은 주변 온도에서 연속 작동은 신뢰성을 유지하고 가속된 루멘 감소를 방지하기 위해 지정된 대로 순방향 전류를 감소시키는 것이 필요할 수 있습니다(25°C 이상에서 0.33 mA/°C).

10. 기술 비교 및 차별화이 디스플레이의 주요 차별화 요소는 슈퍼 레드 색상을 위한AlInGaP

기술의 사용입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) 적색 LED와 같은 오래된 기술에 비해, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 입력 전류에서 더 큰 밝기 또는 더 낮은 전력에서 동등한 밝기를 제공합니다. 또한 일반적으로 더 나은 온도 안정성과 색상 순도를 제공합니다. 흰색 세그먼트가 있는 회색 얼굴은 대비를 극대화하기 위한 특정 설계 선택으로, 고주변광 조건에서 모든 빨간색 또는 모든 녹색 디스플레이에 비해 장점을 제공할 수 있습니다.

11. 자주 묻는 질문 (기술 매개변수 기반)

Q: "연결 없음" 핀의 목적은 무엇입니까?

A: 물리적으로 존재하지만 내부 요소에 전기적으로 연결되지 않은 핀입니다. 솔더링 중 기계적 안정성을 위해 또는 표준 패키지 풋프린트에 맞추기 위해 사용될 수 있습니다. 전기적 연결에는 사용해서는 안 됩니다.

Q: 세그먼트에 대한 전류 제한 저항을 어떻게 계산합니까?_{A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V}공급_F- V_F) / I_F. 5V 공급, 일반적인 V_F2.6V, 원하는 I_F20 mA의 경우: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V

를 항상 사용하여 과전류를 피하십시오.

Q: 멀티플렉싱 없이 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 직접 구동(정적 구동)은 각 자릿수의 각 세그먼트를 개별적으로 어드레싱하여 이론적으로 가능하지만, 매우 많은 수의 I/O 핀(4자릿수 * 7세그먼트 + 소수점 + 표시기 = 30핀 이상)이 필요하며 매우 비효율적입니다. 멀티플렉싱은 의도된 실용적인 방법입니다.

Q: "발광 강도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미합니까?

A: 동일한 테스트 조건에서 하나의 세그먼트 또는 자릿수의 측정된 발광 강도가 다른 세그먼트 또는 자릿수의 강도의 두 배를 초과하지 않음을 의미합니다. 이는 장치 내에서 허용되는 최대 변동을 정의합니다.

12. 동작 원리

7세그먼트 디스플레이는 '8'자 모양으로 배열된 7개의 직사각형 LED 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정)와 소수점(DP)을 위한 추가 원형 LED로 구성됩니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 선택적으로 점등함으로써 모든 십진수 자릿수(0-9)와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. 이와 같은 멀티플렉스 공통 캐소드 설계에서는 모든 자릿수에 걸쳐 주어진 세그먼트 유형의 모든 애노드가 함께 연결됩니다(예: 모든 'A' 세그먼트 애노드). 각 자릿수는 자체 별도의 캐소드 연결을 가지고 있습니다. 숫자를 표시하기 위해 마이크로컨트롤러는 해당 자릿수에 필요한 세그먼트에 해당하는 애노드 라인을 활성화(하이로 설정)하고 동시에 해당 특정 자릿수의 캐소드 라인을 활성화(로우로 설정/전류 싱크)합니다. 이를 짧은 시간(예: 1-5 ms) 동안 유지한 다음 다음 자릿수로 이동하여 모든 자릿수를 빠르게 순환합니다. 인간 눈의 잔상 효과는 이러한 빠른 펄스를 안정적이고 연속적으로 켜진 듯한 다중 자릿수 숫자로 혼합합니다.

13. 산업 동향 및 배경