LTS-5001AJR LED 디스플레이 데이터시트 - 0.56인치 숫자 높이 - 슈퍼 레드 색상 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-5001AJR는 선명하고 밝으며 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고성능, 저전력 7세그먼트 숫자 디스플레이입니다. 이 장치의 주요 기능은 개별적으로 제어되는 LED 세그먼트를 사용하여 숫자(0-9)와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치는 고효율 적색광을 생성하는 것으로 알려진 첨단 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용하여 제작되었습니다. 디스플레이는 밝은 회색 전면과 흰색 세그먼트를 특징으로 하여 가독성을 향상시키기 위한 우수한 대비를 제공합니다. 이 부품은 생산 배치 간 밝기의 일관성을 보장하기 위해 광도에 따라 분류됩니다. 이 구성 요소는 공간, 전력 효율 및 가시성이 중요한 요소인 광범위한 전자 장비에 통합하기에 이상적입니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이 기능의 핵심입니다. 표준 주변 온도 25°C에서 측정된 주요 파라미터는 시각적 출력을 정의합니다.

• 평균 광도 (I_V):이 파라미터는 각 세그먼트의 밝기를 지정합니다. 1mA의 일반적인 순방향 전류(I_F)에서 광도는 최소 320 μcd(마이크로칸델라)에서 최대 700 μcd까지 범위를 가집니다. 이 저전류, 고휘도 특성은 배터리 구동 장치에 있어 상당한 이점입니다.
• 피크 방출 파장 (λ_p):방출된 빛의 피크 파장은 639 나노미터로, 가시 스펙트럼의 "슈퍼 레드" 부분에 확실히 위치합니다. 이 특정한 빨간색 음영은 높은 가시성과 눈에 띄는 특성 때문에 종종 선택됩니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm에서 이 값은 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다. 더 좁은 반폭은 더 단색광을 나타내지만, 이 값은 표준 LED 디스플레이에 일반적이며 특징적인 빨간색에 기여합니다.
• 주 파장 (λ_d):631 nm에서 측정된 이 값은 인간의 눈이 인지하는 파장이며 "슈퍼 레드" 색상의 주요 설명자입니다.
• 광도 매칭 비율 (I_V-m):최대 2:1로 지정된 이 비율은 디스플레이 전체의 균일성을 보장합니다. 이는 동일한 구동 조건에서 가장 어두운 세그먼트의 밝기가 가장 밝은 세그먼트 밝기의 절반 이상이 되지 않음을 의미하여 고르지 않은 숫자 외관을 방지합니다.

2.2 전기적 특성

전기 사양은 장치가 어떻게 전원을 공급받는지와 작동 한계를 규정합니다.

• 세그먼트당 순방향 전압 (V_F):1mA 전류로 구동될 때 점등된 세그먼트 양단의 전압 강하는 일반적으로 2.0V에서 2.6V 사이입니다. 이 값은 전류 제한 회로 설계에 중요합니다.
• 세그먼트당 역방향 전류 (I_R):5V의 역방향 전압이 인가될 때, 누설 전류는 최대 100 μA입니다. 이는 회로 보호를 위한 중요한 파라미터입니다.

2.3 절대 최대 정격

이는 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 스트레스 한계입니다. 작동은 항상 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 세그먼트당 전력 소산:최대 70 mW.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:펄스 동작 시 90 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭).
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 정격은 주변 온도 25°C 이상에서 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 즉, 환경이 더 뜨거워질수록 허용 연속 전류가 감소함을 의미합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:최대 5 V.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C.
• 납땜 온도:이 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 거리에서 260°C의 납땜 온도를 3초 동안 견딜 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도에 따라 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 생산 후 분류 공정을 가리키며, 일반적으로 빈닝이라고 합니다. 제조 후, 개별 디스플레이는 측정된 광도에 따라 다른 그룹(빈)으로 테스트 및 분류됩니다. 이를 통해 고객은 일관된 밝기 수준의 제품을 받을 수 있습니다. 지정된 320-700 μcd의 광도 범위는 이 부품 번호에 사용 가능한 다른 빈에 걸친 분포를 나타낼 가능성이 높습니다. 설계자는 매우 균일한 외관이 필요한 응용 분야를 위해 더 좁은 빈을 지정할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

PDF는 일반적인 특성 곡선을 참조하지만, 제공된 텍스트에는 특정 그래프가 포함되어 있지 않습니다. 표준 LED 동작을 기반으로, 이러한 곡선은 일반적으로 상세한 회로 설계에 중요한 다음 관계를 설명할 것입니다:

• 순방향 전류 (I_F) 대 순방향 전압 (V_F):이 지수 곡선은 전압이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 이는 원하는 밝기 수준에 필요한 구동 전압을 결정하는 데 사용됩니다.
• 광도 (I_V) 대 순방향 전류 (I_F):이 일반적으로 선형적인 관계(작동 한계 내)는 밝기가 전류에 따라 어떻게 비례하는지 보여줍니다. 이는 특징에서 언급된 저전류(1mA)에서의 높은 효율을 확인시켜 줍니다.
• 광도 대 주변 온도:이 곡선은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 밝기가 어떻게 감소하는지 보여줄 것입니다. 이 감액을 이해하는 것은 고온 환경에서 작동하는 설계에 필수적입니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 걸친 상대적인 광 출력을 보여주는 그래프로, 지정된 20 nm 반폭으로 639 nm에서 피크를 가집니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 물리적 치수

이 장치는 0.56인치(14.22 mm) 숫자 높이 디스플레이로 설명됩니다. 상세한 기계 도면은 일반적으로 포함되어 있으며, 전체 패키지 길이, 너비 및 높이, 세그먼트 치수, 그리고 다중 숫자 유닛인 경우 숫자 간 간격을 보여줍니다. 도면은 달리 명시되지 않는 한 모든 치수가 밀리미터 단위이며 표준 공차는 ±0.25 mm임을 나타냅니다. 이 정보는 PCB(인쇄 회로 기판) 풋프린트 설계 및 최종 제품 외장 내 적절한 장착을 보장하는 데 중요합니다.

5.2 핀 구성 및 극성

LTS-5001AJR는 커먼 애노드 디스플레이입니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드(양극 단자)가 내부적으로 연결되어 공통 핀(핀 3 및 핀 8)으로 나옴을 의미합니다. 각 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G 및 소수점)에 대한 캐소드(음극 단자)는 개별 핀으로 나옵니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀이 더 낮은 전압(일반적으로 접지)에 연결되어야 하며, 공통 애노드 핀은 전류 제한 저항을 통해 양의 전압이 공급되어야 합니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1 (E 캐소드), 핀 2 (D 캐소드), 핀 3 (커먼 애노드), 핀 4 (C 캐소드), 핀 5 (DP 캐소드), 핀 6 (B 캐소드), 핀 7 (A 캐소드), 핀 8 (커먼 애노드), 핀 9 (F 캐소드), 핀 10 (G 캐소드).

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격은 주요 납땜 파라미터를 제공합니다: 장치는 패키지 본체 아래 1.6mm에서 측정하여 260°C의 피크 온도를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 표준 무연 리플로우 납땜 프로파일과 호환됩니다. 설계자는 리플로우 오븐의 열 프로파일이 이 한계를 초과하지 않도록 해야 합니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장을 위해서는 건조한 환경에서 지정된 -35°C ~ +85°C 범위를 유지해야 합니다.

7. 응용 권장사항

7.1 일반적인 응용 시나리오

이 디스플레이는 테스트 및 측정 장비(멀티미터, 오실로스코프), 산업용 제어 패널, 의료 기기, 소비자 가전(오디오 증폭기, 시계 라디오), 자동차 애프터마켓 디스플레이 및 계기판을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 응용 분야에 적합합니다. 낮은 전력 요구 사항으로 인해 휴대용, 배터리 구동 장치에 이상적입니다.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한:세그먼트를 통과하는 전류를 제한하기 위해 각 커먼 애노드 연결에 직렬 저항을 항상 사용하십시오. 저항 값은 공식 R = (V_공급- V_F) / I_F을 사용하여 계산됩니다. 5V 공급 전압, 2.2V의 V_F, 그리고 원하는 5mA의 I_F에 대해 저항은 (5 - 2.2) / 0.005 = 560 Ω이 됩니다.
• 멀티플렉싱:여러 숫자를 구동하기 위해 멀티플렉싱 기술이 일반적으로 사용됩니다. 이는 각 숫자의 커먼 애노드에 전원을 빠르게 순환시키면서 해당 숫자에 대한 해당 세그먼트 데이터를 표시하는 것을 포함합니다. 이는 필요한 마이크로컨트롤러 I/O 핀 수를 크게 줄입니다.
• 시야각:"넓은 시야각" 기능은 디스플레이가 날카로운 축외 각도에서 볼 때도 읽을 수 있음을 의미하며, 이는 패널 장착 장치에 중요합니다.
• 열 관리:장치가 저전력이지만, 25°C 이상에서 전류 감액 사양을 준수하는 것은 장기적인 신뢰성, 특히 밀폐되거나 고온 환경에서 매우 중요합니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTS-5001AJR의 주요 차별화 요소는 AlInGaP 기술 사용과 최적화된 저전류 성능입니다. 오래된 GaAsP 또는 GaP LED 디스플레이와 비교하여, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 훨씬 낮은 전류에서 동등한 밝기를 제공합니다. 우수한 저전류 특성(세그먼트당 1mA까지)을 위한 특정 설계는 사용 가능한 밝기를 달성하기 위해 더 높은 구동 전류가 필요한 디스플레이와 차별화되며, 전력 민감 설계에 더 우수한 선택입니다. 연속 균일한 세그먼트와 높은 대비비는 가시적인 세그먼트 접합부나 낮은 대비를 가진 디스플레이와 비교하여 더 전문적이고 가독성이 높은 외관에 기여합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 디스플레이를 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 모든 세그먼트가 동시에 점등될 때 안전하게 충분한 전류(최대 연속 25mA)를 공급하거나 싱크할 수 없으며 전압 조정을 제공하지 않습니다. 더 높은 전류를 처리하는 트랜지스터(커먼 애노드용) 및/또는 드라이버 IC(74HC595 시프트 레지스터 또는 전용 LED 드라이버와 같은)를 제어하기 위해 마이크로컨트롤러를 사용해야 합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이는 무엇인가요?

A: 피크 파장은 LED가 가장 많은 광 출력을 방출하는 단일 파장입니다. 주 파장은 인간의 눈에 LED 출력과 동일한 색상으로 보일 단색광의 단일 파장입니다. LED의 경우 종종 가깝지만 동일하지는 않습니다.

Q: 순방향 전압에 범위(2.0V-2.6V)가 있습니다. 이것이 내 설계에 어떤 영향을 미치나요?

A: 최대 V_F(2.6V)에 대해 전류 제한 회로를 설계해야 하며, 이는 높은 V_F 유닛에 대해서도 전류를 구동하기에 충분한 전압이 사용 가능하도록 보장합니다. 일반적인 2.2V에 대해 설계하면, 2.6V V_F를 가진 유닛은 고정 저항 양단의 전압 강하가 더 작아져 전류가 낮아지므로 더 어두워집니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

시나리오: 저전력 디지털 온도계 설계.LTS-5001AJR는 훌륭한 선택입니다. 시스템은 3.3V 마이크로컨트롤러와 3V 코인 셀 배터리로 구동됩니다. 온도 센서가 데이터를 제공합니다. 마이크로컨트롤러는 멀티플렉싱 구성에서 4개의 I/O 핀을 사용하여 두 개의 7세그먼트 숫자(10의 자리와 1의 자리)를 구동합니다. 전류 제한 저항은 세그먼트당 2mA의 I_F에 대해 계산되어 배터리 수명을 극대화하면서도 좋은 가시성을 유지합니다(V_공급=3.3V, V_F=2.2V, R = (3.3-2.2)/0.002 = 550Ω). 디스플레이의 낮은 전류 요구 사항으로 인해 온도계는 단일 배터리로 몇 달 동안 작동할 수 있습니다. 높은 대비와 넓은 시야각은 다양한 조명 조건에서 온도를 쉽게 읽을 수 있도록 보장합니다.

11. 기술 원리 소개

7세그먼트 LED 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 발광 다이오드의 조립체입니다. 7개의 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정) 각각은 별도의 LED입니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 선택적으로 점등함으로써 모든 십진수(0-9)와 일부 문자를 형성할 수 있습니다. 기본 기술인 AlInGaP는 III-V족 반도체 화합물입니다. LED의 p-n 접합에 순방향 전압이 인가되면 전자와 정공이 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 재료의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 빛의 파장(색상), 이 경우 빨간색을 결정합니다. "슈퍼 레드" 지정은 높은 발광 효율을 가진 특정한, 더 깊은 빨간색 음영을 나타냅니다. 커먼 애노드 구성은 싱킹 전류 드라이버(많은 마이크로컨트롤러 및 논리 IC와 같은)를 사용할 때 구동 회로를 단순화합니다.

12. 기술 동향

7세그먼트 디스플레이의 진화는 일반 LED 기술과 함께 계속되고 있습니다. 기본 폼 팩터는 유지되지만 동향은 다음과 같습니다: 1)더 높은 효율:지속적인 재료 과학 개선(더 진보된 InGaN 및 AlInGaP 구조와 같은)으로 더 낮은 전류에서 더 밝은 디스플레이를 생산하여 전력 소비를 더욱 줄입니다. 2)소형화:소형 장치를 위한 더 작은 숫자 높이와 더 미세한 피치를 가진 디스플레이가 개발되고 있습니다. 3)통합:드라이버 전자 장치는 점점 더 디스플레이 모듈 자체에 통합되어 호스트 시스템에 대한 인터페이스를 간단한 디지털 통신(I2C, SPI)으로 단순화합니다. 4)색상 옵션:빨간색은 가시성과 효율성으로 인해 여전히 인기가 있지만, 더 역동적인 응용 분야를 위한 풀컬러 RGB 7세그먼트 디스플레이도 사용 가능합니다. 5)대체 기술:일부 응용 분야, 특히 초저전력 또는 햇빛 가독성이 최우선인 경우 세그먼트 LCD 또는 OLED가 고려될 수 있지만, 종종 LED의 고유한 밝기와 견고성이 부족합니다.