LTS-4301JG LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 디지트 높이 - AlInGaP 녹색 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4301JG는 선명하고 밝으며 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 응용 분야를 위해 설계된 소형 고성능 단일 자릿수 숫자 디스플레이 모듈입니다. 그 핵심 기능은 7개의 개별 제어 가능한 세그먼트와 소수점을 사용하여 숫자 0-9와 일부 제한된 영숫자 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치는 공간이 제한적이지만 가독성이 최우선인 광범위한 전자 장비에 통합되도록 설계되었습니다.

이 디스플레이는 발광 소자에 첨단 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 기술을 활용합니다. 이 물질 시스템은 적색, 주황색, 호박색 및 황록색 스펙트럼에서 고효율 발광을 생성하는 것으로 유명합니다. 이 특정 장치에서는 독특한 녹색을 생성하도록 조정되었습니다. 불투명한 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 AlInGaP를 사용하는 것은 디스플레이의 높은 명암비에 기여합니다. 기판이 내부 빛 산란을 방지하는 데 도움을 주어, 불이 켜지지 않은 "회색 면"은 어둡게, 불이 켜진 "흰색 세그먼트"는 밝고 선명하게 보이게 합니다.

이 부품의 목표 시장은 산업용 제어판, 시험 및 계측 장비, 가전제품, 자동차 계기판(보조 디스플레이용), 의료 기기 및 판매 시점 단말기를 포함하여 광범위합니다. 그 핵심 가치 제안은 진공 형광 디스플레이(VFD) 또는 백열등과 같은 오래된 디스플레이 기술에 비해 고체 상태의 신뢰성과 상대적으로 낮은 전력 소비를 유지하면서 고휘도, 우수한 명암비 및 넓은 시야각으로 특징지어지는 우수한 시각적 성능 패키지를 제공하는 데 있습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 광학 특성

광학 성능은 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다.평균 광도(Iv)는 순방향 전류(I_F) 1 mA에서 전형값 850 µcd(마이크로칸델라)로 지정됩니다. 최소값은 320 µcd이며, 표에는 최대값이 지정되지 않아 목표 지향적 사양임을 나타냅니다. 이 파라미터는 표준 동작 조건에서 세그먼트의 인지된 밝기를 정의합니다. 측정은 CIE 명시 광도 함수에 보정된 센서와 필터를 사용하여 수행되며, 이는 정상 조명 조건에서 인간 눈의 스펙트럼 감도를 모방하여 보고된 값이 시각적 인지와 직접적으로 상관관계를 가지도록 보장합니다.

색상 특성은 파장 파라미터로 정의됩니다.최대 방출 파장(λ_p)는 571 nm이며, 이는 광 출력이 최대가 되는 파장입니다.주 파장(λ_d)는 572 nm입니다; 이는 LED 출력의 인지된 색상과 가장 근접하게 일치하는 단일 파장의 단색광입니다. 이 두 값(571 nm 대 572 nm)의 근접성은 물리적 피크와 인지된 색조 사이의 최소한의 이동을 가진 스펙트럼적으로 순수한 녹색을 나타냅니다.스펙트럼 선 반치폭(Δλ)는 15 nm이며, 방출된 빛의 강도가 최대값의 절반 이상인 대역폭을 나타냅니다. 더 좁은 반치폭은 일반적으로 더 포화되고 순수한 색상을 나타냅니다.

광도 매칭 비율(I_V-m)는 최대 2:1로 지정됩니다. 이는 디스플레이 균일성을 위한 중요한 파라미터로, 동일한 조건에서 구동될 때 단일 숫자 내 가장 어두운 세그먼트와 가장 밝은 세그먼트 사이의 밝기 차이가 두 배를 초과하지 않도록 보장합니다. 이 비율은 일관되고 전문적으로 보이는 숫자 문자를 달성하는 데 중요합니다.

2.2 전기적 특성

전기적 사양은 신뢰할 수 있는 사용을 위한 동작 경계와 조건을 정의합니다.세그먼트당 순방향 전압(V_F)는 I_F=20 mA에서 전형값 2.6V, 최대값 2.6V를 가집니다. 최소값은 2.05V로 나열됩니다. 이 순방향 전압은 AlInGaP 기술의 특징이며, 각 세그먼트에 대한 전류 제한 회로(일반적으로 저항)를 설계하는 데 중요합니다.

The세그먼트당 역전류(I_R)는 역전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA입니다. 이 파라미터는 LED가 역바이어스될 때의 누설 전류 수준을 나타내며, 고체 상태 장치의 경우 일반적으로 매우 낮습니다.

절대 최대 정격은 장치 생존을 위한 강성 한계를 설정합니다. 주요 정격은 다음과 같습니다:
- 세그먼트당 연속 순방향 전류:25 mA (25°C부터 선형적으로 디레이팅).
- 세그먼트당 피크 순방향 전류:60 mA (펄스 조건에서 허용: 1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭).
- 세그먼트당 전력 소산:70 mW.
- 세그먼트당 역전압:5 V.
이 한계를 동작하거나 초과하면 LED 칩에 영구적인 손상의 위험이 있습니다.

2.3 열 및 환경 특성

이 장치는동작 온도 범위-35°C ~ +85°C로 정격되어 있습니다. 이 넓은 범위는 얼어붙는 실외 조건부터 뜨거운 산업 환경에 이르기까지 가혹한 환경의 응용 분야에 적합하게 합니다.저장 온도 범위는 동일합니다(-35°C ~ +85°C).

중요한 조립 파라미터는솔더링 온도사양입니다: 장치는 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm) 지점에서 260°C를 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 리플로우 솔더링 공정을 위한 표준 참조로, 플라스틱 패키지나 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 열 프로파일 설정을 제조사에게 안내합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 이 장치가광도에 대해 분류되었다고 명시합니다. 이는 제조사가 빈닝 또는 분류 공정을 사용함을 나타냅니다. LED 제조 과정에서는 에피택셜 성장과 칩 처리의 미세한 차이로 인해 출력에 자연적인 변동이 발생합니다. 고객에게 일관성을 보장하기 위해, 생산 후 LED는 테스트를 거쳐 주요 파라미터에 기반하여 서로 다른 "빈"으로 분류됩니다.

LTS-4301JG의 경우, 주요 빈닝 기준은 고정된 테스트 전류(아마도 1 mA 또는 20 mA)에서의 광도입니다. 장치들은 특정 주문 또는 배치 내의 모든 유닛이 정의된 범위 내의 광도를 가지도록 그룹화됩니다(예: 사양에 언급된 320-850 µcd 범위가 표준 빈을 나타낼 수 있으며, 더 좁은 서브-빈이 제공될 수도 있습니다). 이를 통해 설계자는 보장된 최소 밝기를 가진 디스플레이를 선택할 수 있어, 다중 자릿수 설치 시 모든 숫자에서 균일한 외관을 보장합니다. 이 간략한 데이터시트에 자세히 설명되지는 않았지만, 컬러 LED의 다른 일반적인 빈닝 파라미터로는 주 파장(색상 일관성 보장)과 순방향 전압이 포함될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는전형적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 텍스트 스니펫에 구체적인 그래프는 제공되지 않았지만, 이러한 장치의 표준 곡선은 일반적으로 다음을 포함합니다:

상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 그래프는 구동 전류에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. LED의 경우, 이 관계는 상당한 범위에서 일반적으로 선형적이지만, 열 효과와 효율 저하로 인해 매우 높은 전류에서 포화됩니다. 이 곡선은 설계자가 원하는 밝기를 제공하면서 장치에 과도한 스트레스를 주거나 수명을 단축시키지 않는 동작 전류를 선택할 수 있게 합니다.

순방향 전압 대 순방향 전류:이 곡선은 다이오드의 전형적인 지수 관계를 보여줍니다. 전원 공급 요구 사항을 결정하고 직렬 전류 제한 저항에 필요한 전압 강하를 계산하는 데 필수적입니다.

상대 광도 대 주변 온도:LED의 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 그 디레이팅을 정량화하여, 고온(예: 85°C)에서 남아 있는 광 출력의 백분율을 보여줍니다. 고온 환경에서 작동하는 응용 분야에서 디스플레이가 충분히 밝게 유지되도록 보장하는 데 중요합니다.

스펙트럼 분포 곡선:이것은 상대 강도 대 파장의 그래프로, 15 nm 반치폭을 가진 571-572 nm를 중심으로 한 종 모양의 곡선을 보여줍니다. 방출된 빛의 색 순도를 시각적으로 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

LTS-4301JG는 표준 단일 자릿수 7세그먼트 LED 패키지로 제공됩니다.패키지 치수도면이 참조되며, 달리 명시되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위와 ±0.25 mm의 표준 공차로 제공됩니다. 물리적 풋프린트와 세그먼트 배열은 쉬운 교체와 PCB 레이아웃을 위해 산업 표준 패턴을 따릅니다.

The핀 연결은 10핀 구성에 대해 명확히 정의됩니다. 이는공통 캐소드설계로, 모든 세그먼트와 소수점의 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 연결되어 두 개의 공통 핀(핀 3과 핀 8)으로 나옴을 의미합니다. 각 세그먼트 애노드(양극 단자)는 자체 전용 핀(핀 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10)을 가집니다. 핀 6은 특히 소수점(D.P.) 애노드를 위한 것입니다. 이 공통 캐소드 구성은 널리 사용되며, 특히 마이크로컨트롤러 I/O 포트와 멀티플렉싱 기술을 사용할 때 구동 회로를 단순화합니다.

The내부 회로도는 이 전기적 구성을 시각적으로 나타내며, 애노드가 분리되고 캐소드가 공통 핀에 함께 묶인 8개의 개별 LED(세그먼트 A-G 및 DP)를 보여줍니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

열 특성에서 언급된 바와 같이, 핵심 지침은 솔더링 온도 한계입니다:장착 평면 아래 1/16인치(1.6mm)에서 260°C, 3초. 이는 리플로우 솔더링 오븐이나 웨이브 솔더링 기계를 설정하는 공정 엔지니어에게 중요한 파라미터입니다. 열 프로파일은 장치 리드의 온도가 지정된 시간보다 길게 이 한계를 초과하지 않도록 설계되어 패키지 균열, 박리 또는 내부 다이 어태치 및 와이어 본드 손상을 방지해야 합니다.

LED 칩은 정전기에 민감하므로 취급 및 조립 중 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 정전기 방지 포장에 장치를 보관 및 취급하고 접지된 작업대를 사용하는 것이 권장됩니다.

솔더링 후 청소를 위해 장치의 플라스틱 재료(아마도 에폭시 또는 유사 재질)와 호환되는 표준 공정을 사용해야 합니다. 이소프로필 알코올이나 전용 전자 제품 세정제는 일반적으로 안전하지만, 강력한 용제를 사용하는 경우 호환성을 확인해야 합니다.

7. 응용 제안

7.1 전형적인 응용 회로

LTS-4301JG와 같은 공통 캐소드 디스플레이에 대한 가장 일반적인 구동 방법은 마이크로컨트롤러를 사용하는 것입니다. 각 세그먼트 애노드 핀은 전류 제한 저항을 통해 마이크로컨트롤러 출력 핀에 연결됩니다. 이 저항(R_limit)의 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. 5V 공급 전압, V_F2.6V, 원하는 I_F10 mA의 경우, 저항은 (5 - 2.6) / 0.01 = 240 옴이 됩니다. 두 공통 캐소드 핀은 함께 연결된 후 디스플레이를 활성화하기 위해 논리 LOW(0V)로 설정된 출력으로 구성된 마이크로컨트롤러 핀에 연결됩니다. 여러 자릿수를 구동하려면 멀티플렉싱이 사용됩니다: 모든 숫자의 세그먼트 라인은 병렬로 연결되고, 각 숫자의 공통 캐소드는 개별적으로 제어되어 한 번에 하나의 숫자만 빠르게 연속적으로 켭니다. 이는 상당한 수의 I/O 핀을 절약합니다.

정전류 구동이나 고성능 응용 분야의 경우, 전용 LED 드라이버 IC(MAX7219 또는 TM1637과 같은)를 사용할 수 있습니다. 이러한 칩은 멀티플렉싱, 전류 조절, 때로는 내부적으로 숫자 디코딩까지 처리하여 소프트웨어 및 하드웨어 설계를 크게 단순화합니다.

7.2 설계 고려사항

전류 제한:전류 제한 메커니즘(저항 또는 정전류 드라이버) 없이 LED를 전압원에 직접 연결하지 마십시오. 순방향 전압은 고정된 문턱값이 아니라 전류 흐름의 특성입니다; 제한이 없으면 전류가 파괴적으로 상승합니다.

밝기 제어:밝기는 두 가지 주요 방법으로 제어할 수 있습니다: 1) 순방향 전류 조정(전압 구동 방식에서 제한 저항 값 조정). 2) 세그먼트 또는 공통 캐소드 라인에서 펄스 폭 변조(PWM) 사용. PWM이 더 효율적이며 더 넓고 선형적인 디밍 범위를 제공합니다.

시야각:데이터시트는 "넓은 시야각"을 주장합니다. 최적의 가독성을 위해 디스플레이는 주 시야 방향이 디스플레이 면에 대략 수직이 되도록 장착해야 합니다. 넓은 각도는 축외 시야에 대한 유연성을 제공합니다.

열 방출:세그먼트당 전력 소산은 낮지만(최대 70 mW), 여러 세그먼트가 동시에 켜지는 멀티플렉싱 응용 분야에서는 패키지 내 총 전력이 누적될 수 있습니다. 특히 고주변 온도 환경에서 디스플레이가 밀폐된 경우 적절한 환기를 보장하십시오.

8. 기술 비교 및 장점

이전 7세그먼트 기술과 비교하여 LTS-4301JG는 뚜렷한 장점을 제공합니다:
- 백열등/램프 기반 디스플레이 대비:훨씬 낮은 전력 소비, 훨씬 긴 수명(수만 시간 대 수백/수천 시간), 더 높은 충격 및 진동 저항, 더 시원한 동작.
- 진공 형광 디스플레이(VFD) 대비:더 낮은 동작 전압(VFD의 경우 수십 볼트 대 2-5V), 더 간단한 구동 전자 장치, 필라멘트 전원 공급 장치 불필요, 일반적으로 고습도 환경에서 더 나은 성능. VFD는 더 넓은 시야각과 다른 색상(종종 청록색)을 제공할 수 있지만, LED는 일반적으로 더 견고합니다.
- 액정 디스플레이(LCD) 대비:LED는 발광성이며 따라서 자체 발광하여 백라이트 없이 저조도 및 무광 조건에서도 우수한 가시성을 제공합니다. 훨씬 빠른 응답 시간과 더 넓은 동작 온도 범위를 가집니다. 그러나 LCD는 정적 디스플레이 모드에서 상당히 적은 전력을 소비하며 더 복잡한 그래픽을 표시할 수 있습니다.

The use ofAlInGaP기술의 사용은 특히 오래된 GaP(갈륨 포스파이드) 녹색 LED와 비교하여 상당히 높은 광 효율을 제공하여 동일한 입력 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력에서 동일한 밝기를 제공합니다. 색상도 더 포화되고 시각적으로 매력적입니다.

9. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 두 개의 공통 캐소드 핀(핀 3과 핀 8)을 가진 목적은 무엇입니까?
A: 이는 주로 듀얼 인라인 패키지에서의 기계적 및 전기적 대칭을 위한 것입니다. 여러 세그먼트가 동시에 켜질 때 전류 분배를 균형 있게 하고 PCB 배선에 유연성을 제공합니다. 내부적으로 이 두 핀은 연결되어 있으므로, 하나만 사용하거나 둘 다 함께 묶어 사용할 수 있습니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러 시스템으로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?
A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 재계산해야 합니다. V_supply3.3V, V_F2.6V의 경우, 저항 양단의 전압은 0.7V에 불과합니다. 10 mA 전류의 경우 70 옴 저항(0.7V / 0.01A)이 필요합니다. 마이크로컨트롤러의 출력 핀이 필요한 전류를 싱크/소스할 수 있는지 확인하십시오.

Q: 광도가 µcd로 주어집니다. 실제로 그 밝기는 어느 정도입니까?
A: 850 µcd(0.85 mcd)는 소형 표시기 LED의 표준 밝기입니다. 정상 주변광 하에서 실내에서 보는 7세그먼트 디스플레이의 경우, 이는 선명하고 쉽게 읽을 수 있는 문자를 제공합니다. 햇빛에서 읽을 수 있는 응용 분야의 경우, 훨씬 더 높은 밝기(세그먼트당 수십 mcd)가 필요합니다.

Q: 설명에서 "Rt. Hand Decimal"은 무엇을 의미합니까?
A: 소수점이 숫자의 오른쪽에 위치함을 나타내며, 이는 숫자 디스플레이의 표준이자 가장 일반적인 배치입니다.

10. 동작 원리

기본 동작 원리는 반도체 p-n 접합의 전기발광에 기반합니다. AlInGaP 칩은 p형과 n형 반도체 물질의 층으로 구성됩니다. 접합의 내재 전위(대략 V_F)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서, 이러한 재결합의 상당 부분은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 물질의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 비율을 조정하여 결정 성장 과정 중에 설계됩니다.

7세그먼트 형식은 최소한의 독립 제어 요소(7개의 세그먼트와 소수점)를 사용하여 숫자를 표현하는 간단하고 효율적인 방법입니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 발광시켜 모든 십진수 숫자(0-9)와 일부 문자(A, C, E, F, H, L, P 등)를 형성할 수 있습니다.

11. 기술 동향

LTS-4301JG와 같은 개별 7세그먼트 LED 디스플레이는 단순성, 견고성 및 비용 효율성으로 인해 전용 숫자 표시 장치로 여전히 매우 관련성이 높지만, 더 넓은 디스플레이 기술 동향이 그 응용 분야에 영향을 미치고 있습니다.

통합:LED 숫자, 드라이버 IC, 때로는 마이크로컨트롤러를 단일 패키지에 포함하고 직렬 인터페이스(I2C, SPI)를 통해 통신하는 통합 디스플레이 모듈로의 추세가 있습니다. 이는 최종 사용자의 부품 수와 설계 복잡성을 줄입니다.

재료 진화:AlInGaP 기술은 성숙되었으며 적색-호박색-황색-녹색에 탁월합니다. 순수 녹색과 청록색의 경우, 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 기술이 종종 더 높은 효율을 제공합니다. 미래 디스플레이는 더 나은 성능을 위해 첨단 형광체 변환 LED 또는 마이크로 LED 어레이를 활용할 수 있습니다.

응용 분야 변화:복잡한 영숫자 또는 그래픽 정보의 경우, 도트 매트릭스 LED 디스플레이, OLED 또는 TFT LCD가 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 7세그먼트 디스플레이의 무적의 장점은 숫자에 대한 극도의 선명도, 초저가, 그리고 숫자만 표시해야 하는 응용 분야에서의 사용 편의성에 있으며, 이는 가까운 미래 계측기, 산업 제어 및 가전제품에서의 지속적인 사용을 보장합니다. 여기서의 동향은 더 높은 밝기, 더 낮은 전력 소비, 그리고 가능하면 이 고전적인 폼 팩터의 더 스마트하고 어드레서블한 버전으로 향하고 있습니다.