LTS-3861JE LED 디스플레이 데이터시트 - 0.3인치 숫자 높이 - AlInGaP 적색 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-3861JE는 선명한 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 단일 숫자 7세그먼트 디스플레이 모듈입니다. 핵심 구성 요소는 특유의 밝은 적색 발광을 담당하는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 소재입니다. 이 장치는 흰색 세그먼트 표시가 있는 밝은 회색 전면을 특징으로 하여 가독성을 향상시키는 우수한 대비를 제공합니다. 0.3인치(7.62mm)의 숫자 높이로, 다양한 전자 장비에 적합한 컴팩트하면서도 쉽게 읽을 수 있는 디스플레이 솔루션을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 디스플레이는 신뢰성과 효율성을 위해 설계되었습니다. 주요 장점으로는 낮은 전력 소비, 높은 밝기 출력, 넓은 시야각이 포함되어 다양한 각도에서 일관된 성능을 보장합니다. 백열등이나 진공 형광 디스플레이와 같은 구형 디스플레이 기술에 비해 우수한 수명과 충격 저항성을 제공하는 고체 상태 LED 기술을 활용합니다. 이 장치는 광도에 따라 분류되어 다중 숫자 애플리케이션에서 일관된 밝기 매칭을 가능하게 합니다. 주요 타겟 시장은 선명하고 신뢰할 수 있는 숫자 표시가 필요한 산업용 제어판, 시험 및 계측 장비, 소비자 가전 및 계측기 등을 포함합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

LTS-3861JE의 성능은 표준 조건(Ta=25°C)에서 측정된 일련의 전기 및 광학 파라미터로 정의됩니다. 이러한 파라미터를 이해하는 것은 적절한 회로 설계와 장기적인 신뢰성 보장에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 세그먼트당 전력 소산:70 mW. 이는 단일 점등 세그먼트가 안전하게 소산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA. 이는 멀티플렉싱이나 짧은 과구동에 사용되는, 일반적으로 1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭과 같은 조건에서 지정되는 최대 허용 펄스 전류입니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 전류는 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 0.28 mA/°C의 비율로 선형적으로 감소합니다.
• 세그먼트당 역방향 전압:5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 LED 접합이 손상될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안. 부품의 착석 평면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 측정됩니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 정상 작동 조건에서의 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 평균 광도(I_V):순방향 전류(I_F) 1mA에서 320 μcd(최소) ~ 800 μcd(일반) 범위입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 밝기를 측정합니다.
• 피크 발광 파장(λ_p):I_F=20mA에서 일반적으로 632 nm입니다. 이는 광 출력이 가장 큰 파장입니다.
• 주 파장(λ_d):I_F=20mA에서 일반적으로 624 nm입니다. 이는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 색상을 정의합니다.
• 스펙트럼 선 반치폭(Δλ):일반적으로 20 nm입니다. 이는 방출되는 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다.
• 세그먼트당 순방향 전압(V_F):I_F=20mA에서 일반적으로 2.6 V(최대 2.6V)입니다. 이는 LED가 전도될 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다.
• 세그먼트당 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 μA입니다.
• 광도 매칭 비율(I_V-m):최대 2:1. 이는 I_F=1mA에서 동일 장치 내 다른 세그먼트 간의 최대 허용 밝기 변동을 지정하여 균일한 외관을 보장합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTS-3861JE는 광도에 대한 분류 시스템을 채택합니다. 이는 장치가 표준 테스트 전류(일반적으로 1mA 또는 20mA)에서 측정된 광 출력을 기반으로 특정 빈으로 테스트 및 분류됨을 의미합니다. 이를 통해 설계자는 일관된 밝기 수준의 디스플레이를 선택할 수 있으며, 이는 고르지 않은 조명이 시각적으로 방해가 될 수 있는 다중 숫자 디스플레이에 매우 중요합니다. 특정 빈 코드는 이 데이터시트에 자세히 설명되어 있지 않지만, 이 관행은 디스플레이 내 모든 세그먼트와 시스템 내 여러 디스플레이 간에 성능이 밀접하게 일치하도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학 특성 곡선을 참조합니다. 이러한 그래프는 표의 단일 지점 데이터를 넘어 장치 동작을 이해하는 데 필수적입니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선)

이 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 양단 전압 간의 관계를 보여줍니다. 비선형적이며, 매우 적은 전류만 흐르는 문턱 전압(AlInGaP 적색의 경우 약 2V) 아래에서 나타납니다. 이 문턱값 이상에서는 전압이 약간 증가해도 전류가 급격히 증가합니다. 이러한 특성으로 인해 열 폭주 및 파괴를 방지하기 위해 LED와 직렬로 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용해야 합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력(밀리칸델라 또는 마이크로칸델라)이 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 설명합니다. 일반적으로 광도는 전류와 함께 증가하지만, 특히 가열 효과로 인해 효율이 떨어질 수 있는 높은 전류에서 관계가 완벽하게 선형적이지 않을 수 있습니다.

4.3 온도 의존성

여기에 명시적으로 그래프로 표시되지는 않았지만, 연속 순방향 전류의 감액(0.28 mA/°C)은 강한 온도 의존성을 나타냅니다. LED 순방향 전압은 일반적으로 온도가 증가함에 따라 감소하는 반면, 발광 효율도 감소합니다. 애플리케이션에서 적절한 열 관리는 성능과 수명을 유지하는 데 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LTS-3861JE는 표준 10핀 단일 숫자 패키지로 제공됩니다. 전체 높이, 너비, 숫자 창 크기, 핀 간격과 같은 모든 중요한 치수는 상세 도면에 제공됩니다. 달리 명시되지 않는 한 이러한 치수의 공차는 일반적으로 ±0.25 mm(0.01인치)입니다. 이 정보는 PCB 풋프린트 설계 및 최종 제품 외장 내 적절한 장착을 보장하는 데 중요합니다.

5.2 핀 연결 및 극성

이 장치는 커먼 애노드 구성을 가지고 있습니다. 이는 모든 LED 세그먼트의 애노드(양극 단자)가 내부적으로 커먼 핀(핀 1 및 핀 6)에 연결되어 있음을 의미합니다. 각 세그먼트(A, B, C, D, E, F, G 및 소수점 DP)에 대한 캐소드(음극 단자)는 개별 핀(핀 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10)으로 배출됩니다. 세그먼트를 점등하려면 커먼 애노드 핀을 LED의 순방향 전압보다 높은 전압원에 연결하고, 해당 캐소드 핀을 전류 제한 저항을 통해 접지(또는 더 낮은 전압)에 연결해야 합니다.

5.3 내부 회로도

데이터시트에는 커먼 애노드 아키텍처를 시각적으로 확인할 수 있는 내부 회로도가 포함되어 있습니다. 이는 10개의 핀이 7개의 주요 세그먼트(A-G) 및 소수점(DP)의 애노드 및 캐소드에 어떻게 상호 연결되는지를 보여줍니다. 이 다이어그램은 문제 해결 및 전기적 레이아웃 이해를 위한 귀중한 참고 자료입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

솔더링에 대한 절대 최대 정격이 명확히 명시되어 있습니다: 패키지 본체 아래 1.6mm 지점에서 측정 시 최대 3초 동안 최고 온도 260°C입니다. 이는 표준 무연 리플로우 솔더링 프로파일과 호환됩니다. 내부 LED 칩, 와이어 본드 또는 플라스틱 패키지 재료의 손상을 방지하기 위해 이러한 한계를 준수하는 것이 중요합니다. 고온에 장시간 노출되면 렌즈의 황변, 박리 또는 순방향 전압 증가를 초래할 수 있습니다. 권장 저장 조건은 수분 흡수를 방지하기 위해 지정된 온도 범위인 -35°C ~ +105°C 내의 건조 환경입니다.

7. 애플리케이션 제안

7.1 일반적인 애플리케이션 회로

LTS-3861JE와 같은 커먼 애노드 디스플레이에 대한 가장 일반적인 구동 방법은 멀티플렉싱이며, 특히 여러 숫자가 사용될 때 그렇습니다. 마이크로컨트롤러는 각 숫자의 커먼 애노드를 순차적으로 활성화하면서 캐소드 라인에 해당 숫자의 세그먼트 패턴을 출력합니다. 이는 필요한 I/O 핀 수를 크게 줄입니다. 각 캐소드 라인에는 직렬 전류 제한 저항이 있어야 합니다. 저항 값은 공식 R = (V_공급- V_F) / I_F을 사용하여 계산됩니다. 여기서 V_F는 LED의 순방향 전압(예: 2.6V)이고 I_F는 원하는 순방향 전류(예: 10-20 mA)입니다.

7.2 설계 고려사항

• 전류 제한:항상 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. LED를 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 즉시 고장납니다.
• 열 소산:세그먼트당 전력 소산은 낮지만, 높은 피크 전류가 있는 멀티플렉싱 애플리케이션에서는 평균 전력과 온도 감액을 준수해야 합니다.
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만, 기계적 설계 시 주 시청 방향을 고려하여 대비와 가독성을 극대화하십시오.
• ESD 보호:AlInGaP LED는 정전기 방전(ESD)에 민감할 수 있습니다. 조립 시 표준 ESD 처리 주의 사항을 구현하십시오.

8. 기술 비교

갈륨 비소 포스파이드(GaAsP)와 같은 구형 적색 LED 기술과 비교하여, AlInGaP는 훨씬 높은 발광 효율을 제공하여 동일한 전류에서 더 밝은 디스플레이 또는 더 낮은 전력에서 유사한 밝기를 제공합니다. 또한 더 나은 색 순도(더 포화된 적색)와 온도 및 시간에 따른 안정성을 제공합니다. 사이드 글로우 또는 도트 매트릭스 디스플레이와 비교하여, 7세그먼트 형식은 드라이버 복잡성을 최소화하면서 숫자 및 제한된 영숫자 문자 표시에 최적화되어 있습니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 두 개의 커먼 애노드 핀(핀 1 및 핀 6)의 목적은 무엇입니까?

A: 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 사용하면 총 애노드 전류(여러 점등 세그먼트의 전류 합계일 수 있음)를 분산시키고 PCB상의 기계적 안정성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

Q: 레벨 시프터 없이 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 디스플레이를 구동할 수 있습니까?

A: 가능성은 있지만, 순방향 전압을 확인해야 합니다. 일반적인 V_F가 2.6V인 경우, 전류 제한 저항 양단의 전압 강하는 0.7V(3.3V - 2.6V)에 불과합니다. 10mA 전류의 경우, 이는 매우 작은 저항(70옴)이 필요합니다. V_F또는 공급 전압의 작은 변동으로 인해 전류가 크게 변할 수 있습니다. 5V 공급이 더 일반적이며 안정적인 전류 제어를 위한 더 나은 헤드룸을 제공합니다.

Q: "광도 분류"가 제 설계에 어떤 의미가 있습니까?

A: 제품의 모든 숫자에서 균일한 밝기를 보장하기 위해 동일한 광도 빈에서 장치를 주문할 수 있음을 의미합니다. 균일성이 중요하지 않은 경우, 더 넓은 범위의 빈에서 디스플레이를 받을 수 있습니다.

10. 실제 사용 사례

사례: 디지털 멀티미터 디스플레이 설계:설계자가 3.5자리 멀티미터를 제작 중입니다. 그들은 4개의 LTS-3861JE 디스플레이(3개의 전체 숫자와 일반적으로 세그먼트 '1' 및 가능한 다른 세그먼트만 표시하는 "반" 숫자용 1개)를 사용할 것입니다. 마이크로컨트롤러는 디스플레이를 멀티플렉싱할 것입니다. 높은 밝기와 대비는 다양한 조명 조건에서 가독성을 보장합니다. 낮은 전력 소비는 휴대용 기기에서 배터리 수명을 극대화하는 목표와 일치합니다. 광도 분류는 한 숫자가 다른 숫자보다 눈에 띄게 어둡거나 밝게 나타나는 것을 방지하여 기기의 전문적인 외관과 가독성을 저하시키지 않도록 하는 데 중요합니다.

11. 작동 원리

LTS-3861JE는 반도체 p-n 접합에서의 전계 발광 원리를 기반으로 합니다. 활성 물질은 AlInGaP입니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP와 같은 직접 밴드갭 반도체에서 이 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 이 경우 약 624-632 nm의 적색입니다. 불투명한 GaAs 기판은 빛을 위쪽으로 반사시켜 장치 상단에서의 전체적인 광 추출 효율을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

12. 기술 동향

AlInGaP 기술은 적색, 주황색 및 노란색 LED를 위한 성숙하고 매우 효율적인 솔루션을 나타냅니다. 이러한 표시기에 대한 디스플레이 기술의 현재 동향은 더 낮은 전력 시스템을 가능하게 하는 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘)을 위한 지속적인 추진을 포함합니다. 더 작은 폼 팩터나 다른 시야 특성을 허용하기 위한 패키징 개발도 진행 중입니다. 이 세그먼트 디스플레이에 직접 적용되지는 않지만, 더 넓은 LED 산업에서는 시스템 설계를 단순화하는 드라이버 전자 장치를 LED 다이와 직접 통합하는(예: COB - 칩 온 보드 또는 통합 IC-LED 패키지) 추세를 보이고 있습니다. 7세그먼트 디스플레이의 경우, 고밝기 적색 애플리케이션을 위한 핵심 AlInGaP 기술은 입증된 신뢰성과 성능으로 인해 여전히 지배적인 선택입니다.