LTS-10804JD-02J LED 디스플레이 데이터시트 - 1.0인치 자릿수 높이 - 하이퍼 레드(650nm) - 25mA 순방향 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-10804JD-02J는 선명하고 높은 가시성을 요구하는 숫자 표시 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자릿수, 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이입니다. 주요 기능은 전기 신호를 가시적인 숫자 문자(0-9) 및 일부 알파벳으로 변환하는 것입니다. 이 장치는 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장된 첨단 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 기술을 활용하여 특징적인 하이퍼 레드 발광을 생성합니다. 이 기술은 기존 LED 소재에 비해 효율성과 발광 강도에서 장점을 제공합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트 확산판이 있는 회색 전면판을 특징으로 하여 다양한 조명 조건에서 최적의 가독성을 위한 높은 대비를 제공합니다. 저전류 장치로 분류되어 에너지 소비 최소화가 중요한 배터리 구동 또는 전력 민감도가 높은 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 장점

이 디스플레이는 성능과 애플리케이션 범위를 정의하는 몇 가지 주요 특징을 포함합니다:

• 1.0인치 (25.4 mm) 자릿수 높이:이 큰 문자 크기는 원거리에서도 우수한 가시성을 보장하여 패널 미터, 계측기 및 산업 제어 디스플레이에 이상적입니다.
• 연속 균일 세그먼트:세그먼트는 전체 표면에 걸쳐 고르게 빛을 방출하도록 설계되어 핫스팟을 제거하고 전문적이고 일관된 외관을 생성합니다.
• 저전력 요구사항:세그먼트당 일반적인 순방향 전류 20mA에서 동작하여 최소 전력을 소비하므로 휴대용 장치의 배터리 수명을 연장합니다.
• 고휘도 및 고대비:밝은 AlInGaP LED와 회색 전면/흰색 세그먼트 설계의 조합은 우수한 휘도와 대비비를 제공하여 어둡거나 밝은 환경 모두에서 가독성을 보장합니다.
• 넓은 시야각:광학 설계는 넓은 각도 범위에서 선명한 문자 인식을 가능하게 하여 사용성을 향상시킵니다.
• 휘도 강도 분류:70 mW. 이 한계를 초과하면 과열 및 LED 칩의 가속화된 열화를 초래할 수 있습니다.
• 무연 패키지 (RoHS 준수):구성은 유해 물질 제한 지침을 준수하여 엄격한 환경 규정이 있는 시장에서 판매되는 제품에 사용하기에 적합합니다.

1.2 장치 식별 및 구성

부품 번호 LTS-10804JD-02J는 장치에 대한 구체적인 정보를 제공합니다. 이는 공통 애노드 구성을 나타내며, 모든 LED 세그먼트의 애노드가 내부적으로 연결되어 공통 핀으로 나옴을 의미합니다. 이 구성은 다중 자릿수 디스플레이에서 멀티플렉싱을 단순화합니다. \"Rt. Hand Decimal\"은 오른쪽 소수점(DP) 세그먼트 포함을 나타냅니다. AlInGaP 하이퍼 레드 칩의 사용으로 약 639nm의 주 파장이 생성되며, 이는 가시 스펙트럼의 진한 빨간색 부분에 해당합니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

이 섹션은 데이터시트에 정의된 장치의 전기적 및 광학적 특성에 대한 상세하고 객관적인 분석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 동작을 위한 것이 아닙니다.

• 세그먼트당 전력 소산: mW. Exceeding this limit can cause overheating and accelerated degradation of the LED chip.
• 세그먼트당 피크 순방향 전류:90 mA, 그러나 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서만 가능합니다. 이 정격은 짧고 고강도 점멸 애플리케이션과 관련이 있습니다.
• 세그먼트당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이 전류는 주변 온도(Ta)가 25°C 이상 증가함에 따라 0.33 mA/°C로 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서 허용 가능한 최대 연속 전류는 대략 다음과 같습니다: 25 mA - [0.33 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 5.2 mA.
• 세그먼트당 역전압:5 V. 이보다 높은 역바이어스 전압을 가하면 접합 파괴를 일으킬 수 있습니다.
• 동작 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 장치는 영구적 손상 없이 이러한 극한 온도를 견딜 수 있지만, 극한 온도에서의 성능은 지정된 일반 파라미터를 벗어날 것입니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C)

이 파라미터들은 정상 동작 조건에서 장치의 성능을 정의합니다.

• 평균 휘도 강도 (Iv):IF=1mA에서 2000-3300 ucd (마이크로칸델라). 이는 인간의 눈이 인지하는 밝기의 측정치입니다. 넓은 범위는 일반적인 분포를 나타냅니다; 정확한 매칭을 위해서는 빈닝 정보를 참조하십시오.
• 피크 발광 파장 (λp):650 nm. 이는 스펙트럼 전력 출력이 가장 높은 파장입니다.
• 주 파장 (λd):639 nm. 이는 방출된 빛의 색상과 가장 잘 일치하는 인간의 눈이 인지하는 단일 파장으로, 진하고 포화된 빨간색입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):20 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타냅니다; 더 좁은 폭은 더 단색(순수한 색상) 출력을 의미합니다.
• 칩당 순방향 전압 (VF):IF=20mA에서 2.10V ~ 2.60V. 이는 동작 시 LED 양단의 전압 강하입니다. 회로 설계는 일관된 전류 구동을 보장하기 위해 이 범위를 고려해야 합니다.
• 세그먼트당 역전류 (IR):VR=5V에서 최대 100 µA. 이는 테스트 목적만을 위한 누설 전류 사양입니다; 장치는 연속 역바이어스 동작을 위한 것이 아닙니다.
• 휘도 강도 매칭 비율:유사한 광 영역의 세그먼트에 대해 최대 2:1. 이는 동일 조건에서 가장 어두운 세그먼트가 가장 밝은 세그먼트의 절반 이상 밝지 않음을 의미하여 문자 균일성을 보장합니다.
• 크로스 토크:사양은 2.50% 미만입니다. 이는 인접한 전원이 공급된 세그먼트로부터의 전기적 또는 광학적 누설로 인해 꺼져야 할 세그먼트에서 원치 않는 빛 방출을 의미합니다.

3. 기계적 및 패키징 정보

3.1 패키지 치수 및 공차

디스플레이의 물리적 외형은 PCB 레이아웃 및 기계적 통합에 중요합니다. 데이터시트의 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 다르게 명시되지 않는 한 모든 주요 치수는 ±0.25mm의 공차를 가집니다.
• 핀 끝 이동 공차는 ±0.4 mm이며, PCB 홀 배치 시 고려해야 합니다.
• 핀에 대한 권장 PCB 홀 직경은 납땜을 위한 적절한 맞춤을 보장하기 위해 1.40 mm입니다.
• 시각적 결함에 대한 품질 관리 기준이 정의됩니다: 세그먼트 상의 이물질(≤10 mils), 세그먼트 재료 내 기포(≤10 mils), 반사판 굽힘(길이의 ≤1%), 표면 잉크 오염(≤20 mils).

3.2 핀 연결 및 내부 회로

장치는 14핀 구성을 가집니다. 내부 회로도는 공통 애노드 구조를 보여줍니다. 핀아웃은 다음과 같습니다:

• 핀 4 및 11: 공통 애노드 (CA). 이들은 내부적으로 연결되어 있습니다.
• 세그먼트 캐소드: 핀 1 (E), 핀 2 (D), 핀 5 (C), 핀 6 (DP), 핀 8 (B), 핀 9 (A), 핀 12 (F), 핀 14 (G).
• 연결 없음 (NC): 핀 3, 7, 10, 13. 이 핀들은 물리적으로 존재하지만 내부 전기적 연결이 없습니다.

이 핀아웃은 많은 단일 자릿수, 공통 애노드 디스플레이에 표준이며, 설계 이식성에 도움이 됩니다. 두 개의 공통 애노드 핀(4 및 11)은 더 유연한 PCB 배선을 허용하고 전류 분배 균형을 맞추는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 납땜 및 조립 지침

4.1 납땜 프로파일 및 조건

적절한 납땜은 열 손상을 방지하는 데 필수적입니다. 데이터시트는 두 가지 방법을 명시합니다:

• 자동 (웨이브) 납땜:장치는 260°C에서 최대 5초 동안 장착 평면 아래 1/16인치(≈1.6mm)의 납땜 온도에 노출될 수 있습니다. 이 과정에서 장치 본체 자체의 온도는 최대 정격 온도를 초과해서는 안 됩니다.
• 수동 납땜:핸드 납땜의 경우, 납땜 인두 팁은 350°C ±30°C에서 최대 5초 동안 장착 평면 아래 1/16인치에 적용되어야 합니다. 더 높은 온도에서의 짧은 시간은 과열을 피하기 위해 조작자의 주의가 필요합니다.

주요 위험은 리드 프레임을 따라 전달되는 과도한 열이 에폭시 패키지 또는 LED 칩을 핀에 연결하는 내부 와이어 본드를 손상시키는 것입니다.

5. 신뢰성 및 환경 테스트

장치는 장기 성능과 내구성을 보장하기 위해 일련의 표준화된 테스트를 거칩니다. 테스트 조건은 확립된 군사(MIL-STD), 일본 산업(JIS) 및 내부 표준을 참조합니다.

• 동작 수명 (RTOL):실온에서 최대 정격 전류로 1000시간 연속 동작. 성능은 열화를 모니터링하기 위해 간격(0, 168, 500, 800, 1000시간)으로 확인됩니다.
• 환경 스트레스 테스트:이들에는 고온/고습 저장(65°C, 90-95% RH, 500h), 고온 저장(105°C, 1000h), 저온 저장(-35°C, 1000h), 온도 사이클링(-35°C와 105°C 사이 30 사이클), 열 충격(-35°C와 105°C 사이 30 사이클)이 포함됩니다.
• 납땜성 테스트:납땜 저항(260°C, 10초) 및 납땜성(245°C, 5초)은 핀이 조립 공정을 견디고 적절한 납땜 접합부를 형성할 수 있음을 검증합니다.

이러한 테스트들은 수년간의 현장 동작과 가혹한 저장 조건을 시뮬레이션하여 구성품의 견고성에 대한 신뢰를 제공합니다.

6. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

6.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

큰 자릿수 크기, 높은 대비 및 저전력 소비로 인해 LTS-10804JD-02J는 다음과 같은 용도에 매우 적합합니다:

• 테스트 및 측정 장비:디지털 멀티미터, 주파수 카운터, 전원 공급 장치.
• 산업 제어:공정 변수 디스플레이(온도, 압력, 유량), 타이머 판독값, 카운터 디스플레이.
• 소비자 가전:빈티지 스타일 시계, 오디오 장비 디스플레이(예: 앰프 출력 레벨), 가전 제어 패널.
• 자동차 애프터마켓:높은 가시성이 요구되는 게이지 및 판독값.

6.2 중요한 설계 고려사항

데이터시트는 설계 엔지니어를 위한 중요한 주의사항을 포함합니다:

• 구동 전류 및 온도:권장 연속 순방향 전류 또는 동작 온도를 초과하면 광 출력 열화(루멘 감소)가 가속화되고 조기 고장을 일으킬 수 있습니다. 전류 대 온도의 감액 곡선을 엄격히 따라야 합니다.
• 회로 보호:구동 회로는 전원 켜기 또는 종료 순서 중 발생할 수 있는 역전압 및 전압 변동에 대한 보호를 포함해야 합니다. 간단한 직렬 저항기는 변동 보호에 불충분합니다; 다이오드 또는 더 복잡한 회로가 필요할 수 있습니다.
• 정전류 구동:일관된 밝기와 단위 간 및 온도에 따른 순방향 전압(VF) 변동의 영향을 완화하기 위해, 간단한 전류 제한 저항보다 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다. 이는 VF 이동에 관계없이 각 세그먼트가 의도된 전류를 받도록 보장합니다.
• 순방향 전압 범위:전원 공급 장치 또는 드라이버 회로는 모든 조건에서 목표 구동 전류를 전달할 수 있도록 전체 VF 범위(20mA에서 2.10V ~ 2.60V)를 수용하도록 설계되어야 합니다. 직렬 저항기가 있는 전압 소스를 사용하는 경우, 공급 전압은 최대 VF와 저항기 강하를 극복할 수 있을 만큼 충분히 높아야 합니다.

7. 성능 곡선 분석 및 기술 비교

7.1 일반 곡선 해석

구체적인 그래프는 제공된 텍스트에 상세히 설명되지 않았지만, 이러한 장치에 대한 일반적인 데이터시트는 다음을 포함합니다:

• 상대 휘도 강도 대 순방향 전류 (I_Vvs. I_F):이 곡선은 일반적으로 낮은 전류에서 선형이지만 높은 전류에서 포화 또는 준선형 동작을 보일 수 있으며, 효율성을 위해 지정된 범위 내에서 동작해야 할 필요성을 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류 (V_Fvs. I_F):이는 다이오드의 지수 관계 특성을 보여줍니다. 곡선은 온도에 따라 이동합니다; 주어진 전류에 대해 V_F는 온도가 증가함에 따라 감소합니다.
• 상대 휘도 강도 대 주변 온도 (I_Vvs. T_a):광 출력은 일반적으로 주변 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 고온 환경에서 동작하는 애플리케이션에 중요합니다.
• 스펙트럼 분포:파장에 걸친 광 강도를 보여주는 그래프로, 650nm를 중심으로 일반적인 반폭 20nm를 가지며, 하이퍼 레드 색상을 확인시켜 줍니다.

7.2 다른 기술과의 차별화

다른 일반적인 세븐 세그먼트 디스플레이 기술과 비교:

• 표준 레드 GaAsP/GaP LED 대비:AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율(전류 1mA당 더 많은 광 출력)과 더 나은 고온 성능을 제공하여 더 밝은 디스플레이와 더 낮은 전력 소비 또는 더 긴 수명을 가져옵니다.
• LCD 대비:LED는 자체 발광(자체 빛을 생성)하여 백라이트 없이도 어둠 속에서 선명하게 보입니다. 또한 훨씬 더 넓은 시야각과 더 빠른 응답 시간을 가집니다. 그러나 일반적으로 반사형 LCD보다 더 많은 전력을 소비합니다.
• VFD(진공 형광 디스플레이) 대비:LED는 고체 상태로 더 견고하며, 더 낮은 동작 전압이 필요하고, 더 긴 동작 수명을 가집니다. VFD는 다른 미학(종종 청록색)과 매우 넓은 시야각을 제공할 수 있습니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 전원과 저항기로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 네, 하지만 신중한 계산이 필요합니다. 20mA 세그먼트 전류와 일반적인 V_F2.4V의 경우, 직렬 저항 값은 R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 옴이 됩니다. 최악의 조건에서 20mA에 도달하기에 충분한 전압이 이용 가능하도록 최대 V_F(2.6V)를 사용해야 합니다: R_min = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 옴. 120옴 저항기는 최소 20mA를 제공할 것입니다. 그러나 밝기는 V_F.

Q: 왜 두 개의 공통 애노드 핀(4와 11)이 있나요?

A> 그들은 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 가지는 것은 기계적 안정성을 제공하고, 트레이스 저항을 줄이기 위해 양면 PCB 배선을 허용하며, 모든 점등된 세그먼트의 전류 합을 운반하는 공통 애노드 연결에서의 열 방산에 도움이 됩니다.

Q: \"연결 없음\" 핀의 목적은 무엇인가요?

A> 그들은 표준 14핀 DIP(듀얼 인라인 패키지) 풋프린트를 유지하기 위한 자리 표시자입니다. 이는 디스플레이가 다른 14핀 장치 또는 다른 내부 구성(예: 공통 캐소드)을 가진 디스플레이용으로 설계된 소켓 및 PCB 레이아웃과 물리적으로 호환되도록 합니다.

Q: 소수점은 어떻게 제어하나요?

A> 소수점(DP)은 단순히 또 다른 LED 세그먼트이며, 자체 캐소드(핀 6)에 의해 제어됩니다. 이를 점등하려면, 다른 세그먼트(A-G)와 마찬가지로 공통 애노드(핀 4/11)를 양전압에 연결하고 적절한 전류 제한 저항기 또는 드라이버를 통해 핀 6에서 접지로 전류를 싱크하면 됩니다.