LTS-4301SW LED 디스플레이 데이터시트 - 0.4인치 자릿수 높이 - 흰색 세그먼트 - 검정색 전면 - 커먼 캐소드 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-4301SW는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자릿수, 7세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 7개의 개별 LED 세그먼트(A부터 G까지 라벨링)와 선택적 소수점(D.P.)을 선택적으로 점등하여 숫자 0-9와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치는 세그먼트 마스크 뒤에 장착되어 문자 요소를 형성하는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 흰색 LED 칩을 사용하여 제작되었습니다. 디스플레이는 검정색 전면을 특징으로 하여 점등된 흰색 세그먼트에 대해 높은 대비 배경을 제공하며, 다양한 조명 조건에서 가독성을 크게 향상시킵니다. 이 조합은 특히 거리에서나 주변광에서 가독성이 중요한 애플리케이션에서 효과적입니다.

이 디스플레이의 핵심 장점은 응집력 있는 숫자 모양을 만드는 연속적이고 균일한 세그먼트를 통해 달성된 우수한 문자 외관을 포함합니다. 표준 테스트 조건에서 칩당 일반적인 발광 강도가 최대 28,000 mcd에 달하는 높은 밝기 출력을 제공하여 밝은 환경에서도 가시성을 보장합니다. 130도의 넓은 시야각(2\u03c6_1/2)은 축외 위치에서도 선명한 가독성을 허용하여, 시야각이 정면이 아닐 수 있는 패널 미터, 계측기, 소비자 가전 및 산업용 제어 패널에 적합하게 만듭니다. 또한, 세그먼트당 낮은 전력 요구 사항은 에너지 효율적인 설계에 기여합니다.

1.1 기술 파라미터 심층 목적 해석

1.1.1 광도 및 광학적 특성

핵심 광도 파라미터는 평균 발광 강도(I_V)입니다. 사용된 흰색 InGaN 칩의 경우, 순방향 전류(I_F) 10 mA로 구동할 때 일반적인 값은 28,000 밀리칸델라(mcd)입니다. 지정된 최소값은 13,700 mcd입니다. 이 파라미터는 CIE 명시야 눈 반응 곡선을 근사하는 센서와 필터 조합을 사용하여 측정되며, 보고된 밝기가 인간의 시각적 지각과 상관관계가 있도록 보장합니다. 넓은 130도 시야각은 발광 강도가 피크 값(축상)의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 이 사양은 최종 사용자에 대한 효과적인 시야 원뿔을 결정하는 데 중요합니다.

색도 좌표는 x=0.294 및 y=0.286(I_F=5mA에서 측정)으로 제공됩니다. CIE 1931 색도도에서의 이러한 좌표는 방출된 빛의 백색점을 정의합니다. 제공된 값은 쿨 화이트 색온도를 시사합니다. 유사한 광역에 대한 발광 강도 매칭 비율은 최대 2:1로 지정됩니다. 이는 동일한 구동 조건에서 가장 어두운 세그먼트/칩과 가장 밝은 세그먼트/칩 사이의 밝기 차이가 두 배를 초과하지 않아야 함을 의미하며, 점등된 숫자의 균일한 외관을 보장합니다.

1.1.2 전기적 파라미터

LED 칩당 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 3.15V로 측정되며, 테스트 전류 5 mA에서 2.70V에서 3.15V까지의 범위를 가집니다. 설계자는 구동 회로를 설계할 때 이 전압 강하를 고려해야 합니다. 역방향 전류(I_R)는 역바이어스 5V가 인가될 때 최대 10 \u00b5A로 지정되어 LED 접합의 누설 특성을 나타냅니다.

절대 최대 정격은 작동 한계를 정의합니다. 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25\u00b0C에서 20 mA이며, 디레이팅 계수는 0.25 mA/\u00b0C입니다. 이는 허용 가능한 연속 전류가 주변 온도(T_a)가 25\u00b0C 이상으로 상승함에 따라 선형적으로 감소하여 열 손상을 방지함을 의미합니다. 예를 들어, 85\u00b0C에서 최대 연속 전류는 20 mA - ((85-25) * 0.25 mA) = 5 mA가 됩니다. 펄스 동작(1 kHz, 10% 듀티 사이클)에 적용 가능한 피크 순방향 전류는 60 mA입니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 115 mW입니다.

1.1.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35\u00b0C ~ +105\u00b0C로 등급이 매겨져 있습니다. 저장 온도 범위는 동일합니다. 이러한 넓은 범위는 상당한 온도 변화가 있는 환경에서 사용하기 위한 견고성을 나타냅니다. 납땜 조건은 구성요소의 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6 mm)에서 측정했을 때 260\u00b0C에서 3초로 지정됩니다. 이 프로파일을 준수하는 것은 PCB 조립 중에 과도한 열로 인한 LED 칩 또는 플라스틱 패키지 손상을 방지하면서 신뢰할 수 있는 납땜 접합을 보장하기 위해 리플로우 오븐 컨베이어 속도와 구역 온도를 올바르게 설정하는 데 있어 공정 엔지니어에게 필수적입니다.

1.2 기계적 및 패키징 정보

디스플레이는 자릿수 높이가 0.4인치(10.0 mm)입니다. 패키지 치수는 밀리미터로 제공됩니다. 주요 기계적 참고 사항은 다음과 같습니다: 달리 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 \u00b10.25 mm이며, 핀 팁 시프트 공차는 +0.4 mm로, 이는 핀 끝의 허용 가능한 정렬 불량을 나타냅니다. 장치는 커먼 캐소드 구성을 사용합니다. 이는 개별 세그먼트 LED의 모든 캐소드(음극 단자)가 내부적으로 하나 또는 두 개의 공통 핀(핀 3 및 8)에 연결되는 반면, 각 세그먼트 애노드(양극 단자)는 자체 전용 핀을 가짐을 의미합니다. 이 구성은 일반적으로 다중 자릿수 디스플레이에서 멀티플렉싱을 단순화하고 드라이버 IC 선택에 영향을 미칠 수 있습니다.

1.2.1 핀 연결 및 내부 회로

핀아웃은 다음과 같습니다: 핀 1: 애노드 G, 핀 2: 애노드 F, 핀 3: 커먼 캐소드, 핀 4: 애노드 E, 핀 5: 애노드 D, 핀 6: 애노드 D.P. (소수점), 핀 7: 애노드 C, 핀 8: 커먼 캐소드, 핀 9: 애노드 B, 핀 10: 애노드 A. 두 개의 커먼 캐소드 핀(3 및 8)이 있으며, 이들은 내부적으로 연결되어 있습니다. 이 듀얼 핀 설계는 전류 분배에 도움이 되며 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 내부 회로도는 8개의 LED(7개 세그먼트 및 소수점) 각각이 애노드가 해당 핀에 연결되고 모든 캐소드가 커먼 캐소드 핀에 함께 묶여 있는 것을 보여줍니다.

1.3 납땜 및 조립 지침

주요 조립 방법은 리플로우 납땜입니다. 데이터시트는 권장 리플로우 프로파일을 제공하며, 피크 온도 260\u00b0C를 지정합니다. 중요한 파라미터는 구성요소 본체의 온도가 조립 중 최대 정격 온도를 초과하지 않아야 한다는 것입니다. 조건은 장착 평면 아래 1/16인치 지점에서 측정했을 때 260\u00b0C에서 3초 동안 납땜함을 명시적으로 명시합니다. 이 지침은 공정 엔지니어가 열 충격 또는 재료 열화를 피하면서 신뢰할 수 있는 납땜 접합을 보장하기 위해 리플로우 오븐 컨베이어 속도와 구역 온도를 올바르게 설정하는 데 필수적입니다.

1.4 애플리케이션 제안

1.4.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 선명한 단일 자릿수 숫자 표시가 필요한 모든 장치에 이상적입니다. 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다: 전압, 전류 또는 온도용 패널 미터; 타이머 및 카운터; 오븐, 전자레인지 또는 세탁기와 같은 가정용 기기; 테스트 및 측정 장비; 산업용 제어 패널; 의료 기기. 높은 대비와 밝기는 디스플레이가 거리에서나 고주변광 조건에서 볼 수 있는 애플리케이션에 적합하게 만듭니다.

1.4.2 설계 고려 사항

LTS-4301SW를 통합할 때 설계자는 전류 제한을 고려해야 합니다. 각 세그먼트 애노드에 직렬 저항(또는 전류 조정 드라이버)이 필수적이며, 이를 통해 순방향 전류를 원하는 수준(일반적으로 필요한 밝기와 열 환경에 따라 5-20 mA 사이)으로 설정합니다. 작동 주변 온도가 높을 것으로 예상되는 경우 순방향 전류에 대한 디레이팅 곡선을 준수해야 합니다. 커먼 캐소드 구성은 드라이버 회로가 전류를 싱크해야 합니다. 여러 자릿수를 멀티플렉싱할 때(이것은 단일 자릿수 장치이지만, 여러 개를 사용하는 시스템에도 원칙이 적용됨), 애노드에 전류를 공급하고 집계된 캐소드 전류를 싱크할 수 있는 적절한 드라이버 IC가 필요합니다. PCB 레이아웃은 노이즈를 최소화하기 위해 깨끗한 전원 트레이스를 보장해야 합니다.

1.5 기술 비교 및 차별화

유사한 단일 자릿수 디스플레이와 비교하여, LTS-4301SW의 InGaN 흰색 LED 기술 사용은 빨간색 GaAsP LED나 여과된 백색광과 같은 오래된 기술에 비해 장점을 제공합니다. InGaN LED는 일반적으로 더 높은 효율과 밝기를 제공합니다. 흰색 세그먼트가 있는 검정색 전면은 회색 또는 밝은색 전면을 가진 디스플레이와의 주요 차별화 요소이며, 가독성의 중요한 요소인 우수한 대비비를 제공합니다. 지정된 발광 강도 매칭 비율(2:1)은 세그먼트 균일성을 보장하며, 이는 저가형 디스플레이에서는 항상 보장되지 않습니다. 넓은 작동 온도 범위(-35\u00b0C ~ +105\u00b0C) 또한 더 좁은 범위를 가진 디스플레이에 비해 산업용 또는 실외 애플리케이션에 더 견고하게 만듭니다.

1.6 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문

Q: 두 개의 커먼 캐소드 핀(3 및 8)의 목적은 무엇입니까?

A: 그들은 내부적으로 연결되어 있습니다. 두 개의 핀을 가지는 것은 총 캐소드 전류(점등된 모든 세그먼트의 전류 합계)를 두 개의 납땜 접합과 PCB 트레이스에 걸쳐 분배하는 데 도움이 되어 전류 처리 용량, 열 성능 및 기계적 연결 신뢰성을 향상시킵니다.

Q: 세그먼트에 대한 직렬 저항 값을 어떻게 계산합니까?

A: 옴의 법칙을 사용하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V 공급, 일반적인 V_F 3.15V, 원하는 I_F 10 mA: R = (5 - 3.15) / 0.01 = 185 옴. 가장 가까운 표준 값(예: 180 또는 200 옴)을 사용하십시오. 항상 전력 정격을 고려하십시오: P = I_F²* R.

Q: 마이크로컨트롤러 핀에서 이 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

A: MCU의 핀 전류 공급 능력에 따라 다릅니다. 일반적인 MCU 핀은 20-25 mA를 공급할 수 있으며, 이는 한 세그먼트를 최대 전류로 구동하기에 충분합니다. 그러나 여러 세그먼트 또는 커먼 캐소드(모든 세그먼트 전류의 합계를 싱크)를 구동하는 것은 일반적으로 단일 핀의 능력을 초과합니다. 신뢰할 수 있고 안전한 작동을 위해 전용 드라이버 IC(예: 전류 제한 저항이 있는 74HC595 시프트 레지스터 또는 정전류 LED 드라이버)를 적극 권장합니다.

Q: "발광 강도로 분류됨"은 무엇을 의미합니까?

A: 이는 제조 과정에서 LED 칩 또는 완성된 디스플레이가 측정된 발광 강도를 기반으로 테스트 및 분류(빈)될 수 있음을 의미합니다. 이는 고객이 제품의 일관성을 위해 특정 밝기 범위를 가진 부품을 선택할 수 있게 해주며, 특히 여러 디스플레이를 사용할 때 유용합니다.

1.7 실용적인 설계 및 사용 사례

0-9\u00b0C 표시가 있는 간단한 디지털 온도계 설계를 고려해 보십시오. 하나의 LTS-4301SW는 단위 자릿수를 표시합니다. 온도 센서의 디지털 출력은 마이크로컨트롤러에 의해 처리됩니다. MCU는 숫자 값(0-9)을 해당 세그먼트 패턴(예: '5'의 경우 세그먼트 A, F, G, C, D가 ON)으로 디코딩합니다. MCU는 포트 확장기 또는 시프트 레지스터를 사용하여 전류 제한 저항을 통해 세그먼트 애노드(핀 1,2,4,5,6,7,9,10)에 전류를 공급합니다. 커먼 캐소드(핀 3 & 8)는 총 전류(예: 8 세그먼트 * 10 mA = 80 mA)를 싱크할 수 있는 접지 핀에 연결되며, 이는 트랜지스터가 필요할 가능성이 높습니다. 검정색 전면은 장치 패널에서 '5'가 쉽게 읽히도록 보장합니다.

1.8 작동 원리 소개

7세그먼트 디스플레이는 간단한 원리로 작동합니다: 이는 8자 모양으로 배열된 7개의 독립적으로 제어되는 LED 막대(세그먼트)의 모음입니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 켜면 10진수 숫자(0-9) 모두를 형성할 수 있습니다. 예를 들어, 숫자 '7'을 표시하려면 세그먼트 A, B 및 C가 점등됩니다. 소수점은 추가적인 별도의 LED입니다. 전기적으로 각 세그먼트는 애노드와 캐소드를 가진 표준 LED입니다. LTS-4301SW와 같은 커먼 캐소드 유형에서는 모든 캐소드가 함께 연결되어 공통 단자에 연결됩니다. 세그먼트를 점등하려면 양전압(전류 제한 저항을 통해)이 특정 애노드 핀에 인가되고, 커먼 캐소드는 접지에 연결되어 회로를 완성합니다.

1.9 기술 동향 및 발전

7세그먼트 디스플레이의 동향은 더 높은 효율, 밝기 및 소형화를 향해 발전해 왔습니다. 기존의 색상 LED(빨강, 녹색)에서 형광체 변환 흰색 LED(이 디스플레이의 InGaN 기반 칩과 같은)로의 전환은 더 많은 애플리케이션에 적합한 중립적이고 높은 대비의 외관을 허용합니다. 또한 자동화 조립을 위한 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 동향도 있지만, 이와 같은 스루홀 유형은 프로토타이핑, 수리 및 견고한 기계적 연결이 필요한 애플리케이션에서 여전히 인기가 있습니다. 통합은 또 다른 동향으로, 드라이버 전자 장치 및 때로는 마이크로컨트롤러가 디스플레이 모듈 자체와 결합되어 외부 구성 요소 수를 줄입니다. 또한 재료의 발전으로 더 넓은 시야각과 확장된 온도 범위에서 향상된 성능으로 이어지고 있습니다.