LTS-10804KF LED 디스플레이 데이터시트 - 1.0인치 숫자 높이 - 황오렌지색 - 25mA 순방향 전류 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-10804KF는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 숫자, 7세그먼트 영숫자 디스플레이입니다. 이 장치의 주요 기능은 개별적으로 제어되는 LED 세그먼트를 사용하여 숫자(0-9)와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 이 장치는 특유의 황오렌지색 발광을 생성하기 위해 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장된 첨단 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 반도체 기술을 활용합니다. 이 소재 선택은 성능의 핵심으로, 표준 갈륨 인화물과 같은 구형 기술에 비해 더 높은 효율과 더 나은 온도 안정성을 제공합니다. 디스플레이는 흰색 세그먼트 표시가 있는 검정색 전면판을 특징으로 하며, 이는 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 크게 향상시켜 가시성이 중요한 실내외 애플리케이션 모두에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

LTS-10804KF는 산업 및 소비자 전자제품 시장에서 유리한 위치를 차지하도록 하는 몇 가지 뚜렷한 장점을 제공합니다. 낮은 전력 요구 사항은 주요 이점으로, 밝기를 저하시키지 않고 배터리 구동 또는 에너지 민감 장치에 통합할 수 있습니다. 일관성을 위해 분류된 높은 발광 강도는 계측기 및 패널의 다중 숫자 디스플레이에 필수적인 생산 배치 전반에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다. LED의 고체 상태 신뢰성은 긴 작동 수명과 충격 및 진동에 대한 저항력으로 이어져 기존의 백열등 또는 진공 형광 디스플레이를 능가합니다. 넓은 시야각은 패널 미터, 테스트 장비 및 상태 표시기에 필수적인 다양한 위치에서의 가독성을 보장합니다. 무연 패키지는 RoHS와 같은 글로벌 환경 규정 준수를 보장합니다. 이러한 기능의 조합은 내구성 있고 선명하며 효율적인 숫자 표시가 필요한 산업 제어 패널, 자동차 계기판(애프터마켓 액세서리용), 의료 계측기, 테스트 및 측정 장비, 소비자 가전을 포함한 목표 시장에 이 디스플레이를 이상적으로 만듭니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

전기 및 광학 사양에 대한 철저한 이해는 성공적인 회로 설계 및 통합에 중요합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 세그먼트당 최대 전력 소산은 134mW입니다. 세그먼트당 피크 순방향 전류는 60mA로 정격되지만, 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서만 허용됩니다. 연속 작동의 경우, 세그먼트당 최대 순방향 전류는 25°C에서 25mA이며, 주변 온도가 상승함에 따라 0.33mA/°C로 선형적으로 감액됩니다. 이 감액은 열 관리에 중요합니다. 주어진 온도에서 연속 전류를 초과하면 과열, 가속된 광속 감소 및 최종적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 작동 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +105°C로 지정되어 가혹한 환경에서도 견고한 성능을 나타냅니다. 솔더 조건은 장착 평면 아래 1/16인치(약 1.6mm) 거리에서 최대 260°C를 3초간 유지하도록 지정되어 PCB 조립 공정에 대한 명확한 지침을 제공합니다.

2.2 전기 및 광학 특성

이는 Ta=25°C에서 측정된 일반적인 작동 매개변수입니다. 세그먼트당 평균 발광 강도(Iv)는 순방향 전류(If) 1mA에서 420μcd(최소)에서 1400μcd(일반) 범위입니다. 낮은 전류에서의 이 높은 밝기는 AlInGaP 기술의 특징입니다. 피크 발광 파장(λp)은 611nm이고, 주 파장(λd)은 605nm로 황오렌지색 좌표를 정의합니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 17nm로, 색 순도에 기여하는 상대적으로 좁은 스펙트럼 대역폭을 나타냅니다. 세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 If=20mA에서 일반적으로 4.20V에서 5.20V 범위입니다. 특히, 소수점(DP)은 더 낮은 순방향 전압을 가지며, 괄호 안에 2.1V에서 2.6V로 표시되어 구동 회로에서 고려해야 하며, 아마도 다른 칩 기술(표준 GaP일 가능성)을 사용함을 나타냅니다. 역전류(Ir)는 세그먼트의 경우 역전압(Vr) 10V에서 최대 100μA, DP의 경우 5V로 지정됩니다. 이 매개변수는 테스트 목적으로만 사용되며, 장치는 역바이어스 조건에서 작동해서는 안 됩니다. 유사한 광 영역 내 세그먼트 간 발광 강도 매칭 비율은 If=10mA에서 최대 2:1로 허용 가능한 균일성을 보장합니다. 세그먼트 간 크로스토크는 1.0% 미만으로 지정되어 인접 세그먼트의 원치 않는 발광을 최소화합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "발광 강도에 대해 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 특정 빈 코드가 여기에 상세히 설명되지 않았더라도 빈닝 시스템이 존재함을 의미합니다. 실제로 제조업체는 종종 발광 강도 및 순방향 전압과 같은 주요 매개변수를 기반으로 LED를 빈으로 분류하여 단일 생산 런 또는 주문 내에서 일관성을 보장합니다. 설계자는 애플리케이션에서 여러 디스플레이에 걸친 엄격한 강도 매칭이 필요한 경우 상세한 빈닝 정보를 제조업체에 문의해야 합니다. 제공된 일반적인 강도 범위(420-1400μcd)는 가능한 편차에 대한 지표를 제공합니다.

4. 성능 곡선 분석

PDF가 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조하지만, 특정 그래프는 제공된 내용에 포함되지 않았습니다. 일반적으로 LED 디스플레이에 대한 이러한 곡선은 다음을 포함합니다:순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선): 이 그래프는 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 무릎 전압은 LED가 상당히 빛을 발하기 시작하는 지점입니다. 이 곡선은 적절한 전류 제한 저항 선택 또는 정전류 드라이버 설계에 도움이 됩니다.발광 강도 대 순방향 전류(L-I 곡선): 이는 광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 열 효과로 인해 높은 전류에서 포화됩니다.발광 강도 대 주변 온도: 이 곡선은 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주어 열 관리의 중요성을 강조합니다.스펙트럼 파워 분포: 파장에 대한 상대 강도를 그래프로 나타내며, 약 611nm에서 피크와 17nm 반폭으로 정의된 모양을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 공차

디스플레이는 숫자 높이가 1.0인치(25.4mm)입니다. 모든 주요 치수는 ±0.25mm(0.01")의 공차를 가집니다. 주요 기계적 참고 사항에는 세그먼트 내 이물질 또는 기포(≤20밀스), 반사판 굽힘(길이의 ≤1%), 표면 잉크 오염(≤20밀스)에 대한 제한이 포함됩니다. 핀 팁 이동 공차는 ±0.40mm입니다. 핀에 권장되는 PCB 구멍 직경은 1.00mm로, 웨이브 또는 리플로우 솔더링 중 적절한 기계적 맞춤 및 솔더 접합 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

5.2 핀 구성 및 극성

LTS-10804KF는 공통 애노드 디스플레이입니다. 내부 회로도는 모든 세그먼트 애노드가 공통 애노드 핀(핀 4 및 핀 11)에 함께 연결되어 있음을 보여줍니다. 각 세그먼트 캐소드(A-G 및 DP)는 자체 전용 핀을 가집니다. 세그먼트를 발광시키려면 해당 공통 애노드 핀을 양전압(전류 제한 저항 또는 드라이버를 통해)에 연결하고, 세그먼트의 캐소드 핀을 낮은 전위(접지)로 당겨야 합니다. 핀 3, 7, 10, 13은 "연결 없음"(N/C)으로 표시됩니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 1:E, 2:D, 3:N/C, 4:공통 애노드, 5:C, 6:DP, 7:N/C, 8:B, 9:A, 10:N/C, 11:공통 애노드, 12:F, 13:N/C, 14:G.

6. 솔더링 및 조립 지침

절대 최대 정격은 솔더 조건을 지정합니다: 조립 중 구성품 본체 온도는 최대 정격을 초과해서는 안 되며, 장착 평면 아래 1/16인치에서 260°C를 3초간 유지하는 지침이 있습니다. 이는 웨이브 솔더링에 일반적입니다. 리플로우 솔더링의 경우, 피크 온도 약 260°C의 표준 무연 프로파일이 적용 가능하지만, 액상선 이상의 노출 시간은 제어되어야 합니다. 설계자는 PCB 레이아웃이 리드를 통해 LED 칩을 과열시키는 것을 방지하기 위해 적절한 열 완화를 제공해야 합니다. 솔더링 전에 구성품은 수분 흡수를 방지하기 위해 지정된 -35°C ~ +105°C 범위 내의 건조 조건에 보관해야 하며, 이는 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

7. 애플리케이션 권장 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 회로

디스플레이는 각 세그먼트에 대한 외부 전류 제한 저항 또는 전용 LED 드라이버 IC가 필요합니다. 마이크로컨트롤러를 사용한 간단한 멀티플렉싱 설계의 경우, 공통 애노드 핀은 PNP 트랜지스터 또는 하이사이드 드라이버를 통해 스위칭되고, 세그먼트 캐소드는 전류 싱크 능력이 있는 마이크로컨트롤러 핀 또는 시프트 레지스터에 연결됩니다. 소수점(DP)의 다른 순방향 전압은 별도의 전류 제한 저항 계산이 필요합니다. 정밀한 밝기 제어 및 온도에 따른 안정성이 필요한 애플리케이션에는 정전류 드라이버를 권장합니다.

7.2 설계 고려 사항

• 전류 제한: 항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 공급 전압, LED 순방향 전압(안전 설계를 위해 최대 Vf 사용), 원하는 순방향 전류(25mA 연속 최대치보다 훨씬 낮게 유지, 예: 좋은 밝기와 수명을 위해 10-15mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오.
• 열 관리: 세그먼트당 전력 소산은 낮지만, 다중 숫자 디스플레이 또는 높은 주변 온도는 주의가 필요합니다. 적절한 공기 흐름을 보장하고 감액 곡선을 고려하십시오. 디스플레이를 다른 열원 근처에 배치하지 마십시오.
• 시야각: 넓은 시야각은 유리하지만, 최적의 가독성을 위해 디스플레이를 사용자의 주요 시선에 수직으로 위치시키십시오.
• ESD 보호: LED는 정전기 방전에 민감합니다. 조립 중 표준 ESD 처리 절차를 구현하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

구형 적색 GaAsP 또는 표준 녹색 GaP LED 디스플레이와 비교하여, LTS-10804KF의 AlInGaP 기술은 우수한 발광 효율을 제공하며, 이는 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 더 낮은 전력에서 동등한 출력을 의미합니다. 황오렌지색은 뛰어난 가시성을 제공하며 종종 주관적으로 적색보다 더 밝게 인식됩니다. 도트 매트릭스 디스플레이와 비교하여, 7세그먼트 장치는 구동 및 디코딩이 더 간단하고 단일 숫자에 대해 더 적은 I/O 핀이 필요하여 숫자만 표시해야 하는 애플리케이션에 비용 효율적입니다. 주요 절충점은 전체 그래픽이 아닌 영숫자 문자로 제한된다는 것입니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 왜 두 가지 다른 순방향 전압 범위(세그먼트 및 DP용)가 나열되어 있나요?

A: 소수점은 아마도 더 낮은 밴드갭을 가진 다른 반도체 소재(예: 적색용 표준 GaP)를 사용하여 더 낮은 순방향 전압을 초래합니다. 이는 구동 회로 설계 시 고려해야 합니다.

Q: 5V 공급 전압으로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 예, 하지만 전류 제한 저항의 신중한 계산이 필요합니다. Vf(최대)=5.2V, 20mA에서 세그먼트의 경우, 5V 공급 전압은 순방향 전압을 극복하기에 불충분합니다. 더 낮은 전류(Vf가 더 낮은 지점, 일반 곡선 참조)에서 작동하거나, 6V 또는 12V와 같은 최대 Vf보다 높은 공급 전압을 적절한 저항과 함께 사용해야 합니다.

Q: "발광 강도 매칭 비율 2:1"은 무엇을 의미하나요?

A: 이는 유사한 영역(예: 모든 "A" 세그먼트)에서 가장 어두운 세그먼트의 측정 강도와 가장 밝은 세그먼트의 비율이 1:2보다 나쁘지 않음을 의미합니다. 동일한 테스트 조건에서 가장 밝은 세그먼트는 가장 어두운 세그먼트보다 최대 두 배까지만 더 밝을 것입니다.

10. 실제 애플리케이션 예시

사례: 디지털 전압계 표시 장치 설계

설계자가 3자리 DC 전압계를 만들고 있습니다. 그들은 세 개의 LTS-10804KF 디스플레이를 선택합니다. 마이크로컨트롤러의 I/O가 제한적이므로 멀티플렉싱 방식을 사용합니다. 세 개의 공통 애노드 핀(숫자당 하나)은 세 개의 PNP 트랜지스터의 컬렉터에 연결되고, 그 에미터는 12V 레일에 묶입니다. 마이크로컨트롤러는 저항을 통해 트랜지스터 베이스를 구동하여 각 숫자를 순차적으로 켭니다. 세 디스플레이의 모든 세그먼트 캐소드(A-G)는 단일 BCD-7세그먼트 디코더/드라이버 IC(예: 74HC4511)의 출력에 병렬로 연결됩니다. 이 드라이버는 활성 세그먼트에 대한 전류를 싱크합니다. 별도의 전류 제한 저항이 드라이버 출력과 디스플레이 캐소드 사이에 배치됩니다. 중간 숫자의 소수점(볼트의 10분의 1을 표시하기 위해)은 DP의 더 낮은 Vf에 대해 계산된 자체 전용 저항과 함께 마이크로컨트롤러 핀에 의해 직접 구동됩니다. 멀티플렉싱은 인간의 눈에 연속적으로 보일 만큼 충분히 빠릅니다(예: 숫자당 100Hz). 이 설계는 구성품 수를 최소화하면서 선명하고 밝은 표시를 제공합니다.

11. 작동 원리

7세그먼트 LED 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 발광 다이오드의 조립체입니다. 7개의 세그먼트(A부터 G까지 레이블 지정) 각각은 별도의 LED 또는 LED 칩의 직렬/병렬 조합입니다. 추가 LED가 소수점(DP)에 사용됩니다. LTS-10804KF와 같은 공통 애노드 구성에서 모든 세그먼트의 애노드는 하나 이상의 공통 핀에 함께 연결됩니다. 각 세그먼트의 캐소드는 개별 핀으로 나옵니다. 순방향 바이어스가 적용되면 빛이 방출됩니다: 공통 애노드는 대상 세그먼트의 캐소드에 비해 양전압으로 설정되어 전류가 해당 세그먼트의 LED를 통해 흐르게 하고 AlInGaP 반도체 소재에서 전계발광을 통해 광자를 생성합니다. 서로 다른 세그먼트 조합을 선택적으로 활성화함으로써 숫자 0-9와 일부 문자를 형성할 수 있습니다.

12. 기술 동향

AlInGaP의 사용은 호박색, 오렌지색 및 적색 LED를 위한 성숙하고 효율적인 기술을 나타냅니다. 디스플레이 기술의 현재 동향은 복잡한 그래픽을 위한 OLED 및 마이크로 LED와 같은 고밀도, 풀컬러 솔루션으로의 전환을 포함합니다. 그러나 간단하고 저비용, 고신뢰성 및 고휘도의 숫자 및 영숫자 표시를 위해서는 세그먼트 LED 디스플레이가 여전히 매우 관련성이 높으며, 특히 산업, 자동차 및 야외 애플리케이션에서 그렇습니다. 미래 발전은 더 나은 효율성, 더 넓은 시야각, 온보드 드라이버 또는 컨트롤러(스마트 디스플레이)의 통합, 가시성을 위한 숫자 높이를 유지하거나 증가시키면서의 소형화에 초점을 맞출 수 있습니다. IoT 및 스마트 장치로의 추세는 이러한 디스플레이가 더 많은 연결된 애플리케이션에서 사용되게 할 수 있지만, 견고한 인간-기계 인터페이스로서의 핵심 기능은 변함없이 유지될 것입니다.