목차
1. 제품 개요
LTS-5325CTB-P는 단일 숫자 문자 디스플레이로 설계된 표면 실장 소자(SMD)입니다. 주요 기능은 전자 장치에서 선명하고 밝은 숫자 또는 제한된 문자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 사파이어 기판 위에 성장된 InGaN(질화인듐갈륨) 청색 LED 칩에 기반하며, 이 기술은 고효율, 고휘도의 청색광 생산으로 유명합니다. 이 소자는 높은 대비를 위해 회색 패널을 사용하고, 우수한 문자 외관을 구현하기 위해 빛 확산을 위한 백색 세그먼트 재료를 사용합니다.
1.1 주요 특성 및 장점
- 디지털 크기:0.56인치(14.22mm)의 대형 문자 높이를 채택하여 원거리에서도 우수한 가시성을 보장합니다.
- 세그먼트 품질:연속적이고 균일한 세그먼트를 제공하여 간격이나 불규칙 현상 없이 일관되고 전문적인 시각적 출력을 구현합니다.
- 에너지 효율:낮은 설계 전력 소비로 배터리 구동 또는 에너지 효율을 중시하는 애플리케이션에 적합합니다.
- 광학 성능:높은 밝기와 높은 명암비를 제공하여 빛이 밝은 환경에서도 선명한 가독성을 보장합니다.
- 시야각:넓은 시야각을 제공하여 다양한 위치에서도 선명하게 디스플레이 내용을 읽을 수 있습니다.
- 신뢰성:솔리드 스테이트의 신뢰성 덕분에 움직이는 부품이 없어 수명이 길고 충격 및 진동에 강합니다.
- 품질 관리:소자는 발광 강도에 따라 등급(빈)을 나누어, 특정 주문에서 밝기 수준이 지정된 범위 내에서 일관되도록 합니다.
- 환경 규정 준수:패키지는 무연 설계이며, RoHS(유해물질 제한) 지침을 준수합니다.
1.2 장치 구성
이것은 공통 캐소드 디스플레이입니다. 구체적인 모델 LTS-5325CTB-P는 오른쪽 소수점(DP)이 있는 파란색(B) 디스플레이를 나타냅니다. 공통 캐소드 구성은 전류를 흡수하는 마이크로컨트롤러나 구동 IC를 사용할 때 회로 설계를 단순화합니다.
2. 기술 사양: 심층적이고 객관적인 해석
본 절에서는 규정 조건 하에서 소자의 작동 한계와 성능 특성에 대해 상세하고 객관적인 분석을 진행합니다.
2.1 절대 최대 정격
이는 어떠한 조건에서도 초과해서는 안 되는 응력 한계로, 이를 넘으면 소자의 영구적 손상을 초래할 수 있습니다. 동작은 항상 후술하는 권장 동작 조건 범위 내에서 유지되어야 합니다.
- 세그먼트 당 소비 전력:최대 70 mW. 이는 단일 세그먼트 내에서 빛과 열로 안전하게 변환될 수 있는 총 전기적 파워(전류 * 전압)입니다.
- 세그먼트 피크 순방향 전류:최대 30 mA, 단 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1 ms 펄스 폭)에서만 적용. 이 정격은 연속 작동이 아닌, 짧은 고전류 펄스에 대한 것입니다.
- 세그먼트 연속 순방향 전류:25°C에서 최대 25 mA입니다. 주변 온도(Ta)가 25°C를 초과할 경우, 이 전류는 1°C 상승당 0.28 mA씩 선형적으로 감소합니다. 예를 들어, 85°C에서는 최대 연속 전류가 약 25 mA - [0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)] = 25 mA - 16.8 mA = 8.2 mA가 됩니다.
- 동작 및 보관 온도 범위:-35°C ~ +105°C. 장치는 이 전체 범위 내에서 보관하거나 동작할 수 있습니다.
- 솔더링 온도:260°C 납땜 인두로 3초간 납땜 가능하며, 인두 끝은 패키지 장착 평면 아래 최소 1/16인치(≈1.6mm)에 위치해야 합니다.
2.2 전기 및 광학 특성
이 파라미터들은 권장 조건(Ta=25°C)에서 동작할 때 소자의 전형적인 성능을 정의합니다.
- 평균 발광 강도(IV):순방향 전류(IF)가 10 mA일 때, 8600 µcd(최소값)에서 28500 µcd(전형값)까지의 범위를 가집니다. 이 넓은 범위는 소자가 등급 분류(binning)되었음을 나타내며, 구체적인 강도 등급은 주문 정보에 명시됩니다.
- 칩당 순방향 전압(VF):IF=5 mA일 때, 전형적인 값은 3.8V, 최대값은 3.8V입니다. 이는 LED가 점등될 때 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 설계자는 구동 회로가 이 전압을 제공할 수 있도록 해야 합니다.
- 피크 발광 파장(λp):468 nm입니다. 이는 발광 강도가 가장 높은 파장으로, 가시광선 스펙트럼의 청색 영역에 정확히 위치합니다.
- 주파장 (λd):470 nm. 이는 인지되는 빛의 색상을 대표하는 단일 파장으로, 최대 파장에 매우 근접합니다.
- 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):25 nm. 이는 스펙트럼 순도를 나타내며, 값이 작을수록 빛의 색상이 단색에 가깝습니다(색상이 더 순수함). 25 nm는 표준 청색 LED의 전형적인 값입니다.
- 역방향 전류 (IR):역방향 전압 (VR)가 5V일 때, 최대 100 µA. 이 파라미터는 시험 목적으로만 사용되며, 소자는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았습니다.
- 발광 강도 매칭 비:동일 "유사 광구" 내 세그먼트 간 최대 밝기 비율은 2:1입니다. 이는 균일성을 보장하기 위해 가장 밝은 세그먼트의 밝기가 가장 어두운 세그먼트 밝기의 두 배를 넘지 않아야 함을 의미합니다.
- 크로스토크:≤ 2.5%로 규정됩니다. 이는 인접 세그먼트 간 불필요한 빛 누설 또는 전기적 간섭을 의미합니다.
2.3 정전기 방전(ESD) 보호
LED는 정전기 방전에 매우 민감합니다. 데이터시트는 잠재적 또는 치명적인 손상을 방지하기 위해 취급 및 조립 과정에서 ESD 관리 대책을 시행할 것을 강력히 권고합니다:
- 작업자는 접지 손목띠 또는 방진 장갑을 사용해야 합니다.
- 모든 워크스테이션, 장비 및 저장 시설은 적절하게 접지되어야 합니다.
- 특히 비확산(N/D) 타입의 경우, 처리 과정 중 마찰로 인해 플라스틱 패키지 표면에 축적될 수 있는 정전하를 중화시키기 위해 이온 팬(이온 블로어)의 사용을 권장합니다.
3. 빈 시스템 설명
사양서는 소자가 "발광 강도에 따라 분류된다"고 명시하고 있습니다. 이는 구체적인 분류 코드가 이 발췌문에 상세히 설명되어 있지 않더라도 분류 시스템이 존재함을 의미합니다. 일반적으로 이러한 시스템에는 다음이 포함됩니다:
- 발광 강도 분류:생산 로트의 LED는 표준 테스트 전류(예: 10 mA)에서 측정된 광 출력에 따라 테스트되어 서로 다른 그룹(빈)으로 분류됩니다. 이를 통해 고객이 수신하는 LED의 밝기가 미리 정의된 범위(예: 8600-12000 µcd, 12000-18000 µcd 등) 내에서 일관성을 유지하도록 보장합니다. 특성표에 명시된 최소값부터 전형값까지의 넓은 범위(8600~28500 µcd)는 이러한 관행을 뒷받침합니다.
- 순방향 전압 등급 분류:여기서 명시적으로 언급되지는 않았지만, 일반적으로 순방향 전압(VF)에 따라 LED를 등급 분류하여 여러 LED를 병렬 연결할 때 전류 분포가 균일하도록 합니다.
- 파장 등급 분류:색상 요구가 엄격한 응용 분야의 경우, 색상 일관성을 보장하기 위해 LED를 주 파장 또는 피크 파장에 따라 분급할 수도 있습니다. 엄격한 사양(λd= 470 nm)은 공정이 제어됨을 나타내지만, 고급 등급의 경우 여전히 분급이 이루어질 수 있습니다.
4. 성능 곡선 분석
데이터시트에는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선" 섹션이 포함되어 있습니다. 본문에 구체적인 곡선이 제공되지는 않았지만, 설계에 중요한 다음과 같은 곡선들이 일반적으로 포함됩니다:
- 상대 발광 강도 vs. 순방향 전류(I-V 곡선):구동 전류 증가에 따른 광 출력 변화를 나타냅니다. 일반적으로 비선형이며, 높은 전류에서 포화 상태에 도달하는 경향이 있습니다.
- 순방향 전압 vs. 순방향 전류:전압과 전류 간의 관계를 설명하며, 전류 제한 회로나 정전류 구동기 설계에 매우 중요합니다.
- 상대 발광 강도 vs. 주변 온도:LED 접합 온도 상승에 따라 광 출력이 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 이는 응용 분야에서의 열 관리에 매우 중요합니다.
- 스펙트럼 파워 분포:각 파장에서 방출되는 빛의 강도를 나타내는 차트로, 청색과 스펙트럼 폭을 확인합니다.
설계자는 이 곡선을 참조하여 원하는 휘도를 얻기 위해 구동 전류를 최적화하고, 전압 요구 사항을 이해하며, 열 효과를 계획해야 합니다.
5. 기계 및 패키지 정보
5.1 패키지 사이즈
본 장치는 특정 SMD 패키지 치수를 준수합니다. 주요 치수 설명은 다음과 같습니다:
- 모든 치수 단위는 밀리미터(mm)이며, 별도로 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25mm입니다.
- 세그먼트 영역 품질 기준: 이물질 ≤ 10 mil, 잉크 오염 ≤ 20 mil, 기포 ≤ 10 mil.
- 반사판(reflector)의 굽힘도는 반드시 그 길이의 1% 이하여야 합니다.
- 플라스틱 핀의 버(Burr)는 0.14mm를 초과해서는 안 됩니다.
엔지니어는 제공된 치수 도면(본문에 완전히 상세히 설명되지 않음)을 사용하여 올바른 PCB 패드 패턴을 생성해야 합니다.
5.2 핀 구성 및 극성
본 장치는 10핀 구성으로 되어 있습니다. 핀 1은 도면에 표시되어 있습니다. 핀 배열은 다음과 같습니다:
- 핀 1: 세그먼트 E 애노드
- 핀 2: 세그먼트 D 애노드
- 핀 3: 공통 캐소드 1
- 핀 4: 세그먼트 C 애노드
- 핀 5: 소수점(DP) 애노드
- 핀 6: 세그먼트 B 애노드
- 핀 7: 세그먼트 A 애노드
- 핀 8: 공통 캐소드 2
- 핀 9: 세그먼트 F 애노드
- 핀 10: 세그먼트 G 애노드
내부 회로도는 모든 세그먼트 애노드가 독립적이며, 모든 세그먼트의 캐소드는 내부적으로 두 핀(3과 8)에 연결되어 있음을 보여줍니다. 이 두 핀은 공통 캐소드를 형성하기 위해 PCB 상에서 반드시 함께 연결되어야 합니다.
5.3 권장 패드 패턴
리플로우 솔더링 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더 접점 형성과 정확한 정렬을 보장하기 위한 권장 PCB 패드 패턴이 제공됩니다. 이 패턴은 패키지 치수와 솔더 페이스트 용량 요구 사항을 고려하였습니다.
6. 납땜 및 조립 가이드
6.1 SMT 솔더링 설명
표면 실장 조립의 핵심 설명:
- 리플로우 솔더링(주요 방법):
- 예열: 120–150°C.
- 예열 시간: 최대 120초.
- 피크 온도: 최대 260°C.
- 액상선 이상 시간: 최대 5초.
- 인두기 납땜(수리/재작업 전용):
- 인두기 온도: 최대 300°C.
- 접촉 시간: 납땜 지점당 최대 3초.
- 주요 제한 사항:부품은 최대 2회의 리플로우 공정 사이클을 견딜 수 있습니다. 첫 번째 리플로우 후, 보드는 완전히 실온으로 냉각되어야 두 번째 리플로우 공정(예: 양면 조립용)을 수행할 수 있습니다.
6.2 습도 민감성 및 보관
SMD 디스플레이는 방습 포장으로 운송됩니다. '팝콘' 현상(리플로우 공정 중 수분의 급격한 팽창으로 인한 패키지 균열)을 방지하기 위해 다음 보관 조건을 준수해야 합니다:
- 보관:미개봉 포장지는 ≤ 30°C, 상대습도 ≤ 60% 환경에 보관해야 합니다.
- 노출 시간:밀봉백이 개봉되면 흡습 과정이 시작됩니다. 부품의 환경 조건 하 '워크숍 수명'은 제한적입니다.
- 베이킹:부품이 환경 습도에 안전 한계를 초과하여 노출된 경우, 리플로우 전 습기를 제거하기 위해 반드시 베이킹을 실시해야 합니다. 열 응력을 피하기 위해 베이킹은 한 번만 수행해야 합니다.
- 릴에 공급된 부품: 60°C에서 ≥ 48시간 베이킹.
- 벌크 부품: 100°C에서 ≥ 4시간 또는 125°C에서 ≥ 2시간 베이킹.
7. 포장 및 주문 정보
7.1 포장 규격
본 장치는 자동 표면 실장 조립에 적합한 테이프 및 릴 형태로 제공됩니다.
- 캐리어 테이프:검은색 전도성 폴리스티렌 합금으로 제작되었습니다. 치수는 EIA-481-D 표준을 준수합니다.
- 캐리어 테이프 치수:부품을 견고하게 고정하기 위한 특정 포켓 사이즈를 포함합니다. 250mm 길이 내에서 워핑이 1mm를 초과하지 않도록 제어됩니다.
- 릴 정보:
- 22인치 릴당 표준 포장 길이: 44.5미터.
- 13인치 릴 당 부품 수량: 700개.
- 잔량/릴 말단 최소 주문 수량: 200개.
- 리더 테이프와 테일러 테이프:릴에는 기기 공급을 위한 리더 테이프(최소 400mm)와 테일러 테이프(최소 40mm)가 포함되어 있습니다.
8. 적용 제안 및 설계 고려사항
8.1 대표적 응용 시나리오
- 시험 및 계측 장비:디지털 멀티미터, 오실로스코프, 전원 공급 장치는 선명한 디지털 숫자 표시가 필요합니다.
- 소비자 가전 제품:오디오 앰프, 가전 제품 디스플레이(전자레인지, 오븐), 피트니스 장비.
- 산업 제어:패널 계기, 공정 표시기, 타이머 디스플레이.
- 자동차 애프터마켓:고휘도 계기판 및 디스플레이가 필요합니다.
8.2 설계 시 고려사항
- 전류 구동:항상 정전류 드라이버 또는 각 세그먼트 애노드와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 사용하십시오. 전원 전압(Vcc), 일반적인 LED 순방향 전압(VF~ 3.8V) 및 필요한 순방향 전류(IF, 예를 들어, 양호한 밝기를 얻고 한계 내에서 유지하기 위해 10-20 mA를 취함)로 저항 값을 계산합니다. 예시: R = (Vcc- VF) / IF.
- 열 관리:각 세그먼트의 전력 소모는 낮지만, 특히 높은 환경 온도에서 여러 세그먼트가 장시간 동시에 점등되는 경우, 충분한 PCB 동박 면적 또는 방산 비아를 확보해야 합니다. 전류 디레이팅 규칙을 기억하십시오.
- 마이크로컨트롤러 인터페이스:공통 음극 디스플레이의 경우, 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 전류를 흡수합니다(접지 스위치 역할). 개방 드레인/저전압 출력으로 구성된 GPIO 핀이나 충분한 전류 흡수 능력을 가진 전용 LED 구동 IC를 사용하십시오. 전원에서 끌어오는 총 전류가 정격값 내에 있는지 확인하십시오.
- 회로의 ESD 보호:최종 애플리케이션에서는 디스플레이에 연결된 라인, 특히 사용자 인터페이스나 외부 커넥터에 노출된 경우, 순간 전압 억제(TVS) 다이오드나 기타 보호 장치를 추가하는 것을 고려하십시오.
9. 기술 대비와 차별화
사양서에서 직접 다른 모델과 비교하지는 않았지만, 그 사양을 바탕으로 볼 때 LTS-5325CTB-P의 핵심 차별화 포인트는 다음과 같습니다:
- 더 작은 크기의 디스플레이(예: 0.3인치)와 대비하여:더 큰 0.56인치 문자 높이를 통해 원거리에서도 더 우수한 가시성을 제공합니다.
- 직삽입식 LED 디스플레이 대비:SMD 패키지는 자동화 조립을 지원하여 PCB 공간을 줄이고, 최종 제품의 프로파일 높이를 더 낮게 할 수 있습니다.
- 표준 휘도 LED 대비:높은 전형적인 발광 강도(10mA에서 최대 28500 µcd)로 고휘도가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
- 비분급 LED와 비교:발광 강도 분급은 모든 세그먼트와 다수의 셀에 걸쳐 더 예측 가능하고 균일한 휘도를 설계자에게 제공하여 전문적인 외관의 장치에 필수적입니다.
10. 자주 묻는 질문(기술 사양 기반)
- 질문: 피크 파장(468 nm)과 주 파장(470 nm)의 차이는 무엇인가요?
답변: 피크 파장은 물리적 광 출력이 가장 강한 위치입니다. 주 파장은 인지가 감지하는 대표적인 빛의 색상을 나타내는 단일 파장입니다. 두 값은 일반적으로 매우 가깝게 나타나며, 여기서도 그러하지만, 특정 색상의 경우 다를 수 있습니다. 두 측정값 모두 이 제품이 청색 LED임을 확인시켜 줍니다.
- 질문: 5V 전원과 하나의 저항으로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?
답: 가능합니다. 5V 전원(Vcc)과 일반적인 VF값 3.8V를 사용하려면 전류 제한 저항이 필요합니다. IF=10 mA일 경우: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω입니다. 다음 표준값, 예를 들어 120 Ω 또는 150 Ω을 사용하십시오. 실제 밝기와 전력 소비를 반드시 확인하십시오.
- 질문: 왜 두 개의 공통 캐소드 핀(3과 8)이 있나요?
답변: 이는 전류 처리와 PCB 레이아웃의 유연성을 위한 것입니다. 총 캐소드 전류는 점등된 모든 세그먼트 전류의 합입니다. 두 개의 핀을 사용하면 이 전류를 분산시켜 각 핀의 전류 밀도를 낮추고 신뢰성을 높일 수 있습니다. 두 핀 모두 PCB에서 접지에 연결되어야 합니다.
- 질문: 최대 리플로우 횟수는 두 번입니다. 만약 보드에 세 번째 리워크 작업이 필요하다면 어떻게 해야 하나요?
답변: 세 번째 리플로우는 강력히 권장하지 않습니다. 세 번째 리플로우는 플라스틱 패키지와 내부 연결에 과도한 열 응력을 가하여 고장 위험을 현저히 증가시킵니다. 리워크 시에는 납땜 인두(최대 300°C, 3초)를 사용하여 수리가 필요한 특정 납땜 지점에만 극도로 주의하며, 전체 부품을 가열하지 않도록 해야 합니다.
- 질문: 2:1의 발광 강도 매칭 비율을 어떻게 이해해야 하나요?
답변: 이는 단일 디스플레이 유닛 내에서, 동일한 구동 조건 하에서 가장 밝은 세그먼트의 밝기가 가장 어두운 세그먼트 밝기의 두 배를 넘지 않아야 함을 의미합니다. 이는 디스플레이 문자의 시각적 균일성을 보장합니다.
11. 실제 설계 및 사용 사례
답변: 피크 파장은 물리적 광 출력이 가장 강한 위치입니다. 주 파장은 인지가 감지하는 대표적인 빛의 색상을 나타내는 단일 파장입니다. 두 값은 일반적으로 매우 가깝게 나타나며, 여기서도 그러하지만, 특정 색상의 경우 다를 수 있습니다. 두 측정값 모두 이 제품이 청색 LED임을 확인시켜 줍니다.
답: 가능합니다. 5V 전원(Vcc)과 일반적인 VF값 3.8V를 사용하려면 전류 제한 저항이 필요합니다. IF=10 mA일 경우: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω입니다. 다음 표준값, 예를 들어 120 Ω 또는 150 Ω을 사용하십시오. 실제 밝기와 전력 소비를 반드시 확인하십시오.
답변: 이는 전류 처리와 PCB 레이아웃의 유연성을 위한 것입니다. 총 캐소드 전류는 점등된 모든 세그먼트 전류의 합입니다. 두 개의 핀을 사용하면 이 전류를 분산시켜 각 핀의 전류 밀도를 낮추고 신뢰성을 높일 수 있습니다. 두 핀 모두 PCB에서 접지에 연결되어야 합니다.
답변: 세 번째 리플로우는 강력히 권장하지 않습니다. 세 번째 리플로우는 플라스틱 패키지와 내부 연결에 과도한 열 응력을 가하여 고장 위험을 현저히 증가시킵니다. 리워크 시에는 납땜 인두(최대 300°C, 3초)를 사용하여 수리가 필요한 특정 납땜 지점에만 극도로 주의하며, 전체 부품을 가열하지 않도록 해야 합니다.
답변: 이는 단일 디스플레이 유닛 내에서, 동일한 구동 조건 하에서 가장 밝은 세그먼트의 밝기가 가장 어두운 세그먼트 밝기의 두 배를 넘지 않아야 함을 의미합니다. 이는 디스플레이 문자의 시각적 균일성을 보장합니다.
사례: 간단한 디지털 전압계 판독값 설계하기
한 설계자가 ADC가 내장된 마이크로컨트롤러를 사용하여 0-30V DC 전압계를 제작 중입니다. 우수한 가독성 때문에 LTS-5325CTB-P가 선택되었습니다.
- 회로 설계:마이크로컨트롤러의 I/O 핀은 150 Ω 전류 제한 저항(5V 시스템 기준 계산)을 통해 세그먼트 애노드(A-G, DP)에 연결됩니다. 두 개의 공통 캐소드 핀은 함께 연결되어 마이크로컨트롤러 핀으로 제어되는 단일 NPN 트랜지스터(예: 2N3904)에 연결되어 로우 사이드 스위치로 사용됩니다. 이는 필요 시 다중화를 가능하게 하지만, 단일 숫자의 경우 상시 점등 상태를 유지할 수 있습니다.
- 소프트웨어:마이크로컨트롤러는 ADC 값을 읽어 전압으로 변환한 후, 해당 값을 올바른 7세그먼트 패턴(0-9)으로 매핑합니다. 세그먼트 데이터는 해당 I/O 핀으로 전송됩니다.
- PCB 레이아웃:데이터시트에서 권장하는 솔더 패턴을 패키지로 사용하십시오. 납땜을 용이하게 하기 위해 패드 연결부에 열 방출 패드를 추가하십시오. 공통 캐소드의 접지 연결은 견고해야 합니다.
- 조립:회로 기판은 표준 무연 리플로우 프로파일을 사용하여 조립되며, 피크 온도가 260°C를 초과하지 않도록 합니다. 부품은 단일 리플로우 사이클만 거칩니다.
- 결과:최종 제품은 선명하고 밝으며 균일한 파란색 전압 판독값을 나타냅니다.
12. 작동 원리 개요
LTS-5325CTB-P는 반도체 p-n 접합의 전계발광 원리에 기반하여 작동합니다. 활성층 물질은 InGaN(질화인듐갈륨)입니다. 순방향 전압이 다이오드 문턱전압(약 3.3-3.8V)을 초과하면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛)의 형태로 에너지를 방출합니다. InGaN 합금의 구체적인 조성은 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 방출되는 빛의 파장(색상)을 정의합니다. 본 제품의 경우 청색(~470 nm)입니다. 사파이어 기판은 고품질 InGaN 층의 성장을 위한 결정성 템플릿을 제공합니다. 회색 패널과 흰색 세그먼트 재료는 확산기 및 대비 향상제 역할을 하여 빛을 인식 가능한 숫자 세그먼트로 형성합니다.
13. 기술 트렌드 및 배경
이 소자는 성숙하고 널리 채택된 기술을 대표합니다. 사파이어 기판 위에 InGaN을 사용하여 청색 LED를 제조하는 것은 표준 산업 공정입니다. 이 구성요소에 배경을 제공하는 디스플레이 기술 트렌드는 다음과 같습니다:
- 소형화:0.56인치는 일반적인 사이즈이지만, 초소형 장치에 사용하기 위해 더 작은 사이즈의 고휘도 SMD 디지털 튜브로 발전하는 추세가 존재합니다.
- 효율성 향상:지속적인 재료 과학의 발전으로 InGaN LED의 발광 효율(루멘/와트)이 향상되어, 더 낮은 전류에서 더 높은 휘도를 구현하거나 열 부하를 줄일 수 있게 되었습니다.
- 통합화:LED 디스플레이를 구동 IC 및 마이크로컨트롤러와 통합하여 더 완전한 "스마트 디스플레이" 모듈로 만드는 경향이 있으며, 이를 통해 최종 제품 설계가 단순화됩니다.
- 색상 옵션과 RGB:이는 단색 청색광 디스플레이지만, 기반이 되는 InGaN 기술은 녹색광 생산과 형광체를 결합한 백색 LED 생산의 기초이기도 합니다. 미니어처 SMD LED를 사용한 풀컬러 RGB 디스플레이도 더 복잡한 그래픽 표시를 위해 점점 더 일반화되고 있습니다.
- 대체 기술:일부 응용 분야에서는 OLED(유기 발광 다이오드) 디스플레이가 두께와 시야각 측면에서 장점을 가지지만, 이러한 무기 LED와 비교하여 수명과 휘도 특성이 다를 수 있습니다.
단순하고 밝고 내구성이 뛰어나며 SMD 조립을 선호하는 디지털 디스플레이 애플리케이션의 경우, LTS-5325CTB-P는 여전히 견고하고 신뢰할 수 있으며 비용 효율적인 솔루션입니다.
LED 사양 용어 상세 설명
LED 기술 용어 완전 해설
1. 광전 성능 핵심 지표
| 용어 | 단위/표시 | 일반적인 설명 | 왜 중요한가 |
|---|---|---|---|
| 광효율 (Luminous Efficacy) | lm/W (루멘/와트) | 와트당 전력으로 발생하는 광속, 높을수록 에너지 효율이 높습니다. | 조명기구의 에너지 효율 등급과 전기요금 비용을 직접 결정합니다. |
| 광속 (Luminous Flux) | lm(루멘) | 광원이 방출하는 총 빛의 양으로, 통상적으로 "밝기"라고 부릅니다. | 조명이 충분히 밝은지 결정합니다. |
| 발광 각도 (Viewing Angle) | ° (도), 예: 120° | 광강도가 절반으로 감소하는 각도로, 빔의 너비를 결정합니다. | 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다. |
| 색온도(CCT) | K(켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 색상 따뜻함과 차가움, 낮은 값은 노랑/따뜻함, 높은 값은 흰색/차가움. | 조명의 분위기와 적용 가능한 장면을 결정합니다. |
| 현색지수 (CRI / Ra) | 단위 없음, 0–100 | 광원이 물체의 실제 색상을 재현하는 능력으로, Ra≥80이 좋음. | 색상의 현실감에 영향을 미치며, 백화점, 미술관 등 높은 요구 사항이 있는 장소에 사용됨. |
| 색상 허용 오차 (SDCM) | 맥아담 타원 스텝 수, 예: "5-step" | 색상 일관성의 정량적 지표로, 단계 수가 작을수록 색상이 더 일치합니다. | 동일 로트의 조명기구 색상 차이가 없음을 보장합니다. |
| 주파장 (Dominant Wavelength) | nm(나노미터), 예: 620nm(적색) | 컬러 LED 색상에 대응하는 파장 값. | 적색, 황색, 녹색 등 단색 LED의 색상을 결정합니다. |
| 스펙트럼 분포 (Spectral Distribution) | 파장 대 강도 곡선 | LED가 방출하는 빛의 각 파장별 강도 분포를 나타냅니다. | 현색성과 색상 품질에 영향을 미칩니다. |
2. 전기적 파라미터
| 용어 | 기호 | 일반적인 설명 | 설계 시 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압(Forward Voltage) | Vf | LED 점등에 필요한 최소 전압, 일종의 "시동 문턱값"과 유사함. | 구동 전원 전압은 ≥Vf 이상이어야 하며, 여러 LED가 직렬 연결될 경우 전압이 누적됨. |
| 순방향 전류 (Forward Current) | If | LED가 정상적으로 발광하는 전류값. | 일반적으로 정전류 구동 방식을 채택하며, 전류는 밝기와 수명을 결정합니다. |
| 최대 펄스 전류 (Pulse Current) | Ifp | 디밍(dimming) 또는 플래시(flash)에 사용되는 단시간 내 견딜 수 있는 피크 전류. | 펄스 폭과 듀티 사이클(duty cycle)은 엄격히 제어되어야 하며, 그렇지 않으면 과열로 손상될 수 있습니다. |
| 역전압 (Reverse Voltage) | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역전압으로, 이를 초과하면 항복(breakdown)될 수 있습니다. | 회로에서 역접속 또는 전압 서지(voltage surge)를 방지해야 합니다. |
| 열저항 (Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 칩에서 솔더 접점으로 열이 전달되는 저항으로, 값이 낮을수록 방열 성능이 우수합니다. | 높은 열저항의 경우 더 강력한 방열 설계가 필요하며, 그렇지 않으면 접합부 온도가 상승합니다. |
| 정전기 방전 내성 (ESD Immunity) | V (HBM), 예: 1000V | 정전기 내성, 값이 높을수록 정전기로 인한 손상 가능성이 낮습니다. | 생산 과정에서 정전기 방지 조치를 철저히 해야 하며, 특히 고감도 LED의 경우 더욱 주의해야 합니다. |
三、열 관리와 신뢰성
| 용어 | 핵심 지표 | 일반적인 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 온도가 10°C 낮아질 때마다 수명이 두 배로 연장될 수 있으며, 과도한 온도는 광속 감소와 색상 편이를 초래합니다. |
| 광속 감소 (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (시간) | 밝기가 초기값의 70% 또는 80%로 감소하는 데 필요한 시간. | LED의 "수명"을 직접 정의함. |
| 광유지율 (Lumen Maintenance) | % (예: 70%) | 일정 기간 사용 후 남은 휘도의 백분율. | 장기 사용 후 휘도 유지 능력을 나타냅니다. |
| Color Shift | Δu′v′ 또는 맥아담 타원 | 사용 과정에서 색상의 변화 정도. | 조명 장면의 색상 일관성에 영향을 미칩니다. |
| 열화 (Thermal Aging) | 재료 성능 저하 | 장기간 고온으로 인한 봉재 재료의 열화. | 휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로(Open Circuit) 실패를 초래할 수 있습니다. |
4. 패키징 및 재료
| 용어 | 일반적인 유형 | 일반적인 설명 | 특징 및 응용 |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하고 광학 및 열 인터페이스를 제공하는 패키지 재료. | EMC는 내열성이 우수하고 비용이 낮으며, 세라믹은 방열 성능이 우수하고 수명이 깁니다. |
| 칩 구조 | 정장, 도장(Flip Chip) | 칩 전극 배치 방식. | 플립칩 방식은 방열 성능이 더 우수하고 광효율이 더 높아 고출력에 적합합니다. |
| 형광체 코팅 | YAG, 실리케이트, 질화물 | 청색 칩 위에 도포되어, 일부가 황색/적색광으로 변환되어 백색광으로 혼합된다. | 서로 다른 형광체는 광효율, 색온도 및 연색성에 영향을 미친다. |
| 렌즈/광학 설계 | 평면, 마이크로 렌즈, 전반사 | 패키징 표면의 광학 구조, 광선 분포 제어. | 발광 각도와 광분포 곡선을 결정합니다. |
五、 품질 관리와 등급 분류
| 용어 | 분류 내용 | 일반적인 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속(光通量) 분류 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기 수준에 따라 그룹화하며, 각 그룹은 최소/최대 루멘 값을 가집니다. | 동일 로트 제품의 밝기가 일정하도록 보장합니다. |
| 전압 분류 | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위에 따라 그룹화한다. | 구동 전원 매칭을 용이하게 하여 시스템 효율을 향상시킨다. |
| 색상 구분 등급 | 5-step MacAdam 타원 | 색도 좌표에 따라 그룹화하여 색상이 극히 좁은 범위 내에 위치하도록 보장합니다. | 동일 조명기구 내 색상 불균일을 방지하여 색상 일관성을 보장합니다. |
| 색온도 분류 | 2700K, 3000K 등 | 색온도별로 그룹화하며, 각 그룹에는 해당하는 좌표 범위가 있습니다. | 다양한 시나리오의 색온도 요구사항을 충족합니다. |
6. 시험 및 인증
| 용어 | 표준/시험 | 일반적인 설명 | 의미 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 루멘 유지 테스트 | 항온 조건에서 장기간 점등하여 휘도 감쇠 데이터를 기록합니다. | LED 수명 추정에 사용됩니다(TM-21 결합). |
| TM-21 | 수명 추정 표준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 사용 조건에서의 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA 표준 | 조명공학회 표준 | 광학, 전기, 열학 시험 방법을 포괄합니다. | 업계에서 공인된 시험 기준. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 제품이 유해 물질(예: 납, 수은)을 포함하지 않도록 보장합니다. | 국제 시장 진입을 위한 조건. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명 제품에 대한 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달, 보조금 사업에 자주 활용되며 시장 경쟁력을 향상시킵니다. |