LTC-2621JE LED 디스플레이 데이터시트 - 0.28인치 자릿수 높이 - AlInGaP 적색 - 2.6V 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTC-2621JE는 소형 고성능 3자리 숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 다양한 전자 장비에서 선명하고 밝은 숫자 표시를 제공하는 것입니다. 핵심 기술은 불투명 GaAs 기판 위에 제작된 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 적색 LED 칩을 활용합니다. 이 소재 시스템은 적색 스펙트럼에서 높은 효율과 우수한 색 순도로 알려져 있습니다. 이 장치는 흰색 세그먼트가 있는 회색 전면을 특징으로 하여 대비를 높이고 다양한 조명 조건에서 가독성을 향상시킵니다. 광도(Luminous Intensity)로 분류되어 생산 로트 간 일관된 밝기 수준을 보장합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 디스플레이는 공간이 제한적이지만 높은 가시성이 중요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 주요 장점은 고체 상태 LED 구조에서 비롯되어 VFD나 LCD와 같은 다른 디스플레이 기술에 비해 우수한 신뢰성과 수명을 제공합니다. 주요 목표 시장에는 산업 계측기, 시험 및 측정 장비, 판매 시점(POS) 단말기, 의료 기기 및 자동차 계기판 디스플레이가 포함됩니다. 장치의 낮은 전력 요구 사항은 유선 전원 및 휴대용 배터리 구동 장치 모두에 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 데이터시트에 나열된 주요 기술 파라미터에 대한 객관적이고 상세한 해석을 제공합니다.

2.1 광도 및 광학 특성

광도는 중요한 파라미터입니다. 표준 테스트 전류 1mA에서 전형적인 평균 광도(Iv)는 900 µcd이며, 최소값은 320 µcd입니다. 이 분류는 최소 밝기 수준을 보장합니다. 더 높은 구동 전류 10mA에서 전형적인 광도는 12,000 µcd로 크게 증가하여 장치의 고휘도 애플리케이션 능력을 보여줍니다. 주 파장(λd)은 624 nm로 지정되며, 피크 발광 파장(λp)은 20mA에서 632 nm로, 확실히 적색 영역에 위치합니다. 20 nm의 스펙트럼 선 반치폭(Δλ)은 상대적으로 순수하고 포화된 적색을 나타냅니다. 세그먼트 간 광도 매칭은 1mA에서 2:1 비율 이내로 보장되어 디스플레이 전체에 걸쳐 균일한 외관을 보장합니다.

2.2 전기적 파라미터

세그먼트당 순방향 전압(Vf)은 전형적으로 2.6V이며, 순방향 전류(If) 20mA에서 최대 2.6V입니다. 이는 AlInGaP LED의 표준 전압입니다. 역전류(Ir)는 역전압(Vr) 5V가 인가될 때 최대 100 µA로 지정되어 다이오드의 누설 특성을 나타냅니다. 절대 최대 정격은 작동 한계를 정의합니다: 세그먼트당 연속 순방향 전류 25 mA (25°C 이상에서 0.33 mA/°C로 선형 감소), 펄스 동작용 피크 순방향 전류 90 mA (1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭), 최대 역전압 5V. 세그먼트당 전력 소산은 70 mW로 제한됩니다.

2.3 열 및 환경 사양

이 장치는 작동 온도 범위 -35°C ~ +85°C로 등급이 매겨져 가혹한 환경에 적합합니다. 저장 온도 범위는 동일합니다. 중요한 조립 파라미터는 납땜 온도입니다: 장치는 패키지 착륙면 아래 1.6mm(1/16인치) 지점에서 측정 시 최대 260°C를 최대 3초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 무연 리플로우 납땜 공정을 위한 표준 요구 사항입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 장치가 "광도로 분류됨"이라고 표시합니다. 이는 특정 테스트 전류(아마도 1mA)에서 측정된 광 출력을 기반으로 유닛을 분류하고 라벨링하는 빈닝 시스템을 의미합니다. 빈은 설계자가 일관된 밝기의 LED를 받도록 보장하며, 이는 다중 자릿수 디스플레이에서 불균일한 조명을 피하는 데 중요합니다. 특정 빈 코드 구조는 이 발췌문에서 자세히 설명되지 않았지만, 일반적인 빈은 광도 값 범위(예: 빈 A: 320-450 µcd, 빈 B: 450-600 µcd 등)로 정의됩니다. 이 특정 부품에 대한 전압 또는 파장 빈닝은 언급되지 않아 제조 과정에서 해당 파라미터에 대한 엄격한 제어를 시사합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않았지만, 설계에 대한 표준 내용과 중요성을 추론할 수 있습니다.

4.1 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 기본적입니다. LED 세그먼트를 통해 흐르는 전류와 그 양단의 전압 사이의 관계를 보여줍니다. AlInGaP LED의 경우, 곡선은 약 1.8-2.0V에서 급격한 턴온을 나타낸 후, 전압은 전류가 크게 증가해도 약간만 증가합니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 구동 회로에 적절한 전류 제한 저항을 선택하여 안정적인 작동을 보장하고 열 폭주를 방지합니다.

4.2 광도 대 순방향 전류

이 그래프는 광 출력이 구동 전류에 따라 어떻게 변하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 거의 선형이지만, 매우 높은 전류에서는 열 및 전기적 효과로 인해 효율 저하(감소된 효능) 징후를 보일 수 있습니다. 이 곡선은 설계자가 밝기 요구 사항과 전력 소비 및 장치 수명 사이의 균형을 맞추는 데 도움을 줍니다.

4.3 광도 대 주변 온도

LED 광 출력은 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이 곡선은 그 관계를 정량화하여 상대 광도를 주변(또는 케이스) 온도의 함수로 보여줍니다. 넓은 온도 범위에서 작동하는 애플리케이션에 중요하며, 필요한 밝기 보상 또는 감액을 알려줍니다.

4.4 스펙트럼 분포

스펙트럼 플롯은 지정된 20 nm 반치폭을 가진 632 nm를 중심으로 파장에 걸친 상대적 방출 전력을 보여줄 것입니다. 이는 색점과 순도를 확인시켜 줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 치수 및 외형도

이 장치는 표준 LED 디스플레이 패키지를 특징으로 합니다. 자릿수 높이는 0.28인치(7.0 mm)입니다. 패키지 치수는 달리 명시되지 않는 한 일반 공차 ±0.25 mm(0.01")로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 도면은 일반적으로 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 자릿수 간격, 세그먼트 치수 및 리드 간격(피치)을 보여줍니다.

5.2 핀 구성 및 극성 식별

이 장치는 16핀 구성을 가지고 있지만, 모든 위치가 채워지지는 않습니다(핀 9, 10, 11, 14는 "연결 없음" 또는 "핀 없음"으로 나열됨). 멀티플렉스 공통 애노드 타입입니다. 이는 각 자릿수에 대한 LED의 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다(각각 자릿수 1, 2, 3용 핀 2, 5, 8 및 왼쪽 콜론/표시기 L1, L2, L3용 핀 13). 개별 세그먼트(A-G, DP)의 캐소드는 모든 자릿수에서 공유됩니다. 핀 1은 세그먼트 D의 캐소드로 식별됩니다. PCB 조립 중 올바른 방향을 위해 핀 1의 적절한 식별이 중요합니다. 오른쪽 소수점(DP)은 핀 3의 자체 캐소드를 통해 제어됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 최대 납땜 온도 프로파일입니다: 패키지 착륙면 아래 1.6mm 지점에서 측정 시 최대 3초 동안 최고 온도 260°C. 이는 열 응력에 민감한 구성 요소에 대한 표준 JEDEC 리플로우 프로파일입니다. 별도의 애플리케이션 노트에 제공된 경우 제조업체가 제안한 리플로우 프로파일을 따르는 것이 강력히 권장됩니다. 일반적인 취급 주의사항이 적용됩니다: 리드 및 유리/에폭시 전면에 기계적 스트레스를 피하고, 지정된 경우 정전기 방지 및 습도 제어 환경에 보관하며, 취급 중 적절한 ESD 예방 조치를 사용하십시오.

7. 애플리케이션 제안

7.1 전형적인 애플리케이션 회로

LTC-2621JE는 멀티플렉스 공통 애노드 설계로 인해 외부 구동 회로가 필요합니다. 일반적인 구현은 충분한 I/O 핀이 있는 마이크로컨트롤러 또는 전용 LED 디스플레이 드라이버 IC(MAX7219 또는 유사)를 사용합니다. 마이크로컨트롤러는 한 자릿수의 공통 애노드를 활성화(하이로 구동)하면서 해당 자릿수의 원하는 세그먼트에 대한 캐소드 패턴을 출력합니다. 이 과정은 시각의 잔상을 이용하여 안정적이고 깜빡임 없는 이미지를 생성하기 위해 세 자릿수 모두에 대해 빠르게 반복됩니다. 순방향 전류를 설정하기 위해 각 세그먼트 캐소드 라인(또는 드라이버 IC 내부)에 전류 제한 저항이 필수적이며, 일반적으로 필요한 밝기에 따라 5-20 mA 사이입니다.

7.2 설계 고려사항

• 멀티플렉싱 비율:3자릿수로 멀티플렉싱 듀티 사이클은 1/3입니다. 정적으로 구동된 자릿수와 동일한 평균 밝기를 달성하기 위해 피크 펄스 전류는 최대 3배까지 높일 수 있지만, 절대 최대 피크 전류 정격 90 mA를 초과해서는 안 됩니다.
• 새로 고침 속도:자릿수 스캔 주파수는 가시적인 깜빡임을 피할 수 있을 만큼 충분히 높아야 하며, 일반적으로 자릿수당 60 Hz 이상으로, 총 디스플레이 새로 고침 속도 >180 Hz가 되어야 합니다.
• 시야각:데이터시트는 넓은 시야각을 주장합니다. 최적의 가독성을 위해 디스플레이는 주 시야 방향에 수직으로 장착되어야 합니다.
• 전원 시퀀싱:전원 투입 또는 차단 중에 구동 회로가 역전압이나 과도한 전류 서지를 인가하지 않도록 하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

적색 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) LED와 같은 오래된 기술과 비교할 때, LTC-2621JE의 AlInGaP 기술은 훨씬 더 높은 광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에서 더 큰 밝기 또는 동일한 밝기에서 더 낮은 전력 소비를 가능하게 합니다. 색상은 많은 GaAsP LED의 주황빛 적색과 비교하여 더 포화된 "진짜" 적색입니다. 현대의 사이드 글로우 또는 도트 매트릭스 디스플레이와 비교할 때, 이 장치는 숫자 데이터에 이상적인 고전적이고 가독성이 뛰어난 7세그먼트 형식을 제공합니다. 주요 차별화 요소는 작은 0.28인치 자릿수 크기와 AlInGaP 소재의 성능 이점을 결합한 것입니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 전류 제한 없이 일정한 DC 전압으로 이 디스플레이를 구동할 수 있나요?

A: 아니요. LED는 전류 구동 장치입니다. 일정한 전압, 특히 순방향 전압 근처 또는 이상의 전압을 인가하면 전류가 통제 불가능하게 상승하여 LED 세그먼트를 파괴할 수 있습니다. 항상 직렬 전류 제한 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오.

Q: 광도가 1mA와 10mA에서 지정되었습니다. 다른 전류에 대해 보간할 수 있나요?

A: 대략적으로, 예. 관계는 낮은 전류에서 거의 선형입니다. 그러나 정밀한 설계, 특히 높은 전류에서는 가능한 경우 전형적인 광도 대 순방향 전류 곡선을 참조하십시오.

Q: "연결 없음" 핀의 목적은 무엇인가요?

A: 내부 회로가 사용하지 않더라도 표준 소켓 및 PCB 레이아웃과의 호환성을 위해 표준 16핀 DIP(듀얼 인라인 패키지) 풋프린트를 유지하기 위한 기계적 자리 표시자일 가능성이 높습니다.

Q: 콜론 표시기(L1, L2, L3)를 어떻게 제어하나요?

A: 콜론 세그먼트는 핀 13에서 공통 애노드를 공유합니다. 개별 캐소드는 세그먼트 A, B, C의 캐소드(각각 핀 15, 12, 6)에 연결되어 있습니다. 예를 들어, L1을 켜려면 핀 13의 공통 애노드를 활성화하면서 세그먼트 A의 캐소드(핀 15)를 로우로 구동하면 됩니다.

10. 설계 및 사용 사례 연구

사례: 휴대용 디지털 멀티미터 디스플레이 설계

설계자가 소형 디지털 멀티미터를 만들고 있습니다. 주요 요구 사항은 배터리 수명을 위한 낮은 전력 소비, 야외 사용을 위한 높은 밝기 및 소형 폼 팩터입니다. LTC-2621JE는 훌륭한 후보입니다. 설계자는 멀티플렉스 모드에서 세그먼트당 구동 전류 8 mA를 선택합니다. 1/3 듀티 사이클을 사용하여 피크 펄스 전류는 24 mA로, 90 mA 한계 내에 잘 들어갑니다. 내장 LED 드라이버 세그먼트가 있는 마이크로컨트롤러가 사용됩니다. 회색 전면/흰색 세그먼트 설계는 직사광선 아래에서도 높은 대비를 제공합니다. 낮은 순방향 전압은 구동 회로의 전력 손실을 최소화합니다. 0.28인치 자릿수 크기는 좋은 가독성을 유지하면서 컴팩트한 PCB 레이아웃을 가능하게 합니다. 넓은 작동 온도 범위는 차가운 차고에서 뜨거운 자동차 계기판까지 안정적인 작동을 보장합니다.

11. 작동 원리 소개

LTC-2621JE는 반도체 전계 발광을 기반으로 합니다. AlInGaP 칩 구조는 p-n 접합을 형성합니다. 접합의 내재 전위를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 활성 영역으로 주입되어 재결합합니다. AlInGaP에서 이 재결합은 주로 적색 파장 범위(~624-632 nm)에서 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 불투명 GaAs 기판은 아래로 방출되는 모든 빛을 흡수하여 칩 상단의 전체 광 추출 효율을 향상시킵니다. 빛은 원하는 세그먼트 모양으로 성형된 에폭시 렌즈를 통과하며, 이는 환경 보호도 제공합니다.

12. 기술 동향 및 맥락

AlInGaP 기술은 1990년대 상용화되었을 때 가시광 LED 성능, 특히 적색, 주황색 및 노란색에 대한 중요한 발전을 나타냈습니다. 이는 고성능 애플리케이션을 위한 효율이 낮은 GaAsP 및 GaP 기술을 대체했습니다. 디스플레이 모듈의 동향은 더 높은 통합(드라이버 IC를 디스플레이 패키지에 통합), 자동화 조립을 위한 표면 실장 패키지 및 풀컬러 RGB 도트 매트릭스 디스플레이 개발로 이동했습니다. 그러나 LTC-2621JE와 같은 간단하고 신뢰할 수 있으며 비용 효율적인 7세그먼트 디스플레이는 숫자 정보만 필요한 애플리케이션에서 뛰어난 가독성, 간단한 인터페이스 및 현장 애플리케이션에서 입증된 신뢰성으로 인해 여전히 매우 관련성이 높습니다. 마이크로 LED와 같은 LED 소재의 지속적인 개발은 초고밀도 및 효율성에 초점을 맞추고 있지만, 표준 세그먼트 디스플레이의 경우 AlInGaP와 InGaN(청색/녹색용)이 계속해서 주력 기술입니다.